تم انجاز اطروحة الدكتوراه للطالبة (عبير حسين حسون الشمري) في قسم الهندسة المدنية عن بحثها الموسوم “استجابة العتبات الخرسانية المسلحة الحاوية على فتحات وترة متعددة للأحمال الساكنة و الصدمية ” باشراف أ.د. نزار كامل علي العقيلي ، من قبل لجنة المناقشة المؤلفة من :
أ.د. ثامر خضير محمود (رئيس اللجنه)
أ.د. عدنان فالح علي (عضو اللجنه)
أ.د. نمير عبد الامير علوش (عضو اللجنه)
أ.م.د. عبد المطلب عيسى (عضو اللجنه)
أ.م.د. وليد عواد وريوش (عضو اللجنه )
وتلخص البحث بما يلي :
إن فشل القص هو الغالب في حالة العتبات الخرسانيه الانشائيه الحاويه على فتحات في الوتره. في هذا البحث تم دراسة استجابة العتبات الخرسانيه المسلحه ذات المقطع (T) والحاويه على فتحات وتره متعدده للأحمال الساكنه والصدميه عمليا ونظريا. تم فحص مجموعتين من العتبات في الجانب العملي من هذا البحث، كل مجموعه تحتوي على سبعة نماذج. المجموعه الاولى تم فحصها تحت تأثير الحمل الساكن لغاية الفشل بينما المجموعه الثانيه فقد تم فحصها تحت تأثير الحمل الصدمي المتكرر لغاية وصول عرض شقوق القص الى الحد الأقصى المسموح به من قبل الكود الامريكي ACI318-Code للعتبات الخارجيه والبالغ قيمته 0.3 ملم، بعد ذلك تم تحديد المقاومه الساكنه المتبقيه للعتبات المفحوصه صدميا. إن متغيرات الفحص تضم: عدد الفتحات (4 أو 6 فتحات) وطريقة تقويه العتبات في منطقة الفتحات، (إما بإستخدام قضبان حديد التسليح المحززه، كما في حالة أن تكون الفتحات مخطط لها قبل صب العتبات، أو بإستخدام ألياف الكاربون، كما في حالة ان تكون الفتحات مستحدثه في عتبات موجوده بالأصل)، و كذلك ارتفاع السقوط متغير (100، 250، 500، 750، 1000، 1500، 2000 ملم). إن جميع العتبات تم فحصها كعتبات بسيطة الإسناد تحت نقطة تحميل واحده في منتصف العتبه.
تم تصميم وتصنيع جهاز فحص صدمي يحقق متطلبات الفحوص الصدميه. تم تسليط الحمل الصدمي بواسطة كتلة ساقطه متكونه من ثلاثه اجزاء كالاَتي: عمود فولاذي اسطواني بأبعاد (80ملم قطر×485 ملم طول) وخلية تحميل ديناميكيه و صادم مصنوع من الحديد المقاوم للصدأ.
خلال الفحوصات الساكنه تم تسجيل قيم الحمل مع الهطول و قيم الحمل مع الإنفعال في مواقع مختلفه من العتبه المفحوصه بالإضافه إلى تحديد التحمل الأقصى للعتبات. في الفحوصات الصدميه تم تسجيل علاقة قوة الصدمه مع الزمن وعلاقة الهطول الديناميكي في منتصف العتبه مع الزمن، كذلك فقد تم تسجيل علاقة الانفعال مع الزمن في مواقع مختلفه من العتبات. تم إستخدام مقاييس الانفعال ذات المقاومه الكهربائيه لقياس الإنفعال في الفحوصات الساكنه و الصدميه. بالإضافه الى ذلك فقد تم إستخدام محول الطاقه التفاضلي ذو المتغير الخطي لقياس الهطول الديناميكي مع الزمن و إستخدام خلية التحميل الديناميكيه لقياس قوة الصدمه مع الزمن.
بالنسبه للعتبات الخرسانيه التي تم فحصها تحت تأثير الحمل الساكن فقد وجد بأن عمل 4 أو 6 فتحات دائريه بقطر يعادل %48 من عمق الوتره يقلل من تحمل العتبه بنسبة 30% و 41% على التوالي. و قد وجد بأن تقوية العتبات قد أدى الى زياده في تحملها بنسبه ما بين 27% و 92% على التوالي مقارنة بتحمل النموذج المرجعي وذلك إعتمادا على طريقة التقويه.
العتبات الخرسانيه المسلحه الحاويه على فتحات مقواة بألياف الكاربون اظهرت مقاومه أكبر للحمل ، سواء كان ساكن أو صدمي، من تلك الحاويه على فتحات مقواة بقضبان حديد التسليح المحززه.
إن العتبه الحاويه على 4 فتحات لم تظهر زياده واضحه في قيم الهطول الأقصى إذا ما قورنت بما يماثلها للعتبه المرجعيه الغير حاويه على فتحات بينما العتبه الحاويه على 6 فتحات أظهرت زياده واضحه في قيم الهطول الأقصى بحدود 75% أعلى مما يماثلها للعتبه المرجعيه وإن تقوية النماذج قد استطاع من التغلب على زيادة قيم الهطول.
في الجزء الثاني من البحث تم اجراء تحليل نظري ساكن و صدمي عدديا بإستخدام طريقة العناصر المحدده للعتبات التي تم فحصها مختبريا وذلك بإستخدام البرنامج التحليلي ANSYS. إن نتائج التحليل العددي تم مقارنتها مع النتائج العمليه وتم الحصول على توافق جيد بينهما بالنسبه للتحليل الساكن و الصدمي. بالنسبه للعتبات الخرسانيه التي تم فحصها تحت تأثير الحمل الساكن فقد كان الفرق بين القيم المختبريه و النظريه لتحمل العتبات الأقصى لا يتجاوز 19%. بالإضافه الى ذلك فقد تم تقديم نموذج تحليلي لتحديد الهطول الديناميكي الأقصى للعتبه في منتصف الفضاء. إن النتائج التحليليه كانت ذات توافق جيد مع النتائج العمليه عندما كان إرتفاع السقوط قليل نسبيا، (النتائج التحليليه كانت أقل من النتائج العمليه بحدود 10%، 6%، 28% عندما كان ارتفاع السقوط 100، 250، 400 ملم على التوالي) .
أ.د. ثامر خضير محمود (رئيس اللجنه)
أ.د. عدنان فالح علي (عضو اللجنه)
أ.د. نمير عبد الامير علوش (عضو اللجنه)
أ.م.د. عبد المطلب عيسى (عضو اللجنه)
أ.م.د. وليد عواد وريوش (عضو اللجنه )
وتلخص البحث بما يلي :
إن فشل القص هو الغالب في حالة العتبات الخرسانيه الانشائيه الحاويه على فتحات في الوتره. في هذا البحث تم دراسة استجابة العتبات الخرسانيه المسلحه ذات المقطع (T) والحاويه على فتحات وتره متعدده للأحمال الساكنه والصدميه عمليا ونظريا. تم فحص مجموعتين من العتبات في الجانب العملي من هذا البحث، كل مجموعه تحتوي على سبعة نماذج. المجموعه الاولى تم فحصها تحت تأثير الحمل الساكن لغاية الفشل بينما المجموعه الثانيه فقد تم فحصها تحت تأثير الحمل الصدمي المتكرر لغاية وصول عرض شقوق القص الى الحد الأقصى المسموح به من قبل الكود الامريكي ACI318-Code للعتبات الخارجيه والبالغ قيمته 0.3 ملم، بعد ذلك تم تحديد المقاومه الساكنه المتبقيه للعتبات المفحوصه صدميا. إن متغيرات الفحص تضم: عدد الفتحات (4 أو 6 فتحات) وطريقة تقويه العتبات في منطقة الفتحات، (إما بإستخدام قضبان حديد التسليح المحززه، كما في حالة أن تكون الفتحات مخطط لها قبل صب العتبات، أو بإستخدام ألياف الكاربون، كما في حالة ان تكون الفتحات مستحدثه في عتبات موجوده بالأصل)، و كذلك ارتفاع السقوط متغير (100، 250، 500، 750، 1000، 1500، 2000 ملم). إن جميع العتبات تم فحصها كعتبات بسيطة الإسناد تحت نقطة تحميل واحده في منتصف العتبه.
تم تصميم وتصنيع جهاز فحص صدمي يحقق متطلبات الفحوص الصدميه. تم تسليط الحمل الصدمي بواسطة كتلة ساقطه متكونه من ثلاثه اجزاء كالاَتي: عمود فولاذي اسطواني بأبعاد (80ملم قطر×485 ملم طول) وخلية تحميل ديناميكيه و صادم مصنوع من الحديد المقاوم للصدأ.
خلال الفحوصات الساكنه تم تسجيل قيم الحمل مع الهطول و قيم الحمل مع الإنفعال في مواقع مختلفه من العتبه المفحوصه بالإضافه إلى تحديد التحمل الأقصى للعتبات. في الفحوصات الصدميه تم تسجيل علاقة قوة الصدمه مع الزمن وعلاقة الهطول الديناميكي في منتصف العتبه مع الزمن، كذلك فقد تم تسجيل علاقة الانفعال مع الزمن في مواقع مختلفه من العتبات. تم إستخدام مقاييس الانفعال ذات المقاومه الكهربائيه لقياس الإنفعال في الفحوصات الساكنه و الصدميه. بالإضافه الى ذلك فقد تم إستخدام محول الطاقه التفاضلي ذو المتغير الخطي لقياس الهطول الديناميكي مع الزمن و إستخدام خلية التحميل الديناميكيه لقياس قوة الصدمه مع الزمن.
بالنسبه للعتبات الخرسانيه التي تم فحصها تحت تأثير الحمل الساكن فقد وجد بأن عمل 4 أو 6 فتحات دائريه بقطر يعادل %48 من عمق الوتره يقلل من تحمل العتبه بنسبة 30% و 41% على التوالي. و قد وجد بأن تقوية العتبات قد أدى الى زياده في تحملها بنسبه ما بين 27% و 92% على التوالي مقارنة بتحمل النموذج المرجعي وذلك إعتمادا على طريقة التقويه.
العتبات الخرسانيه المسلحه الحاويه على فتحات مقواة بألياف الكاربون اظهرت مقاومه أكبر للحمل ، سواء كان ساكن أو صدمي، من تلك الحاويه على فتحات مقواة بقضبان حديد التسليح المحززه.
إن العتبه الحاويه على 4 فتحات لم تظهر زياده واضحه في قيم الهطول الأقصى إذا ما قورنت بما يماثلها للعتبه المرجعيه الغير حاويه على فتحات بينما العتبه الحاويه على 6 فتحات أظهرت زياده واضحه في قيم الهطول الأقصى بحدود 75% أعلى مما يماثلها للعتبه المرجعيه وإن تقوية النماذج قد استطاع من التغلب على زيادة قيم الهطول.
في الجزء الثاني من البحث تم اجراء تحليل نظري ساكن و صدمي عدديا بإستخدام طريقة العناصر المحدده للعتبات التي تم فحصها مختبريا وذلك بإستخدام البرنامج التحليلي ANSYS. إن نتائج التحليل العددي تم مقارنتها مع النتائج العمليه وتم الحصول على توافق جيد بينهما بالنسبه للتحليل الساكن و الصدمي. بالنسبه للعتبات الخرسانيه التي تم فحصها تحت تأثير الحمل الساكن فقد كان الفرق بين القيم المختبريه و النظريه لتحمل العتبات الأقصى لا يتجاوز 19%. بالإضافه الى ذلك فقد تم تقديم نموذج تحليلي لتحديد الهطول الديناميكي الأقصى للعتبه في منتصف الفضاء. إن النتائج التحليليه كانت ذات توافق جيد مع النتائج العمليه عندما كان إرتفاع السقوط قليل نسبيا، (النتائج التحليليه كانت أقل من النتائج العمليه بحدود 10%، 6%، 28% عندما كان ارتفاع السقوط 100، 250، 400 ملم على التوالي) .
