منصة الرسائل والاطاريح: سلوك الخرسانة المسلحة عالية المقاومة خفيفة الوزن للبلاطات المضلعة ذات الاتجاه الواحد

الخلاصة

تتضمن الدراسة الحالية تحرياً عملياً وعددياً لسلوك البلاطات المضلعة ذات الاتجاة الواحد والمصنوعة من الخرسانة المسلحة عالية المقاومة خفيفة الوزن. يتكون البرنامج العملي من فحص أحدى وعشرون عينة من البلاطات الخرسانة المسلحة أحادية الأتجاه. تم تقسيم هذه العينات إلى مجموعتين حسب نوع التحميل. تم إختبار خمسة عشر عينة تحت تاثير الحمل الستاتيكي (حمل من نقطتين)، وتم اختبار العينات المتبقية تحت تأثير الحمل الديناميكي (الحمل التوافقي). تم تقسيم البلاطات في المجموعة الأولى التي تم اختبارها تحت الحمل الستاتيكي إلى ستة مجموعات فرعية وفقًا لـ: نوع الخرسانة؛ خرسانة عالية المقاومة خفيفة الوزن(HSLWC) ، خرسانة عالية المقاومة إعتيادية الوزن(HSNWC) ، خرسانة عادية المقاومة خفيفة الوزن(NSLWC) ، أو خرسانة عادية المقاومة إعتيادية الوزن(NSNWC) ، النسبة الحجمية للألياف الفولاذية، نسب حديد تسليح الأضلاع، تغيير المقطع الهندسي (عدد الاضلاع) عند نفس حجم الخرسانة عالية المقاومة خفيفة الوزن، المسافة بين الأضلاع، نوع البلاطة؛ بلاطة مضلعة أو مصمتة بنفس حجم الخرسانة عالية المقاومة خفيفة الوزن تقريبا، ونسب حديد تسليح مختلفة. في حين تم تقسيم المجموعة الثانية التي تم اختبارها تحـت الحـــمل الدينامــيكي إلى أربع مجموعات فــرعـية وفــقاً لـ نــوع الخــرسـانة، النسبة الحجمية الألياف الفولاذية، تغيير المقطع الهندسي، نوع البلاطة. كما تم فحص المكعبات، الأسطوانات، والموشورات لكل خلطة لتحديد الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للانواع المختلفة للخرسانة التي تم أعتمادها في هذة الدراسة. بناءً على نتائج الفحص العملي، وجد بالأمكان انتاج خرسانة عالية المقاومة خفيفة الوزن باستخدام حجر الخفاف مع إستخدام المواد المضافة (دبس السكر، الملدنات الفائقة، ، وأبخرة السيليكا) بمتوسط مقاومة إنضغاط للأسطوانة تبلغ حوالي 42.2 ميكا باسكال، ومتوسط الكثافة الجافة 1943 كجم / م 3، وذات موصلية حرارية تبلغ حوالي 0.81 واط / (متر كلفن)، بينما كانت متوسط مقاومة إنضغاط الأسطوانة والكثافة الجافة والتوصيل الحراري هي 58 ميكا باسكال، 2408 كجم / م3، و 1.435 واط / (متر كلفن)، على التوالي للخرسانة عالية المقاومة إعتيادية الوزن. ووجد أن عينة البلاطة ذات الخرسانة عالية المقاومة خفيفة الوزن تمتلك أقل؛ وزن إجمالي، سعة تحميل قصوى، وهطول بمقدار 19٪ 17.70٪ و 17.33٪ على التوالي، بالمقارنة مع عينة البلاطة الخرسانية عالية المقاومة إعتيادية الوزن التي تم اختبارها تحت الحمل الستاتيكي. نتيجة لذلك، تفوقت الكفاءة الهيكلية لبلاطهHSLWC على بلاطات،HSNWC ،NSLWC ، و NSNWC بحوالي 1.04٪، 5.80٪، و 19.16٪ على التوالي. علاوة على ذلك، أدى تقليل المسافة بين الأضلاع من 200 ملم إلى 180 ملم و 150ملم إلى زيادة الحمل النهائي بنسبة 8.33٪ و 17.97٪ على التوالي. علاوة على ذلك، فإن استخدام البلاطة المضلعة بدلاً من البلاطة المصمتة ذات الخرسانة عالية المقاومة خفيفة الوزن زاد من الحمل النهائي و الكفاءة الهيكلية بنسبة 130.37٪ و 125.72٪ على التوالي، بينما انخفض الهطول بنسبة 3.99٪. من ناحية أخرى، فإن تغيير عدد الأضلاع عند نفس حجم الخرسانة لا يعطي فرقًا كبيرًا في قدرة القوة ولكنه يعطي فائدة اقتصادية من خلال تقليل تكلفة تصنيع حديد تسليح القص. على أي حال، وجد أن إضافة الالياف الفولاذية بنسبة 0.5٪ واستخدام نسبة 0.44٪ من حديد التسليح في البلاطات المضلعة HSLWC أدى إلى التغلب على انـخفاض المقاومة بــسبب اســتخدام HSLWC بدلاً من .HSNWC أظهرت النتائج العملية لعينات البلاطات تحت تأثير الحمل الديناميكي أن استخدام البــلاطة HSLWC ذات ثلاثة أضلاع تقلل من متوسط سعة الإزاحة عند ترددات تتراوح من 5 إلى 50 هرتز بنسبة 13.44٪ و 35.10٪ مقارنة مع البلاطات ذاتHSNWC والمصمتة، على التوالي. على العكس من ذلك، أدى إستخدام البلاطة HSLWCذات الضلع الواحد والبلاطة التي تحتوي على نسبة 0.25% من الالياف الفولاذية إلى تقليل متوسط سعة الإزاحة بنسبة 54.03٪ و 15.54٪،على التوالي، مقارنة بالبلاطة ذات الخرسانة عالية المقاومة خفيفة الوزن والخالية من الالياف والمكونة من ثلاثة أضلاع. أخيراً، أظــهرت المــقارنة بين نتــائج تــحــليل العناصر المحدودة التي تــم إجــراؤها بــاستــخدامABAQUS/2019 ونتائج العملي توافقا معقولاً، حيث كان الفرق الاقصى للحمل النهائي والهطول حوالي 21.01٪ و 14.52٪ على التوالي لجميع العينات التي تحت تأثير الحمل الستاتيكي. وفي الوقت نفسه، يبلغ أقصى فرق في سعة الإزاحة حوالي 30 ٪ لجميع العينات التي تحت تأثير الحمل الديناميكي. تضمنت الدراسة أيضاَ دراسة متغيرات أخرى عددياً مثل إيجاد التردد الطبيعي وأنماط الإهتزاز و دراسة تأثير كل من زيادة تردد التشغيل، حالة الإسناد و التباعد بين الأضلاع على سلوك البلاطات ذات الاتجاه الواحد تحت الحمل الديناميكي