منصة الرسائل والاطاريح: الاستجابة الإنشائية لبلاطات خرسانية مسلحة مركبة ذات مقطع عتب الى عمود من الحديد المشكل على البارد ذو مفاصل شبه جاسئة

الخلاصة

أدرك المصممون فوائد تصميم الروابط شبه الجاسئة حيث انها تقلل من وزن وعمق العتب، ارتفاع المبنى الكلي ويزيد من امتصاص الطاقة. وبالإضافة إلى ذلك، فأن الحديد المشكل على البارد (CFS) أصبح أكثر شيوعًا في العديد من البلدان، مما يشير إلى إمكانية جيدة لاستخدام مواد خفيفة الوزن كبديل لمقاطع الحديد التقليدية. ومع ذلك، لا تزال هناك حاجة الى مزيد من البيانات المتعلقة بسلوك المفاصل المركبة، خاصة بالنسبة للروابط المركبة المكونة من CFS، مما يعطي المزيد من الحافز لدراسة هذا النوع من المفاصل المركبة. تقدم هذه الدراسة اختبارا تجريبيًّا لمفصل عتب الى عمود شبه جاسئ يتكون من بلاطة خرسانية مركبة ومقطعين من الفولاذ المُشكل على البارد على شكل C للعتب والعمود. تم اختبار ثلاث عشرة نموذجاً ذو تجميعات فرعية صليبية من مفاصل الحديد المشكل على البارد لمقطع العتب إلى العمود بشكل تجريبي باستخدام نهج جديد لأشكال الربط المختلفة للعتب إلى العمود، وأنواع ودرجات مختلفة من روابط القص. بالإضافة إلى ذلك، تم إعداد تسع عينات للتحقيق في قوة القص والصلادة والمطيلية لروابط القص المثبت ببراغي مع صامولة واحدة مدمجة وروابط القص المكونة من الحديد المشكل على البارد، مثل صفيحة مفردة، زاوية مفردة، وصفيحة مموجة مفردة وصفيحة مزدوجة الزاوية، التي تستخدم في عينات المفصل المركب. تنقسم الدراسة إلى أربعة أجزاء: الاختبار التجريبي لعينات فحص القص المباشر. الاختبار التجريبي لثلاثة مفاصل مركبة تجريبية مسلحة بأدنى نسبة لحديد التسليح وعرض البلاطة 300 ملم؛ الاختبار التجريبي لعشرة مفاصل مركبة رئيسية مسلحة بحديد قطر10 ملم وبأبعاد 100ملم في كلا الاتجاهين وعرض البلاطة 750 ملم وبأشكال روابط مختلفة من العتب إلى العمود تم اختبارها تحت حمل رتيب ودوري وأنواع ودرجات مختلفة من موصل القص؛ وطريقة العناصر المحدودة. أظهرت النتائج أن العينات المختبرة ذات وصلات العتب إلى العمود المتصلة بزوايا في مجموعة المفاصل المركبة الرئيسية تمتلك خصائص مطيلية عالية حيث تجاوزت قدرة الدوران 30 ميلي راديان. وبالتالي، فإن جميع هذه العينات المقترحة تصنف على أنها مفاصل شبه جاسئة وفقًا لمحددات المواصفات الاوربية وهي مناسبة للتحليل المرن والتصميم الزلزالي. في حين أن الاتصال المباشر بين العتب والعمود والذي يشكل مقطع صندوقي للعمود أدى إلى زيادة الحمل الاقصى بنسبة 33٪ ونقصان في قدرة الدوران بنسبة 76٪. في حين، فإن العينة ذات اتصال المباشر بين العتب والعمود وتشكل مقطعًا صندوقي للعتب زادت الحمل الاقصى بنسبة 90٪ وقللت من قدرة الدوران بنسبة 78٪ مقارنةً بالعينة ذات المقطع I للعتب والعمود المرتبطة من خلال استخدام الزوايا. من ناحية أخرى، فإن الحمل الدوري له تأثير ضئيل على التحمل الاقصى للمفاصل المركبة، ولكنه يزيد بشكل كبير من قيمة الدوران. تعتبر أشكال الروابط المركبة لمقطع العتب إلى العمود الفولاذي المشكل على البارد المقترحة فعالة من حيث الصلابة وسعة العزم النهائية. أيضًا، باستخدام نهج جديد لروابط القص المكون من صفيحة على شكل زاويا مشكلة على البارد أظهرت تحسنًا كبيرًا في العزم والصلابة الأولية للمفصل. اظهر استخدام روابط القص المثبت ببراغي مع صامولة واحدة مدمجة لتكوين ربط جزئي بين البلاطة والعتب في هذه الدراسة، والذي يصل إلى حد 50٪ مقارنة مع الربط الكامل، إلى نتائج مقبولة وكان ضمن الحدود الموصى بها للوصلات شبه الجاسئة وفقًا للمدونة الأوروبية. الجزء الأخير من الدراسة هو دراسة تحليلية باستخدام طريقة العناصر المنتهية، والتي تبحث في السلوك غير الخطي للروابط المركبة. تم تمثيل العينات باستخدام برنامج ABAQUS Standard / Explicit 2017. حيث تتضمن نتائج نماذج العناصر المنتهية شكل الفشل عند التحميل الاقصى ومنحنيات العزم- الدوران. أظهرت النتائج التحليلية توافق جيد مع النتائج التجريبية مما يعطي انطباع عن قدرة البرنامج على توسيع الدراسة للحصول على المزيد من النتائج لفهم السلوك الفعلي للروابط المركبة. في هذه الدراسة، تم دراسة العديد من المتغيرات للتحقيق في مجموعة واسعة من المتغيرات الرئيسية (سمك الزاوية العليا والسفلى، نسبة حديد التسليح، واستخدام تقوية في شبكة العمود، وشكل العمود، وعدد البراغي). استنتج من دراسة هذه المتغيرات أن الزاوية المستخدمة بنسبة سمك الى عرض تساوي 0.092 تعمل على تحسين مقدار العزم للروابط المركبة بنسبة 17.3%، كما أن استخدام التقوية في شبكة العمود يحسن من مقدار العزم بنسبة 42.65% ويمنع التواء شبكة العمود مع الحفاظ على سلوك شبه جاسئ للمفصل.