Modelling of corroded reinforced concrete beams
No Thumbnail Available
Date
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Saudi Digital Library
Abstract
يعتبر تآكل حديد التسليح من أكثر المشاكل خطورة وشيوعاً التي تتعرض لها المنشآت الخرسانية المسلحة خصوصاً في المناطق الساحلية. حيث تتعرض الكمرات التي تحتوي على حديد تسليح متآكل لأضرار مختلفة تؤثر على سلوكها وقوة تحملها ، هذه الأضرار تشمل نقصان التماسك بين حديد التسليح والخرسانة المحيطة به ، تشقق الغطاء الخرساني وانفصاله ، و نقصان مساحة مقطع الحديد المتآكل وصفاته الميكانيكية. هذا البحث يقدم نمذجة ثلاثية الأبعاد بإستخدام طريقة العناصر المحدودة (FEM) في برنامج ABAQUS لمحاكاة كل الأضرار المذكورة الناتجة عن التآكل. قبل البدء بنمذجة الكمرات المعرضة للتآكل، تم إنشاء عدة نماذج لكمرة معينة بدون تآكل لغرض إختبار عدة طرق لنمذجة التماسك بين حديد التسليح والخرسانة وذلك بإستخدام التفاعل بين الأسطح الثلاثية الأبعاد لعناصر الحديد والخرسانة . أظهرت المقارنة مع النتائج التجريبية أن طريقة الترابط التماسكي (Cohesive Behavior) في برنامج ABAQUS هي الأدق في محاكاة الترابط بين الخرسانة وحديد التسليح. بعد ذلك تم تطوير النموذج وذلك بإضافة تأثير التآكل بإستخدام المعادلات التجريبية المناسبة التي تصف أضرار التآكل من الدراسات السابقة في هذا المجال . تم التحقق من النموذج عبر المقارنة مع نتائج تجريبية من عدة أبحاث سابقة لكمرات ذات حديد تسليح متآكل ذات أنواع إنهيار مختلفة (إنهيار نتيجة عزوم الإنعطاف أو قوة القص أو إنهيار نتيجة فقدان التماسك بين الحديد والخرسانة). وقد أظهرت المقارنة بين نتائج التى تم الحصول عليها من النمذجة والنتائج التجريبية لمنحنى الحمل مقابل الازاحة تشابه جيد وكانت الفروقات كا قيمة أعلى للحمل أقل من 5% لكل الحالات . في الأخير تم إجراء دراسة عوامل التأثير لإختبار تأثير أنواع أضرار التأكل ، درجة التآكل ، و أثر تغيير المنطقة المعرضة للتآكل في سلوك وقدرة تحمل الكمرات . وقد وجد أن أخطر آثار التآكل هو الفقدان الكامل للتماسك بين حديد التسيح والخرسانة لأنه يودي إلى إنهيار مفاجئ للكمرة وكأنها لاتحتوي على أي حديد تسليح بالإضافة إلى أن هذا الانهيار قد يحدث في حالات يكون التآكل فقط في منطقتي الربع الطرفي من بحور الكمرات البسيطة لأن هذه المناطق حرجة بالنسبة للتماسك . لوحظ ايضا من خلال نتائج الدراسة أن الإختلاف في درجة التآكل في الاتجاه العرضي للكمرة يسبب إزاحة جانبية عند التحميل بسبب مقطع الكمرة الغير متماثل .