التنبؤ بالسلوك والقدرات على العوارض الخرسانية المسلحة المتضررة من الحرائق والمعززة بالخرسانة فائقة الأداء

الباحث

وسام عاصم عبدالعزيز حسين

المشرف

عبدالرضا صالح هادي

الجامعة

جامعة بابل

الكلية / القسم

كلية الهندسة / الهندسة المدنية

الشهادة

ماجستير

السنة

2024

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Reinforced Concrete Beams ; Fire Damage ; Ultra-High-Performance Concrete ; Strengthening

الغرض من هذه الأطروحة هو دراسة سلوك العتبات الخرسانية المسلحة المتضررة من الحريق في ظل ظروف مختلفة، يليها التقوية باستخدام الخرسانة فائقة الأداء')11112 ، من خلال تقييم استجابة الحمل والإزاحة، والحمل النهائي، وحمل التكسيرء وكذلك كنمط التشقق وأوضاع الفشل. ويتكون البحث من جزأين لإكمال هذه الدراسة. الجزء الأول هو العمل التجريبي، والذي يتضمن إعداد وصب واختبار سبعة عشر عارضة صغيرة الحجم aly طولها ١٠٠١ ملم وعرضها ٠٠١ ملم وارتفاعها ٠ ملم (والتي يعتقد أنها تشبه الظروف الميدانية قدر الإمكان). جميع الكمرات مصنوعة من الخرسانة ذات القوة العادية (NSC) .تم تقسيم هذه العتبات إلى خمس مجموعات لدراسة تأثير: مستوى التحميل المسبق من خلال التعرض (60%Pu Gal و٠9/021(6: التعرض للحريق لدرجة حرارة عالية )+ Oe درجة مئوية و١٠٠6 درجة مئوية)، عدد الأوجه المكشوفة. للنار (ثلاثة جوانب Giles واحد)، طريقة التبريد (بالماء والهواء)، شكل تقوية) UHPC ثلاثة جوانب سترة U وجانب الشد (وسمك 5( UHPC سم و ” سم)). تضمنت التجارب حزمة تحكم واحدة بدون أي معلمات، وسبع حزم معرضة للنار aby لمواصفات درجة الحرارة الزمنية القياسية 834 (ISO و ASTM (8119مع التحميل المسبق والعينات المتبقية التي تم تعزيزها :5 UHPC Abas أشارت النتائج إلى أن جميع العينات أظهرت نمط الفشل الانثنائي. تتناقص قوة الضغط مع زيادة درجة حرارة لهب النارء Gus يصل الفقد إلى HVE ACY من قوة الضغط عند درجة حرارة Awe da ya مئوية. انخفض الحمل النهائي بنسبة 97١8.517 إلى ١057.0,؟9 عند تعرضه للنار عند درجات حرارة 50٠ درجة مئوية و١٠٠7 da ja مئوية تحت التحميل المسبق بنسبة Puls 6% على التوالي. علاوة على ذلك، كان هناك انخفاض كبير في قدرة التحمل المتبقية مع زيادة مستويات الحمل المطبقة أثناء التعرض للحريق. بالإضافة إلى call كان الانخفاض في سعة الحمولة أكثر وضوحاً بالنسبة للعتبات المعرضة من ثلاث جهات (السفلي والجانبين) للحريق مقارنة مع الكمرات المعرضة من جانب واحد فقط للهب بدرجة حرارة عالية. تفقد العوارض أيضًا المزيد من أحمالها النهائية عندما ترك لتبرد في ol gall مقارنة بتبريدها في الماء. داخل كل de gene ظلت gaa} العينات غير (Bj jae بينما تم تحصين العينات الأخرى باستخدام UHPC بطريقتين مختلفتين: واحدة على شكل حرف U والأخرى على الجانب السفلي. خضعت جميع العوارض لاختبار الانحناء من أربع نقاط حتى فشلت. Gal تقوية العوارض المتضررة من الحريق على شكل حرف U إلى زيادة قدرة التحمل بنسبة -١95 5 6 في حين أدى تقوية الجانب السفلي إلى زيادة القدرة على التحمل بنسبة AN AVVY الجزء الثاني هو تحليل العناصر المحدودة ثلاثي الأبعاد باستخدام برنامج الكمبيوتر ai sABAQUS/standard 2019. اعتماد المقارنة بين نتائج الاختبار ونتائج النمذجة العددية. تم استخدام هذا التحليل لدراسة دراسة بارومتريه مهمة أخرى لم يتم أخذها في العمل التجريبي مثل سمك طبقة UHPC والمعززة بواسطة UHPC بدون حديد التسليح ,611:85 أظهرت النتائج التجريبية اتفاقا معقولا. أظهرت المقارنة بين النتائج التجريبية والعددية لحزم RC توافقاً جيداً. نسبة التمايز بين النتائج التجريبية والعددية للأحمال النهائية واقصى انحراف مع اقصى فرق 90٠١.١5 و 90١١.75 على التوالي.

The purpose of the current exploration is to examine the behavior of fire- damaged strengthened concrete beams within various circumstances, followed by strengthening utilizing UltraـHighـPerformanceـConcrete UHPC, through evaluation of load –displacement response, ultimate load, cracking load, as well as cracking pattern and failure modes. The investigation consists of two parts to complete this study. First part is the experimental work, which have preparation, cast, and test seventeen small-scale beams measuring 1500 mm in length, 100 mm in width, and 200 mm in height (which are believed to resemble as much as possible field conditions). All beams made with normal strength concrete (NSC). The beams were divided into five groups to investigate the effects of various factors: pre-loading levels before and during fire exposure (60%Pu and 80%Pu), exposure to high temperatures (500°C and 800°C), the number of fire-exposed faces (three sides and one side), cooling methods (water and air), UHPC strengthening shape (three-sided U-shaped jacket and tensile side), and UHPC thickness (5 cm and 3 cm). The experiments involved one control beam without any parameters, seven beams exposed to fire following standard time-temperature profiles (ISO 834 and ASTM E119) with pre-loading and nine specimens were strengthened by UHPC. The findings revealed that all specimens failed in a flexural mode. Compressive strength declined as fire temperature increased, with losses of 53% and 74% at 500oC and 800oC, respectively. Additionally, the ultimate load decreased by around 18% and 46% when subjected to fire at 500oC and 800oC under a 60%Pu preload, respectively. Furthermore, there was a significant reduction in residual bearing capacity with increasing load levels applied during fire exposure. Additionally, the decrease in load capacity was more pronounced for beams exposed on three sides (bottom and two sides) to fire compared to beams exposed on only one side to high-temperature flames. The beams also lose more of its ultimate loads when left to cool in the air compared to being cooled in water. Within each group, one specimen remained unreinforced, while the others were fortified using UHPC in two distinct methods: one in a U-shape and the other on the bottom side. All beams underwent a four-point bending test until they failed. The U-shaped strengthening of fire-damaged beams amplified the load-bearing capacity by 194-354%, whereas bottom-sided strengthening increased it by 113-209%. Second part is a three-dimensional finite element analysis using computer program ABAQUS/standard 2019. A comparison between test results and numerical modeling results was adopted. This analysis used to investigate other important parametric study that did not taken in detail experimental work such as thickness of UHPC layer and the strengthened by UHPC without GFRP rebar. The comparison between experimental and numerical results of RC beams showed a good agreement. The percentage of differentiation between experimental and numerical results for ultimate loads and max deflection with maximum difference 10.15 % and 11.26% respectively.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب