أنظمة التقوية المحورية لأعمدة الخرسانة الليفية

ما هي أنظمة التقوية المحورية الليفية لأعمدة الخرسانة؟

تستخدم أنظمة التقوية المحورية الليفية لتحسين أو تعزيز قدرة أعمدة الخرسانة المسلحة. ويمكن استخدامه لكل من الأعمدة الدائرية والمستطيلة الشكل ولكنه أكثر فاعلية في الشكل السابق. حيث تتمثل إحدى الطرق الممكنة للحصول على هذا السلوك في تطبيق الأوراق الليفية على طول أوجه العمود، مع توجيه الألياف بالتوازي مع محور العمود، في مناطق النهاية.

من وجهة النظر التكنولوجية، يتطلب هذا الحل تصور الأجهزة المناسبة لربط نهايات الصفائح الليفية على باطن العوارض، بحيث يمكنهم المساهمة بقوتهم الكاملة في قسم العمود الحرج، دون إزالة الترابط. كما أنه بمجرد حل هذا الجانب العملي، تظل مشكلة تحديد المقدار المناسب من التقوية الليفية ليتم تطبيقها على أقسام العمود من أجل الحصول على قدرات الانحناء المطلوبة.

في واقع الأمر، تم اشتقاق معادلات التصميم للتقوية الليفية بسهولة للحزم، تحت الانحناء النقي، وبعد أن كانت موضوعًا لدراسات تجريبية لا حصر لها في جميع أنحاء العالم، تم دمجها الآن في أحدث الرموز أو التعليمات. ومن ناحية أخرى، على حد علم المؤلفين، لم يتم اقتراح مثل هذه المعادلة حتى الآن في حالة الأعمدة.

يمثل التفاعل مع الحمل المحوري، على ما يبدو، عقبة خطيرة أمام تطوير صياغة بسيطة وعملية. حيث أنه في هذه المقالة سيتم مناقشة تصميم نظام التقوية المحوري الليفي للأعمدة الخرسانية.

تصميم أنظمة التقوية الليفية المحورية للأعمدة الخرسانية:

عادة ما يتم إجراء التقوية المحورية الليفية من خلال توفير البوليمر حول أعمدة الخرسانة المسلحة. كما تكون تقنية التقوية هذه مؤثرة بشكل خاص عندما يكون العمود دائريًا. ومع ذلك، إذا كان عمود الخرسانة المسلحة مستطيلًا وكانت نسبة العمق إلى عرض العمود أكبر من 2 أو كان أصغر جانب من العمود أكبر من 900 مم، فلن يتم تطبيق دليل التصميم وبناء الأنظمة الليفية المرتبطة خارجيًا لتقوية الهياكل الخرسانية لطريقة التقوية هذه.

قد يُعزى عدم فعالية الحبس المستطيل أو المربع إلى توزيع الإجهاد غير المنتظم وتركيز الإجهاد في زاوية القسم. وهذا قد يؤدي إلى فشل سابق لأوانه للعنصر المعزز. حيث أنه من الضروري لف العمود الخرساني المسلح بالكامل باستخدام الألياف من أجل حصر العنصر وتحسينه بشكل فعّال.

على عكس تقوية الانحناء والقص لحزم الخرسانة المسلحة، يتم تنشيط الألياف التي تحيط بالعمود فقط إذا تم تكبير العضو بشكل جانبي وممارسة الضغوط على الألياف. وهذا يعني أن تقوية الحزمة هي نظام نشط بينما تقوية العمود هي نظام سلبي. حيث ينشئ نظام الألياف الذي يلتف حول العمود ضغطًا محصورًا موحدًا محيطيًا يعمل ضد تكبير الضغط الشعاعي.

تقوية عمود الخرسانة المسلحة تحت ضغط نقي:

يمكن زيادة قوة الضغط لعمود الخرسانة المسلحة من خلال حصر العمود. بحيث يتم تحقيق الحبس عن طريق توجيه أنظمة الألياف حول العمود بشكل عرضي إلى الاتجاه الطولي للعمود. كما يجب أن يقال أنه يجب تجاهل أي نظام من الألياف يتم تطبيقه في اتجاهات أخرى.

يمكن حساب السعة الاسمية لعمود خرساني مقوى قصير وغير مسبوق الإجهاد والوزن الطبيعي مع ربطة عنق وتقوية لولبية من خلال المعادلتين التاليتين اللتين تم توفيرهما بواسطة متطلبات كود البناء للخرسانة الإنشائية والتعليق.

العمود الخاضع للضغط والانحناء المحوريين المشتركين:

يعتمد تحليل قسم الخرسانة المسلحة في حالة الحد النهائي تحت الانحناء والمحوري المشتركين على الفرضيات المعتادة التالية: المقاطع المستوية سلالات خطية، الترابط المثالي بين الفولاذ والخرسانة، عدم يوجد مقاومة شد في الخرسانة وقوانين الإجهاد والانفعال غير الخطية للفولاذ والخرسانة.

هناك العديد من القيود التي يجب أخذها في الاعتبار عندما يتعرض العضو للضغط والانحناء المحوري. حيث أن الشرط الأول الذي يجب مراعاته هو أن سلالة الألياف الفعالة يجب أن تكون أكبر من 0.004.

علاوة على ذلك، إذا كانت أقصى لحظة الانحناء المطبقة والقوة المحورية تقع أسفل الخط الذي يربط النقطة المتوازنة في مخطط التفاعل للعضو غير المحصور والأصل، فلا ينبغي النظر في تحسين القوة.

مزايا أنظمة التقوية المحورية الليفية للأعمدة الخرسانية:

• يزيد من قدرة الحمل القصوى لعضو الخرسانة المسلحة.

• يحسن قدرة القص لعنصر الخرسانة المسلحة.

• تم تحسين قدرة لصق شريط التقوية للعضو بسبب تطبيق نظام التقوية المحوري الليفي.

• تم تحسين ليونة عمود الخرسانة المسلحة بشكل كبير.