مجلة مفتوحة الوصول
المجلة الدولية للعلوم والتقنية
International Science and Technology Journal
ISSN: 2519-9854 (Online)
ISSN: 2519-9846 (Print)
مجلة علمية محكّمة تهتم بنشر البحوث والدراسات في مجال العلوم التطبيقية، تصدر دورياً تحت إشراف نخبة من الأساتذة
ينشرها
تحت إشراف
تقييم المتانة على المدى الطويل: دراسة عددية على مقاومة حديد التسليح في الهياكل الخرسانية المتآكلة
| الباحث(ون): | - د. بشير صالح
- ليندا دقدق
- منى التركي
|
|---|
| المؤسسة: | الاكاديمية الليبية للدراسات العليا |
|---|
| المجال: | التقنيات المدنية و الإنشائية و الهندسة المعمارية |
|---|
| منشور في: | العدد الخامس و الثلاثون - أكتوبر 2024 |
|---|
الملخص
التآكل (Corrosion) يمثل تحديًا رئيسيًا للهياكل الخرسانية المسلحة (Reinforced Concrete Structures)، حيث يؤدي إلى تقليل كفاءة حديد التسليح وبالتالي تدهور القوة والمتانة الهيكلية (Structural Strength and Durability) بمرور الوقت. تستهدف هذه الدراسة استكشاف تأثير التآكل على السلوك الإنشائي (Structural Behavior) للكمرات الخرسانية المسلحة المعرضة لبيئات قاسية (Harsh Environments) مثل الرطوبة العالية (High Humidity) والمواقع الساحلية، التي تسهم في تسريع التآكل. يشكل التآكل تهديدًا على سلامة الهياكل الخرسانية (Structural Safety)، حيث يؤدي إلى فقدان مساحة التسليح التصميمية (Design Reinforcement Area)، مما يقلل من قدرة التحمل (Load- Bearing Capacity) ويزيد من احتمالية الفشل الهيكلي (Structural Failure).
استخدمت الدراسة التحليل العددي (Numerical Analysis) بواسطة البرمجية ABAQUS لتقييم تأثير درجات مختلفة من التآكل على قدرة التحمل (Load Capacity) والتشوه النهائي (Final Deflection) للكمرات، بهدف تطوير استراتيجيات تصميم وصيانة (Design and Maintenance Strategies) أكثر فعالية لضمان سلامة الهياكل. تم إنشاء ثلاثة نماذج رقمية (Digital Models) لكمرات خرسانية بتآكل متفاوت في حديد التسليح، حيث تراوحت نسبة فقدان الحديد بين 20% و25%. أظهرت النتائج أن التآكل يسبب انخفاضًا ملحوظًا في قدرة تحمل الأحمال وزيادة في التشوه النهائي، مما يعكس ضعفًا في الأداء الهيكلي للكمرات المتآكلة مقارنة بغير المتآكلة.
أظهرت الدراسة علاقة شبه خطية (Quasi-Linear Relationship) بين زيادة نسبة التآكل وانخفاض قدرة التحمل، مما يشير إلى أن حتى التآكل بدرجات منخفضة قد يؤثر بشكل كبير على السلامة الإنشائية (Structural Safety). تبرز الدراسة أهمية استخدام أدوات التحليل العددي المتقدمة (Advanced Numerical Tools) مثل ABAQUS لتقييم تأثير التآكل بدقة. توصي الدراسة بتبني استراتيجيات صيانة استباقية (Proactive Maintenance Strategies) للهياكل في البيئات القاسية، تشمل استخدام تقنيات مقاومة التآكل (Corrosion-Resistant Techniques) مثل الحماية الكاثودية (Cathodic Protection) أو مواد تسليح مقاومة للتآكل، وتطوير معايير تصميم جديدة تأخذ بعين الاعتبار تأثير التآكل على العمر الافتراضي (Service Life) للهياكل الخرسانية المسلحة.................
الكلمات الدالة:.......... تآكل (Corrosion)، حديد التسليح (Reinforcement)، التشوه (Deflection)، التحليل العددي (Numerical Analysis)، ِABAQUS، FE Modeling
Abstract
Corrosion is one of the primary challenges facing reinforced concrete structures, as it degrades the efficiency of reinforcement steel, leading to a decline in structural strength and durability over time. This study aims to investigate the effect of corrosion on the structural behavior of reinforced concrete beams exposed to harsh environmental conditions, such as high humidity and coastal areas, which accelerate corrosion. This issue poses a significant threat to structural safety, as corrosion leads to the loss of a substantial portion of the design reinforcement area, reducing load-bearing capacity and increasing the likelihood of structural failure.
Using numerical analysis through the ABAQUS software, the study evaluates the impact of varying degrees of corrosion on load capacity and final deflection. Three digital models of reinforced concrete beams with different corrosion levels were developed, simulating reinforcement diameter reduction, with steel loss ranging from 20% to 25%. The analysis under different loading conditions revealed a significant reduction in load-bearing capacity and an increase in final deflection due to corrosion, indicating weakened structural performance.
The study highlights the importance of advanced numerical tools like ABAQUS in assessing the impact of corrosion. It recommends adopting proactive maintenance strategies, including corrosion-resistant techniques such as cathodic protection, and revising design standards to consider the long-term effects of corrosion on reinforced concrete structures..................
Keywords:........... Corrosion, Reinforcement, Deflection, Numerical Analysis, ABAQUS, FE Modeling