بحث علمي لتطوير نموذج تحليلي للتنبؤ بالسلوكين اللحظي وطويل الأمد للجوائز الخرسانية المسلّحة تحت تأثير الأحمال الاستثمارية الدائمة

تعد الخرسانة المادة الأكثر شيوعاً للاستعمال في مجال صناعة البناء والتشييد في العالم، على عكس جميع مواد البناء الأخرى، وتتمتع الخرسانة بخصائص ميكانيكية متغيّرة مع الزمن كما أن سلوكها تحت تأثير إجهادات الضغط يختلف عن سلوكها تحت تأثير إجهادات الشد. كما أن الفهم الأساسي لجميع ظواهر الضرر التي تؤثّر مجتمعةً على المنشآت الخرسانية المسلحة تحت أحمال الخدمة يعتبر خطوة حاسمة نحو منشآت أكثر استدامة، خاصة وأن عدد كبير من المنشآت الخرسانية المسلّحة تقترب من نهاية عمرها التصميمي وتخضع بشدة للتدهور التدريجي بسبب عدم كفاية أعمال الصيانة.

وفي هذا السياق أجري بحث علمي في المعهد العالي للبحوث والدراسات الزلزالية بجامعة دمشق بعنوان " نموذج تحليلي للتنبؤ بالسلوك اللحظي والسلوك طويل الأمد للجوائز الخرسانية المسلّحة تحت تأثير الأحمال الاستثمارية الدائمة "Analytical Model for the Prediction of Instantaneous and Long-Term Behavior of RC Beams under Static Sustained Service Loads" بهدف دراسة سلوك الزحف للجوائز الخرسانية المسلّحة في الحالة المتشققة من خلال تطوير نموذج تحليلي يعتمد على نظرية برنولي وعلى مفهوم التوازن العام للجائز الخرساني المسلّح.

ووفق البحث فإن النموذج المقترح يسمح بالتنبؤ بالسلوك اللحظي والسلوك طويل الأمد تحت تأثير أي سوية تحميل حتى الوصول إلى حالة سيلان فولاذ التسليح والانهيار، ويأخذ بعين الاعتبار تأثير الزحف على سلوك الخرسانة في حالتيّ الشد والضغط بالإضافة إلى تطوّر الانتقالات مع الزمن، ولهذا النموذج أيضا القدرة على تتبّع ارتفاع منطقة الضغط بالإضافة إلى تطوّر ارتفاع وعرض الشقوق تحت تأثير أي حمولة استثمارية دائمة، وأظهرت مقارنة النتائج التحليلية مع النتائج التجريبية الموجودة في الأدبيات الخاصة بالجوائز الخرسانية المحمّلة بحمولة دائمة طويلة الأمد وجود توافق جيد.

جرى في هذا البحث تطوير نموذج جديد للتنبؤ بسلوك الجوائز الخرسانية المسلّحة على المدى القصير والطويل عند أي مستوى من مستويات التحميل، وتم التحقق من صحة النموذج المطوّر من خلال مقارنة قيم الانتقالات التجريبية للجوائز الخرسانية المختارة من الأدبيات مع القيم العدديّة الناتجة من النموذج المطوّر.

وخلص البحث الى عدة نتائج منها أنه يمكن اختبار أي جائز خرساني مسلّح بسيط الاستناد تحت تأثير أي مستوى من مستويات التحميل آنيّاً ومع الزمن باستعمال النموذج المطوّر، كما يمكن تعديل العلاقة بين الإجهاد والانفعال الفعلي للخرسانة باستخدام طريقة معامل المرونة المعدّل (EMM) لإعطاء نتائج عددية موثوقة، وكذلك يمكن استخدام النموذج لحساب ارتفاع وعرض الشقوق مع تطوّر الزحف. وأشار البحث إلى أنه بسبب نقص الدراسات التجريبية لم يتم إجراء مقارنة لتطور الشقوق أثناء الزحف في البحث الحالي.