المستخلص
ُعد التقوية الخارجية باستخدام صفائح CFRP تقنية فعّالة لزيادة مقاومة الانحناء أو القص في العناصر الخرسانية المسلحة، بفضل قوتها العالية ووزنها المنخفض ومقاومتها للتآكل. يتناول هذا البحث دراسة تجريبية وعددية لثماني عتبات خرسانية بسيطة الإسناد (225×325×1600 ملم) بمقاومة انضغاط 33 ميغاباسكال. قُسمت النماذج إلى مجموعتين: الأولى لتقوية الانحناء باستخدام صفيحتين من CFRP في منطقة الشد، والثانية لتقوية القص بشرائح أقصر على جانبي العتبة، مع وجود عتبات مرجعية للمقارنة، وقد خضعت جميعها لتحميل ساكن ومتكرر.
أظهرت النتائج التجريبية أن تقوية الانحناء حسّنت حمل التشقق بنسبة 16.25% والحمل الأقصى بنسبة 13.39% تحت التحميل الساكن، بينما بلغت التحسينات 55% و11.43% على التوالي تحت التحميل المتكرر. أما تقوية القص فقد حسّنت حمل التشقق بنسبة 23.8% و26.7%، والحمل الأقصى بنسبة 19.7% و20% تحت التحميل الساكن والمتكرر على التوالي.
في الجانب العددي، استُخدم برنامج ABAQUS مع نموذج اللدونة المتضررة للخرسانة (CDP) لتمثيل الخرسانة، ونموذج متعامد الخواص لتمثيل صفائح الكاربوبليت مع افتراض ترابط مثالي. أظهرت النتائج العددية تقاربًا كبيرًا مع التجارب؛ إذ بلغ الفرق في الحمل الأقصى 1.37% وفي الهبوط 8.66%. كما بيّنت النماذج الإضافية التي جُمعت فيها تقوية الانحناء والقص زيادة في القدرة التحميلية بلغت 34.2% تحت التحميل الساكن و28.2% تحت التحميل المتكرر مقارنة بالعتبة المرجعية.
تم استخدام برنامج MAPEI Structural Design المستند إلى متطلبات ACI 440.2R-17 لتقدير مقدار التسليح المطلوب من الكاربوبليت. وشملت مدخلات البرنامج: أبعاد العتبة، التسليح، خصائص الخرسانة، وأحمال الاختبار. وقد كانت التنبؤات النظرية متوافقة بشكل مقبول مع نتائج الاختبارات، مما يؤكد صلاحية البرنامج كأداة سريعة وموثوقة تعتمد الكود لتصميم تقوية الكاربوبليت.
