اقرأ في هذا المقال
ما هي الخرسانة المسلّحة؟
الخرسانة المسلحة: هي الخرسانة التي يتم دمج الفولاذ فيها بطريقة تعمل المادتان معًا في قُوى مقاومة. يمتصّ حديد التسليح (قضبان أو شبكة الحديد، إجهاد الشد والقص وأحيانًا الضغوط الانضغاطية في الهيكل الخرساني). لا تتحمّل الخرسانة العادية بسهولة إجهاد الشد والقص الناتج عن الرياح والزلازل والاهتزازات والقوى الأخرى، وبالتالي فهي غير مناسبة في معظم التطبيقات الإنشائية.
في الخرسانة المسلّحة، تعمل قوة الشد للفولاذ وقوة الانضغاط للخرسانة معًا للسماح للعضو بتحمّل هذه الضغوط على مدى فترات طويلة. أحدث اختراع الخرسانة المسلّحة في القرن التاسع عشر ثورة في صناعة البناء، وأصبحت الخرسانة واحدة من أكثر مواد البناء شيوعًا في العالم.
لماذا تختار الخرسانة المسلّحة كمواد بناء للهايكل الخرسانية؟
هناك العديد من العوامل التي تؤثر على قرار اختيار الخرسانة المسلّحة على مواد البناء الأخرى مثل البناء والحديد والأخشاب. تتميز الخرسانة المسلّحة بالعديد من الخصائص والمزايا مقارنة بمواد البناء الأخرى ممّا يجعلها مفضلة للبناء وأنشطة البناء الأخرى. العوامل التي تؤثر على اختيار الخرسانة المسلّحة على مواد البناء الأخرى لتشييد المباني تشمل ما يلي:
- مُناسبة اقتصاديًا.
- ملاءمة المادة للوظائف الإنشائية والمعمارية.
- صيانة منخفضة.
- توافر المواد.
- صلابة الخرسانة.
- مقاوم الخرسانة للنار.
1- التكلفة الاقتصادية للخرسانة المسلّحة:
في مُعظم الحالات، تكون التكلفة الإجمالية للهيكل هي العامل الأول والأهم الذي يتم أخذها في الاعتبار. من الواضح أن تكلفة الهيكل تتكون من تكلفة المواد المستخدمة في البناء وتكلفة العمالة والوقت المخصص لبناء الهيكل. نسبيًا، سُمك الأرضية الخرسانية أصغر من سُمك الهيكل الفولاذي. وذلك لأن الأرضيات عبارة عن ألواح مسطّحة أو ألواح مسطّحة أو عوارض ويتم تركيب العوارض أو الروافد في نفس العمق.
ونتيجة لذلك، انخَفض الارتفاع الإجمالي لِلهيكل، وهو أمر مرغوب فيه بشكل كبير، مقارنة بالأرضيات الفولاذية. سيؤدي تقليل ارتفاع الهيكل إلى انخفاض في قوة الرياح للهيكل لأن المنطقة المعرّضة للرياح من المبنى أقل من مساحة الهيكل الفولاذي. إذا انخفض ارتفاع المبنى، فيمكن تحقيق وفورات في الكسوة والرافعات الكهربائية والميكانيكية.
هناك حالات يتحكّم فيها الوقت المخصص لبناء الهيكل في التكلفة الكاملة للهيكل. لأن المقاولين بحاجة إلى تخصيص ميزانية محددة للبناء، ولن يتمكنوا من استرداد استثماراتهم حتى يتم تشييد المبنى. لذلك، قد يكون من الأنسب التفكير في الإنشاء السريع واستلام الاستثمار في وقت أقرب. قد يعوض هذا التكلفة الإضافية المستخدمة في القوالب والمواد الإضافية المستخدمة. مواد الخرسانة المسلّحة متاحة على نطاق واسع ويمكن استخدامها وصبها حسب المتطلّبات.
ومع ذلك، يجب طلب العناصر الفولاذية ليتم تصنيعها ويجب دفعها جزئيًا مسبقًا لترتيب الوظيفة في ساحة تصنيع الصلب. أي استراتيجية يستخدمها المصمّم لتوحيد التصميم والتشكيل ستقلّل من التكلفة الإجمالية. على سبيل المثال، يمكن استخدام نفس القوالب لجميع أعمدة الهيكل واستخدام قوة خرسانية أصغر في الطوابق العلوية سيقلل التكلفة الإجمالية لبناء الخرسانة المسلّحة.
2- ملاءمة الخرسانة المسلّحة للوظائف الإنشائية والمعمارية:
من الممكن الجمع بين الوظائف المعمارية والإنشائية في نظام الخرسانة المسلّحة. يمكن وضع الخرسانة الطازجة بأي شكل وأشكال ويمكن توفير القوام المطلوب من خلال تقنيات التشطيب المتاحة. لا يقتصر الأمر على قدرة الهيكل الخرساني المسلّح على خدمة غرضه الرئيسي وهو دعم الأحمال فحسب، بل يمكنه أيضًا توفير مظاهر جذابة من الناحية الجمالية. يتم التحكم في حجم وشكل عضو الخرسانة المسلّحة من قبل المصمّم.
3- صيانة منخفضة للهياكل الخرسانية المسلّحة:
بشكل عام، لا يتطلّب الهيكل الخرساني المسلّح صيانة كبيرة مقارنة بهياكل الحديد والخشب. سيكون هذا الجانب المفيد للخرسانة المسلّحة أكثر وضوحًا في حالة استخدام الخرسانة الكثيفة والمغطاة بالهواء في المناطق المكشوفة ويتم توفير تصريف كافٍ.
4- توافر مواد للخرسانة المسلّحة:
تتوفّر مكونات الخرسانة مثل الرمل والحصى والأسمنت على نطاق واسع ويتم توصيل القضبان الفولاذية إلى موقع البناء بسهولة مقارنة بحالة تسليم العناصر الفولاذية. لهذا السبب يُوصى باستخدام الخرسانة المسلّحة لبناء المباني في المناطق النائية.
5- جمود الهياكل الخرسانية وصلابتها:
بشكل عام، يمتلك الهيكل الخرساني المسلّح صلابة كبيرة. هذا هو السبب في أن مشكلة الاهتزاز لا تحدث بشكل متكّرر في الهياكل الخرسانية المسلّحة.
6- مقاومة الحريق للخرسانة المسلّحة:
يجب أن تصمد الأبنية للحريق لفترة كافية لِإخلاء المبنى ومنع وقوع خسائر في الأرواح ومن ثم السيطرة على الحريق. بشكل عام، يمكن للهياكل الخرسانية مقاومة الحريق لمدة تتراوح من 1 إلى 3 ساعات دون الحاجة إلى أي تدابير خاصة لتحسين مقاومة المبنى للحريق. ومع ذلك، ليس هذا هو الحال بالنسبة لمواد البناء الأخرى مثل الأخشاب والحديد، وبالتالي فهي بحاجة إلى الحماية من الحريق لتكون قادرة على مقاومة الحريق لفترة محددة. هذه ميزة قوية للخرسانة المسلّحة تفتقر إلى مواد البناء الأخرى.
