ما هي أنواع التشققات في الكمرات الخرسانية سابقة الإجهاد؟
هناك خمسة أنواع من التشققات التي قد تتطوّر في العوارض الخرسانية سابقة الإجهاد مع فتحات. سيتم شرح أنواع التشققات وطريقة التحكم في تلك التشققات في هذه المقالة، بحيث يتناول المقال أنواعًا مختلفة من الشقوق في الكمرات الخرسانية سابقة الإجهاد ذات الفتحات.
فيما يلي أنواع الشقوق في الكمرات الخرسانية سابقة الإجهاد حول الفتحات:
- تشققات في منتصف عمق الفتح بسبب قوة الإجهاد المُسبق.
- الشقوق في زاوية الافتتاح ناتجة عن عمل التأطير في منطقة الفتح.
- شقوق القص في الوتر.
- تشقق الانحناء في الوتر الناجم عن ضغوط الانحناء التي تنشأ من لحظة ثانوية.
- تكسير وتر التوتّر بسبب ضغوط الشد العادية.
يجب أن يُقال أن النوع الأول من الشقوق (تشققات في منتصف عمق الفتح بسبب قوة الإجهاد المُسبق) يتم تطويره في مرحلة نقل الإجهاد المُسبق حيث تتعرّض الحزمة لقوة الإجهاد المُسبق، ويحدث الباقي من التشققات أثناء مرحلة تحميل الخدمة. في المرحلة الأخيرة، تمارس قوة الإجهاد والأحمال المطبّقة رأسياً على الحزمة.
1- تشققات في منتصف عمق الفتح في الكمرات الخرسانية:
تتزايد ضغوط الشد الانشقاقية العمودية عند حافة الثقوب في الكمرات الخرسانية بسبب قُوى الإجهاد المُسبق وخلق شقوق أفقية. تحدث أعلى قيم الضغوط بالقرب من منتصف عُمق الفتح بغض النظر عن موقع قوة الإجهاد أو موضع الثقوب. يزداد حجم الإجهاد عند زيادة عمق الفتح أو عندما يتم تحريك الفتحة رأسياً في اتجاه عمل الخط الأفقي لقوة الإجهاد المُسبق. تصمد قوة شد الانقسام بواسطة كل من التسليح الخرساني وحديد التسليح قبل تكسير العنصر. يجب توفير رِكاب كافية حول الفتحات للتحكّم في هذا النوع من الشقوق ويجب وضعها في أقرب مكان ممكن من حافة الفتحات.
2- شقوق في زوايا الافتتاح في الكمرات الخرسانية:
هناك نوعان من الضغوط المختلفة التي تؤدي إلى حدوث تشققات في زوايا فتحات الحزمة المُسبقة الإجهاد. أولاً، يصل إجهاد الشد العمودي الناتج عن قوة الإجهاد المُسبق إلى القيمة النهائية، ثانيًا، يطور الحِمل المطبّق الرأسي الضغوط التي تنتشر على طول المستوى الأفقي وتمر عبر الزاوية العلوية للفتحة في نهاية اللحظة المرتفعة. يتم تعديل هذا الضغط من التوتر إلى الضغط في كل من الزاوية العلوية والسفلية ويحدث نفس توزيع الضغط في الزوايا الأخرى عند نهاية اللحظة المنخفضة.
يؤدي التأثير المُشترك لكل من الضغوط المذكورة أعلاه إلى تحرّك إجهاد الشد الانقسام الذروة للأسفل في نهاية اللحظة المنخفضة للفتحة والتحرّك إلى أعلى في نهاية اللحظة العالية للفتحة. هذا هو السبب في أن الشقوق تبدأ في الركن السفلي من نهاية اللحظة المنخفضة للافتتاح والزاوية العلوية للحظة نهاية الفتح. نظرًا لأن التأثير المشترك لكل من إجهاد الانقسام الناتج عن قوة الإجهاد المُسبق والحمل المطبّق يكون رأسيًا تقريبًا، وبالتالي فإنّ تركيب ركائب عمودية له تأثير كبير على التحكّم في الشقوق عند الزوايا.
3- شقوق القص في الوتر في الكمرات الخرسانية:
يتم إنتاج ضغوط القص بالقرب من زوايا الفتح وَفي أوتار الفتح بواسطة قُوى الإجهاد المُسبق والأحمال الرأسية على التوالي. يتأثر حجم هذه الضغوط بعُمق الفتحة وموضعها الرأسي. أخيرًا، يتم استخدام الركائب الرأسية التي يتم حساب المقدار والترتيب بالطريقة المعتادة للتحكّم في شقوق القص.
4- تشقق الانحناء في الوتر الناجم عن ضغوط الانحناء التي تنشأ من لحظة ثانوية في الكمرات الخرسانية:
تحفّز اللحظة الأساسية في الحزمة واللحظة الثانوية في الوتر ضغوط الانحناء في الزوايا العلوية والسفلية للفتحة في لحظات النهاية العالية ولحظات النهاية المنخفضة على التوالي، وبالتالي تبدأ الشقوق الانحناء. على الرغم من أن شقوق الانحناء تتطوّر في منطقة التوتر في الحزمة، إلّا أنه يمكن ملاحظة تشقق الانحناء في منطقة الضغط في الوتر الذي يحدث بسبب وجود لحظة ثانوية. يتم إنتاج اللحظات الثانوية عن طريق إجهادات القص في عناصر الوتر. أخيرًا، يتم استخدام تقوية الانحناء لمنع أو الحد من تشقق الانحناء.
5- تشقق وتر التوتّر بسبب ضغوط الشد العادية في الكمرات الخرسانية:
في الحالة التي تكون فيها أعضاء الوتر ضحلة وتكون الضغوط المحورية الصافية في منتصف الوتر أكبر من إجهاد الشد المسموح به للخرسانة، فقد تتطوّر التشققات على عمق الوتر بأكمله. كما يمكن التحكّم فيه من خلال توفير تقوية الانحناء ووضعه بالتساوي على الوجه العلوي والسفلي لعنصر الوتر.
