الألواح الخرسانية لاحقة الشد

ما هي الألواح الخرسانية لاحقة الشد؟

الألواح الخرسانية لاحقة الشد: عبارة عن مركّب من بلاطة تقليدية وبلاطة مقوية كما يوجد فيها أوتار فولاذية بارزة إضافية عالية القوة، والتي تخضع بالتالي للتوتر بعد تثبيت الخرسانة. حيث يساعد هذا التهجين في تحقيق تكوين لوح أرق بكثير مع فترة أطول خالية من أي مساحات خالية من الأعمدة. وفي هذه المقالة سندرس مبدأ العمل والمكونات والبناء ومزايا اللوح الخرساني لاحق الشد.

مبدأ عمل الألواح الخرسانية لاحقة الشد:

نعلم جميعًا أن الخرسانة تتمتع بقوة ضغط عالية وأن الفولاذ يتمتع بقوة شد عالية، وعندما يتم استخدام مزيجهما لتحمل الأحمال، تزداد الكفاءة. حيث أنه عندما يتم إحضار حمولة حية ثقيلة على هيكل، فإنّ لوحها الخرساني يخضع للتوتر، ممّا يؤدي إلى تكوين تشققات ويحدث تشوه في النهاية.

للتخفيف من هذه المشكلة، يتم إدخال أوتار فولاذية بعد الشد في وقت صب الخرسانة وشدها بعد صب الخرسانة باستخدام قضبان تقليدية. وعندما يتم الضغط على الأوتار الفولاذية المتوترة، يتم ضغط الخرسانة، بمعنى آخر، يتم ضغط الخرسانة ممّا يزيد من قوة الضغط للخرسانة وفي نفس الوقت الأوتار الفولاذية التي يتم سحبها تزيد من قوة الشد. كما أنه نتيجة لذلك، تزداد القوة الكلية للخرسانة.

مكونات الألواح الخرسانية لاحقة الشد:

1. القنوات:

يتم استخدام الأنابيب المعدنية الرقيقة المزودة بوصلات مخلبية أو درزات ملحومة متداخلة بأطوال 5 و 6 أمتار على التوالي كمعيار. حيث ترتبط القنوات ببعضها البعض عن طريق اقتران لولبي خارجي ومختومة بشريط. والقنوات البلاستيكية متاحة أيضًا في السوق هذه الأيام وهي مقاومة للماء والاحتكاك والتعب.

2. الأوتار:

العنصر الأساسي لنظام ما بعد الشد يسمى الوتر. حيث يتكون الوتر اللاحق للشد من قطعة واحدة أو أكثر من الفولاذ المجهد مسبقًا، ومغلف بطبقة واقية، وموجود داخل قناة أو غلاف. كما يتم تصنيع الفولاذ المسبق الإجهاد وفقًا لمتطلبات المواصفات القياسية للحبال الفولاذية ذات السبعة أسلاك منخفضة الاسترخاء للخرسانة سابقة الإجهاد ويبلغ قطر الخيوط النموذجية 0.50 و 0.60 بوصة.

ستنتج خصلة فولاذية نموذجية تستخدم في الشد اللاحق حوالي 243000 رطل لكل بوصة مربعة. وفي المقابل، ستنتج قطعة نموذجية من حديد التسليح حوالي 60.000 رطل لكل بوصة مربعة.

3. المراسي:

تستخدم المراسي لتثبيت الأوتار في الخرسانة أثناء إنهاء أو ضم وترين. كما تتمثل الوظيفة الرئيسية للإرساء في نقل قوة الضغط إلى الخرسانة بمجرد اكتمال عملية الضغط.

بناء الألواح الخرسانية لاحقة الشد:

• تركيب أوتار ما بعد الشد في الخرسانة والتأكيد عليها يتطلب عمالة ماهرة وعاملين معتمدين للقيام بأعمال الشد.

• يتم وضع الأوتار جنبًا إلى جنب مع قضبان التسليح التقليدية. ويتم تحديد موضع زرع الأوتار من قبل المهندس. كما يتم تغليف هذه الأوتار في مجاري بلاستيكية أو فولاذية بحيث لا تتلامس مع الماء في الخرسانة.

• يتم تثبيت أحد طرفي الأوتار بمساعدة مرساة ويترك الطرف الآخر مفتوحًا بجيب بلاستيكي سابق، حيث يتم الضغط على الأوتار. كما تستخدم قارنات التوصيل في حالة تشكيل أي مفاصل بناء.

• يتم صب الخرسانة ويتم الاهتمام بمحاذاة هذه الأوتار حتى لا تتغير أوضاعها. بمجرد أن تصل الخرسانة إلى 75% من قوتها، أيّ حوالي 20 – 23 يومًا، يتم الضغط على هذه الأوتار بمساعدة رافعات الضغط.

• يتم الشد لقوة تساوي 80% من قوة شد الخيط. وللحصول على نصف بوصة نموذجية من الدرجة 270، يتم شد الخيط بقوة 33000 رطل. وعندما يدخل الشد حيز التنفيذ، يتم إطالة الفولاذ، وضغط الخرسانة.

• عندما يتم الوصول إلى قوة الشد المناسبة، يتم تثبيت الفولاذ المسبق الإجهاد في مكانه. حيث يتم تصميم المراسي لتوفير اتصال ميكانيكي دائم، والحفاظ على الفولاذ في حالة توتر، والخرسانة في حالة ضغط.

• يتم قطع الأوتار الإضافية التي تُترك في أحد طرفيها ويتم وضع الحشو غير المنكمش في جيب التثبيت.

مزايا الألواح الخرسانية لاحقة الشد:

1. الفوائد المعمارية:

تتميز الألواح بعد الشد بميزة على الآخرين لأنها توفر قاعدة فعالة للغاية لتصميم الأرضيات بألواح رقيقة ومساحات بدون أعمدة في مساحات أكبر. حيث يوفر للمهندس المعماري حرية العمل بحرية مع تصميماته.

2. مساحات تجارية:

ينتج عن الشد اللاحق ألواح خرسانية أرق مما يوفر مدخرات قيمة في ارتفاع الأرض إلى الأرض كأرضيات إضافية، وهذا يمكن أن يوفر مساحة إضافية قابلة للتأجير في نفس الارتفاع الكلي للمبنى.

3. يقلل من الحمولة:

نظرًا لأن سماكة الألواح بعد الشد أقل، يتم تقليل كمية الخرسانة المستخدمة في التسليح حتى 20% – 30% مقارنة بالبلاطات الخرسانية التقليدية.

4. المتانة الهيكلية:

تظهر الألواح بعد الشد انخفاضًا في التصدع وتحسين المَتانة وانخفاض تكاليف الصيانة. ويمكن التحكم في انحرافها عن طريق تغيير مقدار الشد اللاحق لموازنة أي جزء من الأحمال المطبقة مباشرة بعد الضغط.

5. الشعبية:

يستمر الطلب على الألواح الخرسانية لاحقة الشد، في جميع أنحاء العالم، في الزيادة بسبب الفوائد الكبيرة للمطورين والمهندسين المعماريين والمهندسين والمقاولين والمستخدمين النهائيين.