اقرأ في هذا المقال
- كيف يتم التحكّم في انحراف العوارض الخرسانية المسلّحة؟
- تقنيات التصميم للتحكّم في انحرافات العوارض والألواح الخرسانية المسلّحة
كيف يتم التحكّم في انحراف العوارض الخرسانية المسلّحة؟
في مُعظم الحالات، يخضع تصميم الكمرات والألواح الخرسانية المسلّحة للانحراف بدلاً من القوة. إذا تم تنفيذ هذه الخيارات بشكل صحيح، فقد تكون النتيجة أكثر فعالية من حيث التكلفة مقارنة بالعناصر التي تظهر انحرافات وبالتالي تتطلّب إعادة تأهيل باهظة الثمن أو أعضاء مصمّمة لاستجابة انحراف غير ضرورية. لتقييم هذه التقنيات بشكل كامل، يحتاج المصممون إلى معرفة مستوى إجهاد عضو الخرسانة المسلحة، ما إذا كان العضو الخرساني غير متصدّع أو متصدّع بالكامل.
من المفترض أن تكون الأجزاء الخرسانية متصدّعة تمامًا عندما تكون اللحظة المطبقة في الأجزاء الإيجابية أكبر من ضعف لحظة التكسير. علاوة على ذلك، تمت مناقشة تأثير الخيارات على الانحراف، وتقريبًا مقدار تقليل الانحراف، وتطبيق هذه التقنيات في الظروف المناسبة لجميع الخيارات. تنقسم هذه الاختيارات إلى ثلاث فئات رئيسية تشمل تقنيات التصميم وتقنيات البناء واختيار المواد. في هذه المقالة تمت مناقشة خيارات التصميم لتقليل الانحرافات. ويتم شرح التدابير المختلفة للتحكّم في انحرافات عوارض وألواح الخرسانة المسلّحة في هذه المقالة.
تقنيات التصميم للتحكّم في انحرافات العوارض والألواح الخرسانية المسلّحة:
فيما يلي تقنيات التصميم لتقليل انحرافات عوارض وألواح الخرسانة المسلّحة:
- جعل العنصر أعمق.
- جعل العضو أوسع.
- استخدام تعزيز الضغط.
- إضافة تعزيز التوتر.
- تطبيق أو زيادة الإجهاد المُسبق.
- مراجعة هندسة الهيكل.
- مراجعة معايير حد الانحراف.
1- جعل عوارض وألواح الخرسانة المسلّحة أعمق:
قد يكون من الصعب أو المستحيل تعديل أبعاد العناصر الخرسانية بعد إنشاء التصميم المعماري، ولكن هناك حالات يمكن فيها زيادة عمق الحزمة. يُزعم أن تقليل الانحراف يساوي تقريبًا مربع العمق الفعال للتصدع ويساوي تقريبًا مكعب نسبة العمق الكلي تقريبًا للأقسام غير المتشققة. تحسين الصلابة عن طريق زيادة العمق أكثر فعالية في المقطع المستطيل غير المتشقق مقارنة بالمقاطع (T) غير المتشققة.
هذا لأن الحواف لا تتغير وتأثير الحافة ثابت على الصلابة غير المتشققة ولا يتناسب مع زيادة العمق. عندما يتم زيادة عُمق القسم إلى حد يمكن أن يؤدي إلى انخفاض إجهاد الشد، بحيث يصبح القسم المتشقق متصدعًا جزئيًا أو غير متشقق، عندئذٍ ستزداد صلابة العضو بشكل كبير. أخيرًا، يمكن أن تكون صلابة العنصر غير المتشقق أعلى بثلاث مرات من صلابة العنصر المكسور جزئيًا.
2- اختيار أقسام أعضاء أوسع من حزم الخرسانة المسلّحة:
إذا كان العنصر غير متشقق، فإنّ زيادة عرض القسم يؤدي إلى زيادة الصلابة بشكل متناسب. ومع ذلك، فإنّ توسيع عرض العضو المتصدّع لن يؤدي إلى تحسين صلابة ملحوظ في العنصر ما لم يصبح القسم غير متشقق بعد زيادة عرضه. لا يمكن تنفيذ هذه التقنية في الألواح والأعضاء مع قيود مادية على عرضها. ومع ذلك، فإنّ الخيار قابل للتطبيق وفعال بشكل كبير لزيادة الصلابة عندما تمنع الاعتبارات المعمارية أي تعديل في ارتفاع الحزمة.
3- إدخال التعزيز بالضغط إلى عوارض وألواح الخرسانة المسلّحة:
لن تؤثر إضافة أشرطة الضغط وفقًا لإجراء كود معهد الخرسانة الأمريكي على الانحراف الفوري، ولكنها ستؤدي إلى انحراف نصف طويل المدى. على سبيل المثال، إذا كان الانحراف على المدى الطويل والقصير لعنصر هو 25 مم و 12 مم على التوالي، (يبلغ إجمالي الانحراف 37 مم)، فإنّ إضافة 2% تقوية الانضغاط ينخفض انحراف طويل المدى بنسبة 50% يعني 12.5 مم والانحراف الكلّي للعضو سيكون 24.5 ملم.
سيكون تأثير حديد التسليح المضغوط أعلى إذا تم وضعه بالقرب من سطح الضغط، وهذا هو السبب في أن هذه التقنية تكون أكثر تأثيرًا في الحزم العميقة منها في الحزم أو الألواح الضحلة إذا كان لكلا العضوين نفس الغطاء الخرساني. على الرغم من أن هذا الخيار مفيد لجميع أعضاء الانحناء، إلّا أنه فعال بشكل كبير ومفيد بشكل كبير في قضبان الحديد على شكل (T) حيث يكون المحور العصبي قريبًا من وجه الضغط.
4- إضافة تعزيز التوتر إلى عوارض وألواح الخرسانة المسلّحة:
تُعَدّ إضافة قضبان التوتر فعّالة إلى حد كبير وتقليل الانحراف بشكل نسبي تقريبًا (انحراف فوري زائد طويل المدى) مع زيادة الفولاذ في الأقسام المكسورة بالكامل. على العكس من ذلك، فإنّ تأثير إضافة الفولاذ الشد في انحراف المقطع غير المتشقق قريب من لا شيء. على سبيل المثال، إذا كان انحراف عنصر ما هو 3.8 سم ، فيمكن تقليله إلى حوالي 2.8 سم عن طريق إضافة خمسين بالمائة من تعزيز الشد للعضو.
لا ينبغي تجاوز الحد الأقصى من التعزيز الموصى به من قبل كود معهد الخرسانة الأمريكي بإضافة فولاذ الشد. هذه الطريقة لها تأثير كبير في الألواح الصلبة والمضلّعة المقواة. إنّها غير مناسبة أو مقيدة للحزم المقواة بشدة ما لم يتم إضافة الفولاذ المضغوط. أخيرًا، يمكن تعزيز الازدحام إذا تقرر تطبيق هذه التقنية.
5- زيادة الإجهاد المُسبق لعوارض وألواح الخرسانة المسلّحة:
تم تصميم معظم الأعضاء المجهدين لموازنة الأحمال المطبقة، هذا يعني أن رد الفعل التصاعدي للأوتار سابقة الإجهاد يساوي تقريبًا الأحمال الميتة وغيرها من الأحمال المستمرة والدائمة. الانحراف الناتج عن الحمل المباشر هو نفسه في كل من أقسام الخرسانة المسلّحة سابقة الإجهاد والعادية. وعندما يؤدي الإجهاد المُسبق إلى بقاء العنصر في حالة غير متشققة، في حين أنه بخلاف ذلك سيتشقق، سيكون الانحراف بسبب الحمل المباشر أقل. علاوة على ذلك، إذا تم تقليل حجم العنصر للاستفادة من الإجهاد المُسبق، فسيكون الانحراف نتيجة للحمل المباشر كبيرًا إلى حد كبير.
هذا هو السبب في أن نسبة الامتداد إلى العمق لألواح الأرضيات والأسقف تقتصر على 48 و 52 على التوالي في حالة الحمل الخفيف. في الحالة التي تكون فيها نسبة الحمل الحي إلى الحمل الميت كبيرة، يجب تقليل نسبة الامتداد إلى العُمق بشكل متناسب لتحقيق أداء الانحراف المرغوب. أخيرًا، إذا تم الضغط على العضو مُسبقًا لتوفير انحراف مُرضٍ فقط، فليس من الضروري موازنة الحمل الميت بالكامل وقد يتشقق العنصر جزئيًا.
6- مراجعة هندسة هيكل العوارض وألواح الخرسانة المسلّحة:
يمكن أن يكون هذا الخيار إضافة عناصر متقاطعة لإنشاء أنظمة ثنائية الاتجاه، وتقليل طول الامتداد عن طريق زيادة رقم العمود، وتوسيع حجم العمود لإعطاء قيود أعلى لأعضاء الانحناء. الخيار الأخير مؤثر بشكل خاص في الفترات النهائية.
7- مراجعة معايير حد الانحراف للعوارض وألواح الخرسانة المسلّحة:
في الحالة التي يتجاوز فيها انحراف العضو قيود الانحراف، فإنّ مراجعة قيود الانحراف لمعرفة ما إذا كانت قيودًا قاسية غير ضرورية أم لا تُعَد خيارًا. إذا أظهر التحليل والخبرة أنه يمكن زيادة معايير تحديد الانحراف، فليس من الضروري تطبيق تدابير أخرى. لذلك ينصح بعدم وضع قيودًا مطلقة على الانحرافات. كما إنّ استخدام التوصيات المنصوص عليها في قوانين البناء في إشغال المباني أو ظروف البناء أمر يقرره المهندسين.
