العارضة الخرسانية المسلحة المزدوجة

ما هي العارضة الخرسانية المسلحة المزدوجة؟

قد يكون تصميم العارضة الخرسانية المسلحة بشكل مزدوج مطلوبًا عندما يكون المقطع العرضي للعارضة محدودًا بسبب اعتبارات معمارية أو اعتبارات أخرى. ونتيجة لذلك، لا يمكن للخرسانة تطوير قوة الضغط المطلوبة لمقاومة لحظة الانحناء المحددة.

في هذه الحالة، يتم إضافة قضبان فولاذية إلى منطقة ضغط الحزمة لتحسينها عند الضغط. لذلك، فإنّ العارضة المقواة بفولاذ التوتر والفولاذ المضغوط تسمى العارضة الخرسانية المسلحة بشكل مزدوج.

تكون لحظة مقاومة شعاع العارضة الخرسانية المسلحة بشكل مضاعف أكبر من تلك الموجودة في العارضة الخرسانية المسلحة المنفردة لنفس المقطع العرضي ودرجة الفولاذوالخرسانة.

انخفض استخدام التسليح بالضغط بشكل كبير بسبب استخدام أسلوب القوة في التصميم، والذي يمثل القوة الكاملة المحتملة للخرسانة في منطقة الضغط.

مع ذلك، يمكن استخدام التعزيز بالضغط لأسباب أخرى غير القوة مثل تقليل انحراف العارضة على المدى الطويل، وحساب الحد الأدنى من التحميل اللحظي، وإمساك الركائب في مواقعها.

لماذا يستخدم تسليح الضغط في العارضة الخرسانية؟

• زيادة قوة شعاع الخرسانة.

• تقليل الانحرافات طويلة المدى للأعضاء.

• أدنى وقت للتحميل.

• وضع الركائب (بربطهم بقضبان الضغط) وإبقائهم في مكانهم أثناء وضع الخرسانة والاهتزاز.

عند إضافة تعزيزات الضغط لأغراض أخرى غير القوة، يتم إهمال وجود أشرطة الضغط في حسابات الانحناء.

هندسة العارضة الخرسانية المسلحة المزدوجة:

قد لا يكون للمصمم سيطرة كبيرة على أبعاد الحزمة بسبب الهندسة المعمارية أو أي اعتبارات أخرى تقيد هندسة الحزمة. حيث يتم تحديد أبعاد العارضة من قِبل المهندسين المعماريين، لذلك يعرف المهندس الإنشائي أبعاد العارضة والمجهول الوحيد هو منطقة التعزيز.

حديد التسليح في العارضة الخرسانية المسلحة المزدوجة:

يحدد كود البناء للخرسانة الإنشائية والتعليق الحد الأقصى لنسبة تعزيز الشد (Pmax) التي يمكن وضعها في عارضة خرسانية مقواة منفردةً.

مقاسات قضبان التسليح في العارضة الخرسانية المسلحة المزدوجة:

عادة، يُنصح بتجنب استخدام أحجام القضبان الكبيرة للحزم. وذلك لأن هذه القضبان تسبب تشقق الانحناء وتتطلب طولًا أكبر لتطوير قوتها. ومع ذلك، فإنّ تكلفة وضع حجم الشريط الكبير أقل من تكلفة التثبيت لعدد كبير من أحجام القضبان الصغيرة.

علاوة على ذلك، من الممكن خلط أقطار القضبان المختلفة لتلبية متطلبات منطقة الصلب بشكل وثيق. أخيرًا، يتم التحكم في الحد الأقصى لعدد القضبان المثبتة في شعاع بعرض معين بواسطة قطر القضيب والحد الأدنى من التباعد والحجم الأقصى للركام وقطر الرِكاب ومتطلبات الغطاء الخرساني.

التباعد بين قضبان التسليح في العارضة الخرسانية المسلحة المزدوجة:

يحدد كود البناء للخرسانة الإنشائية والتعليق الحد الأدنى من التباعد بين القضبان التي تساوي قطر الشريط أو 25 مم. ويجب الحفاظ على الحد الأدنى من التباعد لضمان وضع الخرسانة بشكل صحيح حول قضبان التسليح.

بالإضافة إلى ذلك، يجب منع الجيوب الهوائية أسفل التعزيزات التي تضمن بالتالي وجود رابطة جيدة بين حمالات الصلب والخرسانة. وإذا تم وضع طبقتين من القضبان الفولاذية في العارضة، فيجب ألا تقل المسافة بينهما عن 25 مم.

حماية الخرسانة للتسليح في العارضة الخرسانية المسلحة المزدوجة:

يجب أن يحافظ المصمم على الحد الأدنى من السماكة أو الغطاء الخرساني خارج التسليح الخارجي لتزويد الفولاذ بحماية كافية من الخرسانة ضد الحريق والتآكل. كما أنه وفقًا لكود معهد الخرسانة الأمريكي، يوصى بغطاء خرساني يبلغ 40 مم لعوارض الصب في مكانها.

كما يجب ألّا تتعرض مباشرة للأرض أو الطقس وغطاء 50 مم على الأقل إذا كان سطح الخرسانة معرضًا للطقس أو في حالة ملامسة. ولتبسيط البناء وتقليل التكاليف، يتم تقريب الأبعاد الإجمالية للحزم تقريبًا إلى أقرب 25 مم.

تصميم العارضة الخرسانية المسلحة المزدوجة:

بشكل عام، يتم تصميم الحزم كعارضة خرسانية معززة بشكل منفرد، ولكن فشل الخرسانة في تطوير قوة ضغط مناسبة يستلزم إضافة قضبان فولاذية إلى منطقة ضغط الخرسانة.

يتم التصميم الهيكلي من خلال طريقة تصميم القوة القصوى. ويتم أخذ تكلفة المواد (الخرسانة والحديد التسليح) وتكلفة القوالب لتمثيل وظيفة التكلفة. كما تتم صياغة القيود على أنها قوة الانحناء للشعاع والحد الأدنى لعرض الحزمة وقيود الانحراف.

تم حل مشكلة التحسين باستخدام طريقة محاكاة التلدين. حيث أظهرت النتائج أن عرض العارضة الأمثل يأخذ دائمًا الحد الأدنى من الحدود التي تلبي متطلبات وضع التسليح والغطاء الخرساني، وتزداد التكلفة لكل وحدة حجم بشكل عام مع زيادة قوة ضغط الخرسانة.

كما تنخفض منطقة تقوية الفولاذ الشد مع إنتاجية الصلب زيادة القوة، باستخدام الفولاذ مع قوة الخضوع البالغة 520 ميجا باسكال ومع قوة ضغط الخرسانة التي تساوي 25 ميجا باسكال يعطي أقل تكلفة لكل وحدة حجم.