العوارض الخرسانية الكابولية

ما هي العوارض الخرسانية الكابولية؟

العوارض الخرسانية الكابولية: هي عنصر هيكلي صلب مدعوم في أحد الطرفين وخالي من الطرف الآخر، كما يمكن أن تكون العارضة الخرسانية الكابولية إمّا مصنوعة من الخرسانة أو الفولاذ الذي يتم صب نهايته أو تثبيته على دعامة رأسية. بالإضافة إلى إنها عبارة عن هيكل شعاع أفقي تتعرض نهايته الحرة لأحمال عمودية. كما أنه في المبنى، يتم بناء ناتئ كامتداد للحزمة المستمرة، وفي الجسور، يكون جزءًا من عارضة ناتئة.

يمكن بناء العوارض الخرسانية الكابولية إمّا مصبوب في الموقع أو عن طريق البناء القطاعي بطرق الإجهاد المسبق. بحيث يسمح البناء الكابولي للهياكل المتدلية بدون دعامات وتقوية إضافية. ويستخدم هذا العنصر الهيكلي على نطاق واسع في إنشاء الجسور والأبراج والمباني، ويمكن أن يضيف جمالًا فريدًا إلى الهيكل. حيث أنه ستشرح هذه المقالة بعض الإجراءات الهيكلية الهامة والمفاهيم الأساسية للعوارض الناتئة في البناء.

السلوك الهيكلي للعوارض الخرسانية الكابولية:

تنحني االعوارض الخرسانية الكابولية إلى أسفل عندما تتعرض لأحمال رأسية. كما يمكن أن تتعرض العوارض الخرسانية الكابولية لحمل نقطي أو حمولة موحدة أو حمولة متغيرة. وبصرف النظر عن نوع الحمولة، فإنّها تنحني للأسفل عن طريق التحدب لأعلى. كما أن هذا الانحناء يخلق توترًا في الألياف العلوية وضغطًا في الألياف السفلية. ومن ثم يتم توفير التعزيز الرئيسي للألياف العلوية العوارض الخرسانية الكابولية، حيث يوجد إجهاد شد مرتفع.

قوة الانحناء للعوارض الخرسانية الكابولية:

تكون لحظة الانحناء للعوارض الخرسانية الكابولية قصوى عند الطرف الثابت وتنخفض إلى الصفر عند الطرف الحر. كما يتم تحديد مخطط قوة الانحناء لجميع مجموعات الأحمال الممكنة لتصميم للعوارض الخرسانية الكابولية للهيكل. حيث أن الحمل المطبق على العارضة عبارة عن مزيج من الأحمال الميتة والأحمال الحية وفقًا لمعايير التصميم.

تصميم العوارض الخرسانية الكابولية:

تتعرض العوارض الخرسانية الكابولية تحت تأثير الحِمل الهيكلي لضغوط اللحظية والقص. حيث أن الهدف من أي عملية تصميم هو نقل هذه الضغوط بأمان إلى الدعم. كما تختلف لحظة الانحناء لعوارض الخرسانية الكابولية من صفر عند الطرف الحر إلى أقصى قيمة عند الدعم النهائي الثابت. ومن ثم، أثناء تصميم العوارض الخرسانية الكابولية، يتم توفير التعزيز الرئيسي للألياف العلوية للحزمة الخرسانية لتحمل إجهاد الشد بأمان.

يعتمد الحد الأقصى لمدى حزمة الكابول بشكل عام على العوامل التالية:

1. عُمق العوارض الخرسانية الكابولية.
   
2. حجم الحمولة ونوعها وموقعها على العوارض الخرسانية الكابولية.
   
3. جودة ونوع المواد المستخدمة في العوارض الخرسانية الكابولية.
   

عادة، بالنسبة لحزم الكابول الصغيرة، يقتصر الامتداد على 2 إلى 3 أمتار. ولكن يمكن زيادة الامتداد إمّا عن طريق زيادة العُمق أو باستخدام وحدة هيكلية من الفولاذ أو مسبقة الإجهاد. كما يمكن بناء الامتداد لفترة طويلة، بالنظر إلى أن الهيكل يمكنه مواجهة اللحظات الناتجة عن الكابول ونقله بأمان إلى الأرض.

يمكن أن يساعد التحليل والتصميم التفصيلي للهيكل في دراسة إمكانية عوارض كابولية ناتئة ممتدة طويلة. كما يجب تثبيت شعاع الكابول بشكل صحيح على الحائط أو الدعم لتقليل تأثير الانقلاب.

تطبيقات العوارض الخرسانية الكابولية في البناء:

تُستخدم هياكل العوارض الخرسانية الكابولية في التطبيقات التالية:

1. بناء شرفات وعوارض ناتِئة.
   
2. هياكل دعم ناتئة مؤقت.
   
3. أبراج راديو قائمة بذاتها بدون أسلاك شد.
   
4. بناء عارضة ناتئة للبرجولات.
   
5. بناء العتبات في المباني.
   

مزايا وعيوب العوارض الخرسانية الكابولية في البناء:

1- مزايا العوارض الخرسانية الكابولية:

1. لا تتطلب العوارض الخرسانية الكابولية دعمًا على الجانب الآخر.
   
2. تساعد لحظة الانحناء السلبية التي تم إنشاؤها في العوارض الخرسانية الكابولية على مواجهة لحظات الانحناء الإيجابية التي تم إنشاؤها.
   
3. يمكن بناء العوارض الخرسانية الكابولية بسهولة.
   
4. يتيح البناء من كل طرف إنجاز البناء مع القليل من التعطيل للملاحة أدناه.
   
5. يمكن أن يكون الامتداد أكبر من شعاع بسيط، لأنه يمكن إضافة شعاع إلى العوارض الخرسانية الكابولية.
   
6. نظرًا لأن الحزمة ترتكز ببساطة على الذراعين، فإنّ التمدد الحراري وحركة الأرض بسيطة إلى حد ما.
   
7. العوارض الخرسانية الكابولية صلبة جدًا، بسبب عُمقها.
   

2- عيوب العوارض الخرسانية الكابولية:

1. انحرافات كبيرة في العوارض الخرسانية الكابولية.
   
2. ينتج بشكل عام لحظات أكبر.
   
3. أنت بحاجة إمّا إلى دعم ثابت أو أن يكون لديك امتداد خلفي وتحقق من ارتفاع الدعم البعيد.
   
4. عندما يتم تحميل الحزمة في أحد طرفيها، تكون اللحظة عند الطرف الثابت أعلى، وإذا تم تطبيق المزيد من الحمل، فيمكن أن تتحرر من الدعم.