ما هي العوارض الخرسانية الرابطة؟
في عالم وحدات البناء الخرسانية، يبرز نوعان من الكتل في كيفية جلب القوة والدعم للهيكل: العوارض الخرسانية الرابطة والعتب الخرساني. كلاهما يساعد على تحسين تكامل المبنى من خلال توفير التعزيز، لكن هناك اختلافات رئيسية بينهما. حيث تتناول الاختلافات المواضع التي تكون فيها العوارض الخرسانية الرابطة والأعتاب أكثر فاعلية وكيف تؤثر على الخصائص الحاملة للهيكل. وكل نوع له مكانه.
العوارض الخرسانية الرابطة هي ميزة أفقية مدمجة في الجدار لإضافة دعم للهيكل. حيث تتكون العوارض الخرسانية الرابطة من كتل متخصصة مملوءة بالجص لتثبيت قضيب فولاذي قوي في مكانه. كما أنه يضاف حديد التسليح إلى الهياكل التي قد تحتاج إلى أكثر من مجرد وحدات إدارة الاتصالات التقليدية لتثبيتها بشكل كافٍ.
يساعد استخدام العوارض الخرسانية الرابطة على ربط المبنى معًا بشكل أكثر تكاملاً. حيث يربط التسليح عبر كل من المحاور الأفقية والرأسية، ممّا يجعل الجدار أكثر من وحدة واحدة من خلال الاتصال. وعلى عكس الاسم، لا يجب أن تمتد العوارض الخرسانية الرابطة بعرض الهيكل.
يمكن أن يكون مائلًا أو متدرجًا. كما يمكن اعتبار الكتلة ذات القضبان الطولية بمثابة عوارض خرسانية رابطة. حيث أنه يلعب الجص دورًا في إنشاء العوارض الخرسانية الرابطة، حيث إنّه ما يثبت قضبان التسليح في مكانها عبر الهيكل. كما يمكن غالبًا العثور على عوارض ربط في الجزء العلوي من جدار قائم بذاته أو كرسو على الأرضية أو السطح.
يمكن أن تساعد في توزيع الوزن بالتساوي عبر الجدار والحماية من الرياح القوية والزلازل وغيرها. حيث تستخدم أحواض السباحة والجراجات والحظائر أيضًا بشكل متكرر، العوارض الخرسانية الرابطة. تكما شكل عوارض السندات أيضًا بديلاً كافياً عن العتبات، والتي سننتقل إليها في القسم التالي.
عادة، توجد العوارض في المسار العلوي لكل جدار وفي كل طابق وسقف حاجز. ولتوفير فصل كامل للحركة بين الجدران، يجب أن تنتهي العوارض عادةً على جانبي مفصل التحكم. كما في بعض الحالات، على سبيل المثال، إذا كانت حزمة السندات عبارة عن عنصر جامع أو وتر غشاء، فإنّ الاستمرارية مطلوبة في هذا المفصل، وتكون حزم السندات خيارًا قابلاً للتطبيق.
إلى جانب إضافة التعزيزات العامة إلى الجدار، فإنّ لحزم الربط العديد من الاستخدامات الأخرى، بما في ذلك:
1. تحسين أنظمة المقاومة:
يمكن أن تضيف حزم السندات كتلة إلى جدار البناء الذي يدعم النقاط والأحمال الموزعة، أو الوزن في مكان واحد على التوالي أو ينتشر بالتساوي عبر الميزة. حيث ينطبق هذا الدعم على كل من أنظمة المقاومة الجانبية والجاذبية. كما أنه يحدد نظام المقاومة الجانبي مقاومة المبنى للقوى التي تنشأ من آليات من جانب إلى جانب، مثل الرياح أو الزلازل، ويتعامل نظام مقاومة الجاذبية مع القوى التي تحدث بسبب الجاذبية.
2. السيطرة على التشققات:
الاستخدام المتكرر الآخر للعوارض الخرسانية الرابطة هو التحكم في الشقوق. حيث أن حمامات السباحة، على سبيل المثال، كثيرًا ما تستخدم عوارض ربط لمنع التشقق. ونظرًا لأن حمامات السباحة تتعرض للعديد من التغيرات في درجة الحرارة والرطوبة، فقد تصبح الشقوق مشكلة بسرعة. كما في بعض التصميمات، تؤدي مفاصل التحكم إلى قدرة هيكلية غير كافية، ويقدم التعزيز الأفقي لحزمة الرابطة بديلاً كافياً.
يحدث التحكم الفعال في الشقوق من خلال تعزيز أفقي بحد أقصى 48 بوصة من التباعد في المركز. وفي العثور على التباعد المثالي، تستند الحسابات إلى معاملات التمدد الحراري وقوة إنتاج حديد التسليح. حيث يمكن أن يحد التباعد الصحيح من عرض الشقوق مع الحفاظ على الفولاذ في نطاق مرن.
3. ربط الجدران المتقاطعة:
استخدام آخر للعوارض الخرسانية الرابطة هو توصيل الجدران المتقاطعة إذا كانت بحاجة إلى نقل الأحمال بينها. على سبيل المثال، إذا كان جدار القص يفتقر إلى السعة المطلوبة، يتم توصيل جدار متقاطع بنهايته كحافة لمزيد من السعة. كما يمكن لحزمة السندات في موقع الحمل النقطي أن تزيد بشكل كبير من طول المحمل الفعال لبناء رابطة المكدس.
4. تقوية الاستجابة للزلازل:
أخيرًا، تعتبر حزم السندات مفيدة أيضًا في المناطق ذات النشاط الزلزالي العالي. حيث تستفيد الأماكن المعرضة للزلازل من تحسين ليونة داخل الطائرة لهيكل به عوارض ربط في جدران القص. كما يساعد التصنيف الزلزالي لموقع البناء، جنبًا إلى جنب مع الأحمال الجانبية والتعيين التفصيلي لجدار القص، على تحديد الحد الأدنى من المتطلبات.
تتطلب التفاصيل الزلزالية الأعلى عادةً حزمًا من الروابط، ولكن يمكن في بعض الأحيان الوصول إلى متطلبات التفاصيل الزلزالية الأقل من خلال تعزيز المفصل. والآن بعد أن عرفنا ما هي وأين يتم استخدام للعوارض الخرسانية الرابطة، سنلقي نظرة على أحد أكثر المكونات أهمية: العتب الخرساني.
ما هو العتب الخرساني؟
تؤدي كتلة العتب الخرساني وظيفة مماثلة لكتل للعوارض الخرسانية الرابطة كمكون هيكلي رئيسي للعديد من المباني. حيث تتحد كتل العتب لتكوين عتبات تقوية. بحيث تدعم هذه الحزم الهيكل عن طريق نقل الأحمال من أعلى العارضة إلى الجدران على جانبي الفتحة. كما أنها مسبقة الصنع ومصنوعة من الخرسانة سابقة الإجهاد.
تتشابه كتل عتب البناء في الحجم مع وحدات إدارة الاتصالات التقليدية، باستثناء أنها على شكل حرف (U) مع قاع صلب. حيث أن الشكل هو مصدر الاختلاف الأكثر أهمية بين كتل العارضة الرابطة وكتل العتبة. ولا يمكن استخدام كتل العتب مع التعزيزات العمودية. حيث يجب استخدامها فقط للجدران التي لا تحتاج إلى هذا النوع من الدعم الهيكلي.
تُصنع الأعتاب وكتل العتبات من مواد مختلفة، منها:
- الخشب: على الرغم من أنه يمكن أن يكون أغلى من المواد الأخرى، إلّا أنه غالبًا ما يستخدم في المناطق التي يتوفر فيها بسهولة. ومن عيوب الأخشاب أنها ليست متينة بشكل خاص، كما أنها غير مقاومة للحريق.
- الحجر: الحجر أكثر شيوعًا في المناطق التي يتواجد فيها بكثرة. كما يمكن أن يكون مكلفًا في المناطق التي لا يتوفر فيها بسهولة. ويتم استخدامه بشكل أساسي مع الهياكل الحجرية وغير قادر على تحمل الكثير من الإجهاد العرضي، والذي يحدث بسبب الانحناء.
- الخرسانة المسلحة: الخرسانة المسلحة هي نفس المادة المستخدمة في كتل العارضة. إنّه شائع بشكل لا يصدق بسبب قوته ومقاومته للحريق وقوة تحمله وتعدد استخداماته. كما أن عتبة الكتل الخرسانية اقتصادية للغاية، حيث إنها سهلة نسبيًا في الإنشاء والشراء ككتل مسبقة الصب. والعيب الرئيسي للخرسانة هو ضعفها في إجهاد الشد، ولهذا نعززها بقضبان فولاذية.
- الطوب: عادة ما تكون عتبات الطوب مناسبة فقط للأحمال الخفيفة والفتحات الصغيرة التي لا تزيد عن 90 سم.
- الطوب المقوى: بالنسبة للأحمال الكبيرة، يستخدم الطوب المقوى قضبان فولاذية خفيفة في بنائه. حيث تمتلئ الوصلات بالخرسانة، وهذه الآجر مقاومة للحريق ومتينة.
- الفولاذ: العتبات الفولاذية مناسبة للأحمال الثقيلة والفتحات الواسعة، وهي شائعة في البناء بالطوب. حيث يُلاحظ هنا عُمق العتب، حيث قد يتطلب استخدام مقاطع القناة أو الروافد الفولاذية.
عادة ما يتعلق اختيار المواد بعدة عوامل، بما في ذلك توفر مواد معينة، والاحتياجات الهيكلية للمبنى وتكلفة المواد. الخشب والحجر، على سبيل المثال، غالي الثمن نسبيًا وأكثر شيوعًا في مناطق معينة، في حين أن الخرسانة المسلحة ميسورة التكلفة ويمكن تكييفها مع أي حجم أو شكل تقريبًا لأن الشركات المصنعة تصنعها باستخدام القوالب.
عادة ما تكون الخرسانة والطوب والفولاذ متاحة على نطاق أوسع من الخيارات الأخرى. حيث أنه إذا كان العتبة مصنوعًا من الطوب أو الخشب، فيمكن أن يُطلق عليه اسم الرأس. كما أنه يمكن لبعض التصميمات أن توزع الأحمال بطريقة لا تؤثر فيها على العتب.
يحدث هذا التقوس بناءً على مقدار البِناء الذي يحيط بِالعتب. وَيجب توفر بعض الخصائص لتحقيق ذلك، بما في ذلك ارتفاع جدار لا يقل عن 8 بوصات فوق القوس وارتفاع كافٍ فوق العتبة لتشكيل مثلث 45 درجة. كما يغير هذا التصميم كيفية تعامل العتب مع الوزن وكيفية إجراء الحسابات.
يجب أن يراعي العتب ذو الإجراءات المتقوسة وزن العتب ووزن الجدار والحمل المركّز. حيث أنه بدون تأثير التقوس، يجب على المرء أن يفكر في وزن العتب ووزن الجدار وأحمال السقف والأرضية والأحمال المركزة. كما في الأساس، يمكن أن يساعد العتب المقوس في إبطال بعض وزن الهيكل، ممّا قد يتطلب مواد أقل ويخلق بنية أكثر ثباتًا.
عندما تكون مصنوعة من الفولاذ بدلاً من الخرسانة، قد تتشكل العتبات بشكل مختلف قليلاً. حيث يمكن أن تكون العتبات الفولاذية في أقسام على شكل حرف (T) أو قنوات ذات ألواح أساسية، من بين تصميمات أخرى. ويجب دعم العتبات الخرسانية بالتدعيم حتى يتم تثبيت الجص، لكن العتبات الفولاذية لا تحتاج إلى هذه الخطوة.
يجب أن تكون مقاومة للحريق بشكل مناسب ويمكن أن تتداخل مع دعامة الفولاذ في الهياكل الخرسانية المسلحة. حيث ترتبط الخصائص الفريدة بمواد بناء مختلفة لكل من العتب وبقية الهيكل، لذا فإنّ العتبات ليست ذات مقاس واحد يناسب الجميع.
