اقرأ في هذا المقال
ما هو الفولاذ الانشائي في الهياكل الفولاذية؟
الفولاذ الإنشائي: هو أحد المواد المستخدمة في أي نوع من أنواع الإنشاءات الفولاذية، ويتم تشكيله بشكل محدد. حيث أن هذه الموادالفولاذية ذات معايير معينة من التركيب الكيميائي والقوة المناسبة. كما يتم تعريف المواد الفولاذية أيضًا على أنها منتجات مدلفنة على الساخن، لها مقاطع عرضية مثل الزوايا والقنوات والحزم.
في جميع أنحاء العالم، هناك طلب متزايد على الهياكلالفولاذية. حيث هناك ميزة كبيرة للفولاذ على الخرسانة من حيث قدرتها على تحمل توتر أفضل بالإضافة إلى الضغط الذي أدى إلى بناء أخف. كما تهتم سلطة الفولاذ في بلد معين بتوافر الفولاذ الهيكلي لمشاريع البناء.
هناك العديد من الهياكل التي تقع تحت حواف الهياكل الفولاذية. ويمكن استخدام هذه الهياكل للأغراض الصناعية والسكنية والمكتبية والتجارية. كما أن الغرض من الجسر هو للطرق وخطوط السكك الحديدية. حيث تُستخدم الهياكل مثل الأبراج لأغراض مختلفة مثل نقل الطاقة والأبراج العقدية لشبكة الهاتف المحمول والرادار وأبراج ترحيل الهاتف وما إلى ذلك.
خصائص الفولاذ الإنشائي لتصميم وإنشاء الهياكل الفولاذية:
يعتمد تصميم وبناء الهياكل الفولاذية على خصائص الهياكل الإنشائية. حيث أنه سيتم مناقشة الخصائص المختلفة للفولاذ وأهميتها في تصميم وبناء الهياكل الفولاذية. حيث تشمل خصائص الفولاذ الإنشائي ما يلي:
- خصائص الشد للفولاذ.
- خصائص القص للفولاذ.
- صلابة الفولاذ.
- زحف الفولاذ.
- استرخاء الفولاذ.
- إعياء الفولاذ.
1. خصائص الشد للفولاذ الإنشائي:
هناك فئات مختلفة من الهياكل الفولاذية التي يمكن استخدامها في تشييد المباني الفولاذية. حيث أن منحنيات الإجهاد النموذجية تكون لفئات مختلفة من الفولاذ الإنشائي، المشتقة من اختبار الشد الفولاذي.
في هذا النطاق، لا يكون تشوه الهيكل الفولاذي دائمًا، ويستعيد الفولاذ شكله الأصلي عند إزالة الحمل. حيث أن معامل المرونة لجميع فئات الصلب هو نفسه ويساوي 200000 ميجا باسكال أو 2 × 106 ميجا باسكال.
مع زيادة الحمل على الفولاذ، فإنّه سينتج عند نقطة معينة يتم بعدها الوصول إلى النطاق البلاستيكي. كما أن نقطة العائد هي النقطة التي تصل فيها عينة الفولاذ إلى 0.002 سلالة تحت تأثير إجهاد معين (إجهاد الخضوع).
تعتبر ليونة الهيكل الفولاذي من الخصائص الحاسمة التي تسمح بإعادة توزيع الضغط في العناصر الفولاذية المستمرة. كما يتم التعبير عن ليونة بنسبة مئوية من تخفيض المقطع العرضي للفولاذ.
.
بقدر ما يتعلق الأمر بنسبة السموم، فهي نسبة الإجهاد العرضي إلى الإجهاد المحوري وهي حوالي 0.30 و 0.50 في النطاق المرن والبلاستيك، على التوالي. وفيما يتعلق بالعمل البارد للفولاذ الإنشائي، فهي العملية التي يتم فيها إنتاج أشكال مختلفة من الهيكل الفولاذي في درجة حرارة الغرفة.
وبالتالي، تزداد ليونة الهيكل الفولاذي ولكن تنخفض ليونة الهيكل الفولاذي. حيث أن الإجهاد المتبقي هو إجهاد يبقى في عنصر فولاذي بعد تصنيعه. ومن الضروري مراعاة معدل الإجهاد أثناء إجراء اختبار الشد لأنه يعدل خصائص شد الفولاذ.
إذا تم استخدام الهيكل الفولاذي للأحمال الديناميكية، فسيتم النظر في معدل الإجهاد العالي. ومع ذلك، يتم اعتماد معدل الإجهاد العادي للفولاذ المستخدم في بناء الهيكل المصمم للأحمال الثابتة. حيث تسمى قدرة الهيكل الفولاذي على استيعاب الطاقة المتانة الفولاذية.
2. خصائص القص للفولاذ الإنشائي:
يتم تحديد مقاومة القص للهيكل الفولاذي عند الفشل تحت إجهاد القص وهي حوالي 0.57 مرة من إجهاد الخضوع للفولاذ الإنشائي. وفيما يتعلق بمعامل القص المرن، يتم التعبير عنه كنسبة إجهاد القص إلى إجهاد القص في النطاق المرن للهيكل الفولاذي.
بشكل عام، يمكن اعتبار معامل القص المرن للهيكل الفولاذي 75.84 جيجا باسكال أو يمكن استخدام الصيغة التالية لحساب معامل القص المرن.
3. صلابة الفولاذ الإنشائي:
الصلابة هي مقياس قدرة الهيكل الفولاذي على تحمل التشوه غير المرن. تحدد طرق الاختبار القياسية والتعاريف للاختبار الميكانيكي لمنتجات الفولاذ (A370-05) ثلاثة اختبارات مختلفة لتقييم صلابة الفولاذ وهي: برينل وروكويل ومحمول.
يمكن استخدام أي من هذه الاختبارات لتقدير صلابة الهيكل الفولاذي. وليس فقط صلابة الهيكل الفولاذي المستخدمة لفحص توحيد المنتجات المختلفة ولكن أيضًا لتقييم قوة الشد الفولاذية.
4. زحف استرخاء الفولاذ الإنشائي:
الزحف هو تباين تدريجي في إجهاد الهيكل الفولاذي تحت ضغط مستمر. كما يحدث بسبب تأثير الإجهاد المستمر وتأثير النار. حيث أن خاصية الزحف غير ذات أهمية بالنسبة لتصميم الهيكل الفولاذي والبناء بصرف النظر عن الحالة التي يجب أن يؤخذ فيها تأثير الحريق في الاعتبار.
5. استرخاء الفولاذ الهيكلي:
إنّه تخفيض تدريجي للفولاذ الهيكلي تحت ضغط مستمر. وعادة، تزداد قوة الخضوع للهيكل الفولاذي بحوالي 5% عن إجهاد تخفيف الضغط وسيعاني الهيكل الفولاذي من استطالة بلاستيكية تبلغ حوالي 0.01.
6. التعب من الفولاذ الإنشائي:
التعب هو فشل الهيكل الفولاذي بسبب بدء الشق وتطوره تحت تأثير التحميل الدوري. حيث تتوفر اختبارات مختلفة لتقييم إجهاد الفولاذ الهيكلي مثل اختبار الانثناء واختبار الشعاع الدوار واختبار الحمل المحوري.
