تحليل أعمدة الخرسانة المركبة الفولاذية

ما هي أعمدة الخرسانة المركبة الفولاذية؟

وحدة الأعمدة المركّبة من الفولاذوالخرسانة هي وحدة لِلتصميم الإنشائي أو فحص الأعمدة المركبة. حيث يتم إجراء حسابات لقوتها واستقرارها وصلابتها وفقًا لمواصفة تصميم الهياكل المركّبة الفولاذية والخرسانية للمباني.

يتم إجراء العديد من الفحوصات وفقًا لحالة الحد النهائية: مقاومة الأعضاء في الانضغاط المحوري والضغط المشترك والانحناء أحادي المحور والضغط المشترك والانحناء ثنائي المحور وتأثير القص العرضي على مقاومة الانحناء. علاوة على ذلك، يتم تضمين حساب المقاومة لعمود مركب في حالة الحريق في هذه الوحدة أيضًا.

أصبحت الأعمدة المركبة المكونة من أنابيب فولاذية مملوءة بالخرسانة شائعة بشكل متزايد في التطبيقات الإنشائية حول العالم. يمكن أن يوفر هذا النوع من الأعمدة العديد من المزايا، مثل القوة العالية والليونة والقدرة الكبيرة على امتصاص الطاقة، بالإضافة إلى زيادة سرعة البناء وجوانب السلامة الإيجابية والاستخدام المحتمل لوصلات موحدة بسيطة.

علاوة على ذلك، فإنّ إمكانية إنتاج درجات خرسانية ذات قوة ضغط أعلى تسمح اليوم بتصميم أعمدة أكثر رشاقة، ممّا ينتج عنه مساحة أرضية أكبر.

طرق التحليل لأعمدة الخرسانة المركبة الفولاذية:

يمكن إجراء فحوصات التصميم المركب للمزيج الخطي وغير الخطي. حيث سيتم مناقشة المعلمات المتضمنة في الفحص والتي تكون فريدة من نوعها للتركيبة الخطية أو غير الخطية لنوعي الحسابات.

1. فحوصات التصميم المركب للمزيج الخطي:

• تأثيرات الدرجة الثانية: يتم التحقق من قابلية التطبيق وفقًا للبند المعتمد من الكود.

• لحظات عيوب العضو: يتم أخذ تأثير العيوب الهندسية والهيكلية في الاعتبار من خلال عيوب الأعضاء المكافئة.

• اللحظة المعدلة: يتم تعديل اللحظات التي تم الحصول عليها من التحليل الساكن الخطي على أساس لحظات الترتيب الثاني ويتم حساب لحظات النقص كما هو مذكور أعلاه.

2. فحوصات التصميم المركب للمزيج غير الخطي:

• تأثيرات الرتبة الثانية: لا تؤخذ في الحسبان في الحساب اللاخطي.

• عيوب العضو: إذا تم إجراء التحليل غير الخطي دون مراعاة العيوب في التحليل، فسيتم حساب هذه العيوب في فحص التصميم، وإلّا إذا تم إجراء التحليل غير الخطي مع الأخذ في الاعتبار العيوب، فإنّ هذه العيوب لا تشكل جزءًا من فحص التصميم.

• اللحظة المعدلة: يتم تعديل اللحظات التي تم الحصول عليها من التحليل غير الخطي عن طريق إضافة لحظات النقص إذا لم يتم دمجها في التحليل.

• الفحص المحوري: يجب ملاحظة أنه في حالة الفحص المحوري لتركيبة غير خطية، لا يتم إجراء فحص ربط منفصل. وهذا يعني أن المقاومة المحورية تؤخذ على أنها لحظة مقاومة البلاستيك للقسم المركب، ويتم تعريف الاستخدام المقابل على أنه نسبة القوة المحورية في القسم إلى مقاومة البلاستيك للضغط.

فحوصات حالة الحد النهائية لأعمدة الخرسانة المركبة الفولاذية:

يتم إجراء الفحوصات وفقًا للمواصفة تصميم الهياكل الفولاذية والخرسانية المركبة. حيث يعتمد فحص التصميم لأقسام العمود المركب على طريقة التصميم المبسطة التي تنطبق على أقسام العمود المنشورية ذات الأقسام المتماثلة المزدوجة. ويتم إجراء فحوصات مختلفة.

1. مقاومة الأعضاء في الضغط المحوري لأعمدة الخرسانة المركبة الفولاذية:

يحتوي هذا النوع من الفحوصات على:

• مقاومة البلاستيك لضغط المقطع المركب.

• حساب القوة العادية الحرجة المرنة.

• حساب صلابة العاطفة الفعالة.

• تأثير التأثيرات طويلة المدى، وتقليل معامل مرونة الخرسانة.

• استخدام منحنيات الانقلاب الأوروبي.

• حساب الرقة غير الأبعاد.

• تقييم مقاومة الانثناء للضغط.

• حساب نسبة الاستخدام للمقاومة في الضغط المحوري.

2. الجمع بين الضغط والانحناء أحادي المحور لأعمدة الخرسانة المركبة الفولاذية:

يتم تقييم مقاومة العضو للضغط والانحناء أحادي المحور عن طريق منحنى التفاعل.

3. الجمع بين الضغط والانحناء ثنائي المحور لأعمدة الخرسانة المركبة الفولاذية:

يتم تقييم مقاومة القسم تحت الضغط المشترك والانحناء ثنائي المحور.

4. تأثير القص العرضي على مقاومة الانحناء لأعمدة الخرسانة المركبة الفولاذية:

يؤخذ تأثير قوى القص المستعرض على مقاومة الانحناء والقوة العادية في الاعتبار عند تحديد منحنى التفاعل.

5. مقاومة القص لأعمدة الخرسانة المركبة الفولاذية:

يتم التحقق من القص الطولي عند السطح البيني بين الخرسانة والفولاذ.

فحوصات التعرض للحريق لأعمدة الخرسانة المركبة الفولاذية:

لحساب مقاومة الحريق ارجع إلى تصميم الهياكل الفولاذية والخرسانية المركبة. حيث أنه فيما يلي نماذج الحساب المستخدمة للتحقق من مقاومة عمود في حالة الحريق:

• أقسام مغطاة بالكامل بالخرسانة.

• أقسام مغطاة جزئياً بالخرسانة.

• المقاطع المجوفة الدائرية المملوءة بالخرسانة والمقاطع المجوفة المستطيلة (أو المربعة) المملوءة بالخرسانة.