كيف يتم عمل تدابير التخفيف من التشققات في الهياكل الخرسانية؟
هناك عدة عوامل تؤدي إلى حدوث تشققات في عناصر مختلفة من المباني المسلّحة. قد تؤدي هذه الشقوق إلى فشل المبنى من حيث تصميم الخدمة. في هذه المقالة، سيتم مناقشة وشرح التقنيات الأساسية التي يمكن استخدامها لتخفيف الشقوق في المباني المدعمة.
تكون تدابير التخفيف من التشققات في الهياكل الخرسانية المسلّحة على النحو التالي:
- تخطيط تصميم تقييد الأعضاء.
- الفصل الهيكلي.
- شرائط الإغلاق والمفاصل وتسلسلات الصب الملائمة.
- تحرير الوصلات مثل الجدار والبلاطة وعمود البلاطة ووصلات الجدار.
- تحسين تخطيط التعزيز الخفيف.
- إضافة أو تحسين تخطيط الأوتار.
1- تخطيط تصميم تقييد الأعضاء للهياكل الخرسانية المسلّحة:
يُعَد اختيار موقع جيد للأعمدة والجدران أثناء التخطيط المعماري للبناء هو الأسلوب الفعّال إلى حد كبير لمنع تشققات التقييد. يمكن وضع عدد متساوٍ من الجدران بنفس الطول لتقليل ميل تطور الشقوق من خلال السماح للبلاطة بالتحرّك بحرية في اتجاه نقطة الصفر المخططة. ومع ذلك، إذا تم ترتيب الجدران والمخططات بطريقة تمنع الحركة الحرة للجدران، فإنّها ستؤدي إلى مواقف تؤدي إلى حدوث تشققات.
2- الفصل الإنشائي لتخفيف التشققات في الهياكل الخرسانية المسلّحة:
تكون الألواح ذات الأشكال الهندسية غير المنتظمة معرّضة بشكل خاص للتشقق. يكون شكل الفصل الهيكلي بين اللوح المستطيل الأكبر بعد الشد والبلاطة المربعة الأصغر، بحيث يتراوح عرض الفصل الإنشائي عادة من 13 إلى 26 ملم. الفرق بين مفصل التمدد والفصل الهيكلي هو أن وظيفة الأخير هي لفترة محدودة قد تكون شهرين أو ثلاثة أشهر، في حين أن الأولى، التي تتمثّل وظيفتها في توفير غرف للحركات الناتجة عن درجة الحرارة، يجب أن تعمل وتستمر في وظيفتها طوال العمر الافتراضي للهيكل.
3- شرائط الإغلاق والمفاصل وتسلسلات الصب الملائمة للهياكل الخرسانية المسلّحة:
شريط الإغلاق عبارة عن مساحة مؤقتة بين منطقتين من البلاطة التي يتم بناؤها وتعليقها بشكل مختلف. يُسمح لأجزاء الألواح المفصولة بعد الشد هذه بتجربة تقصير مستقل عن بعضها البعض. يعتمد عرض شرائط الإغلاق المسافة اللازمة لتثبيت جك الضغط بين لوحين، وعادة ما يكون بين 76-91 سم. يتم ملء الفراغ بين منطقتين من البلاطة ودمجها بخرسانة غير منكمشة، عادةً بعد فترة تتراوح من شهر إلى شهرين. يتم تحديد الوقت اللازم لإبقاء شريط الإغلاق مفتوحًا وفقًا لمدى التقصير المطلوب قبل توصيل اللوحين معًا.
يتم توفير الاستمرارية بين جزأي البلاطة من خلال التعزيز الذي يمتد على كل جانب من جوانب البلاطة الخرسانية إلى شرائح الإغلاق. يتم حساب مقدار التعزيز الفولاذي المضمن في شريط الإغلاق بناءً على لحظة الانحناء وقوى القص في موضع شريط الإغلاق، عندما تعتبر البلاطة بأكملها في سلسلة متّصلة. يوصى بقطع نهايات الأوتار، التي يتم إيقافها في شريط الإغلاق، وإغلاقها وحشوها، ويتم تطبيق ذلك لأغراض الحماية من التآكل. بناءً على الخبرة، يتم صب خرسانة الإغلاق بعد حساب السُمك على كل جانب من شريط الإغلاق والذي يبلغ حوالي 6.35 مم.
يتم إدخال فواصل البناء البلاطة بين موضعين من الخرسانة ويتم تحديد مواضعهما مُسبقًا. توفّر فواصل البناء الفصل لفترة قصيرة بين منطقتين من البلاطة لأغراض التحكّم في الشقوق بالإضافة إلى تقسيم الألواح الكبيرة الحجم إلى ألواح أصغر لإدارة البناء بسهولة. تختلف وصلات البناء عن الوصلات الباردة لأنه لا يتم تحديد موضع مفصل البناء من قبل المصمم فحسب، بل يتم استخدامه أيضًا للتحكّم في الشقوق. ومع ذلك، تتشكّل الفواصل الباردة عند الانتهاء من الخلطة الخرسانية وعادة ما يحدث الفاصل الزمني من ثلاثة إلى سبعة أيام بين وضع الخرسانة الأول والثاني.
يستخدم الضغط المتوسط للأوتار الطويلة حيث يحدث فقدان كبير للضغط. بناءً على تجربة أداء الألواح بعد الشد، يتم توفير عدد من الإرشادات لإدخال أشرطة الإغلاق. على سبيل المثال، لا تكون شرائط الإغلاق أو الفصل الهيكلي مطلوبًا إذا كان طول اللوح أصغر من 76 مترًا وكان الجدار الداعم في مكان مناسب. يتم توفير شريط إغلاق مركزي واحد عندما يكون طول البلاطة أكبر من 76 مترًا وأقل من 114 مترًا، وبالنسبة لطول اللوح الأكبر من 114 مترًا، يوصى بتوفير فصل هيكلي.
4- تحرير الوصلات في الهياكل الخرسانية المسلّحة:
يتم تحرير المفاصل المفرج عنها وبنائها للسماح بتقييد حركة البلاطة بالنسبة إلى دعمها. عندما لا يتم تطبيق الفصل الهيكلي، والتخطيط المناسب للأعضاء الهيكلية الداعمة، وفصل البناء وشرائط الإغلاق بشكل مناسب، فإنّ استخدام الوصلات المحرّرة يكون له تأثير كبير على معالجة الشقوق.
يمكن تصنيف الوصلات المحرّرة إلى ثلاثة أنواع وهي:
- وصلات تحرير الجدار.
- وصلات تحرير عمود اللوح.
- وصلات جدران البلاطة.
أولاً: وصلات تحرير الجدار في الهياكل الخرسانية المسلّحة
هناك أنواع مختلفة من هذا المفصل والتي تظهر في المواد المنزلقة ويتم تطبيقها من جميع الأنواع لتخفيف الانزلاق. تُعَد إصدارات المفصل ذات الروابط هي النوع الأكثر كفاءة ولكن استخدامها محدود لأن الجدران مطلوبة بشكل عام لنقل قوة المقص وأحمال الجاذبية عند واجهة لوح الجدار. أخيرًا يمكن استخدام جميع الأنواع للألواح الوسيطة والجدران الداخلية مع بعض التعديلات.
ثانياً: وصلات تحرير عمود اللوح في الهياكل الخرسانية المسلّحة
من الممكن تصميم أعمدة لِمقاومة القوى الجانبية التي تُؤدي إلى إزاحة جانبية بين نهاياتها دون وجود مؤشرات استغاثة أو قد يتم تحريرها لتكوين غرف لعمليات النزوح النسبية عند مفصل عمود اللوح.
ثالثاً: وصلات جدران البلاطة في الهياكل الخرسانية المسلّحة
وهي عبارة عن مفاصل رأسية بين الجدران المجاورة يتم من خلالها استيعاب إزاحة الألواح والعوارض التي يدعمها الجدار. لها تأثير كبير في تخفيف الشقوق في الحزم والألواح والجدران المدعومة أيضًا.
5- إضافة وتصميم محسّن للتعزيز الخفيف في الهياكل الخرسانية المسلّحة:
على الرغم من جميع تدابير التخفيف من التشقق الواردة في الأقسام أعلاه، إلّا أنه يلزم تثبيت تعزيزات خفيفة إضافية في مواقع الاستغاثة المحتملة لمعالجة تطورات الشقوق. على سبيل المثال، في البلاطة والجدران الداعمة التي لا يمكن فيها توفير وصلات تحرير مناسبة لتخفيف الشقوق بسبب متطلّبات نقل القص المحددة في التصميم. نسبة التعزيز هي 0.0015 تتضاعف في مساحة المقطع العرضي للبلاطة على ثلث الامتداد العرضي. التباعد بين القضبان يبلغ سُمكه 1.5 مرة ويتم تثبيته بالتناوب في الأعلى والأسفل.
6- إضافة وتحسين تخطيط الأوتار في الهياكل الخرسانية المسلّحة:
يُنصح بِتركيب أوتار لِتطبيق ضغطات إضافية في المناطق التي يتوقع فيها خسائر قصوى. يتم توفير أوتار متداخلة وميتة النهاية مرتبة لهذا الغرض. تخطيط الشريط الذي يفصل حول الفتحات والانقطاعات مهم للغاية.
