اقرأ في هذا المقال
- ما هو معامل تمزق عارضة الخرسانة؟
- طرق الاختبار القياسية لتحديد معامل التمزق للعارضة الخرسانية
- الفرق بين معامل التمزق وقوة الشد
- ما الفرق بين معامل التمزق وقوة الانحناء؟
- أهمية معامل التمزق في المباني الخرسانية
ما هو معامل تمزق عارضة الخرسانة؟
معامل التمزّق: هو مقياس لمقاومة شد الكمرات أو الألواح الخرسانية. تحدد قوة الانحناء مقدار الضغط والقوة التي يمكن أن تتحمّلها بلاطة أو عارضة خرسانية غير مسلّحة أو هيكل آخر بحيث تقاوم أي فشل في الانحناء. يُعرف معامل التمزّق أيضًا باسم قوة الانحناء أو قوة الانحناء أو قوة الكسر.
إذا كنت بحاجة إلى معرفة مدى قوة مادة ما، فإنّ إحدى الطرق هي اختبار مدى سهولة كسرها. يمنحك معامل التمزّق، المعروف أيضًا باسم قوة الانحناء أو قوة التمزّق العرضي، أقصى سعة تحميل قبل أن تنكسر المادة مباشرة. بالنسبة لمادة مثل الخشب، فإنّ معامل التمزّق له تطبيقات في الهندسة والبناء.
يستخدم معامل التمزّق لقياس الضغط أو القوة لكل وحدة مساحة. يستخدم العلماء والمهندسون مجموعة من المقادير للضغط في تحديد معامل التمزّق. يمكنك العثور عليها معبّرًا عنها بوحدات باسكال أو ميجاباسكال بالإضافة إلى رطل لكل بوصة مربعة.
عندما تنحني المواد استجابة للإجهاد، فإنّها تَنضغط على جانب واحد وتمتد على طول الجانب الآخر. عندما تضغط لأسفل على قطعة من الخشب، على سبيل المثال، سوف يتمدد الجانب المشدود في اتجاهات يسار ولأسفل ويمين. غالبًا ما يستخدم الباحثون معامل يونج، وهو مقياس للصلابة، لوصف هذا التأثير.
معامل التمزّق عبارة عن معلمة مهمّة لتحديد الانشقاق والحد الأدنى من حديد التسليح. تُستخدم العديد من رموز التصميم معامل التمزق باعتباره قوة التكسير. تعتمد العلاقات التي تُعطي معامل التمزّق كدالة لمقاومة انضغاط الخرسانة على اختبارات على الخرسانة ذات مقاومة انضغاط أقل من 40 ميجا باسكال.
طرق الاختبار القياسية لتحديد معامل التمزق للعارضة الخرسانية:
من أجل اختبار قوة الانحناء للحزمة الخرسانية، يجب أن يكون طول امتدادها ثلاثة أضعاف العمق على الأقل. يتم التعبير عن قوة الانحناء كمعامل تمزّق في الميجا باسكال أو رطل لكل بوصة مربعة. هناك طريقتان قياسيتان للاختبار لتحديد قوة الانحناء لحزمة الخرسانة هما: طريقة الاختبار القياسية لقوة الانحناء للخرسانة (باستخدام عارضة بسيطة مع تحميل مركز نقطة) وطريقة الاختبار القياسية لقوة الانحناء للخرسانة (باستخدام عارضة بسيطة مع تحميل من النقطة الثالثة).
1- اختبار تحميل نقطة المركز (ASTM C 293):
في طريقة الاختبار هذه، يتم تطبيق الحمل بالكامل في مركز طول امتداد الحزمة. هنا تكون قوة الانحناء أو معامل التمزّق أعلى من معامل التمزق في اختبار تحميل النقطة الثالثة. الحد الأقصى للضغط موجود فقط في مركز الحزمة.
2- اختبار تحميل النقطة الثالثة (ASTM C 78):
في طريقة الاختبار هذه، يتم تطبيق نصف الحمل عند كل ثلث طول امتداد الحزمة. هنا تكون قوة الانحناء أو معامل التمزّق أقل من معامل التمزّق الموجود في اختبار تحميل النقطة المركزية. في هذا الاختبار، يوجد أقصى ضغط على الجزء الأوسط من ثلث الحزمة.
معامل الانحناء للكسر هو حوالي 10% إلى 20% من مقاومة الضغط اعتمادًا على نوع وحجم وحجم الركام الخشن المستخدم في عارضة الخرسانة. ومع ذلك، يتم الحصول على أفضل ارتباط لمواد معينة عن طريق الاختبارات المعملية للمواد المعينة وتصميم المزيج. يكون معامل التمزّق المحدد بواسطة تحميل النقطة الثالثة أقل من معامل التمزّق المحدد بواسطة تحميل النقطة المركزية، وأحيانًا بنسبة تصل إلى 15%.
الفرق بين معامل التمزق وقوة الشد:
هناك دائمًا احتمال وجود بعض العيوب المحلية في أي كائن. عندما يتم وضع الجسم تحت ضغط الشد فإنّه يميل إلى التمدد. جميع الألياف أو المناطق في جسم ما تواجه قوة متساوية. أي مناطق ضعيفة في مثل هذه الحالة قد تستسلم وتخضع للتشوه. من ناحية أُخرى، يمارس إجهاد الانحناء كلاً من قوة الشد والضغط على الجسم. ينتج عن هذا التوزيع غير المتكافئ للقوى بين ألياف الكائنات. تميل الألياف المتطرفة، أيّ الألياف الموجودة على سطح الجسم، إلى اختبار قُوى قصوى. لذلك، هم أكثر عرضة للكسر أو التمزّق.
ما الفرق بين معامل التمزق وقوة الانحناء؟
كلاهما نفس الشيء. لكن نحتاج فقط إلى فهم التعريف أو من الممكن أن نقول الأهمية، قوة الانحناء هي أقصى قوة (إجهاد) إمّا تنتج أو تصل إلى الكسر الذي يمكن أن يتحمّله هيكل أو عنصر أو عضو. يمكن أن تكون مقاييس من حيث معامل التمزّق عند العائد أيضًا. حيث يظهر معامل التمزّق حالة الإجهاد الحالية داخل العضو أو العنصر نفسه. إذا كان العضو على وشك الفشل. أيّ، على حافة الكسر فإنّ معامل التمزّق سيُعطي قوة الانحناء.
أهمية معامل التمزق في المباني الخرسانية:
- يُعتبر حساب معامل التمزّق أمرًا حاسمًا في الميكانيكا الإنشائية.
- يُساعد معامل التمزّق في تصميم العناصر الهيكلية مثل الحزم والأعمدة.
- يُساعد معامل التمزّق في دراسة المواد وخصائصها.
- يُوفّر معامل التمزّق معلمة لتطوير مواد إنشائية أقوى.
- يُساعد معامل التمزّق في الحكم على جودة الهياكل المستخدمة في البناء.
- إنّه أداة للتنبؤ بكل من المقاومة والمتانة للأشياء.
