كيف يتم تصميم عوارض الخرسانة المسلحة
 

غالبًا ما تكون الفتحات المستعرضة في عوارض الخرسانة المسلحة مطلوبة لتوفير ممر لمجاري المرافق التي تستوعب الخدمات الأساسية مثل إمدادات المياه والكهرباء والهاتف وشبكة الكمبيوتر. كما يؤدي تمرير هذه القنوات من خلال فتحات عرضية، بدلاً من أسفل فتحات الشعاع، إلى تقليل ارتفاع الهيكل ويؤدي إلى تصميم أفضل وأكثر اقتصادا.
 

مع ذلك، فإنّ وجود الفتحات في الحزم يؤدي إلى انقطاع في التدفق الطبيعي للضغوط ويسبب تركيز الإجهاد والتشقق المبكر في منطقة الفتح. لذلك يجب توفير تعزيز خاص للتحكم في عرض الشقوق ومنع الفشل المبكر المحتمل. تبحث هذه المقالة في سلوك وتصميم حزم الخرسانة المسلحة المدعومة والمستمرة ببساطة مع فتحات محملة إمّا بحمل موزع بشكل موحد، أو حمولة مركزية واحدة.
 

تركز الدراسات في المراجع والكودات في الغالب على تطوير إرشادات التصميم لحزم الخرسانة المسلحة ذات الفتحة الفردية، ولكن تم أيضًا الإبلاغ عن الأبحاث حول الحزم ذات الفتحات المتعددة، إلى جانب ذلك، تم التحقيق في سلوك الحزم الخرسانية عالية القوة مع الفتحات من خلال المهندسين والباحثين.
 

ينصبّ التركيز على تطوير توصيات مبسطة لتصميم حزم الخرسانة المسلحة ذات الفتحات. لهذا الغرض، يتم تجميع البحوث المنشورة ذات الصلة ومراجعتها بشكل نقدي بما في ذلك الأعمال التجريبية والنظرية. ثم يتم تحليل العديد من حزم الخرسانة المسلحة ذات الفتحات باستخدام حزمة العناصر المحدودة لاستكمال البحث المنشور بالفعل. حيث تم اختيار الحزم التي تم تحليلها في هذه الدراسة للتحقق من آثار ما يلي:
 

• شروط الحدود: تتم مقارنة نتائج الحزم ذات الدعامة المفصلية بنتائج الحزم ذات الأسطوانة المفصلية والعوارض الثابتة.
   
• نسبة الامتداد إلى العُمق: تتم مقارنة أداء الحزم بنسب الامتداد إلى العمق 5.8 و 11.8 في كلتا الحالتين لظروف الدعم المفصلية.
   
• نسبة تقوية التوتر: يتم النظر في نسب التعزيز التي تتراوح من الحد الأدنى إلى حدود الكود القصوى.
   
• تفاصيل تطوير تعزيز التوتر في الدعامات المفصلية: بشكل عام، يُلاحظ أنه في الحزم ذات الفتحات الموجودة بالقرب من الدعامات تفشل في وضع القص، بينما تفشل الحزم ذات الفتحة الموجودة في منتصف المسافة في أوضاع الانثناء أو انثناء القص اعتمادًا على نوع الحمولة (موحدة أو مركزة). ومع ذلك، فإنّ الفتحات عند نقاط الربع الممتدة أكثر أهمية لقوة الحزمة من الفتحات المركزية.
   

الإجراء التدريجي لتصميم عوارض الخرسانة المسلحة:
 

1. يجب تصميم أقسام عارضة الخرسانة المسلحة من أجل:
   1. قيم اللحظة في وجه العمود (وليس القيمة عند خط الوسط حسب التحليل).
       
   2. قيم القص على مسافة العمق للعارضة من وجه العمود. (ليست القيمة عند خط الوسط حسب التحليل).
       
   3. يُسمح بإعادة توزيع اللحظة للأحمال الثابتة فقط.
       
   4. بالنسبة للحزم الممتدة بين الأعمدة حول المحور الضعيف، يجب تقليل اللحظات الموجودة في الدعم النهائي بشكل أكبر وتوزيعها وزيادة لحظات الامتداد وفقًا لذلك لحساب التخفيض أعلاه.
       
   5. يجب أن يتم توزيع اللحظات بطريقة تضاف 15% من لحظات الدعم إلى لحظة الامتداد دون تقليل لحظات الدعم.
       
   6. يجب تصميم القسم الموجود داخل الامتداد من أجل لحظة الامتداد المتزايدة والتي ستحسب الحمل المركز والمعزول الذي قد يعمل في نطاق واحد.
       
   7. لا يُسمح بإعادة توزيع اللحظة إذا كان معامل اللحظة مأخوذ من جدول الكود.
       
   8. أن تكون مصممة لقوى الزلازل وللأحمال الجانبية.
       
2. يجب المحاولة في تصميم الحد الأدنى لعرض العوارض بحيث يمر كل شعاع التعزيز عبر الأعمدة. وهذا هو السبب في أن أي تعزيز خارج العمود سيكون غير فعال في مقاومة الضغط.
    
3. يجب تقصير المسافة بين الرِّكاب على 8 (200 مم) أو من العُمق الفعال أيهما أقل للأحمال الثابتة.
    
4. كلما أمكن، يجب المحاولة في استخدام مفهوم عوارض الشكل T أو L لتجنب تعزيز الضغط.
    
5. استخدام تقوية الضغط للمساعدة في التحكم في الانحراف والزحف والانحرافات الأخرى طويلة المدى.
    
6. يجب أن تستقر قضبان العارضة الثانوية على قضبان العارضة الأولية إذا كانت العوارض من نفس العُمق. يجب أن يظهر تجعد القضبان بوضوح على الرسم.
    
7. يجب التحقق من طول التقليص مع طول التطوير المطلوب.
    
8. إبقاء القضبان ذات القطر الأعلى بعيدًا عن أي الطبقة الأقرب لوجه التوتر بحيث يكون الحد الأقصى. بحيث ستكون ذراع الرافعة متاحة.
    
9. يجب توفير قضبان التعليق على العارضة الرئيسية كلما استقرت العارضة الثانوية الثقيلة على العارضة الرئيسية.
    
10. يجب محاولة تجنب قضيب التعليق إذا كان الشعاع الثانوي أقل عمقًا من العارضة الرئيسية، حيث تتوفر وسائد كافية.
     
11. يجب أن يتم تفصيل الحزمة الثانوية بحيث لا تحدث أي التواء على العارضة الرئيسية.
     
12. بالنسبة لحزم الكابول في الدعم، يجب أن يتم إعطاء المزيد من التعزيز قليلاً وطول التطوير بنسبة 25% أكثر.