كل ما تريد معرفته عن الخرسانة مسبقة الإجهاد
الخرسانة مسبقة الشد حققت تقدماً كبيراً وتطورا ملحوظاً منذ تطبيقها، وحققت مستويات عالية من الموثوقية والضمان ضد التآكل، والآن سنعرفك بكل ما تريد معرفته عن الخرسانة مسبقة الإجهاد.
ما هو تعريف الخرسانة مسبقة الشد؟
هي خرسانة تأثرت بإجهـادات الضغط وتقوم بعمل رد الفعل المعاكس لإجهادات الشد المتوقع حدوثها من وزن العنصر الخرساني.
مما يؤدي بالتأكيد لمنع تكون الشروخ بسبب تلاشي إجهادات الشد بالعنصر في المناطق الحرجة مما يؤدي لتحسين حالته لمقاومة الأحمال الأخرى.
ما هي مسببات الخرسانة المسبقة للإجهاد:
سببها هو عزم الانحناء أو ما يعرف Bending moment وينتج من الأحمال الكبيرة والبحور الطويلة، مما دفع المهندسين إلى التفكير في كيفية تقليل إجهادات الشد الواقعة على العنصر.
وهذا التقليل يمكن في الحالة التي نستخدم فيها الحديد عالي الإجهاد ويتم تعريضه لعملية شد مسبق أو في حالة الحصول على الخرسانة عالية الضغط.
ما هي الحاجة للخرسانة مسبقة الإجهاد ؟
تحتاج الخرسانة إلى الإجهاد المسبق لتجنب حدوث تشققات الإنثناء المبكر.
الخرسانة مسبقة الإجهاد تُطبق ضغوطاً على الخرسانة قبل تحميلها بأحمال تتجاوز وزنها، وذلك لتحسين أدائها. يتم إنتاج هذا الضغط عن طريق تشديد الأسلاك عالية القوة داخل الخرسانة. يمكن أن تكون هذه الأسلاك مصنوعة من الفولاذ عالي الشد أو ألياف الكربون.
ما هو سبب انتشار الخرسانة سابقة الإجهاد عن الأنظمة الأخرى التقليدية؟
- لها سرعة كبيرة في تنفيذ وفك السقف.
- سمك البلاطات الخرسانية أقل مقارنةً بباقي الأنظمة وبالتالي فإنه يتم تقليل كميـة الخرسانة المستخدمة للأسقف.
- تساهم في تقليل الحديد المستخدم.
- وزن البلاطة يكون أقل، حيث تظهر فائدتها فهي تساهم في تخفيف الوزن الكلي للمبنى وبالتالي تحسين الأداء على مقاومة الزلازل.
طرق عمل الخرسانة مسبقة الإجهاد:
للخرسانة سابقة الإجهاد العديد من الطرق لعملها، وسنتعرف على طريقة عمل الخرسانة سابقة الإجهاد فيما يلي:
1 – طريقة الخرسانة سابقة الإجهاد أو الشد:
تبدأ بعمل شد الحديد قبل أن تصب الخرسانة بواسطة ماكينة الشد ثم يُترك الحديد بعد أن تأخذ الخرسانة قوتها.
2- طريقة الخرسانة لاحقة الشد:
يبدأ عمل الخرسانة لاحقة الشد عند شد الحديد وبعدما تُصب عليه الخرسانة ويتم ذلك بوضع حديد تسليح مغلفاً بمواسير معدنية مرنة أو يكون بغلاف مثل البلاستيك، حيث يتم دهنه بالشحم ثم يُصب عليه الخرسانة.
بعدها تأخذ الخرسانة قوتها وتُشد نهايتي التندون بواسطة ماكينات الشد ثم يُثبت في نهايتي قطاع الخرسانة.
3-مجهد بشكل كلي: هنا لا تظهر فيها أي إجهادات شديدة عند حمولات التشغيل.
4-مقنن الإجهاد المسبق: يُسمح بإجهادات شد محددة في الخرسانة وذلك عند حمولات التشغيل.
5-مجهد باعتدال: هذا النوع يتميز بأنه لا يوجد حد معين لإجهادات الشد عند حمولات التشغيل.
6-مجهد محورياً: يتميز هذا النوع بأنه يتعرض بكامل المقطع لإجهادات الضغط المسبقة والثابتة، وينطبق على مركز الأوتار مع مركز ثقل المقطع الخرساني.
7-مجهد لا مركزي: يتميز بأنه لا ينطبق على مركز الأوتار مع مركز المقطع الخرساني.
ما هي مميزات الخرسانة المسبقة للإجهاد؟
هناك مزايا عديدة للخرسانة المسبقة الإجهاد وهي كالتالي:
- الإجهاد المسبق للخرسانة يتم باستخدام الفولاذ عالي الشد والذي يحسن من كفاءة المواد، ويعزز الإجهاد المسبق قوة القص ومقاومة الإجهاد للخرسانة.
- يتم بها توفير الخرسانة الكثيفة من قبل أنظمة الإجهاد اللاحق وبالتالي تتحسن المتانة، وهو أفضل خيار لبناء الهياكل النحيفة، مما يساعد الإجهاد المسبق على تقليل الحمل الميت للهيكل الخرساني.
إلى هنا تنتهي مقالتنا حول الخرسانة مسبقة الإجهاد، نتمنى أن نكون قد أفدناكم وكلنا شوق بمزيد من التقدم والنجاح والحصول على عمارة مستدامة وأفضل.