بعض التساؤلات عن الاشتراطات في الأعمدة؟

تساؤلات عن بعض الاشتراطات في الأعمدة ؟؟
م قتيبة السيد

الصورة الأولى : نماذج لبعض مقاطع الأعمدة :

1- كيف يتم تمييز العمود الطويل من العمود القصير , في حال لم يكن المقطع العرضي كالمعتاد مستطيلاً أم دائري الشكل ؟
2- تم تصميم بعض الأعمدة الحاملة في أحد المباني من نموذج المقطعين ( c ) و ( d ) المبينين في الصورة مع سماكة تغطية ( Cover ) للتسليح العرضي ( 2.5 cm ) , هل يمكن قبول هذه المقاطع للأعمدة , وذلك وفقاً للكود المستخدم ؟؟
سأوضح هاتين الحالتين من خلال الصورة واعتماداً على الكود UBC 97 وقد تختلف بعض الكودات المحلية جزئياً وبشكل بسيط عن بعض الاشتراطات في تفسير ذلك .
أ‌- يعتبر العمود طويلا في الأعمدة من غير المقطع المستطيل أو الدائري كما في الحالتين ( a,b) , اذا زادت نسبة النحافة ( Slenderness ) ( L0 / i ) عن ( 40 ) حيث ( i ) نصف قطر العطالة للمقطع في الاتجاه المدروس ( Radius of Gyration ) , ويعرف نصف قطر العطالة من العلاقة ( i = √ I/A) حيث ( I) عزم عطالة المقطع العرضي ( Moment of Inertia) حول المحور المار من مركز الثقل للمقطع العرضي في الاتجاه المدروس . و ( A ) مساحة المقطع العرضي المدروس ( Area ) .وبعد ذلك يتم التأكد فيما اذا كان أي من المقطعين في الحالتين ( a او b ) عموداً طويلاً أم قصيراً .
تعطي بعض الكودات أن القيمة العظمى للنحافة ( L0/i ) بحيث لا تزيد نحافة العمود في أي اتجاه عن القيمة ( 100 ) الا في الحالتين التاليتين :

• عندما يجري تحليل حسابي للمنشأ بالطرق الدقيقة مع أخذ الأفعال من الدرجة الثانية بالحسبان ( أي تأثير انحراف المنشأ على القوى الداخلية فيه … تحليل P – Δ ) .
• في العناصر المضغوطة ذات الأهمية الثانوية كالعناصر التزيينية أو المتقاربة .
  وبالتالي في نموذجي المقطع ( a,b ) يتم حساب مساحة المقطع العرضي وعزم العطالة في كل اتجاه مدروس ثم نحسب نصف قطر العطالة ونستنتج قيمة النحافة ونقارنها مع ما هو مسموح في الكود المحلي المستخدم وتحديد نوعية العمود قصير أم طويل .
  ب‌- المقطع ( c) : لا يعتبر المقطع المذكور مقبولاً للأسباب التالية :
• يجب أن لا تقل نسبة التسليح الطولي في مقطع أي عمود عن ( 1 % ) الا في المقاطع التي يزيد مقطعها عما هو مطلوب حسابياً, حيث يمكن القبول بنسبة تسليح دنيا ( 0.6 % ) وفي المقطع المعطى الحالة ( a ) هي ( 0.624 % ) أي يمكن أن تكون هذه النسبة مقبولة في الحالة الثانية دون قبول مقطع العمود للأسباب المبينة أدناه .
• يجب أن لا يقل قطر القضبان الطولية عن ( 12 mm) .
• يجب أن لا يزيد تباعد القضبان عن ( 300 mm) أو عن أصغر بعد لمقطع العمود أيهما أصغر أو حسب الكود المحلي المستخدم .والشرطان الأخيران غير محققين .
• اذا كانت قيمة النحافة في المقطع ( c ) هي :
  Lo / i > 40
  فيجب أن لا تقل نسبة التسليح على أي وجه من مقطع العمود المعرض للتحنيب ( Buckling) عن ( 0.3 % ) .
  المقطع ( d) :
  يجب أن لا تزيد نسبة التسليح في مقطع العمود عن ( 2.5 % ) أو حسب الكود المستخدم مع امكانية القبول بمثلي نسبة التسليح في المناطق الزلزالية الخفيفة ( المنطقتين 0,1 ) ( يستثنى من ذلك المناطق الزلزالية العالية فقد تصل الى 5 أو 6 وحتى 8 % ) ويستثنى من ذلك مناطق اتصال الأعمدة بين طابقين متتاليين ( منطقة اتصال الأشاير اذا كان الاتصال فوق البلاطة ) وفي المقطع المعطى نسبة التسليح هي ( 2.94% ) تقريباً, وبقية الشروط من حيث الأبعاد والتسليح محققة لنفس مقطع العمود حتى لو تم تراكب التسليح في طابقين متتاليين, حيث يجب أن لا تزيد نسبة التسليح في منطقة التراكب عن ( 6 % ) أو حسب الكود المحلي المستخدم .
  ما تعليقك على ذلك حسب الكود المحلي الذي تصمم بموجبه ؟؟
  الصورة الثانية : مثال تطبيقي لحساب الحمولة القصوى لطاقة تحمل مقطع عمود :
  ( لمن يرغب تنشيط ذاكرته في تحديد نوعية العمود قصير أم طويل ودراسة التحنيب )
  يتعرض العمود في نهاية الكابولي الى حمولة مركزة دائمة قيمتها ( G ) ( قبل التصعيد )والمطلوب معرفة أقصى قيمة لهذه الحمولة يمكن أن يتعرض لها هذا العمود وفق المعطيات الوارد في الصورة سواء بالحساب اليدوي أو باستخدام البرامج .

المصدر: جروب الهندسة و فروعها( للمهندسين فقط) Engineering