عارضة على شكل حرف T

📅 آخر تحديث: ٢٦ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٦ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة
رسم تخطيطي لشعاعين على شكل حرف T

الكمرة على شكل حرف T (أو الكمرة T )، المستخدمة في الإنشاءات ، هي هيكل حامل للأحمال مصنوع من الخرسانة المسلحة أو الخشب أو المعدن ، وله مقطع عرضي على شكل حرف T كبير . يعمل الجزء العلوي من المقطع العرضي على شكل حرف T كجناح أو عنصر ضغط لمقاومة إجهادات الضغط . أما الجزء الأفقي (الجزء الرأسي) من الكمرة أسفل جناح الضغط فيعمل على مقاومة إجهادات القص . عند استخدامها في جسور الطرق السريعة [ 1 ] ، تُدمج قضبان تسليح في الجزء السفلي من الكمرة لمقاومة إجهادات الشد التي تحدث أثناء الانحناء . [ 2 ]

يُعاني الكمّر على شكل حرف T من عيب كبير مقارنةً بالكمّّر على شكل حرف I (ذي الشكل ' Ɪ ')، إذ يفتقر إلى شفة سفلية لمقاومة قوى الشد ، وهي خاصية شائعة في المقاطع الفولاذية. ولتحسين كفاءة الكمّر على شكل حرف T من الناحية الإنشائية، يُمكن استخدام كمّر مقلوب على شكل حرف T مع بلاطة أرضية أو سطح جسر يربط قمم الكمّرين. وعند تنفيذ ذلك بشكل صحيح، تعمل البلاطة كشفة ضغط.

تاريخ

سقف من كتل خرسانية مجوفة مدعومة بسلسلة من العوارض المقلوبة على شكل حرف T قيد الإنشاء في مالطا ، 2009

الكمرة على شكل حرف T عنصر إنشائي قادر على تحمل أحمال كبيرة بفضل مقاومتها الداخلية أو بفضل التسليح الداخلي. يعود تاريخ الكمرة على شكل حرف T، من بعض النواحي، إلى أول جسر بناه الإنسان بركيزة وسطح. فهي، في جوهرها، ليست سوى عمود ذي قاعدة أفقية في الأعلى، أو في الأسفل في حالة الكمرة المقلوبة على شكل حرف T. [ 3 ] يُطلق على الجزء الرأسي الذي يتحمل شد الكمرة اسم "الشبكة" أو "الجذع"، بينما يُطلق على الجزء الأفقي الذي يتحمل الضغط اسم "الشفة". مع ذلك، تغيرت المواد المستخدمة عبر السنين، لكن البنية الأساسية بقيت كما هي. تُضاف مواد إضافية إلى الجانب السفلي من الكمرات على شكل حرف T، عند نقطة اتصال الشبكة بالشفة، في هياكل مثل جسور الطرق السريعة والمباني ومواقف السيارات، وذلك لتقليل تعرض الكمرة لإجهاد القص. [ 4 ] ومع ذلك، عند التعمق في تصميم الكمرات على شكل حرف T، تظهر بعض الاختلافات.

تصاميم

على عكس الكمرة ذات المقطع I، تفتقر الكمرة ذات المقطع T إلى شفة سفلية، مما يوفر في المواد، ولكنه يقلل من مقاومتها لقوى الشد. [ 5 ] تتوفر تصاميم الكمرات ذات المقطع T بأحجام وأطوال وعروض متنوعة لتناسب استخداماتها (مثل جسور الطرق السريعة ومواقف السيارات تحت الأرض) وكيفية مقاومتها لإجهادات الشد والضغط والقص المرتبطة بانحناء الكمرة في تطبيقاتها المحددة. مع ذلك، يشكك البعض في بساطة الكمرة ذات المقطع T عند دراسة هياكل الكمرات الأكثر تعقيدًا؛ فعلى سبيل المثال، اختبرت مجموعة من الباحثين كمرات T مقلوبة مسبقة الشد بفتحات دائرية في الجدار، [ 6 ] وحصلوا على نتائج متفاوتة ولكنها إيجابية بشكل عام. قد يكون الوقت والجهد الإضافيان المستثمران في إنشاء هيكل أكثر تعقيدًا مجديين إذا تم استخدامه لاحقًا في البناء . كما يجب اختيار المواد الأنسب لتطبيق الكمرة ذات المقطع T المحدد.

مواد

عوارض فولاذية على شكل حرف T

تشمل عملية تصنيع عوارض الصلب على شكل حرف T: الدرفلة على الساخن، والبثق، ولحام الصفائح، والتركيب بالضغط. وتُعدّ عملية التركيب بالضغط، التي يتم فيها ربط صفيحتين فولاذيتين معًا باستخدام بكرات كبيرة عن طريق ضغطهما، عملية شائعة للعوارض غير الحاملة للأحمال. في الواقع، يُعدّ استخدام الخرسانة في تصميم معظم الطرق والجسور اليوم أكثر عملية. لا يُبنى معظم عوارض الصلب على شكل حرف T باستخدام الفولاذ أو الخرسانة فقط، بل باستخدام مزيج منهما، أي الخرسانة المسلحة. [ 7 ] على الرغم من أن المصطلح قد يشير إلى أي وسيلة من وسائل التسليح، إلا أن التعريف يقتصر عمومًا على الخرسانة المصبوبة حول قضبان التسليح . يُبيّن هذا أنه عند النظر في المواد المتاحة لأي مهمة، يحتاج المهندسون إلى مراعاة احتمال عدم كفاية مادة واحدة فقط؛ بل قد يكون الجمع بين عدة مواد هو الحل الأمثل. وبالتالي، يُمكن أن يكون استخدام الفولاذ والخرسانة معًا مثاليًا.

عوارض خرسانية مسلحة على شكل حرف T

الخرسانة وحدها هشة، وبالتالي فهي عرضة بشكل مفرط لإجهادات القص التي تواجهها الكمرات على شكل حرف T عند نقطة التقاء الجدار والشفة. لهذا السبب، يُدمج الفولاذ مع الخرسانة في الكمرات على شكل حرف T. قد تؤدي مشكلة إجهاد القص إلى انهيار الشفة وانفصالها عن الجدار تحت تأثير الحمل. [ 8 ] قد يكون هذا كارثيًا إذا حدث في الواقع؛ لذا، تبرز الحاجة الماسة إلى الحد من هذا الاحتمال بتعزيز الكمرات الخرسانية على شكل حرف T. في مثل هذه الهياكل المركبة، تبرز العديد من التساؤلات حول تفاصيل التصميم، بما في ذلك التوزيع الأمثل للخرسانة والفولاذ: "لتقييم دالة الهدف، من الضروري معرفة نسبة تكلفة الفولاذ إلى تكلفة الخرسانة". [ 9 ] هذا يُظهر أنه بالنسبة لجميع جوانب تصميم الكمرات المركبة على شكل حرف T، لا تُصاغ المعادلات إلا إذا توفرت معلومات كافية. مع ذلك، توجد جوانب تصميمية قد لا يكون البعض قد أخذها في الحسبان، مثل إمكانية استخدام تقوية خارجية مصنوعة من نسيج، كما وصفها تشاجيس وآخرون، الذين قالوا عن العوارض التي اختبروها: "انكسرت جميع العوارض تحت تأثير القص، وأظهرت تلك المُقوّاة بالمواد المركبة خصائص تماسك ممتازة. بالنسبة للعوارض المُقوّاة خارجيًا، تحققت زيادات في المقاومة القصوى تتراوح بين 60 و150 بالمئة". [ 4 ] عندما يتعلق الأمر بمقاومة قوى القص، تُعد التقوية الخارجية خيارًا جديرًا بالدراسة. وهكذا، بشكل عام، تبرز الجوانب المهمة المتعددة لتصميم العوارض على شكل حرف T بوضوح لدى طلاب الهندسة.

مشاكل

من عيوب العارضة على شكل حرف T مقارنةً بالعارضة على شكل حرف I هو افتقارها إلى الحافة السفلية. إضافةً إلى ذلك، يُقلل هذا من مرونة العارضة نظرًا لأن الجانب الأضعف يفتقر إلى الحافة، مما يُضعف مقاومتها للشد.

غالبًا ما تُصبّ العوارض الخرسانية بشكل متكامل مع البلاطة، مما يُشكّل عارضة على شكل حرف T أكثر قوة. تتميز هذه العوارض بكفاءة عالية لأن جزء البلاطة يتحمل أحمال الضغط، بينما تتحمل قضبان التسليح الموجودة في أسفل الجذع أحمال الشد. عادةً ما يكون جذع العارضة على شكل حرف T أضيق من جذع العارضة المستطيلة العادية. تتراوح المسافة بين هذه الجذوع عادةً من 1.2 متر إلى أكثر من 3.7 متر. يُصمّم جزء البلاطة فوق الجذع كبلاطة أحادية الاتجاه تمتد بين الجذوع.

عوارض مزدوجة على شكل حرف T

الكمرة المزدوجة على شكل حرف T هي هيكل حامل للأحمال يشبه عارضتين على شكل حرف T متصلتين ببعضهما. تُصنع هذه الكمرات من الخرسانة مسبقة الإجهاد باستخدام قواعد شد مسبق يتراوح طولها بين 61 مترًا و 150 مترًا . يُشكل الترابط القوي بين الشفة (المقطع الأفقي) والضلعين (العنصرين الرأسيين) هيكلًا قادرًا على تحمل أحمال عالية مع امتداد طويل. تتراوح الأحجام النموذجية لهذه الكمرات بين 4.6 متر (15 قدمًا) لعرض الشفة، و 1.5 متر (5 أقدام) لعمق الضلع، و 24 مترًا (80 قدمًا) أو أكثر لطول الامتداد. [ 10 ]     

مراجع

  1. ↑ "NCDOT: جسور الخرسانة المسلحة ذات العوارض على شكل حرف T" .
  2. ↑ تشينغ، فرانسيس دي كيه (1995). قاموس مصور للعمارة . نيويورك: جون وايلي وأولاده. ص 203. ISBN  978-0-471-28451-2.
  3. ↑ أمبروز، جيمس؛ تريبيني، باتريك (2007). تصميم مبسط للهياكل الخرسانية ( الطبعة الثامنة). تشيتشستر: وايلي. ص 104. ISBN   978-0-470-04414-8تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 أبريل 2015 .
  4. 1 2 تشاجيس، مايكل جيه؛ جانوسكا، تيد إف؛ ميرتز، دينيس آر؛ طومسون، ثيودور إيه جونيور؛ فينش، ويليام دبليو جونيور (1 مايو 1995). "تقوية القص في عوارض الخرسانة المسلحة باستخدام أقمشة مركبة خارجية التطبيق" . مجلة ACI الإنشائية . 92 (3). doi : 10.14359/1130 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 أبريل 2015 .
  5. ↑ فورلونغ، ريتشارد دبليو؛ فيرغسون، فيل إم؛ ما، جون إس (يوليو 1971). "دراسة القص والتثبيت للتقوية في عوارض غطاء الانحناء ذات الكمرات المقلوبة على شكل حرف T" (ملف PDF) . تقرير بحثي رقم 113-4 . تاريخ الاطلاع: 26 أبريل 2015 .
  6. ↑ تشنغ، هوك تيان؛ محمد، بشار س.؛ مصطفى، كمال ناشار الدين (3 مارس 2009). "التحليل التجريبي والتحليلي لعتبة T مقلوبة مسبقة الشد ذات فتحات دائرية في الشبكة". المجلة الدولية للميكانيكا والمواد في التصميم . 5 (2): 203-215 . doi : 10.1007/s10999-009-9096-4 . S2CID 136040255 . 
  7. ↑ جامعة، جاك سي. ماكورماك، جامعة كليمسون، راسل إتش. براون، كليمسون (2014). تصميم الخرسانة المسلحة (الطبعة التاسعة، إصدار كود ACI 318-11 ). هوبوكين، نيوجيرسي: وايلي. ISBN  978-1-118-12984-5تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 أبريل 2015 .{{cite book}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  8. ↑ باراماسيفام، ب.؛ لي، س. ل.؛ ليم، ت. ي. (9 يناير 1987). "مقاومة القص وعزم الانحناء لعوارض الخرسانة المسلحة بالألياف الفولاذية". مجلة أبحاث الخرسانة . 39 (140): 148-160 . doi : 10.1680/macr.1987.39.140.148 .
  9. ↑ تشو، تاكاشي (أغسطس 1977). "المقاطع المثلى لعوارض الخرسانة المسلحة على شكل حرف T" . مجلة قسم الإنشاءات . 103 (8): 1605-1617 . doi : 10.1061/JSDEAG.0004697 . تاريخ الاسترجاع: 26 أبريل 2015 .
  10. ↑ غورلي، إيفان؛ هانسون، كايلا (13 أكتوبر 2014). "قوة وصلابة مزدوجة" . مجلة حلول الخرسانة الجاهزة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 أبريل 2015 .