عموميات: الخرسانة عبارة عن خليط من الاسمنت و الحصويات (حصى,رمل)و الماء بنسب متناسقة. الخرسانة المسلحة:هي المادة الناتجة عن اضافة الفولاذ إلى الخرسانة حيث يوضع بشكل مدروس يتمكن من امتصاص جهود الشد التي لا تستطيع الخرسانة بمفردها مقاومتها بسبب ضعفها اتجاه تلك الجهود. خلافا لمقاومة المواد التي تعتمد قواعدها على المواد المتجانسة,صيغت قوانين حساب الخرسانة المسلحة لانها مادة غير متجانسة,ثعرف بقواعد c.c.B.A68 ثم ادخلت عليها تعديلات سنة 1970. مزايا و سلبيات الخرسانة المسلحة:
1_المزايا:تمتاز الخرسانة المسلحة بمايلي *مرونتها عند الاستعمال.
2_السلبيات: أهم هذه السلبيات هي:
- مكونات الخرسانة المسلحة: كما سلفت الاشارة اليه,فان الخرسانة المسلحة مكونة من الاسمنت و الحصويات(حصى,رمل)و الماء و التسليح. _قبل دراسة هذه المكونات تجدر الاشارة إلى ان الخرسانة المسلحة تختلف عن الخرسانة العادية بالمعايرة و قطر الحصويات(الخشونة). _المعايرة هي وزن الاسمنت في المتر المكعب من الخرسانة و تكون عموما بين 250و 400كغ. _خشونة الحصويات تكون بحيث تستطيع الخرسانة المرور بسهولة بين التسليح و القولبة. 1*الاسمنت: يسلم الاسمنت في الورشة على شكل اكياس او يفرغ في الاهراء بواسطة الشاحنات. أهم انواع الاسمنت هي:
ملاحظة: يرمز للاسمنت باحرف تدل على طبيعة الاسمنت و مركباته مثل: C.P.A:اسمنت بورتلندي اصطناعي. C.P.A.L:اسمنت بورتلندي بالثفل. C.L.K:اسمنت بالثفل و الكلنكر.
هذا الرمز يتبع بعدد يشير إلى مقاومة الانضغاظ لعينة الملاط المصنوع من هذا الاسمنت,و يشير كذلك إلى قسم الاسمنت مثل:325C.P.A. 2*الرمل: هو ناتج عن تفتيت الصخور إلى حبيبات صغيرة ذات ابعاد تقل عن 5مم,و يسمى اصطناعيا(غرانيت,كلس...)او مستخلص من سرير الانهار و يسمى طبيعيا. يصنف الرمل إلى ثلاثة اقسام حسب قطر جزيئاته: رمل دقيق من 0الى 0.5مم. رمل متوسط من 0.5الى 2مم. رمل خشن من 2 إلى 5مم. _وزن المتر المكعب من الرمل يساوي تقريبا 1600كغ.يجب ان يكون الرمل المستعمل في الخرسانة,نظيفا خاليا من التراب و المواد العضوية او الغضار. اتحصى: هو ناتج عن تفتيت الصخور إلى حبيبات صخرية يتراوح قطرها من 5 إلى 25 مم ويسمى اصطناعيا,او مستخلص من الوذيان(حصى الوذيان) وتكون ذائرية الشكل. يصنف الحصى إلى ثلاثة اقسام حسب قطر حبيباته. حصى صغير من 5 إلى 15 مم. حصى متوسط من 15 إلى 25 مم. حصى خشن من 25 ال 40 مم. وزن المتلر مكعب من الحصى يساوي تقريبا 1400 كلغ. يجب ان يكون الحصى المستعمل في الخرسانة نظيفا و خاليا من التراب و المواد العضوية. الماء: يجب ان يكون الماء الداخل في تركيب الخرسانة نظيفا,خال من القلويات و الحوامض. تؤثر كمية الماء على مقاومة الخرسانة و توجد علاقات كثيرة للتعبير عن مقاومة الخرسانة مع كمية مياه الخلط. سعة الماء في المتر المكعب امن الخرسانة يساوي 160 ال 180ل. التسليح: التسليح المستعمل في الخرسانة المسلحة هو: فولاذ املس مستدير(R.L). فولاذ عالي الالتحام(H.A). الشبكة الملحمة(T.S). الصفائح المقطوعة و المشدودة. فولاذ املس مستدير: يوجد على ثلاثة انواعFeE22: feE24:FeE34:تدل هذه الاعداد على حد الورونة في حالة الشد او الانضغاط لان هاتين القيمتين متساويتين. الاقطار النظامية الوستعملة هي:5,6,8,10,12,14,16,20,25,32,40. فولاذ عالي الالتحام: يوجد اربعة انواع: FeE40A;FeE40B;FeE45;FeE50. الشبكة الملحمة: هي عبارة عن اسلاك متلاقية تكون رباعي الاضلع عموما مربعا حيث التباعد يساوي: الاسلاك الحاملة:75,100,125,150,200. اسلاك التوزيع: 50,100,150,200,250,300. قطر الاسلاك: 3,3.5,4,4.5,5,6,7,8,9,10,11(مم). الصفائح المقطوعة و المشدودة: نحصل عليها بتقطيع الصفائح إلى شرائح متوازية. الالتحام: بفضل الالتحام يمكن للجهود ان تنتقل من الفولاذ إلى الخرسانة او العكس و تسمح ايضا بانتقالها من تسليح إلى اخر. الخرسانة المسلحة المضغوطة تؤدي إلى انضغاط التسليح و الخرسانة معا و منه نستطيع ان نقول ان التسليح لا ينزلق مع الخرسانة. فرضيات الخرسانة المسلحة: لحساب الخرسانة المسلحة نحتفظ بفرضيات مقاومة المواد,مع اضافة فرضيات اخرى,نظرا لكون مقطع الخرسانة الوسلحة غير متجانس و حالته تختلف في الشد و الانضغاط وهي: 1_الخرسانة المشدودة مهملة: نظرا لكون مقاومة الشد للخرسانة ضعيفة,نهملها تحسبا للامان و عند حساب الاجهادات الناظمية و تحديد مقاطع التسليح نهمل الخرسانة المشدودة و لكن نعتبر الفولاذ هو الذي يقوم بامتصاص اجهادات الشد. هذا الافتراض يجعل الحساب أكثر تعقيدا بالمقارنة مع الاجسام المتجانسة. 2_تجانس المقطع: تسهيلا لتطبيق قواعد مقاومة المواد الخاصة بالاجسام المتجانسة للحرسانة المسلحة نفترض اوكانية تحويل مقطع الخرسانة غير المتجانس.تبعا لذلك يمكن استبدال مساحة مقطع الفولاذ(A)حسابيا بما يكافئها من الخرسانة(n.A)هو معامل التكافؤ. ضمن هذه الشروط,سمي: B0:مساحة المقطع المتاجنس. B:مساحة مقطع الخرسانة المضغوطة. A0:المساحة الكلية للقضبان المضغوطة. A:المساحة الكلية للقضبان المشدودة. بافتراض ان الخرسانة المشدودة مهملة لدينا: في حالة مقطع مضغوط كليا,تكون العلاقة كالاتي: B0=B+nA في حالة مقطع مضغوط جزئيا,تكون العلاقة كالاتي: B0=B+nA+A0 ملاحظات: نحسب(B0) بغض النظر عن مساحة التسليح المضغوط. و بمعنى اخر,نحسب المقطع الهندسي المضغوط. ينتج عن الفرضيات السابقة ان الاجهاد في ليفة من الفولاذ يساوي n مرة في الاجهاد في الخرسانة المكافئة له. 3_مقاومة جهود القص: نفترض ان جهود القص قد يوازنها شد الخرسانة وحدها اذا كانت ضعيفة او كانت بلاطة, و في الحالة العامة اجهادات ناتجة عن نظام مختلط مكون من اذرع حرسانية مضغوطة و قضبان مشدودة. I. الاجهادات المقبولة : 1) الاجهادات المقبولة في الخرسانة : a) اجهاد الانضغاط : تتميز الخرسانة المستحدمة في الخرسانة المسلحة باجهاد الانضغاط بعد 28 يوم ،ويرمز له و يتم تحديده تجريبيا او حسب الخبرة .
يمكن ان نقدر قيم حسب الخبرة في حالة الاسمنت في صنف 325 في الجدول التالي :
المعايرة كغ/م
كغ/سم2 بار 250 184 180 300 235 230 400 275 270 350 306 300
b) اجهاد الشد (28σ ): اما في حالة الشد (28σ ) فيكون الجدول التالي :
المعايرة كغ/م 28σ كغ/سم2 بار 250 18.1 17.8 300 21.2 20.8 400 23.7 23.2 350 25.5 25.0
المعايرة كغ/م خرسانة قليلة المراقبة خرسانة حسنة المراقبة بار كغ/سم بار كغ/سم
250 45 46 54 55 300 57.5 58.5 69 70.5 350 67.5 68.5 81 82.5 400 75 76.5 90 92
c) اجهاد الانضغاط المقبول : تؤخذ قيمة اجهاد الانضغاط القبول للخرسانة مساوية لجزء من مقاومتها عند عمر 28 يوم :
حيث : : هي جداء عدة عوامل.
d) اجهاد الشد المرجعي :بما ان الخرسانة المشدودة مهملة فاننا لا نتكلم عن اجهاد الشد المقبول و لكن عن الاجهاد المرجعي و يرمز له : و يساوي جزء من مقاومة الخرسانة بعد28يوم :
المعايرة كغ/م خرسانة قليلة المراقبة خرسانة حسنة المراقبة بار كغ/سم2 بار كغ/سم2 250 4.4 4.5 5.3 5.4 300 5.2 5.3 6.2 6.3 350 5.8 5.9 7.0 7.1 400 6.2 6.3 7.5 7.6
2) الاجهادات المقبولة في التسليح: a) اجهاد الشد المقبول :يرمز لهذا الاجهاد ب و يساوي:
حيث: aφ =2/3 في حالة التحميل من النوع الاول .
aφ =1 في حالة التحميل من النوع الثاني. قيمة الاجهادات موضحة في الجدولين الاتيين:
مستدير املس (R.L) نوع الفولاذ FeE22 FeE24 FeE34 بار كغ/سم كغ/سم بار كغ/سم بار
2160 2200 2350 2400 3340 3400
1440 1470 1570 1600 2230 2270
القضبان عالية الالتحام (H.A) الصنف القطر الاسمي(مم)
من اجل=2/3
بار كغ/سم بار كغ/سم
FeE40A 5 _ 20 4120 4200 2750 2800 FeE40A 25 ــــ 40 3920 4000 2610 2670 FeE45 5 ــــ 32 4410 4500 2940 3000 FeE50 5 ــــ 16 4900 5000 3270 3330
تتعلق كمية هذا الاجهاد بالخصائص الميكانكية للفولاذ ، يمكن تخفيض قيمة لاجهاد الحسابية لتفادي ظهور الشقوق في الخرسانة . - ناخذ أكبر قيمة ل بحيث:
حيث: k: معامل عددي يتعلق بالشوق. K=1.5 10 اذا كانت الشقوق خفيفة الضرر. K= 1 ادا كانت الشقوق مؤدية. K=0.5 ادا كانت الشقوق مؤدية جدا. n= 1 في حالة الفلاد الدائري الاملس. n=1.6 في حالة الفولا= العلي الالتخام.
: أكبر قطر للقضبان المشدودة. نسبة التشققات المخددة بالعلاقة التالية:
خيث : A المثطع الكلي للتسليح المشدود.
Ga :مركز ثقل التسليح المشدود. b) اجهاد الانضغاط المقبول للقضيان الطولية : عموما لدينا:
.
ملاحظة:اذا كانت قيمة حد الاجهاد المرن 3340كغ/سم . يصبح لدينا اجهاد مقبول في الانضغاط يساوي:
.
في حالة استعمال فولاذ من نوع FeE22 حيث بار >3300 بار. نحصل على :
Kg/cm.
بحساب مماثل نحصل علي الجدول التالي:
قضبان ملساء . قضبان ذات التحام عالي . نوع الفولاذ (بار)
(كغ/سم )
نوع الفولاذ (بار)
(كغ/سم )
FeE22 930 950 FeE22
2750 2610 2800 2670 FeE24 1100 1120 FeE22 2940 3000 FeE34 2230 2270 FeE22 3270 3330
تم الاسترجاع من "http://ar.wikipedia.org/wiki/نقاش:خرسانة_و_تسليح"