أسباب انهيار الأعمدة الخرسانية: ٨ أنماط لفشل العمود الخرساني

تعتمد أنواع انهيار الأعمدة الخرسانية على نوع النظام الهيكلي ويمكن أن تفشل أو تنهار الأعمدة في أوضاع مختلفة كما هو موضح في هذه المقالة.

العمود هو العنصر الرئيسي الذي يحمل الأحمال الرأسية إلى الأساسات. قد يؤدي انهيار العمود إلى انهيار الهيكل بأكمله. لذلك، يجب تجنب انهيار الأعمدة أكثر من أي عنصر آخر.

علاوة على ذلك، قد يؤدي فشل العمود في أداء وظيفته إلى الانهيار التدريجي للهيكل. لذلك، من المهم جدًا الاهتمام بهذه العناصر الحرجة أثناء التصميم والبناء.

اقرأمتى يتم الأمر بهدم مبنى؟ - أسباب هدم وإزالة المباني

أسباب انهيار الأعمدة الخرسانية: ٨ أنماط لفشل العمود الخرساني

اقرأ٤ أنواع من التشققات في الأعمدة الخرسانية وأسبابها

أسباب انهيار الأعمدة الخرسانية

يمكن تصنيف أسباب انهيار الأعمدة إلى قسمين رئيسين وهما: أسباب في مرحلة التصميم وأسباب في مرحلة التنفيذ.

يمكن تحديد الأنواع التالية من أنماط فشل وانهيار الأعمدة الخرسانية:

  1. انهيار بسبب الضغط المحوري فقط
  2. انهيار بسبب إجهادات مركبة
  3. انهيار بسبب الانبعاج
  4. انهيار بسبب القص
  5. انهيار بسبب عدم وجود تسليح الحبس (الكانات)
  6. انهيار بسبب الالتواء
  7. انهيار بسبب عيوب في البناء
  8. انهيار بسبب أخطاء في البناء

١- انهيار الأعمدة بسبب الضغط المحوري فقط

كما تعلمنا، العمود هو عنصر إنشائي ينقل وزن الهيكل كضغط محوري إلى الأساسات أو العنصر الداعم (قد يكون عمود مزروع على كمرة).

من المعروف أن الخرسانة قادرة على تحمل أحمال الضغط وهي الأساسية في حمل الأحمال على الأعمدة بينما في العناصر الأخرى مثل الكمرات، يتم تحمل إجهادات الضغط فقط من خلال جزء من القطاع.

يتم توفير التسليح أيضًا للأعمدة عندما لا يمكن للخرسانة أن تحمل الحمولة بأكملها أو كتسليح رمزي.

يمكن أن ينهار العمود في الضغط بسبب زيادة الضغط المحوري عن سعته. قد تكون هذه الأنواع من الانهيار للأسباب التالية.

  • يتمتع التسليح والخرسانة بسعة معينة بناءً على كمية التسليح ومساحة القطاع الخرساني. إذا كان الضغط المحوري أكبر من هذه السعة، فسوف يفشل العمود في الضغط.
  • علاوة على ذلك، فإن التسليح والخرسانة لهما حد انفعال بهما يمكنهما تحمله. وفقًا للمعايير البريطانية، فإن الخرسانة قادرة على تحمل انفعال يصل إلى 0.0035 ويبدأ الفولاذ في الخضوع عند انفعال قدره 0.002 ويمكن أن يزيد أكبر من الخرسانة. عندما يتجاوز الضغط المحوري كمية معينة مما يؤدي إلى انفعال الخرسانة أكبر من 0.0035 سوف تنهار الخرسانة فجأة. سيكون تكسيرًا مفاجئًا للخرسانة.
  • إذا تم تسليح القطاع بشكل كافٍ، فسيتم تقديم تحذيرات قبل هذه الأنواع من انهيار الأعمدة.

٢- انهيار الأعمدة بسبب إجهادات مركبة

تتعرض الأعمدة الخرسانية لعزوم الانحناء بالإضافة إلى القوى المحورية بسبب العزم اللامتراكز الناتج عن الأحمال غير المتوازنة.

يتم جمع إجهاد الانحناء وإجهاد الضغط المحوري معًا للحصول على الإجهاد النهائي المؤثر في القطاع.

لن يكون هناك إجهاد موحد. ومع ذلك، سيعتمد فشل العمود على المعايير المذكورة أعلاه التي تمت مناقشتها تحت انهيار الضغط الخالص.

أهم شيء يجب على المصمم مراعاته في التصميم هو مجموعة الأحمال الممكنة وتأثيرات التحميل البديلة. عندما تكون هناك انحرافات كبيرة في الامتدادات، نحتاج إلى توخي الحذر بشأن التصميم.

٣- انهيار الأعمدة بسبب الانبعاج

بشكل أساسي، يمكن تحديد انهيار الانبعاج على أنه فشل في التصميم حيث يجب نأخذ في الاعتبار تأثير الانبعاج في مرحلة التصميم. إذا كان المصمم على علم بهذه الأنواع من حالات فشل الأعمدة، فيمكنه تجنب هذا الانهيار بسبب الانبعاج.

يتم أخذ عزم الانحناء الإضافي بسبب نحافة العمود في الاعتبار في التصميم.

علاوة على ذلك، يُنظر إلى الارتفاع الفعال للعمود بناءً على نمط التثبيت في طرفي العمود.

فشل الانبعاج، الاسم نفسه يوفر تصور عن حالة الفشل هذه. لذلك، يجب أن نعتبره أثناء التصميم. فشل الانبعاج هو الوضع الأساسي الآخر لانهيار الأعمدة بالإضافة إلى انهيار الأعمدة تحت الضغط.

يتم توفير روابط للأعمدة لتجنب الانبعاج. هذا هو السبب الأساسي لتوفير روابط للأعمدة بخلاف تسليح القص والتسليح الطولي. أيضا يمكن زيادة مساحة المقطع الخرساني.

٤- انهيار الأعمدة بسبب القص

يتم مقاومة وتحمل الأحمال الجانبية المؤثرة على الهيكل بواسطة عناصر رأسية مثل الأعمدة وجدران القص.

عندما لا توجد جدران القص، تحمل الأعمدة هذه الأحمال الجانبية.

تتولد الأحمال الجانبية عن طريق الرياح وأحمال الزلازل وعلى الهياكل الاستنادية وما إلى ذلك.

يتم توفير روابط القص للأعمدة والكانات بناءً على قوى القص التي تتولد عليها. علاوة على ذلك، يتم زيادة حجم الأعمدة في اتجاه القص لزيادة قدرة تحمل واستيعاب القص.

بشكل عام، يمكن تحديد انهيار الأعمدة بسبب القص على أنه فشل في التصميم أيضا. يجب أن يوفر المصممون تسليح قص أو قكاعات كافية لتحمل قوى القص.

٥- انهيار الأعمدة بسبب عدم وجود تسليح الحبس (الكانات)

العنصر الرأسي يتعرض لأحمال دورية تعرضه لفشل من هذا النوع.

يرجع هذا الفشل بشكل رئيسي إلى عدم وجود كانات أو روابط قص في المنطقة حيث توجد قوى قص أعلى.

في العناصر الهيكلية مثل الكمرات والأعمدة، يتم تولد إجهادات أعلى بالقرب من الوصلات (وصلة عمود - كمره). يؤدي عدم وجود روابط قص أو كانات في هذه المناطق إلى حدوث مشاكل هيكلية عند تطبيق عمليات التحميل الدورية.

لذلك يجب الاهتمام بتسليح منطقة الاتصال بين الكمرات والأعمدة مع ضرورة وأفضلية استمرار كانات الأعمدة إلى داخل الوصلة.

٦- انهيار الأعمدة بسبب الالتواء

هناك احتمال تعرض الأعمدة لعزوم الالتواء.

عادة، يتم تصميم الأعمدة للقوى المحورية والانحناء والقص. ومع ذلك، بسبب الاختلافات أو عدم الانتظام في الهيكل، يمكن حدوث التصرف الالتوائي في العمود.

تكون الأعمدة صلبة ضد الالتواء عند مقارنتها بالكمرات لأنها تحتوي على تسليح حول محيط المقطع ويتم توفير الكانات في مسافات أقرب.

ومع ذلك، إذا تجاوز عزم الالتواء القيم المحددة، فقد تفشل الأعمدة في الالتواء.

٧- انهيار الأعمدة بسبب عيوب في البناء

قد تنهار الأعمدة بسبب عيوب البناء. على سبيل المثال ، قد يؤدي التعشيش المعالج بشكل غير صحيح في عمود إلى حدوث انهيار عند تطبيق الأحمال. يمكن تجنب هذه الأنواع من فشل العمود إذا تم التعامل معها بحذر شديد.

تعمل التجاويف والتكهفات الموجودة داخل العمود والتي لم يتم ملؤها بشكل صحيح أثناء الصب والبناء على تقليل مساحة الضغط للعمود. نتيجة لذلك سيتم تقليل السعة المحورية.

علاوة على ذلك، يمكن أن تؤدي التجاويف داخل العمود إلى تصدع الخرسانة. سيتعرض التسليح إلى البيئة الخارجية مما يؤدي إلى تآكل وصدأ التسليح.

اقرأطرق تقوية الأعمدة الخرسانية بالقمصان

٨- انهيار الأعمدة بسبب أخطاء في البناء

قد يكون هناك العديد من الأخطاء التي يمكن أن تحدث في البناء ويمكن أيضًا تصنيفها ضمن أنواع انهيار الأعمدة. سيؤدي توظيف مهندس مؤهل للمشروع والإشراف الدقيق على أعمال البناء إلى تقليل هذه الأنواع من فشل الأعمدة.

بعض الأخطاء هي:

  • تقليل أقطار التسليح عن طريق الخطأ.
  • تغيير مساحة مقطع الأعمدة
  • تنفيذ عمود في غير موضعه.
  • عيوب في القوالب تسبب انحرافات في الأعمدة.
  • تغيير في رتبة الخرسانة.
  • ضعف في الخرسانة بسبب عدم جاهزية مصنع توريد الخرسانة.

مهندس محمد

مهندس مهتم بعلوم الهندسة المختلفة وخاصة علم البناء والتشييد ونشر الوعي الهندسي. https://m.facebook.com/zahymar

يسعدنا أن نسمع منكم.

إرسال تعليق (0)
أحدث أقدم