كان ظهور الهياكل الخرسانية المسلحة في القرن التاسع عشر بمثابة طفرة حقيقية في تقنيات البناء. اليوم من المستحيل تخيل أي مشروع بناء بدونهم. في هذه المقالة سننظر في الهياكل الخرسانية المسلحة الموجودة وما هي خصائصها.
معلومات عامة
ما هي الخرسانة المسلحة
الخرسانة، كما هو معروف، لديها قوة ضغط عالية، ومع ذلك، فإن قوة الشد ليست عالية - 10-15 مرة أقل من قوة الضغط. ولذلك، نادرا ما تستخدم الهياكل الخرسانية غير المسلحة. للقضاء على هذا العيب، تتم إضافة أسلاك أو قضبان فولاذية تعمل بشكل جيد في التوتر () إلى هيكلها.
وبالتالي فإن الخرسانة المسلحة هي مادة مكونة من الخرسانة والتسليح المعدني الموجود بداخلها. معًا، يتم الحصول على هيكل واحد متين للغاية بسبب مزيج خصائص الخرسانة والمعدن.
بدأت براءة اختراع منتجات الخرسانة المسلحة لأول مرة في نهاية القرن التاسع عشر. لقد مر أكثر من 150 عامًا منذ ذلك الحين، وخلال هذا الوقت، بالطبع، تحسنت الخرسانة المسلحة بشكل خطير. ومع ذلك، فمن الآمن أن نقول إن عمليتها "التطورية" لم تكتمل بعد.
أنواع التعزيز
في الوقت الحاضر، يتم تعزيز الهياكل الخرسانية المسلحة ليس فقط لزيادة قوة الشد للخرسانة، ولكن أيضًا للضغط اللامركزي والمحوري، والالتواء، وما إلى ذلك. بالإضافة إلى ذلك، فإن تعزيز العمل يجعل من الممكن تقليل حجم المقطع العرضي للعناصر، وكذلك تقليل وزن الهياكل.
جنبا إلى جنب مع التعزيز التقليدي، يتم استخدام الهياكل الخرسانية المسلحة سابقة الإجهاد على نطاق واسع اليوم. تكمن خصوصيتها في أنه أثناء التصنيع تتعرض الخرسانة للضغط، ويتم تمديد التعزيز نفسه مسبقًا.
يمكن للإجهاد المسبق أن يزيد بشكل كبير من مقاومة الشقوق، وكذلك يقلل من تشوه العناصر الهيكلية. عادة ما يتم تطبيق الإجهاد المسبق على الهياكل الخرسانية المسلحة طويلة المدى، بالإضافة إلى العناصر الأخرى التي من المتوقع أن تتحمل أحمال شد كبيرة.
ملامح الهياكل الخرسانية المسلحة
مزايا
من بين مزايا الهياكل الخرسانية المسلحة ما يلي:
- متانة– بفضل الحفاظ الموثوق على التسليح الموجود تحت الطبقة الخرسانية، تتمتع الخرسانة المسلحة بمتانة استثنائية. بالإضافة إلى ذلك، تتواءم المادة بشكل جيد مع التأثيرات الجوية.
- قوة– مع مرور الوقت، لا تنخفض قوة الخرسانة المسلحة، بل تزداد.
- إمكانية صنعها بنفسك، على سبيل المثال، عند بناء الأساس. للقيام بذلك، تحتاج فقط إلى إكمال القوالب وجعل إطار معدني من التعزيز، وبعد ذلك يتم ملء القوالب بقذائف الهاون الخرسانية.
- مقاوم النار– الخرسانة المسلحة تقاوم الحريق بشكل جيد جداً. علاوة على ذلك، لزيادة مقاومة الحريق، تتم إضافة حشوات خاصة إلى التركيبة، مثل البازلت، والطين الناري، وخبث الفرن العالي، وما إلى ذلك. بالإضافة إلى ذلك، يمكن زيادة مقاومة الحريق عن طريق زيادة الطبقة الواقية إلى 3-4 سم.
- المقاومة الزلزالية- على عكس الآخرين مواد بناء، الخرسانة المسلحة، بسبب طبيعتها المتجانسة، تقاوم النشاط الزلزالي بشكل جيد.
- أداء جيد– يمكن للخرسانة المسلحة أن تتخذ أي شكل معماري أو إنشائي.
- وبالنظر إلى قوة ومتانة المادة، فإن سعرها في متناول الجميع.
عيوب
تشمل عيوب الهياكل الخرسانية المسلحة ما يلي:
- وزن ثقيل؛
- الموصلية العالية للحرارة والصوت.
- الميل إلى التشقق.
نصيحة! لعزل الخرسانة المسلحة، يتم استخدام مواد العزل الحراري مثل البوليسترين الممدد والصوف المعدني. تعليمات تركيب العزل الحراري بسيطة للغاية.
أنواع الهياكل الخرسانية المسلحة
يمكن تقسيم جميع الهياكل الخرسانية المسلحة الموجودة إلى ثلاثة أنواع:
| الجاهزة | لقد أصبحت مؤخرًا شائعة جدًا، نظرًا لأن استخدامها يسمح بأقصى قدر من ميكنة البناء. بالإضافة إلى ذلك، فإن إنتاج المنتجات الخرسانية في المصنع يسمح باستخدام التكنولوجيا المتقدمة لإعداد الحل، وكذلك وضعه ومعالجته. |
| المتجانسة | يتم استخدامها في بناء الهياكل التي لا يمكن فصلها وتوحيدها. وتشمل هذه بعض الهياكل الهيدروليكية، والأساسات الثقيلة، والهياكل المصنوعة من القوالب المنزلقة، وما إلى ذلك. |
| متجانسة الجاهزة | كما قد تتخيل، فهي عبارة عن مزيج من الخرسانة المتجانسة والعناصر الجاهزة التي يتم وضعها في الموقع. تتيح لك الأجزاء المدمجة للهياكل الخرسانية المسلحة ربط المنتجات المتجانسة الجاهزة مع بعضها البعض ليس فقط باستخدام الخرسانة، ولكن أيضًا عن طريق لحام العناصر المعدنية. |
حسب مجال التطبيق، يمكن أن تكون التصاميم:
- للمباني العامة والمباني السكنية.
- للمباني الصناعية
- للمباني ذات الأغراض العامة.
نصيحة! كتاب الهياكل الخرسانية المسلحةالمباني الصناعية المكونة من طابق واحد - Zaikin A.I. سيسمح لك بالتعرف بالتفصيل على ميزات وحسابات الأساسات والأعمدة وألواح الأرضيات وغيرها من الهياكل الخرسانية المسلحة المستخدمة في بناء الهياكل الصناعية.
كما ذكرنا سابقًا، تنقسم منتجات الخرسانة المسلحة أيضًا إلى:
- الإجهاد المسبق؛
- بهيج.
الأنواع الأكثر شيوعا من الهياكل الخرسانية المسلحة
الآن دعونا نتعرف على الأنواع الأكثر شيوعًا للهياكل الخرسانية المسلحة والتي تستخدم على نطاق واسع في البناء.
وتشمل هذه:
- أسس؛
- لوحات
- الحزم وألواح الأرضيات.
كل عنصر من هذه العناصر له غرضه الخاص وميزات التصميم.
مؤسسة
تستخدم الأساسات الخرسانية المسلحة في بناء الجدران والأعمدة والركائز، وكذلك في صناعة الآلات الثقيلة.
هناك نوعان من الأساسات:
- الجاهزة
- المتجانسة.
بالإضافة إلى أنها تختلف في نوع البناء إلى:
- الشريط - تحت الجدران الحاملة;
- متدرج وهرمي - لدعم منفصل.
أعمدة
غالبا ما تستخدم في المباني الصناعية، حيث تخضع الأرضيات لأحمال ثقيلة من المعدات. في هذه الحالة، يتم عمل إطار يتكون من أعمدة وعوارض وعناصر أخرى.
بالإضافة إلى ذلك، تنتشر المباني الجاهزة ذات الألواح الإطارية والتي تكون فيها الأعمدة أحد العناصر الرئيسية الحاملة للأوزان. يأخذون الأحمال وينقلونها إلى الأرض من خلال الأساس.
لوحات
عند بناء المباني ذات الألواح الإطارية، يتم استخدام الألواح لصنع الجدران. يمكن أن تصل مساحتها إلى 25 مترًا مربعًا.
وتجدر الإشارة أيضًا إلى وجود مباني بدون إطار. في هذه الحالة، تتحمل الجدران والفواصل الحمولة الكاملة، أي. اللوحات نفسها.
ألواح وعوارض
تشير هذه التصاميم إلى عناصر قابلة للانحناء. الألواح عبارة عن منتجات مسطحة يكون طولها وعرضها أكبر بكثير من سمكها. الحزم هي عناصر خطية، طولها أكبر بكثير من الأبعاد العرضية.
غالبًا ما تستخدم الألواح والعوارض لبناء الأرضيات والأغطية المسطحة. كما ذكر أعلاه، عادة ما يتم تنفيذها قبل الإجهاد. بالإضافة إلى ذلك، هناك بعض ميزات التصميم الأخرى لعناصر ثني الخرسانة المسلحة، والتي ترتبط بمجال تطبيقها.
خاتمة
يتم استخدامها في مجموعة متنوعة من مجالات البناء، لذلك يمكن أن تكون كذلك أنواع مختلفة. على سبيل المثال، قدمنا فقط الأنواع الأكثر شيوعا من الهياكل. في الواقع، هناك الكثير منهم.
يمكنك الحصول على مزيد من المعلومات حول هذا الموضوع من الفيديو في هذه المقالة.
كان ظهور الهياكل الخرسانية المسلحة بمثابة طفرة حقيقية في بناء القرن العشرين. بفضل الخرسانة المسلحة، تغيرت أفكارنا حول القوة والمتانة والموثوقية بشكل جذري. مع ظهور هذه المواد، توقفت المدن الحديثة عن أن تكون مسطحة ومنخفضة الارتفاع، وظهرت ناطحات السحاب، وهي رموز القوة والحداثة في العصر الجديد. لقد غيرت هذه المادة عالمنا بشكل كبير، مما جعله أكثر أمانًا وسهل الوصول إليه.
إذن ما هي الخرسانة المسلحة والهياكل الخرسانية المسلحة؟
الخرسانة المسلحة عبارة عن مزيج من الخرسانة المسلحة والخرسانة، والتي تشكل معًا كلًا واحدًا، واستنادًا إلى مجمل خصائصها الفيزيائية، فإنها توفر أقصى قدر من القوة لهذه المادة.
كما هو معروف، تتمتع الخرسانة بخصائص ضغط عالية، ولكن في نفس الوقت قوة شد منخفضة (قوة الشد للخرسانة أقل بـ 10-15 مرة من قوة الضغط). ولذلك، لا يتم استخدام الهياكل الخرسانية (غير المسلحة) عمليا. لتحسين الخواص الفيزيائية للخرسانة، تم إضافة أسلاك الفولاذ إلى هيكلها، والتي، كما هو معروف، تعمل بشكل جيد في التوتر. وهكذا تم إنشاء الخرسانة المسلحة - وهي مادة فعالة تمتص فيها الخرسانة ضغوط الضغط، كما تمتص حديد التسليح ضغوط الشد.
بدأت براءة اختراع منتجات الخرسانة المسلحة في نهاية القرن التاسع عشر، ومنذ ذلك الحين مرت هذه المادة بطريق طويل من التطور، والذي يزيد عن 150 عامًا، ولكن يمكننا القول بثقة أن تحسين منتجات الخرسانة المسلحة هو أمر ضروري. لم انتهي بعد. يتم تعزيز الهياكل الخرسانية المسلحة الحديثة ليس فقط أثناء الشد والانحناء، ولكن أيضًا أثناء الالتواء والقص والضغط اللامركزي والمحوري. في هذه الحالات، يتم تثبيت تعزيز العمل لتقليل أبعاد المقطع العرضي للعناصر وتقليل الوزن الساكن للهياكل، وكذلك لضمان قدر أكبر من الموثوقية.
اليوم، جنبًا إلى جنب مع التعزيز التقليدي، يتم أيضًا تصنيع تعزيزات خاصة مسبقة الإجهاد. يتيح الإجهاد المسبق إمكانية الاستخدام الفعال لفولاذ التسليح والخرسانة عالية الجودة بشكل فعال، وهو أمر غير ممكن في الخرسانة المسلحة التقليدية. في الهياكل الخرسانية المسلحة سابقة الإجهاد، يتعرض التسليح للتوتر المسبق، وتتعرض الخرسانة للضغط. إن الإجهاد المسبق للهياكل الخرسانية المسلحة يزيد بشكل كبير من مقاومة الشقوق ويقلل من تشوه العناصر الهيكلية، لأنه يخلق ضغطًا أوليًا للخرسانة في تلك الأجزاء التي تعمل تحت الضغط التشغيلي.
أنواع الهياكل الخرسانية المسلحة
وفقًا لطريقة التنفيذ، يمكن أن تكون الهياكل الخرسانية المسلحة جاهزة الصنع أو متجانسة أو متجانسة مسبقة الصب.
الهياكل الخرسانية مسبقة الصب
تعتبر الهياكل الخرسانية المسلحة الجاهزة أكثر شيوعًا، حيث أن استخدامها يجعل من الممكن التصنيع وتعظيم ميكنة البناء. عند تصنيع الهياكل الجاهزة في ظروف المصنع، يمكن استخدام التكنولوجيا الأكثر تقدمًا لإعداد ووضع ومعالجة المخاليط الخرسانية على نطاق واسع، ويمكن أتمتة الإنتاج، ويمكن تبسيط أعمال البناء بشكل كبير.
الهياكل الخرسانية المسلحة متجانسة
تستخدم الهياكل الخرسانية المسلحة المتجانسة على نطاق واسع في الهياكل التي يصعب تقسيمها وتوحيدها، على سبيل المثال، في بعض الهياكل الهيدروليكية، والأساسات الثقيلة، وحمامات السباحة، في الهياكل المصنوعة من أغطية القوالب المتنقلة أو المنزلقة (الأصداف)، والصوامع، وما إلى ذلك).
الهياكل الخرسانية المسلحة المتجانسة الجاهزة
الهياكل الخرسانية المسلحة المتجانسة مسبقة الصب عبارة عن مزيج من العناصر الجاهزة والخرسانة المتجانسة الموضوعة في موقع البناء.
مزايا وعيوب منتجات الخرسانة المسلحة
متانة. تتميز الخرسانة المسلحة بمتانتها الاستثنائية بسبب الحفاظ الموثوق على التسليح الموجود بالخرسانة. تقاوم الخرسانة المسلحة التأثيرات الجوية بشكل جيد، وهو أمر مهم بشكل خاص في بناء الهياكل الهندسية المفتوحة (الجسور، الصواري، الأنابيب، الجسور، إلخ).
قوةلا تتناقص الخرسانة المسلحة بمرور الوقت فحسب، بل قد تزيد أيضًا.
مقاوم النار. تتميز الهياكل الخرسانية بمقاومة عالية للحريق. أظهرت الممارسة أن الطبقة الواقية من الخرسانة بسمك 1.5-2 سم كافية لضمان مقاومة الحريق للهياكل الخرسانية المسلحة أثناء الحرائق. من أجل زيادة مقاومة الحريق والحرارة، يتم استخدام الحشوات الخاصة (البازلت، دياباز، شاموت، خبث الأفران العالية، إلخ) ويتم زيادة سمك الطبقة الواقية إلى 3-4 سم.
المقاومة الزلزالية. تتميز المنتجات الخرسانية المسلحة، بسبب طبيعتها المتجانسة وصلابتها الأكبر مقارنة بالهياكل المصنوعة من مواد أخرى، بمقاومة زلزالية عالية جدًا.
أداء عالي. يمكن بسهولة إعطاء الخرسانة المسلحة أي أشكال إنشائية ومعمارية مناسبة. تكاليف التشغيل لصيانة الهياكل ورعاية الهياكل الخرسانية المسلحة منخفضة للغاية. من حيث الوقت المستغرق في التصنيع والتركيب، يمكن للهياكل الخرسانية المسلحة الجاهزة أن تنافس الهياكل الفولاذية، خاصة عند تصنيع الهياكل الخرسانية المسلحة باستخدام طريقة الدرفلة، وطريقة الكاسيت، وعند التركيب من العجلات واستخدام طرق تقدمية أخرى في التصنيع والتركيب.
عيوب الهياكل الخرسانية المسلحة
تشمل عيوب الهياكل الخرسانية المسلحة الوزن الميت الكبير نسبيًا، والحرارة العالية والتوصيل الصوتي، وإمكانية ظهور الشقوق قبل تطبيق الحمل التشغيلي (من الانكماش والضغوط الذاتية في الخرسانة المسلحة لأسباب تكنولوجية)، وكذلك من العمل الأحمال الخارجية بسبب انخفاض قوة الشد للخرسانة.
الخواص الفيزيائية والميكانيكية الأساسية للخرسانة وحديد التسليح ومنتجات الخرسانة المسلحة
يجب أن تتمتع الخرسانة المخصصة للمنتجات الخرسانية والخرسانة المسلحة بقوة عالية بما فيه الكفاية، والتصاق جيد بالتعزيز والكثافة، مما يضمن سلامة التعزيز من التآكل ومتانة الهيكل. في بعض الأحيان يكون مطلوبًا بالإضافة إلى ذلك توفير: نفاذية الماء، ومقاومة الماء، ومقاومة الصقيع، وزيادة مقاومة الحريق ومقاومة التآكل، والوزن المنخفض، والحرارة المنخفضة، والتوصيل الصوتي. بالنسبة للهياكل سابقة الإجهاد، يتم استخدام الخرسانة ذات القوة والكثافة المتزايدة والانكماش والزحف المحدود.
تعتمد الخواص الفيزيائية والميكانيكية للخرسانة على تركيبة الخليط ونوع المواد الرابطة والحشو ونسبة الماء إلى الرابطة وطرق التحضير والوضع والمعالجة خليط خرساني، ظروف التصلب (التصلب الطبيعي، التبخير، المعالجة بالأوتوكلاف)، عمر الخرسانة، إلخ. كل هذا يجب أن يؤخذ بعين الاعتبار عند اختيار مواد الخرسانة والغرض من تركيبها وطرق تحضيرها. الأكثر استخدامًا في البناء هي الخرسانة الثقيلة العادية بكثافة 2200-2500 كجم / م 3 محضرة باستخدام الركام العادي الكثيف. تعتبر الخرسانة ذات الكثافة التي تزيد عن 2500 كجم/م3 ثقيلة بشكل خاص؛ يتم استخدامها، على سبيل المثال، للحماية من الإشعاع.
بكثافة خرسانة تزيد عن 1800 كجم/م3 إلى 2200 كجم/م3، تصنف الخرسانة على أنها خفيفة الوزن، وبكثافة 1800 كجم/م3 وما دون - خفيفة الوزن.
يتم تحقيق تخفيف وزن الخرسانة باستخدام الركام المسامي. الخرسانة الخلوية عبارة عن خليط من المواد الرابطة والماء والركام المطحون الناعم والمواد المكونة للبخار. تتميز الخرسانة القائمة على الركام المسامي والخرسانة الخلوية، مقارنة بالخرسانة الثقيلة، ليس فقط بوزنها المنخفض، ولكن أيضًا بانخفاض توصيل الصوت والحرارة. ومع ذلك، فهي عرضة لزيادة التشوه تحت الحمل، وتتميز بانكماش وزحف أعلى، كما أن التصاقها بالتسليح أسوأ من الخرسانة التقليدية. في بعض الحالات، تتطلب هذه الخرسانة طلاء تقوية مضاد للتآكل.
يجب أن تستوفي الخرسانة المخصصة للهياكل العاملة في ظروف خاصة المتطلبات المحددة ذات الصلة. وبالتالي، بالنسبة للهياكل الهيدروليكية (الخرسانة الهيدروليكية)، بالإضافة إلى القوة الكافية، يجب أن تتمتع الخرسانة بمقاومة متزايدة للماء، ومقاومة الماء، ومقاومة الصقيع، وبالنسبة للأجزاء الضخمة من الهياكل - توليد حرارة منخفضة أثناء التصلب (انخفاض الطاردة للحرارة).
تتلف الخرسانة العادية عند تعرضها لدرجات حرارة عالية لفترة طويلة بسبب جفاف الحجر الأسمنتي وانكماشه الشديد وانخفاض قوته واختلاف التشوهات الحرارية للحجر الأسمنتي والركام وغيرها من الأسباب. في هذا الصدد، يُسمح باستخدام الخرسانة العادية مع مادة رابطة أسمنتية في الهياكل المعرضة للتعرض لفترة طويلة لدرجات حرارة لا تزيد عن 50 درجة مئوية.
لتشغيل الهياكل في أكثر من ذلك درجات حرارة عاليةويجب استخدام الخرسانة المقاومة للحرارة. يجب أن تتمتع الخرسانة المخصصة للهياكل المعرضة لبيئات عدوانية بمقاومة كافية للتآكل. لحماية الخرسانة من اختراق المواد العدوانية، يتم تغطية سطح الهياكل بالخرسانة المرشوشة أو المسحوبة أو المغطاة بالزجاج السائل أو الأفلام البلاستيكية أو المواد البيتومينية أو الورنيش أو الدهانات أو تبطينها ببلاط السيراميك المقاوم للأحماض وما إلى ذلك.
تم تحسين خصائص الخرسانة عن طريق إدخال البوليمرات في تركيبتها. تسمى هذه الخرسانة بالخرسانة البلاستيكية أو الخرسانة البوليمرية. تستخدم كمجلدات البوليمر أنواع مختلفةاللدائن الحرارية والمطاط والراتنجات المتصلدة بالحرارة. تتمتع الخرسانة المصنوعة من مواد ربط البوليمر المعدنية بمقاومة متزايدة للبيئات العدوانية، ومع ذلك، فإن مقاومتها للتآكل انتقائية وتعتمد على نوع البوليمر.
تشمل الخصائص الإيجابية الأخرى للخرسانة مع إضافات اللدائن الحرارية والمطاط زيادة قوة التأثير ومقاومة التآكل. وتستخدم هذه الخرسانة لتبطين الخزانات والأنابيب والقنوات ولتغطية الطرق والمطارات وما إلى ذلك.
بالنسبة للهياكل الخرسانية والخرسانة المسلحة المصنوعة من الخرسانة الثقيلة العادية، يتم توفير الفئات التالية من قوة الضغط: B3.5؛ في 5؛ ب7.5؛ في تمام الساعة 10؛ ب12.5؛ ب15؛ في 20؛ ب25؛ ب30؛ ب35؛ ب40؛ ب45؛ ب50؛ ب55؛ ب60.
بالنسبة للهياكل الخرسانية المسلحة المصنوعة من الخرسانة الثقيلة، لا يُسمح بالخرسانة من فئة أقل من B7.5. بالنسبة للأحمال المتكررة، يوصى باستخدام الخرسانة من فئة B15 أو أعلى. بالنسبة لعناصر القضبان المضغوطة من الخرسانة المسلحة، يجب أن تؤخذ الخرسانة من فئة لا تقل عن B15، وللأحمال الثقيلة (على سبيل المثال، لأعمدة الطوابق السفلية للمباني متعددة الطوابق أو مع أحمال رافعة كبيرة) - لا تقل عن B25.
يتوافق متوسط درجة كثافة الخرسانة مع متوسط كثافة الخرسانة في الحالة الجافة بالكجم/م3. بالنسبة للخرسانة خفيفة الوزن المعتمدة على الركام المسامي، فإن درجات الخرسانة من حيث الكثافة تقع ضمن D 800 - D 2000 بفاصل 100. عند الكثافة التي تزيد عن 2000 إلى 2200 كجم/م3، تصنف الخرسانة خفيفة الوزن، وعند أكثر من 2200 كجم /م³ - ثقيل.
تحدد درجة مقاومة الخرسانة للصقيع عدد دورات التجميد والذوبان بالتناوب في حالة مشبعة بالماء والتي يمكن للعينات تحملها. بالنسبة للخرسانة الثقيلة، يتم تحديد درجات مقاومة الصقيع التالية: P50؛ ص75؛ P100؛ إسو؛ P200؛ P300؛ P400؛ P500.
تعتمد درجة مقاومة الخرسانة للماء على درجة نفاذية الماء للخرسانة. مع زيادة العلامات التجارية، تنخفض قيم معاملات الترشيح Kf. تم تحديد درجات الخرسانة التالية لمقاومة الماء: W2، W4، W6، W8، W10، W12.
الأنواع والخواص الميكانيكية لمنتجات الخرسانة المسلحة
كما ذكر أعلاه، اكتسبت الخرسانة المسلحة صفاتها الفريدة من خلال استخدام التعزيز، وبالتالي فإن خصائص الهياكل الخرسانية المسلحة تعتمد بشكل مباشر على جودتها وكميتها وملئها.
وفقا لتكنولوجيا التصنيع، يتم تقسيم حديد التسليح إلى قضبان مدرفلة على الساخن وأسلاك مسحوبة على البارد. اعتمادًا على طبيعة السطح، يمكن أن يكون التعزيز سلسًا أو ذو شكل دوري، أي. مع درجة (لتحسين الالتصاق بالخرسانة). تعتمد الخواص الميكانيكية لفولاذ التسليح على تكنولوجيا تصنيع التسليح و التركيب الكيميائييصبح.
لقد وجدت القضبان الفولاذية المدرفلة على الساخن ذات التشكيل الدوري أكبر تطبيق كتعزيز للهياكل الخرسانية المسلحة. يعمل شكل التشكيل الجانبي الدوري (مع الشق) على تحسين التصاق التعزيز بالخرسانة، مما يقلل من عرض الشقوق في الخرسانة أثناء التوتر ويسمح للمرء بتجنب عدد من التدابير البناءة لتثبيت التعزيز. يتم تقسيم قضبان التسليح إلى فئات: الطبقات المدرفلة على الساخن A-1، A-I، A-Sh، A-1U، A-U وA-VI، الطبقات المقساة حراريًا وميكانيكيًا حراريًا At-Sh، At-1U، At-U، At - U1، At-UN، معزز بغطاء من الفئة A-Shv.
لتعزيز الهياكل الخرسانية المسلحة، يتم استخدام سلك التسليح العادي من الفئة VR-1 (المموج) بقطر 3-5 مم، والذي يتم الحصول عليه عن طريق السحب البارد، على نطاق واسع. يتم أيضًا إنتاج سلك التسليح عالي القوة عن طريق السحب البارد الصفوف من الخامس إلى الأولو Vr-P - شكل جانبي سلس ودوري بقطر 3-8 مم مع قوة خضوع مشروطة الأسلاك V-I- 1500-1100 ميجا باسكال و Vr-I - 1500-1000 ميجا باسكال.
يتم اختيار تقوية الهياكل الخرسانية المسلحة مع الأخذ في الاعتبار الغرض منها وفئتها ونوع الخرسانة وظروف تصنيع منتجات التعزيز وبيئة التشغيل (خطر التآكل) وما إلى ذلك. يجب استخدام الفولاذ في الغالب كتعزيز العمل الرئيسي للهياكل الخرسانية المسلحة التقليدية الطبقات أ-شو VR-1. في الهياكل سابقة الإجهاد، يتم استخدام الفولاذ عالي القوة في الغالب من الفئات VI-I وVr-N وA-VI وAt-U1 وAU وAt-U- وAt-UC كتعزيزات مسبقة الإجهاد.
تستخدم منتجات الخرسانة المسلحة (RCP) على نطاق واسع في جميع مجالات البناء، من الإسكان إلى الهندسة. لبناء الهياكل الخرسانية المسلحة الجاهزة، يتم استخدام منتجات الخرسانة المسلحة الجاهزة، ويتم إنتاجها عن طريق صب الحقن في المصنع.
تتناول هذه المقالة منتجات الخرسانة والخرسانة المسلحة ونطاق تطبيقها وتصنيفها وأصنافها ووضع العلامات عليها. سنخبرك أيضًا بكيفية تركيب الهياكل الخرسانية المسلحة باستخدام معدات الرافعة.
معلومات عامةحول منتجات الخرسانة المسلحة
منتجات الخرسانة المسلحة هي عناصر بناء مسبقة الصنع ذات قوة متزايدة، والتي يتم تحقيقها من خلال العمل المشترك للمعادن والخرسانة. تتميز الخرسانة، كمواد، بمقاومتها المتزايدة لأحمال الضغط، ولكنها شديدة التأثر بأحمال الانحناء والشد، حيث تكون مقاومتها أقل بحوالي 15 مرة من التشوه الانضغاطي.
ويتم امتصاص هذه الأحمال وتعويضها عن طريق حديد التسليح، والذي من خلاله يتم تقوية الهياكل الخرسانية المسلحة. يتمتع المعدن بقوة شد عالية، ونتيجة لذلك فإن منتجات الخرسانة المسلحة المقواة بغير حديد التسليح تتمتع بنفس القدر من المقاومة للأحمال بأنواعها المختلفة.
ويتحقق العمل المشترك للصلب والخرسانة بسبب التصاق المادتين القوي ببعضهما البعض، في حين أن لهما تقريبا نفس معامل التمدد الحراري، مما يضمن الطبيعة المتجانسة للخرسانة المسلحة. ميزة إضافية هي أن الخرسانة تحمي التسليح المضمن فيها من التآكل.
تصنف جميع أنواع المنتجات الخرسانية المسلحة حسب طريقة التسليح إلى نوعين:
- الهياكل الخرسانية المسلحة مع التعزيز التقليدي.
- الهياكل الخرسانية المسلحة سابقة الإجهاد.
يتم تقوية المنتجات الخرسانية مسبقة الصب ذات التسليح التقليدي فقط عن طريق التسليح. ومع ذلك، فإن تقنية التقوية هذه لا تضمن مقاومة الهياكل للتصدع في مرحلة الشد الأقصى للخرسانة، حيث تبلغ قوة الشد 2 مم / لتر، في حين أن قوة الشد للصلب تبلغ 5 مم / لتر. في المستقبل قد تدخل الرطوبة في الشقوق التي تظهر مما يؤدي إلى تآكل إطار التسليح.
لجعل الهياكل الخرسانية المسلحة مقاومة للتشقق، يتم استخدام تكنولوجيا التعزيز المسبق الإجهاد. يكمن جوهرها في حقيقة أن التعزيز الموضوع في القوالب يتم شده باستخدام رافعة هيدروليكية (يتم تثبيت الحافة الثانية للقضبان على التوقف)، وبعد ذلك يتم ملء القوالب بالخرسانة، ويُسمح لها بالتصلب جزئيًا و يتم تحرير القضبان. ونتيجة لذلك، مع تشديد القضبان، يتم ضغط الخرسانة الملتصقة بها، مما يزيد من كثافة وصلابة ومقاومة التشوه لمنتجات الخرسانة المسلحة.
تتفوق منتجات الخرسانة المسلحة سابقة الشد على الهياكل ذات التسليح التقليدي من حيث القوة ومقاومة الشقوق والمتانة. ولذلك تركز الصناعة الحديثة على زيادة حجم إنتاجها.
1.1 تصنيف منتجات الخرسانة المسلحة
تكنولوجيا الإنتاج والتشغيل ومتطلبات الجودة للمنتجات الخرسانية المسلحة مذكورة في المعيار التنظيمي SNiP رقم 2.03.01-84 "الهياكل الخرسانية والخرسانة المسلحة"، والتي بموجبها يتم تصنيف المنتجات وفقًا للعوامل التالية :
- طريقة التعزيز
- النوع والوزن الحجمي للخرسانة.
- الهيكل الداخلي (صلب وجوفاء)؛
- ميعاد.
تمت مناقشة أنواع مختلفة من منتجات الخرسانة المسلحة حسب نوع التسليح في القسم السابق. اعتمادًا على الوزن الحجمي للخرسانة، يتم تصنيف جميع منتجات الخرسانة المسلحة إلى:
- هياكل خرسانية مسلحة مصنوعة من خرسانة ثقيلة الوزن يزيد وزنها عن 2500 كجم/م3؛
- من الخرسانة الثقيلة - الوزن 1800-2500 كجم/م3؛
- الخرسانة الخلوية خفيفة الوزن - الوزن 500-1800 كجم/م3؛
- هياكل خرسانية مسلحة عازلة للحرارة مصنوعة من خرسانة خفيفة الوزن يصل وزنها إلى 500 كجم/م3 .
غالبًا ما يتم إنتاج المنتجات الخرسانية مسبقة الصب من نفس النوع بأشكال وأحجام مختلفة، على سبيل المثال، كتل جدران الزوايا وعلى شكل حرف U وعتبات النوافذ، لاحظ أن المحلول الخرساني المستخدم لخرسانة الهياكل المنتجة في المصنع يختلف عن الخرسانة الجاهزة التقليدية في الجزء الأصغر من الحجر المسحوق (3-10 مم)، والذي يضمن ملء قالب الحقن بشكل موحد.
1.2 تكنولوجيا إنتاج الخرسانة مسبقة الصب (فيديو)
2 الأنواع الرئيسية للهياكل الخرسانية المسلحة وعلاماتها
تتضمن مجموعة منتجات الخرسانة المسلحة أكثر من 20 عنصرًا مختلفًا، دعنا نفكر فيها رمزالرئيسية:
- الحزم - B (عوارض الرافعة - BK، العوارض الخشبية - BS، الربط - BO)؛
- عمودي - ك؛
- خطوات الدرج - LM، الهبوط - LP؛
- وسائد الدعم - OP؛
- لاعبا - العلاقات العامة.
- العارضة - ف؛
- أكوام - ج؛
- النائمون - Ш؛
- دعامات - FS، دعامات - FP؛
- مواسير غير ضغط - TF، مواسير ضغط - BT.
وفقًا للغرض الوظيفي منها، تنقسم الهياكل الخرسانية والخرسانة المسلحة إلى 4 مجموعات رئيسية:
- منتجات خرسانية مسبقة الصنع لبناء المساكن.
- منتجات خرسانية مسبقة الصنع للمباني الصناعية.
- المنتجات الخرسانية مسبقة الصب للمنشآت الهندسية.
- المنتجات الخرسانية لأغراض البناء العامة.
تشمل مجموعة المنتجات الخرسانية المسلحة المخصصة لتشييد المباني السكنية ألواح الأرضيات والأكوام، لوحات الحائطوكتل الأساس والصواني والأعتاب والعوارض. يمكن تصنيع هذه الفئة من منتجات الخرسانة المسلحة من الخرسانة M150 وما فوق، وللأكوام - على الأقل M200.
ينتشر استخدام الألواح والكتل للأساسات الجاهزة على نطاق واسع. تتوفر الألواح بمقاسات تبدأ من 120*80*40 سم إلى 320*120*50 سم، مقاس معياريالكتل - 300 * 60 * 60 سم ويجب ألا يتجاوز وزن عنصر واحد من الأساسات الجاهزة طبقاً لمتطلبات SNiP 3 طن.
في البناء متعدد الطوابق، يمارس استخدام إطارات المباني الجاهزة. تتكون الإطارات من أعمدة وعوارض سقف وعوارض خشبية وعوارض متقاطعة ومدادات. لتصنيع عناصر الإطار، يتم استخدام درجة الخرسانة M200 وما فوق. بعد التجميع، يتم تغطية الهياكل الداعمة بألواح الحائط.
يتم إنتاج ألواح الأرضيات بشكل مستطيل مع فراغات مستديرة أو بيضاوية، ويتم تزويد الهياكل كبيرة الحجم بأضلاع مقوية. يمكن تصنيع الألواح من الخرسانة الثقيلة والخرسانة ذات الركام المسامي.
2.1 الخصائص التقنية وميزات اختيار منتجات الخرسانة المسلحة
يتم تصميم الهياكل الخرسانية المسلحة مع الأخذ بعين الاعتبار خصائص الخرسانة المستخدمة في إنتاجها. الخاصية الرئيسية للخرسانة هي قوة الضغط، والتي تحدد درجتها. تتم الإشارة إلى هذه الخاصية عند وضع علامة على المنتجات الخرسانية بالحرف "M"؛ في المجموع هناك 16 درجة قوة من M50 إلى M800. تشير التسميات الرقمية إلى الحمولة (بالكيلوجرامات) التي يمكن أن يتحملها 1 سم 2 من الخرسانة.
كما تتميز الهياكل الخرسانية والحجرية المسلحة بخصائص مثل مقاومة الشد (علامة BT) ومقاومة الانحناء (BTb)، والتي يتم تحديدها من خلال خصائص إطار الخرسانة المسلحة المضمن في الخرسانة. متطلبات خصائص التسليح لتعزيز منتجات الخرسانة المسلحة مذكورة في معيار GOST 5781-82 "الصلب المدلفن على الساخن لتعزيز الهياكل الخرسانية المسلحة".
من الخصائص المهمة الأخرى التي يجب مراعاتها عند اختيار منتجات الخرسانة المسلحة فئتها المقاومة للصقيع. هذه المعلمة هي التي تحدد متانة الهيكل، لأنها تشير إلى الحد الأقصى لعدد دورات التجميد/الذوبان التي يمكن أن تتحملها علامة تجارية معينة من الخرسانة. تتم الإشارة إلى مقاومة الصقيع من خلال التسميات F، والتي يمكن أن تختلف ضمن نطاق F15-F200.
دعونا نلاحظ أيضًا مؤشرًا مثل درجة مقاومة الماء (W) ، ويعتمد عليه الحد الأقصى لضغط الماء الذي يمكن أن يتحمله منتج الخرسانة المسلحة مع الحفاظ على ضيق جدرانه.
عند شراء منتجات الخرسانة المسلحة يجب الاسترشاد بجميع الخصائص المذكورة أعلاه واختيار المنتجات المناسبة من حيث الخصائص للاستخدام في منطقتك. بهذه الطريقة سوف تحصل على مواد بناء متينة وتوفر المال في المستقبل، لأن إصلاح الهياكل الخرسانية المسلحة ليس بالمهمة الرخيصة.
انتبه إلى وجود عيوب واضحة - نتوءات التسليح من المستوى الخرساني، والموقع غير الصحيح لحلقات التثبيت، والشقوق على السطح. لا يمكن استخدام هذه المنتجات الخرسانية المسلحة. إذا تم اكتشاف شبكة من الشقوق الصغيرة في هيكل قيد الاستخدام بالفعل، فيمكن إصلاحها باستخدام ملاط إصلاح خاص أو خليط من الأسمنت وغراء PVA. يتم إصلاح الأضرار الكبيرة باستخدام خليط عادي من الأسمنت والرمل.
للحصول على معلومات أكثر تفصيلاً حول منتجات الخرسانة المسلحة، نوصي بدراسة الكتاب المدرسي "تكنولوجيا منتجات الخرسانة والخرسانة المسلحة" للكاتب يو إم بازينوف. يتناول الكتاب بالتفصيل تصميم وحساب الهياكل الخرسانية المسلحة وتكنولوجيا إنتاجها وقواعد تركيبها.
لا يكتمل بناء المنشآت الحديثة بدون الهياكل الخرسانية المسلحة. هذه الهياكل لها العديد من المزايا. الإطار الحديدي محمي من جميع الجوانب بالخرسانة التي تتمتع بعمر خدمة طويل ولا تخاف من المطر أو الثلج أو الحرارة أو الصقيع. الحديد والخرسانة ترادف عظيم! يتم دمج منتجات الخرسانة المسلحة أثناء الشد والضغط والانحناء وأثناء الالتواء والقص. يساعد الإطار المعدني على تحقيق الاستقرار والقوة والصلابة للهيكل، ويعمل على تقليل حجم ووزن الجهاز. التقديم تقنيات مختلفة، إنتاج خرسانة متجانسة ومسبقة الصنع ومتجانسة وهياكل خرسانية مسلحة مع تعزيزات غير سابقة الإجهاد ومسبقة الإجهاد.
لقد وجدت الهياكل الخرسانية المسلحة تطبيقًا في تشييد المباني السكنية والمباني الصناعية والمباني الهندسية. غالبًا ما يتم استخدام الخرسانة المسلحة الجاهزة، ولكن توجد أيضًا الخرسانة المتجانسة والمتجانسة مسبقة الصنع. من أجل الحصول على منتج ذو كتلة أصغر، بقدر ما تسمح به التكنولوجيا، ولتقليل تكاليف العمالة والمواد، يتم استخدام الملاط الخرساني عالي الجودة والتسليح عالي القوة للهياكل الخرسانية المسلحة.
يتم استخدام الأنواع الرئيسية من منتجات الخرسانة المسلحة في البناء، حيث نظام درجة الحرارةلا تتجاوز خمسين درجة مئوية، ولا تنخفض إلى سبعين درجة تحت الصفر. تستخدم الهياكل الخرسانية المسلحة في كثير من الأحيان أكثر من الهياكل الفولاذية أو الحجرية في بناء الأشياء التالية:
- المطارات
- المفاعلات النووية.
- القبو.
- مداخن عالية
- مختلف الهياكل الضخمة.
- مباني المستودعات
- الطرق؛
- أسس؛
- الهياكل البحرية
- مباني المصنع.
غالبًا ما تكون المنتجات الخرسانية المسلحة هي الأساس لبناء المنشآت الصناعية والمباني السكنية. مزايا الهياكل الخرسانية المسلحة هي:
- القوة التي تزداد بمرور الوقت ؛
- متانة؛
- مقاومة الحريق
- سعر معقول نسبيا
- إمكانية صنعها بنفسك؛
- مقاومة النشاط الزلزالي.
- قدرة الخرسانة المسلحة على اتخاذ الأشكال المعمارية المختلفة.
تشمل العيوب ما يلي:
- تشكيل الشقوق.
- وزن ثقيل؛
- مطلوب عزل إضافي.
- توصيل حراري.
الأنواع الرئيسية للهياكل
حسب نوع الإنتاج فهي تتميز:
- الجاهزة. أنها تحظى بشعبية كبيرة بسبب البناء الأكثر ميكانيكية.
- المتجانسة. تستخدم في البناء هياكل متجانسةعلى سبيل المثال الهياكل الهيدروليكية والأساسات الثقيلة.
- متجانسة الجاهزة. ترتبط العناصر المتجانسة الجاهزة بالخرسانة واللحام.
حسب مجال الاستخدام هناك:
- للمباني السكنية
- للمباني الصناعية
- للمباني والمنشآت العامة.
يمكن أن تكون منتجات الخرسانة المسلحة: غير مجهدة و. أشهر منتجات الخرسانة المسلحة المستخدمة في البناء:
- لوحات.
- أسس؛
- أشعة؛
- بلاطات.
لوحات
النوع الشائع من الهياكل الخرسانية المسلحة هو الألواح، والتي تستخدم في تشييد المباني والهياكل للأغراض السكنية والصناعية. اللوحة لها شكل مستطيل مسطح، والتي يمكن أن تحتوي على فتحات للأبواب والنوافذ، بالإضافة إلى نتوءات لعتبات النوافذ.
عند نقل الألواح، يتم تثبيتها في وضع عمودي بزاوية عشر درجات.عند نقل عدة لوحات في وقت واحد، من الضروري منع ملامستها، لذلك يتم وضع منصات بينهما.
مزارع
تستخدم دعامات الخرسانة المسلحة للأرضيات في المباني الصناعية والمباني الثقافية. أنها تبدو وكأنها هيكل مستطيل مسطح مع شبكات. عند نقل المنتجات، يتم منحها وضعًا رأسيًا.
تتميز الجمالونات المصنوعة من الخرسانة المسلحة بالقوة العالية والصلابة وخصائص مكافحة الحرائق ومقاومة الصقيع. تصنع المنتجات من الخرسانة الثقيلة أو الخفيفة أو الهيكلية، وخاصة الخرسانة Aggloporite والخرسانة الطينية الممدد. عند استخدام الجمالون الخرساني المسلح، يجب عليك التعامل بعناية مع تركيبه. يتم إجراء حساب دقيق لقدرة تحمل المبنى. يقومون بفحص جودة العناصر والأبعاد وإعداد مكان الدعم.
الحزم والقضبان المتقاطعة
تستخدم الحزم والقضبان المتقاطعة في بناء الأساسات والأسقف، فهي بمثابة عناصر حاملة لتركيب آليات الرافعة. يتم إنتاج الحزم أحادية النبرة أو مزدوجة النبرة أو مستطيلة. أثناء نقل العارضة، يتم تثبيت العارضتين عموديًا في السيارة. لدعم الحزم، يتم استخدام منصات مثبتة تحت المستوى السفلي من المنتجات. اعتمادا على طول الهيكل، يتم تحديد المسافة بين منصات. يتم تثبيت جوانب الحزم والقضبان المتقاطعة على طول ارتفاعها بالكامل. يُسمح بنقل الحزم فقط في الوضع الرأسي، ويُحظر النقل الأفقي، حيث يوجد خطر تدمير المنتجات. عند نقل عدة عناصر في نفس الوقت، يتم وضع فواصل بينهما بسمك يزيد عن عشرة سنتيمترات.
سير
تستخدم الهياكل الخرسانية المسلحة على شكل أكوام لأساسات المباني الصناعية والسكنية. تستخدم الأكوام لبناء الهياكل على التربة غير المستقرة. عند نقل الأكوام، يتم منحها وضعًا أفقيًا، مما يضمن الدعم على دعامات خاصة. يُسمح بوضع أكوام على السيارة عند النقل في طبقات.
مقاومة عالية للتأثير المواد الكيميائيةوالتآكل، ومقاومة للماء والصقيع. من السهل تركيب الخوازيق باستخدام معدات خاصة ويمكن أن تزود الهيكل الذي يتم بناؤه بالمتانة والقوة العالية والموثوقية.
رفوف لدعم خط نقل الطاقة. توفر الأرفف الخرسانية المسلحة أو أرفف خطوط الكهرباء عنصرًا داعمًا لتركيبات الإضاءة وخطوط الكهرباء. أثناء النقل، يُسمح بنقل الرفوف معًا في مجموعة واحدة، مما يضمن الوضع الأفقي. أثناء النقل، يجب إعداد دعم الرفوف على شكل بطانة خاصة.
الغرض الرئيسي من رفوف الخرسانة المسلحة هو القدرة على تثبيت الأسلاك الكهربائية بشكل موثوق على المسافة المطلوبة من سطح الأرض أو الماء. يتم تحقيق موثوقية وقوة الدعامات باستخدام إطار التعزيز ونوع خاص من الملاط الخرساني في تصميم المنتجات. بشكل فردي، يختلف كل حامل خط كهرباء في الغرض والتصميم.هناك دعامات نهائية ومتوسطة وزاوية ومرساة مصنوعة من الخرسانة المسلحة. يتم أيضًا إنتاج سلسلة واحدة ومتعددة السلاسل.
أعمدة
إنه عنصر حامل في المباني السكنية والثقافية والصناعية والمحلية. يتم إجراء الأعمدة شكل مستطيلوذو ساقين، وهو مصمم لأحمال الرافعة الثقيلة. يتم نقل العناصر في مكدس، حيث يتم وضع الصف الأول من الأعمدة على مساحة الشحن عربة، ويتم وضع الصفوف اللاحقة على الصفوف السابقة المغطاة ببطانات خاصة.
وجدت التطبيق في تشييد المباني العامة والسكنية. إنها عناصر بناء على وشك الانتهاء مع منشور مستطيل مجوف ذو جدران رقيقة وفتحات للأبواب والنوافذ.
يمكن أن تحتوي الكتل الحجمية على ألواح عازلة وعازلة. عند نقل الكتل الحجمية، يتم منحها وضعًا رأسيًا، مع ضمان دعم العناصر عند الزوايا الأربع على منصة التحميل. تعتبر الكتل الحجمية المصنوعة من الخرسانة المسلحة حساسة للأحمال الزائدة الديناميكية التي تتشكل أثناء النقل. تتميز منتجات البناء المصنوعة من الخرسانة المسلحة بخصوصية تحويل مركز الثقل من المركز الهندسي في الاتجاه العرضي والطولي. لتجنب تحرك الكتلة أثناء النقل، يتم تثبيت نتوءات دفع خاصة على منطقة التحميل.
كبائن صحية
تستخدم الكبائن الصحية في تشييد المباني العامة والسكنية. يتم تمثيلها بعناصر حجمية ذات كتلة وأبعاد كبيرة. عند نقل أعمدة المصاعد والكبائن الصحية، يُسمح بوضع عمودي، مدعومًا بمنصة تحميل بفاصلين. يمكن نقل أعمدة المصعد التي يصل ارتفاعها إلى 140 سم في مستويين من الارتفاع، مع تركيب بطانات خشبية بين الصفوف بارتفاع يزيد عن 10 سم.
خاتمة
تستخدم الهياكل الخرسانية المسلحة في تشييد المباني والهياكل المختلفة، وليس فقط. تتطلب أنواع المنتجات الخرسانية المسلحة (الألواح، الكتل الحجمية، الجمالونات، كبائن السباكة)، بسبب أبعادها وأوزانها وشروطها التي يجب مراعاتها أثناء النقل، تخصصًا ضيقًا في المعدات الدارجة.
إن نقل العوارض والأعمدة والدعامات والرفوف لخطوط الكهرباء والقضبان المتقاطعة والأكوام له متطلبات مماثلة لعملية النقل، وبالتالي فإن تخطيطات المعدات الدارجة لنقلها قد تكون هي نفسها.
