خصائص الكمرات الخرسانية
خصائص الكمرات الخرسانية:
هناك عدد من خصائص الحزمة التي يجب أن يكون المهندس على دراية بها لأنها تملي سلوك الحزمة عند تعريضها لحمل وتمثل في النهاية المناطق أو الآليات المحتملة للفشل. ومن أهم خصائص الكمرات الخرسانية ما يلي:
- اللحظة الثانية من المنطقة: (يشار إليها أيضًا باللحظة الثانية من القصور الذاتي) ويعتمد هذا على ملف تعريف المقطع العرضي للحزمة وهو مقياس لمقاومة شكل الحزمة للانحناء.
- لحظة الانحناء: عادةً ما يتم توضيحها على مخطط لحظة الانحناء، وغالبًا ما تكون مرتبطة بانحراف الحزمة، يمكن استخدامها لحساب المناطق المعرضة لقوى الانحناء القصوى وبالتالي من المرجح أن تنتج. كما يوضح أيضًا أقسام الحزمة التي تكون مضغوطة أو متوترة.
- انحراف الحزمة: يميل انحراف الحزمة إلى أن يكون غير مرغوب فيه ويرتبط بلحظة الانحناء.
- مخططات القص: تُستخدم لتوضيح تركيزات الإجهاد على طول الحزمة وتوفر وسيلة لتحديد مناطق قوى القص القصوى حيث من المرجح أن تفشل الحزمة عن طريق القص.
1. اللحظة الثانية من منطقة الكمرة الخرسانية:
اللحظة الثانية من المنطقة (I) هي خاصية لِلشكل المستخدم للتنبؤ بمقاومة الحزمة للانحناء والانحراف. حيث يتم حسابها من منطقة المقطع العرضي المادية للحزمة وتربط كتلة المظهر الجانبي بالمحور المحايد (هذه منطقة لا تخضع فيها الحزمة للضغط أو التوتر).
يعتمد على اتجاه التحميل، بالنسبة لمعظم الحزم باستثناء كل من المقاطع المجوفة والصلبة والمقاطع الدائرية، ستكون اللحظة الثانية من المنطقة مختلفة عند تحميلها من اتجاه أفقي أو عمودي. وكمرة مدعومة ببساطة بالطول بدون قوة، كمرة مدعومة ببساطة يخضع لحمل نقطة القوة عند المركز ممّا يؤدي إلى الانحناء.
1. الحزمة الشاملة ذات الشكل (I):
تتميز الحزمة الأولى أو الحزمة الشاملة بِأكثر أشكال المقطع العرضي كفاءة حيث أن معظم موادها تقع بعيدًا عن المحور المحايد مما يوفر لحظة ثانية عالية من المنطقة، ممّا يؤدي بدوره إلى زيادة الصلابة، وبالتالي مقاومة الانحناء والانحراف.
2. لحظة الانحناء ومخططات القص:
يتم رسم مخططات لحظة الانحناء والقص بشكل نموذجي جنبًا إلى جنب مع رسم تخطيطي لملف تعريف الحزمة كما هو موضح أدناه، وهذا يتيح تمثيلًا دقيقًا لسلوك الكمرات.
1. يمثل شعاعًا يخضع لحمل موزع بشكل موحد وبحجم عبر طوله. حيث أن القوة الكلية على الشعاع هي (wl). ويتم دعم الحزمة ببساطة بقوى رد الفعل. كما تمثل المسافة (x) أي نقطة على طول الحزمة.
2. يوضح مخطط قوة القص مناطق القص الأقصى، وترتبط هذه الحزمة بقوى التفاعل. كما أن منحدر مخطط قوة القص يساوي حجم الحمولة الموزعة. بحيث تؤدي قوة القص الموجبة إلى دوران الشعاع في اتجاه عقارب الساعة وستؤدي قوة القص السلبية إلى دوران الشعاع في اتجاه عكس اتجاه عقارب الساعة.
3. الحد الأقصى لعزم الانحناء يحدث عندما لا توجد قوى القص على العارضة.
نظرًا لأن الكمرات مدعومة ببساطة، فهذا يخضع فقط لقوى التفاعل الرأسي، ولا توجد لحظة انحناء في هذه النقاط. وإذا تم تقييد الكمرات كما هو الحال في حالة الكابول، فسيتم اختبار لحظات الانحناء في أي من الطرفين فيما يتعلق بمخططات تحميل الحزمة، ويمكن حساب قوة القص ولحظات الانحناء القصوى والقيم عند المسافة (x) على طول الحزمة.
