الخرسانة المسلحة وفق قواعد BAEL

الخرسانــة المسلحـة مقدمة

الخرسانة تقاوم الضغط جيدا حيث أنها يمكن أن تتحمل قوى انضغاط معتبرة من (150) إلى (600دكن/سم^‌2) لكن مقاومتها للشد ضعيفة جدا (15 إلى 35دكن/سم²) لذلك تهمل في الحسابات.

المقاومة المميزة للانضغاط $f{c}_{28}$

تزداد مقاومة الانضغاط تدريجيا من ساعة إنجازها إلى أن تصل 28 يوما حيث تكاد تثبت هذه المقاومة. يرمز لها بـ :$f{c}_{28}$ والرقم يدل على عمر الخرسانة بالأيام.

ملاحظة

قيمة المقاومة $f{c}_{28}$ تتوقف على صنف الاسمنت وشروط الإنجاز والمراقبة الميدانية. لما التحريضات تؤثر على الخرسانة في زمن أقل من 28 يوم، نرجع إلى المقاومة $f{c}_j$ حيث ” j ” هو عدد الأيام.

و تكون قيمتها : لما : $f{c}_{28}⩽40MPa$

$f{c}_j=\frac{f{c}_{28}\cdot j}{4,76+0,83\cdot j}$

تصبح العلاقة :

$f{c}_j=\frac{f{c}_{28}\cdot j}{1,40+0,95\cdot j}$

المقاومة المميزة للشد : $f{t}_{28}$

و هي معرفة بالعلاقة

$f{t}_j=0,6+0,06\cdot fcj$

العلاقة صحيحة من أجل $f{c}_{28}<60MPa$

الفولاذ

على عكس الخرسانة، فإن الفولاذ يقاوم الانضغاط والشد على حد سوى وبصفة جيدة. الخصائص الميكانيكية المستخدمة أساسا في مراقبة حد المرونة يرمز لها بالرمزfe. الفولاذ المستعمل في الخرسانة يكون عبارة عن قضبان تتميز بما يلي : (الشكل - المرونة) حد المرونة المتفق عليه.

الفولاذ المتداولة

• القضبان الملساء الدائرية Fe E 215 وFe E235 توافق حد المرونة المتفق عليه 215 Mpaو235.
• القضبان الخشنة Fe E 400 و Fe E 500 توافق حد المرونة المتفق عليه Mpa 400 و Mpa 500

أقطار القضبان المتداولة في الأسواق : 6 – 8 – 10 – 12 – 14 – 16 – 20 – 25 – 32 – 40 مم في النوعين. معامل المرونة الطولي: ES= 200000 Mpa

الخرسـانـة المسلحــة فـي الحـالات الحديــة B.A.E.L.91))

تعريف

تسمى قوانين B.A.E.L بأنها القوانين التقنية لإنشاء وحساب المنشآت المنجزة من الخرسانة المسلحة باستخدام طريقة الحالات الحدية.

مجـال استخدامها

تستخدم هذه القوانين على الخرسانة المسلحة في الحالات التالية :

• الخرسانة المسلحة تحت تأثير محيط لا يبتعد كثيرا عن العوامل المناخية العادية (الحرارة العادية).

• الخرسانة المسلحة المشكلة من حصويات طبيعية عادية.

• الخرسانة المسلحة المركبة من إسمنت تركيزه على الأقل 300 كلغ / م³ والذي تحتوي على مواد مضافة قليلة. (Peu D'ajout).

المجــالات التــي لا يمكـن استخدامها فيهـا

• المنشآت أو المشاريع المنجزة من خرسانة غير مسلحة.
• الخرسانة المسلحة منجزة من حصويات خفيفة
• المنشآت أو المشاريع منجزة من خرسانة وهياكل فولاذية.
• المنشآت والمشاريع المعرضة لدرجة حرارية ذات مصدر مختلف عن العوامل الطبيعية.

تعريـف الحالـة الحديـة (État limite)

نسمي حالة حدية حدود مجال الأمان التي تجاوزها قد يؤدي إلى الوقوع في وضعية غير مرغوب فيها قد تؤدي إلى انهيار أو عدم استقرار المنشأ أو عدم استغلاله في ظروف عادية التي من أجلها أنجز.

أنـواع الحـالات الحديـة

و تنقسم إلى مجموعتين رئيسيين:

الحالـة الحديـة النهائيـة الأخيرة : E.L.U

وتشمل كلا من :

• الحالة الحدية للتوازن الستاتيكي (الانقلاب).
• الحالة الحدية للمقاومة (الانهيار).
• الحالة الحدية لاستقرار الشكل)الانبعاج (

الحالـة الحديـة النهائية للتشغيل: E.L.S

وتشمل كلا من :

• الحالة الحدية لانضغاط الخرسانة.
• الحالة الحدية لانفتاح الشقوق.
• الحالة الحدية للتشوه.

حساب التحريضات

حالة الحد النهائي الأخير

1.35G+1.50Q G: الحمولة الدائمة Q:الحمولات المتغيرة أو حمولات التشغيل

===== حالة الحد النهائي للتشغيل ===== G+Q

فــرضيات الحسـاب في الحالـة الحديــة النهائية الأخيرة للمقاومــة E.L.U.R

1. مقاومة الشد بالنسبة للخرسانة مهملة.
2. فرضية المقاطع المستقيمة قبل التشوه تبقى مستقيمة بعده، فرضية NAVIER.
3. لا يوجد أي انزلاق بين الفولاذ والخرسانة وهذا يؤدي إلى التساوي في التشوهات eb= ea
4. التقلص الوحدوي للخرسانة محدود بـ :2 ‰ = eb الانضغاط البسيط)

                                   الأعمدة (3,5 ‰ e=الانحناءالبسيط)  الروافد. 

1. التمدد الوحدوي الاعظمي للفولاذ محدود بـ : es = 10 ‰.
2. مهما كان تشوه المقطع فإنه يمر بأحد المدارات الثلاثة A ، B ، أو C والتي سيتم تعريفها لاحقا.

§قاعــدة المحــاور الثلاثة) المدارات) Méthode des Trois Pivots ”“

§إن المشكل يقتضي إيجاد وضعيات الحد لمخطط التشوهات لمقطع ما، بحيث لا نتجاوز تشوهات الحد التي عينت سابقا، حيث المقطع يكون معرض لحالة الحد الأخير لمختلف التأثيرات : الشد البسيط، الانضغاط البسيط، الانحناء البسيط. التفكير الذي أجري فقط على التشوهات يؤدي بنا إلى قاعدة المحاور الثلاث

§المحور A يناسب تمدد وحدوي بـ ‰10 للفولاذ الأكثر شدا.

§المحور B يناسب تقلص وحدوي بـ ‰3.5 في الخرسانة لليف الأكثر انضغاطا.

§. المحور C يناسب تقلص وحدوي بـ 2 ‰في الخرسانة لليف الواقع على3/7 h من الليف الأكثر انضغاطا.

حالة حد التشغيل بالنسبة لديمومة الهيكل:

التحقيقات التي يجب القيام بها خاصة بحالة حد الانضغاط للخرسانة, وحالة حد افتتاح التشققات

1-فرضيات الحساب:

---

الحسابات تكون حسب الفرضيات التالية، والتحريضات نتحصل عليها حسب ترتيب التأثيرات (G+Q).

المقاطع المستقيمة قبل التشوه تبقى مستوية بعد التشوه.

لا يوجد انزلاق نسبي بين تسليح الفولاذ والخرسانة. الفولاذ والخرسانة يعتبران مادتان مرنتان طوليا ويهمل الانكماش والتشوه البطيء للخرسانة. الخرسانة المشدودة مهملة. اصطلاحا، النسبة بين معاملات المرونة الطولية للفولاذ والخرسانة أو معامل التكافؤيساوي :n = nEs/Eb= 15 لا ننقص مساحات الفولاذ من مساحة الخرسانة المضغوطة -حالة حدية لانضغاط الخرسانة: إجهاد الانضغاط للخرسانة يجب أن يساوي: ƒcj × 0.6 ≤ σ’bc بالنسبة للروافد مستطيلة المقطع في الانحناء البسيط ولما يكون التسليح من الفولاذ Fe E400, يمكننا عدم التحقق من إجهاد الضغط للخرسانة لما يكون ارتفاع المحور الحيادي في حالة الحد النهائي الأخير (E.L.U) على الأكثر يساوي:

          	yu/d  ≤ (g – 1) / 2 + 0.01ƒcj 

حيث g : يمثل النسبة بين العزم النهائي وعزم التشغيل g= Mu / Mser ƒcj : مقاومة الخرسانة ووحدتها(MPa)

-2-حالة تشققات ضارة:

---

تكون التشققات ضارة لما تكون العناصر معرضة للعوامل المناخية كالأمطار والرطوبة أو تكون في بعض الأحيان مغمورة في الماء العذب في هذه الحالة يجب إتباع القواعد التالية } 110√η.ƒtj ; 2/3 { min ≥ σs 1.3، باستثناء القضبان التي لها قطر أقل من 6 مم فإن η= 1.6 للقضبان ذات ا لتلاحم العالي η : معامل التشقق. 1 =η للدوائر الملساء

• قطر القضبان القريبة من الجوانب يساوي على الأقل 6مم.
• قضبان (Armature de Peau) تكون موزعة بالتوازي مع الليفة المتوسطة للرافدة ذات الارتفاع الكبير ومقطعها يساوي على)الأقل (3 cm²/ml لواجهة رافدة

.*لما تكون القضبان المشدودة قطرها أكبر من 20مم، يجب أن تكون المسافة الأفقية بين محوري قضيبين متتاليين أصغر أو تساوي 4ØL.

-3-حالة تشققات ضارة جدا:

---

تكون التشققات ضارة جدا لما تكون العناصر معرضة لوسط عدواني أو عدائي مثل ماء البحر أو الجو البحري كالضباب البحري، الماء المقطر وبعض الغازات, في هذه الحالة لدينا القواعد التالية:

• إجهاد الشد للتسليح محدد بـ:

. } 90√η.ƒtj ƒe ; 1/2 { min ≥ σs

• قطر القضبان القريبة من الجوانب يساوي على الأقل 8مم.
• تسليح (Armature de Peau) للروافد ذات الارتفاع الكبير له مقطع يساوي على الأقل (5 cm²/ml) لواجهة رافدة.
• لما يكون قطر القضبان المشدودة أكبر من 20مم التباعد بينها يساوي على الأقل 3ØL

---

المراجع: 1-المهندس معمر حميزي، سلطاني علي، لونيس سليمان: الخرسانة المسلحة