الحديد المسلح



الحديد المسلح... تحديد معايير الاستخدام.

الحديد المسلح... تحديد معايير الاستخدام.

إرشادات عن الحديد المسلح

21/03/2021

يلقي المعهد الأمريكي للخرسانة الضوء على بعض الوثائق الهامة التي توفر الإرشادات اللازمة لممارسات الحديد المسلح لبناء الخرسانة.

بالإضافة إلى تطوير المتطلبات التنظيمية لأعمال الخرسانة، فإن المعهد الأمريكي للخرسانة يصدر العديد من الكتيبات والإرشادات والمواد التعليمية التي أعدت لمساعدة المتخصصين في العمارة والهندسة والبناء على التعاون معًا والالتزام بأفضل الممارسات.
وفي حالة الحديد المسلح للأعضاء، فإن مطبوعات المعهد توفر إرشادات خاصة عن تصميم المادة والتصنيع والاستخدام، خاصة قانون 318-19: «متطلبات قانون البناء للخرسانة الهــيكــــليـــة»، و:(21) 17-MNL «كتيب تصميم الخرسانة المسلحة (رهن الطباعة)، و:(20) 66-MNL: كتيب تفصيلي من المعهد الأمريكي للخرسانة».
يوضح قانون 318-19 الحد الأدنى من المتطلبات لتصميم وبناء الخرسانة الهيكلية اللازمة لضمان صحة وسلامة الجمهور العام، وتوجه تلك الإرشادات إلى المهندس المسؤول عن أعمال التصميم الهيكلي وتطوير مستدات العقود، وكذلك إلى مسؤولي المبنى المسؤولين عن تطبيق تلك المتطلبات. وقد تم إدراج الصيغة النهائية في قانون البناء الدولي لعام 2021.
يوفر كتيب :(21) 17-MNL معلومات عامة لتوضيح التصميم الكلي والمتطلبات التفصيلية لهيـــاكل المــبانــــي  الخرســانية بالحديد المسلح. ويشتمل على نماذج لمختلف أنواع الخرسانة الملحة، بعضها يستند على مباني تصورية لتزويد القارئ بمحتوى مفهوم.
أما :(21) 66-MNL فيوفر الإجابات للأسئلة المتكررة عن الخرسانة المسلحة ويستهدف مهندسي التصميم والمعماريين وطلاب الهندسة. وينقسم الكتيب إلى ثلاثة أقسام:
?    قســـم 1 ويشـــــتمل علــــى نســــخة مــــــــــن :18-315-ACI-PRC «إرشـــــــــــــادات لعرض تصميم الخرسانة المسلحة التفصيلية».
?    قسم 2 ويشتمل على تفاصيل فردية مع المتطلبات ذات الصلة.
?    قسم 3 ويشتمل على تجميع لمقالات تم اختيارها لعلاقاتها بالخرسانة المسلحة التفصيلية.
كما يشتمل الكتيب أيضًا على ملاحق مع جداول توضيحية عن منطقة المقاطع المستعرضة والوزن والقطر والحد الأدنى من أعمدة التسليح التي يتم وضعها في الكمرات، وخصائص أعمدة التسليح، ونسب أطوال الأعمدة.
ويســـــــــــــــاعـــــــــــــد :(20) 66-MNL قســــــــم 1، و :18-315-ACI-PRC المتخصصين المعتمدين في التصميم على التواصل مع مصنعي وواضعي الحديد المسلح. أما :18-315-ACI-PRC فيوفر الإرشادات والمعلومات اللازمة عن تفاصيل التصميم لجميع الفئات، بما في ذلك المعلومات التي يتم اشتقاقها من برمجيات نمذجة معلومات البناء (BIM). ونظرًا لأن الرسومات الهيكلية ومواصفات المشروع يشكلان وثائق العقد، فإن 18-315-ACI توفر وصف تفصيلي وأمثلة على محتوى الرسومات (مثل الملاحظات والرسومات والمساقط والجداول وغيرها)، فضلا عن التوصية بتصميم الصفحة. ويشتمل على توصية بشأن ترتيب الصفحات والجداول في الرسومات المستكملة. إن المعلومات المعروضة في :18-315ACI-PRC تتناسق مع متطلبات وتوصيات وثائق المعهد الأخرى، بما في ذلك 318-ACI Code، و 301-ACI Spec، و 317-ACI Spec، و 131.1-ACI PRC، و 132- ACI PRC.

تصميم أعمدة الحديد المسلح ووضعها وتصنيعها
يعتبر متخصصو التصميم المعتمدين هم المسؤولين عن تصميم المقاطع المستعرضة لعناصر الخرسانة، مع تحديد التسليح المطلوب، والمنطقة، ومراجعة رسومات التصنيع، بما في ذلك حجم عامود الحديد المسلح والكميات والمواقع والأماكن والإزاحة والتغطية والهندسة ونقاط الانتهاء والتفاوت لضمان توافقها مع وثائق العقد.
ويقوم المعهد الأمريكي للخرسانة بتعريف التفاوت على أنه «الانحراف المسموح من الأبعاد والمواقع والكمية المحددة»، ويمكن أن يكون له تأثير على غطاء الخرسانة وقوتها وقدرتها. ولكن من ناحية أخرى من الضروري وجود انحرافات مسموح بها ليكون بناء الخرسانة ممكنًا وعمليًا من الناحية الاقتصادية.
ويتـم إلقاء الضوء على اعتبارات التفاوت في :(20) 66-MNL قسم 1، و 18-315-PRC: ارشادات حول عرض تفاصيل الحديد المسلح، الفصل 3: الاعتبارات العامة. هذا الفصل يدعو متخصصو التصميم المعتمدون إلى الأخذ في الاعتبار الجمع بين عدد من التفاوتات حيث يتم وضع أنواع أو قطع متنوعة من الحديد المسلح بجانب بعضها البعض. ويمكن لتفاوت التصنيع وتقارب الحديد المسلح والأعمدة ذات الرؤوس وغيرها من مستلزمات التقوية وقوالب الصب أن يخلق نوعًا من التعارض وهو ما يمكن حله في  موقع العمل. الوثائق المرجعية للتفاوت هو 10-117-PRC Spec: «مواصفات التفاوت لبناء ومواد الخرسانة (10-117-PRC Spec)، والتعليق المعتمد لعام 2015».
وخلال عملية البناء، فإنه يتم ضمان المراجعات في بعض الأحيان سواء بسبب التغييرات في نطاق العمل (عادة ما يتم ذلك من خلال المالك)، أو بسبب الظروف غير المتوقعة. وبالتالي، يتعين على المصممين الانتباه إلى مصادر المشكلات الشائعة عند مراجعة وثائق البناء، ومراجعة الرسومات، وأبعاد الرسومات، وإمكانية تنفيذ الأعمال المراجعة، واستخدام الوصلات الميكانيكية، وتعزيز درجات الحديد المستخدمة في مشروع، وعمليات القطع والثني في الأعمدة.
بالنسبة للرسومات، فإن توصيات 315-ACI PRC تنص على أن المراجعات يجب أن تكون في السحابة، بحيث يتم وضع كل سحابة حول كل مراجعة بدلا من رسم سحابة كبيرة حول العديد من المراجعات. وفي حالة وجود أكثر من مراجعة خلال عملية البناء، فإنه يتعين على مهندس التصميم ضمان استبعاد كل السحب السابقة من الرسومات قبل وضع مراجعة جديدة. ويجب على متخصصي التصميم الإشارة على الرسومات المراجعة أين يمكن استخدام المثبتات الميكانيكية، ووضع الحدود مثل المساحات والإزاحة. كما يجب تحديد نوع الوصلات مع المصنع إذا كان ذلك مهمًا. إذا تم استخدام أكثر من درجة من الحديد وتم استخدام طلاء واحد في المشروع، فإنه يجب على متخصصي التصميم تحديد مكان استخدامهم بدقة. ويحدد 315-ACI PRC الحالات التي يجب على متخصصي التصميم تحديد محيط القطع والثني للأعمدة المستخدمة بالفعل.
البنود الحديثة
يتم تحديث معايير وبنود المعهد الأمريكي للخرسانة بما يعكس التطورات في علم المواد. بالنسبة للحديد المسلح، فإن التقدم في صناعة التعدين قد أسفر عن إنتاج أعمدة بقوة مضاعفة عن ما كانت عليه منذ عدة عقود مضت. وبالرغم من ذلك، وحتى وقت قريــــب، كانت قوانين البناء الخاصة بالحديد المسلح مقصورة على أبحاث تم إجراؤها منذ عقود طويل.
إن الأعمدة التي يتم إنتاجها اليوم قادرة على مقاومة ضغوطات أكبر عن الأعمدة المنتجة في وقت سابق المصنعة من درجات أقل. وبالتالي فإن 19-318-ACI Code يشير إلى المتطلبات الجديدة لخصائص الحديد عالية القوة، وبالتالي التغييرات المتعلقة بالحد الأدنى من متطلبات الاتساق، ومتطلبات التطوير، وأطوال الأعمدة وإضافة الأعمدة ذات الرؤوس.
إن برامج الأبحاث واسعة النطاق قد ساهمت في زيادة معرفتنا بالسلوك الهيكلي للعناصر والبيانات الاضافية وقوة الخرسانة وقطر الأعمدة والمسافات بين الأعمال ومستوى التقوية. هذه المعلومات أتاحــــت التعـبير عن التصميم لتطوير أطوال الأعمــــدة المســـتقــــيمة، والخــــطافات القــياسية، وأعمــــدة الحــــديد المســــلح المشوهة، بحيث تتناسق مع 19-318-ACI Code.
ومع توجه التحديثات إلى مناقشة الأعمدة عالية المقاومة، فإنه من المتوقع أن تتبنى الصناعة تلك الأعمدة. ويجب أن ينعكس ذلك في خفض الاكتظاظ بين عناصر الحديد المسلح، وهي تعتبر ميزة من حيث التعامل مع سحب التفاوت. إن زيادة استخدام الأعمدة عالية المقاومة يجب أن يسفر عن سهولة وضع الخرسانة وخفض الوقت والعمالة.
بالنسبة لمقاومة الزلازل، فإنه يتم تصميم الإطارات الخرسانية الخاصة للحصول على كمرات وأعمدة ووصلات يمكنها مقاومة القوى المختلفة. وبالمثل، فإنه يتم تصميم الجدران الخرسانية الهيكلية المسلحة لمقاومة هذه القوى. ويتيح 19-318-ACI Code حصول الإطارات على درجة ASTM A706 درجة 550 من الحديد المسلح، بينما يمكن للجدران الهيكلية الحصول على ASTM A706 درجة 550 ودرجة 690  من الحديد المسلح. ولاستيعاب الدرجات الأعلى، تمت إضافة قيود جديدة على الربطات والمسافات وأبعاد وصلات الكمرات والأعمدة والتي من شأنها المساهمة في تحقيق أداء أكثر اعتمادية للأنظمة الهيكلية الخاصة. ولم يعد المعيار الجديد يتيح استخدام درجة 280 من الحديد المسلح في التطبيقات الخاصة بمقاومة الزلازل.




المزيد من الأخبار



مواضيع ذات صلة