أنواع الأعمدة الخرسانية
مرحبا أعزائي متابعين مدونة روئ إعمار الهندسية ، تحت عنوان الأعمدة الخرسانية سنتعرف على انواع الاعمدة من حيث الشكل والحجم والنوع. وطريقة تنفيذه ، كما سنذكر بإيجاز تطبيقات وظائف الاعمدة المسلحة، ثم سنستنتج نسبة تسليح الحديد في عمود يحمل 150 Ton تقريباً ، وبالأبعاد 20cm ×80cm من مساحة الأعمدة.
وتجدر الإشارة إلى أن نسبة الخرسانة من مساحة الأعمدة 99% ، وتكون نسبة 1% هي نسبة مساحة الحديد من مساحة القطاع العرضي ، وتكون العلاقة بين أقل و اقصى ارتفاع للاعمدة هي الزيادة او النقص في قطر الحديد المستخدم في جميع انواع الأعمدة الخرسانية.
ماالمقصود بالعمودالخرساني؟هو عضو إنشائي يحمل القوي الرأسية المنتقلة إليه من الأعضاء الإنشائية ويحمل حمل محوري و قوى ضاغطة وعزم .
ومن منطلق تعريف أعمدة البناء يتضح عدم وجود أشكال ثابتة في تصميم الأعمدة المنفردة ، ولكن يمكن تصنف الاعمدة ضمن تصنيفات متعددة من حيث العرض والطول والنحافة شكل وحجم . كما اننا سنورد الأمثلة في إستكشاف قوة و صلابة الأعمدة في المبنى ، و تطبيق قانون الإنبعاج في الأعمدة الخرسانة.
 |
| الأعمدة الخرسانية الطويلة. |
أو يمكن تعريفه حسب الكود الأمريكي ACl
هو العضو الذي يكون نسبه الطول إلى أقل مسافه عرضية .
أهمية الاعمدة في البناء
تكثيف الكانات |
الغرض الأساسي من الأعمده هو نقل الأحمال( قوى راسيه ، قوي قص ، عزوم )من المنشأ إلى القواعد ويستخدم بشكل رئيسي لتحمل القوي الضاغطة الرئيسية ...
ترتيب الأعمدة الحاملة.
عدم وجود عمود في الواقع معرض لقوى ضاغطة خالصة ، ومركزة في مركز العمود .ويرجع السبب إلى أن تطبيق وترتيب الأعمدة لا يكون منتظم 100% مما ينتج عنه إزاحة صغيره يتولد عنها عزوم .أنواع الأعمدة الخرساتية حسب الشكل.
هناك الكثير من الأنواع والأصناف للأعمدة وسيكون كتابتنا بإختصار حسب
متى تستخدم الأعمدة المستطيلة ؟
يستخدم العمود المستطيل عندما تكون أغلب العزوم الكبيرةفي إتجاه واحد .
ماهو السبب الرئيسي الذي جعل أغلب المصممين المهندسين تفضيل الأعمدة المستطيلة ؟
تركيب العمود المستطيل |
السبب هو ألاسهل في التصميم،والتنفيذ ، وآلية العمل ، لذلك تستخدم الأعمدة المستطيلة في أغلب المنشئات بنسبة كبيرة مقارنة بالأنواع الأخرى .
حساب مساحة الحديد في الأعمدة.
يجب أن تكون نسبة 1% هي نسبة مساحة الحديد في مقطع الأعمدة ، ويجب ان تكون نسبة الخرسانة من المقطع 99% وهذا معيار مهم في تصميم الأعمدة الخرسانية.
فلو فرضنا أن الطول للعمود = 80cm ، والعرض = 20cm ، فإن مساحة مقطع العمود = 80cm × 20cm =
1600cm^2
ومنه فأن نسبة مساحة المقطع في تسليح حديد الأعمدة = 1600cm^2 × 0.01 =
16سنتمير مربع.
وكذلك أيضأ يجب أن تقسم مساحة الحديد على الرقم 2 ، فيكون 16÷ 2 =
8 سيخ. فإذا أستخدم قطر التسليح 16 فاي فيمكن التحقق من ذلك :
1.6 + 1.6 + 1.6 + 1.6 + 1.6 + 1.6 + 1.6 + 1.6 × 1.6 =
20.48cm^2
أو تحسب 6.40cm × 3.20 cm =
20.48 cm ^2
حيث تعتبر قيمة خاطئة ، والصحيح: يجب أن يكون قطر الحديد المستخدم في تسليح الأعمدة قطر 14mm ، ولتحقق من ذلك:.
قطرالسيخ = 1.4cm
ومنه : تكون المساحة الحديد في العمود= 2.80cm × 1.4 × 4 =
15.68cm^2
وهي القيمة الفعلية
كما يمكن أن يكون قطر الحديد في الأعمدة 16mm، وهذا يعني أن عدد الاسياخ الرأسية ستكون أقل ، ويستخدم قطر أكبر في تسليح الأعمدة .
ولو تحققتا ذلك في المثال السابق لوجدنا أن مساحة 6 أسياخ من قطر 16mm =
3.20cm × 1.6 cm × 3 =
15.36cm^2
وكذلك أيضأ : يجب ان تكون مساحة الخرسانة في المقطع = 1600cm^2 × 0.99 =
1584سم مربع.
الأعمدة الدائرية
متى تستخدم الأعمدة الدائرية ؟
تعرف بأنها؛ أعمدة دائريه المقطع ويستخدم العمود الدائري عندما تكون معرضه لعزوم متغيرة في جميع الاتجاهات ، وتكمن عيوبها في صعوبته التصميم و التنفيد .كذلك صنفت الأعمدة حسب التسليح المستخدم (الطولي أو العرضي) .
(قوى رأسيه ، قوى قص ، عزوم )وهي كالتالي ... الخ
أنواع الأعمدة حسب التسليح.
• الأعمدة المحزمه الكانات
• الأعمدة الحلزونية .
• الأعمدة المركبة .
• الأعمدة المجمعة.
• الأعمدة ذات الأنابيب الحديدية .
• انواع الأعمدة الخرسانية النحيفة: هي ثلاثة أنواع؛
النوع [2] الأعمدة التي يكون إرتفاعها إلى أقل عرض فيها أكثر من 3، وهذه الاعمدة يحدث لها إنهيار عندما يصل إجهاد الخرسانة و إجهاد حديد التسليح إلى الخضوع وتسمى أعمدة خرسانية متوسطة.
 |
| الأعمدة الطويلة |
وهذا ناتج عن تولد عزوم في الأعمدة ناتجة عن حدوث إنحراف.
مشاكل إنهيار الأعمدة الطويلة.
ويتم تصميم الأعمدة الخرسانية حسب الكود الأمريكى. بان يكون الإنفعال في الخرسانة والحديد يتناسب تدريجيا مع المسافه بين المحور المحايد، كمايجب أن تكون القوى في حالة اتزان كامل مع المقطع ، وتكون اكبر قيمة الانفعال لإنفعال الخرسانة إنضغاط هو [ 0.0003 ]، ويهمل اجهاد الخرسانة للشد، ويكون إجهاد الحديد fs=Es×معامل E وأن المساحة المعرضة للضغط الخرسانة يمكن أن تأخذ مساحة المستطيل والذي يطلق عليه مكعب إجهاد الخرسانة هو [ '0.85fc ]
ومن الخطا ايضاً : وجود الأعمدة الطرفية الحاملة للكوابيل بداخل الغرف في الطابق العلوي، وتغير إتجاه العمود في الدور الثاني بسبب الخطاء الناتج بعد التصميم .
للإطلاع على مقالة تخصير الاعمدة بعد الصب يمكنك قراءة المزيد من هنا
، وتسليط حمل زائد على العمود الخرساني
زيادة تحمل الخرسانة للأعمدة. بالإضافة إلى وجود عوامل أخرى، نذكر منها: زيادة نسبة الماء في خلطة الأعمدة، وإستخدام قوالب صب منتهية الصلاحية، واستخدام الرمل الناعم في الصب واهمال رش القالب الخشبي قبل الصبة و تحريك حديد العمود وفك شدة العمود قبل 48 ساعة، والصب في الوقت الحار من النهار.
تعريف إكس العمود الخرساني ؟
هو منتصف مساحة العمود أو ما يسمى بأكس العمود ، وهو عبارة عن تنصيف خط نحيف للعمود بحيث يقطع منتصف العمود الطولي والعرضي بمسافة معلومة من مسافة سناتر العمود الخرساني المجاور ومن خلال هذا الشكل يمكنك التعرف على سنتر العمود.
 |
| سنتر العمود الخرساني |
للاطلاع على مقالة ترحيل الأعمدة الخرسانية قبل التنفيذ يمكنك قراءتها من هنا
تنفيذ الأعمدة الخرسانية.
اولا : يتم تأكيس العمود أو تحطيط حطة العمود وهو ما يسمى بالأوفوست، ثم يجمع ويركيب القالب الخشبي، ويتم تجهيز النهيز الخشبي في 3 إتجاهات، ثم يوضع حديد العمود الجاهز في القالب، ويقفل العمود و وتكون التقوية ثم يوزن الوزنية الرأسية ، ثم تمرر خيط في إتجاه وجه الأعمدة
، و بعدها يكون صبة الأعمدة الخرسانية من إرتفاع لايزيد عن 200سم.
أغراض تصميم الاعمدة الخرسانية الصغيرة.
 |
| تصميم مقطع العمود |
يبدأ تصميم الأعمدة من أصغر مقطع عمود بمساحة مقطع 20 سم × 20 سم ويمكن استخدامه في تنصيف شقتين متجاورتين من المبنى ليكون وظيفة: أن يحمل حمل مساعد ومساند، كما يستخدم في أغراض الزينة الجمالية المعمارية.
 |
| تصميم الأعمدة حسب الوظيفة |
نجارة الأعمدة المسلحة.
 |
| تركيب العمود المربع |
تسليح الأعمدة المربعة.
الأعمدة الخرسانية الفرعونية.
•زيادة مقاومة دفلكشن الكمرة الكابولية الطائرة
• زيادة مساحة مقطع المسند أو الركيزة الحاملة
• تحسين المنظر الجمالي و المعماري في المباني .
أعمدة ربع دائرة.
هي أعمدة تستخدم في بناء زاوية أو ركن المبنى من الحجر أو الرخام أو الخرسانة لاجل إنشاء مظهر معماري جميل.
الأعمدة الخرسانية المفرغة.
هي أعمدة مجوفة ومفرغة من الداخل ومحاطة بالحديد والخرسانة من الخارج وتندرج تحت أنواع الأعمدة الدائرية في الغالب ولها أهمية كبيرة في تخفيف الوزن الذاتي للعمود المستند على السطح، وأكثر إستخدام شائع للاعمدة المفرغة هي منارات مأذن المساجد حيث يتم زراعة العمود المفرغة في أحد زاوية سطح المسجد فيتكون من 4 أعمدة صغيرة 3 أعمدة منها مستندة على كمرات السطح و 1 عمود مرتكز على البلاطة لتجمع هذه الأعمدة في عمود واحد مجوف في المنتصف والعرض من التجويف هو التخفيف من وزن العمود وأهم عامل مساعد للذلك، كما أن جساءة تصميم العمود المجوف المزروع أيضاً مهمة ليكون العمود ثابتاُ في مقاومة قوى الرياح ويمكن أن يمتد طول العمود المجوف إلى الأعلى إلى 8 أمتار ولكن يستلزم تقسيم الطول الكلي الي 3 أقسام مع زيادة الفراغات كلما أزداد إرتفاع العمود ونذكر مثال بسيط لذلك.
صور الأعمدة المجوفة.
توضيح بالرسم كيفية إنتقال الأحمال في الأعمدة الخرسانية.
حساب الإنبعاج في الأعمدة.
إذا لم يتقيد المصمم بتصميم الأعمدة الطويلة وفق الكود فأن أخطاء التصميم في الأعمدة من هذا النوع ستؤدي إلى تولد قوى الإنبعاج والتي تسبب في إنهيار الأعمدة الخرسانيةمثال
يتكون العمود من 3 أبعادالطول▪ السماكة ▪الإرتفاع
فيمكننا القول بأن البعد المولد لقوى الإنبعاج في الأعمدة هو سماكة العمود
حساب إنبعاج الأعمدة من خلال العلاقة التالية
سماكة العمود = Constant 0.066 × إرتفاع العمود
مثال توضيحي لذلك
ماهو أقل عرض في العمود الذي يبلغ إرتفاعه 6 متر
الحل
أقل عرض للعمود = 6 م × 0.066 =
0.396 متر وهذا = 40 سم
عزم الأعمدة المسلحة.
تنقسم عزوم الأعمدة إلى عزم رئيسي إبتدائي وعزم ثانوي حيث يزداد عزم العمود عند الحواف والأطراف وعلى عكس ذلك يقل عزم العمود في المنتصف .ومنه يحدد المهندس المصمم وظائف الأعمدة حسب معرفة قيمة الإنحراف والعزم للعمود ودراسة حمل العمود و وضعية مكانه للأنواع المختلفة في الأعمدة القصيرة والطويلة في الضغط والشد أو عدم التناسب في الوظيفة.
تسليح الأعمدة حسب الوظيفة.
عملية تسليح العمود تكون على خطوتين تبدأ بتحديد حديد التسليح الراسي أو الطولي نحو الأعلى وهو تسليح العمود الأساسي الذي يقاوم قوى الضغط والإنحناء ،ومن ذلك يحدد أقل تسليح عمود بعدد أربعة أسياخ طولية في زوايا الكانة للعمود المربع أو المستطيل. وبنفس الصدد يحدد أقل تسليح طولي في الأعمدة الحلزوني بعدد 6 أسياخ، وتجدر الإشارة في اقل تسليح للاعمدة بأنها يوضع في كل زاوية كانة العمود سيخ طولي مهما اختلف أو تغير شكل ونوع العمود عن التصميمات المألوفة والمعروفة ، كذلك أيضاً يراعى عدم زيادة المسافة بين أسياخ تسليح العمود أكثر من 15 سم.
وظيقة العمود S.
 |
هو عمود خرساني متموج من الأعلى الأسفل بقطاع ازدواج مكافئ بشكل حرف إس
الأعمدة في السلالم.
 |
غالباً تصمم إتجاه الأعمدة الحاملة السلم بإتجاه السلم في الداخل والخارج ولذلك لرفع زيادة مقاومة الحمل الذاتي للسلم.
وهكذا نكون قد قدمنا لكم أهم متطلبات في تصميم أغلب أنواع الأعمدة الخرسانية.