قضيب شد القوالب D12: سعة التحمل وهندسة السن
> الخلاصة > - ما هو D12 فعلاً يهم قبل جدول السعة. > - الـ"12" ليست قطر القضيب، والفرق ليس نظرياً. > - يُتحقق من السعة باختبار الشد بالدفعة.
D12 هو أكثر قضبان الشد الصغيرة شيوعًا في القوالب، وهو الأكثر استخدامًا خارج النطاق المصمَّم له. فهو اسميًا سنّ بمقاس 12 mm، بوزن نحو 0.74 kg/m، ويُورَّد عادةً بأطوال بين 200 mm و6000 mm، ويُستخدم مع صامولة قرصية 100 mm. إنه رخيص وخفيف وصالح في كل مكان، ولهذا ينتهي به المطاف في الجدران الرقيقة ولوحات الحشو والمنشآت الثانوية والأعمال المؤقتة. وهذه الشمولية نفسها هي المشكلة: فهو يُطبَّق على جدران قص بسماكة 300 mm عند معدلات صب مرتفعة، وتُنسخ قيمتاه 35 kN و50 kN إلى جداول الحساب كقيم تصميمية، ويُستعاض بالقضيب العادي ذي السنّ 60° عن السنّ شبه المنحرف من دون تفكير.
بيانات الإنتاج والاختبار الخاصة بنا متاحة عند الطلب — راجع كيف يعمل مصنعنا وتواصل مع الفريق الهندسة.
تتناول هذه المقالة السلسلة كاملة — هندسة السنّ، وانخفاض المقطع، ودرجة الفولاذ، والفرق بين سعة مضمونة وحمل مسموح، وملاءمة تجهيزات التثبيت، وطريقة اختيار مبنية على سماكة الجدار ومعدل الصب. وكل معادلة تذكر رموزها ووحداتها، وكل مثال محلول يحمل نتائجه الوسيطة بحيث يمكنك التحقق منه على آلة حاسبة.
D12 هو قضيب ربط للقالب ذي قطر رئيسي اسمّي للخيط يبلغ ١٢ مم، ويُستخدم في تطبيقات مختلفة للقالب. السعة المضمونة تشير إلى الحمل الذي تصل إليه الحزمة عند الحد الأدنى لمقاومة الشد للمادة، بالقرب من نقطة الكسر. الحمل التصميمي المسموح به يعني السعة المضمونة مقسومةً على عامل أمان، وعادةً ما يكون ٢٫٠، ويُستخدم في التصميم الإنشائي. الخيط شبه المنحرفي هو ملف خيطي بزاوية جانبيّة قدرها ٣٠ درجة، ويوفر مقاومة أفضل للتآكل وخصائص ذاتية للقفل مقارنةً بالخيط المتري ذي الزاوية ٦٠ درجة. المساحة الفعّالة هي المساحة المقطعية لقضيب الربط بعد أخذ التخفيض الناتج عن الخيط في الاعتبار، وتُستخدم في حسابات المقاومة.
ما الذي يحسمه هذا الدليل
لنبدأ بالخلاصة. D12 قضيب شد منخفض السعة، خفيف الوزن، عالي التنوع. وهو الخيار الصحيح عندما يبقى الحمل على القضيب الواحد أقل بكثير من 25.0 kN في فولاذ 45# أو 17.5 kN في Q235. وبمجرد أن يقترب حمل القضيب المحسوب من هذه القيمة أو يتجاوزها، يصبح تقريب التباعد عادةً أكثر تكلفة من الانتقال إلى D15.
والأرقام التي تسند هذا القول هي التالية. قضيب D12 من 45# له سعة مضمونة تبلغ نحو 50 kN؛ وبقسمتها على معامل أمان 2.0 نحصل على حمل تصميمي مسموح 25.0 kN. أما نسخة Q235 فتعطي نحو 35 kN و17.5 kN على الترتيب. وهاتان القيمتان هما السقف الذي يمكن أن يصل إليه D12.
وبالتحويل إلى مساحة جدار: على جدار قص عادي يُصب بمعدل 2 m/h وخرسانة عند 20 °C، يكون الضغط الجانبي التصميمي نحو 68 kN/m². وعندها يستطيع D12 من 45# أن يحمل 25.0 ÷ 68.0 = 0.368 m²، أي شبكة 500 × 700 mm تقريبًا. أما D12 من Q235 فيحمل 0.257 m²، أي نحو 500 × 500 mm. وهاتان المساحتان هما الحد الفيزيائي للمنتج.
وثمة أيضًا حد اقتصادي. في الموقع، يُعد تباعد قضبان الشد دون 500 × 500 mm (مساحة مساهمة 0.30 m²) كثيفًا بالفعل، لأن تقليل التباعد يضاعف تجهيزات التثبيت وصفوف العارضة الأفقية وعمالة التركيب، وكلها لا تصغر عندما يصغر القضيب. ومن ثم تُستنتج معيارية بسيطة: يبقى D12 من 45# اقتصاديًا حتى ضغط تصميمي نحو 83 kN/m²، ويبقى D12 من Q235 حتى نحو 58 kN/m². وقد تم التحقق من هذين الحدّين مقابل أمثلة محلولة لاحقًا في هذه المقالة.
وتجدر جملة أخرى في المقدمة، لأنها تحدد ما إذا كان D12 يُستخدم استخدامًا صحيحًا أصلًا: 35 kN و50 kN هما سعتان مضمونتان، وليستا حملين تصميميين مسموحين. فهما يقابلان وصول المقطع إلى الحد الأدنى لمقاومة الشد للمادة — أي قريبًا من نقطة الانفصال. ويجب على التصميم أن يقسم على معامل أمان إضافي. والتعامل مع قيمة مضمونة كقيمة مسموحة يكافئ عمليًا ضبط معامل الأمان على 1.0 بصمت، وهو أكثر خطأ تحليلي شائع وراء حالات فشل D12.
1. ما هو D12، ولماذا لا يعني "12" قطر القضيب
D12 هو قضيب شد بقطر رئيسي اسمي للسنّ يبلغ 12 mm، مُدرفل من قضيب مدوَّر مسحوب على البارد إلى سنّ شبه منحرف، مع صامولة قرصية عند كل طرف تثبّت القالب والعارضات الأفقية معًا في مواجهة الضغط الجانبي للخرسانة الطازجة. وهو عنصر قابل للتدوير: يُفك ويُنظّف ويُقوَّم عند الحاجة ويُعاد استخدامه.

ويشير الرقم "12" إلى القطر الرئيسي للسنّ، لا إلى جسم القضيب. وهذا التمييز يهم حساب السعة مباشرةً، كما تُظهر المقاطع التالية.
كيف يحمل قضيب D12 الأحمال
قضيب الشد D12 هو سنّ مدرفل متصل واحد من دون وصلة وسيطة. ويمتد السنّ حتى قرب كل طرف، تاركًا إما مقطعًا أملس قصيرًا أو نهاية خروج للسنّ. ويمرّ القضيب عبر الثقوب المتوافقة في وجهي القالب، وعند كل طرف يمتد مسار الحمل: وجه اللوح ← العارضة الثانوية ← العارضة الأفقية الرئيسية (عادة زوج من أنابيب φ48) ← تجهيزات التثبيت (صامولة قرصية 100 mm) ← طرف القضيب البارز بمقدار 1 إلى 3 خطوات.
يؤثر ضغط الخرسانة الطازجة على اللوح أولًا، واللوح ينقله إلى العارضات الثانوية، وهذه تُحمّل العارضة الأفقية المزدوجة الأنبوب، والعارضة الأفقية تُحمّل الصامولة القرصية والقضيب، وهما يوازنان الوجهين أحدهما مقابل الآخر. وكل حلقة في هذه السلسلة عنصر إنشائي، ويظهر فشل أي منها كانتفاخ في القالب — لكن السبب الجذري يختلف في كل مرة.
وقضيب الشد هو العنصر الوحيد في السلسلة الذي يعمل في شدّ صافٍ. وكل ما عداه يعمل في الانحناء. وهذا الفرق هو مفتاح فهم منطق الاختيار: فإجهاد عنصر الانحناء يتناسب مع مربع بحرِه وانتقاله مع القوة الرابعة للبحر، بينما لا يتناسب إجهاد عنصر الشد إلا مع المساحة المساهمة التي يحملها. فإذا وسّعت تباعد قضبان الشد، ستصل العارضة الأفقية إلى حدها قبل أن يفعل القضيب ذلك.
لماذا السنّ شبه المنحرف وليس السنّ القياسي 60°
تستخدم قضبان شد القوالب سنًّا شبه منحرف تقليديًا أو مستديرًا بزاوية جناح 30°، لا 60° مثل السنّ المقياسي العادي. وهناك أربعة أسباب عملية.
جذر سنّ أسمك يقاوم التآكل والفك. فالمقطع شبه المنحرف الأساسي له عرض جذر يبلغ نحو 0.366 من الخطوة؛ أما السنّ العادي 60° فعرضه 0.25 من الخطوة أو أقل. وعند قطر اسمي 12 mm، يكون للسنّ الخشن M12 خطوة 1.75 mm وعرض جذر قريب من 0.44 mm، بينما يعطي السنّ شبه المنحرف بخطوة 3 mm عرضًا نحو 1.10 mm — أي أوسع بمرتين ونصف. وعرض الجذر الأوسع يخفّض معامل تركّز الإجهاد ويُبطئ استدارة القمة تحت التركيب المتكرر.
قوة شعاعية أقل، فيمكن أن تكون الصامولة رقيقة. فكلما كبرت زاوية الجناح، كبرت المركّبة الشعاعية التي تتحلل إليها القوة العمودية، وهي التي تدفع الصامولة إلى الخارج. وزاوية الجناح 30° تتحلل شعاعيًا أقل بكثير من 60°، فلا تحتاج الصامولة إلى جدار سميك لتحمل الشد. وهذا بالتحديد ما يجعل صامولة قرصية مضغوطة رقيقة الجدار بوجه كبير ممكنة.
زاوية تقدّم صغيرة، فتقفل ذاتيًا. فرغم الخطوة الخشنة، السنّ عميق، فتظل زاوية التقدّم صغيرة. ومع امتلاء السنّ بملاط الخرسانة، تقاوم الصامولة الارتخاء بالاهتزاز أثناء الدمك والصب. وهذا يهم أكثر ما يهم في الجدران والأعمدة العالية.
المقطع المستدير أرفق بالجذر. فالسنّ شبه المنحرف المستدير يحفظ زاوية الجناح 30° لكنه يقوّس القمة والجذر معًا. ونصف قطر الجذر الأكبر يخفّض حساسية الحزّ أكثر — إذ يمكن أن يكون معامل تركّز الإجهاد أقل بنسبة 20–30% من مقطع ذي زوايا حادة. كما يسمح الشكل المستدير للمعدن بالتدفق بحرية أكبر أثناء الدرفلة، ما يطيل عمر القالب ويترك سطحًا أكثر نعومة لا يعلق به الملاط.
والعيوب واضحة بالقدر نفسه: فالسنّ الخشن العميق له مقطع فعّال أصغر من سنّ ناعم 60° عند القطر الاسمي نفسه، كما تستهلك الدرفلة جزءًا من مقطع القضيب. ولهذا يكون لقضيب 12 mm مقطع فعّال لا يتجاوز نحو 84 mm²، بينما لا يمكن استخدام 113 mm² المستخرجة من القطر الاسمي في حسابات المقاومة.
المساحة الاسمية والفعالة ومساحة الجذر
ضع مقاطع D12 الثلاثة جنبًا إلى جنب، فتتوقف قيمة السعة عن كونها لغزًا. خذ القطر الرئيسي d = 12 mm والخطوة P = 3 mm: ارتفاع السنّ الأساسي H1 = P/2 = 1.5 mm، مع خلوص قمة 0.25 mm.
المساحة الاسمية. من القطر الرئيسي، A = π × d² / 4 = π × 6² = 113.1 mm². وهذه هي الدائرة المحيطة. وهي وصف أبعادي، لا قيمة مقاومة.
المساحة الفعالة. بعد حساب اقتطاع السنّ للمقطع الصافي، تكون القيمة المستخدمة في حساب المقاومة لـ D12 نحو 84 mm²، أي ما يعادل قطرًا 10.34 mm.
الانخفاض. 84 ÷ 113.1 = 74.3%، أي أن السنّ يزيل أكثر من ربع المقطع. وتقدير السعة من المساحة الاسمية يبالغ فيها بنحو 35%، وهذا هو أكثر الأخطاء الشائعة خفاءً.
لماذا تستقرّ المساحة الفعالة عند 84 mm² وليس أقل؟ لأن أسنان قضبان الشد مدرفلة، لا مقطوعة. فالدرفلة تُغذّي قضيبًا مدوَّرًا مسحوبًا على البارد بقطر أقل قليلًا من القطر الرئيسي في قالب درفلة السنّ فتبثق المقطع بالتدفق اللدن: تكون القطعة الأولية قريبة من قطر الخطوة، وترتفع القمة مع إزاحة المعدن، وينتهي الجذر أقل قليلًا فقط من القطعة الأولية. أما قطع السنّ فيُزيل معدنًا من القطر الرئيسي، فيقع الجذر بالضرورة عند القطر الرئيسي ناقص ضعف ارتفاع السنّ، ويكون فقد المقطع أكبر بكثير. كما تُبقي الأسنان المدرفلة خطوط تدفق المعدن متصلة لا مقطوعة، بما يوائم اتجاه ألياف السنّ والقضيب، ما يعطي أداء كُلل أفضل من السنّ المقطوع.
ويصادف أن الوزن النوعي 0.74 kg/m يؤيد استنتاج "القطعة الأولية قريبة من قطر الخطوة". فمع كثافة فولاذ 7.85 g/cm³، يزن القضيب المدوَّر m = 0.00617 × d² kg/m حيث d بالمليمتر. وبأخذ مقلوب 0.74 kg/m نحصل على قطر مكافئ √(0.74 ÷ 0.00617) = √119.9 = 10.95 mm. وهذا يقع بين قطر خطوة السنّ (10.34 mm) والقطر الرئيسي (12 mm)، وهو بالضبط الشكل الهندسي الذي تنتجه الدرفلة. والنتيجة الهندسية: جسم قضيب D12 من رتبة φ11 mm، و12 mm هو القطر الرئيسي للسنّ لا للقضيب. وتقدير الوزن بـ 0.00617 × 12² = 0.889 kg/m يبالغ بنسبة 20%، وتحصل انحرافات في حصر الشحن والتكلفة تبعًا لذلك.
وتنبيه على وحدات المقارنة. فالوزن النوعي المنشور لـ D15 وD20 (1.39 kg/m و2.47 kg/m) يتطابق تمامًا مع صيغة القطر الاسمي (0.00617 × 15² = 1.39 و0.00617 × 20² = 2.47)، بينما تقابل قيمة D12 البالغة 0.74 kg/m قطرًا مكافئًا 10.95 mm. فقد يُذكر الوزن النوعي على أساس القطر الرئيسي للسنّ لمقاس ما، وعلى أساس مقطع القضيب الفعلي لمقاس آخر. ولا تُسقط النتائج بين المقاسات بصيغة واحدة؛ بل استخدم وزنًا مقيسًا عند التسليم أو القيمة المعلنة من المورّد. والسعة مستقلة عن طول القضيب ولا علاقة لها بالوزن النوعي؛ ولا يجوز استخدام الاثنين بالتبادل.
2. D12 في لمحة
يجمع الجدول التالي المعاملات الحاكمة. وصفوف السعة هي سعات مضمونة — قيم مميزة لا أحمال تصميمية مسموحة. ويجب على التصميم أن يقسم على معامل أمان؛ والتحويل وأساسه في القسم 4.
| المعامل | القيمة / المواصفة | ملاحظات |
|---|---|---|
| رمز المقاس | D12 | قطر رئيسي للسنّ 12 mm |
| شكل السنّ | شبه منحرف تقليدي أو مستدير | زاوية جناح 30°؛ جذر أسمك، وسلوك حمل وتآكل أفضل من السنّ 60° |
| الخطوة الشائعة | 3 mm | عرض الجذر الأساسي نحو 1.10 mm |
| درجة الفولاذ | فولاذ إنشائي كربوني Q235 / فولاذ كربوني جيد 45# | حسب GB/T 700 وGB/T 699 على الترتيب؛ وأقرب المكافئات الدولية هي ASTM A36 أو EN S235JR لـ Q235، وAISI 1045 أو EN C45E لـ 45# |
| الأطوال القياسية | 200 – 6000 mm | تُحدَّد من سماكة الجدار + القالب + العارضات الأفقية + تجهيزات التثبيت + بروز الطرف، ثم تُقرَّب لأعلى |
| الوزن النوعي | نحو 0.74 kg/m | قطر القضيب المكافئ نحو 10.95 mm |
| القطر الرئيسي للسنّ d | 12 mm | مصدر الرقم "12" |
| المساحة الاسمية | 113.1 mm² | π × 6²؛ أبعادية فقط، ولا تُستخدم أبدًا للمقاومة |
| مساحة السنّ الفعالة A_s | نحو 84 mm² | القيمة المستخدمة للمقاومة؛ القطر المكافئ 10.34 mm |
| السعة المضمونة، Q235 | نحو 35 kN | قيمة مميزة، تقابل إجهاد مقطع نحو 417 MPa |
| السعة المضمونة، 45# | نحو 50 kN | قيمة مميزة، تقابل إجهاد مقطع نحو 595 MPa |
| الحمل التصميمي المسموح، Q235 (K = 2.0) | 17.5 kN | انظر القسم 4 للقراءة الأكثر تحفظًا 15.5 kN |
| الحمل التصميمي المسموح، 45# (K = 2.0) | 25.0 kN | قيمة تصميمية |
| تجهيزات التثبيت المطابقة | صامولة قرصية 100 mm | نحو 0.425 kg للواحدة |
| تشطيب السطح | طلي بالزنك أزرق-أبيض (شفاف) أو أصفر (قزحي) | طبقة الزنك في نطاق 5–12 μm؛ انظر القسم 5 |
| عزم الربط النهائي الموصى به | 25 – 40 N·m | ألا يتجاوز 50 N·m؛ انظر القسم 8 |
وثمة صفان في هذا الجدول يُسيء كثيرون قراءتهما. الأول هو نطاق الطول: فـ 200 mm يغطي العناصر الرقيقة جدًا مثل القواطع بسماكة 100 mm والقواعد المرتفعة وأعمال التشطيب، بينما يغطي 6000 mm العناصر السميكة جدًا أو التدعيم الخاص. ولا أحد الطرفين شائع؛ فمعظم الاستخدام يقع بين 500 mm و1200 mm. والثاني هو زوج صفوف السعة: لا يعتمد أي منهما على الطول. فقضيب D12 بطول 300 mm وقضيب D12 بطول 6000 mm من الفولاذ والسنّ نفسهما يحملان الشدّ نفسه بالضبط. والطول يؤثر في الوزن والمناولة فقط.
والطول والوزن يتناسبان خطيًا، ما يحوّل 0.74 kg/m إلى أداة عمل. ويحوّله الجدول التالي لأغراض الحصر والرفع.
| الطول (mm) | وزن القضيب (kg) | وزن 1000 قضيب (kg) | سماكة الجدار النموذجية (mm) |
|---|---|---|---|
| 200 | 0.148 | 148 | نحو 40 وما دون (قواعد مرتفعة، تشطيب، تفاصيل ربط) |
| 300 | 0.222 | 222 | نحو 100 |
| 400 | 0.296 | 296 | نحو 100 – 150 |
| 500 | 0.370 | 370 | نحو 200 |
| 600 | 0.444 | 444 | نحو 300 |
| 700 | 0.518 | 518 | نحو 400 |
| 800 | 0.592 | 592 | نحو 500 |
| 1000 | 0.740 | 740 | نحو 700 |
| 1200 | 0.888 | 888 | نحو 900 |
| 1500 | 1.110 | 1110 | نحو 1200 |
| 2000 | 1.480 | 1480 | نحو 1700 |
| 3000 | 2.220 | 2220 | نحو 2700 |
| 4000 | 2.960 | 2960 | نحو 3700 |
| 5000 | 3.700 | 3700 | نحو 4700 |
| 6000 | 4.440 | 4440 | نحو 5700 |
ويجدر حفظ ثلاثة حسابات على ظهر ذلك الجدول. أولًا، تحويل الوزن إلى طول: طن واحد من قضيب D12 يساوي تقريبًا 1000 ÷ 0.74 = 1351 m، فتصبح عشرة أطنان نحو 13 514 m — وهذا أساس الشحن والمخزون. ثانيًا، تقدير الحزمة: قضيب D12 بطول 600 mm يزن 0.444 kg، فيبلغ وزن 1000 قضيب 444 kg، وهذا يخبرك بنظرة واحدة ما إذا كان شخصان قادرين على تحريك الحزمة. ثالثًا، التحقق من الحصر: مساحة الجدار × عدد القضبان في المتر المربع × وزن القضيب يعطي الوزن الكلي للقضبان، كما هو مشروح في القسم 7. وأطول صف، 6000 mm بوزن 4.44 kg للقضيب، يحتاج أرففًا ومعدات رفع مخصصة.
3. Q235 مقابل 45# — أي فولاذ، ومتى
الفرق بين Q235 و45# ليس فرق "كافٍ" مقابل "أفضل". بل هو مقايضة بين المقاومة من جهة والمطيلية وقابلية التشغيل من جهة أخرى. فقضيب 45# أقوى بنحو 43% (50 kN مقابل 35 kN مضمونة) لكنه يحمل أكثر من ضعف الكربون، ما يكلّف اللدونة والمتانة وقابلية اللحام، ويكلّف أكثر عند الشراء. والخيار حساب، لا تفضيل.

التركيب الكيميائي والخواص الميكانيكية
الحدود الكيميائية والميكانيكية أدناه هي القيم المنشورة في GB/T 700-2006 للمادة Q235 وفي GB/T 699-2015 للمادة 45#؛ وأقرب المكافئات الدولية هي ASTM A36 و AISI 1045.
| البند | Q235 (GB/T 700) | 45# (GB/T 699) |
|---|---|---|
| صنف الفولاذ | فولاذ إنشائي كربوني | فولاذ إنشائي كربوني جيد |
| محتوى الكربون | لا يزيد على 0.22% (Q235B نحو 0.12 – 0.20%) | 0.42 – 0.50% |
| محتوى المنجنيز | 0.30 – 0.70% | 0.50 – 0.80% |
| مقاومة الخضوع ReL | لا تقل عن 235 MPa | لا تقل عن 355 MPa |
| مقاومة الشد Rm | 370 – 500 MPa | لا تقل عن 600 MPa |
| السعة المضمونة لـ D12 | نحو 35 kN | نحو 50 kN |
| إجهاد المقطع المقابل (A_s = 84 mm²) | نحو 417 MPa | نحو 595 MPa |
| الاستطالة بعد الكسر A | لا تقل عن 26% | لا تقل عن 16% |
| نسبة الخضوع إلى الشد | نحو 0.50 – 0.60 | نحو 0.59 |
| متانة الصدم عند 20 °C | لا تقل عن 27 J (الدرجة B) | نحو 30 J كقيمة معيارية نموذجية؛ مماثلة عند درجة حرارة الغرفة لكنها أكثر حساسية بكثير لدرجة الحرارة والصدم من Q235 |
| مرجع الصلادة | نحو HB 110 – 130 | نحو HB 170 – 200 (مدرفل على الساخن، معيَّر) |
| قابلية اللحام | جيدة، بإجراءات قياسية | ضعيفة؛ تسخين مسبق 150 – 200 °C وتبريد بطيء، ومعرّضة لشقوق التقسية |
| قابلية التشكيل البارد | ممتازة، سهلة الدرفلة | متوسطة؛ تحتاج قوة الدرفلة وعمر القالب إلى ضبط |
| التكلفة النسبية للمادة | الأساس | نحو 1.2 – 1.5 مرة الأساس |
أين يظهر فرق الكربون في الموقع
يحدّ Q235 الكربون عند 0.22%؛ أما 45# فيتراوح بين 0.42 و0.50%، أي أكثر من الضعف. ومحتوى الكربون هو أصل كل فرق آخر. فالكربون هو عنصر التقوية الرئيسي في الفولاذ: ارفعه فتزداد نسبة البيرلايت، فترتفع المقاومة والصلادة، لكن يتراجع الفيريت فتنخفض اللدونة والمتانة. وأثناء اللحام تتشكل المارتنسيت في منطقة التأثر الحراري بسهولة فتُهشّيها.
وعلى قضيب D12 تنتج هذه السلسلة ثلاث نتائج ملموسة. أولًا، فجوة مقاومة 43%: يعطي 45# مقدار 50 kN عند نحو 595 MPa، ويعطي Q235 مقدار 35 kN عند نحو 417 MPa. ثانيًا، فجوة مطيلية بعشر نقاط: يستطيل Q235 بنسبة 26% على الأقل مقابل 16% على الأقل لـ 45#. والمطيلية هي ما يحدد ما إذا كان القضيب المحمَّل زيادةً يستطيل بشكل مرئي قبل أن ينفصل. فالاستطالة الأعلى تمنح الموقع إنذارًا؛ والأقل يفشل بشكل أكثر مفاجأة. ثالثًا، قابلية لحام ضعيفة: يحتاج 45# إلى تسخين مسبق وضبط حرارة ما بين الطبقات وتبريد بطيء بعد اللحام، وإلا تصلّدت منطقة التأثر الحراري بشكل حاد وتظهر شقوق باردة. ونادرًا ما يُلحَم جسم القضيب نفسه، لكن إذا توجب لحام ألسنة التثبيت أو صفائح مانع التسرب أو وصلات الإطالة في الموقع، فإن 45# أصعب بكثير في المناولة من Q235.
وثمة أثر آخر يسهل إغفاله. فالفولاذ يفقد متانته مع انخفاض درجة الحرارة، وتكون الخسارة أكبر عند محتوى كربون أعلى. وفي البناء الشتوي والمشاريع الشمالية والبيئات منخفضة الحرارة، يكون قضيب 45# أكثر تعرّضًا من Q235 للكسر الهش تحت الصدم — خرطوم مضخة متأرجح، أو ضربة مطرقة أثناء الفك. وهذا ليس حجة ضد 45# في الشتاء؛ بل حجة لحماية أطراف القضيب من الصدم ولحظر ضرب الوجه الطرفي بالمطرقة مباشرةً أثناء الفك.
الاختيار بينهما
| المعيار | اختر Q235 | اختر 45# |
|---|---|---|
| الحمل التصميمي لكل قضيب | لا يزيد على 15.5 kN (القراءة المتحفظة) أو 17.5 kN | لا يزيد على 25.0 kN |
| الضغط الجانبي التصميمي q_d | لا يزيد على 58 kN/m² | لا يزيد على 83 kN/m² |
| نوع العنصر | جدران رقيقة، حشو، منشآت ثانوية، أعمدة صغيرة، قواعد مرتفعة وتشطيب | جدران قص عادية، جدران سميكة، مصاعد عالية |
| دورات التدوير | مشاريع قصيرة، 3 – 5 دورات | مشاريع حرجة طويلة العمر |
| التصنيع الإضافي | يلزم لحام أو تعديل في الموقع | بلا لحام، يُبقى كما وُرِّد |
| الظروف المحيطة | درجة حرارة منخفضة، تعرّض للصدم | درجة حرارة عادية، أطراف محمية |
| الهامش المطلوب | عادي | مرتفع (عناصر حرجة، مواقع مشرف عليها) |
وملاحظة على كيفية عرض قيمة Q235، لأن هناك قراءتين. تعمل هذه المقالة من السعة المضمونة 35 kN وتستخرج حملًا مسموحًا 17.5 kN عند معامل أمان 2.0. لكن GB/T 700 يعطي مقاومة شد Q235 كنطاق، 370 إلى 500 MPa. وإعادة التحقق باستقلال من الحد الأدنى تعطي 84 mm² × 370 MPa = 31.1 kN، وهي أقل بنسبة 11% من 35 kN وتؤدي إلى حمل مسموح 15.5 kN فقط. والمسار المتحفظ هو أخذ القيمة الأدنى، 15.5 kN، ومعاملة 35 kN كمرجع أعلى لفحص الاستلام. وفرق 11% لا يغيّر شيئًا في الجدران الرقيقة، لكنه قرب حدّ ما قد يحدد ما إذا كنت ستشدّ خطوة تباعد واحدة.
4. من السعة المضمونة إلى الحمل المسموح
لا يتضمن حساب السعة سوى ثلاث خطوات: أوجد المقطع، وأوجد مقاومة المادة، وطبّق معامل الأمان. خذ مساحة السنّ الفعالة A_s نحو 84 mm²، والمقاومة المحددة لـ Q235 أو 45#، ومعامل أمان مركّبًا 2.0 يغطي تركّز إجهاد السنّ والتحميل اللامركزي وتآكل التدوير وتشتّت المادة. والنتيجة هي الحمل المسموح. اقسمه على الضغط الجانبي التصميمي تحصل على مساحة القالب التي يمكن لقضيب واحد أن يحملها.
ما الذي تعنيه 35 kN و50 kN فعليًا
اقسم السعة المضمونة عائدًا عبر المقطع، تصبح القيمتان شفافتين. مع A_s = 84 mm²:
| الفولاذ | السعة المضمونة (kN) | المساحة الفعالة (mm²) | إجهاد المقطع (MPa) | مقاومة الشد المحددة (MPa) | القراءة |
|---|---|---|---|---|---|
| Q235 | 35 | 84 | 417 | 370 – 500 (نطاق GB/T 700) | داخل النطاق، 1.13 مرة الحد الأدنى |
| 45# | 50 | 84 | 595 | لا تقل عن 600 (GB/T 699) | عند الحد الأدنى عمليًا، مستوى الكسر |
| Q235، متحفظ | 31.1 | 84 | 370 | 370 (الحد الأدنى) | عند الحد الأدنى تمامًا |
| 45#، تحقق المقطع | 50.4 | 84 | 600 | 600 (الحد الأدنى) | عند الحد الأدنى تمامًا |
هذه هي القراءة الأهم في المقالة كلها: 35 kN و50 kN هما الحملان اللذان يصل عندهما المقطع إلى مقاومة الشد المحددة — أي النقطة التي ينكسر بعدها. وقيمة 45# البالغة 595 MPa تقع في نطاق 1% من الحد الأدنى 600 MPa. وقيمة Q235 البالغة 417 MPa تقع في الثلث الأوسط الأدنى من نطاقها. ولا أي منهما قيمة مسموحة.
وإذا حسبت الإجهاد من المساحة الاسمية 113.1 mm² بدلًا من ذلك، تحصل على 50 ÷ 113.1 = 442 MPa و35 ÷ 113.1 = 309 MPa، وهو ما يبخّس الإجهاد الحقيقي بنسبة 26% إلى 35%. وهذا التبخيس يجعل المصمم يظن أن هناك مجالًا لفتح التباعد أو خفض مقاس. وبإجراء الحساب في الاتجاه المعاكس، يُنتِج ادعاءات مثل "قضيب D12 يحمل 113.1 × 600 = 67.9 kN"، وهي مبالغة شديدة. والمساحتان الفعالة والاسمية كميتان مختلفتان، ولا تنتمي إلى حساب السعة إلا الأولى.
ثلاث "سعات" مختلفة — لا تخلط بينها
تحمل كلمة سعة ثلاثة معانٍ متمايزة في الممارسة، والخلط بينها هو المصدر الرئيسي لخطأ التصميم.
| التعريف | المعنى | D12 في 45# | الاستخدام |
|---|---|---|---|
| الحمل المضمون (حمل الإثبات) | سعة المقطع عند مقاومة الشد المحددة؛ قريب من الكسر | نحو 50 kN | مرجع أعلى للقبول والتحقق عند الاستلام |
| حمل الخضوع | الحمل الذي يصل عنده المقطع إلى مقاومة الخضوع ويبدأ الاستطالة الدائمة | 84 × 355 ÷ 1000 ≈ 29.8 kN | تحديد ما إذا حدث تشوّه لا رجعة فيه |
| الحمل التصميمي المسموح | الحمل المضمون مقسومًا على معامل الأمان المركّب؛ لا يجوز تجاوزه | 50 ÷ 2.0 = 25.0 kN | تصميم القوالب والتحقق منها |
ويستحق تفصيل واحد الانتباه. فحمل الخضوع لـ D12 من 45# نحو 29.8 kN بينما الحمل التصميمي المسموح 25.0 kN — أي بنسبة 1.19. والتصميم عند معامل أمان 2.0 يضع القضيب بالتالي على بعد 19% فقط تحت الخضوع: لا يزال مرنًا، لكن بلا هامش كبير. وأنزل معامل الأمان إلى 1.5 فيصبح الحمل المسموح 33.3 kN، وهو يتجاوز حمل الخضوع 29.8 kN. وعندئذ قد يأخذ القضيب استطالة دائمة تحت الحمل التصميمي، فيصل في الدورة التالية مستطيلًا بخطوة متغيّرة وصامولة لا تعود للدوران عليه. ولهذا يُوصى بـ 2.0 كمعيار و1.5 كحد أدنى: فمعامل الأمان ليس موجودًا لمنع الانفصال فقط، بل لإبقاء القضيب مرنًا قابلًا لإعادة الاستخدام.
وعلى التحقق عند الاستلام أن يستخدم معايير تطابق التعريف. في اختبار الشدّ التدميري، لا يجوز أن يقلّ الحمل المقيس عن القيمة المحسوبة من الحد الأدنى للمقاومة المحددة: 84 × 600 ÷ 1000 = 50.4 kN لـ 45#، و84 × 370 ÷ 1000 = 31.1 kN لـ Q235. وفي الفحص غير التدميري، حمّل إلى 1.5 مرة الحمل التصميمي المسموح — 37.5 kN لـ 45# — واثبت دقيقتين، وافحص ثلاثة أمور: لا استطالة خضوع، ولا انزلاق سنّ، ولا حركة نسبية للصامولة.
اختيار معامل الأمان
المعامل ليس مسألة ذوق. فعليه أن يغطي خمس فئات من عدم اليقين، كل منها قابل للقياس الكمي.
| مصدر عدم اليقين | الأثر على السعة | رتبة المقدار | تعليق |
|---|---|---|---|
| تركّز إجهاد السنّ | يخفّض | 10 – 20% | إجهاد الذروة عند الجذر يتجاوز الإجهاد المتوسط؛ ويخففه المقطع المستدير |
| التحميل اللامركزي | يخفّض | 5 – 15% | وجه الصامولة غير مستقر على العارضة الأفقية، أو القضيب غير متمركز مع الثقب |
| تآكل التدوير والتآكل العام | يخفّض | 10 – 20% | القمم المتآكلة والأسنان المتآكلة تصغّر المقطع الفعال |
| تشتّت مقاومة المادة | في الاتجاهين | 5 – 10% | مقاومة الشد تتفاوت داخل الصهرة الواحدة |
| خطأ تقدير الضغط الجانبي | في الاتجاهين | 10 – 30% | افتراضات معدل الصب ودرجة حرارة الصب وزمن الشك |
| المتطلب المركّب | — | لا يقل عن 1.5؛ وعرفًا 2.0 | عند 2.0 يبقى القضيب مرنًا تحت الحمل التصميمي |
إرشاد عملي: خذ K = 2.0 كمعيار، فهو المسار الأكثر أمانًا والأوسع قبولًا في الوقت نفسه. وخفّف إلى K = 1.5 فقط حيث توجد شهادة مواد من طرف ثالث، والقضبان جديدة لم تُستخدم، والأحمال محددة جيدًا بمعاملات ضغط مقيسة. وللقضبان التي تجاوزت خمس دورات تدوير، أو ذات أسنان متآكلة ظاهريًا، طبّق معاملًا إضافيًا 0.85 فوق K = 2.0، ما يخفّض الحمل المسموح من 25.0 kN إلى 21.3 kN. ولا تأخذ K تحت 1.5 تحت أي ظرف.
مثال محلول أ: جدار حشو بسماكة 200 mm
يُجري المثال الأول السلسلة كاملة مع ذكر كل نتيجة وسيطة. الحالة: جدار حشو غير حامل بسماكة 200 mm وارتفاع 3.0 m، بقضبان D12 من 45#.
زمن الشك: درجة حرارة الصب T = 25 °C، إذن t0 = 200 / (T + 15) = 200 / 40 = 5.00 h.
الضغط من المعادلة: مع γc = 24 kN/m³، وهبوط 160 mm يعطي β = 1.0، ومعدل صب V = 1.5 m/h، فإن F1 = 0.28 × 24 × 5.00 × 1.0 × √1.5 = 33.60 × 1.2247 = 41.2 kN/m².
القيمة الهيدروستاتيكية: F2 = γc × H = 24 × 3.0 = 72.0 kN/m².
خذ الأقل: F = min(41.2, 72.0) = 41.2 kN/m²، محكومًا بقيمة المعادلة.
العمود الفعّال: h = F ÷ γc = 41.2 ÷ 24 = 1.71 m. وأدنى 3.0 − 1.71 = 1.29 m من الجدار عند الضغط الكامل، فيحمل الصفان السفليان من القضبان حملًا متساويًا وأقصى.
الضغط التصميمي: مع الصب بالمزلق والأنبوب، Q2 = 2.0 kN/m²، إذن q_d = 1.2 × 41.2 + 1.4 × 2.0 = 49.44 + 2.80 = 52.2 kN/m².
أول تجربة تباعد: أفقي a = 500 mm ورأسي b = 500 mm، المساحة المساهمة A = 500 × 500 × 10⁻⁶ = 0.25 m².
حمل القضيب: المميز N_k = 41.2 × 0.25 = 10.3 kN؛ التصميمي N_d = 52.2 × 0.25 = 13.0 kN.
الحمل المسموح لـ D12 من 45#: 50 kN ÷ 2.0 يعطي [N] = 25.0 kN. وبالتحقق المستقل بطريقة المقطع، 84 mm² × 600 MPa ÷ 2000 = 25.2 kN — بفارق أقل من 1%.
التحقق: 13.0 ÷ 25.0 = 52%. مقبول، بهامش مريح.
والجدار نفسه في Q235: [N] = 35 ÷ 2.0 = 17.5 kN، فيعطي 13.0 ÷ 17.5 = 74.3%. مقبول، لكن بمجال ضيق. وعند الإبقاء على 500 × 500 mm يبقى قضيب Q235 قابلًا للعمل بالكاد؛ ولإنزال نسبة الاستغلال إلى نحو 60%، شدّ التباعد الرأسي إلى 400 mm، فيعطي A = 0.20 m² وN_d = 10.4 kN و59.7%. وعلى القراءة المتحفظة، [N] = 15.5 kN، تصل شبكة 500 × 500 mm إلى 83.9%، أي قريبة من الحد بما يجعل تقريب التباعد إلزاميًا.
طول القضيب: L = الجدار + 2 × اللوح + 2 × العارضة الأفقية + تجهيزات التثبيت + بروز الطرف = 200 + 2 × 15 + 2 × 48 + 50 + 100 = 476 mm، ويُقرَّب لأعلى إلى 500 mm.
استهلاك الفولاذ: عدد القضبان في المتر المربع n = 10⁶ ÷ (500 × 500) = 4.00؛ ووزن القضبان = 4.00 × 0.5 × 0.74 = 1.48 kg/m²؛ والصواميل القرصية = 4.00 × 2 = 8.00 لكل m²، بوزن 8.00 × 0.425 = 3.40 kg/m²؛ والمجموع 4.88 kg/m².
| الفحص | النتيجة | المسموح | الاستغلال | الحكم |
|---|---|---|---|---|
| الضغط المميز F | 41.2 kN/m² | — | — | محكوم بقيمة المعادلة |
| الضغط التصميمي q_d | 52.2 kN/m² | — | — | يشمل حمل صب 2.8 kN/m² |
| D12 / 45#، 500 × 500 | 13.0 kN | 25.0 kN | 52% | مقبول، هامش واسع |
| D12 / Q235، 500 × 500 | 13.0 kN | 17.5 kN | 74% | مقبول، الهامش ضيق |
| D12 / Q235، 500 × 400 | 10.4 kN | 17.5 kN | 60% | مقبول، موصى به |
الخلاصة: في جدار حشو بسماكة 200 mm وارتفاع 3.0 m، يُصب عند 25 °C وبمعدل 1.5 m/h، يكون D12 كافيًا تمامًا — 45# عند 500 × 500 mm، وQ235 عند 500 × 400 mm. والضغط التصميمي 52.2 kN/m² يقع أدنى بكثير من كلا الحدّين الاقتصاديين، 83 kN/m² لـ 45# و58 kN/m² لـ Q235، فهذا نطاق D12.
وتحمل خطوة استهلاك الفولاذ حقيقة يسهل إغفالها: في هذا المخطط تزن الصواميل القرصية 3.40 kg/m² مقابل 1.48 kg/m² للقضبان، فتكون تجهيزات التثبيت 2.3 ضعف وزن القضيب و70% من إجمالي التجهيزات. وعدد التجهيزات يرتفع بنسبة مباشرة مع عدد القضبان، وكل قضيب يأخذ صامولتين، فتقريب الشبكة يضخّم التجهيزات والعمالة أكثر مما يضخّم استهلاك القضبان. وعلى هذا الأساس يُحكم متى نصعد بمقاس بدلًا من شدّ التباعد.
ملاحظة على تعبير الضغط. المعادلة F1 = 0.28 γc t0 β √V مع t0 = 200/(T + 15) هي الصيغة الصينية (GB 50666 الملحق أ). والنموذج الفيزيائي خلفها هو النموذج نفسه المستخدم في ACI 347 وDIN 18218: يرتفع الضغط خطيًا مع العمق حتى تبدأ الخرسانة السفلى بالشك، ثم يستوي المنحنى، والمتغيرات الحاكمة هي الوزن النوعي ومعدل الصب ودرجة حرارة الصب والقوام. وإذا كان مشروعك مصممًا وفق ACI 347 أو DIN 18218، فخذ الضغط التصميمي من مخطط ذلك الكود أو تعبيره عند معدل الصب ودرجة الحرارة لديك، وادخل السلسلة عند خطوة المساحة المساهمة؛ فكل ما يلي ذلك — حمل القضيب والحمل المسموح والتباعد — لا يتغير. وتستخدم الأمثلة هنا تعبير GB لأنه أساس التصميم خلف بيانات اختبار المصنّع، ولأنه يتيح التحقق من كل قيمة وسيطة يدويًا.
المرجع المعياري: ISO 898-1
5. الصامولة القرصية 100 mm وما تستند إليه
يُورَّد D12 مع صامولة قرصية 100 mm بوزن نحو 0.425 kg، بزنك أزرق-أبيض أو أصفر. ولقطر 100 mm مبرران صارمان: عليها أن تمتد على الوجهين الخارجيين لعارضة أفقية مزدوجة الأنبوب، وعليها أن تخفّض إجهاد الاستناد تحت وجه الصامولة إلى ما تتحمله مادة العارضة الأفقية. أما 0.425 kg فتهم لأن تجهيزات التثبيت تشكّل أكثر من نصف إجمالي وزن التجهيزات، وهو ما يحدد الشحن والتكلفة.
لماذا 100 mm
المبرر الأول هندسي. يمرّ القضيب بين أنبوبي φ48 للعارضة الأفقية المزدوجة، وعلى وجه الصامولة أن يستند على كليهما في الوقت نفسه. وإلا فإن القضيب يدفع الزوجين بعيدًا أحدهما عن الآخر وينزلق بينهما، وتفقد العارضة الأفقية تقييدها فورًا. وأنبوبان φ48 جنبًا إلى جنب يقيسان 48 + 48 = 96 mm عبر وجهيهما الخارجيين؛ وبإضافة خلوص التركيب وأي بروز موضعي من اللحامات أو الوصلات، يبلغ العرض المطلوب تغطيته نحو 100 mm. وتحت 96 mm يستند الوجه إما على أنبوب واحد فقط أو ينحشر في الفجوة؛ وتجاوز 100 mm بكثير يُهدر المادة ويزيد الوزن وقد يتعارض مع القضيب المجاور. ومئة مليمتر هي أصغر مقاس اقتصادي يغطي الزوج.
والمبرر الثاني هو إجهاد الاستناد. يوزّع وجه الصامولة شدّ القضيب المركّز في العارضة الأفقية، بإجهاد متوسط تحت الوجه يعطى بـ p = N ÷ A_disc، حيث A_disc = π × 50² = 7854 mm². ويعطي الجدول الإجهاد الناتج لكل مقاس صامولة وصنف قضيب.
| تجهيزات التثبيت | مساحة الاستناد (mm²) | الإجهاد عند 17.5 kN (D12/Q235) | الإجهاد عند 25.0 kN (D12/45#) | الإجهاد عند 40.5 kN (D15/45#) |
|---|---|---|---|---|
| صامولة قرصية 100 mm | 7854 | 2.23 MPa | 3.18 MPa | 5.16 MPa |
| صامولة قرصية 80 mm | 5027 | 3.48 MPa | 4.97 MPa | 8.06 MPa |
| صامولة قرصية صغيرة 60 mm | 2827 | 6.19 MPa | 8.84 MPa | 14.33 MPa |
| حلقة عادية، صنف φ30 | نحو 707 | 24.8 MPa | 35.4 MPa | 57.3 MPa |
| صفيحة قاعدة مربعة 100 × 100 × 6 (مع صامولة قرصية) | 10 000 | 1.75 MPa | 2.50 MPa | 4.05 MPa |
اقرأ ذلك الجدول في حالتين. عند الاستناد على عارضة أفقية من أنبوب فولاذي، تكون السعة المحلية أعلى بكثير من كل قيمة مذكورة، فلا يسحق حتى وجه 60 mm الأنبوب، ويكون مقاس 100 mm يؤدي وظيفة هندسية أساسًا. أما الاستناد على عارضة أفقية خشبية فمسألة أخرى: فمقاومة الضغط التصميمية للخشب اللين والصنوبر الشائع عموديًا على الألياف لا تتجاوز نحو 2.5 إلى 2.9 MPa، ولا ترفعها سماحات الاستناد الموضعي كثيرًا. والآن أصبحت قيمة D12/45# البالغة 3.18 MPa عند الحد، وD15 عند 5.16 MPa يتجاوزه بوضوح. والتفصيل الصحيح هو صفيحة قاعدة مربعة 100 × 100 × 6 mm بين الصامولة القرصية والخشب، توسّع مساحة الاستناد من 7854 mm² إلى 10 000 mm² وتخفّض الإجهاد إلى 2.50 MPa، عائدًا إلى داخل الحد. واستناد صامولة قرصية مباشرةً على عارضة أفقية خشبية سبب شائع لانبعاجات مسحوقة في الخشب وما يتبعها من انتفاخ موضعي في القالب.
ماذا يفعل 0.425 kg في حصر الكميات
تبدو قيمة 0.425 kg عادية حتى تدخل في حساب كمية. فكل قضيب يأخذ صامولة قرصية عند كل طرف، أي أن كل قضيب يقابل 0.85 kg من تجهيزات التثبيت. وعند تباعد 500 × 500 mm يساوي ذلك 4.00 قضيب لكل متر مربع، أو 4.00 × 0.85 = 3.40 kg/m² من التجهيزات، مقابل 1.48 kg/m² فقط من القضبان. فوزن التجهيزات 2.3 ضعف وزن القضيب.
| التباعد (mm) | القضبان لكل m² | وزن القضبان (kg/m²، L = 500 mm) | وزن الصواميل القرصية (kg/m²) | إجمالي التجهيزات (kg/m²) | حصة التجهيزات |
|---|---|---|---|---|---|
| 400 × 400 | 6.25 | 2.31 | 5.31 | 7.62 | 70% |
| 500 × 500 | 4.00 | 1.48 | 3.40 | 4.88 | 70% |
| 500 × 600 | 3.33 | 1.23 | 2.83 | 4.06 | 70% |
| 600 × 600 | 2.78 | 1.03 | 2.36 | 3.39 | 70% |
| 600 × 800 | 2.08 | 0.77 | 1.77 | 2.54 | 70% |
ويُستنتج أمران. أولًا، تحتفظ تجهيزات التثبيت بنسبة ثابتة 70% من إجمالي التجهيزات، فتقدير الشحن والتكلفة من كمية القضبان وحدها يبخّسها بشدة. ثانيًا، فتح التباعد يقلّل في الوقت نفسه عدد القضبان وعدد الصواميل وصفوف العارضة الأفقية وعمالة التركيب — أربعة بنود تنخفض معًا. فالتباعد يؤثر بالتالي في التكلفة أكثر بكثير مما يؤثر فيها مقاس القضيب، ولهذا حُدِّد الحد الاقتصادي في القسم 7 عند شبكة 500 × 500 mm.
الزنك الأزرق-الأبيض مقابل الأصفر
يمكن توريد القضبان والصواميل بتخميل سلبي أزرق-أبيض (شفاف، بمسحة زرقاء) أو أصفر (قزحي). كلاهما يبدأ زنكًا مطليًا كهربائيًا؛ والفرق هو طبقة التخميل السلبي.
| البند | تخميل سلبي أزرق-أبيض (شفاف) | تخميل سلبي أصفر (قزحي) |
|---|---|---|
| العملية | زنك مطلي كهربائيًا + تخميل سلبي أزرق-أبيض | زنك مطلي كهربائيًا + تخميل سلبي ملوّن |
| المظهر | أبيض فضي بمسحة زرقاء، منتظم | أصفر-أخضر إلى ذهبي بلمعان قزحي، يتغيّر اللون مع الزاوية |
| سماكة الزنك | عادةً 5 – 12 μm (نحو 8 μm عمليًا) | عادةً 5 – 12 μm إضافة إلى طبقة التخميل السلبي |
| رشّ الملح المحايد حتى الصدأ الأبيض | نحو 24 – 72 ساعة | نحو 48 – 120 ساعة |
| أداء التآكل | متوسط | أفضل، نحو 1.5 – 2 ضعف الأزرق-الأبيض |
| الأثر على ملاءمة السنّ | يضيف الزنك نحو 10 – 20 μm على القطر؛ أثر مهمل | طبقة أسمك قليلًا؛ تبدو الصواميل الجديدة أكثر صلابة عند أول تركيب، وهذا طبيعي |
| خطر التقصف الهيدروجيني | الأجزاء عالية المقاومة تتطلب خبز إزالة التقصف | المتطلب نفسه |
| البيئة الملائمة | منشآت داخلية جافة، خرسانة معمارية تحتاج تشطيبًا فضيًا، تدوير قصير | الأقبية، والمواقع الساحلية والرطبة، ومشاريع حرجة طويلة العمر |
| التكلفة النسبية | الأساس | أعلى إلى حد ما (كيمياء التخميل والمعالجة) |
والاختيار مباشر: دورات تدوير كثيرة، وبيئة رطبة، وقضبان تنتقل بين المشاريع — خذ الزنك الأصفر. مظهر فضي مطلوب، ودورات قليلة، وبيئة جافة — خذ الأزرق-الأبيض. والخرسانة المعمارية تستحق عناية خاصة. فإذا ترك وجه صامولة قرصية متآكل أثر صدأ مقابل وجه القالب، انتشر ذلك الأثر في سطح الخرسانة وصار فرق لون يصعب جدًا معالجته. وفي مثل هذه المواضع يكون الزنك الأصفر أو الجلفنة بالغمر الساخن المواصفة الأكثر أمانًا.
وثمة نقطة أخرى بشأن التقصف الهيدروجيني. فالطلي الكهربائي يدفع الهيدروجين إلى داخل الفولاذ، ويرتفع الخطر مع المقاومة والصلادة. وقضيب D12 من 45# عند نحو 600 MPa حالة متوسطة، أقل تعرّضًا من الصنف 8.8 وما فوقه، لكن الممارسة السليمة تفرض مع ذلك خبز إزالة التقصف — بضع ساعات عند نحو 200 °C بعد الطلي. والاختبار الميداني بسيط: اترك الأجزاء المطليّة 24 ساعة على الأقل قبل الاستخدام، وإذا ظهر أي كسر متأخر بلا حمل مطبَّق، فهذه سمة التقصف الهيدروجيني ويجب رفض الدفعة كاملة.
والقواميل القرصية ليست الخيار الوحيد. فصفائح القاعدة المربعة، والصواميل المركبة والصواميل القرصية مزدوجة الأذن تقدّم مساحات استناد مختلفة وتلائم نطاقات ضغط مختلفة. ويحكم مبدأ واحد: الوجه الأكبر يعطي إجهادًا أصغر للوحدة ويحمي العارضة الأفقية أفضل، مقابل الوزن والمال. والضغط الأعلى ومادة العارضة الأفقية الأكثر لينًا كلاهما يرجّحان وجهًا أكبر مع صفيحة قاعدة مربعة. والقرص القياسي 100 mm مُدرج في صفحة الصامولة القرصية، مع صفيحة القاعدة تحت صفيحة القاعدة المربعة.
6. D12 مقابل D15 و D20
D12 و D15 و D20 ثلاث درجات مقاسات في عائلة فنية واحدة. تختلف في القطر الأكبر للسنّ، والمقطع الفعّال، ووزن المتر الطولي، والتحمّل — وهذه الكميات الأربع مترابطة. فالمقطع يتناسب مع مربع القطر، والتحمّل يتناسب مع المقطع، ووزن المتر الطولي يتناسب أيضًا مع مربع القطر. وفهم هذه العلاقة التربيعية يفسّر لماذا يحقّق رفع المقاس دائمًا مكسبًا في التحمّل أكبر مما يكلّفه من مادة.
| البند | D12 | D15 | D20 |
|---|---|---|---|
| القطر الأكبر للسنّ d (mm) | 12 | 15 | 20 |
| شكل السنّ | تقليدي / شبه منحرف مستدير | تقليدي / شبه منحرف مستدير | تقليدي / شبه منحرف مستدير |
| المساحة الاسمية π·d²/4 (mm²) | 113.1 | 176.7 | 314.2 |
| مساحة السنّ الفعّالة A_s (mm²) | نحو 84 | نحو 135 | نحو 245 |
| A_s نسبةً إلى D12 | 1.00 | 1.61 | 2.92 |
| وزن المتر الطولي (kg/m) | نحو 0.74 | نحو 1.39 | نحو 2.47 |
| وزن المتر الطولي نسبةً إلى D12 | 1.00 | 1.88 | 3.34 |
| التحمّل المضمون Q235 (kN) | نحو 35 | نحو 54 | نحو 98 |
| التحمّل المضمون 45# (kN) | نحو 50 | نحو 81 | نحو 147 |
| الحمل المسموح Q235، K = 2.0 (kN) | 17.5 | 27.0 | 49.0 |
| الحمل المسموح 45#، K = 2.0 (kN) | 25.0 | 40.5 | 73.5 |
| التحمّل نسبةً إلى D12 (45#) | 1.00 | 1.62 | 2.94 |
| وزن قضيب بطول 1000 mm (kg) | 0.74 | 1.39 | 2.47 |
| أدوات التثبيت المطابقة | صامولة قرصية 100 mm | صامولة قرصية 100 mm | صامولة قرصية 100 mm + صفيحة قاعدة مربعة |
| الحدّ الاقتصادي q_d (45#، K = 2.0) | لا يتجاوز 83 kN/m² | لا يتجاوز 135 kN/m² | لا يتجاوز 245 kN/m² |
| التطبيقات النموذجية | جدران رقيقة، وجدران حشو، وعناصر ثانوية، وأعمدة صغيرة، ودعم مؤقت، وأعمال تقوية | جدران القص العادية، وبلاطات المباني السكنية، وجدران 200 – 300 mm، والصبّات العالية | جدران سميكة، ودعامات الجسور، والجدران الجانبية للمترو، ومقاطع كبيرة عالية الضغط |
قارن بين عمودَي المعامل. فالانتقال من D12 إلى D15 يرفع المقطع الفعّال والتحمّل بمقدار 1.61 و 1.62 مرة، بينما يرتفع وزن المتر الطولي 1.88 مرة فقط؛ والانتقال إلى D20 يرفع التحمّل 2.94 مرة مقابل ارتفاع في الوزن قدره 3.34 مرة. تبدو المكاسب الظاهرة متقاربة، لكن الفرق الحقيقي يكمن في مكان آخر: فرفع المقاس يزيد تحمّل القضيب الواحد، بينما تكثيف الشبكة يزيد عدد القضبان، وتكلفة الأمرين مختلفة تمامًا. إن مكسبًا بنسبة 62% في تحمّل القضيب الواحد يتيح تقليل عدد القضبان بنحو 38%، لأن كل قضيب يغطي مساحة أكبر؛ أما حصيلة ذلك على إجمالي الفولاذ فتعتمد عندئذٍ على توليفة الطول والتباعد، وهو ما يتناوله القسم 7.
تحذير مرتبط بذلك: لا تخلط المقاسات داخل الجدار نفسه أبدًا. فالقضبان في منطقة الصبّ نفسها تقيّد القوالب ذاتها، ويحمل كل منها الحمل بما يتناسب مع صلابته الشدّية. والقضيب الأنحف، أو ذو التوافق الأكثر ارتخاءً في السنّ، يتشوّه أكثر ويبلغ حدّ الخضوع أولًا، فينقل الحمل إلى جيرانه على نحو متسلسل. كما تتفاوت تفاوتات السنّ وزوايا الجانب بين الدفعات والمصادر، فيؤدي الخلط إلى عدم كفاية عدد الأسنان المشتبكة في بعض القضبان. اصرف القضبان حسب المقاس، من رفوف منفصلة.
7. الاختيار: الضغط والتباعد ومتى يُرفع المقاس
الاختيار ليس عملية بحث في جدول. إنه سلسلة من أربع خطوات: سماكة الجدار ومعدل الصب وارتفاع الصبّة تعطي الضغط الجانبي؛ ومنه يُستخرج ضغط التصميم q_d؛ وضرب q_d في المساحة المحمّلة يعطي حمل القضيب؛ ثم مقارنة ذلك بالحمل المسموح وحساب التباعد الأقصى بالعكس. أما قرار المقاس فيأتي في النهاية. وإذا اضطرّ التباعد المحسوب عكسيًا إلى النزول تحت 500 × 500 mm كي يجتاز D12، فقد خرج D12 من نطاقه الاقتصادي ووجب تغيير المقاس.
السلسلة المكوّنة من أربع خطوات
الخطوة 1 — الضغط الجانبي المميّز. وفقًا للملحق A من GB 50666، يُؤخذ الأصغر من التعبيرين: F1 = 0.28 · γc · t0 · β · √V و F2 = γc · H. هنا γc هو الوزن الحجمي للخرسانة بوحدة kN/m³ (24 للخرسانة ذات الوزن العادي)، و t0 زمن الشكّ بالساعات، ويُحسب كـ t0 = 200/(T + 15) عند غياب قيمة مقيسة، حيث T درجة حرارة الصبّ بوحدة °C؛ و β معامل تصحيح الهبوط (1.0 لهبوط 130–180 mm)؛ و V معدل الصب بوحدة m/h، ويُؤخذ أعلى معدل ارتفاع عند نقطة واحدة؛ و H الارتفاع من النقطة المدروسة حتى سطح الصبّ، بالمتر.
المعادلات الدولية المكافئة تعبّر عن السلوك نفسه. فيستخدم ACI 347-04 المعادلة pm = Cw · Cc · (150 + 9000 · R / T) حيث R معدل الارتفاع بوحدة m/h و T درجة حرارة الخرسانة بوحدة °C، مع حصر الناتج بين حدّ أدنى والقيمة الهيدروستاتيكية. ويعطي DIN 18218 ضغوط القوالب الحدّية كدالة لمعدل الصب وصنف القوام، ويتعامل مع الخرسانة ذاتية الدمك كقريبة من الهيدروستاتيكي الكامل. وأيًّا كان الكود الحاكم لمشروعك، فالشكل واحد: يرتفع الضغط مع العمق حتى يبدأ الشكّ، ثم يستوي.
الخطوة 2 — الارتفاع الفعّال والقيمة التصميمية. الارتفاع الفعّال h = F / γc بالمتر يحدّد صفوف القضبان الواقعة في منطقة الضغط الكامل. وضغط التصميم هو q_d = 1.2F + 1.4Q2 بوحدة kN/m²، حيث Q2 الحمل الأفقي الناتج عن صبّ الخرسانة: 2.0 عند الصبّ بالمزلق أو الأنبوب الغاطس أو المضخة، و 4.0 للقادوس 0.2–0.8 m³، و 6.0 لما يزيد على 0.8 m³.
الخطوة 3 — حمل القضيب. المساحة المحمّلة لقضيب واحد هي A = a × b × 10⁻⁶ m²، حيث a التباعد الأفقي و b التباعد الرأسي بالمليمتر. وحمل القضيب التصميمي هو N_d = q_d × A بوحدة kN.
الخطوة 4 — التباعد الأقصى. المساحة المحمّلة المسموحة هي A_max = [N] / q_d بالمتر المربع، حيث [N] حمل التصميم المسموح. ويجب أن يحقّق زوج التباعد الشرط a × b ≤ A_max × 10⁶ mm². قارن ذلك بالبحور المسموحة للعارضة الأفقية والعارضة الثانوية واللوح، واتخذ أصغرها تباعدًا تشغيليًا.
أين يناسب D12
ينتمي D12 إلى كل موضع يبقى فيه ضغط التصميم دون 83 kN/m² مع 45# أو دون 58 kN/m² مع Q235، ويمكن فيه الحفاظ على تباعد 500 mm أو أكثر.
| التطبيق | الظروف النموذجية | لماذا يناسب D12 | ما يجب الحذر منه |
|---|---|---|---|
| جدران رقيقة، 100 – 150 mm | ارتفاع الطابق حتى 3 m، ومعدل صبّ حتى 1.5 m/h | ضغط منخفض، وقضبان قصيرة، وشبكة كثيفة لكن كل قضيب فيها خفيف | استقامة ثقوب القضبان والجلب في المقاطع الرقيقة |
| الجدران غير الحاملة وجدران الحشو | حشو بنائي، حول الأعمدة الإنشائية | حجم صبّ صغير، وارتفاع بطيء بطبيعته | لا تُرخِ ضبط التباعد بحجّة أن الجدار "غير إنشائي" |
| العناصر الثانوية والجوائز الحلقية وأعمدة الربط | مقاطع صغيرة، تُصبّ على مراحل | الضغط منخفض، وتحمّل D12 أكثر من كافٍ | استهلاك كبير للقضبان القصيرة، 200 – 400 mm؛ فأحصِها بعناية |
| الأعمدة الصغيرة والأعمدة الملحقة | مقاطع حتى 400 mm | مساحة وجه صغيرة، وحمل قضيب منخفض | تباعد ماسكات الأعمدة يحتاج تحقّقًا منفصلًا |
| الدعم المؤقت وأعمال التقوية | غير دائم، ودورات قليلة | رخيص، وسهل القطع والتعديل | أعمال التقوية تحتاج مراجعة إنشائية مستقلة |
| ألواح النموذج التجريبي والصبّات الأولى | صبّات تجريبية صغيرة | حجم منخفض، ومرونة | لا يجوز تعميم نتائج التجربة على المنشأ الرئيسي |
| مواضع الضغط المنخفض | طقس حارّ (T ≥ 35 °C)، وصبّ بطيء (V ≤ 1 m/h) | زمن شكّ أقصر يحصر الضغط عند نحو 27 kN/m² | معاملات الشتاء والصيف غير قابلة للتبادل |
| الجدران الساترة والزوائد والعناصر الزخرفية | ارتفاع حتى 500 mm | الضغط قريب من γc·H، ومنخفض جدًا | القضبان القصيرة تنحني بسهولة؛ فتحقّق من استقامتها |
ثمّة نقطة تستحق التشديد: "غير حامل" لا يعني "لا حاجة إلى تحقّق التقييد". فالضغط الجانبي يعتمد فقط على الوزن الحجمي للخرسانة وزمن الشكّ ومعدل الصب والهبوط. وليس له علاقة مباشرة بما إذا كان العنصر إنشائيًا، ولا بما إذا كان مسلّحًا، ولا بدرجة الخرسانة المستخدمة. وعادةً ما يرتفع جدار الحشو ببطء وإلى ارتفاع محدود، لكن إذا تغيّرت الطريقة إلى الصبّ بقادوس كبير دفعة واحدة، أو تسارع البرنامج بصبّات متواصلة، تجاوز الضغط أي تقدير قائم على القواعد التجريبية. والمعيار هو الحساب دائمًا، لا اسم العنصر.
أين يناسبان D15 و D20
| المقاس | التطبيقات | الحالة النموذجية | المعيار | غير مناسب لـ |
|---|---|---|---|---|
| D15 | جدران القص العادية، وبلاطات المباني السكنية، وجدران 200 – 300 mm، والصبّات العالية، والمشاريع ذات متطلبات إعادة الاستخدام | q_d بين 83 و 135 kN/m²، أو احتياج D12 إلى شبكة أضيق من 500 × 500 mm | حمل مسموح 40.5 kN، أعلى من D12 بنسبة 62% | الجدران الرقيقة حول 100 mm والجدران الساترة ذات القضبان القصيرة، حيث يكون D15 غير عملي ببساطة |
| D15 | المواضع التي يجب فيها توسيع التباعد إلى ما يتجاوز 600 mm لتقليل عدد القضبان والعمالة | حمل مسموح للقضيب الواحد 40.5 kN، أعلى من D12 بنسبة 62% | حمل مسموح 40.5 kN | الجدران التي يحكمها أصلًا بحر العارضة الأفقية، حيث لا يجدي رفع المقاس كثيرًا |
| D20 | الجدران السميكة فوق 300 mm، وجدران الأقبية، ودعامات الجسور، والجدران الجانبية للمترو، والمقاطع الكبيرة عالية الضغط | q_d أعلى من 135 kN/m²، أو معدل صبّ يتجاوز 4 m/h مقترنًا بطقس بارد | حمل مسموح 73.5 kN | إنشاء بلاطات المباني السكنية، حيث يكون D20 مفرط الحجم بوضوح |
| D20 | الأعمدة الكبيرة والعناصر المصبوبة بالخرسانة ذاتية الدمك إلى ارتفاعها الكامل في صبّة واحدة | ضغط ناتج عن F = γc·H يبلغ 100.8 kN/m² في عمود بارتفاع 4.2 m | حمل مسموح 73.5 kN | مواضع الضغط المنخفض، حيث يضيف 2.47 kg/m أعباء الشحن والمناولة |
| D20 | الجدران السميكة التي تحتاج قضبانًا طويلة تتجاوز 1000 mm | النحافة العالية تستلزم جساءة انحناء أكبر لمقاومة اهتزاز الهزّاز الإبري | — | — |
يستحق تصحيح مفهوم خاطئ هنا: الجدار الأسماك لا ينتج ضغطًا جانبيًا أعلى. فالضغط يحكمه معدل الصب وزمن الشكّ ودرجة حرارة الصبّ والهبوط، لا سماكة الجدار. وما تزيده السماكة هو ثلاثة أمور أخرى — طول القضيب، ومعه الوزن والتكلفة؛ ومتطلّب الاستقرار على القضبان تحت الوزن الذاتي للخرسانة؛ ومتطلّب الإحكام المائي. لذلك فجدار 500 mm ليس تلقائيًا من نصيب D20، وجدار 150 mm ليس تلقائيًا آمنًا مع D12. والمعيار هو q_d المحسوب في كل مرة.
جدول القرار
حُسب الجدول بـ γc = 24 kN/m³، و T = 20 °C (يستخدم الصفّان 5 و 6 القيمة 15 °C)، و β = 1.0، والصبّ بالمزلق أو القادوس الصغير (يستخدم الصفّان 6 و 7 قادوسًا أكبر). وتفترض المقاسات الموصى بها فولاذ 45#. والتباعد الموصى به هو الحدّ الذي يفرضه القضيب نفسه؛ ويجب أن يحقّق التباعد التشغيلي أيضًا البحور المسموحة للعارضة الأفقية والعارضة الثانوية واللوح، وتُعتمد أصغر قيمة.
| الرقم | الجدار (mm) | ارتفاع الصبّة H (m) | معدل الصب V (m/h) | حرارة الصب T (°C) | F (kN/m²) | q_d (kN/m²) | المقاس الموصى به | التباعد الموصى به (mm) | حمل القضيب (kN) | نسبة الاستغلال |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 100 – 150 | 3.0 | 1.0 | 20 | 38.4 | 48.9 | D12 / 45# | 600 × 600 | 17.6 | 70% |
| 2 | 150 – 200 | 2.9 | 1.5 | 20 | 47.0 | 59.2 | D12 / 45# | 500 × 600 | 17.8 | 71% |
| 3 | 200 | 2.9 | 2.0 | 20 | 54.3 | 68.0 | D12 / 45# | 500 × 500 | 17.0 | 68% |
| 4 | 200 | 3.0 | 3.0 | 20 | 66.5 | 82.6 | D12 / 45# (عند الحدّ) أو D15 / 45# | 500 × 500 (حدّ D12) / 600 × 500 (D15) | 20.7 / 24.8 | 83% / 61% |
| 5 | 300 | 4.5 | 4.0 | 15 | 89.6 | 113.1 | D15 / 45# | 500 × 500 | 28.3 | 70% |
| 6 | 400 – 500 | 5.0 | 6.0 | 15 | 109.7 | 140.1 | D20 / 45# | 600 × 500 | 42.0 | 57% |
| 7 | أكثر من 600 | 6.0 | حسب γc·H | — | 144.0 | 181.2 | D20 / 45# أو صنف 8.8 | 500 × 500 | 45.3 | 62% |
لاستخدام الجدول، حدّد سماكة جدارك وارتفاع الصبّة ومعدل الصب ودرجة حرارة الصب في الأعمدة الأربعة الأولى، واقرأ q_d من العمود السابع، ثم خُذ المقاس والتباعد. والصفّ 4 هو الخطّ الفاصل: إذ يقف q_d = 82.6 kN/m² عند الحدّ الاقتصادي 83 kN/m² الخاص بـ D12 من 45#، وفوقه يجب تغيير المقاس. وهذا الحدّ ليس رقمًا تحوّطيًا اعتباطيًا — بل محسوب عكسيًا من شرط ألّا ينزل تباعد D12 تحت 500 × 500 mm.
يعرض الجدولان التاليان الحدّ نفسه من حيث المساحة المحمّلة المسموحة، لفولاذ 45# و Q235.
| q_d (kN/m²) | المساحة المحمّلة المسموحة، D12/45# (m²) | التباعد الموصى به (mm) | حمل القضيب (kN) | نسبة الاستغلال | الحكم |
|---|---|---|---|---|---|
| 48.9 | 0.511 | 600 × 600 | 17.6 | 70% | مريح، والتباعد واسع |
| 59.2 | 0.422 | 500 × 600 | 17.8 | 71% | مريح |
| 68.0 | 0.368 | 500 × 500 | 17.0 | 68% | قيمة نموذجية لجدار قص عادي |
| 82.6 | 0.303 | 500 × 500 | 20.7 | 83% | الحدّ الاقتصادي؛ لا تُوسّع أكثر |
| 113.1 | 0.221 | 400 × 400 | 18.1 | 72% | ممكن ميكانيكيًا، لكن 6.25 قضيب/m² غير اقتصادي؛ فارفع المقاس |
| q_d (kN/m²) | المساحة المحمّلة المسموحة، D12/Q235 (m²) | التباعد الموصى به (mm) | حمل القضيب (kN) | نسبة الاستغلال | الحكم |
|---|---|---|---|---|---|
| 48.9 | 0.358 | 500 × 600 | 14.7 | 84% | قابل للتطبيق، والهامش ضيّق |
| 59.2 | 0.296 | 500 × 500 | 14.8 | 85% | قابل للتطبيق، عند الحدّ الاقتصادي لـ Q235 |
| 68.0 | 0.257 | 400 × 500 | 13.6 | 78% | قابل للتطبيق لكنه أكثف بوضوح |
| 82.6 | 0.212 | 400 × 400 | 13.2 | 76% | كثيف أصلًا؛ فانتقل إلى 45# |
| 113.1 | 0.155 | فئة 300 × 400 | — | — | غير اقتصادي؛ غيّر الصنف أو المقاس |
مثال محلول B: متى يجب التخلّي عن D12
المثال الثاني يفعل شيئًا واحدًا فقط: يمرّر الجدار نفسه عبر D12 وعبر المقاس الأعلى التالي، ويرى أين يستقرّ الفرق.
الحالة: جدار قص بسماكة 300 mm وارتفاع 4.5 m، يُصبّ عند 15 °C، وبمعدل 4.0 m/h، وهبوط 180 mm، وقادوس 0.6 m³.
زمن الشكّ: t0 = 200 / (15 + 15) = 6.667 h، أطول بمقدار الثلث من 5.00 h في المثال A.
الضغط: F1 = 0.28 × 24 × 6.667 × 1.0 × √4.0 = 44.80 × 2.00 = 89.6 kN/m². والهيدروستاتيكي F2 = 24 × 4.5 = 108.0 kN/m². يُؤخذ F = 89.6 kN/m²، أي أكثر من ضعف 41.2 kN/m² في المثال A. الارتفاع الفعّال h = 89.6 / 24 = 3.73 m.
ضغط التصميم: قادوس 0.6 m³ يقع في نطاق 0.2–0.8 m³، لذا Q2 = 4.0 kN/m² و q_d = 1.2 × 89.6 + 1.4 × 4.0 = 107.52 + 5.60 = 113.1 kN/m².
أولًا، هل يمكن إرغام D12 على الاجتياز؟ A_max = 25.0 ÷ 113.1 = 0.221 m² = 221 000 mm². جرّب 400 × 500 mm: A = 0.20 m²، و N_d = 113.1 × 0.20 = 22.6 kN، ونسبة استغلال 90.5% — ضيّق جدًا. جرّب 400 × 400 mm: A = 0.16 m²، و N_d = 18.1 kN، و 72.4% — مقبول ميكانيكيًا، لكن عدد القضبان 10⁶ ÷ 160 000 = 6.25 لكل m².
الآن D15. [N] = 81 ÷ 2.0 = 40.5 kN، إذن A_max = 40.5 ÷ 113.1 = 0.358 m². جرّب 500 × 500 mm: A = 0.25 m²، و N_d = 28.3 kN، و 69.8% — يجتاز بهامش معقول. جرّب 600 × 500 mm: N_d = 33.9 kN، و 83.8% — يجتاز لكن بهامش ضيّق.
الآن مقارنة التكلفة. طول القضيب لجدار 300 mm: L = 300 + 2 × 15 + 2 × 48 + 50 + 100 = 576 mm، ويُؤخذ 600 mm.
سيناريو D12 بتباعد 400 × 400 mm: n = 6.25 لكل m²، ووزن القضبان = 6.25 × 0.6 × 0.74 = 2.78 kg/m²؛ والصواميل القرصية 12.5 لكل m² × 0.425 = 5.31 kg/m²؛ والإجمالي 8.09 kg/m².
سيناريو D15 بتباعد 500 × 500 mm: n = 4.00 لكل m²، ووزن القضبان = 4.00 × 0.6 × 1.39 = 3.34 kg/m²؛ والصواميل القرصية 8.0 لكل m² × 0.425 = 3.40 kg/m²؛ والإجمالي 6.74 kg/m².
يحمل سيناريو D12 وزن تجهيزات أكبر بنسبة 20% من سيناريو D15، أي 8.09 مقابل 6.74 kg/m².
ويتبع ذلك عدد صفوف العارضة الأفقية. فسيناريو D12 بتباعد رأسي 400 mm يحتاج 1000 ÷ 400 = 2.5 صفّ عارضة أفقية لكل متر من الارتفاع؛ وسيناريو D15 بتباعد 500 mm يحتاج 2.0. أي 25% صفوف عارضة أفقية إضافية ووصلات مطابقة في خيار D12.
وتتبع العمالة أيضًا. فسيناريو D12 يحتاج 6.25 × 2 = 12.5 عملية إحكام للصامولة لكل متر مربع مقابل 4.00 × 2 = 8.0 مع D15 — أي 56% أكثر، وتتدرّج جولة إعادة الإحكام قبل الصبّ بالطريقة نفسها.
| السيناريو | المقاس | التباعد (mm) | القضبان لكل m² | حمل القضيب (kN) | نسبة الاستغلال | وزن القضبان (kg/m²) | التجهيزات (kg/m²) | إجمالي التجهيز (kg/m²) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A | D12 / 45# | 400 × 400 | 6.25 | 18.1 | 72% | 2.78 | 5.31 | 8.09 |
| B | D15 / 45# | 500 × 500 | 4.00 | 28.3 | 70% | 3.34 | 3.40 | 6.74 |
| C | D15 / 45# | 600 × 500 | 3.33 | 33.9 | 84% | 2.78 | 2.83 | 5.61 |
الخلاصة: في جدار بسماكة 300 mm وارتفاع 4.5 m يُصبّ عند 15 °C وبمعدل 4 m/h، تجاوز ضغط التصميم 113.1 kN/m² الحدّ الاقتصادي 83 kN/m² الخاص بـ D12 من 45#، و D15 هو الجواب الصحيح. فسيناريو A يجتاز ميكانيكيًا بنسبة استغلال 72%، لكنه يحمل وزن تجهيزات أكبر بنسبة 20%، وصفوف عارضة أفقية أكثر بنسبة 25%، وأعمال إحكام أكثر بنسبة 56% من سيناريو B. وهذه هي الحسبة النموذجية: فرفع المقاس يحسّن تحمّل القضيب الواحد، ومن ثمّ يقلّل عدد القضبان وعدد التجهيزات وصفوف العارضة الأفقية والعمالة معًا، بينما التكثيف يقلّل فقط الحمل على القضيب ويدفع الأربعة الأخرى جميعًا إلى الارتفاع.
تكشف المقارنة أيضًا تفصيلًا يستحق الملاحظة. فسيناريو C — D15 بتباعد 600 × 500 mm — يستهلك وزن قضبان مطابقًا تقريبًا لسيناريو A، أي 2.78 مقابل 2.78 kg/m²، ومع ذلك فعدد تجهيزاته 53% فقط من تجهيزات سيناريو A، وإجمالي التجهيز أقل بنسبة 31%. فمقابل الكمية نفسها من الفولاذ، 2.78 kg/m²، يطلب سيناريو C من الموقع أقل بكثير.
اختصر المثالين إلى قاعدة واحدة: عندما يضطرّ التباعد المحسوب عكسيًا إلى النزول تحت 500 × 500 mm كي يجتاز D12، فارفع المقاس إلى D15 بدلًا من التكثيف. ويصمد هذا الحدّ في الغالبية العظمى من الحالات، لأن ما دون 500 mm يؤدي فيه تضخّم أدوات التثبيت والعارضات الأفقية والعمالة إلى تجاوز تكلفة تغيير المقاس.
ثمّة مفهومان خاطئان آخران يندرجان هنا. الأول هو خفض المقاس لتوفير المادة: فاستبدال D15 بـ D12 بتباعد أضيق في موضع ينبغي أن يستخدم D15 يبدو موفّرًا في سعر القضبان، لكن وزن التجهيزات يرتفع، ويُدخل مخاطرة جودوية، إذ إن مزيدًا من القضبان يعني فرصًا أكبر لتفويت أحدها. ومع قضبان أكثر بنسبة 56%، ترتفع احتمالية تفويت أحدها بالتناسب، والقضيب الواحد المفقود يزيد الحمل على جاريه بنسبة 50%. والثاني هو الإفراط في المقاس للاطمئنان: فبلاطة سكنية تصلح تمامًا لـ D12 بتباعد 500 × 500 mm تُحدَّد في كل مواضعها بـ D20، ما يرفع وزن المتر الطولي من 0.74 إلى 2.47 kg/m — أي 3.34 مرة — ويضيف أعباء الشحن والمناولة، بينما يحتاج D20 إلى وجه أكبر وصفيحة قاعدة مربعة لإبقاء إجهاد التحميل داخل قدرة العارضة الأفقية، ما يُدخل مشكلات توافق جديدة. ولا يكلّف أيّ من الخطأين الكثير من فولاذ القضبان؛ بل يكلّفان في التجهيزات والعمليات. والمعيار الوحيد للمقاس الصحيح هو أن تقع نسبة الاستغلال المحسوبة بين 60% و 85%. فما دون 60% مفرط الحجم، وما فوق 85% يترك هامشًا ضيقًا جدًا.
حساب طول القضيب
بعد تثبيت المقاس، يأتي الطول من تعبير واحد: L = سماكة الجدار + 2 × سماكة اللوح + 2 × ارتفاع العارضة الأفقية + مخصّص أدوات التثبيت + البروز الطرفي. تُؤخذ سماكة اللوح 15 mm (خشب رقائقي مكسوّ بطبقة فيلم)، وارتفاع العارضة الأفقية 48 mm (أنبوب φ48)، ومخصّص أدوات التثبيت 50 mm، والبروز الطرفي 100 mm.
| الجدار (mm) | الطول المحسوب (mm) | الطول المقرّب (mm) | وزن القضيب المقرّب (kg) | المقاس المرجعي |
|---|---|---|---|---|
| 100 | 376 | 400 | 0.296 | D12 |
| 150 | 426 | 450 أو 500 | 0.333 / 0.370 | D12 |
| 200 | 476 | 500 | 0.370 | D12 |
| 250 | 526 | 550 أو 600 | 0.407 / 0.444 | D12 / D15 |
| 300 | 576 | 600 | 0.444 | D12 / D15 |
| 400 | 676 | 700 | 0.518 | D15 |
| 500 | 776 | 800 | 0.592 | D15 / D20 |
| 600 | 876 | 900 | 0.666 | D20 |
| 1000 | 1276 | 1300 | 0.962 | D20 |
| 1200 | 1476 | 1500 | 1.110 | D20 |
ثمّة ثلاثة أمور تُغفل عادةً. الأول أن البروز الطرفي لا يجوز اقتطاعه: فظهور 1 إلى 3 خطوات سنّ بعد الصامولة هو الفحص البصري على كفاية اشتباك السنّ، وقِلّة المخصّص تعني أن الصامولة لا تستقرّ بالكامل، فيقصر عدد الأسنان المشتبكة ويتبع ذلك تفتيت السنّ. والثاني أن ارتفاع العارضة الأفقية يجب أن يعبّر عن التفصيلة الفعلية: فإذا لم تكن العارضة أنبوبًا مزدوجًا بل تركيبة من خشب وأنبوب، أو مقطعًا مدرفلًا، تغيّر هذا الحدّ جوهريًا. والثالث أن التقريب يكون في اتجاه واحد فقط — إلى الأعلى دائمًا. لا تقرّب إلى الأسفل للوصول إلى طول اسمي. فالقضيب الأقصر من اللازم أخطر من القضيب الأصغر من اللازم، لأن قصر الطول لا يمكن تداركه بتضييق التباعد.
المرجع المعياري: EN 13670 — تنفيذ المنشآت الخرسانية
8. التركيب والفحص
للتركيب D12 ستة متطلبات، ولكل منها معيار يمكن إدراجه مباشرة في بيان طريقة التنفيذ. والمنطق الكامن: التحمّل تحدّده المادة، لكن ما إذا كان الموقع يحقّق ذلك التحمّل يعتمد على أربعة أمور — طول السنّ المشتبك، وعزم الإحكام، واتجاه وجه الصامولة، وإعادة الإحكام قبل الصبّ.
| المتطلّب | التفصيل | المعيار | الانحراف الشائع |
|---|---|---|---|
| السنّ المشتبك | لا يقلّ عن 80% من إجمالي عدد أسنان الصامولة، ولا يقلّ عن 5 أسنان | خطوة 3 mm تعني أن 5 أسنان تساوي نحو 15 mm من الاشتباك؛ ويظهر 1 – 3 أسنان بعد الصامولة | إدارة الصامولة على 2–3 أسنان للسرعة، ما يرفع خطر تفتيت السنّ بحدة |
| عزم الإحكام النهائي | يُضبط بمفتاح عزم، وفق نطاقات حسب صنف الفولاذ والمقاس | D12/45#: 25 – 40 N·m. D12/Q235: 20 – 30 N·m. ولا يتجاوز أيّهما 50 N·m | استخدام ذراع إطالة أو مفتاح صدمي حتى تمتنع الصامولة عن الدوران، فتُقصّ الأسنان أو يخضع القضيب |
| اتجاه وجه الصامولة | الوجه مستوٍ وملامس للعارضة الأفقية ويرتكز على الأنبوبين | لا فجوة بين الوجه والعارضة الأفقية؛ ووجه 100 mm يغطي أنبوبَي φ48 | الوجه معكوس أو مائل، أو يرتكز على أنبوب واحد فقط |
| صفيحة القاعدة المربعة | إلزامية عندما تكون العارضة الأفقية من الخشب | 100 × 100 × 6 mm؛ وينخفض إجهاد التحميل من 3.18 MPa إلى 2.50 MPa | الارتكاز مباشرة على الخشب، ما يسحقه ويتيح انتفاخًا موضعيًا |
| إعادة الإحكام قبل الصبّ | إعادة إحكام المنطقة كلها خلال ساعتين قبل الصبّ، في القوالب ذات الوجه الخشبي | أخذ عيّنة 10% بمفتاح عزم، مع التركيز على الصفوف الثلاثة السفلية | الإحكام في الليلة السابقة وتركه، فيرخي امتصاص الرطوبة الوصلة |
| فك القوالب والاستعادة | خلال 24 ساعة من فك القوالب: إزالة الأسمنت، وتمرير قالب القلوظة، والتزييت، والترصيف حسب المقاس | يدور السنّ بحرّية باليد؛ والاستقامة ضمن 3 mm/m | طرق طرف القضيب لاستخراجه، ما يشوّه الطرف بما يمنع إعادة الاستخدام |
بخصوص عزم الإحكام. يتبع العزم الموصى به العلاقة T = K · d · F، حيث T بوحدة N·m، و K معامل العزم (0.2 لفولاذ مزيّت على فولاذ)، و d القطر الاسمي للسنّ بالمتر، و F حمل الشدّ الأولي بالنيوتن. ويُؤخذ حمل الشدّ الأولي عرفًا عند 50% إلى 70% من حمل التصميم المسموح. ولـ D12/45#، [N] = 25.0 kN، وحمل شدّ أولي 60% يعطي 15.0 kN، إذن T = 0.2 × 0.012 × 15 000 = 36 N·m، ويُقرّب إلى نطاق 25–40 N·m. أما الحدّ الأعلى فيأتي من الخضوع: فحمل الخضوع لـ D12 من 45# هو 84 mm² × 355 MPa ÷ 1000 = 29.8 kN، ويقابله 0.2 × 0.012 × 29 800 = 71.5 N·m، و 70% من ذلك نحو 50 N·m. وما يزيد على 50 N·m يعني مقايضة تشوّه القضيب اللدنّي بالإحساس بأنه محكم.
بخصوص إعادة الإحكام قبل الصبّ. لا يمكن تجاوزها في القوالب ذات الوجه الخشبي. فالخشب والخشب الرقائقي ينضغطان عند امتصاص الماء، لذا قد تفقد صامولة أُحكمت حسب المواصفة في مساء اليوم السابق أكثر من ثلث حمل شدّها الأولي بحلول بدء الصبّ. والإجراء الصحيح ليس "إحكام كل شيء قليلًا إضافيًا" بل أخذ عيّنة 10% بمفتاح عزم وإعادة إحكام صفوف كاملة حيث تقلّ القراءات عن حدّ العزم الأدنى، مع التركيز على الصفوف الثلاثة السفلية الواقعة في منطقة الضغط الكامل. أما القوالب الفولاذية فتنضغط أقل بكثير، لكن يبقى لزامًا فحص تلامس الوجه قبل الصبّ.
بخصوص المراقبة أثناء الصبّ. هل كان الحساب صحيحًا؟ يجيب على ذلك سلوك القوالب. فأنشئ مقطع مراقبة كل 5 m على امتداد الوجه، وعلّق شاقولًا أو مدّ خيط شدّ على الجهة الخارجية للعارضات الأفقية قبل الصبّ، واجعل مراقب القوالب يقرأه كل 15 دقيقة. والمعايير: انتفاخ أقل من 3 mm حركة مرنة عادية؛ ومن 3 إلى 5 mm يستلزم إيقافًا فوريًا وإعادة إحكام موضعية ودعامات مائلة إضافية؛ وأكثر من 5 mm يستلزم الإيقاف والتفريغ. والحركة التي تتجاوز الحدّ تعني أن الضغط الفعلي تجاوز القيمة المحسوبة، والسبب عادةً اختلاف معدل الصب أو درجة حرارة الصبّ عن الافتراض. أعد الفحص وأعد الحساب — لا تكتفِ بإضافة بضع لفات.
بخصوص القضبان الطويلة التي تتجاوز 2000 mm. القطر المكافئ لجسم قضيب D12 نحو 11 mm، أي أن قضيب 2000 mm له نسبة نحافة 182، ويبلغ قضيب 6000 mm نسبة 545 — أعضاء شدّ نحيفة. ويجب ألّا تزيد نقاط الاستناد في النقل والتخزين على 1.5 m، مع عدم وجود وسط غير مسنود وعدم تكديس أوزان فوقه. وركّب جلبة PVC أو مباعد تموضع حتى لا يترهّل القضيب على شكل قوس داخل الخرسانة. وحافظ على استقامة الطول الكامل ضمن 3 mm/m، أي 18 mm مطلقة في قضيب 6000 mm. واقتصر على تقويم الانحناءات على البارد؛ ويُحظر التقويم باللهب، لأن التسخين يغيّر البنية المجهرية لفولاذ 45# ويحوّل مكوّنًا مشهودًا له إلى مكوّن مجهول المصدر.
9. ثمانية أخطاء تظهر في المشاريع الحقيقية
كُتب كل خطأ بصيغة العَرَض، وسبب كونه خاطئًا، والبديل الصحيح. وكل واحد منها يعود إلى مجموعة أرقام وردت سابقًا في هذه المقالة، بحيث يمكن أن تصلح القائمة قائمة تحقّق سلبية في بيان طريقة التنفيذ.
الخطأ 1 — استخدام 35 kN أو 50 kN كحمل مسموح. العَرَض: ورقة حساب تقول "تحمّل قضيب شدّ D12 هو 50 kN، وحمل القضيب 45 kN، أقلّ من 50 kN، مقبول". سبب كونه خاطئًا: 50 kN هو التحمّل المضمون عند مقاومة الشدّ المحدّدة (600 MPa لـ 45#)، وهو قريب من الانكسار. فحمل 45 kN على مقطع 84 mm² يعني 536 MPa، أي نحو 1.5 مرة من حدّ الخضوع، فالقضيب لدنّي بالفعل. والتصميم على هذا النحو يضع معامل الأمان عند 1.11، وأي انحراف في أي معامل يؤدي إلى التمزّق. ما يجب فعله: اقسم التحمّل المضمون على معامل الأمان المركّب 2.0 لتحصل على 25.0 kN. ولا يُنظر إلى 1.5 إلا مع تقرير مادة من طرف ثالث وقضبان جديدة وأحمال محدّدة جيدًا، فيعطي 33.3 kN — قريبًا من حمل الخضوع 29.8 kN، فاستخدمه بحذر.
الخطأ 2 — تقدير التحمّل من القطر الاسمي 12 mm. العَرَض: استخدام π × 6² = 113 mm² كمقطع حامل، فينتج أن "D12 يحمل 113 × 600 = 67.9 kN". سبب كونه خاطئًا: السنّ يقلّل المقطع الصافي، والقيمة المستخدمة للمقاومة نحو 84 mm²، أي 74.3% من الاسمي. والعمل من المساحة الاسمية يبالغ في التحمّل بنحو 35% ويقلّل من الإجهاد بنحو 26%. ويخفى الخطأ لأن 113 mm² تأتي من القطر المرئي، بينما 84 mm² تتطلّب فهم السنّ المدرفل والمقطع الفعّال. ما يجب فعله: استخدم دائمًا مساحة السنّ الفعّالة A_s، نحو 84 mm² لـ D12. والمساحة الاسمية للهندسة والفحص البُعدي فقط.
الخطأ 3 — خلط المقاسات. العَرَض: يُعوَّض نقص D12 في الموقع بدفعة من D15، أو بدفعة مختلفة من D12، في الجدار نفسه. سبب كونه خاطئًا: القضبان تقيّد القوالب ذاتها وتحمل الحمل بما يتناسب مع الصلابة الشدّية. والقضبان الأنحف تتشوّه أكثر وتخضع أولًا، فتنقل الحمل إلى جيرانها على نحو متسلسل. كما تختلف تفاوتة السنّ وزاوية الجانب بين الدفعات والمصادر، فتشتبك بعض القضبان بعدد أقلّ بشكل ملحوظ من الأسنان وتنزلق أبكر. ما يجب فعله: استخدم المقاس والصنف والدفعة نفسها داخل منطقة الصبّ الواحدة. ورصّف قضبان إعادة الاستخدام حسب المقاس ووسّمها؛ واصرفها حسب المقاس. فالمخزون المختلط هو منشأ المشكلة.
الخطأ 4 — استبدال القضيب بسيخ مسنّن عادي بزاوية 60°. العَرَض: موقع ينقصه المخزون يستخدم سيخًا مسنّنًا على كامل طوله أو مسمار شدّ عاديًا. سبب كونه خاطئًا: زاويتا الجانب تختلفان، 30° مقابل 60°، وعرض الجذر يختلف بمعامل 2.5. والسيخ العادي بزاوية 60° له جذر حادّ ضحل بتركيز إجهاد عالٍ؛ فتستدير القمّة وتتفتّت بعد تجميعات قليلة. والأهم من ذلك أن هذا السيخ يُنتج لوظيفة التثبيت، فلم تُحدَّد مادّته وصنف مقاومته ودقّة سنّه ومتطلّبات كلاله لعضو مشدود بشكل دائم ومعرّض لروبة الخرسانة وللتجميع المتكرّر. ما يجب فعله: يجب أن تستخدم قضبان الشدّ سنًّا شبه منحرف أو شبه منحرف مستديرًا. وإذا كان الاستبدال لا مفرّ منه، فأعد حساب التحمّل من المادة الفعلية بمعامل أمان أعلى، وأبعده عن المواضع الحرجة.
الخطأ 5 — الإفراط في عزم الإحكام. العَرَض: إدارة الصواميل بذراع إطالة أو مفتاح صدمي أو أداة كهربائية عالية العزم حتى تمتنع عن الحركة، بحجّة أن الأكثر إحكامًا أكثر أمانًا. سبب كونه خاطئًا: العزم يتناسب مع حمل الشدّ الأولي. والنطاق الموصى به لـ D12/45# هو 25–40 N·m، ويقابله 10.4–16.7 kN من حمل الشدّ الأولي. وفوق 50 N·m يتجاوز حمل الشدّ الأولي 20.8 kN، مقتربًا من 70% من حمل الخضوع 29.8 kN؛ واستمراره يعني أن يأخذ القضيب استطالة دائمة، فتتغيّر الخطوة، ولا تعود الصامولة تدور عليه، ويصبح القضيب تالفًا بعد دورة واحدة. كما تُقصّ الأسنان، ويميل تفتيتها إلى الحدوث أثناء الصبّ، حين لا تكون هناك فرصة للاستدراك. ما يجب فعله: اضبط العزم بنطاقات باستخدام مفتاح عزم، 25–40 N·m لـ D12/45#، وبنحو لا يتجاوز 50 N·m أبدًا. ولا تُحكم نهائيًا بمفتاح صدمي ولا تُطِل ذراع الرافعة.
الخطأ 6 — استخدام حلقات صغيرة بدلًا من الصامولة القرصية 100 mm. العَرَض: نفاد الصواميل القرصية فيُستخدم بدلًا منها حلقات عادية أو صفائح فولاذية صغيرة. سبب كونه خاطئًا: وجه 100 mm يعطي 7854 mm² من التحميل مقابل نحو 707 mm² لحلقة عادية φ30، أي بمعامل 11. وعند حمل تصميمي 25.0 kN تُنتج الصامولة القرصية 3.18 MPa تحت الوجه، بينما تُنتج الحلقة الصغيرة 35.4 MPa. وعلى أنبوب فولاذي قد تصمد الحلقة؛ أما على الخشب فسوف تسحق بالتأكيد انخفاضًا عميقًا، وبمجرد انهيار العارضة الأفقية عند موضع القضيب تفقد القوالب تقييدها. وكثير من حالات الانتفاخ تبدأ من ذلك الانخفاض. ما يجب فعله: استخدم دائمًا الصامولة القرصية 100 mm، وأضف صفيحة قاعدة مربعة 100 × 100 × 6 mm على العارضات الأفقية الخشبية، فتوسّع مساحة التحميل إلى 10 000 mm² وتخفض الإجهاد دون 2.50 MPa.
الخطأ 7 — تجاهل العلاقة بين الطلاء وتوافق السنّ. العَرَض: معاملة الجلفنة كمسألة مظهرية وتآكل فقط. سبب كونه خاطئًا: يضيف الزنك نحو 10–20 μm على القطر، وهذا لا يؤثّر عادةً في التجميع، لكن ثمّة ثلاث حالات شاذة تفعل ذلك. فتراكم الزنك الموضعي أو تقشّره يرفع القمّة فلا تستقرّ الصامولة ويقصر عدد الأسنان المشتبكة. والتخميل الأصفر أكثر سماكة قليلًا من الأبيض المزرق، فتبدو الصامولة الجديدة متصلّبة؛ وإرغامها بعزم عالٍ يكشط الطلاء ويترك فولاذًا مكشوفًا كنقطة بدء للتآكل. وخلط العناصر المطليّة وغير المطليّة يغيّر معامل الاحتكاك، فيمكن أن يختلف حمل الشدّ الأولي عند العزم نفسه بأكثر من 30% ويصبح ضبط العزم بلا معنى. ما يجب فعله: عند الفحص، أدِر الصامولة المطابقة باليد وتأكّد من دورانها 3 إلى 5 أسنان بسلاسة دون تسنين متصالب أو تعشّق. وزاوج بين قضبان مطليّة وصواميل مطليّة. وحين يبدو التجميع الأول متصلّبًا، أدِر الصامولة باليد أولًا ثم استخدم مفتاح العزم.
الخطأ 8 — عدم خصم سماحية مقطعية لقضبان إعادة الاستخدام. العَرَض: إعطاء قضبان D12 المستعملة الحمل المسموح نفسه 25.0 kN الخاص بالقضبان الجديدة. سبب كونه خاطئًا: تآكل القمم والصدأ يقلّلان المقطع الفعّال ويزيدان في الوقت نفسه سوء تركيز الإجهاد. وبافتراض تآكل قطري 0.5 mm، ينخفض القطر المكافئ من 10.34 mm إلى 9.84 mm والمساحة الفعّالة من 84 mm² إلى 76.1 mm²، أي انخفاض 9.4% ينزل بالحمل المسموح من 25.0 kN إلى 22.6 kN. ومع أثر تركيز الإجهاد، قد يبلغ فقد التحمّل الحقيقي 15%. وفي الأقبية والمواقع الساحلية والظروف الرطبة، كثيرًا ما يتآكل السنّ بما يستحقّ الاعتبار. ما يجب فعله: للقضبان التي تجاوزت خمس دورات، أو التي عليها تآكل ظاهر في أسنانها العاملة، طبّق معامل 0.85، فينزل D12/45# من 25.0 kN إلى 21.3 kN. واخرج عن الخدمة أي قضيب له قمم مستحدّة، أو خطوة متغيّرة ظاهريًا، أو انحناء يتجاوز 3 mm/m. والتنظيف وتمرير قالب القلوظة والتزييت والترصيف خلال 24 ساعة من فك القوالب هو ما يبقي معامل التخفيض عند 0.85 بدلًا من قيمة أسوأ.
مرجع سريع
| البند | القيمة / المواصفة | ملاحظة |
|---|---|---|
| تعيين المقاس | D12 | القطر الأكبر للسنّ 12 mm |
| شكل السنّ | تقليدي / شبه منحرف مستدير، بجانب 30° | الخطوة الشائعة 3 mm، وعرض الجذر نحو 1.10 mm |
| صنف الفولاذ | Q235 (GB/T 700) / 45# (GB/T 699) | الكربون لا يزيد على 0.22% و 0.42 – 0.50% على التوالي؛ وأقرب النظائر ASTM A36 أو EN S235JR، و AISI 1045 أو EN C45E |
| الأطوال القياسية | 200 – 6000 mm | الجدار + القوالب + العارضات الأفقية + التجهيزات + البروز الطرفي |
| وزن المتر الطولي | نحو 0.74 kg/m | القطر المكافئ نحو 10.95 mm؛ ونحو 1351 m في الطنّ |
| المساحة الاسمية | 113.1 mm² | لا تُستخدم للمقاومة |
| مساحة السنّ الفعّالة A_s | نحو 84 mm² | قيمة المقاومة؛ 74.3% من الاسمية |
| التحمّل المضمون Q235 | نحو 35 kN | إجهاد مقطعي نحو 417 MPa |
| التحمّل المضمون 45# | نحو 50 kN | إجهاد مقطعي نحو 595 MPa |
| الحمل المسموح Q235، K = 2.0 | 17.5 kN | قراءة تحوّطية 15.5 kN من حدّ 370 MPa |
| الحمل المسموح 45#، K = 2.0 | 25.0 kN | تحقّق المقطع يعطي 25.2 kN |
| حمل الخضوع، 45# | نحو 29.8 kN | 84 mm² × 355 MPa؛ وتجاوزه يسبّب استطالة دائمة |
| أدوات التثبيت المطابقة | صامولة قرصية 100 mm، نحو 0.425 kg | مساحة الوجه 7854 mm²؛ أضف صفيحة قاعدة مربعة 100 × 100 × 6 mm على العارضات الأفقية الخشبية |
| التشطيب السطحي | زنك أبيض مزرق / أصفر | 5 – 12 μm؛ والأصفر يعطي نحو 1.5 – 2 مرة من أداء مقاومة التآكل |
| عزم الإحكام النهائي الموصى به | 25 – 40 N·m (45#)؛ 20 – 30 N·m (Q235) | لا يتجاوز 50 N·m أبدًا |
| السنّ المشتبك | لا يقلّ عن 80% من عدد أسنان الصامولة، ولا يقلّ عن 5 أسنان | يظهر 1 – 3 أسنان بعد الصامولة |
| الاستقامة | ضمن 3 mm/m | 18 mm مطلقة في قضيب 6000 mm |
| معامل تخفيض إعادة الاستخدام | 0.85 من خمس دورات | ينزل بالحمل المسموح لـ 45# من 25.0 kN إلى 21.3 kN |
| الحدّ الاقتصادي، 45# | q_d لا يتجاوز 83 kN/m²، والتباعد لا ينزل عن 500 × 500 mm | وما بعده، ارفع المقاس إلى D15 |
| الحدّ الاقتصادي، Q235 | q_d لا يتجاوز 58 kN/m² | وما بعده، انتقل إلى 45# أو ضيّق التباعد |
| حدود رفع المقاس | D15 فوق 83 kN/m²؛ و D20 فوق 135 kN/m² أو في الجدران السميكة والمقاطع الكبيرة | عند 45# و K = 2.0 |
يتكثّف منطق الاختيار كله في تسلسل واحد يستحق الحفظ: احسب الضغط الجانبي، واضربه في المساحة المحمّلة لتحصل على حمل القضيب، واقسم القيمة المضمونة على 2 لتحصل على الحمل المسموح، واقسم الحمل المسموح على ضغط التصميم لتحصل على المساحة المحمّلة القصوى، ثم احسب التباعد عكسيًا من تلك المساحة. وإذا اضطرّ التباعد إلى النزول تحت 500 × 500 mm، فغيّر المقاس. وبمجرد أن تكون هذه الأرقام الأربعة — ضغط التصميم q_d، وحمل القضيب N_d، والحمل المسموح [N]، والمساحة المحمّلة القصوى A_max — على الورق، تتوقّف مسألة ملاءمة D12، وأي تباعد يُستخدم، وهل يُرفع المقاس إلى D15، عن أن تكون مسائل تقدير.
إذا كنت تعمل على جدار محدّد، أرسل سماكة الجدار وارتفاع الصبّة ومعدل الصب ودرجة حرارة الصبّ، وسنعيد لك مقاس القضيب وشبكة التباعد وجدول الكميات لتلك الحالة — بما في ذلك الحالات التي يكون فيها المقاس الأرخص هو الصحيح. وتُدرج مجموعة D15 و D20 تحت قضبان الشدّ عالية المقاومة D15/D20، وتغطي مجموعتا المثبّتات والقطع المدمجة والملحقات بقية نظام شدّ القوالب.
المراجع والمعايير.
- EN 14399-1 — مجموعات براغي عالية المقاومة للمنشآت
- GB/T 700-2006 — الفولاذ الإنشائي الكربوني (معيار وطني، النص الرسمي الكامل)
- GB/T 699-2015 — الفولاذ الكربوني الجيد (معيار وطني، النص الرسمي الكامل)
- ISO 16047 — المسامير ذات الرأس السداسي والصوامع السداسية
- دليل التثبيت عالي المقاومة
- EN 1090 — تنفيذ المنشآت الفولاذية
- EN 13670 — تنفيذ المنشآت الخرسانية
- ACI 347 — دليل القوالب للخرسانة
من نحن: تغطي هذه المقالة قضبان الربط للقوالب من النوع D12، بما في ذلك سعتها، ونوع الخيط المستخدم فيها، وقاعدة الترقية إلى النوع D15. وتتوفر بيانات الإنتاج والاختبار الخاصة بنا عند الطلب. ويوفّر صفحة الاتصال إمكانية الوصول إلى فريق هندستنا للحصول على الوثائق التفصيلية، بينما يشرح صفحة المعلومات كيفية عمل مصنعنا. وقد استعرض هذه المقالة فريق هندسة قوالب Qianheng.
