الجزء الأول :

الفصل الأول :
تشكل التشققات في العناصر الإنشائية
1-1- تشقق العناصر الإنشائية البيتونية والبيتونية المسلحة :
1-1-1- ملاحظات عامة :
تتعرض المنشآت البيتونية والبيتونية المسلحة للتشقق مع الزمن ويمكن أن تظهر هذه التشققات بعد عدة سنوات أو عدة شهور أو عدة أسابيع أو حتي بعد عدة ساعات من تنفيذ المنشأة وليس من السهل تحديد أسباب ظهور هذه التشققات في كثير من الأحيان.
يعتبر ظهور التشققات في المنشآت البيتونية والبيتونية المسلحة دلالة مرضية علي الرغم من أن بعض أنواع هذه التشققات لا يبدي تأثيرا سلبيا علي عمل المنشأة من وجهة نظر المتطلبات الإستثمارية . وعلي سبيل المثال فإن ظهور التشققات الشعرية في المناطق المشدودة في عناصر المنشآت البيتونية المسلحة يدل علي العمل الطبيعي للعناصر هذه تحت تأثير الحمولات الإستثمارية إذا لم تكن هذه التشققات ناجمة عن التغيرات الفيزيائية – الكيميائية للمواد .
يجمع العديد من المؤلفين علي أن أسباب ظهور تشققات كثيرة و متداخلة وليس من السهولة بمكان الحصول عليها دائما .
وقد قسم بعضهم أسباب تشكل التشققات في المنشآت البيتونية والبيتونية المسلحة إلي مجموعتين : تضم الأولي الأسباب المتعلقة بالعمليات الفيزيائية الحاصلة في المادة وعلي سبيل المثال تغير حجم البيتون نتيجة للتصلب والتأرجحات الحرارية ، إذ يتعرض للإنكماش والإنتفاخ ، أما المجموعة الثانية فتضم الأسباب المتعلقة بمتانة المادة ، حيث يمكن أن تحصل التشققات علي سبيل المثال هنا بسبب الحمولات الزائدة عن الحمولات التصميمية أو بسبب هبوط القواعد أو أخطاء التصميم والتنفيذ.
كما شرح بعض العلماء مراحل تشكل التشققات إنطلاقا من وضعيات نظرية المرونة واللدونة وذلك تبعا لتطبيق الحمولات الخارجية وتزايدها .
وقد صنف علماء آخرون التشققات حيبما يلي :
- التشققات الإبتدائية (الولادية) وتنشأ عند صنع العناصر أو حين ربطها مع بعضها البعض وما شابه ذلك .
- التشققات المرئية على الطينة أو على الأكساء الأخرى ، لكنها غير ممتدة إلى العناصر الإنشائية .
- التشققات الناتجة عن الحمولات الزائدة .
- التشققات المتعلقة بحديد التسليح ( وعلى سبيل المثال حصول الخطأ في تصميم أو تنفيذ حديد التسليح ) .
- التشققات الناجمة عن تغير المخطط التوازني للمبنى .
- التشققات الطارئة .
ونظرا لأن الأسباب التي تؤدي للتشققات يمكن أن تكون معيارا لتصنيف هذه التشققات ، فإنه يمكننا أن نضع المجموعات التالية لأسباب تشكل وأنتشار التشققات في المنشآت البيتونية والبيتونية المسلحة .
1- التشققات الناجمة عن الحمولات الزائدة .
2- التشققات الناجمة عن تقلص وانتفاخ وزحف (سيلان ) البيتون .
3- التشققات الناجمة عن التقلبات الحرارية .
4- التشققات الناجمة عن التأثيرات الكيميائية الضارة .
5- التشققات الناجمة عن الهبوطات المنتظمة في المنشأة .


1-1-2- التشققات الناجمة عن الحمولات الزائدة :
الحمولات الزائدة هي الحمولات التي تتجاوز الحمولات المعتبرة عند التصميم ( في الحسابات الاستاتيكية ) .
عند تطبيق الحمولات الزائدة عن العناصر البيتونية غير المسلحة يظهر عادة تشقق واحد يؤدي إلى حصول الانكسار السريع للعنصر ، أما عند تطبيق الحمولات الزائدة على العناصر البيتونية المسلحة فإنه يظهر عدد من التشققات المتتالية التي لا تترافق بانكسار سريع ومفاجيء كما هو الحال في العناصر البيتونية الخالية من التسليح ، ويحصل هذا الانكسار إما سبب ضعف مقاومة البيتون عندما تكون نسبة حديد التسليح كافية أو بسبب قلة حديد التسليح عندما تكون مقاومة البيتون كافية أو بسبب تطبيق حمولات زائدة سريعة أو مفاجئة .
يمكن أن تنشأ الحمولات الزائدة في العناصر الإنشائية نتيجة لتأثير عوامل مختلفة أخرى مثل تغير المخطط التوازني للمنشأة بسبب تنفيذ غير السليم لها أو بسبب صغر مقطع حديد التسليح عند عدم دقة التصميم أو التنفيذ أو بسبب التنفيذ الخاطىء لفواصل التشوه والاظفار وغيرها من المناطق الحساسة في المنشأة ، كما وتنشأ الحمولات الزائدة في العنصر بسبب الاجهادات الكبيرة التي تتعرض لها العناصر بتأثير الانعطاف والقص والفتل والضغط اللامركزي والشد وسوف نأتي الآن على تفصيل تأثير كل من هذه القوى كل على حدة .
1-1-2-1- التشققات الناجمة عن الشد والضغط المحوري :
عندما يتعرض العنصر إلى شد محوري تظهر التشققات دائما عبر كامل المقطع وتكون عمودية على اتجاه تأثير القوة ، وتنشأ هذه التشققات على مسافات متساوية ومقابل الأساور عادة . وفي العناصر البيتوينة المسلحة المشدودة يقوم البيتون عادة بدور حماية حديد التسليح من التآكل قبل أي شىء آخر ، وقد بينت الدراسات أن تشققات البيتون التي لا يتجاوز عرضها 0.1 – 0.2 مم لا تؤدي إلى تآكل حديد التسليح . يمكن القول من أن ظهور التشققات الأفقية على أحد طرفي العنصر الشاقولي المشدود يدل على أن هذا العنصر مشدود لامركزيا .

أما التشققات الناجمة عن الضغط المحوري في الأعمدة البيتونية غير المسلحة فهي تشبه التشققات الحاصلة في العينات المخبرية عند تعريضها لضغط المكابس لهدف تحديد مقاومة البيتون على الضغط ، ويبين الرسم الشكل النموذجي للتشققات المتشكلة في عمود بيتوني مرن وفي عمود كتلي نتيجة لتطبيق قوة ضغط كبيرة . من هذه الأشكال نلاحظ أن التشققات تحضل عادة في الجزء الأوسط ( بالنسبة للإرتفاع ) من العمود . ويبين الشكل 1-4 التشققات الناجمة عن التحميل الزائد للعناصر البيتونية المسلحة بتسليح عادي المضغوطة مركزيا . ونتيجة لظهور التشققات تنفصل طبقة بيتون الحماية ويتبع ذلك إلتواء حديد التسلح الطولي وخاصة عندما تكون خطوة الأتاري كبيرة وتقوم الأتاري بعد ذلك بإعاقة عملية حصول الإنهيار مؤقتا .
يبين الشكل 1-5 التشققات الشاقولية التي تحصل في طبقة حماية بيتون الأعمدة المسلحة تسليحا حلزونيا ومن الجدير بالإنتباه إلي أن هذه التشققات تحصل قبل تطبيق الحمولات الإستثمارية المكاملة أي قبل الوصول إلي حد أمان متانة العنصر فبالتالي فإنه يمكن زيادة الحمولة عددا من المرات قبل حصول الإنكسار الكامل

1-1-2-2-التشققات الناجمة عن تأثير عزم الإنعطاف :
قبل دراسة التشققات الناجمة عن الإنعطاف ينبغي إعارة بعض الإهتمام إلي مشألة الضغط اللامركزى حيث تظهر التشققات دائما في منطقة عزم الإنعطاف الأعظمي .
ونضرب مثالا علي ذلك أعمدة الإطارات الموثوقة من الطرفين حيث تتعرض الأعمدة للضغط اللامركزي ويبين هذا الشكل وضعيات هذا العمود قبيل الإنهيار ومن ثم توضع التشققات في لحظة الإنهيار والمكان m الذي يتعرض فيه البيتون لعملية الهرس .

أما إذا كان هذا العمود موثوقا من طرف واحد ومستند مفصليا عند الطرف الآخر فإن التشققات قبيل مرحلة الإنهيار تحصل علي شكل خطوط متوازية يتناقص طولها كلما اقتربت من المفصل وعند وصول العمود إلي مرحلة الإنهيارالكامل تشكل المنطقة m والتي يحصل فيها هرس البيتون حيث أن وصول العمود إلي هذه الحالة يعتبر خطرا جدا و يتطلب تدخلا سريعا لمنع حصول الإنهيار الكامل .
إن ما قيل أعلاه ينطبق قبل كل شيء علي الأعمدة المرنة .



الجزء الثاني :

قبل الإنتقال إلي بحث تشكل التشققات في العناصر البيتونية المسلحة الخاضعة للإنعطاف ينبغي الإشارة إلي أن الإنعطاف غالبا ما يترافق مع القص ولكن التشققات الناجمة عن الإنعطاف تظهر غالبا قبل التشققات الناجمة عن القص وسوف يبحث تشكل التشققات الناجمة عن القص بشكل مفصل في البند 1-2-3- .
في العناصر الخاضعة للإنعطاف توضع التشققات دائما بشكل عمودي علي حديد التسليح ، ونعد تطبيق الحمولات التصميمية تظهر على العنصر تشققات شعرية لكنها لا تكون خطرة على المنشأة وتدل على العمل الطبيعي للعنصر المنعطف في الطور الثاني وينبغي أن نميزها عن التشققات المرئية المتزايدة مع زيادة التحميل وتدل على إقتراب الإجهادات في العنصر من الإجهادات الحديدية .
إن طبيعة ومكان ظهور التشققات في الجوائز البيتونية المسلحة يتعلق بنسبة التسليح .
تتعلق قيمة عزل الإنعطاف التي تظهر عندها التشققات في العنصر بمقاومة البيتون على الشد بالدرجة الأولى وبنسبة التسليح بالدرجة الثانية . هذا يعني أنه من أجل نوعية بيتون محددة يبدأ ظهور التشققات في العنصر الخاضع للإنعطاف عند قيم متماثلة تقريبا لـ .......................(اجهادات الفولاذ في الطور الأول ) وعند قيم مختلفة لـ .......................( الاجهادات في الفولاذ في الطور الثاني ) .
الإجهاد بالكغ / سم2 600 1200 2200
نسبة التسلسح المئوية % 5 1 0.2
إن هذه الإجهادات لاتتعلق بحد لدونة الفولاذ ، ويمكن ان نستنتج مما ذكر أعلاه أنه يمكن أن تكون هناك تشققات متماثلة عند اجهادات مختلفة في الفولاذ وبالتالي فإن التشققات المتماثلة يمكن أن تمثل درجات مختلفة من الخطورة .
في الجوائز الخاضعة للإنعطاف ذات المقطع المستطيل التي تتأرجح نسبة التسليح فيها من 0.8 وحتى 1.5 بالمئة تبلغ الإجهادات في الفولاذ بعد تشكل التشققات مباشرة حوالي 1000-1200 كغ/سم2 ويبلغ العزم في المقطع نصف قيمة عزم الإنكسار تقريبا .
تظهر التشققات في الجوائز الخاضعة للإنعطاف بالتتالي الواحد بعد الآخر ، فكلما ازدادت الحمولة المطبقة على الجائز ازداد العزم في المقاطع إلى القيمة التي تسبب التشققات ، ويظهر التشقق الاول في منطقة العزم الأعظمى ثم تظهر التشققات بصورة مزدوجة على يمين ويسار التشقق الاول .
إذا تعرضت الجوائز لعزوم الإنعطاف متساوية في مقاطع مختلفة فإن التشققات تظهر في هذه المناطق بنفس الوقت ولا يتغير موضع هذه التشققات مع ازدياد التحميل وتكون هذه التشققات عمودية عادة على حديد التسليح وتميل فقط المناطق المعرضة للاجهادات القاصة .
يبين الاطوار المتتالية لنمو تشقق نموذجي ناتج عن تعرض الجائز للإنعطاف . فقبل لحظة الانكسار يصل تشقق واحد إلى حدود منطقة الإنضغاط , ويبدأ هذا الشق بالتفرع مشكلا اسفينا يبلغ إرتفاعه ربع ارتفاع المقطع ويتعرض البيتون داخل هذا الاسفين لعملية الهرس .

إن ظهور التشققات ذات العرض الكبير في العناصر الخاضعة للإنعطاف يدل على وصول الاجهادات في الفولاذ إلى حد اللدونة وفي هذه الحالة يتغير عرض التشققات ما بين 0.5 وحتى 2 مم تبعا لقيمة الاجهادات وتماسك البيتون مع الفولاذ ونسبة حديد التسليح ،كما ان ظهور تشقق عريض في مقطع ما بالمقارنة مع عرض التشققات المجاورة يدل على وصول الفولاذ في هذا المقطع إلى حد السيلان وهذا يعني استنفاذ العنصر لمرحلة الامان إلى مرحلة الخطر ويعتبر العنصر عندئذ متعطلا أو خارجا عن العمل .
يمكن أن يصل عرض التشقق قبل الانكسار إلى عدة مليمترات وأحيانا إلى أكثر من عشرة مليمترات ولكن العرض المسموح به للتشققات يقاس بأجزاء المليمترات وذلك تبعا للوضعية الحدية المسموح بها ( راجع الكود العربي أو الكودات العالمية الأخرى ).
دلت الأبحاث على أن المسافة بين التشققات تزداد كلما ازداد قطر قضبان التسليح وكلما قلت نسبة وكلما قلت مقاومة البيتون على الشد ، تبين الأشكال 1-10 ، 1-11 ، 1-12 تأثير نسبة التسليح على تشكل التشققات وذلك في الجوائز ذات المجاز الواحد والمقطع الواحد والمحملة بقوتين مركزتين .
فالشكل 1-10يبين تشكل التشققات في جائز مسلح تسليحا ضعيفا حيث أن :
؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟
وبعد التحميل ظهرت ثلاثة تشققات بنفس الوقت عندما وصل إجهاذ الفولاذ إلى قيمة عالية أي عند .................... وقد تعرض البيتون للهرس ضمن اسفين غير كبير .
أما عندما تكون نسبة التسليح أقل من ذلك فإنه يظهرتشقق واحد فقط قي الوقت الذي تكون الاجهادات في البيتون غير كبيرة أي أنه لا يحصل هرس في البيتون ويمكن أن ينهار الجائز بشكل مفاجيء دون ظهور مسبق للتنشققات .
مما ذكر أعلاه ينتج أن ظهور عدد قليل من التشققات في الجوائز المسلحة تسليحا ضعيفا يدل علي قرب وصول مقاومة مادة العنصر إلي الحالة الحدية آي الحالة التي يعتبر العنصر فيها خارجا عن العمل .
يبين تطور تشكل التشققات في جائز نسبة التسلح فيه متوسطة ؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟) وقد بدأ الإنهيار في هذا الجائز عندما تجاوزت الإجهادات في منطقة الضغط مقاومة البيتون علي الضغط ، بينما كانت إجهادات الفولاذ منخفضة في هذه المرحلة . ومن الشكل نلاحظ أن منطقة هرس البيتون المتكونة أكبر منها في الحالة السابقة المبينة علي نلفت الإنتباه إلي أن تصدع البيتون يجب أن يحصل في كامل منطقة الضغط ما بين نقطتي تطبيق القوتين بيبب ثبات عزم الإنعطاف في هذه المنطقة إلا أن عدم تجانس البيتون أدي إلي

حدوث إنهيار موضعي في المناطق التي كانت فيها مقاومة البيتون أصغرية .
مما سبق نستنتج أن تقييم حالة خطورة الجاتز المتصدع يحتاج إلي معرفة قيمة مقطع التسليح حيث أن التقييم المعتدم فقد علي أساس شكل التشققات يمكن أن يؤدي إلي نتائج خاطئة . ففي الوقت الذي يدل فيه حدوث تشقق واحد في الجائز المسلح تسليحا ضعيفا علي خضوع الجائز إلي حمولات زائدة كبيرة فإن ظهور عدد من التشققات في الجائز المسلح تسليحا قويا يدل علي العمل الطبيعي للجائز في المرحلة الثانية .
في الجوائز المستمرة تتشكل التشققات بشكل مختلف قليلا عنه في الجوائز البسيطة . فالتشققات تظهر في المنطقة السفلى من المجاز أو فوق المساند ، إلا أن طبيعة التشققات تكون متشابهة في الجوائز المستمرة والجوائز البسيطة . إن تشكل التشققات وانكسار الجائز في المجازات يمكن أن ينتج عن تحميا مجازا واحدا فقط ، أما تشكل التشققات فوق المساند فيمكن أن ينتج عن تحميل مجازين متجاورين وهذا ما يحصل بصورة أنذر .
في البلاطات يتعلق شكل التشققات الناجمة عن الإنعطاف بطبيعة استناد هذه البلاطات وباتجاه القضبان فيها .
ففي البلاطات الوحيدة الإتجاه أي المستندة على الطرفين فقد تظهر التشققات بصورة عمودية على إتجاه قضبان التسليح الأعمدة وتكون متوازية فيما بينها






hgjarrhj ,hgjw]uhj td hglfhkd hgjarrhj