كيف تختار أفضل توصيلة حائط؟

إن أول ما يضعه شارما وزملاؤه من المهندسين الإنشائيين في فريق خدمات التصميمElematic في الاعتبار عند تصميم الوصلات للمباني مسبقة الصب، هو كيفية تأثير أنواع الأحمال المختلفة على الهيكل.

سواء كنا نتحدث عن الوصلات الأفقية أو الرأسية، فإنها ستتأثر بالحمل المحوري والعزم وقوة القص. كما أن تحديد الشقوق ودرجات الحرارة المتغيرة جزء من المعادلة.

ويوضح شارما قائلاً: "نحن ننظر إلى كيفية تأثير هذه الأحمال المتوقعة على الهيكل، وهذا ما يملي متطلبات التوصيلات".

عند الحديث عن كيفية توصيل العناصر، نميز بين الوصلات الجافة والرطبة.

الوصل الرطب يعني ربط العناصر بالخرسانة الرطبة أو الجص. يقول شارما إن هذه الطريقة تستخدم عادةً في المشاريع مسبقة الصب في المناطق الزلزالية.

"أحد الأمثلة على الوصلة الرطبة هو الوصلة الأفقية من الجدار إلى الجدار حيث يتم إدخال قضبان حديد التسليح من العنصر السفلي مسبقة الصب في قارنة التوصيل في العنصر العلوي مسبقة الصب. عندما يتم إنزال الجدار إلى الأسفل بواسطة الرافعة، يتم إدخال حديد التسليح تلقائيًا داخل قارنة التوصيل، ثم تتم عملية الحشو في الموقع."

تعني الوصلة الجافة أنه يتم تثبيت لوحين جداريين ببعضهما البعض، وعادةً ما يتم ذلك باستخدام ألواح فولاذية مثبتة بمسامير أو ملحومة في الموقع. وكما يوحي الاسم، فهي لا تتطلب أي خرسانة في الموقع. تتمتع الخرسانة بمقاومة جيدة للحريق، لكن الفولاذ يميل إلى الذوبان بسرعة، لذا فإن الوصلات الجافة تتطلب معالجات مناسبة لمقاومة الحريق.

"مهما كان نوع المفصل الذي نقرر استخدامه في مشروع ما، فإن كل مفصل سيواجه جميع فئات القوى، ويجب على المهندس التأكد من قدرة المفصل على تحملها."

يتم توصيل ألواح الحائط في اتجاهين: ألواح مسبقة الصب أفقياً متصلة أفقياً وموضوعة فوق بعضها البعض، وعادةً ما تكون في طوابق مختلفة في المبنى. وهي مصممة لحمل الحمولة التي تنتقل من أعلى إلى أسفل عناصر الحائط المستقرة فوق بعضها البعض.

من ناحية أخرى، تربط الوصلات الرأسية العناصر الموجودة على الحواف الجانبية.

كلاهما مهم، لكن المهندسين الإنشائيين يولون اهتماماً خاصاً للوصلات الأفقية.

"إذا فشل مفصل أفقي، سينهار العنصر الموجود أعلاه بشكل طبيعي، مما سيؤدي إلى انهيار العنصر الموجود أعلاه، وهكذا. وبالتدريج، سينهار الهيكل بأكمله." يقول شارما.

ويقارن أهمية الوصلات الأفقية بأي عنصر رأسي في الهيكل، مثل الأعمدة والجدران. من الطبيعي أن تكون العناصر الأفقية، مثل العوارض والأرضيات مهمة أيضًا، ولكن يمكن عادةً معالجتها محليًا في حالة حدوث عطل.

تتطلب المنشآت الشاهقة في المناطق الزلزالية المتوسطة إلى العالية وصلات قوية. ونظراً للضغط العالي المستحث في نهايات الجدار، يلزم وجود طبقات مزدوجة من المسامير (القضبان المسقطة) للاستمرار من الجدار السفلي إلى الجدار العلوي.

لا تتم عملية صب الخرسانة الرطبة في الموقع داخل الوصلة من الجدار إلى الجدار فحسب، بل تستمر أيضًا عبر شبكة التسليح عبر الأرضية بأكملها، مما يشكل الحجاب الحاجز. تحتوي جميع العناصر المختلفة مسبقة الصب - الجدران والأعمدة والعوارض والبلاطات - على نتوءات من حديد التسليح مثنية في الحجاب الحاجز قبل صب الطبقة العلوية.

يعمل الحجاب الحاجز كعنصر ربط، مما يضمن أن جميع العناصر مسبقة الصب في ذلك الطابق ستعمل كوحدة واحدة عند تعرضها للقوى الجانبية الناتجة عن زلزال أو رياح على سبيل المثال. ويطلق مهندسو الإنشاءات على هذا السلوك المحاكي، لأنه يحاكي سلوك هيكل مكافئ مصبوب في الموقع.

نظرًا لأن حمل الجاذبية أقل، فإن نقل الحمولة لا يتطلب طبقتين من قضبان المسامير المسننة المسقطة من الجدار السفلي إلى الجدار العلوي. مع وجود طبقة واحدة من المسامير الوسطى، يمكن أن تستقر الألواح الأساسية المجوفة على السطح العلوي للجدار وبالتالي لا تحتاج إلى أي حافة.

بشكل عام، تأتي الوصلات الرأسية في نسختين: مفصل مقاوم للزلازل والرياح يحاكي سلوك جدار واحد مصبوب في الموقع ومفصل يربط بين جدارين منفصلين.

ويقيم شارما وبقية فريق التصميم Elematic في الهند، وهي دولة ذات نشاط زلزالي مرتفع. ومع وضع مخاطر الزلازل في الاعتبار، يذكرنا شارما أيضاً أن قابلية البناء هي الشغل الشاغل.

"يجب أن نأخذ في الاعتبار تسلسل البناء لضمان عدم وجود تحدٍ من قبل فريق الموقع في مثل هذا النوع من الوصلات الرأسية التي يحاول فريق العمل في الموقع تحقيق سلوك المحاكاة فيها".

تهدف هذه الوصلة الرأسية إلى جعل الجدارين يتصرفان كما لو كانا مصبوبين كجدار واحد. تخرج قضبان مقلوبة على شكل حرف U من كلا طرفي الجدار وتوجد ركائب بالداخل.

هذا سهل التركيب: لديك قضبان جانبية مزدوجة، ثم تضع القضبان الجانبية المزدوجة، ثم تضع مصراعين على كل جانب وتصب الخرسانة من الأعلى (الصورة هي عرض المخطط).

يتم استخدام الفلسفة نفسها في تقاطعات T. يدور رِكاب إضافي حول جميع الأعمدة الرأسية لتحقيق سلوك محاكاة أيضًا.

في الحالة التي يكون فيها انتقال القوة الحرجة الوحيدة هو قوة القص، لا نريد انتقال العزم من جدار إلى آخر. هنا، السلوك المحاكاة غير مطلوب.

ليس من الضروري القيام بأي نشاط إضافي في الموقع من إغلاق وخرسانة. وبدلاً من ذلك، يتم استخدام وصلات الحلقات السلكية: نظام يستخدم حلقات سلكية متداخلة وقضيب تبديل واحد وجص.