تصميم قضبان التسليح المُركّبة لاحقًا: التسليح مقابل المراسي، EN 1992-4 وTR 069 وTR 023

تمديد بلاطة، أو إضافة جدار إلى حصيرة أساس قائمة، أو تقوية عمود، أو ربط درج جديد، كلها أعمال تتضمن تثبيت فولاذ جديد في خرسانة قديمة. هناك عائلتان من الحلول تستخدمان ملاطات الحقن نفسها وتبدوان متطابقتين تقريبًا في الموقع، لكنهما تُصمَّمان بطريقتين مختلفتين: قضبان التسليح المُركّبة لاحقًا والمراسي الملصقة. اختيار منهج التصميم الخاطئ خطأ جسيم. يشرح هذا الدليل الفرق بينهما، ووثائق التصميم التي تنطبق، وما تتضمنه جودة التركيب.

ما الفرق بين قضبان التسليح المُركّبة لاحقًا والمرساة الملصقة؟

تعمل قضبان التسليح المُركّبة لاحقًا كتسليح: يتراكب القضيب مع القضبان القائمة أو يُثبَّت داخل العنصر القائم، وينقل التسليح القوة إلى ما بعده. أما المرساة الملصقة فتعمل كتثبيت: ينتقل الحمل إلى الخرسانة المحيطة، التي يجب في الحالة المعتادة أن تقاومه دون الاعتماد على التسليح. ويسمح EN 1992-4 بتسليح إضافي يتحمل أنماط انهيار الخرسانة حيثما صُمِّم لهذا الغرض.

هذا الفرق يحدد كل ما عداه. في وصلة التسليح يفترض التصميم أن التسليح القائم والخرسانة بين القضبان يشكّلان مسارًا للحمل، كما في نموذج الضاغط والشدّاد (strut-and-tie). مع TR 023 تكون التحققات هي التماسك على طول الجزء المدفون، والغطاء الخرساني، وتباعد القضبان، ونقل القوة إلى القضبان القائمة. ومع TR 069 يُتحقق من التثبيت من حيث خضوع الفولاذ ومخروط الخرسانة وانفلاق التماسك، وبذلك تصبح المسافة إلى الحافة والغطاء مهمَّين للتسليح أيضًا. أما في تصميم المرساة فتشمل التحققات الانهيار المشترك بالانسحاب والخرسانة، وانكسار مخروط الخرسانة، والانفلاق، وانكسار الحافة تحت القص، والانقلاع (pry-out)، وكلها تعتمد بشدة على المسافة إلى الحافة والتباعد وسماكة العنصر.

ما وثائق التصميم التي تنطبق؟

ثلاث وثائق تغطي معظم الحالات. يغطي EN 1992-4 التثبيتات مثل المراسي الملصقة. ويغطي EOTA TR 023 قضبان التسليح المُركّبة لاحقًا المصمَّمة مثل القضبان المصبوبة في مكانها وفق EN 1992-1-1، للتثبيت الطرفي ووصلات التراكب معًا. أما EOTA TR 069 فهو طريقة تصميم بديلة، مبنية على سلوك انفلاق التماسك، للتثبيت الطرفي لقضبان التسليح المُركّبة لاحقًا والوصلات المقاومة للعزوم بين الخرسانة والخرسانة. تُصمَّم وصلات التراكب وفق EN 1992-1-1 مع الـ ETA المنطبق لقضبان التسليح المُركّبة لاحقًا. ويجب أن يغطي التقييم الفني الأوروبي للمنتج الطريقة التي تستخدمها أيًّا كانت.

• EN 1992-4:2018 (يوروكود 2، الجزء 4): تصميم التثبيتات للاستخدام في الخرسانة، ويغطي المراسي المصبوبة في مكانها والمُركّبة لاحقًا، بما فيها المراسي الملصقة. تؤخذ قيم المنتج من الـ ETA الخاص بالمرساة.
• EOTA TR 023: أساس تصميم وصلات قضبان التسليح المُركّبة لاحقًا وفق EN 1992-1-1، ويُستخدم مع منتجات مقيَّمة وفق EAD 330087. يُعامَل القضيب كقضيب مصبوب في مكانه. يُحسب طول التثبيت (EN 1992-1-1، البند 8.4) وطول التراكب (EN 1992-1-1، البند 8.7) باستخدام مقاومة التماسك التصميمية من الـ ETA الخاص بالمنتج. قد تكون مقاومة التماسك هذه أقل منها للقضبان المصبوبة في مكانها، بحسب المنتج وطريقة الحفر ودرجة الخرسانة. تتبع أطوال التثبيت والتراكب الدنيا EN 1992-1-1 (المعادلتان 8.6 و8.11)، مع أي زيادة يشترطها الـ ETA. ويعتمد الغطاء الخرساني الأدنى على طريقة الحفر واستخدام أداة توجيه الحفر والطول المدفون، وهو مبيَّن في TR 023 وفي الـ ETA.
• EOTA TR 069: طريقة تصميم لطول تثبيت قضبان التسليح المُركّبة لاحقًا تجمع بين مبادئ EN 1992-1-1 وEN 1992-4. تتحقق من ثلاثة أنماط انهيار (خضوع الفولاذ ومخروط الخرسانة وانفلاق التماسك)، وتحكم المقاومة الأدنى. تعتمد مقاومة انفلاق التماسك على الغطاء الخرساني وتؤخذ من الـ ETA الخاص بالمنتج. ولأن مقاومة التماسك مرتبطة بالغطاء الفعلي، يمكن أن يكون طول التثبيت المطلوب أقصر منه وفق EN 1992-1-1 حيثما يكون الغطاء كبيرًا. لا يمكن استخدام TR 069 إلا مع منتجات مقيَّمة وفق EAD 332402. والتقييم وفق EAD 330087 وحده لا يكفي. وينطبق على الخرسانة عادية الوزن غير المتكربنة من C20/25 إلى C50/60.

يغطي TR 069 التثبيت الطرفي والوصلات المقاومة للعزوم بين الخرسانة والخرسانة، لا وصلات التراكب. ولأي وصلة تسليح، ينبغي للمصممين أيضًا التحقق من الأجزاء المنطبقة من EN 1992-1-1: الغطاء للديمومة والتماسك (4.4.1)، وتباعد القضبان (8.2)، والتسليح العرضي عند وصلات التراكب (8.7.4)، ونقل القص عند السطح البيني بين الخرسانة القديمة والجديدة (6.2.5، وقد يتطلب سطحًا مخشَّنًا)، وما إذا كان العنصر القائم يملك سعة كافية لتحمل القوى الجديدة.

التثبيت الطرفي أم وصلة التراكب: أيهما ينطبق؟

إذا كان القضيب الجديد يتراكب مع قضيب قائم يواصل نقل الشد، فهي وصلة تراكب. وإذا كان على القضيب الجديد أن ينمّي قوته داخل الخرسانة القائمة دون قضيب قائم ينقل إليه، فهو تثبيت طرفي. حدد الحالة التي لديك قبل اختيار طريقة التصميم.

تحتاج وصلات العزوم، مثل شرفة ظفرية أو جدار استنادي يُضاف إلى أساس قائم، إلى عناية خاصة. يجب أن يحتوي العنصر القائم على تسليح موضوع بحيث يتحمل قوى الشد والضغط الناتجة عن العنصر الجديد. ولا يمكن لقضيب طويل مُركّب لاحقًا أن يعوّض عنصرًا قائمًا لا يملك تسليحًا مناسبًا.

ما الذي تتضمنه جودة التركيب؟

تعني جودة التركيب اتباع تعليمات الشركة المصنّعة الواردة في الـ ETA بدقة: طريقة حفر معتمدة، وقطر الثقب وعمقه المحددان، وتسلسل التنظيف الكامل، وحقن خالٍ من الفراغات من قاع الثقب، ومعالجة دون إزعاج للمدة المحددة عند درجة حرارة الخرسانة الفعلية. قيم التماسك في الـ ETA صالحة فقط عند استيفاء كل ذلك.

1. حدد موقع التسليح القائم بجهاز قياس الغطاء أو الماسح قبل الحفر. اتفق مع المهندس المسؤول على ما يجب فعله إذا اصطدم الحفر بقضيب. لا تقطع التسليح القائم دون موافقة.
2. احفر بطريقة يسمح بها الـ ETA: الحفر المطرقي، أو ريشة الحفر المجوّفة مع شفط بالتفريغ، أو الحفر بالهواء المضغوط، أو الحفر اللبّي بالماس حيثما يكون مقيَّمًا (بعض المنتجات تتطلب تخشين الثقب بعد الحفر اللبّي). استخدم أداة توجيه أو دليلًا للحفر في الثقوب الطويلة للحفاظ على استقامتها والمحافظة على الغطاء عند الحافة؛ فالغطاء الأدنى في التصميم يعتمد على ما إذا كانت الأداة مستخدمة.
3. نظّف الثقب تمامًا كما تحدد التعليمات، وعادةً بدورات متكررة من النفخ بهواء مضغوط خالٍ من الزيت والتنظيف بفرشاة بالقطر الصحيح. تسمح بعض وثائق ETA بإجراء مختصر مع ريش الحفر المجوّفة. الغبار المتبقي في الثقب من أكثر أسباب انخفاض التماسك شيوعًا.
4. تحقق من حالة الثقب. يجب أن يغطي الـ ETA كل حالة من الثقوب الجافة أو الرطبة أو المغمورة، وقد تختلف قيم التماسك بينها.
5. احقن من قاع الثقب باستخدام وصلات تمديد الخلاط والسدادات المكبسية للثقوب العميقة أو العلوية، بحيث لا يُحبس أي هواء. تخلّص من أول كمية ملاط من كل خرطوشة جديدة وفق التعليمات.
6. أدخل القضيب نظيفًا وخاليًا من الزيت، ومعلَّمًا بعمق التثبيت، بحركة لولبية خفيفة، ضمن زمن التشغيل (زمن التهلّم). تحقق من ظهور الملاط عند فوهة الثقب.
7. لا تحرّك القضيب ولا تحمّله حتى تنقضي مدة المعالجة المحددة لدرجة حرارة الخرسانة. الخرسانة الباردة تطيل مدة المعالجة كثيرًا.

في الأعمال الحرجة، ينبغي تدريب المركّبين على المنتج المحدد، وينبغي الإشراف على التركيب وتوثيقه. وقد يُشترط إجراء اختبارات إثبات في الموقع. ويحدد المهندس والمواصفات نطاقها وأحمالها.

كيف تتحقق من أن المنتج معتمد؟

تحقق من أن للملاط تقييمًا فنيًا أوروبيًا ساريًا يغطي الاستخدام المقصود (وصلات التسليح أو المراسي أو كليهما) وطريقة التصميم المقصودة، ومن أن الـ ETA يغطي أقطار قضبانك وأعماق التثبيت وطريقة الحفر وحالة الثقب ونطاق درجات الحرارة وأي متطلبات زلزالية أو متطلبات حريق.

• EAD 330087 هو وثيقة تقييم أنظمة وصلات قضبان التسليح المُركّبة لاحقًا بالملاط. ويعطي قيم التماسك المستخدمة مع TR 023.
• EAD 332402 هو وثيقة تقييم وصلات قضبان التسليح المُركّبة لاحقًا ذات سلوك انفلاق التماسك المحسَّن. ويعطي قيم انفلاق التماسك اللازمة لـ TR 069.
• EAD 330499 هو وثيقة تقييم المثبّتات الملصقة للاستخدام في الخرسانة. ويعطي قيم الأداء المستخدمة مع EN 1992-4.
• الأداء الزلزالي: قد تُقيَّم المراسي وفق فئتي الأداء الزلزالي C1 وC2. وللتسليح، استخدم قيم التماسك الزلزالية فقط إذا نص عليها الـ ETA. لا تستخدم إلا ما يغطيه الـ ETA.
• الحريق: تتضمن بعض وثائق ETA مقاومة التماسك عند درجات الحرارة المرتفعة. والتصميم لمقاومة الحريق ممكن فقط حيثما يوفر الـ ETA هذه القيم.
• درجة حرارة الخدمة والعمر التشغيلي: يحدد الـ ETA نطاقات درجات الحرارة أثناء الخدمة والعمر التشغيلي المفترض. تحقق من كليهما مقارنةً بالمشروع.

تختلف ملاطات الإيبوكسي وإستر الفينيل (الهجينة) في سرعة المعالجة وزمن التشغيل ونطاق درجات الحرارة والاستخدامات المعتمدة. انظر مراسي الإيبوكسي مقابل إستر الفينيل للمقارنة.

ما أكثر الأخطاء شيوعًا؟

الأخطاء النموذجية هي تصميم حالة مرساة كتسليح (أو العكس)، واستخدام قيم تماسك أو طريقة تصميم لا يغطيها الـ ETA، واختصار تنظيف الثقب أو إهماله، وتحميل القضيب قبل تصلب الملاط.

• معاملة قضيب قصير قرب حافة كوصلة تسليح عندما لا يوجد مسار حمل عبر التسليح.
• استخدام قيم ETA الخاصة بالمرساة من منتج ما في تصميم التسليح، أو العكس.
• التصميم وفق TR 069 بمنتج مقيَّم وفق EAD 330087 فقط.
• استخدام TR 069 خارج نطاقه، مثلًا في خرسانة متكربنة أو خارج المدى من C20/25 إلى C50/60.
• تجاهل سعة العنصر القائم على تحمل القوى الجديدة.
• استبدال ملاط مختلف في الموقع دون إعادة التصميم. قيم التماسك وقواعد التركيب خاصة بكل منتج.
• الحفر بطريقة أو في حالة ثقب لا يغطيها الـ ETA.
• استخدام مدد المعالجة الخاصة بالظروف الدافئة عندما تكون الخرسانة باردة.

كيف تساعد SHM360

AnchorDesign360^™ هو أداة SHM360 للوصلات المُركّبة لاحقًا في الخرسانة القائمة. يعمل في ثلاث خطوات: صمّم، قارن، اختر.

1. صمّم. نمذج الوصلة وتحقق منها وفق الوثيقة الصحيحة: مراسي لوح القاعدة وفق EN 1992-4، والتثبيت الطرفي ووصلات التراكب لقضبان التسليح المُركّبة لاحقًا وفق EOTA TR 023، والتثبيت الطرفي والوصلات المقاومة للعزوم وفق EOTA TR 069 حيثما يكون المنتج مقيَّمًا لذلك. يستخدم كل تحقق بيانات الـ ETA الخاصة بالمنتج نفسه.
2. قارن. شغّل التصميم نفسه عبر ملاطات حقن من شركات مصنّعة مختلفة وشاهد جنبًا إلى جنب أي المنتجات يناسب حالتك وكيف يكون أداؤها.
3. اختر. اختر المنتج الملائم للعمل، مع أساس التصميم الذي يدعم الاختيار.