إن أي مبنى يعتبر مجموعة من العناصر الإنشائية مثل الأعمدة والكمرات وغيرها ، وإن سلامة أي عنصر من هذه العناصر الحاملة كـ الأعمدة مثلاً عنصراً أساسياً من أجل أن نضمن سلامة واستقرار المبنى بشكل كامل ، ولتحقيق سلامة هذه العناصر لا بد من أن تكون حسابات التصميم فيها دقيقة وصحيحة وفق الاشتراطات والمواصفات المطلوبة وكل هذا حسب الأسس الهندسية التي تم اعتمادها ، ولكن بعد عملية التصميم الصحيح تأتي مرحلة  الحفاظ على سلامة العناصر الإنشائية من خلال حمايتها مثل وضع عليها ألياف الـ CFRP أو حمايتها من العوامل التي تؤثر بشكل سلبي عليها ، بالإضافة إلى عدم السماح بتحميل هذه الأعمدة فوق طاقتها التصميمة .

بالنظر إلى الكثير من الحالات التي نصادفها من مظاهر الضعف في الأعمدة ، وذلك سواء كان بسبب نقص مقاومتها أو للزيادة في الأحمال عليها أو لغيرها ، فإن هذه الأعمدة تظهر عليها مظاهر الضعف مثل التوهن والتشقق وأي مظهر من مظاهر الضعف ، الأمر الذي يستدعي منا أن نقوم بالمعالجة وتدعيم هذه الأعمدة بالشكل الصحيح ، ومعالجة الأعمدة لها العديد من الحالات مثل القميص الخرساني المسلح والقفص المعدني وتدعيم الأعمدة بألياف CFRP التي سنشرح عنها بشكل مفصل في هذا المقال .

أولاً : تدعيم الأعمدة بألياف CFRP 

إن تقوية الأعمدة الخرسانية المسلحة عبر استخدام الألياف الكربونية يعتمد على مبدأ العناصر الإنشائية والمعرضة للضغط ثنائي المحاور ، حيث أن الضغط الأول ناجم عن تأثير القوة الناظمية والضغط الثاني بسبب تأثير التطويق ، وهذا ينتح عنه زيادة في تحميل العمود عن الطاقة التي صمم هذا العمود لتحملها .

- هناك العديد من الأبحاث والدراسات المنشورة التي ظهرت في هذا المجال ، وبشكل عام فإن هذه الدراسات تبين الزيادة في طاقة الأعمدة المضغوطة نتيجة التطويق مثل أنواع الاعمدة المستطيلة المقطع أو الأعمدة ذات المقطع الدائري ، وهذه الدراسات تأخذ شكلين أولهما أن يتم تلفيح الأعمدة بشكل كلي أو تلفيح الأعمدة بشكل جزئي عبر هذه الشرائح الكربونية .

1 ) الأعمدة ذات مقطع مستطيل وملفحة بألياف CFRP وبشكل كلي 

- في الأعمدة المطوقة أوضحت الدراسة التي أجراها الباحث فانغ يونغ أنه يوجد منطقتان مميزتان في المقطع العرضي للمستطيل ، منطقة لا تتأثر بالتطويق وأخرى تتأثر به .

- يوضح الشكل رقم ( 12 - 1 - ج ) المقطع العرضي لعمود مستطيل الشكل وملفح بألياف CFRP ، وقد تم تحديد عليه المساحات المتأثرة وغير المتأثرة بالتطويق .

Acu : المساحة غير المتأثرة بالتطويق .

Ac : المساجة الكلية لمقطع العمود .

Acf : المساحة المتأثرة بالتطويق .

إن القوة الناظمية التي يتحملها العمود المطوق هي : N = Ns + Nc 

إذ أن  Nc = Nco + Ncf + Ncs      حيث : 

NC : القوة التي تتحملها الخرسانة .

Nco :  القوة التي تتحملها الخرسانية غير الملفحة .

Ncf : القوة التي تتحملها الخرسانية الملفحة .

Ncs : القوة التي تتحملها الخرسانية المطوقة بالأساور الفولاذية

2 ) الأعمدة ذات المقطع الدائري والملفحة بألياف CFRP 

- إن دراسة الأعمدة دائرية المقطع والملفحة جزئياً بشرائح الألياف الكربونية ، يشبه إلى حد كبير الدراسة الخاصة بالأعمدة دائرية المقطع والملفحة كلياً بهذه الشرائح ، إن أن الاختلاف يكمن فقط في تحديد المقاومة المميزة للخرسانة Fcc . 

3 ) الأعمدة ذات المقطع المستطيل والملفحة جزئياً بشرائح ألياف CFRP 

تحدد المقاومة المميزة على الضغط في الأعمدة ذات المقطع المستطيل والملفحة جزئياً بشرائح الألياف الكربونية CFRB من نفس العلاقات المستخدمة في حساب المقاطع الدائرية للأعمدة وإنما الاختلاف فقط في تحديد قيمتي Ke عامل فعالية التطويق بالشرائح وAe هي مساحة النواة الفعالة للمقطع العرضي المطوق بالشرائح .

ملاحظة هامة : في هذا المقال ذكرنا لكم فكرة عامة عن ألياف ال CFRP  وكيفية وضعها على المقاطع المستطيلة والدائرية ، وكيفية حسابها بشكل بسيط ، لكن إن كنت تود معرفة كيفية التصميم بشكل دقيق مع معرفة جميع الرموز والقوانين ودلالاتها يمكنك تحميل الكتاب كاملاً في تدعيم وتقوية العناصر الإنشائية فقط اضغط هنا .

قدمنا لكم في هذا المقال شرح بسيط عن كيفية تقوية وتدعيم الأعمدة بطريقة لفها بألياف ال CFRP وكيفية وضعها على الأعمدة وتصميمها بعد التعرف على المبدأ النظري في كيفية تقوية هذه الأعمدة عبر وضع الألياف ، في حال لديك أي تعليق أو استفسار عما قرأته في هذا المقال أو إن كانت لديك فكرة ما تود من موقعنا أن يقوم بكتابة مقال خاص عنها يمكنك وضعها في التعليقات في الأسفل .