تصنع المقاطع النصامية الفولاذية وفق اشكال خطية شائعة تلبي الكثير من حاجات الهندسة المدنية . وتعطي هذه الاشكال أسماء نصامية يرجع اليها عند التداول الهندسي وطلب المواد اللازمة في التطبيق.

تعريف الجائز الصفائحي

هوتعبير عن منشا خطي يركب من عناصر فولاذية تتالف من صفائح تشكل جسد العنصر الخطي واشكال أخرى مختلفة كالزوايا والصفائح تشكل جناح العنصر الخطي.

استخدام الجائز الصفائحي

تستخدم الجوائز الصفائحية لحمل احمال كبيرة وبفتحات طويلة نسبة إلى الجوائز المجمعة أوالنظامية وتشاهد الجوائز الصفائحية في الابنية ذات الجوائز بفتحات طويلة وفي جوائز الرافعات وأيضا في الجسور.

اشكال المقاطع

يتالف مبتر الجائز الصفائحي عادة من مبتر بشكل حرف لاتيني I حيث الجسد وجميع من الجناحين هوصفيحة مستوية. كما يمكن انقد يكون مبتر الجائز الصفائحي بشكل صندوق مغلق ويدعى بهذه الحال الجائز الصندوقي.ويتالف جميع من الجناحين والجسدين من صفيحة مستوية.

الاحمال والاجهادات

تنقل الاحمال إلى الجائز الصفائحي عبر بلاطة السقف وجوائز السقف والجوائز الشاقولية والمساند والاعمدة وتنشا الاجهادات نتيجة لعزوم الانعطاف والقص وتقاوم اجهادات الانعطاف بالجناحين بينما يقاوم الجسد باجهادات القص. ولما كانت الجوائز الصفائحية هي مجموعة من الصفائح المستوية الرقيقة يجب العناية للتأكد من عمل المبتر بالفعالية الضرورية وبحيث لا تنهار الصفائح المتنوعة تحت أحمال خفيفة بسبب التجنيب لدلك وضعت قواعد لنسب العرض إلى سماكة لمنع التجنيب كما وضعت قواعد تشترط توديع مدعمات عند نقاط عديدة منها نقاط التحميل المباشر وعند نقاط الاستناد ’ولقد تم التوصل لهده القواعد وفق اعتبارات نظرية وفهمية.

عمق وعرض الجائز ألصفائحي

يفرض في بعض الأحيان عمق الجائز ألصفائحي بسبب متطلبات معمارية كضمان الارتفاع الشغال في منشأ ’وغالبا ما يختار المصمم عمق الجائز ألصفائحي ويؤخذ عادة عمق الجائز حوالي جزء من عشرة من الفتحة للأحمال الوسطية ومن اجل أحمال خفيفة في الأبنية العادية .مثلا يمكن اختيار العمق جزء من عشرين من الفتحة ويعطي عمق الجائز d بعلاقة تقريبية . D=1.1(m/f)² M : أكبر عزم انعطاف F : إجهاد الانعطاف المسموح به بالجناح T : سماكة الجسد ويؤخذ عرض الجناح عادة حوالي ثلث العمق إلا انه حدثا كان عمق الجائز ألصفائحي أكبر حدثا كان عرض الجناح اصغر ’وحدثا كان عمق جسد الجائز ألصفائحي أكبر كانت سماكة هدا الجسد المطلوبة أكبر أوكانت الحاجة لاستخدام مدعمات لمنع تجنيب الجسد .والمصمم الناجح يعطي عدة تصاميم لعمق الجائز ويختار التصميم ذا الوزن الأدنى. == متطلبات السهم == قد يؤدي السهم في الجوائز الصفائحية نتيجة الأحمال إلى إضعاف مقاومة هده الجوائز أوفعاليتها في أداء عمل كمنشأ ككل أويؤدي إلى تلف مواد لتغطية وعدم عملها بما هي مصممة من اجله .بالاظافة إلى انه لا يرتاح لها الفرد لما يوحي له شكلها من عدم الاطمئنان ،يشترط النظام البريطاني إذاقد يكون السهم العظمي نتيجة الأحمال الأخرى غير الدائمة اقل من جزء من ثلاثمائة وستين جزء من الفتحة .

التغيير في مبتر الجائز

يمكن تخفيض سماكة الجناح ألصفائحي في أماكن انخفاض عزم الانعطاف كما يمكن تغيير عمق الجائز ألصفائحي وفق تغيير عزم الانعطاف . أما في الإطارات وفي الجوائز المستمرة فان عزوم الانعطاف الكبيرة تقابل فوق المساند وعند العقد بين العناصر . المدعمات في الجوائز الصفائحية: = صفائح الجسد في الجوائز الصفائحية تصمم لمقاومة القص ونظريا لمقاومة إجهاد القص تكفي سماكة بسيطة وبالتالي عمليا لابد من تدعيم جانبي لمنع التحنيب. وكما يجب التدعيم الجانبي عند جميع نقاط التحميل المركز أوعند نقاط الاستناد لمنع التحنيب المحلي. إجهاد القص المسموح به في الجسد في الجوائز الصفائحية: إن مساحة الجسد في جائز صفيحي تحسب لمقاومة القص, أي انه يشترط إلا يتجاوز الإجهاد الاعظمي في الجسد الإجهاد المسموح به للقص كما توضع مدعمات للجسد عند التحقق من اثر التحنيب.

المدعمات الوسطية

إن المدعمات الوسطية تقسم صفيحة الجسد في الجائز الصفائحي إلى مساحات صفيحية صغيرة مدعمة لمنع التحنيب بسبب القص قابلادات الضغط بسبب الانعطاف. تستخدم الصفائح المستوية للتدعيم بكثرة كما تستخدم أشكال نظامية كمقاطع tوالزوايا عندما يحتاج التدعيم القوي. ويمكن حتىقد يكون التدعيم بجهة واحدة من الجسد أوبجهتين. وشاقوليا يمتد التدعيم من الجناح إلى الجناح ويلحم إلى صفيحة الجسد. ويجب استخدام تدعيم أفقي إضافة إلى التدعيم الشاقولي في الجوائز الصفائحية.

المدعمات الشاقولية:

توضع هذه المدعمات الشاقولية على مسافات لا تزيد عن (d11.5): 01من اجل سماكة جسد اقل من 85/d1 للفولاذ Grade 43 أو02 من اجل سماكة جسد اقل من 75/d1 للفولاذ Grade 50 أو03 من اجل سماكة جسد اقل من 65/d1 للفولاذ Grade 55 حيث d1 هي المسافة الصافية بين الجناحين (بين زاويتي الجناحين ). وتصمم هذه المدعمات بحيث لا ينقص عزم عطالة المبتر الأفقي للصفيحة المدعمة (أوالصفيحتين المتقابلتين ) حول محور الجائز المار بمركز الجسد عن: I=1.5d13t3/s2 حيث s :المسافة الصافية الأعظمية المسموح بها بين المدعمات. t: السماكة الدنيا المطلوبة للجسد. وفيما ازدادت قيمة t عن المطلوب أوإذا أنقصت المسافات بين المدعمات فلا داعي إلى زيادة قيمة عزم عطالة المدعمة. ويتم التحقيق عادة باختيار الصفيحة أوالتدعيم.

المدعمات الأفقية

توضع المدعمة الأولى الأفقية على مسافة من الجناح المضغوط تساوي (5/2) خمسي المسافة من هذا الجناح المضغوط حتى المحور السليم عندما تكون سماكة الجسد تقل عن: 200/d2 من اجل فولاذ Grade 43 180/d2 من اجل فولاذ Grade50 155/d2 من اجل فولاذ Grade55 ويجب ألا ينقص عزم عطالتهاعنI=4s1t3 حيث s1 المسافة الواقعة بين المدعمات t سماكة الجسد الدنيا المطلوبة d2 تساوي ضعف المسافة الصافية بين الجناح والمحور السليم. وتوضع صفيحة مدعمة ثانية أفقية عند المحور السليم عندما تقل سماكة الجسد عن:250/d2 من اجل فولاذ Grade 43 225/d2 من اجل فولاذ Grade 50 190/d2 من اجل فولاذ Grade 55 ويجب ألا يقل عزم العطالة عن I=d2t3 وتمدد المدعمات الأفقية بين المدعمات الشاقولية وليس من الضروري استمرارها عبر الجميع.

بروز المدعمات:

فيما إذا لم يدعم باستمرار الطرف الخارجي من الصفيحة المدعمة. فان البروز من الجسد يجب ألا يزيد عن:¬5( للمقاطع النظامية ) t16 من اجل فولاذ Grade 43 t14 من اجل فولاذ Grade 50

t12 من اجل فولاذ Grade 55 حيثt سماكة المبتر النظامي المدعم أوسماكة الصفيحة المدعمة.

تعرض الصفائح الشاقولية للأحمال الخارجية

عند تعرض الصفائح الشاقولية لعزم الانعطاف والقص الناتج عن لامركزية القوى الشاقولية أوتحت تأثير قوى عرضية يجب زيادة عزم عطالة مبتر الصفيحة المدعمة كمايلي: من اجل لامركزية القوى الشاقولية فان الزيادة في عزم العطالة تساوي: (I=150 MD2/Et cm4, (I=1,5 MD2/Et ومن اجل القوى العرضية (I=0,3 PD3/Et cm4, (I=3 PD3/Et M (KN-m عزم الانعطاف P (KN القوة الأفقية المطبقة في الجناح المضغوط عرضيا D (mm عمق الجائز الكلي t (mm سماكة الجسد E(N/mm2 معامل المرونة (يونغ)

المدعمات للتحميل المباشر

وصل الصفائح المدعمة إلى الجسد توضع هذه المدعمات عند جميع نقاط التحميل وعند المساند لمنع انهيار الجسد. عندما لا تتعرض هذه الصفائح للأحمال الخارجية يجب حتى تقاوم الوصلة قوة قاصة مقدرة ب KN/mm run تساوي t2/(8h) حيث h بروز الصفيحة المدعمة بالمليمتر وبحال تعرض الصفيحة للأحمال الخارجية فتضاف قوى القص الناتجة إلى القيمة السابقة.

المدعمات تحت الأحمال

وتدعى أيضا مدعمات التحميل وتصمم كعناصر مضغوطة (أعمدة) حيث يتبر مبتر العمود زوج المدعمات مع جزء من الجسد على جميع طرف من مركز المدعمات يساوي عشرين ضعفا من سماكة الجسد أي المبتر =مساحة المدعمة+t240 يؤخذ نصف قطر العطالة حول محور الجائز. ويؤخذ الإجهاد باعتبار طول التحنيب يساوي 0.7 من طول المدعمة. يؤخذ البروز للمدعمة بحيثقد يكون إجهاد التحميل على القسم الذي هوبتماس مع الجناح لا يتجاوز إجهاد التحميل المسموح به. عند استعمال هذه المدعمات عند المساند لتامين المقاومة على الفتل فيشترط ألا يقل عزم عطالة المدعمة حول محور الجسد عن: D3TR/250W حيث Dالعمق الكلي للجائز T:سماكة الجناح المضغوط الاعظمية R: رد العمل على التحميل W :الحمل الكلي على الجائز وتنتقل الأحمال من المدعمة إلى صفيحة الجسد من خلال لحام صفيحة التدعيم مع الجسد، ولذا يصمم اللحام لأخذ هذه القوى.

المراجع

كتاب المنشات المعدنية.