تمتلئ صفحات الإنترنت (معظمها من المدونات) بالكثير من المعلومات حول الكمرات المخفية (وتسمى أيضًا المخدات أو الجسور المخفية) والتي يتم تعريفها على أنها كمره يساوي عمقها سماكة البلاطة. بمعنى آخر، يتم تضمين الكمرات من خلال / داخل بلاطة الخرسانة المسلحة. ومع ذلك، في الكتب الدراسية والأكواد والمعايير القياسية للهندسة المدنية، لا يُذكر عادةً الكمرات أو الجسور المخفية (hidden beams). في شرح بسيط للغاية، تتمثل فكرة الجسور المخفية في توفير المزيد من التسليح مع كانات القص في منطقة على هيئة شريط داخل بلاطة السقف.
وفقًا لمراجعة بحث عام 2020 الذي تم إجراؤه في أنقرة، تركيا، ونشرته مجلة هندسة البناء (Elsevier)، لم يصادف المؤلفون أي مؤلفات سابقة حول الدراسات التجريبية على الكمرات المخفية. ضمنيًا، قبل عام 2020، لم يتم نشر أي دراسات تجريبية حول سلوك هذه الكمرات المخفية.
فيما يتعلق بمسألة الجسور المخفية، قال الباحثون (أوزبيك وآخرون، 2020)،
يحاول بعض المصممين بشكل غير قانوني إزالة الكمرات الساقطة عن طريق ترتيب التسليح بقوة مكافئة في البلاطة وتسميتها الجسر المخفي. بمعنى آخر، يتم إنشاء هذه الجسور المخفية عن طريق وضع قضبان تسليح طولية إضافية في البلاطة على طول البحر حيث يجب أن تكون الكمرة الفعلية الساقطة موجودة.
في البحث الذي أجراه أوزبيك وآخرون (2020)، تم استخدام نسبة التسليح وسماكة البلاطة كمعلمات اختبار للعينات الـ 14 المستخدمة في حملة البحث الرائدة. أظهرت النتائج أن الكمرات المخفية كانت قادرة على تحقيق مقاومة مرجعية مكافئة للكمرات الساقطة بعد تشوهات مفرطة (حوالي ثمانية أضعاف التشوه) أو في بعض الحالات لم تحقق المقاومة المرجعية مطلقًا.
مفهوم البناء الذي يقترب مما يسمى بالكمرات المخفية (المخدات) هو فكرة الكمرات الضحلة أو الكمرات العريضة النطاق. الكمره العريضة الضحلة عبارة عن كمرات يكون عمقها أقل من 350 ملم بشكل عام مع مقطع عرضي يزيد نسبة العرض إلى العمق أكبر من 2. ومع ذلك، فإن القيم الشائعة الاستخدام في الممارسة العملية هي 250-300 ملم للعمق و 4-5 لنسبة العرض إلى العمق (أوزبيك وآخرون، 2020). عادة ما يتم اعتماد الكمرات العريضة الضحلة (الجسور المخفية) في بناء البلاطات الهوردي أو المعصبة أو المضلعة ذات الاتجاه الواحد والحفاظ على نفس السماكة مع البلاطة من أجل الراحة المعمارية ودعم أحمال الجدران.
اقرأ أكثر عن السقف الهوردي
في دراسة النمذجة الرقمية المنشورة في المجلة الآسيوية للهندسة والتكنولوجيا من قبل Mohd and Helou (2014) بعنوان "البلاطات ذات الكمرات المخفية: الحقائق والمغالطات"، خلص المؤلفون إلى أنه بالمقارنة مع نظام الكمرات الساقطة، المختار للمقارنة الأساسية، الكمرات أو الجسور المخفية توفر القليل من القيمة المضافة أو الفائدة، إن وجدت فائدة. علاوة على ذلك، في ظل التحميل الأحادي، تتصرف الجسور المخفية وكأنها بلاطة أكثر من كونها كمره.
علاوة على ذلك، اقترح Awad and Helou (2014) أن وجود الكمرات المخفية يمكن أن يزيد من ضعف الأعمدة الداعمة في ظل الظروف الزلزالية لأنها تميل إلى أن تكون أكثر صلابة بشكل كبير من الأعمدة وبالتالي تتعارض مع الترتيب المفضل للأعمدة القوية ذات الكمرات الضعيفة (strong column-weak girder).
النمذجة الرقمية للكمرات المخفية
للتحقيق في مفهوم تصميم الكمرات المخفية النموذجية، تم تنفيذ نموذج رقمي بسيط باستخدام برنامج تحليل وتصميم إنشائي. تم تصميم بلاطة بسيطة الارتكاز بأبعاد 7 م × 6 م وسماكة 200 ملم في ظل الظروف التالية؛
(أ) بلاطة صلبة أو سوليد مصمتة بدون كمرات داخلية (الحالة 1)
(ب) بلاطة صلبة مع كمره ساقطة (450 × 230 مم) عند الحيز الأوسط أو تقسم البلاطة نصفين (الحالة 2)
(ج) بلاطة مصمتة مع جسر مخفي (مخدة) بعمق 200 ملم وعرض 800 ملم عند الحيز الأوسط تقسم البلاطة نصفين (الحالة 3)
بيانات التصميم
fck = 25 ميجا باسكال
fyk = 460 ميجا باسكال
غطاء خرساني = 25 ملم
حمل حي = 3 كيلو نيوتن / م 2
حمل ميت من (التشطيبات) = 1.5 كيلو نيوتن / م 2
تحليل النتائج
- الحالة 1
من تحليل وتصميم نظام السقف كبلاطة مصمتة بدون أي كمره داخلية، لوحظ أن أقصى ترخيم مرن تحت الحمل المطبق يبلغ 18 ملم. بالنسبة للتصميم، لوحظ استخدام T12 @ 100 c / c (بالتوازي مع البحر القصير) لتلبية متطلبات القوة والترخيم مع نسبة طول البحر / العمق الفعال للبلاطة المسموح بها 37.98 ونسبة البحر / العمق الفعال الفعلية 35.503.
- الحالة 2
بالنسبة للبلاطة ذات الكمره الساقطة العادية 450 × 230 مم في منتصف البلاطة، تم الحصول على نتائج التحليل والتصميم التالية للكمره الساقطة العادية. في الجزء السفلي من الكمره (منطقة الشد)، كانت مساحة التسليح المطلوبة 1308 ملم 2 ، بينما كانت مساحة الصلب المقدمة 1384 ملم 2 (2T25 + 2T16). تم حساب نسبة البحر / العمق الفعلي المسموح بها على أنها 18.84 بينما تم حساب نسبة البحر / العمق الفعال الفعلية على أنها 15.61.
لوحظ الترخيم المرن للبلاطة تحت الحمل المطبق والترتيب (كمره ساقطة في منتصف البلاطة) بمقدار 11 ملم.
- الحالة 3
بالنسبة للبلاطة ذات الجسر المخفي 200 × 800 ملم، تم الحصول على نتائج التحليل والتصميم التالية للكمره المخفية. تم حساب مساحة تسليح الشد المطلوبة على أنها 2861 ملم 2، بينما تم حساب مساحة التسليح بالضغط المطلوبة على أنها 577 ملم 2. كانت مساحة التسليح المقدمة في منطقة الشد 3140 ملم 2 (10T20)، بينما كانت مساحة التسليح المقدمة في منطقة الضغط 1608 ملم 2 (8T16).
علاوة على ذلك، لوحظ متطلبات تسليح عالية بشكل غير عادي عند دعامات الكمرات المخفية على الطرفين (تسليح علوي، عزم سالب بسبب ال fixed). تم حساب نسبة البحر / العمق الفعلي المسموح بها على أنها 20.68 بينما تم حساب نسبة البحر / العمق الفعال الفعلية على أنها 38.22. ضمنيًا، على الرغم من التسليح الثقيل المقدم في نطاق الكمره المخفية، فقد فشلت في الترخيم باستخدام "لم تفي بالقواعد".
لوحظ ترخيم البلاطة تحت الحمل المطبق مع الكمره المخفية مساوي 15 ملم.
استنتاج وملخص
مما سبق ومن النمذجة الرقمية البسيطة الذي تم إجراؤها في هذه الدراسة، لا يبدو أن استخدام الكمرات المخفية مفيد أو مفيد بشكل كبير لسلوك بلاطات السقف. بمعنى آخر، سيظل العامل الذي يؤثر بشكل كبير على سلوك ترخيم البلاطات وهو العمق ثابت بشكل فعال، بينما يقوم المصمم بتعديل مساحة التسليح للحصول على عامل تعديل أعلى. بمعنى آخر، لا يمكن أن يعتمد تصميم الكمره المخفية إلا على القوة وليس التشوه.
تشير الكثير من المدونات إلى أن الكمرات المخفية مصممة ككمرات عادية، مع الاختلاف الوحيد في الحصول على نفس العمق مع البلاطة. ومع ذلك، أظهرت دراسة صغيرة للجسر المخفي المصمم في الحالة 3 أنه فشل في الترخيم ولن يجتاز على الأرجح المعايير بغض النظر عن كيفية تعديل التسليح. ضمنيًا، إذا تم افتراض الجسر المخفي كدعم منتظم وتم تصميم البلاطة كبلاطتين كما هو الحال في الحالة 2 (lx = 3500 ملم) ، فمن المحتمل أن تظل البلاطة تعاني من مشاكل خطيرة في الترخيم، ما لم تكن Y12 @ 100 مساحة تسليح أو ما يعادلها في البلاطة. ولذلك فإن هذا لا معنى له من الناحية الاقتصادية.
لذلك،
- يبدو أن استخدام الكمرات المخفية أو المخدات في بلاطات السقف هو مفهوم تخيلي لتعزيز القوة دون أي دعم فني قائم على الأبحاث حتى الآن.
- تستخدم الكمرات المخفية في البلاطات الهوردي لمراعاة الاختلافات المعمارية مع تجاهل الفرق في التكلفة ووجوب الحفاظ على التشوه ضمن الحدود المسموحة.
- المخدات أو الكمرات المخفية لا تستخدم في البلاطات المصمتة صغيرة السماكة بسبب جدوى التكلفة والتشوه وحتى كبيرة السماكة لعدم وجود تأثير ملحوظ في التشوه مع وجود زيادة في التكلفة.
- يفضل مقاومة القص عن طريق الخرسانة فقط.
- قد يتم تصميم الجسور المخفية أو المخدات كبلاطة وليس ككمره.بعض الأكواد والمعايير تشترط أن يكون عرض الكمره المخفية لا يزيد عن ١.٥ العمق + عرض العمود المقابل للكمره.
- يجب التحقق من القص الثاقب عند الأعمدة الداعمة للجسور المخفية، الذي يتجاهله العديد من المصممين على اعتبار أنها تسلك سلوك الكمرات العادية.