لماذا نستخدم حديد التسليح في الأعمدة على الرغم من أن الخرسانة تعمل بشكل جيد في الانضغاط؟

العمود في الغالب عبارة عن عضو ضغط وسيظل في حالة ضغط تمامًا إذا تمركز الحمل مع محور العمود.

ومع ذلك، إذا لم يتطابق الحمل مع محور العمود أو مركز العمود، فسيكون هناك تحميل لا متراكز. سينتج عن هذا التحميل اللامركزي تأثير الانحناء جنبًا إلى جنب مع الانضغاط، وإذا كان الانحراف كبير، فقد تتعرض بعض مناطق العمود للشد الكبير. هذا هو الوقت الذي قد يصبح فيه الفولاذ أو التسليح ذدو فائدة.

يمكنك الرجوع إلى مخططات التفاعل interaction diagrams (P-M) للأعمدة المعرضة للقوة المحورية والانحناء.

أيضًا حتى في حالة عدم وجود انحراف مركزي، فإن استخدام الفولاذ في الأعمدة سيقلل بشكل كبير من حجم الأعمدة. وذلك لأن قدرة تحمل الأحمال للصلب أكبر بكثير من قدرة الخرسانة.

كما سيضمن استخدام الفولاذ في العمود سلوك مطيل للعمود. ضع في اعتبارك رتبة M30 من الخرسانة. سيكون معامل مرونة هذه الخرسانة 27386 ميجا باسكال (E = 5000 x fck ^ 0.5). سيكون معامل مرونة الفولاذ 200000 ميجا باسكال وبالتالي فإن النسبة المعيارية ستكون حوالي 7.3. مما يعني أنه يلزم 7.3 وحدة من الخرسانة مقابل وحدة واحدة فقط من الصلب. سيكون الضغط الذي يتعرض له الفولاذ أيضًا 7.3 أضعاف الضغط الذي تتعرض له الخرسانة.

أيضًا أثناء حدوث قوة زلزال بسبب الإثارة الجانبية، قد يحدث الانحناء الطولي للعمود مما يؤدي إلى توليد شد طولي على طول أحد جوانب العمود.

كما أنه من الضروري وجود الفولاذ في العمود لمنع التكسير أو التشقق الهش للخرسانة. وأيضًا يجب مقاومة أي قوة جانبية في العمود والتي قد تؤدي إلى توليد شد طولي بواسطة الفولاذ.

في الوقت الفعلي أو في الحقيقة، لن تخضع الأعمدة للضغط وحده. سيكون العمود خاضعًا لعزوم الانحناء جنبًا إلى جنب مع الضغط. في مثل هذه الحالات، سيكون حديد التسليح ضروري في الأعمدة.