قدمتها (ا.م.د ميادة وحيد فلاح )
رئيس قسم الهندسة المدنية -جامعة المستقبل
تُعد العتبات الخرسانية المسلحة (Reinforced Concrete Beams) من العناصر الأساسية في المنشآت، إذ تسهم في نقل الأحمال من البلاطات إلى الأعمدة والمساند. ومع تطور متطلبات البناء الحديثة، أصبحت الفتحات داخل جسم العتبات (Web Openings) ضرورية لتمرير أنابيب التكييف والتهوية والخدمات الكهربائية والميكانيكية.
وعلى الرغم من أهميتها الوظيفية، فإن هذه الفتحات قد تؤثر في كفاءة العنصر الإنشائي وتغير مسارات انتقال القوى الداخلية.
المحتوى العلمي
يختلف السلوك الإنشائي للعتبات ذات الفتحات عن العتبات المصمتة، نتيجة حدوث تركيز للإجهادات (Stress Concentration) حول حواف الفتحات، ولا سيما عند الزوايا الداخلية للفتحات المستطيلة.
وتؤثر أبعاد الفتحة وشكلها وموقعها بصورة مباشرة في مقاومة القص (Shear Capacity) والعزم الانحنائي (Bending Moment)، كما قد تؤدي إلى انخفاض الجساءة الإنشائية (Stiffness) وزيادة التشققات والتشوهات.
وتُعد الفتحات الكبيرة أكثر تعقيداً من الناحية الإنشائية، إذ قد تؤدي إلى ظهور آلية فيرينديل (Vierendeel Mechanism)، التي تتسبب في نشوء عزوم وقوى قص محلية في الجزأين العلوي والسفلي المحيطين بالفتحة.
ولتحسين الأداء الإنشائي، يمكن اعتماد تسليح إضافي حول الفتحات، واستخدام تقنيات التدعيم الحديثة مثل المواد المركبة المسلحة بألياف الكربون (CFRP)، إلى جانب التحليل العددي باستخدام برامج العناصر المحددة.
وقد أكدت الدراسات العلمية أهمية مراعاة موقع الفتحة وأبعادها وتفاصيل تسليحها منذ المراحل الأولى للتصميم الإنشائي.
الخاتمة
إن تصميم العتبات الخرسانية المسلحة ذات الفتحات يتطلب فهماً دقيقاً لتأثير التغيرات الهندسية في مسارات انتقال القوى ومقاومة العناصر الإنشائية. ويُعد التخطيط المسبق للفتحات، وتوفير التسليح المناسب، والاستفادة من تقنيات التدعيم الحديثة، من أهم العوامل التي تسهم في تحقيق السلامة والكفاءة الإنشائية واستدامة المنشآت.