المطاوعة Ductility

المطاوعة Ductility  في المباني والمنشآت ومواد الانشاء مهمة في التصميمات المقاومة للزلازل، ولفهم اهمية المطاوعة في تأثيرها على اداء البماني، من الضروري معرفة ماهية المطاوعة Ductility

المطاوعة Ductility بشكل عام هي نسبة الانفعال الاقصى لإنفعال الخضوع في المادة المحددة

بمعنى ان المطاوعة = الانفعال الاقصى ultimate strain / انفعال الخضوع yield strain

وبنظرة اوسع، يجب ان نفهم المطاوعة كمقدرة المنشأ في مواجهة تشوهات اكبر بدون الانهيار التام. وكما هي بعض الاحتياطات في اكواد البناء، فإن تفاصيل تسليح المنشأة او تفاصيل الوصلات وغيرها تعطي المبنى مطاوعة اعلى بالاضافة الى مطاوعة المواد الانشائية نفسها، وهذا ما يسمى بمطاوعة التفصيلات.

عندما يتعرض المنشأ لأحمال ديناميكية مثل الزلازل فإن المبنى لا يستطيع ان يبقى مرن ويدخل في مرحة اللدونة حيث تقل الجساءة للعناصر الانشائية وتصبح التشوهات اعلى حتى مع قيم الاحمال الصغيرة.

ولا بد من الاخذ بهذه الحالة اثناء التصميم من قبل المصمم الانشائي والتأكد من ان التصميم قادر على تحمل الاحمال بدون تشوهات اكبر او انهيار ولهذا الهدف يتم العمل على تجهيز تصاميم ذات مطاوعة اعلى.

مطاوعة الخرسانة

الخرسانة هي مادة انشائية عالية الانتشار في سوق البناء منذ بدايات القرن الماضي، وخلطة الخرسانة الغير متجانسة من الاسمنت والركام الناعم والخشن وكذلك المياه حيث يتم خلطها جميعا بنسب معينه للحصول على قوة ضغط مناسبة للتصميم، ولكن بالمقابل نجد ان الخرسانة ضعيفة في تحمل قوى الشد وبالتالي لا تتحمل اي قوى شد غير محسوبة

وبالرغم من ان قوة الخرسانة تعتمد على نسبة المياه فيها بحيث تتأثر مباشرة بنسبة المياه في الخلطة الخرسانية، ولكنها مطاوعة اكثر عند مقارنتها بالطوب الخرساني الذي يسلك سلوكا قصفا وينهار مباشرة

مطاوعة حديد التسليح

حديد التسليح هو المادة الاقوى في البناء ويستخدم في تسليح المباني الخرسانية باستخدام قضبان فولاذية عالية المقاومة ويتوفر بالاسواق العديد من الاقطار مابين 6 ملم الى 40 ملم واكثر

ويتم استخدام الحديد نظرا لمقاومته العالية لقوى الضغط والشد بنفس الكفاءة ويعتبر من اهم المواد المطاوعة، وهذه الخاصية تجعله مساعدا على تحقيق مطاوعة اعلى في المباني الخرسانية بقدرته على احتواء احمال اعلى بدون انهيار فجائي

مطاوعة الخرسانة المسلحة

الخرسانة المسلحة بحديد التسليح وهي مادة مركبة تستخدم في غالب المنشآت حاليا. يتم وضع قضبان حديد التسليح بطريقة مناسبة بحيث تتحمل قوى الشد في العناصر الخرسانية وذلك نظرا لضعف مقاومة الخرسانة للشد وهذا ما يجعل احتمالية الانهيار بطريقة ممطولية بمعنى ان الحديد يصل الى اجهاده الاقصى قبل الخرسانة ما يسمح بإنهيار بطيئ نسبيا مقارنة بالانهيار القصف او الفجائي للخرسانة

في بعض المنشآت يتم تصميمها لتصبح ذات مطاوعة اعلى ولكن هذا لا يعني بالضرورة زيادة حديد التسليح لان زيادة التسليح قد تؤدي الى نتيجة عكسية

ما هي الحاجة التي تدعونا لعمل تسليح  ذات مطاوعة اعلى في المنشآت

اذا اردنا ان تظل المنشأة في مرحلتها المرنة خلال الهزة الزلزالية الاقوى في المنطقة فإن التسليح المطاوع ضرورة قصوى، ولكن زيادة مرونة المباني عادة ما تكون طريقة غير اقتصادية في البناء

ولتحقيق السلامة ولكن بطريقة اقتصادية لمقاومة الهزات الارضية الغير متوقعة، نسمح للمبنى ان يتحمل الاضرار في مرحلة اللدونة