م.م فاطمة مسلم تُعد الأعمدة المركبة (Composite Columns) من الحلول الهندسية المبتكرة التي تجمع بين مزايا الفولاذ (مقاومة الشد والقدرة على التشكل) ومزايا الخرسانة (مقاومة الضغط والحماية من الحريق). عند تعرض هذه الأعمدة لأحمال محورية (Axial Loads)، يظهر سلوك إنشائي معقد يعتمد بشكل أساسي على التفاعل بين المادتين.إليك مقال تفصيلي حول هذا الموضوع:سلوك الأعمدة المركبة تحت الأحمال المحوريةتُصنف الأعمدة المركبة عادةً إلى نوعين رئيسيين:الأعمدة المحواة (Encased Sections): حيث يتم صب الخرسانة حول مقطع فولاذي.الأعمدة المملوءة (Filled Sections - CFT): حيث يتم ملء أنبوب فولاذي (دائري أو مستطيل) بالخرسانة.1. آلية توزيع الأحمال والتفاعل المشتركعند تطبيق حمل محوري على عمود مركب، تعمل المادتان معاً ككتلة واحدة بشرط وجود ترابط (Bonding) كافٍ بينهما. يتم حساب المقاومة القصوى للعمود من خلال جمع مساهمة كل مادة:الخرسانة: تتحمل الجزء الأكبر من قوة الضغط.الفولاذ: يساهم في تحمل الحمل ويقوم بوظيفة "التطويق" (Confinement) للخرسانة.2. ظاهرة التطويق (Confinement Effect)تعتبر هذه الظاهرة أهم ميزة في الأعمدة المملوءة بالخرسانة (CFT). عندما تتعرض الخرسانة للضغط، فإنها تميل للتوسع عرضياً (تأثير بواسون). هنا يقوم الأنبوب الفولاذي بمقاومة هذا التوسع، مما يولد ضغوطاً عرضية تعصر الخرسانة نحو الداخل.النتيجة: زيادة كبيرة في مقاومة الخرسانة للضغط وتحسين قدرتها على التشكل (Ductility) قبل الانهيار.3. سلوك التحميل ومراحل الانهياريمر العمود المركب تحت الحمل المحوري بعدة مراحل:المرحلة المرنة: تعمل المادتان بشكل خطي، ويكون الانفعال (Strain) متساوياً في الفولاذ والخرسانة.مرحلة التشقق: تبدأ الخرسانة في إظهار شقوق داخلية دقيقة، لكن الفولاذ يمنع انتشارها السريع.مرحلة الخضوع: يبدأ الفولاذ بالخضوع (Yielding)، وتصل الخرسانة إلى أقصى مقاومة لها نتيجة التأثير المشترك للتطويق.الانهيار: في الأعمدة المحواة، قد يحدث تقشر للغلاف الخرساني الخارجي. أما في الأعمدة المملوءة، فيحدث الانهيار غالباً عن طريق الانبعاج الموضعي (Local Buckling) لغلاف الفولاذ أو سحق الخرسانة.4. تأثير النحافة (Slenderness Effect)مثل أي عمود، يتأثر السلوك بنسبة النحافة ($L/d$):الأعمدة القصيرة: تنهار بسبب وصول المواد إلى كامل طاقتها (Sushing).الأعمدة الطويلة: تنهار بسبب الانبعاج الكلي (Global Buckling) قبل وصول المواد لمقاومتها القصوى، وهنا يلعب الفولاذ دوراً حاسماً في زيادة صلابة العمود (Stiffness).5. فوائد هذا السلوك في المنشآتتقليل الأبعاد: الحصول على مقاطع أصغر مقارنة بالخرسانة المسلحة التقليدية، مما يوفر مساحات معمارية.مقاومة الزلازل: القدرة العالية على امتصاص الطاقة بفضل التفاعل بين المادتين.سرعة التنفيذ: في المقاطع المملوءة، يعمل الأنبوب الفولاذي كقالب صب دائم.خلاصة المقارنةالخاصيةالأعمدة المحواة (Encased)الأعمدة المملوءة (Filled - CFT)التطويقمتوسط (يعتمد على الكانات)ممتاز (بفعل الأنبوب بالكامل)مقاومة الحريقعالية جداً (الخرسانة تحمي الفولاذ)تحتاج لطلاء أو حماية إضافيةالانبعاج الموضعيمحمي بواسطة الخرسانةمعرض له إذا كان سمك الأنبوب رقيقاً