كمرة آي

كمرة آي، والمعروفة أيضًا باسم كمرة إتش (بالنسبة للعمود العالمي) وكمرة دبليو(الشفة العريضة) والكمرة العالمية وعارضة الصلب المدلفن أوتي المزدوج (خاصة في البولندية والبلغارية والإسبانية والإيطالية والألمانية)، هي كمرة ذات قطاع عرضي على شكل حرف آي أوإتش. العناصر الأفقية لكمرة آي هي الشفاه، والعنصر الرأسي هو»العصا«. تُصنع كمرات آي عادةً من الصلب الإنشائي وتُستخدم في البناء والهندسة المدنية.

تقاوم العصا قوى القص، بينما تقاوم الشفاه معظم قوى الانحناء التي تتعرض لها الكمرة. تُظهر معادلة كمرة أويلر-بيرنولي حتى القطاع على شكل حرف آي هوشكل فعال للغاية لنقل كلٍ من أحمال الانحناء والقص في مستوى العصا. من ناحية أخرى، فإن المبتر العرضي لديه قدرة مخفضة في الاتجاه العرضي، كما أنه غير فعال في نقل الالتواء، والذي يُفضل فيه القطاعات الإنشائية المجوفة.

التاريخ

سجل ألفونس هالبومن شركة فورغز دي لا بروفيدينس في عام 1849 براءة اختراع لطريقة إنتاج كمرة آي، المدلفنة من بترة واحدة من الصلب.

كانت بيثليهم موردًا رائدًا للصلب الإنشائي المدلفن لمختلف القطاعات العرضية في الجسر الأمريكي وأعمال ناطحات السحاب في منتصف القرن العشرين. اليوم، حلت القطاعات العرضية المدلفنة جزئيًا في مثل هذا العمل من خلال القطاعات العرضية المُصنعة.

نظرة عامة

هناك نوعان من أشكال كمرة آي القياسية:

كمرة آي المدلفنة، تتشكل من الدلفنة على الساخن أوالدلفنة على البارد أوالبثق (اعتمادًا على المواد).
عوارض لوحية، تتشكل عن طريق لحام الألواح (أوأحيانًا بالمسامير أوالبرشام).

تُصنع كمرات آي من الصلب الإنشائي ولكن يمكن تشكيلها أيضًا من الألومنيوم أومواد أخرى. تُعد عارضة الصلب المدلفن نوعًا شائعًا من كمرة آي –تُقدم أحيانًا بشكل غير سليم على أنها عوارض من الصلب المسلح. تحدد المعايير البريطانية والأوروبية أيضًا الكمرات العالمية والأعمدة العالمية. تحتوي هذه القطاعات على شفاه متوازية، على عكس السمك المتغير لشفاه عارضة الصلب المدلفن التي نادرًا ما تُدلفن في المملكة المتحدة. تكون الشفاه المتوازية أسهل في الاتصال والتخلص من الحاجة إلى الفلكات الحديدية المسننة.قد يكون للأعمدة العالمية عرض وعمق متساويين أوشبه متساويين وأكثر ملاءمة للتوجيه الرأسي لنقل الحمل المحوري، مثل: الأعمدة في المباني متعددة الطوابق، في حين حتى الكمرات العالمية طولها أكبر بكثير من عرضها بشكل ملحوظ وهي أكثر ملاءمة لنقل حمل الانحناء، مثل: عناصر الكمرة في الطوابق.

أصبحت كمرات آي المصممة من الخشب مع الألواح الليفية و/أوالخشب الرقائقي شائعة أيضًا بشكل متزايد في البناء، خاصةً في المباني السكنية، لأنها أخف وأقل عرضة للتشوه من العوارض الخشبية الصلبة. ومع ذلك، كانت هناك بعض المخاوف من فقدانها السريع لقوتها في الحريق في حالة عدم حمايتها.

التصميم

تُستخدم كمرات آي على نطاق واسع في صناعة البناء ومتاحة في مجموعة متنوعة من الأحجام القياسية. تُتاح الجداول للسماح بالاختيار السهل لحجم كمرة آي من الصلب المناسب للحمل المُطبق المُعطى. يمكن استعمال كمرات آي ككمرات وكأعمدة.

يمكن استعمال كمرات آي بمفردها، أوكقطاع مركب مع مادة أخرى، وعادةً ما تكون الخرسانة. قد يخضع التصميم لأي من المعايير التالية:

الترخيم: تُختار صلابة كمرة آي لتقليل الترخيم.
الاهتزاز: تُختار الصلابة والكتلة لمنع الاهتزازات غير المقبولة، خاصةً في الأوضاع الحساسة للاهتزازات، مثل: الممحرر والمخطات.
فشل الانحناء عن طريق الخضوع: حيث يتجاوز الإجهاد في القطاع العرضي إجهاد الخضوع.
فشل الانحناء عن طريق الانبعاج الالتوائي الجانبي: حيث تميل شفة في منطقة الضغط إلى الإبزيم جانبيًا أوأبازيم القطاع العرضي بأكمله بشكل التوائي.
فشل الانحناء من خلال التواء محلي: حيث تكون الشفة أوالعصا رفيعة جدًا بحيث يمكن ربطها محليًا.
الخضوع المحلي: ناتج عن الأحمال المركزة، مثل: عند نقطة دعم الكمرة.
فشل القص: حيث تفشل العصا. تفشل العصي الرفيعة بالانبعاج والتموج في ظاهرة تُسمى سلوك منطقة الشد، ولكن يُقاوم فشل القص أيضًا من خلال صلابة الشفاه.
الانبعاج أوخضوع العناصر: مثلًا في النادىمات المستخدمة لتوفير التوازن لعصا كمرة آي.

المراجع

^ Thomas Derdak, Jay P. Pederson (1999). . 26. St. James Press. صفحة 82. ISBN . مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020.
^ The Morning Call (2003). "Forging America: The History of Bethlehem Steel". Morning Call Supplement. ألينتاون: The Morning Call. مؤرشف من الأصل في 27 أبريل 2011. A detailed history of the company by journalists of the Morning Call staff.