ما هو الطيف المستمر وما هي استخداماته؟

الطيف المستمر هو مكوّن بنيوي يوفر مقاومة للانحناء عند تطبيق الأحمال أو القوة، وتستخدم هذه الأشعة عادةً في الجسور والكباري.

كذلك فإن الطيف المستمر يكون لديه أكثر من نقطتي دعم بمدى طوله، وعادةً ما تكون في نفس المستوى الأفقي، وتكون الامتدادات بين الدعامات في خط مستقيم واحد.

وعلى النقيض من الطيف ذو الدعم البسيط – الذي يكون لديه دعم في كل طرف ويتم توزيع الحمل بطريقة ما بطوله – يكون الطيف المستمر أكثر صلابة وأقوى بكثير.

ويسمى الجسر المكوّن من عوارض (أطياف) تمتد بين دعامتين فقط جسر ذو دعم بسيط، أمّا إذا تم ربط عمودين أو أكثر معاً بشكل صارم فوق دعامات متعددة، يصبح الجسر متواصل.

تصميم الطيف المستمر

العاملان الرئيسيان اللذان يتم اعتبارهما في تصميم الطيف المستمر هما نوع الحمولة وخصائص القوة للمواد المستخدمة في بناء الطيف.

ويمكن تحديد التفاعلات التي تحدث عند دعائم الطيف ذو الدعم البسيط من خلال تحليل القوى المُطبّقة على الطيف فقط.

لهذا السبب، يُعرف الطيف البسيط بأنّه محدد بشكل ثابت، أما الطيف المستمر فهو يحتوي على دعامات أكثر مما هو مطلوب لتوفير التوازن، كما يتم أخذ سلوك التشوه تحت الحمل بعين الاعتبار عند تحديد تفاعلات الدعم.

نتيجة لذلك، يُعرف هذا النوع من الأطياف بأنّه غير محدد بشكل ثابت.

الطيف المستمر

بناء الحزم المستمرة

كما يؤثر بناء الطيف المستمر على انحناؤه وانحرافه عند تطبيق القوة، ويستعمل الفولاذ الكربوني عادةً للأعمدة الإنشائية بسبب قوته العالية ومقاومته للانحناء.

كما يتم إنشاء الطيف باستخدام مجموعة متنوعة من المواد الأخرى، بما في ذلك الخشب، والألمنيوم، والخرسانة، على حسب التطبيق.

في يومنا هذا، غالباً ما يتم تصميم هذه الأنواع من الأطياف باستخدام برامج هندسية تقبل بيانات الإدخال وتُحدد تصميم يُلبي متطلبات الأداء.

وقد تتضمن عوامل الإدخال أنواع القوى المُطبقة، والامتداد بين الدعامات، وشكل الطيف، وخصائص قوة المادة، والوصلات الميكانيكية للأعضاء الهيكلية الأخرى.

معايير

يجب تصميم الطيف المستمر بحيث يتحمل القوى والإجهاد مع تقليل الوزن، ومتطلبات المساحة، وتكلفة المواد.

وتكون مُعظم الأطياف مُصممة مع عامل الأمان، الذي يعمل على زيادة حجم الطيف للحماية من التحميل، والعوامل الأخرى التي لا يمكن التنبؤ بها مسبقاً.

يعتمد اختيار عامل الأمان المناسب على التطبيق المُحدد بالإضافة إلى الحكم الهندسي الجيد.

ويجدر بالذكر أن هامش الأمان المرتفع للغاية سوف يؤدي إلى تصميم طيف أكبر من اللازم، مما يتسبب في مشاكل وزن، وتكاليف تصنيع أعلى.

[box type=”shadow” align=”” class=”” width=””]المزيد من الوضوعات في “تصميم وهندسة”:

[/box]

مصدر الصورة