Civil Engineer
23-06-2004, 03:09 AM
أنواع المنشآت وطرق الإنشاء (الحلقة الثانية والأخيرة)
تحدثنا في الحلقة الأولى من هذا الموضوع عن النوعين الأول والثاني من أنواع المنشآت وهما: الإنشاء بطريقة الحوائط الحاملة (Bearing Walls)، و الإنشاء الهيكلي (Skeleton Construction ) وذكرنا أن الأخير ينقسم إلى ثلاثة أقسام توقفنا عند القسم الثالث منه وهو الهياكل الإطارية والجمالونات ( (Frames & Trusses و سنستكمل اليوم الحديث عن هذا القسم وعن باقي طرق الإنشاء.
الهياكل الإطارية والجمالونات ( Frames & Trusses ):
أ- الهياكل الإطارية (Frames):
يتكون الهيكل لأي منشأ من عناصر رأسية تعرف بالأعمدة (Columns) وعناصر أفقية تعرف بالكمرات (Beams)، وعند زيادة المسافات بين الأعمدة أو ما تسمى بالبحور (Spans) كما هو الحال في أسقف المدرجات وصالات الاجتماع والمصانع...الخ،، حيث يكون وجود أعمدة متوسطة غير مرغوب فيه، فإنه من الممكن عمل إطارات تعمل فيها الأعمدة والكمرات كجزء واحد وتسلك سلوكاً استاتيكياً موحداً. ويتم تنفيذ الإطار عملياً بطريقة تسليح خاصة لتحقيق هذا الشرط بحيث تكون علاقة الأعمدة بالكمرات علاقة ارتكاز وتماسك وأي تشوه (Deformation) في الكمرة يصاحبه تشوه في العامود فيتحمل العامود جزء من العزم المؤثر على الكمرة (Moment)، فيسلّح كل من الكمرة والعامود بالتسليح الخاص لكل منهما ثم يثبت حديد تسليح مشترك بينهما بناءً على الحسابات التصميمة.
مميزات هذا النظام:
1-يمكن استخدامه كطوابق متكررة.
2-يسمح بمسافات كبيرة بين الأعمدة دون الحاجة إلى أعمدة وسطية.
3-يمكن أن يستخدم كبديل عن جدران القص (Shear Walls) في حال عدم القدرة على توقيعها وذلك لمقاومة القوى الأفقية (Horizontal Forces).
4-سهل نسبياً في التحليل الإنشائي والتصميم.
5-سهل نسبياً في التنفيذ.
6-تكلفته الاقتصادية في العمالة منخفضة نسبياً.
ب- الجمالونات (Trusses):
عند اتساع البحور (spans) قد يلجا المهندس أيضاً إلى عمل الجمالونات، التي قد تكون من الخشب أو الحديد أو الألمنيوم أو حتى من الخرسانة المسلحة حسب توفر مواد البناء.
الفرضية الإنشائية الأساسية التي على أساسها يُحلّل الجمالون:[/U]
1- أن نقاط الاتصال بين جميع العناصر تكونSupport Hinge .
2- كل عنصر من العناصر يعمل كـ Link Member يتعرض لقوى الشد والضغط المحورية فقط (Axial Tension & Compression Forces).
3- لا تتحمل العناصر أي عزوم (Moment).
4- القوى الخارجية تُحمّل على نقاط الاتصال فقط ولا تُحمّل على العناصر نفسها.
3- الإنشاء على هيئة علب إطارية (Box-Frame Construction):
ويتكون المنشأ في هذه الطريقة من بلاطات خرسانية رأسية وأفقية وتختفي فيه الكمرات التي تعيب الناحية المعمارية.وفي هذه الطريقة تحدد العناصر الإنشائية بأنها الأسقف والحوائط الخرسانية، وبعدها تضاف حوائط كثيرة تعمل كقواطع غير حاملة، وتستخدم هذه الطريقة للأحمال الكبيرة والى ارتفاعات عالية.
غالبا ما يتم تحديد سمك الحوائط تبعاً للمتطلبات الأخرى في المباني كعزل الصوت، الذي يجب أن يكون له المقام الأول في المنشات على هيئة العلب الإطارية حيث تكون الأسطح المعرضة للصوت كثيرة نسبياً .
4- المنشآت الفراغية (Space Construction):
في هذا النوع من المنشآت يتم توزيع الأحمال والإجهادات في الفراغ أي في الاتجاهات الثلاثة، وليس في مستوى واحد كما سبق، وتعمل الأساسات في هذا الحالة تحت نقاط الارتكاز للمنشأ، وتعرف هذه المنشآت بالمنشآت القشرية (Shell Structure)، وتتحول فيها معظم الإجهادات إلى إجهادات في اتجاه السطح نفسه، ويشترط فيها أن يكون سمك السطح أو القشرة صغير جداً بالنسبة لأبعاد السطح الأخرى.
وفي مثل هذه المنشآت لا يستعمل السطح العلوي للمنشأ في حمل أية أحمال خلاف وزنه الذاتي مع أحمال الرياح وأحمال حية خفيفة للصيانة فقط، وعند دراسة طرق تكوين هذه السطوح هندسياً فسوف تكون المفاضلة بينها على أساس الناحية الجمالية والنواحي النفسية من جهة، والنواحي الاقتصادية من الناحية الإنشائية من جهة أخرى.
تحياتي للجميع........
تحدثنا في الحلقة الأولى من هذا الموضوع عن النوعين الأول والثاني من أنواع المنشآت وهما: الإنشاء بطريقة الحوائط الحاملة (Bearing Walls)، و الإنشاء الهيكلي (Skeleton Construction ) وذكرنا أن الأخير ينقسم إلى ثلاثة أقسام توقفنا عند القسم الثالث منه وهو الهياكل الإطارية والجمالونات ( (Frames & Trusses و سنستكمل اليوم الحديث عن هذا القسم وعن باقي طرق الإنشاء.
الهياكل الإطارية والجمالونات ( Frames & Trusses ):
أ- الهياكل الإطارية (Frames):
يتكون الهيكل لأي منشأ من عناصر رأسية تعرف بالأعمدة (Columns) وعناصر أفقية تعرف بالكمرات (Beams)، وعند زيادة المسافات بين الأعمدة أو ما تسمى بالبحور (Spans) كما هو الحال في أسقف المدرجات وصالات الاجتماع والمصانع...الخ،، حيث يكون وجود أعمدة متوسطة غير مرغوب فيه، فإنه من الممكن عمل إطارات تعمل فيها الأعمدة والكمرات كجزء واحد وتسلك سلوكاً استاتيكياً موحداً. ويتم تنفيذ الإطار عملياً بطريقة تسليح خاصة لتحقيق هذا الشرط بحيث تكون علاقة الأعمدة بالكمرات علاقة ارتكاز وتماسك وأي تشوه (Deformation) في الكمرة يصاحبه تشوه في العامود فيتحمل العامود جزء من العزم المؤثر على الكمرة (Moment)، فيسلّح كل من الكمرة والعامود بالتسليح الخاص لكل منهما ثم يثبت حديد تسليح مشترك بينهما بناءً على الحسابات التصميمة.
مميزات هذا النظام:
1-يمكن استخدامه كطوابق متكررة.
2-يسمح بمسافات كبيرة بين الأعمدة دون الحاجة إلى أعمدة وسطية.
3-يمكن أن يستخدم كبديل عن جدران القص (Shear Walls) في حال عدم القدرة على توقيعها وذلك لمقاومة القوى الأفقية (Horizontal Forces).
4-سهل نسبياً في التحليل الإنشائي والتصميم.
5-سهل نسبياً في التنفيذ.
6-تكلفته الاقتصادية في العمالة منخفضة نسبياً.
ب- الجمالونات (Trusses):
عند اتساع البحور (spans) قد يلجا المهندس أيضاً إلى عمل الجمالونات، التي قد تكون من الخشب أو الحديد أو الألمنيوم أو حتى من الخرسانة المسلحة حسب توفر مواد البناء.
الفرضية الإنشائية الأساسية التي على أساسها يُحلّل الجمالون:[/U]
1- أن نقاط الاتصال بين جميع العناصر تكونSupport Hinge .
2- كل عنصر من العناصر يعمل كـ Link Member يتعرض لقوى الشد والضغط المحورية فقط (Axial Tension & Compression Forces).
3- لا تتحمل العناصر أي عزوم (Moment).
4- القوى الخارجية تُحمّل على نقاط الاتصال فقط ولا تُحمّل على العناصر نفسها.
3- الإنشاء على هيئة علب إطارية (Box-Frame Construction):
ويتكون المنشأ في هذه الطريقة من بلاطات خرسانية رأسية وأفقية وتختفي فيه الكمرات التي تعيب الناحية المعمارية.وفي هذه الطريقة تحدد العناصر الإنشائية بأنها الأسقف والحوائط الخرسانية، وبعدها تضاف حوائط كثيرة تعمل كقواطع غير حاملة، وتستخدم هذه الطريقة للأحمال الكبيرة والى ارتفاعات عالية.
غالبا ما يتم تحديد سمك الحوائط تبعاً للمتطلبات الأخرى في المباني كعزل الصوت، الذي يجب أن يكون له المقام الأول في المنشات على هيئة العلب الإطارية حيث تكون الأسطح المعرضة للصوت كثيرة نسبياً .
4- المنشآت الفراغية (Space Construction):
في هذا النوع من المنشآت يتم توزيع الأحمال والإجهادات في الفراغ أي في الاتجاهات الثلاثة، وليس في مستوى واحد كما سبق، وتعمل الأساسات في هذا الحالة تحت نقاط الارتكاز للمنشأ، وتعرف هذه المنشآت بالمنشآت القشرية (Shell Structure)، وتتحول فيها معظم الإجهادات إلى إجهادات في اتجاه السطح نفسه، ويشترط فيها أن يكون سمك السطح أو القشرة صغير جداً بالنسبة لأبعاد السطح الأخرى.
وفي مثل هذه المنشآت لا يستعمل السطح العلوي للمنشأ في حمل أية أحمال خلاف وزنه الذاتي مع أحمال الرياح وأحمال حية خفيفة للصيانة فقط، وعند دراسة طرق تكوين هذه السطوح هندسياً فسوف تكون المفاضلة بينها على أساس الناحية الجمالية والنواحي النفسية من جهة، والنواحي الاقتصادية من الناحية الإنشائية من جهة أخرى.
تحياتي للجميع........