خطوات التصميم الأولي للعناصر الإنشائية في المباني
0-1- الخطوات الرئيسية في حالة الدراسة الأولية الإنشائية
1- تقدير الأحمال.
2- اختيار الجملة الإنشائية المناسبة.
3- تعيين المجازات الفعالة.
4- تقدير أبعاد المقطع العرضي للعناصر الإنشائية بصورة أولية.
5- التحليل الإنشائي (حساب العزوم وقوى القص والقوى الناظمية) لبعض العناصر بصورة أولية.
0-2- الخطوات الرئيسية في حالة الدراسة النهائية الإنشائية
1- تقدير الأحمال.
2- اختيار الجملة الإنشائية المناسبة.
3- تعيين المجازات الفعالة.
4- الاعتماد على أبعاد المقطع العرضي التي تم اختيارها بصورة أولية.
5- التحليل الإنشائي (حساب العزوم وقوى القص والقوى الناظمية) لجميع العناصر بصورة نهائية.
6- تصميم المقاطع العرضية للعناصر الإنشائية وحساب قيم التسليح لها.
7- رسم المساقط والمقاطع الطولية والمقاطع العرضية والتفصيلات، وتفريد التسليح، مع الأخذ بالحسبان الاشتراطات المتعلقة بالتسليح الواردة بالكود (النسب الدنيا والعظمى وترتيبات التسليح).
1) تقدير الأحمال
1-1- الأحمال الميتة وتشمل:
أ - الوزن الذاتي، وتؤخذ من الدراسة الإنشائية ( ُتعتمد الأبعاد من الاشتراطات البعدية في الدراسة الأولية) .
ب- التغطيات والقواطع وغيرها، وتؤخذ من الدراسة المعمارية. ُتؤخذ الكثافات من الملحق 1 الخاص بالأحمال.
1-2- الأحمال الحية:
ُتؤخذ من الكود العربي السوري (الكود الأساس، أو من الملحق 1 الخاص بالأحمال).
1-3- بقية أحمال القوى وتشمل:
أ - أحمال الرياح: ُتؤخذ من الملحق 1 الخاص بالأحمال).
ب- أحمال الزلازل: ُتؤخذ من الملحق 2 الخاص بالزلازل).
ت- الضغط الجانبي للتربة أو للمياه.
1-4- أحمال الانتقالات وتشمل:
أ - الأحمال الحرارية (إن وجدت).
ب- أحمال التشوهات القسرية (هبوط أو دوران أو إنزلاق مساند).
1-5- أحمال الإنشاء والتركيب والأحمال الخاصة الأخرى.
2) اختيار الجملة الإنشائية المناسبة
2-0- مقدمة
يبدأ التصميم الإنشائي بعد تحديد الفكرة المعمارية، ويتضمن تصميم عمل المنشأة ككل (استراتيجية عمل المنشأة)، وهذا يشمل:
- وضع الفواصل بين الكتل، للتمدد والتقلص الحراريين، وللهبوط التفاضلي، وللزلازل.
- وضع الجملة الإنشائية (في كل كتلة) المقاومة للقوى الأفقية (رياح وهزات أرضية). يمكن أن تكون الجملة المقاومة للقوى الأفقية: جملة إطارات مقاومة للعزوم أو جملة جدران قص، أو جملة مختلطة من إطارات أو جدران قص، أو جملة أخرى. عندما تقاوم الإطارات المقاومة للعزوم (في الجملة المختلطة) ما لا يقل عن 25% من القوى الأفقية، تسمى الجملة جملة ثنائية.
ُينصح في هذا المجال بالآتي:
- مراعاة التناظر في الشكل ما أمكن (لتجنب الفتل).
- مراعاة تنزيل مركز ثقل المنشأة للأسفل ما أمكن، سواء من جهة الأحمال الحية (وضع الأحمال الحية الثقيلة بالطوابق السفلى)، أم من جهة الأحمال الميتة، وذلك باختيار الشكل الذي يجعل الأحمال الميتة أقرب للأرض (مثلاً إذا كانت المنشأة ستصمم بشكل تكون لها واجهة بشكل شبه منحرف، فمن المناسب أن تكون قاعدته الكبرى بالأسفل).
- مراعاة استعمال الجمل الإنشائية غير المقررة، والـُبعد عن الجمل المقررة، خاصة الأظفار.
- مراعاة استعمال نوعيات جيدة من البيتون ومن فولاذ التسليح، على أن لا تتعدى المقاومة المميزة لفولاذ التسليح في الشد fy = 4000 kgf/cm2 ، وذلك لتوفير قدر جيد من المطاوعة.
- تكون جملة الإطارات المقاومة للعزوم مناسبة عندما يكون المسقط الأفقي بشكل مستطيل، وحاوياً موديولات منتظمة، وإلا فالأنسب جملة جدران القص أو الجملة المختلطة.
- في حالة استعمال جملة جدران القص، يجب أن تكون الجدران باتجاهين متعامدين، ومتناظرة ما أمكن.
2-1- إجراء الدراسة الأولية الإنشائية
ترافق هذه المرحلة من الدراسة الإنشائية مرحلة الدراسة الأولية المعمارية. يجري في هذه المرحلة اختيار الجملة الإنشائية (أو الجمل الإنشائية) المناسبة لنقل الأوزان الشاقولية من حية وميتة وغيرها إلى الأعمدة والجدران ومنها إلى الأساسات. قد يكون هناك حاجة لعمل عدة حلول إنشائية ثم إجراء مقارنة اقتصادية وفنية بينها، وهذا ما دعا البعض إلى اعتبار هذه المرحلة مرحلة الحلول المقارنة. بعد التوصل إلى الحل الأنسب، يلزم توضيح هذا الحل بالرسم عن طريق رسم مخططات القالب (الكوفراج) وبشكل يوضح طريقة عمل جميع العناصر الإنشائية، كما يجب توضيح الأبعاد الأولية المختارة لجميع العناصر على مخططات القالب. ُتعطى هذه الأبعاد للمعماري ليستعملها في رسوماته للدراسة الأولية المعمارية. ُتعد مخططات القالب (الكوفراج) هي المخططات المطلوب من الإنشائي تسليمها في نهاية مرحلة الدراسة الأولية.
من أجل إنجاز هذه المرحلة، يجب معرفة عدة أمور، يمكن تلخيصها في نقطتين هامتين: النقطة الأولى هي المجازات المناسبة لكل جملة من الجمل الإنشائية، وذلك لتخفيف عدد الحلول المقارنة الواجب دراستها، والنقطة الثانية هي كيفية إجراء الدراسة التقريبية السريعة لاختيار أبعاد العناصر الإنشائية للحل المقترح. سيتم فيما يلي إلقاء بعض الضوء على هاتين النقطتين.
2-2- المجازات المناسبة للجمل الإنشائية
اعتماداً على الخبرة بمواد الإنشاء المحلية، وبطرائق الإنشاء الممكنة، يمكن افتراض المجازات الآتية مناسبة للجمل الإنشائية.
أ – المجازات المناسبة للعناصر من البيتون المسلح
1- جائز ظفري: حتى 4 متر.
2- جائز بسيط: حتى 12-8 متر (وفقاً لمقاومة البيتون المسلح).
3- جائز مستمر (أو إطار): حتى 18-12 متر (وفقاً لمقاومة البيتون المسلح).
4- قوس: حتى 50-20 متر (وفقاً لمقاومة البيتون المسلح).
5- جائز مسبق الإجهاد مسبق الصنع: حتى 40-30 متر (وفقاً لمقاومة البيتون المسلح).
6- بلاطة مصمتة ظفرية: حتى 2 متر.
7- بلاطة مصمتة باتجاه واحد: حتى 6متر (وفقاً لمقاومة البيتون المسلح).
8- بلاطة مصمتة باتجاهين: حتى 8 × 8متر (وفقاً لمقاومة البيتون المسلح).
9- بلاطة ذات قوالب مفرغة (هوردي) باتجاه واحد: بين 4 - 9متر.
10- بلاطة ذات قوالب مفرغة (هوردي) باتجاهين: بين6 × 6 متر و10 × 10 .
11- بلاطة مثنية جائزية، وقشريات اسطوانية جائزية: بين 12 و 25 متر.
12- بلاطات مثنية إطارية وقشريات اسطوانية إطارية: بين 15 و 30 متر.
13- بلاطات مثنية قوسية وقشريات اسطوانية قوسية: بين 20 و 40 متر.
14- قشريات انتقالية (مجسم مكافىء زائدي أو ناقصي أو كونويد ... الخ.): بين 15 × 15 و 40 × 40 متر.
15- قشريات دورانية (قبة مخروطية – قبة كروية - ... الخ.): بين قطر 12 متر وقطر 50 متر.
ب– المجازات المناسبة للعناصر من الفولاذ
1- جائز بسيط من مقطع مسحوب (بروفيلية): حتى - 12 15 متر (وفقاً للأحمال ومقاومة الفولاذ).
2- جائز مستمر (أو إطار) من مقطع مسحوب (بروفيلية): حتى - 15 18 متر (وفقاً للأحمال ومقاومة الفولاذ).
3- جائز بسيط من مقطع صفائحي: حتى - 25 30 متر (وفقاً للأحمال ومقاومة الفولاذ).
4- جائز مستمر (أو إطار) من مقطع صفائحي: حتى - 30 35 متر (وفقاً للأحمال ومقاومة الفولاذ).
5- شبكي Truss بشكل جائز بسيط: حتى 30 متر.
6- شبكي Truss بشكل جائز مستمر أو إطار: حتى 40 متر.
7- شبكي Truss بشكل قوس: حتى 50 متر.
0-1- الخطوات الرئيسية في حالة الدراسة الأولية الإنشائية
1- تقدير الأحمال.
2- اختيار الجملة الإنشائية المناسبة.
3- تعيين المجازات الفعالة.
4- تقدير أبعاد المقطع العرضي للعناصر الإنشائية بصورة أولية.
5- التحليل الإنشائي (حساب العزوم وقوى القص والقوى الناظمية) لبعض العناصر بصورة أولية.
0-2- الخطوات الرئيسية في حالة الدراسة النهائية الإنشائية
1- تقدير الأحمال.
2- اختيار الجملة الإنشائية المناسبة.
3- تعيين المجازات الفعالة.
4- الاعتماد على أبعاد المقطع العرضي التي تم اختيارها بصورة أولية.
5- التحليل الإنشائي (حساب العزوم وقوى القص والقوى الناظمية) لجميع العناصر بصورة نهائية.
6- تصميم المقاطع العرضية للعناصر الإنشائية وحساب قيم التسليح لها.
7- رسم المساقط والمقاطع الطولية والمقاطع العرضية والتفصيلات، وتفريد التسليح، مع الأخذ بالحسبان الاشتراطات المتعلقة بالتسليح الواردة بالكود (النسب الدنيا والعظمى وترتيبات التسليح).
1) تقدير الأحمال
1-1- الأحمال الميتة وتشمل:
أ - الوزن الذاتي، وتؤخذ من الدراسة الإنشائية ( ُتعتمد الأبعاد من الاشتراطات البعدية في الدراسة الأولية) .
ب- التغطيات والقواطع وغيرها، وتؤخذ من الدراسة المعمارية. ُتؤخذ الكثافات من الملحق 1 الخاص بالأحمال.
1-2- الأحمال الحية:
ُتؤخذ من الكود العربي السوري (الكود الأساس، أو من الملحق 1 الخاص بالأحمال).
1-3- بقية أحمال القوى وتشمل:
أ - أحمال الرياح: ُتؤخذ من الملحق 1 الخاص بالأحمال).
ب- أحمال الزلازل: ُتؤخذ من الملحق 2 الخاص بالزلازل).
ت- الضغط الجانبي للتربة أو للمياه.
1-4- أحمال الانتقالات وتشمل:
أ - الأحمال الحرارية (إن وجدت).
ب- أحمال التشوهات القسرية (هبوط أو دوران أو إنزلاق مساند).
1-5- أحمال الإنشاء والتركيب والأحمال الخاصة الأخرى.
2) اختيار الجملة الإنشائية المناسبة
2-0- مقدمة
يبدأ التصميم الإنشائي بعد تحديد الفكرة المعمارية، ويتضمن تصميم عمل المنشأة ككل (استراتيجية عمل المنشأة)، وهذا يشمل:
- وضع الفواصل بين الكتل، للتمدد والتقلص الحراريين، وللهبوط التفاضلي، وللزلازل.
- وضع الجملة الإنشائية (في كل كتلة) المقاومة للقوى الأفقية (رياح وهزات أرضية). يمكن أن تكون الجملة المقاومة للقوى الأفقية: جملة إطارات مقاومة للعزوم أو جملة جدران قص، أو جملة مختلطة من إطارات أو جدران قص، أو جملة أخرى. عندما تقاوم الإطارات المقاومة للعزوم (في الجملة المختلطة) ما لا يقل عن 25% من القوى الأفقية، تسمى الجملة جملة ثنائية.
ُينصح في هذا المجال بالآتي:
- مراعاة التناظر في الشكل ما أمكن (لتجنب الفتل).
- مراعاة تنزيل مركز ثقل المنشأة للأسفل ما أمكن، سواء من جهة الأحمال الحية (وضع الأحمال الحية الثقيلة بالطوابق السفلى)، أم من جهة الأحمال الميتة، وذلك باختيار الشكل الذي يجعل الأحمال الميتة أقرب للأرض (مثلاً إذا كانت المنشأة ستصمم بشكل تكون لها واجهة بشكل شبه منحرف، فمن المناسب أن تكون قاعدته الكبرى بالأسفل).
- مراعاة استعمال الجمل الإنشائية غير المقررة، والـُبعد عن الجمل المقررة، خاصة الأظفار.
- مراعاة استعمال نوعيات جيدة من البيتون ومن فولاذ التسليح، على أن لا تتعدى المقاومة المميزة لفولاذ التسليح في الشد fy = 4000 kgf/cm2 ، وذلك لتوفير قدر جيد من المطاوعة.
- تكون جملة الإطارات المقاومة للعزوم مناسبة عندما يكون المسقط الأفقي بشكل مستطيل، وحاوياً موديولات منتظمة، وإلا فالأنسب جملة جدران القص أو الجملة المختلطة.
- في حالة استعمال جملة جدران القص، يجب أن تكون الجدران باتجاهين متعامدين، ومتناظرة ما أمكن.
2-1- إجراء الدراسة الأولية الإنشائية
ترافق هذه المرحلة من الدراسة الإنشائية مرحلة الدراسة الأولية المعمارية. يجري في هذه المرحلة اختيار الجملة الإنشائية (أو الجمل الإنشائية) المناسبة لنقل الأوزان الشاقولية من حية وميتة وغيرها إلى الأعمدة والجدران ومنها إلى الأساسات. قد يكون هناك حاجة لعمل عدة حلول إنشائية ثم إجراء مقارنة اقتصادية وفنية بينها، وهذا ما دعا البعض إلى اعتبار هذه المرحلة مرحلة الحلول المقارنة. بعد التوصل إلى الحل الأنسب، يلزم توضيح هذا الحل بالرسم عن طريق رسم مخططات القالب (الكوفراج) وبشكل يوضح طريقة عمل جميع العناصر الإنشائية، كما يجب توضيح الأبعاد الأولية المختارة لجميع العناصر على مخططات القالب. ُتعطى هذه الأبعاد للمعماري ليستعملها في رسوماته للدراسة الأولية المعمارية. ُتعد مخططات القالب (الكوفراج) هي المخططات المطلوب من الإنشائي تسليمها في نهاية مرحلة الدراسة الأولية.
من أجل إنجاز هذه المرحلة، يجب معرفة عدة أمور، يمكن تلخيصها في نقطتين هامتين: النقطة الأولى هي المجازات المناسبة لكل جملة من الجمل الإنشائية، وذلك لتخفيف عدد الحلول المقارنة الواجب دراستها، والنقطة الثانية هي كيفية إجراء الدراسة التقريبية السريعة لاختيار أبعاد العناصر الإنشائية للحل المقترح. سيتم فيما يلي إلقاء بعض الضوء على هاتين النقطتين.
2-2- المجازات المناسبة للجمل الإنشائية
اعتماداً على الخبرة بمواد الإنشاء المحلية، وبطرائق الإنشاء الممكنة، يمكن افتراض المجازات الآتية مناسبة للجمل الإنشائية.
أ – المجازات المناسبة للعناصر من البيتون المسلح
1- جائز ظفري: حتى 4 متر.
2- جائز بسيط: حتى 12-8 متر (وفقاً لمقاومة البيتون المسلح).
3- جائز مستمر (أو إطار): حتى 18-12 متر (وفقاً لمقاومة البيتون المسلح).
4- قوس: حتى 50-20 متر (وفقاً لمقاومة البيتون المسلح).
5- جائز مسبق الإجهاد مسبق الصنع: حتى 40-30 متر (وفقاً لمقاومة البيتون المسلح).
6- بلاطة مصمتة ظفرية: حتى 2 متر.
7- بلاطة مصمتة باتجاه واحد: حتى 6متر (وفقاً لمقاومة البيتون المسلح).
8- بلاطة مصمتة باتجاهين: حتى 8 × 8متر (وفقاً لمقاومة البيتون المسلح).
9- بلاطة ذات قوالب مفرغة (هوردي) باتجاه واحد: بين 4 - 9متر.
10- بلاطة ذات قوالب مفرغة (هوردي) باتجاهين: بين6 × 6 متر و10 × 10 .
11- بلاطة مثنية جائزية، وقشريات اسطوانية جائزية: بين 12 و 25 متر.
12- بلاطات مثنية إطارية وقشريات اسطوانية إطارية: بين 15 و 30 متر.
13- بلاطات مثنية قوسية وقشريات اسطوانية قوسية: بين 20 و 40 متر.
14- قشريات انتقالية (مجسم مكافىء زائدي أو ناقصي أو كونويد ... الخ.): بين 15 × 15 و 40 × 40 متر.
15- قشريات دورانية (قبة مخروطية – قبة كروية - ... الخ.): بين قطر 12 متر وقطر 50 متر.
ب– المجازات المناسبة للعناصر من الفولاذ
1- جائز بسيط من مقطع مسحوب (بروفيلية): حتى - 12 15 متر (وفقاً للأحمال ومقاومة الفولاذ).
2- جائز مستمر (أو إطار) من مقطع مسحوب (بروفيلية): حتى - 15 18 متر (وفقاً للأحمال ومقاومة الفولاذ).
3- جائز بسيط من مقطع صفائحي: حتى - 25 30 متر (وفقاً للأحمال ومقاومة الفولاذ).
4- جائز مستمر (أو إطار) من مقطع صفائحي: حتى - 30 35 متر (وفقاً للأحمال ومقاومة الفولاذ).
5- شبكي Truss بشكل جائز بسيط: حتى 30 متر.
6- شبكي Truss بشكل جائز مستمر أو إطار: حتى 40 متر.
7- شبكي Truss بشكل قوس: حتى 50 متر.
0 comments:
Post a Comment