AL-SAFI for Struct. Engg. الصافي للهندسة الانشائية

السؤال ادناه وردني حول الجسر الدائريوالموضح في الاشكال اعلاه "دكتور سليمان سلام الله عليك عندي استشاره في موضوع جسر دائري اريد اخلي الاعصاب بشوك وباتجاه الكابولي وحديدها حامل للجسر الدائري وتشارك في حمل الجسر الدائري مع الكوابيل الي هي من جهه 80 سم بروز والكابولي من الاسفل بروز 1.3 متر هل اسوي كذا ام اخلي الاعصاب محموله علا الجسر الدائري وضيف جسر بالوسط الي مأشر بلون الازرق مارائيك". وكانت اجابتي حمل الجسر على الاعصاب الكابولية لكن يجب ان تتحقق من رد فعل الاعصاب على الجسرين اللذين يحملانها الامامي والخلفي فربما يتولد شد على الجسر الداخلي بسبب قصر طول البحر. الداخلي مقارنه بطول الاعصاب الكابولية وبالتالي قد يتحمل الجسر الامامي حمولة كبيرة وبالمقابل قد يتعرض الجسر الداخلي الحامل للاعصاب الممتدة من الاعصاب الكابولية لحمل رأسي لكن للأعلى اي قد يتولد عزم سالب في منتصف بحره لانه غير واضح في الشكل الذي ارففت ان. كان هذا الجسر الداخلي محمل من جهته الاخرى ام لا...

دكتور سليمان سلام الله عليك عندي استشاره في موضوع جسر دائري اريد اخلي الاعصاب بشوك وباتجاه الكابولي وحديدها حامل للجسر الدائري وتشارك في حمل الجسر الدائري مع الكوابيل الي هي من جهه 80 سم بروز والكابولي من الاسفل بروز 1.3 متر هل اسوي كذا ام اخلي الاعصاب محموله علا الجسر الدائري وضيف جسر بالوسط الي مأشر بلون الازرق مارائيك

سلم الجسر الحلزوني والادراج الكابولية هناك سببين لتشكل عزم الفتل في هذا الحزون الخرساني فماهما؟

عندما تشاهد هذه الخرسانة بهذه الدقة المتناهية في الجودة والمقاس وحتى الملمس تعرف ماذا يعينية العلم الذي درست كمهندس لكنك في بلادنا وامثالها تصدم في الواقع "بابو العريف" موجودا في الحقل للتنفيذ لينتج لك "خرا" بدون "سانه"

ما الذي يعبر عنه شكل النظام الانشائي الذي تم اختياره للاطار العلوي؟ ولماذا يوجد تراجعات وتزايدات في ابعاد مقاطع الاعضاء؟

قد يجرنا فهم موضوع معاملات التحويل لحساب مقاومة الضغط للعينات الاختبارية الاسطوانية والمكعب بسبب اختلاف مقاساتها واختلاف شكلها مع ثبات النسب البعدية للعينة الى تفهم تخفظات مدونات واكواد التصميم بشكل كبير في تخفيض مقاومة الضغط للعناصىر المعرضة الضغط المحوري وذلك اذا ما قورنت بالعناصر المعرضة للانواع الاخرى من القوى الداخلية حيث يوخذ معامل تخفيض المقاومة للخرسانة المضغوطة محوريا قيمة صغيرة جدا بل الاصغر من كل معاملات تخفيض مقاومة العناصر المعرضة للانواع الاخرى من القوى الداخلية وذلك حتى مع اختلاف الطرق التصميمية المعتمدة. وعلى سبيل المثال في الكود الامريكي القديم والحديث توخذ مقاومة الضغط التصميمية للخرسانة بالطريقة القديمة الخطية والتي تسمى طريقة الاجهادات المسموحة للمواد مع تعريض العناصر الانشائية الى الاحمال الخدمية الحقيقبة الغير مصعدة فانه يتم اخذ مقاومة الخرسانة المسموحة حوالى ثلث مقامتها التصميمية اامفترضة لكسر العينات الاسطوانية وبها تحسب مقاومة المقطع الخرساني المعرض للضغط المحوري مع اعتبار مشاركة الفولاذ في الضغط باجهاد مسموح يصل لنصف مقاومة الخصوع بينما تحسب المقاومة الفعلية للمقاطع الخرسانية المعرضة للضغط بالطريقة الاحدث والتي تعتمد على تخفيض بسيط في مقاومة العناصر احمالا وليس مقاومة المواد في حالة تعرضها لاحمال ضاغطة ناتجة عن احمال مصخمة و مسلطة على المنشأ ونتج عنها حمل محوري على العنصر المدروس ويتم هذا التخفيض وذلك بضرب المقاومة الاسمية للمقطع المصغوط بمادتيه الخرسانية والفولاذية في معامل تخفيض للمقاومة قدرة 0.65 وينطبق التخفيض ايضا على مقاومة فولاذ التسليح للضغط زالمستخدم في تسليح المقطع المضغوط كون فشل الخرسانة يصاحبة انبعاج قضبان التسليح بسبب فقدان خاصية الاحاطة من الخرسانة التي كانت توفره وصولها للمقاومة المخفضة القصوى قبل اعتبار فشلها بسبب وصولها للحد الاقصى الامر الذي يخرجها عن المقاومة بسبب الانهيار القصف وفي نفس الوقت تصبح القضبان عرضة لضغط يفوق قدرتها فتنبعج كما ان الفشل في الضغط للمقطع مرده ايضا لاسباب تتعلق بالانفعالات المتلازمة للمادتين في المرحلة الخطيةللفولاذ والتي تجعل اافولاذ غالبا ما يصل للخضوع قبل انهيار الخرسانة لان معامل لو طبق خطيا على انفعال الخرسانة لجعل قبمته مناظرة للمقاومة القصوى وهي قيمة تكاد تناظر قيمة انفعال الخضوع في الصغط او قد تتفوق عليها للرتب الدنيا لمقامة الحديد مما بجعل الفضبان غير قادرة على الدخول في مرحلة اللدونة كونها فقدت الاسناد الجانبي الذي جعلها تصل لاقصى مقاومة ممكنة لكن فقدها للاحاط جعل انهيارها بالانبعاج نتيجة طبيعية بسبل افتراقها عن الخرسانة وهي المادة التي استخدم الفولاذ لدعمها سريطة ان تبقيه محاطا بها لكنها فشلت وبذلك يفشل المساعد الذي جاء ليساعدها اي الفولاذ..

قد يجرنا فهم موضوع معاملات ااتحويل بسبب اختلاف المقاس وتختلاف سكل والنسب البعدية للعينة الى تفهم تخفظ الكود بشكل كبير ماذا معاملات تخفيض المقاومة للخرسانة في الضغظ قيم صغيرة جدا بل الاصغر من كل معاملات تخفيض مقاومة العناصر المعرضة للانواع الاخرى من القوى وذلك حتى مع اختلاف الطرق التصميمية المعتمدة اما على اخذ اجهادات المسموحة للخرسانة واحمال خدمية او على تخفيض المقاومات وتصخيم اثر الاحمال المسلطة على العنصر وعلى سبيل المثال في الكود الامريكي القديم مالحيث توخذ مقاومة الضغط التصميمية للخرسانة بالطريقة الاولى المعتمدة على المقاومة المسموحة حوالى ثلث مقامة الكسر للعينات الاسطوانية بينما تحسب المقاومة الفعلية للمقاطع الخرسانية المعرضة للضغط والمحملة باحمال مضخمة وذلك بضربها في معامل تخفيض للمقاومة قدرة 0.65 وينطبق التخفيض حتى على مقاومة فولاذ التسليح المستخدم في المقطع المضغوط كون فشل الخرسانة يصاحبة انبعاج قضبان التسليح بسبب فقدان خاصية الاحاطة من الخرسانة التي كانت توفره الخرسانة قبل فشلها ولاسباب تتعلق بالانفعالات المتلازمة للمادتين في المرحلة الخطية..

اعلاه مقال باللغة الانجليزية عن مقاس عينات اختبار الخرسانة عند تعريضها لقوى الضغط المحوري وقد حاول الكاتب توضبح وتبربر اختيار المقاس الاعتباري للعينات الخرسانية التي يتم اختبارها في الضغط وقد تطرق للمكعب على وجه الخصوص، لكننا هنا نحاول جمع الاستدلال برأيه وايضاحه وكذلك ربطه باكثر من اتجاه. فغالبا ما تكون ابعاد اوجه العينات القياسية المعرضة للضغظ اما مربع طول ضلعه 150مليمتىر كون العينة القياسية مكعب له نفس البعد حسب الكثير من الكودات العالمية وعلى رأسها الكود البريطاني اما العينات القياسية لاختبار الضغط طبقا للكود الامريكي والاوربي فهي عبارة عن اسطوانه ارتفاعها ضعف طولها وقطرها ايضا 150مليمتر.. وعلى هذا بنيت مقاسات العينتين المكعب والاسطوانة كعينات مرجعية وما عداهما من مقاسات (مع الاحتفاظ بالنسبة البعدية بين اضلاع العينة) تعتبر عيناتوغيى قياسية وتحسب مقاومة الخرسانة المميزه في الضغط من نتائج اختباراتها لكن بعد تعديل نتائجها بمعامل يصرب في قيمة المقاومة المحسوبة عمليا لها وتكون قيمة هذا المعامل حسب المقاس الفعلي المستخدم نسبة الى المقاس القياسي للعينة وسيتم ايضاحه لاحقا، كما يمكن التبديل بين نتائج العينتين الاسطوانية والمكعب عن طريق معامل شكل تحويلي ويعتمد قيمة المقاومة المطلوبة من المصمم وعلى نوع العينة المختبرة ولأي مدرسة تصميمية ينتمي والتي تحدد نوع العينة الاختبارية المعتبرة حسب اشتراطات الكود التصميمي لهذه المدرسة ومقارنة ءلك بماهو متاح من قوالب في الواقع، والمهم هنا هو ان يكون التحويل والعينة المختبرة شكلا ومقاسا تعطي قيم بعدوالتعديل تكون في حدود المقاومة الاسمية المطلوبة وهي بالتاكيد اكبر من المقاومة التصميمية كما ان المقاس والمقاومة الاسمية، ومن الضروري ان يكون الحمل اللازم لكسر العينة (والذي يحسب من حاصل ضرب مساحة مقطع العينة المختبرة في المقاومة الاسمية المتوقعة للعينة لمقاسها المستخدم قبل التعديل) ان يكون اقل او في حدود قدرة آلة الاختبار المتوفرة، زباعتبار ان اقصى مقاومة مطلوبة عمليا للمكعب مثلا وذلك لاكبر المقاومات المستخدمة في التصميم الانشائي والتي قد تصل ل 40 ميغاباسكال والتي تتطلب قوة كسر في الصغط قدرها 850 كيلونيوتن وذلك لكي تسحق المكعب ولان الآلات المستخدمة للمواقع الانشائية الكبيرة ومعظم المختبرات غالبا ما تكون ذات امكانية تصل الى 1000كيلونيوتن كحد اقصى ولكي تكون قادرة على سحق العينات المختبرة في حدود القيم التصميمة فانه بجب ان تكون العينات اقرب للعينات القياسية او اكبر منها لان استخدام عينات خرسانية مقاس اوجهها المعرضة للصغط اصغر من مقاس العينات القياسية قد يتطلب لسحقها قوة اكبر من 1000كيلونيوتن وهذه القيمة خارج اطار قدرة الآلات المتوفرة، ولهذا اختير المقاس 150مليمتر كمقاسات مرجعي لابعاد المكعب وكذلك كمقاس مرجعي لقطر الاسطوانة بحيث يستخدم صغفه لارتفاعها، واذا اختلفت مقاسات العينات المختبرة عن هذه المقاسات القياسية فانه يتم الحصول على المقاومة المميزة لمقاومة الصغط عن طريق تعديل المقاومة المحسوبة عمليا وذلك بضربها في معاملات تحويلية محسوبة ومعروفة لكل من المكعب والاسطوانة والقياسيين هذا المعامل التحويلي قد يكون اصغر او اكبر من الواحد حسب مقاس العينة المختبرة أخذين في الاعتبار امكانية الآلة في سحق العينة وبمعلومية المقاومة الاسمية المطلوبة فلو اختبرت عينة اصغر من القياسية يكون المعامل التحويلي اصغر من الواحد الصحيح للتحويل للمقاومة القياسية والعكس بالعكس، كما انه ومن اجل التسهيل على المصممين فانه يمكن التحويل بين المقاومات المميزة للكسر بالضغط بين كل من الاسطوانة والمكعب وءلك بواسطة معامل تحويل معروف غالبا ما يكون أقل من الواحد الصحيح (حوالى 0.8) عند التحويل من مقاومة المكعب الى مقاومة الاسطوانة المميزة والعكس يكون اكبر من الواحد عند التحويل من مقاومة الاسطوانة الى مقاومة المكعب..

كان البنائون القدامى بسليقتهم النابعة من الحاجة اشجع بكثير من بعض المهندسين الانشائيين التقيلديين الذين يعتريهم الخوف لو مال عنصر انشائي بزاوية قدرها درجة واحدة او درحتين عن خط الشاقول الراسي او برز البناء اكثر من متر عن احد حوافه، بل لو طلب من احدهم ان يقوم بتصميم انشائي لابداع معماري يقتضي نظام انشائي خارج المعهود مما يراه ودرسه وكان مسار نقل الاحمال فيه يختلف عن ما هو معروف لديه من مسار تقليدي لقضى معظم وقته في الحمام من شدة خوفه من ان يخوض في هذا الامر بدلا ان يقضيه في الاطلاع والاستزادة وخوض غمار الابداع وفق الاسس الهندسية التي لا تقيد الابداع بقدر ما تنظمه وبقدر ما تعطي المبدع ثقة في النفس بصحة المسار الذي يمشي فيه..

Photo from S. AL-Safi سليمان الصافي