بسسســـــــم آلله آلرحمـنآلرحيــم

المدرسة القديمة والمدرسة
الحديثة فى تصميم الخرسانة المسلحة :



منذ دخول مادة الخرسانةالمسلحة
حيز التطبيق الإنشائى لكافة أنواع المنشآت الخرسانية . والهدف الرئيسى
للمهندس المصمم هو تحقيق أقصى إستغلال للخرسانة كمادة وفى نفس الوقتتحقيق
أقل تكلفة لإقامة المنشأ . هذين الهدفين وإن كانا متناقضين لفظا ومضمونا
إلا أنه قد يمكن الجمع بين هذين النقيضين فيما يعرف بالحل الإنشائى الأمثل
. ذلك الحل الذى يفى بالغرض الذى يقام من أجله المنشأ بأقل تكلفة ممكنة
وأعلىجودة منفذة . حيث أن المهندس المصمم يطبق مبدأ " لا إفراط
ولاتفريط " لا إفراط فى معاملات الأمان وبالتالى إهدار للمادة
الخام ولاتفريط فى متابعة عملية التنفيذ طبقا للمواصفات الفنية المنصوص
عليها للمشروع .
إلا أنه يجب وضع قيودوإشتراطات
لتصميم المنشآت الخرسانية تؤمن إقامة المنشأ بشكل سليم وما كانت هذه
القيود سوى طرق للتصميم الإنشائى للقطاعات الخرسانية نشأت بالمدرسة
القديمةللتصميم وإنتهت حتى وقتنا الحالى بالمدرسة الحديثة للتصميم . ولكن
ماهى الأسسالتى قامت عليها كلا المدرستين ؟ وهل الضرورة قد دعت إلى
إقامة المدرسة الحديثةللتصميم لتلافى أخطاءا فى المدرسة القديمة؟
يمكنكم ببساطة معرفة الإجابةعلى
هذة التساؤلات بعد قراءة الفقرات الآتية بعد :
1- التصميم بطريقةإجهادات
التشغيل – Working Stress Method( المدرسة
القديمة ) :
فى هذه الطريقة يكتفى بتقليل
إجهادات التشغيل لكل من الخرسانة والحديد وذلك لضمان عدم وصول تلك المواد
لحالتها القصوى من التحميل . فمثلا لخرسانة مقاومتها 250 كجم/ سم2 يتم
تخفيض هذه المقاومة إلى 95 كجم/ سم2 ( أى بمعامل أمان قدره 2.6 وبالتالى
يتم إستغلال 38 % من مقاومة الخرسانة فقط ! ). كذلك الحديد الذى مقاومته
3600 كجم/ سم2 يخفض إلى 2000 كجم/ سم2 ( أى بمعامل أمان قدره 1.8 وبالتالى
يتم إستغلال 55 % من مقاومة الحديد فقط ! ) . ثم يتم التصميم بهذه
الإجهادات لمقاومة الأحمال الفعلية المؤثرة على المنشأ .
إلا أنه بمرور الوقت وإرتفاع
أسعار مواد البناء وخامات التصنيع وجد أن هذه الطريقة مكلفة وغير مجدية
ولاتقوم بالإستغلال الأمثل للمادة فدعا ذلك المهندسين المصممين إلى
إبتكار طريقةجديدة للتصميم تلاشى هذا العيب الخطير دون الإخلال بضرورة
تواجد معاملات أمانعند التصميم .

2- التصميم بطريقة حالات
الحدود – Limit States Method( المدرسة
الحديثة ) :
فى هذه الطريقة يتم زيادةالأحمال
المؤثرة على المنشأ بضربها فى معاملات تكبير تختلف ونوع الحمل المؤثر
فيتم زيادة الحمل الميت بنسبة 40 % عن قيمته الحقيقية وزيادة الحمل الحى
بنسبة 60 % وفى نفس الوقت يتم تخفيض إجهادات الخرسانة والحديد ولكن
بمعاملات أمان أقل فهى 1.5 فى حالة الخرسانة و 1.15 فى حالة الحديد ومعنى
ذلك أننى قمت بإستغلال أمثل للمادة مع الوضع فى الإعتبار زيادة الأحمال
المستقبلية على المنشأ .
فمثلا خرسانة 250 كجم/ سم2يتم
تصميمها على 166 كجم/ سم2 وبالتالى يتم إستغلال 66 % من مقاومة الخرسانة .
( لاحظ أن 28 % من مقاومة الخرسانة كانت مهدرة فى المدرسةالقديمة
) .
وحديد 3600 كجم/ سم2 يتمتصميمه
على 3130 كجم/ سم2 وبالتالى يتم إستغلال 87 % من مقاومة الحديد . (
لاحظ أن 32 % من مقاومة الحديد كانت مهدرة فى المدرسةالقديمة ) .
ولاشك أن التصميم بطريقةحالات
الحدود يعطى قيم للأحمال أكبر من الواقع وهذا يعطى بدوره الأمان أثناء
التنفيذ ولكن على الجانب الآخر تقل معاملات أمان مقاومة المواد مما يستدعى
الرقابة الجيدة على الخامات ومواد البناء لأن أى خطأ بها يقلل بشكل ملحوظ
من معامل الأمان .
فمثلا خرسانة إجهادها المميز 250
كجم/ سم2 لم يتم إختبارها وكانت سيئة المعالجة والخلط مما أدى إلى تقليل
إجهادها الفعلى إلى 150 كجم/ سم2 علما بأننى فى التصميم أعتبر أنالمقاومة
لن تقل بأى حال من الأحوال عن 166 كجم/ سم2 هنا بالتحديد وقعت المشكلة
وهى أن معامل الأمان أصبح أقل من الواحد الصحيح ( 150/166 = 0.9 ) أى أن
هناك خطر على المنشأ . ولكن مايقلل هذا الخطر نسبيا هو أن كل أبعاد
القطاعات المصممة بهذه الطريقة أكبر من الواقع حيث أن الأحمال قد تمفرضها
أكبر من الحقيقة وعليه لن تظهر المشكلة إلا عندما تصل الأحمال علىالمنشأ
إلى القيمة التى تم التصميم عليها بعد التكبير .
مما سبق نجد أن التصميم بهذه
الطريقة يستلزم المراقبة الجيدة على جودة المواد المستخدمة وعدم التهاونفى
تحقيق الإجهادات المميزة لها .
انتهى


نسسســــــــــــــــــــآلكــمآلــدعـــــــآآآآآء








*** منقول ***