مقدمة
سنتعرف فى هذه السلسلة عن الأنواع المختلفة للنظم الإنشائية المستخدمة فى تغطية المساحات المختلفة و سنتعرف عن أبعاد و ميزة كل منها و لماذا يجب علينا كمعماريين التعرف على النظم الإنشائية و فى ماذا ستفيدنا تعلمها .
أما عن موضوعنا اليوم بعدسة معماري فسوف نلقي الضوء على أهم هذه النظم الإنشائية وسنجيب على هذة التساؤلات:
•ما هى النظم الإنشائية ؟
•لماذا يجب علينا كمعماريين معرفة النظم الإنشائية ؟
•ما الفرق بين المعمارى و الإنشائى ؟
•ما هى أنواع النظم الإنشائية ؟
•إلى أى مدى تستطيع النظم الإنشائية تغطية البحور ؟
•و ما هى مميزات و عيوب كل نوع ؟
مفهوم النظم الإنشائية
هى الحامل الرئيسى للمنشأ الذى يحافظ على متانة و قوه المبنى ،يتم من خلاله نقل الأحمال إلى الأساسات ثم إلى التربة .
مقالات ذات صلة
تنفيذ و استلام أعمال الحفر فى الموقع -سلسلة تعلم خطوات البناء
لماذا يجب على المعمارى معرفة النظم الإنشائية ؟
•حيث أنه يقوم باختيار النظام الذى يتلائم مع الفكرة المعمارية للمشروع .
•فمثلا فى حالة المسرح نحتاج إلى مساحة كبيرة بدون أعمدة لذا يجب معرفة أى نظام إنشائى نستطيع استخدامه لملائمة وظيفة و فكرة المشروع .
•كما أن إذا لم يحدد المعمارى النظام الإنشائى للمبنى سيقوم المهندس الإنشائى بتحديد أى نوع من النظم اللذى قد يتعارض مع فكرة المعمارى ( كما فى الصورة ) .
مقالات ذاات صلة
معايير تصميم المسارح (اشتراطات يجب الاهتمام بها)2020
ما الفرق بين المعمارى و الإنشائى ؟
المعمارى :
•يحدد المهندس المعماري شكل كتلة المبنى و التوزيع الداخلي والمساحات لكل فراغ والارتفاعات المطلوبة .
•كما يتم اختيار النظام الإنشائى للمبنى حسب فكرته و يفضل أن يكون لديه معلومات كافية عن هذا النظام و مدى ملائمته و تنفيذه حيث يسهل ذلك عملية البناء .
الإنشائى :
• يحدد المهندس الإنشائى أماكن الأعمدة و أبعادها و المسافات بينهم و حسابات الأحمال للمبنى .
•كما يحدد أقطار حديد التسليح المستخدم و عددهم و كمية الخرسانة المستخدمة على اساس حسابات يقوم بها .
•يعرف التفاصيل الإنشائية و طرق تركيب العناصر الإنشائية معا .
•يضمن سلامة المنشأ و اتزانه و تحمله للأحمال الواقعة عليه .
أنواع النظم الإنشائية
سنتحدث عن الأنواع المختلفة من النظم الإنشائية و تفاصيل كلا منها و البحور التى تغطيها و العناصر المكونة منها .
.1الحوائط الحاملة .
.2الكمرة والعمود .
.3البلاطات المسطحة .
.4البلوكات المفرغة .
.5البلوكات ذات الأعصاب .
.6الكمرات المتقاطعة .
1. نظام الحوائط الحاملة :
و هذا النظام يقوم على حذف الهيكل الخرساني للمبنى و تحويل الحوائط إلى عناصر إنشائية لحمل المبنى سواء كانت من الطوب أو الحجر
( و لا يستخدم الطوب المفرغ نهائيا ) .
نقل الأحمال :
تنقل أحمال من الأسقف والأرضيات إلى الحوائط الحاملة من الأدوار المختلفة ثم إلى أساسات المبنى ثم إلى التربة .
النظام الإنشائى :
•فى هذا النوع نجد حوائط الدور الأرضي سمكها كبير حيث تقوم بحمل أحمال المبنى جميعا و يقل السمك كلما ارتفاعنا لأعلى .
•الأساسات تكون قواعد شريطية من الخرسانة العادية و فوقها خرسانة مسلحة و فوقهم الحوائط الحاملة و يكون عرض القواعد أكبر من عرض الحائط للتوزيع الجيد للأحمال .
المميزات لهذا النظام :
•رخيص الثمن حيث يستخدم مواد أقل فى السعر ( لذلك يستخدم فى المناطق الشعبية أو الريفية ) .
•لا يحتاج إلى إنشائه إلى تقنية عالية .
•السرعة فى البناء .
•هذا النظام يتحمل المناخ و الحرارة .
•قدرته على تحمل الأحمال الواقعة عليه .
العيوب لهذا النظام :
•لا يمكن التعديل فى الحوائط بعد إنشائها حيث أنها الحامل الأساسى للمبنى .
•تأخذ مساحة كبيرة فى الأدوار السفلية لتتحمل المنشأ .
•مساحة الشبابيك تكون صغيرة حتى لا تخل بمتانة المنشأ حيث أنها تنقص من مساحة الحائط ( يمكن زيادة ارتفاع الشباك و لكن لا يفضل زيادة عرضه ) .
•الارتفاع يكون محدد حيث لا يسمح بالزيادات الكبيرة .
الملاحظات :
•نلاحظ أن فى المبنى من الحوائط الحاملة فإن الدور الأرضى سمك الحائط الحامل به طوبتين و نصف و يقل عرض الحائظ كلما اتجهنا لأعلى حيث يصل فى الدور الثالث إلى طوبة واحدة . •وجود كمرة خرسانية ( مصبوبة مع السقف ) حتى تساعد على انتقال و توزيع الأحمال .
2. نظام الهيكل الإنشائى كمرة و عمود (solid Slab )
و هذا النظام يتكون من أعمدة و كمرات خرسانية و يصب فوقهم السقف الخرسانى و هذا هو الحامل الرئيسى للمبنى ،و هو نظام شائع و منتشر بصورة كبيرة فى المبانى و خاصة السكنية .
نقل الأحمال :
تنقل الأحمال من البلاطات إلى الكمر الخرسانى ثم للأعمدة ثم القاعدة الخرسانية و منها للتربة .
النظام الإنشائى :
•يتكون من أعمدة خرسانية و كمر رئيسى و ثانوى متعامدين لحمل السقف .
•أقل بعد للعمود يكون 30 سم ( حتى يستطيع تحمل المبنى ) .
•البحر الذى يغطيه يتراوح بين 3 : 6 م .
•سقوط الكمرة يكون البحر / 15 ( سم ) .
•سمك البلاطة بين 10 : 12 سم أو البحر القصير / 30 ( سم )
المميزات لهذا النظام :
•يتحمل قوة و حمل أكثر من الحوائط الحاملة .
•يمكن التعديل فى الحوائط و عمل مساحات كبيرة من الشبابيك .
•يستطيع الامتداد بالارتفاع إلى أعلى .
العيوب لهذا النظام :
•يتم وضع أعمدة بمسافة كل 6 م على الأكثر .
•لا نستطيع من خلاله عمل بحور واسعة .
•وجود الكمرات التى قد تزعج البعض .
3. نظام البلاطات المسطحة ( Flat Slab)
هذا النظام يتكون من أعمدة و البلاطات فقط بدون كمرات حيث أن البلاطة مرتكزة مباشرة على أعمدة المنشأ و يطلق عليها البلاطات اللاكمرية .
يستخدم هذا النظام بصورة كبيرة فى المبانى و هو منتشر و أكثر شيوعا مثل نظام الكمرة و العمود .
نقل الأحمال :
وهنا يتم انتقال الحمل من البلاطة الى الاعمدة و منها للقواعد .
النظام الإنشائى :
•يتكون من بلاطات مسطحة و أعمدة ( دون كمرات ) .
•البحر الذى يغطيه يتراوح بين 8 : 9 م ( أكبر من الكمرة و العمود ) .
•سمك البلاطة بين تبدأ من 16 سم ( حسب اتساع البحر اللتى تغطيه ) أو البحر / 28 ( سم ) .
المميزات لهذا النظام :
•يستطيع تغطية بحور أكبر من الكمرة و العمود .
•و بالتالى هناك مساحة أكبر خالية من الأعمدة .
•المرونة بسبب اختفاء الكمرات .
•تأخذ وقت أقل فى الإنشاء من الكمرة و العمود .
•إختفاء العوائق لآعمال التكييف والكهرباء و مواسير الصرف الصحي .
العيوب لهذا النظام :
•نسبة حديد التسليح للكمرة تكون أعلى فتكون مكلفة أكثر و تزيد من الحمل على المنشأ .
أنواع البلاطات المسطحة
هناك عدة أنواع تختلف عن بعضها قليلا سنقوم بالتحدث عنها .
البلاطات المسطحة العادية ( Normal Flat Slab ) :
•و فيها ترتكز البلاطة المسلحة بطريقة مباشرة فوق الأعمدة .
الاستخدام :
•عندما تكون الأحمال للمبنى قليلة .
•عندما يكون البحر بين الأعمدة 5 م ( البحر صغير ) .
•لا تقل سمك البلاطة عن 15 سم فى هذه الحالة .
البلاطات المسطحة ذات السقوط (Flat Slab with drop panel )
•و فيها ترتكز البلاطة المسلحة على جزء مسطح صغير بين العمود و السقف .
الاستخدام :
•عندما تكون الأحمال للمبنى أعلى .
•سمك السقوط فوق العمود يكون ربع سمك البلاطة المسطحة فوقه .
•عندما يكون البحر بين الأعمدة أكبر من 6 م .
البلاطات المسطحة ذات التيجان (Flat Slab with column head )
•و فيها ترتكز البلاطة المسلحة على تاج للعمود .
الاستخدام :
•عندما تكون الأحمال للمبنى أعلى .
•عندما يكون البحر بين الأعمدة 6 م .
•يكون ميل التاج على زاوية 45″ .
البلاطات المسطحة ذات السقوط و التيجان (Flat Slab with column head and drop panel )
•و فيها ترتكز البلاطة المسلحة على سقوط مسطح و تحته تاج للعمود .
الاستخدام : •عندما تكون الأحمال للمبنى كبيرة .
•عندما يكون البحر بين الأعمدة أكبر 6 م .
4. نظام البلاطات المفرغة ( Hollow Blocks )
هذا النظام يتكون من بلوكات من البلاطات المفرغة توضع و يصب فوقها الخرسانة لتكون ما يسمى بالعصب ( الفرق بين البلوكات ) لتكوين السقف الخرسانى .
النظام الإنشائى :
•يتكون من بلوكات مفرغة داخل السقف الخرسانى لتقليل الحمل على المبنى .
•البحر اللذى يغطيه يصل إلى 10 م .
•أبعاد البلوك تبدأ من 25 سم و تصل إلى 60 و 80 سم .
•سمك العصب 5 : 7 سم .
• سقوط العصب 20 سم .
•و يوجد مخدات جانبية ( تحل محل الكمرة ) بعرض 5 سم .
المميزات لهذا النظام :
•يساعد على عمل بحور أكبر .
•كما أنه عازل جيد للصوت و للحرارة بسبب سمكه .
•يمكن استبدال البلوكات بمواد أخرى و يتم إزالتها بعد الصب لعمل أشكال هندسية فى السقف .
العيوب لهذا النظام : •زيادة السعر .
5. نظام البلاطات ذات الأعصاب ( Waffle Slabs )
يشبه هذا النوع النظام السابق حيث أنه يتم وضع أشكال و صب الخرسانة فوقها و لكن فى حالة البلاطات ذات الأعصاب يتم إزالة الجزء المسبب للشكل بعد صب الخرسانة .
النظام الإنشائى :
•يتكون من بلاطات على شكل ال Waffle ( مفرغة من الأسفل ) .
•عند تلاقى العمود مع البلاطات يتم عمل بلاطات مصمته فوق العمود .
•البحر يصل إلى 12 م .
•سمك البلاطة يكون بين 8 : 10 سم .
•سمك الأعصاب 20 سم.
•سقوط العصب يكون بين 40 : 50 سم .
•المسافات بين الأعصاب 0.8 : 1 م .
المميزات لهذا النظام :
•يغطى بحر كبير نسبيا .
•يأخذ عدة أشكال مختلفة مما يساعد على التنوع فى شكل السقف .
•يمكن تغطية أجزاء منه بإضاءة و ترك الباقى لعمل اختلاف فى المستوى .
•يمكن لأجزاء منه أن تكون كأتريوم .
العيوب لهذا النظام : •زيادة السعر .
النظم الإنشائية المستخدمة في تغطية المساحات المختلفة-( البلاطات ذات الأعصاب) تبين شكل التقليدى للبلاطات ذات الأعصاب
6. نظام الكمرات المتقاطعة ( panelled beams)
و هذا النظام يشبه البلاطات ذات الأعصاب قليلا و لكن هنا تكون كمرات و ليس أعصاب .
و هو ملائم للاستخدام فى قاعات المحاضرات الصغيرة التى لا يزيد بحرها عن المساحة اللتى يغطيها .
النظام الإنشائى :
•تتكون من كمرات متعامدة معا (كأنها كمرات ثانوية) .
•أقل بعد للعمود يكون 30 سم .
•البحر يصل إلى 16 م .
•عمق الكمرة يساوى البحر/ 16 (سم) .
•سمك البلاطة يساوى 10 سم .
•المسافات ابين الكمرات تكون من 2 : 4 .
المميزات لهذا النظام :
•يغطى بحر كبير نسبيا .
•يمكن وضع الكمرات بأكثر من شكل ليخدم الوظيفة المعمارية بجانب الإنشائية .
•يجعلنا نتخلص من الأعمدة لمساحة مناسبة .
ختامآ
و بهذا نكون قد تعرفنا عن بعض أنواع النظم الإنشائية بداية من أبسط شئ و هى الحوائط الحاملة التى تغطى بحور صغيرة 4 : 5 م وصولا إلى الكمرات المتقاطعة اللتى تغطى 16 م .
و سوف نقوم فى باقى السلسلة بالتحدث عن باقى الأنواع تدريجيا فى البحور أيضا حتى نعرف عندما نقوم بتصميم مبنى كيف سيتم حمل هذا المبنى ..
الجزءء الثاني من سلسلة مقالات النظم الإنشائية من هنا
النظم الإنشائية (2) المستخدمة في تغطية البحور الكبيرة بعدسة معماري 2021
للمزيد عن أهم المبانى وطرق تغطياتها المختلفة تابع هذه الروابط
1_أبراج البحر بابوظبى»»https://youtu.be/gMdCAZ6DcS42
_مركز حيدر علييف بازربيجان »»https://byarchlens.com/heydar-aliyev-center-zaha-hadid/https://youtu.be/s85lRa6ELck3_
بيت مصر سكن جامعى بفرنسا »»https://byarchlens.com/بيت-مصر-سكن-جامعي-مصري-بفرنسا-للمعماري/
4_الحديقة الاستوائية بدبى »»http://byarchlens.com/الحديقة-الاستوائية-بدبي-2016-the-green-plante/5_
5- متحف اللوفر أبو ظبي للمعماري الفرنسي جون نوفيل ونظام تغطية القبة العملاقة
المصادر :
1. كتاب د. هشام حسن على للتصميمات التنفيذية .
2. محمد عبد الله للانشاء المعمارى .
