Uplifting due to wind load

Photo from S. AL-Safi سليمان الصافي

هذا الفيديو ارسله لي احد طلابي وهو المهندس صلاح الدحان وهو حاليا يعمل في السعودية وقد لاحظ اثناء مروره صدفة تنفيذ أعمدة مائلة فقامةبتصويرها، وكان سبق وعمل معي المهندس صلاخ معيدا في بعض المواد الانشائية بل واشرف معي على بعض الطلاب الذين كان مشروع تخرجهم مبنى ظفيه اعمدة مائلة ويبدو استهواه وجودها على الطبيعة فارسل لي الصورة اعلاه وهذا الفيديو.. ليؤكد لمن لازال فكره تقليديا بانه لاحدود للابداع الهندسي بمختلف تخصصاته..

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..

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

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"

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

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...

ثم ارسل لي هذه الصورة فنصحتة بان يعمل التالي

ونصحتهةبان يقوم بتمديد الجسر باللون البنفسجي على امتداز الجسور المحمولة على خط الأعمدة من اجل ان يزيد من طول الأعصاب الدخلية الممتدة من الاعصاب الكابولية محل السؤال اعلاه ويحمله على هذا الجسر المقترح واقترحت عليه اذا كان لديه جدار محل الجسر الحالي الذي كان يحمل الاعصاب القصيرة ان يعمل بدلا عنه جسر ربط صغير (اللون البرتقالي) محدود العرض 20 سنتي مثلا وان يحمله على الأعصاب الطويلة لان هذا سيعمل موازنة مع الجسر الدائري المحمول على الأعصاب الكابولية الذي اقترحته في اجابتي السابقة اعلاه وقلت له ان هذه الأعصاب الحاملة للجسر الدائري والجسر الداخلي وكلاهما جسور ربط الا ان الاعصاب الحاملة لها قد تحتاج الى تكبير للعرض قليلا عما هو سائد للاعصاب.العادية الأخرى وربما زيادة في التسليح السفلي والعلوي أكثر حسب قيم العزوم التي ستحصل وخصوصا السالبة..

هناك تساؤلات محيرة ودائمة عند المهندسين عموما وطلاب الهندسة المدنية الذين يدرسون التصميم الانشائي للاعضاء الخرسانية على وجه الخصوص حول توصيات الكودات. بضرورة وجود قضبان او كانات تسليح في المقاطع الخرسانية في مناطق تعتبر نظريا ليست في حاجة لها وذلك لعدم وجود قوى داخلية تتطلب وجود هذا التسليح، فعلى سبيل المثال يسأل البعض لماذا يتم تمديد جزء من التسليح السفلي والعلوي للجسور ذات الارتكاز البسيط الى داخل الاعمدة رغم عدم وجود اي عزوم عند الركيزة أي العمود فما المبرر لمد بعض قضبان التسليح الى الركائز؟ بل ولماذا يوصي البعض باستخدام العكفات عند النهايات لهذه القضبان السفلية والعلوية، وحتى يثار نفس التساؤل حول توصيات الكودات باستخدام كانات في بعض المناطق على امتداد الجسور التي يكون المقطع الخرساني فيها قادرا على تحمل قوى القص منفردا او ضرورة تزويد المقطع بكانات في مناطق اخرى قد لا يوجد فيها قوة قص مسلطة على الجسر اصلا، فلماذا توصي الكودات باستخدام مساحة مقطع أرجل دنيا لتسليح القص او استخدام كانات بالتباعدات الاكبر بينها في هذه المناطق رغم عدم الحاجة لها نظريا وحسابيا؟ وتنسحب هذه التساؤلات الى تساؤلات اخرى مترتبة على التساؤلات اعلاه وذلك عما سيحدث للاعضاء الخرسانية فيما لو تم تجاهل هذه المناطق التي لاتحتاج نظريا لتسليح طولي (قضبان طولية) او مستعرض (كانات في حال الجسور) او لا تحتاج لكليهما من التسليح الطولي والكانات اجمالا حسب ما ذكر اعلاه كمثال لما يتم التساؤل حوله ومطلوب منقاشته وهو جسر خرساني بسيط يتعرض الى احمال راسية فما الذي قد يحث له عند الركائز البسيطة فيما لم يتم مد قضبان لتسليح الفولاذية الطولية الى داخل الركيزة؟ وكذلك يثار نفس التساؤل حول مل يمكن حدوثه لمناطق في حال عدم توفير الحد الادنى من تسليح القص في مناطق قوى القص المعدومة او التي يستطيع المقطع الخرساني وحدة تحملها بدون الحاجة للكانات، فهل عدم توفير هذا التسليح الغير مبرر حسابيا قد يتسبب في اي نوع من الفشل؟ واذا كان سيحدث الفشل بسبب عدم تزويد التسليح الطولي والتسليح المستعرض للمنطقتين المذكورتين تحديدا أعلاه فهل يعتبر ذلك اعترافا مبطنا بضرورة توفيرها في تلك المناطق خوفا من هذا الفشل؟ وما المسوغ الميكانيكي والحسابي الذي يمكن الرجوع اليه لتبرير ضرورة توزيد هذه المناطق بالتسليح كمسوغ حسابي نظري واذا وجد هذا المسوغ فلماذا لا يقال صراحة ويدرس لطلاب الهندسة ولممارسي مهنة التصميم والتنفيذ لاقناعهم؟

قد تكمن الاجابة على التساؤلات اعلاه في القول بان مد بض قضبان التسليح في الطولي الى الركائز مرده الى توفير اطوال الارساء الكافية للقضبان التي لايزال الاحتياج اليها قائما او ان القوى المتولدة فيها بسبب القوى الداخلية لازالت تحتاج الى طول تشتيت او طول إرساء رغم انتهاء طول العضو الانشائي نفسه وعليه يجب ان يمتد التسليح الذي لازال فيه بعض قوى الشد او الضغط الى الركيزة كي يفرغ هذه القوى، كما ان تبرير تزويد المقطع الخرساني بتسليح طولي ممتد من القضبان الطولية وتزويده بكانات في مناطق لا يوجد احتياج لاحدهما او لكليهما وفقا للحسابات الانشائية المعتادة وقد يكون التبرير المنطقي هو دعم الخرسانة في مقاومة القوى الناتجة من التقلص والانكماش والتمدد الحراري.. فهل برأيكم يوجد اسباب اخرى لم يتم الاشارة اليها ونحتاج الى ايضاحها وهل يمكن توضيحها فيما لو تم استخدام طريقة " الشداد و الضغاط Strut and Tie Model" في تحليل وتصميم المقاطع الخرسانية والتي بدأ تبنيها في بعض المدونات والكودات الهندسية وظهرت كطريقة بديله في بعض الكتب الدراسية للخرسانة المسلحة ومن المحتمل تبنيها بالكامل كطريقة تصميمية في المدى المنظور..

هذا رسالة من احد البرنامج توضح ما اقصده اعلاه بالتساؤلات المطروحة باعتبار الطريقة المذكورة اعلاه لا تكتفي فقط بالتحقق من القوى الداخلية التقليدية التي نصمم المقاطع عليها بل تاخذ في الاعتبار تاثير القوى والانفعالات الاخري التي ذكرت في نهاية مشاركتي اعلاه بما فيها الزحف ايضا مع اعتبارات الديمومة والتهالك للمادة مع الزمن..