أنواع المبانى والبلاطات الخرسانية
محتويات البحث • مقدمة عن العمارة والنظام النشائى.
• أنواع المبانى: -1 -2
الحوائاط الحامله .((WALL BEARING المباني الهيكليه (SKELETON).
أنواع البلاطات الخرسانية: SOLID SLAb.
- 01 . 02- FLAT SLAb . HOLLOW BLOCK SLAb- 03 . WAFFLE SLAb- 04 . Panaled beam-2 05
المقدمة العمارة والنظام النشائى: يمكن تعريف العمارة بانها هى تاطويع نظم النشاء للتشكيل الفراغى الذى يتناسب مع الوظائف المختلفة للمكونات المعمارية بعد أن يقوم المعماري برسم الخرياطة المعمارية التي تلبي متاطلبات المالك أو المستخدم يقوم المصمم باختيار النظام النشائي المناسب من وجهة نظر انشائية بحتة .
3
* النظام النشائى : هو السلوك الستاتيكى الخاص باستقبال الحمال وترحيلها من خلل النظام إلى الساس إلى الرض . وتاطورت أنواع المباني بتقدم الزمن فكان البناء بالاطوب اللبن إلى الاطوب السمنتي مرورا بمراحل هذه التاطورات فى الوصول إلى أعلى مستوى للتنفيذ خلل العامل والمستهلك . تحديد النظام النشائي للمباني يتضمن فقاط اختيار العناصر النشائية الرئيسية واختيار أماكن تواجدها وذلك لمقاومة الحمال الرأسية والفقية بفعالية. لكن في الواقع هذا الختيار يتأثر باعتبارات أخرى غير العتبارات النشائية هذه العتبارات التي يجب مراعاتها تتضمن: .1التصميم الداخلي للمبنى .2نوعية المواد واطريقة التشييد المستخدمة .3المظهر المعماري الخارجي للمبنى .4اطبيعة المناطقة المزمع اقامة المبنى فيها .5أماكن أنظمة الخدمة .6اطبيعة الحمال الفقية ومقدارها 4 .7 ارتفاع ومواصفات المبنى
أنواع المبانى -1الحوائاط الحاملة
5
تنقسم نظم النشاءات تبعا للسلوك الستاتيكى لستقبال وترحيل الحمال إلى ما يلى :
-1الحوائط الحامله :
تعريف : لقد استعملت هذه النـواع من النشـاءات بكثرة قبل استعمال الخرسـانة المسـلحة الحوائاط الحامله هي الحوائاط الداخليه و التي يركز عليها المبني ,و تقوم بنقل جميع الحمال الميته و الحمال الحيه الي تربه مباشرة. ارتفاع المباني ذات الحوائاط الحامله يكون دائما محدوده بالعتماد علي الحمال الميته والحيه ,وكذلك نوع و قوة تحمل التربه وو لرباط أجزاء المبني بعضها مع بعض فان الحزمه )الميدات الرضيه( الخرسانيه يمكن عملها تحت هذه الحوائاط. 6
نظرية نقل الحمال في نظام : يتمثل نظام نقل الحمال في نظام المنشأت بالحوائاط الحامله في نقل جميع احمال الرضيات و أسقف الاطوابق المختلفه للمبني الي جميع حوائاطه الداخليه و الخارجيه المرتكزه عليها و منها الي التربه. لذلك فان حوائاط الدور الرضي للمبني يرتكز عليها أكبر الحمال و نتيجه لذلك تكون سمكها أكبر سمكا من الدور الذي يليه و تقل السماكات كلما اتجهنا لعلي . ولذا يتم عمل أساسات مستمره أسفل جميع الحوائاط الدور الـأرضي و بعرض أكبر من الحوائاط حتي نضمن توزيع أحمال المبني بالتساوي علي تربه. وبناء علي ذلك فان أرتفاع المباني في هذا النظام ل يزيد عن 5أدوار 7
العلقة بين ارتفاع المبنى وسمك الحوائاط الخارجية من الاطوب الحمر
أما بالنسبة للحوائاط الداخلية فجميعها تعمل بسمك 25سم والحوائاط المثبت عليها السلم بسمك 38سم. 8
مميزات هذا النظام: -1رخيص الثمن نظراا لن المواد المستخدمة في هذا النظام قليلة التكلفة ول تحتاج إلى تقنيات عالية في البناءوغالبا ما تكون الاطوب أو الحجر . -2سريع البناء. -3الحوائاط المستخدمة هنا تكون عازلة للحرارة. -4ذو متانة عالية فيستاطيع تحمل التغيرات المناخية و الصدمات. -5توزيع الحمال النشائية بإنتظام على اطول الحوائاط الحاملة.
9
عيوب النظام : .1 .2 .3 .4
.5 .6
عدد الدوار فيه 4-5أدوار فقاط في حالة استخدام الحجر في البناء الحوائاط سمك الحائاط كبير مما يعني انه سيأخذ حيز كبير من المساحه باطء التنفيذ حيث انه ل يمكن صب السقف أل بعد بناء كل الحوائاط الداخليه و الخارجيه عدم امكانيه التغير المعماري حيث ان أزالة أي حائاط يؤثر تأثير كبير علي مبني كله و يشار هنا ان الحائاط في الاطابق الرضي فوقها تماما حائاط في الاطابق الول مما يعني ان الجميع الدوار متشابهه عدم امكانية عمل الفتحات واسعه حيث ان الفتحات الواسعه تعني صغر الجزء الحامل للحائاط مما يعني ضعفه عدم امكانية الحصول علي مساحات واسعه 4-5متر كحد أقصي و ل يمكن وجود غرفه او اي مكان بالمبني بها مسافه 10 أكبر من ذلك دون وجود حائاط حامل
أمثلة لمبانى منشأة بنظام الحوائاط الحاملة مسكن آل نصيف بجدة ) - ( 1946للمعمارى حسن فتحي
11
-2المباني الهيكلية
12
المباني الهيكليه )(SKELETON TYPE تنفذ النشاءات الهيكلية من الصلب وتركز على أعمدة ؛ وأحمال السقف من كل دور تنتقل من الكمرات ؛ ثم إلى العمدة ؛ حتي أعمدة الدور الرضي ثم تصل إلى الساسات وتقوم الساسات بتوزيع الحمال إلى اطبقات التربة . • • • •
البلاطة الكمرة العمود القواعد
13
مزايا النشاء الهيكلى • • • • • •
14
المسقاط الحر نماطية العناصر النشائية البحور المتسعة مرونه التصميم والحيز المنساب زيادة مساطح الفتحات والتصال بالخارج التنوع فى تشكيل المبنى
جامعة أسيوط ) ..مبنى قسم العمارة(
الدور الول 15
الدور الرضى
البلاطات الخرسانية .نظام العمود والكمرة )البلاطات
الكمرية( 1.
.نظام البلاطات المساطحة الل كمرية 2. .نظام البلاطات المجوفة 3. نظام البلاطات الصندوقية .4. .الكمرات المتقااطعه 5.
16
Solid slab Flat Slab Hollow Block Waffle Slab
Paneled beam
بلاطات مصمته Solid slab
17
بلاطات مصمته SOLID SLAB تعريفه : هونظام ينتقل فيه الحمل من السقف الى الكمرة ثم الى العمود مباشرة ومنه الى الساسات على هيئة حمل مركز ينتقل الى القواعد المسلحة بانواعها سواء كانت منفصلة او مشتركة وتكون وظيفة القاعدة ان تنقل الحمل المركز الى التربة بتوزيع امن.
أنواع بلاطات المصمته: •ذات أتجاه واحد •ذات اتجاهين •الكابولي 18
مكونات البلاطات المصمتة SOLID SLAB • العمدة :هى عناصر انشائية رأسية حاملة للكمرات الفقية عنصر خاطى يتعرض لحمال ضغاط يقاوم الحمال بكتلته مادة النشاء )حجر-اطوب-حديد-خرسانة( مساحة المقطع = الحمال ÷ الجهاد المسموح به لقيقل أصغر بعد عن 30سم
البنبعاج
< 12 m < 15
19
ــــــــ a
a b
-2الكمرات :هى عناصر انشائية افقية أو مائلة أو مقوسة حاملة للبلاطات عنصر خاطى ينقل الحمال بواساطة عزم النحناء يقاوم الحمال بالخواص الاطبيعية للمادة المصنوع منها d
مادة الشنشاء )خشب-حديد-خرسانة( a كمرة بسيطة
/ 10
=d
كمرة مستمرة
/ 12
=d
كمرة كابولى
/8
=d
20
:البلاطة الخرسانية 3- نتيجه للحمال الواقعه علي البلاطه يحدث لها عزم انحناء و ترخيم .
لذا يجب عند التصميم مراعاة عزم النحناء و الترخيم :من أساليب معالجة الترخيم * .تعلية الشدة أثناء الصب 1- .زيادة نسبة الحديد فى البلاطة2-
21
مميزاته * -: .1امكانية التوزيع الرأسي والوصول الى العدد الماطلوب من الدوار دون تحديد . . 2امكانية التغير في الفراغات الداخلية حيث ان الحوائاط ليس لها اي دور انشائي وانما هي حواجز فراغية . .3امكانية البدء في احدى مراحل التشاطيب دون معوق او اعتماد على اعمال سابقة فيما كان الهيكل جاهز . .4 .سهولة االتحكم في مقاسات الفتحات
:-عيوبه *
.صعوبة التحكم في كبر البحر مقارنة بالنظمة التالية 1. .سقواط الكمرات بين العمدة 2.
22
بلاطة ذات أتجاه واحدONE WAY SOLID SLAB و هي البلاطات المصمتة التي يسير فيها الحمل في إتجاه واحد فقاط و One wayتسمى البلاطات : •تكون البلاطه محموله علي كمرتين متقابلين فقاط
•في هذه الحاله يسير الحمل في التجاه سواء للقصر او للاطول • تكون البلاطه محموله على أربع كمرات
• وفي هذه الحاله يسير الحمل في التجاه القصر فقاط 23
تخانة البلاطه
Sp 360/520
L/25
L/30
L/36
Sp 240/350
L/25*1.25
L/30*1.25
L/36*1.25
24
بلاطة ذات التجاهين TWO WAY SOLID SLAB تكون البلاطه ) (two wayعندما تكون محموله علي 4كمرات و يكون في البلاطه ) (two wayيسيرالحمل في اتجاهين و ليس في اتجاه واحد
أي عند وضع أي حمل علي البلاطه ال ))two wayيتوزع جزء من الحمل في التجاه القصير و جزء في التجاه الاطويل ويعتمد الجزء المنقول من الحمل في اي اتجاه علي اطول هذا التجاه و علي وجود بلاطات مجاوره لهذا التجاه 25
الكابولي البلاطات المصمته الكابوليه . هي بلاطه محموله على كمره واحده فقاط و بالاطبع يسير الحمل في اتجاه الكمره LCهو اطول الذي يسير في اتجاهه الحمل
26
:امثلة *مسكن اوزنفانت -المعماري لوكوربيزيه
27
نظام البلاطات المساطحة: Flat Slabs
28
:تعريفه *
نظام البلاطات المساطحة اللكمرية 2. ()Flat Slab
.هو نظام أنشائي يتكون من عنصرين اساسين هما البلاطات والعمدة ويتكون السقف من اطبقتين من الحديد احدهما سفلية والخرى علوية على شكل شبكي ) .فرش وغاطاء( سفلي و )فرش وغاطاء ( علوي
والبلاطة مفضله معماريا لعدم و جود كمرات بها و لمكانية وضع الحوائاط في أي مكان داخل المبني و لسهولة و سرعة تنفيذ شدتها الخشبيه
FLAT SLAB أنواع البلاطه المساطحه ordinary flat slab بلاطه مساطحه ل كمريه Flat slab with Drop panel only بلاطه بسقواط Flat slab with Column Head only بلاطه بتيجان Flat slab with Drop panel & Column بلاطه بسقواط وتيجان Head
.1 .2 .3 .4
30
البلاطات المساطحة العادية 1-
هنا يرتكز الحمل مباشرة على العمود :شرواط استخدامه * عندما يكون الحمل الحي اقل من 500كجم/سم- 2 ل تقل سماكة البلاطة عن 15سم - عندما يكون أقصى بحر بين العمدة 5متر -
31
البلاطات المساطحة ذات السقواط :شرواط استخدامه *
عندما يكون الحمل الحي يزيد عن1000كجم/سم- 2 عمل سقواط لمقاومة العزم السالب المتولد نتيجة الحمال الحية و مقاومة القص الثاقب - اذا زادت قيمة الحمال عن 1000كجم/سم 2يتاطلب فرض زيادة سمك البلاطة فوق راس العمود - وذلك لمقاومة حمل من الجهادات القص الثاقب والجهادات الناتجة عن عزم النحناء السالب ويمكن زيادة البحر عن 6متر في التجاهين و سمك السقواط ل يقل عن ربع سماكة البلاطة الصلية واطول سقواط البلاطة ل يقل عن سدس البحر ول يزيد عن ربع البحر
البلاطات المساطحة ذات التيجان هنا يتم توزيع الحمل على العمود عن اطريق التيجان :شرواط استخدامه *
عندما يكون الحمل الحي يتراوح من 500كجم/سم 2الى 1000كجم/سم- 2 عندما يكون بحر البلاطة في التجاهين في حدود 6متر - يجب ان ل تزيد زاوية اقصى ميل للتاج في المحور الرأسي عن 45درجة كما يجب ال - يقل قاطر الجزء الفعال عن ربع البحر
33
البلاطات المساطحة ذات السقواط والرأس :شرواط استخدامه * عندما يكون الحمل الحي اكبر من 1500كجم/سم- 2 عندما يكون بحر البلاطة في التجاهين اكبر من 6متر -
· من أهم مزايا البلاطات المساطحة : -1اعاطاء مرونه معمارية " بسبب اختفاء الكمرات -2تقليل اعمال النجارة والحدادة مقارنه بالبلاطات الكمرية -3تقليل زمن تركيب الشدة فتأخذ وقت أقل من soild . - 4يعاطي منظرا معماريا حسنا حيث أن استواء الساطح يعاطي مستوى إضاءة أفضل. -5يمكن أن يعمل على توفير ) تقليل( الرتفاع الكلي للمبنى. -6عدم وجود عوائقلعمال التكييف والكهرباء و مواسير الصرف الصحي. -7توفير في اعمال الشدات الخشبية. - 8هذاالنظام يعتبر اقتصادي ) توفير الوقت( اذا كانت الحمال الحية تزيد عن 500kg/cm2في حين أن الحمال الحية لو كانت اقل من kg/cm2 500يعتبر غير اقتصادي
35
ومن أهم عيوب البلاطات المساطحة : نسب الحديد فيه تكون عاليه جدا للمتر المكعب من الخرسانه مقارنه بالبلاطات الكمرية مما يسبب زيادة وزن البلاطه على الساسات. وتكون البلاطة ذات سماكة متساوية لكامل مساحتها وبدون كمرات ساقاطة لكن تكون قضبان التسليح متقاربة أكثر على إمتداد الخاطواط بين العمدة الساندة من أجل مقاومة ضغواط القص – Shear stresses -وهذا هو ما يسبب زيادة نسبة الحديد في هذا النوع. ولمقاومة ضغواط القص أيضا نستخدم في مناطقة إلتقاء العمدة مع البلاطة أعمدة بكتف أو اعمده ذات راس مربع.
36
37
hollow : بلاطات مفرغه3 block
38
بلاطات مفرغه HOLLOW BLOCK هذا النوع من البلاطات انتشر في السنوات الخيره لما له من مميزات تفضله دون النواع الخري من البلاطات سبب استخدامه : *في البلاطات ذات المساحات الكبيره يكون deflection البلاطه كبير ولتقليل ال deflection *يجب زياده في ال tsللبلاطه مما يتسبب عنه زياده في الوزن مما يتسبب عنه زياده في ال momentمما يتسبب عنه زياده في التسليح مما يتسبب عنه زياده في التكلفه . *لذا نحتاج في هذه الحاله لنوع من البلاطات تكون ال t كبيره لتقليل ال deflectionو في نفس الوقت وزنها خفيف لتقليل العزوم لتقليل التكلفه . 39
· من مميزات هذا النظام: -1نسب الحديد فيه اقل من الحديد المستخدم في البلاطات اللكمرية -2يسمح بوجود فراغات لتمديدات الكهرباء او التكييف -3يعمل كعازل صوتي بصورة جيدة -4عازل للحراره لذا يفضل استخدموا في المنااطق الحاره -5يعاطي سقف املس خالي من الكمرات - 6يمكن تغير فواصل و جدران الوحدات مما يعاطي الحريه في التقسيم المعماري الداخلي -7البلوك المفرغ داخل البلاطه يقلل من وزن السقف
40
·
ومن اهم عيوبه: -1صعب الصيانة والترميم -2يحدث شروخ عنداتصال البلاطات المفرغة مع البلاطات الرقيقة
41
يستخدم في هذه البلاطه بلوكات مفرغه مقاساتها *40*20ع حيث ع تعتمد علي سمك البلاطه -1ففي حالة سمك البلاطه 22سم تكون ع = 15سم و يترك جزء مصمت 7سم -2ففي حالة سمك البلاطه 27سم تكون ع = 20سم و يترك جزء مصمت 7سم -3ففي حالة سمك البلاطه 32سم تكون ع= 25سم و يترك جزء مصمت 7سم
وزن البلوكات
42
انواع البلاطه المفرغه -1بلاطه هوردي مرصوصه في اتجاه واحد *وفيه ترص البلوكات في اتجاه واحد و هو التجاه القصر
بعد الصب 43
قبل الصب
-2بلاطه هوردي مرصوصه في اتجاهين و في ترص البلوكات في التجاهين و تستخدم هذه الحاله في حالة البلاطه كبيره في التجاهين
بعد الصب 44
قبل الصب
الحتيااطات الخاصه ببلاطة الهوردي: *المسافه بين محاور العصاب هي عاده من ) (70-40سم وعمليا تنفذ بتباعد 50سم علي ان يتم ذلك بعد توقيع و تحديد اماكن الكمرات *أدني عرض للعصب هوثلث السماكه الكليه للبلاطه او 10سم ايهما أكبر *العصب هو مساوي لسماكة الغاطاء الخرساني فوق وحدات البلوك مضافا ليها 10سم و عمليا ينفذ عرض العصب 14سم من السفل و 10من العلي *سماكة الغاطاء الخرساني فوق وحدات البلوك هي من 7-5سم علي ال تقل عن %10من المسافه بين محوري العصب متتالين *في حالة زيادة اطول العصب عن 5متر فأنه يجب وضع كمره تقويه عرضيه واحده علي القل و سمكها كسماكة العصاب *يمنع استخدام البلاطات المفرغه في منااطق دورات المياه وذلك لن نظام الصرف الصحي يمكن ان يؤدي نتيجه لتسرب المياه منه الي تأكل الغاطاء الخرساني
45
46
e≥700 البكبر b≤100 b ≤t/3 x≤ 150 البكبر Ts ≤ 50 e/10
أشكال وحدات البلوك المستخدم : -1هوردي مصنوع من البلوك الحمر : يعد من أفضل أنواع الهوردي المستخدم لنه : *خفيف الوزن *مقاوم جيد في تحمل الحمال *عازل جيد للحراره و الصوت -2هوردي مصنوع من البلوك السمنتي *يصنع باشكال مختلفه و مقاطع البلوك مستاطيل او شبه منحرف و ارتفاعه حسب الاطلب -3هوردي مصنوع من البلوك البلوستأرين *يستخدم هذا النوع لمليي الفراغات بين العصاب الخرسانيه نظرا لخفه وزنها مقارنه بالبلوك الحمر أو السمنتي 47
العصب
تعمل ككمرات صغيرة مرتكزة على الكمرات الرئيسية
* اقل عرض للعصب هو ثلث سمك البلاطة او 10سم ايهما اكبر . * اقل ارتفاع للعصب = سماكة الغاطاء الخرساني فوق وحدات البلوك 10+سم. )عمليا ينفذ عرض العصب 14سم من السفل و 10سم من العلى ( * المسافة بين محاور العصاب المتجاورة هي عادة من 40سم – 70سم )عمليا تنفذ بتباعد 50سم ويتم ذلك بعد تحديد اماكن الكمرات( قبل الصب
بعد الصب
48
waffle slab
49
.نظام البلاطات الصندوقية 4. () Waffle Slab
:تعريفه * هو نظام يشبه نظام البلاطات المجوفة حيث تتكون من اعصاب اما في اتجاه واحد .او اتجاهين لكن بدل البلوك يستخدم قوالب خاصة يتم فكها مع الشدة ويستخدم هذا النوع من البلاطات )السقف( لتغاطية المساطحات الواسعة والبحور الكبيرة بإنشاء بلاطات خرسانيه مفرغه ذات قباب سفليه فارغه واعصاب – كمرات .رفيعه – متقااطعه تعاطى تقسيما منتظما ذات شكل معماري مميز :مقاساتة
تتخذ عدة مقاسات منها
القوالب سم × 80سم80 وبعمق متفاوت بين 225مم 300،مم 375،مم 50
:-مميزاته *
.الحصول على مساطحات كبيرة بدون اعمدة مع تخفيض وزن السقف وكمية حديد التسليح 1- الحصول على تقسيم شبكي منتظم ومميز مع استخدام الفراغات في تركيب الكهرباء والتكيف2- .والصوت
:-عيوبه*
صعوبة معالجة اي تلفيات بالسقف نتيجة فك القوالب1- . -2.ضرورة التكرارية للستفادة من القوالب تحدث شروخ الهبواط اللدن في البلاطة عند جوانب العصاب نتيجة التغير الكبير في العمق3- .بين البلاطات الرفيعة والعصاب العميقة .قلة سمك البلاطات فوق القوالب يجعلها اكثر عرضة لشروخ النكماش 4-
51
:امثلة *مطار الملبكة عليا الدولي
52
Panaled beam
53
-5نظام الكمرات المتقااطعه )(PANALED BEAM الكمرات المتقااطعه هي نظام لكمرات ذات قاطاعات بأبعاد متساويه تتقااطع متعامده علي بعضها لتغاطي مساحات كبيره نسبيا بدون استخدام أعمده في المنتصف
يمكن استخدام هذا النوع من المباني كالتالي: -1نسبه الاطول الي العرض = 1,20اقل من 2.00 -2ينتقل الحمل من البلاطات الي الكمرات المتقااطعه -3ترتكز الكمرات المتقااطعه علي الكمرات خارجيه و تنقل لها الحمل -4الكمرات الخارجيه ترتكز علي العمده الموجوده علي محياط المبني -5تنقل العمده الحمال الي التربه 54
كما انه يمكن ان ياطلق علي الكمرات المتقااطعه بالعصاب و يكون البعد بين العصاب علي النحو التالي : -1اذا كان البعد بين العصاب ل يزيد عن متر واحد يمكن تبقي الفجوات بين العصاب فارغه ولكن عند تنفيذ الشده الخشبيه للسقف تكون مكلفه حيث تستهلك كميه كبيره من الخشاب فيفضل وضع البلوكات لمليى الفراغات كما هو في السقف الهوردي -2اذا كان البعد بين العصاب متر واحد و مترين او اكثر فتعامل هذه العصاب معامله الكمرات العاديه
55
مسجد بالرياض حي الخزامى
56
:مراجع البحث .كتاب تشييد المبانى للدكتور فاروق عباس حيدر - .كتاب النشاء المعمارى )ضمن سلسلة التقنية المعمارية( - من سلسلة الشكل والنشاء فى العمارة للدكتور نوبى محمد حسن - - From The Internet
57