المنشآت القشرية - Shell Structures
(1)
تصنف تحت نوع المنشآت التي تقاوم القوى بقشرتها الخارجية . وهى عبارة عن أسطح هندسية تحدد الفراغ داخليا وخارجيا حسنت خواصها بحيث تستطيع تحمل الأحمال محللة للقوى الواقعة عليها الى قوى الضغط والشد والقص .
وهى عبارة عن قشرة رقيقة ( من الخرسانة المسلحة فى معظم الأحيان ) ثم تشكيلها بحيث تكتسب هذه القشرة الرقيقة عزم قص ذاتي وذلك سواء بتطبيقها فى صورة منشورية أو هرمية أو سواء بحديتها فى اتجاه واحد أو بتشكيلها باستعمال راسم يدور حول محور دوران أو غيره من الأشكال التي لا يمكن تصنيفها تحت مسمى واحد .
وتعد المنشآت القشرية من أحسن المنشآت الثابتة الدائمة الخرسانية ، خفة فى الوزن وتعبيرا عن المنشأ سواء من الداخل و من الخارج .
تصنيف المنشآت القشرية :
تندرج المنشآت القشرية تحت المنشآت التي تقاوم الاجهادات الواقعة عليها بقشرتها SURFACE - ACTIVE CONDITION
وتنقسم المنشآت القشرية الى عدة تصنيفات عرفت فى الأوساط المعمارية فمنها منشآت قشرية أحادية الانحناء ، دورانية الانحناء ، غير مصنفة ، منشورية وهرمية وتندرج تحت كل من هذه التصنيفات العديد من المسميات حققت جميعها فراغات إنتفاعية لبحوث إنشائية واسعة ، تميزت بأشكال معمارية متميزة ،
الطابع المميز للإنشاء القشري :
حقق نظام الإنشاء القشري على تنوع وتعدد تصنيفاته مشاريع معمارية ذات بحور إنشائية لفراغات للأنواع المختلفة للفراغات سواء كانت :
• فراغات عادية .
• فراغات كبيرة .
• فراغات ضخمة.
فظهرت للإنشاء القشري مشاريع معمارية استوعبت الأنشطة على اختلافها وتنوعها فأبدع فى تطويع المادة ليحقق بحوراً إنشائية وفراغات إنتفاعية وموضحة للعلاقات التكوينية للفراغ : كالامتداد ، والاستمرارية والاحتواء الداخلي للفراغ كما أوجد فكراً معمارياً متميزاً وإمكانات تشكيلية مرنة فى فترات زمنية قياسية للتنفيذ إذا ما قورنت بالنظم التقليدية ، فتم التنفيذ بأكثر من أسلوب متطور وصولاً إلى أقل تكلفة ممكنة وأعلى جودة وسرعة إنجاز .
فوائد التشييد بالقشرة الخرسانية :
1- تعطى الاقتصاد فى المواد المستعملة.
2- حرية فى تصميم أشكال الإنشاءات سواء فى المسقط الأفقي أو القطاع .
3- سهولة إعطاء ضوء طبيعي من منطقة كبيرة فيها.
4- القدرة على تحمل الأحمال الغير متوازنة .
5- مقاومة الحريق.
6- لها قوة صلدة مخزونة حتى إذا حدث تلف عند النقط الحرجة لا يحدث تهدم للمبنى.
مشاكل التشييد بالقشرة الخرسانية :
1- تصميم القشريات يتطلب مهارة عالية فى التصميم.
2- معظم المقاولين ليسوا على دراية كاملة بمشاكل تشيدها.
3- أكثر المهندسين ليسوا على دراية كاملة أيضاً بتصميمها . كما أن الأشكال المعقدة منها تتطلب حسابات كثيرة . علماً بأن الأسقف الكبيرة من القشرة تكون مشاكل هندسية صعبة وعموماً فإن وجود الكمبيوتر فى الوقت الحاضر يحل هذه المشاكل بسرعة فائقة .
4- صعوبة معالجة أسطح القشرة الخرسانية لغرض التأثير المعماري المطلوب.
تتباين طرق الإنشاء فى هياكلها ووسائل مقاومتها للقوى ، فمنها ما تقاوم القوى بتشكيل المنشأ ذاته كالمنشآت الكابلية والخيامية والمنفوخة ومنها ما تقاوم القوى بتحليلها فى أعضاء المنشأ كافة أنواع الجمالونات ، ومنها ما تقاوم القوى تقاوم القوى بقشرتها الخارجية ، كالقشريات والبلاطات المنطبقة.
ولكي يتم تشكيل القشرة المغلقة للفراغات الإنتفاعية على تنوعها ، فإن هناك حدوداً لتصميم البحور الإنشائية ، وتلعب المادة المكونة للقشرة الخارجية للفراغ دوراً أساسياً فى تحديد الفراغات على تنوعها فالفراغات تنقسم إلى :
1. فراغ عادى Normal span..
2. فراغ كبير large span.
3. فراغ ضخم Mega large span.
وتلعب المواد الإنشائية على تنوعها دوراً أساسياً فى تكوين تلك الفراغات وسنتناول أهم هذه المواد الإنشائية ودورها فى تكوين الاتجاهات الفكرية المعمارية فى مجال إنشاء البحور الواسعة ، وتعتبر المواد التالية من أهم المواد الإنشائية :
• الخرسانة المسلحة Reinforced concrete.
• الحديد Steel.
• البلاستيك Plastic
(1)
تصنف تحت نوع المنشآت التي تقاوم القوى بقشرتها الخارجية . وهى عبارة عن أسطح هندسية تحدد الفراغ داخليا وخارجيا حسنت خواصها بحيث تستطيع تحمل الأحمال محللة للقوى الواقعة عليها الى قوى الضغط والشد والقص .
وهى عبارة عن قشرة رقيقة ( من الخرسانة المسلحة فى معظم الأحيان ) ثم تشكيلها بحيث تكتسب هذه القشرة الرقيقة عزم قص ذاتي وذلك سواء بتطبيقها فى صورة منشورية أو هرمية أو سواء بحديتها فى اتجاه واحد أو بتشكيلها باستعمال راسم يدور حول محور دوران أو غيره من الأشكال التي لا يمكن تصنيفها تحت مسمى واحد .
وتعد المنشآت القشرية من أحسن المنشآت الثابتة الدائمة الخرسانية ، خفة فى الوزن وتعبيرا عن المنشأ سواء من الداخل و من الخارج .
تصنيف المنشآت القشرية :
تندرج المنشآت القشرية تحت المنشآت التي تقاوم الاجهادات الواقعة عليها بقشرتها SURFACE - ACTIVE CONDITION
وتنقسم المنشآت القشرية الى عدة تصنيفات عرفت فى الأوساط المعمارية فمنها منشآت قشرية أحادية الانحناء ، دورانية الانحناء ، غير مصنفة ، منشورية وهرمية وتندرج تحت كل من هذه التصنيفات العديد من المسميات حققت جميعها فراغات إنتفاعية لبحوث إنشائية واسعة ، تميزت بأشكال معمارية متميزة ،
الطابع المميز للإنشاء القشري :
حقق نظام الإنشاء القشري على تنوع وتعدد تصنيفاته مشاريع معمارية ذات بحور إنشائية لفراغات للأنواع المختلفة للفراغات سواء كانت :
• فراغات عادية .
• فراغات كبيرة .
• فراغات ضخمة.
فظهرت للإنشاء القشري مشاريع معمارية استوعبت الأنشطة على اختلافها وتنوعها فأبدع فى تطويع المادة ليحقق بحوراً إنشائية وفراغات إنتفاعية وموضحة للعلاقات التكوينية للفراغ : كالامتداد ، والاستمرارية والاحتواء الداخلي للفراغ كما أوجد فكراً معمارياً متميزاً وإمكانات تشكيلية مرنة فى فترات زمنية قياسية للتنفيذ إذا ما قورنت بالنظم التقليدية ، فتم التنفيذ بأكثر من أسلوب متطور وصولاً إلى أقل تكلفة ممكنة وأعلى جودة وسرعة إنجاز .
فوائد التشييد بالقشرة الخرسانية :
1- تعطى الاقتصاد فى المواد المستعملة.
2- حرية فى تصميم أشكال الإنشاءات سواء فى المسقط الأفقي أو القطاع .
3- سهولة إعطاء ضوء طبيعي من منطقة كبيرة فيها.
4- القدرة على تحمل الأحمال الغير متوازنة .
5- مقاومة الحريق.
6- لها قوة صلدة مخزونة حتى إذا حدث تلف عند النقط الحرجة لا يحدث تهدم للمبنى.
مشاكل التشييد بالقشرة الخرسانية :
1- تصميم القشريات يتطلب مهارة عالية فى التصميم.
2- معظم المقاولين ليسوا على دراية كاملة بمشاكل تشيدها.
3- أكثر المهندسين ليسوا على دراية كاملة أيضاً بتصميمها . كما أن الأشكال المعقدة منها تتطلب حسابات كثيرة . علماً بأن الأسقف الكبيرة من القشرة تكون مشاكل هندسية صعبة وعموماً فإن وجود الكمبيوتر فى الوقت الحاضر يحل هذه المشاكل بسرعة فائقة .
4- صعوبة معالجة أسطح القشرة الخرسانية لغرض التأثير المعماري المطلوب.
تتباين طرق الإنشاء فى هياكلها ووسائل مقاومتها للقوى ، فمنها ما تقاوم القوى بتشكيل المنشأ ذاته كالمنشآت الكابلية والخيامية والمنفوخة ومنها ما تقاوم القوى بتحليلها فى أعضاء المنشأ كافة أنواع الجمالونات ، ومنها ما تقاوم القوى تقاوم القوى بقشرتها الخارجية ، كالقشريات والبلاطات المنطبقة.
ولكي يتم تشكيل القشرة المغلقة للفراغات الإنتفاعية على تنوعها ، فإن هناك حدوداً لتصميم البحور الإنشائية ، وتلعب المادة المكونة للقشرة الخارجية للفراغ دوراً أساسياً فى تحديد الفراغات على تنوعها فالفراغات تنقسم إلى :
1. فراغ عادى Normal span..
2. فراغ كبير large span.
3. فراغ ضخم Mega large span.
وتلعب المواد الإنشائية على تنوعها دوراً أساسياً فى تكوين تلك الفراغات وسنتناول أهم هذه المواد الإنشائية ودورها فى تكوين الاتجاهات الفكرية المعمارية فى مجال إنشاء البحور الواسعة ، وتعتبر المواد التالية من أهم المواد الإنشائية :
• الخرسانة المسلحة Reinforced concrete.
• الحديد Steel.
• البلاستيك Plastic
المنشآت القشرية - Shell Structures
(2)
دور الخرسانة المسلحة فى المنشآت القشرية :
كثيراً ما تستعمل الخرسانة الظاهرة فى الأعمال المعمارية والإنشائية المختلفة وبالتالي تخدم الخرسانة الجانب الإنشائي بالإضافة إلى خدمتها للجانب المعماري للمنشأ وفى هذه الحالة تكون الخرسانة الظاهرة عنصراً تصميماً ومعمارياً ، تلعب دوراً هاماً أساسياً فى إبراز الطابع المعماري والتشكيل للمنشأ.
وتحتاج الخرسانة الظاهرة إلى دقة عالية فى العمل التنفيذي ، حتى لا تظهر أي عيوب على السطح الخارجي للخرسانة وخاصة مع التغيير فى زوايا الضوء الساقط على سطحها ، وأبرز العيوب تكون ناجمة عن عدم دقة الشدة أو عملية صب الخرسانة ، وتظهر العيوب فى عدم استقامة حواف الأركان وعدم استواء المسطح أو وجود شروح فى السطح ، إلا أنه قد تظهر عيوب أخرى ناتجة عن عدم تجانس الخلطة أو عدم تجانس معالجة الخرسانة بعد الصب ، وهذه الأشياء تؤدى إلى اختلاف البنية الخراجية للخرسانة ولونها.
ولقد أتاحت الثورة الصناعية بإمكانياتها المتطورة إمكان تصنيع الخرسانة المسلحة ( سابقة الصب أو التجهيز ) بدلاً من الاعتماد على صلبات وشدات خشبية بالموقع ترص داخلها أسياخ الحديد ثم يصب فوقها الركام كما كان متبعاً ، الأمر الذى كان يستغرق وقتاً طويلاً وجهداً كبيراً من العمالة فضلاً عن استهلاك كميات هائلة من الأخشاب وعدم الدقة فى التنفيذ ، العوامل التي سببت رفع تكلفتها فى بادئ الأمر ، أصبح فى الإمكان تصنيع أجزاء الهيكل من وحدات يسهل نقلها من المصنع إلى موقع التشييد لتركب فى أماكنها وهذا حقق الميزات التالية :
. الحضور على وفر كبير فى كميات المواد المستخدمة فى تصنيعها ، وخاصة حديد التسليح.
• التوصل إلى دقة أكثر فى تنفيذ قطاعاتها واستواء أسطحها.
• زيادة متانتها والحصول على درجة أكبر من الصلابة , وخاصة عند استخدام الحديد سابق الإجهاد.
• تقليل عدد العمالة بموقع التشييد .
• إختصار مدة التشييد.
(2)
دور الخرسانة المسلحة فى المنشآت القشرية :
كثيراً ما تستعمل الخرسانة الظاهرة فى الأعمال المعمارية والإنشائية المختلفة وبالتالي تخدم الخرسانة الجانب الإنشائي بالإضافة إلى خدمتها للجانب المعماري للمنشأ وفى هذه الحالة تكون الخرسانة الظاهرة عنصراً تصميماً ومعمارياً ، تلعب دوراً هاماً أساسياً فى إبراز الطابع المعماري والتشكيل للمنشأ.
وتحتاج الخرسانة الظاهرة إلى دقة عالية فى العمل التنفيذي ، حتى لا تظهر أي عيوب على السطح الخارجي للخرسانة وخاصة مع التغيير فى زوايا الضوء الساقط على سطحها ، وأبرز العيوب تكون ناجمة عن عدم دقة الشدة أو عملية صب الخرسانة ، وتظهر العيوب فى عدم استقامة حواف الأركان وعدم استواء المسطح أو وجود شروح فى السطح ، إلا أنه قد تظهر عيوب أخرى ناتجة عن عدم تجانس الخلطة أو عدم تجانس معالجة الخرسانة بعد الصب ، وهذه الأشياء تؤدى إلى اختلاف البنية الخراجية للخرسانة ولونها.
ولقد أتاحت الثورة الصناعية بإمكانياتها المتطورة إمكان تصنيع الخرسانة المسلحة ( سابقة الصب أو التجهيز ) بدلاً من الاعتماد على صلبات وشدات خشبية بالموقع ترص داخلها أسياخ الحديد ثم يصب فوقها الركام كما كان متبعاً ، الأمر الذى كان يستغرق وقتاً طويلاً وجهداً كبيراً من العمالة فضلاً عن استهلاك كميات هائلة من الأخشاب وعدم الدقة فى التنفيذ ، العوامل التي سببت رفع تكلفتها فى بادئ الأمر ، أصبح فى الإمكان تصنيع أجزاء الهيكل من وحدات يسهل نقلها من المصنع إلى موقع التشييد لتركب فى أماكنها وهذا حقق الميزات التالية :
. الحضور على وفر كبير فى كميات المواد المستخدمة فى تصنيعها ، وخاصة حديد التسليح.
• التوصل إلى دقة أكثر فى تنفيذ قطاعاتها واستواء أسطحها.
• زيادة متانتها والحصول على درجة أكبر من الصلابة , وخاصة عند استخدام الحديد سابق الإجهاد.
• تقليل عدد العمالة بموقع التشييد .
• إختصار مدة التشييد.
ليست هناك تعليقات
إرسال تعليق