كيف تتم تقوية المباني الخرسانية المسلحة؟
يشرح هذا المقال استخدام وحدة التقوية في StatiCAD وفق الفصل 15.10 وEK 15B وEK 15C من TBDY 2018 (الكود التركي للزلازل 2018). تُبنى الوحدة فوق سلسلة تقييم الأداء للمباني القائمة: التقوية خاصية من خصائص العنصر، ويحدد خيار رئيسي واحد ما إذا كانت ستُؤخذ في الحساب أم لا. للخلفية النظرية راجع مقال الأسس النظرية لتقوية المباني الخرسانية المسلحة، ولدراسات التحقق راجع مقال دراسات التحقق من تقوية المباني الخرسانية المسلحة.
في أي الإصدارات؟ تتوفر ميزتا تقييم الأداء للخرسانة المسلحة والتقوية في إصدارات Ultimate وProfesyonel وBetonarme. في الإصدارات الأخرى تُحفظ بيانات التقوية الموجودة في المشروع لكنها لا تظهر في الواجهة ولا تدخل في الحساب.
1. التسلسل العام: قبل التقوية وبعدها في الملف نفسه
- انمذج المبنى القائم؛ وفعّل تقييم الأداء للخرسانة المسلحة ضمن مجموعة الإعدادات العامة للمشروع ← اختيار الكود ← الأداء B.15، ثم نفّذ التحليل وأصدر التقرير. هذه هي حالة ما قبل التقوية.
- في نافذة الخصائص للعناصر المراد تقويتها (نقر بزر الماوس الأيمن ← الخصائص)، أدخل الطريقة ومعاملاتها من تبويب التقوية (انظر القسم 2). تُحفظ هذه المعلومات مع المشروع.
- ضمن مجموعة الأداء B.15 في الإعدادات العامة للمشروع، فعّل خانة “احتساب التقوية” ثم أعد تشغيل التحليل. عندها تحسب السلسلة كاملة (الصلابة، والسعة، وحدود الضرر، وقرار المبنى، والتقرير) الحالة بعد التقوية.
- إن شئت، فعّل خانة “إضافة مقارنة ما قبل التقوية وما بعدها إلى التقرير” لوضع ملخص الحالتين جنباً إلى جنب في الصفحة الأولى من التقرير (انظر القسم 4).
عندما تكون الخانة غير مفعّلة، يحسب البرنامج المبنى بحالته قبل التقوية؛ وتكون النتائج مطابقة تماماً لنتائج مبنى لم تُدخل له بيانات تقوية.
2. تبويب التقوية
يوجد التبويب في نوافذ العمود (خصائص الرباط العمودي) والجسر (خصائص الرباط) والجدار/الجدار القصي (خصائص الجدار). تمنع الخيارات الثلاثة العلوية التطبيق عن طريق الخطأ عند التحديد المتعدد:
| الخيار | المعنى |
|---|---|
| لا شيء (يظهر في التحديد المتعدد فقط) | عند الضغط على «موافق» لا يُمَس إعداد التقوية للعناصر المحددة. وهو الافتراضي في التحديد المتعدد. |
| لا يُطبَّق | تُزال علامة التقوية من العناصر المحددة. وهو الافتراضي عند عنصر واحد. |
| يُطبَّق | تُكتب الطريقة والمعاملات المختارة في الأسفل على العناصر المحددة. |
لا تُحفظ التغييرات إلا بالضغط على موافق؛ أما إلغاء فيتراجع عن كل شيء. يعرض مربع الملخص أسفل التبويب كميات الكود لحظياً مع القيم المدخلة (معامل فعالية التحزيم، ونسبة FRP، والضغط الجانبي، والمقاومة والانفعال للخرسانة المحزَّمة، ومساهمات القص، وسعة المرساة، وغيرها) ويكتب تحذيرات قابلية التطبيق.
2.1 تقوية الأعمدة
| الطريقة | الكود | المدخلات | الأثر في الحساب |
|---|---|---|---|
| تحزيم FRP (LP) | 15.10.1.3 / EK 15B | عدد الطبقات والسماكة، ومعامل المرونة، والانفعال عند القطع، ونصف قطر الزاوية، وتحزيم مستمر أو بشرائط (عرض الشريط والمسافة بينها)؛ وطول الوصلة التراكبية القائمة اختيارياً | نموذج الخرسانة المحزَّمة، وحدود الضرر (GÖ = εcc، وKH = 0.75εcc، وSH = 0.004)، ومساهمة القص Vf. لا تزداد سعة الانحناء. إذا أُدخل طول الوصلة التراكبية فإن سماكة FRP المطلوبة تُحسب وفق EK 15B.4 وتُقارن بالمتوفرة؛ وتُضاف النتيجة إلى وسم التقوية على هيئة “bind OK / YETERSİZ / UYGULANAMAZ”. |
| تكبير المقطع (manto، الغلاف الخرساني) | 15.10.2 | سماكة الغلاف (≥ 10 سم)، وصنف خرسانة الغلاف، وعدد الأوجه (1–4)؛ والتسليح الطولي للغلاف (العدد، والقطر، والغطاء الخرساني)؛ ونموذج الحساب: مركّب (الافتراضي) أو حرفية الكود أو الغلاف فقط | تُؤخذ الصلابة والمقاومة من المقطع المغلَّف بمعامل 0.9. يشارك التسليح الطولي للغلاف في سعة الانحناء، وتُضاف كانات الغلاف إلى مقاومة القص. في الغلاف ذي 1 أو 2 أو 3 أوجه يُحسب المقطع بهندسته الفعلية أحادية الجانب ويؤخذ الأصغر من سعتي ±. |
| التحزيم بالخرسانة المسلحة (للقص) | 15.10.1.1 | السماكة، وصنف الخرسانة، وعدد الأوجه | للقص والقوة المحورية فقط: تُحسب مقاومة القص من المقطع الإجمالي المحزَّم بمعامل 0.9. لا يتغير الانحناء ولا الصلابة. |
| التحزيم الفولاذي | 15.10.1.2، Denk. 15.3 | سماكة الصفيحة وعرضها والمسافة بين الصفائح وإجهاد الخضوع | يُضاف Vj إلى مقاومة القص. لا تتغير المطيلية ولا الانحناء. |
استمرارية الغلاف بين الطوابق وشروط الكانات من مسؤولية المستخدم؛ ويُذكَّر بذلك في مربع الملخص.
2.2 تقوية الجسور
| الطريقة | الكود | المدخلات | الأثر في الحساب |
|---|---|---|---|
| تحزيم FRP (LP) | 15.10.3.2 / EK 15B | معاملات FRP، وعرض الشريط والمسافة بين الشرائط | النموذج المحزَّم وVf. في التحزيم بالشرائط، إذا لم يتحقق شرط المسافة بين الشرائط (sf ≤ wf + d/4) فلا تُؤخذ مساهمة القص ويُصدر تحذير. |
| الكانات الخارجية | 15.10.3.1 | القطر، والمسافة، وعدد الأذرع، وإجهاد الخضوع | تُضاف مساهمة كانات TS 500 إلى مقاومة القص فقط؛ ولا يوجد أثر تحزيم، ولا تتغير حدود المطيلية. |
2.3 تقوية الجدران القصية والجدران الحشوية
| الطريقة | العنصر | المدخلات | الأثر في الحساب |
|---|---|---|---|
| تحزيم FRP (LP) للمنطقة الطرفية | الجدار القصي الخرساني المسلح | معاملات FRP | نموذج محزَّم للمنطقة الطرفية وVf. |
| جدار قصي تقوية جديد | الجدار القصي الخرساني المسلح (15.10.5) | صنف خرسانة الجدار وحديده، وداخل الإطار / ملاصق له، وقطر المرساة (≥ 16 مم)، والمسافة بين المراسي (≤ 400 مم)، والعمق (≥ 10Ø)، ومعامل الاحتكاك، وعدد الصفوف | عندما يكون الخيار غير مفعّل لا يوجد الجدار في النموذج (ما قبل التقوية). وعندما يكون مفعّلاً يُقيَّم كعنصر جديد (معامل مستوى المعلومات 1)؛ ويُجرى فحص المرساة وتُكتب ملاحظة المنطقة الطرفية وتحذير الأساس. |
| بياض مسلَّح بشبكة فولاذية | الجدار الحشوي (EK 15C) | مادة الجدار (من جدول الكود أو بقيم خاصة)، وسماكة البياض (≥ 30 مم) وعدد الأوجه، ونسبة تسليح الشبكة، ونسبة الفتحات | قضبان قطرية مكافئة في النموذج؛ وسعة القص؛ والأداء وفق زاوية الانزلاق (TBDY الجدول 15.2). |
| شريط FRP قطري | الجدار الحشوي (EK 15C) | مادة الجدار ومعاملات FRP وعرض الشريط | قضبان ضغط وشد. |
في نافذة الجدار تتفعّل خيارات الطرق بحسب نوع العنصر: FRP والجدار الجديد في الجدار القصي الخرساني المسلح، وطرق EK 15C في الجدار الحشوي. يُرسم جدار التقوية الجديد في النموذج كجدار قصي خرساني مسلح عادي؛ ولا تُوسَم “جِدّته” إلا من هذا التبويب.
3. قراءة النتائج
- التقرير: يتضمن جدولا مقاطع الأعمدة والجسور والتحزيم عمود “التقوية” (مثل “LP nf=2 tf=0.17” و“Manto t=10” و“Celik sargi” و“Yeni perde ank 1Ø16/200 r=0.91 OK” و“Dolgu hasir siva”). وإذا كان الخيار الرئيسي غير مفعّل يُضاف “(kapali)” إلى الوسم.
- الجدار الجديد: عندما يكون الخيار غير مفعّل يكون سطره خارج التقييم مع ملاحظة “öncesi modelinde yok” (غير موجود في نموذج ما قبل التقوية)؛ وعندما يكون مفعّلاً توجد نسبة المرساة وملاحظة العمود الطرفي في الوسم.
- الجدار الحشوي المقوّى: يُعدّ عنصراً رأسياً؛ وتُحدَّد منطقة الضرر وفق زاوية الانزلاق (TBDY الجدول 15.2: SH 0.003 / KH 0.005 / GÖ 0.010). تُقارن المركبة الأفقية لقوى القضبان القطرية بسعة القص؛ وإذا جرى تجاوزها يُعدّ العنصر هشاً.
4. المقارنة قبل التقوية وبعدها
إذا كانت خانة “إضافة مقارنة ما قبل التقوية وما بعدها إلى التقرير” في مجموعة الأداء B.15 مفعّلة، فإنه عند إعداد التقرير تُحفظ لقطة بحسب حالة الخيار الرئيسي. وإذا وُجد سجل للحالتين، تُطبع الكتلة التالية في الصفحة الأولى من التقرير: مستوى أداء المبنى X/Y (قبل ← بعد)، ونسب معايير 15.8 المئوية، وقائمة العناصر المقوّاة، وتوزيع الضرر، والعناصر التي تغيّرت منطقة ضررها.
التسلسل الصحيح:
- الخيار الرئيسي غير مفعّل ← تحليل ← تقرير (سجل ما قبل التقوية)
- الخيار الرئيسي مفعّل ← تحليل ← تقرير (ما بعد التقوية والمقارنة)
يمكن إجراء التشغيلين متتاليين في الجلسة نفسها.
5. تقارير التصميم في وضع الأداء
عند اختيار تحليل الأداء الخطي (Ra = 1) تُنتَج تقارير تصميم الأعمدة والجسور والجدران القصية بقوى زلزالية غير مخفَّضة: يُضاف “(Ra=1 - bilgi amaçlıdır)” (لأغراض إعلامية) إلى عناوين الأقسام، وتُعرض الأسطر من نوع الخطأ على أنها “Bilgi (Ra=1)” (معلومة). في هذا الوضع لا تُعدّ رسائل تجاوز السعة خطأ تصميم؛ ويُجرى التقييم وفق تقرير الأداء الوارد في الفصل 15.
6. أين تظهر شروط الكود؟
مدخلات التقوية التي لا تحقق شرط الكود تُدرج بعد التحليل في قائمة فحوصات أخطاء المشروع على هيئة سطر “Hata: TBDY2018 M.…” (خطأ) أو “Uyarı: TBDY2018 …” (تحذير). أهم الشروط المفحوصة:
- في FRP: نصف قطر الزاوية < 30 مم ونسبة أضلاع المقطع > 2.5 (لا تُطبَّق زيادة التحزيم)،
- في تقوية الوصلة التراكبية: نسبة المقطع > 2 أو تسليح أملس السطح أو سماكة FRP غير كافية،
- سماكة التحزيم والغلاف < 10 سم،
- القطر والمسافة والعمق وسعة القص في مرساة الجدار الجديد،
- في الجدار الحشوي: سماكة البياض < 30 مم، ونسبة الفتحات > 10%، والقطر/السماكة ≥ 30، ونسبة الطول/الارتفاع خارج المجال 0.5–2 في FRP، وحد الطوابق في 15.10.4،
- تجاوز طلب القص للسعة (سلوك هش).
مخالفات القواعد لا توقف الحساب؛ والقرار للمهندس.
7. الأسئلة الشائعة
أدخلت تقوية لكن النتيجة لم تتغير. هل خانة “احتساب التقوية” مفعّلة في الإعدادات العامة للمشروع، وهل أعدت تشغيل التحليل؟ في FRP، إذا تجاوزت نسبة الأضلاع 2.5 في عمود، أو كان نصف قطر الزاوية أصغر من 30 مم، فإن زيادة التحزيم لا تُطبَّق وفق الكود (يظهر تحذير في مربع الملخص).
هل تُحسب كتلة الجدار الجديد في نموذج ما قبل التقوية أيضاً؟ لا. عندما يكون الخيار غير مفعّل يُصفَّر الوزن الذاتي للجدار والأحمال الإضافية المعرّفة عليه؛ وتُحسب أوزان الطوابق ومركز الكتلة وكتل العناصر المحدودة دون الجدار. كما لا يُعدّ الجدار مسنَداً للبلاطة (يتوزع حمل البلاطة على المساند المتبقية). المبنى “قبل التقوية” بلا جدار قصي.
أرى ملاحظة “EK 15C çubuğu oluşmadı” في الجدار الحشوي. لم يُعثر على عمود قائم عند طرفي الجدار، أو أن مدخلات المادة ناقصة. تُنشأ القضبان القطرية بين عقد الأعمدة الطرفية للجدار.
هل تسري التقوية في التحليل الدفعي (غير الخطي) أيضاً؟ نعم. تنعكس تغيرات الصلابة والمقطع الناتجة عن تحزيم FRP والغلاف الخرساني والجدار الجديد وقضبان الحشو في التحليل الدفعي كذلك. أما فحوصات القص الإضافية مثل التحزيم الفولاذي والكانات الخارجية والمرساة فتُدرج في التقييم الخطي.