تقوية المباني المبنية بالبناء في StatiCAD
تقوية المباني المبنية بالبناء في StatiCAD
أنواع التقوية المتاحة
1-التقوية بالخرسانة المرشوشة (الجنيتاج)
2-التقوية بإضافة روابط رأسية إلى النظام
3-التقوية بالتغليف بالبوليمر المسلح بالألياف (FRP)
4-التقوية بإضافة جدران جديدة إلى النظام
…
بالنسبة للمباني المبنية بالبناء، يجب أخذ معاملات R و D و I وفقاً للفصل 11. غير أن البرنامج يطبّق القيمة التي يدخلها المستخدم.
يجب إجراء الحساب لمستوى حركة الأرض الزلزالية DD-2 ويجب تحقيق هدف الأداء المتمثل في الضرر المتحكم فيه. بالنسبة للمباني من النوع المدرسي، يُناسب اتخاذ معامل أهمية المبنى 1.5.
نظراً لأن معاملات الأمان للجدران تتعلق بمبنى قائم، فإن اعتماد قيمة 1 يعد مناسباً.
تُنفَّذ عملية جمع المعلومات من المبنى وفقاً للـ TBDY2018 على النحو التالي.
15.2.10. مستوى المعلومات المحدود للمباني المبنية بالبناء
15.2.10.1 – هندسة المبنى: إذا توافرت المخططات المعمارية، تُجرى معاينة بصرية للمبنى للتحقق من توافق الهندسة القائمة مع المخططات. في حال عدم توافر المخططات المعمارية، يُعدّ مسح هيكلي للمبنى. يجب أن تشمل المعلومات المجمّعة موقع الجدران المبنية بالبناء وأطوالها وسماكاتها وفتحاتها في كل طابق، إضافةً إلى ارتفاعات الطوابق.
15.2.10.2 – التفاصيل: يُحدَّد بصرياً نوع السقف والبلاطة وأساليب ربطها بالجدران وحالة الروابط الأفقية والعقود.
15.2.10.3 – خصائص المواد: يُحدَّد نوع مواد الجدران بصرياً بإزالة الطلاء من جزء من سطح الجدار. في حسابات مقاومة المبنى، تُعتمد مقاومات القص للجدران الواردة في الفصل 11 لكل نوع من أنواع الجدران أساساً للحساب.
15.2.11. مستوى المعلومات الشامل للمباني المبنية بالبناء
15.2.11.1 – هندسة المبنى: يُعدّ مسح هيكلي للمبنى. يجب أن تشمل المعلومات المجمّعة موقع الجدران المبنية بالبناء وأطوالها وسماكاتها وفتحاتها في كل طابق، إضافةً إلى ارتفاعات الطوابق. يُحدَّد نظام الأساس بواسطة حفرة تفتيش تُفتح خارج المبنى.
15.2.11.2 – التفاصيل: يُفحص بصرياً نوع السقف والبلاطة وأساليب ربطها بالجدران وحالة الروابط الأفقية والعقود. ويُحدَّد بناءً على نتائج هذا الفحص ما إذا كان سلوك الحجاب الصلب قد تحقق في كل طابق. وإن تعذّر تحقيق هذا السلوك، يُحكم على المبنى بأنه غير كافٍ من حيث السلامة الزلزالية.
15.2.11.3 – خصائص المواد: يُحدَّد نوع مواد الجدران بصرياً بإزالة الطلاء من جزء من سطح الجدار. لتحديد خصائص مواد الجدران، تُؤخذ من المبنى عينتان على الأقل من قطع الجدار، وتُستخدم في الحسابات المنجزة وفقاً للفصل 11 الخصائص المتوسطة المستحصلة من اختبارات مقاومة الضغط لهذه العينات.
في حسابات مقاومة المبنى، تُعتمد مقاومات القص للجدران الواردة في الفصل 11 لكل نوع من أنواع الجدران أساساً للحساب.
.
1-التقوية بالخرسانة المرشوشة (الجنيتاج)
1.1 تُوضع شبكة حديد من الدرجة المحسوبة على وجه واحد أو وجهين من الجدار. تُثبَّت شبكة الحديد بتوصيل مرسى إلى الجدار القائم لضمان العمل المركّب. يُكسى الجدار بخرسانة مرشوشة أو مونة إصلاح بالسماكة المحسوبة التي تعطي مقاومة التصميم.
لكي يأخذ StatiCAD التقوية بعين الاعتبار في حساباته، يجب اختيار كود TBDY2018 في صفحة اختيار الكود ضمن إعدادات المشروع العامة، كما يجب وضع علامة على خيار "هذا المشروع مشروع فحص وتقوية مبنى قائم". إن اختير كود RYTEİE 2019 (المبنى المعرّض للخطر)، أو لم يُحدَّد خيار "هذا المشروع مشروع فحص وتقوية مبنى قائم"، فلن تُؤخذ التقوية في الحسبان.
في إعدادات المشروع العامة > تبويب التقوية، يُختار الخياران 1 و2 و4.
1. إن لم يُختر الخيار 1، فلن تُعتبر التقوية.
2. يُتيح الخيار 2 أخذ إسهام التقوية في طاقة الضغط بعين الاعتبار. إن كانت مقاومة الضغط للجدران كافية، يمكن ترك هذا الخيار دون تحديد.
3. يحسب الخيار 3 زيادة طاقة القص من تقوية الجدار بافتراض أن مقاومة القص للخرسانة المرشوشة فقط هي المستخدمة وأن الحديد يُوضع بصورة إنشائية. لا يُنصح به لكونه محافظاً بشكل مفرط وغير اقتصادي، غير أنه يمكن تطبيقه وفقاً لتقدير المهندس.
4. عند اختيار الخيار 4، لا تُحسب مقاومة قص الخرسانة المرشوشة؛ بل تُعتبر فقط مقاومة القص التي توفرها شبكة التسليح. ونرى أنه حل اقتصادي وآمن. في هذا الخيار، تُحدَّد مقاومة القص الإضافية التي توفرها شبكة التسليح (لمنع الانهيار الهش) بقيمة 0,22*fcd*Amanto. إن ظلت مقاومة القص للجدار المقوّى غير كافية، فقد يكون رفع درجة الخرسانة المرشوشة أو سماكة القميص وفق ما تقتضيه الصيغة حلاً لتحقيق الأداء الكافي من التقوية.
رسم قميص التقوية (الخرسانة المرشوشة)
لتمكين حساب الطاقات المركّبة (المزوّدة بالقمصان) للجدران في التقوية، يجب نمذجة قميص التقوية على المحور الستاتيكي المار من مركز الجدار. يجب أن تكون عُقد بداية ونهاية كل جزء من أجزاء الجدار وكل جزء من أجزاء القميص متطابقة. وإن طُبِّق ذلك، يستقبل القميص حِمل البلاطة بنسبة صلابته، ويُحسب التسليح بأخذ الجزء غير الكافي من طاقة الجدار حِملاً أيضاً.
إن عُرِّفت نقطتا البداية والنهاية للجدار بصورة مختلفة عن نقطتي البداية والنهاية للقميص، لن يستقبل القميص إلا حِمل البلاطة ويُحسب التسليح وفقاً لذلك؛ ولن يستقبل حِملاً إضافياً من الجدار المرتبط به. يُحسب التسليح بناءً على الحِمل المستقبَل من البلاطة.
يُشير مصطلح "قميص التقوية" المستخدم في البرنامج إلى طبقة خرسانية مسلحة تُشكَّل بوضع شبكة حديد على الجدار المعالج بالخرسانة المرشوشة أو المونة الإصلاحية وتثبيتها بمراسي إلى الجدار، مما يعرّف عملية التقوية.
لرسم قميص التقوية، اضغط على زر 
على الشاشة الرئيسية لاستعراض نموذج إدخال بيانات خصائص قميص تقوية الجدار.
في النموذج الذي يظهر، لا داعي لتغيير اسم القميص إذ يُعيّنه البرنامج تلقائياً. تُدخَل سماكة الجدار المراد تقميصه بالسنتيمتر. تُبقى قيمة لامركزية الجدار والقميص صفراً. يُحدّد طول البروز الأيسر/السفلي للقميص عدد السنتيمترات التي يُمدَّد فيها القميص نحو اليسار أو الأسفل من النقطة المنقورة؛ ويُحدّد طول البروز الأيمن/العلوي عدد السنتيمترات نحو اليمين أو الأعلى. تُدخَل قيمة سماكة القميص الخرساني. إن لم يكن المبنى متدرّجاً أو كانت قيم الكوتا السفلية والعلوية للجدران صفراً، يجب تركّ الكوتتين السفلية والعلوية للقميص الخرساني صفراً أيضاً.
إن كان سيُكسى الوجه العلوي أو الأيسر للجدار، يُختار زر الخيار تغطية الوجه العلوي/الأيسر؛ وإن كان سيُكسى الوجه الأيمن أو السفلي، يُختار زر الخيار الوجه السفلي/الأيمن.
عند تقميص الجدران من الطرف إلى الطرف، يستطيع البرنامج حساب التسليح اللازم للقميص. إن أُريد استخدام قيمة محددة، يمكن استخدام أحد خيارات الشبكة الحديدية المتاحة.
بعد النقر على موافق، يُرسم القميص بالنقر على النقطة الأولى والثانية على محور الجدار المراد تقميصه.
رسم أقمصة التقوية
1-لتمكين حساب الطاقات المركّبة (المزوّدة بالقمصان) للجدران في التقوية، يجب تعريف أقمصة التقوية والجدران على المحور نفسه.
2-لا داعي لتغيير اسم القميص في خصائص قميص تقوية الجدار. يُعيّن البرنامج أسماء العناصر تلقائياً؛ إن أُريد ترتيب أسماء العناصر المرسومة بترتيب عشوائي، يمكن إجراء ترتيب تلقائي بالضغط على زر الترتيب في شريط الأدوات العلوي.
3- تُدخَل قيمة سماكة الجدار في خانة سماكة الجدار المراد تقميصه.
4-بالنسبة لطول البروز الأيسر/السفلي للقميص في أقمصة الجدران الخارجية، قد يكون من المناسب أخذ نصف سماكة الجدار المتصل عمودياً من اليسار أو من الأسفل بالجدار المراد تقميصه. يُحدّد طول البروز الأيسر/السفلي مدى تقدم أو تأخر القميص بالنسبة إلى المحور الأيسر/السفلي الذي عُرِّف فيه. يمكن إعطاء قيم موجبة أو سالبة.
6-بالنسبة لطول البروز الأيسر/السفلي للقميص في أقمصة الجدران الداخلية، قد يكون من المناسب أخذ القيمة السالبة لنصف سماكة الجدار المتصل عمودياً بالجدار المراد تقميصه (مثلاً -10). يُحدّد طول البروز الأيسر/السفلي مدى تقدم أو تأخر القميص بالنسبة إلى المحور الأيسر/السفلي الذي عُرِّف فيه. يمكن إعطاء قيم موجبة أو سالبة.
7-لتعريف طول البروز الأيمن/العلوي للقميص، يمكن الاستعانة بالبندين (5) و(6).
8-يجب ألّا تقل سماكة القميص الخرساني عن 3 سم وفق ما يشترطه الكود الزلزالي. عند إجراء التحليل الستاتيكي مع مراعاة صلابة الأقمصان، تُعدّ سماكة القميص أحد العوامل التي تحدد الحِمل الزلزالي الذي ستحمله الأقمصة.
9- الكوتا السفلية: إن كان الطابق الذي تنمذجه طابقاً سفلياً وكان مبناك متدرّجاً، يمكنك معادلة الكوتا السفلية للقميص بالكوتا السفلية للجدار.
10-الكوتا العلوية: إن كان الطابق الذي تنمذجه أعلى الطوابق وكان مبناك متدرّجاً، يمكنك معادلة الكوتا العلوية للقميص بالكوتا العلوية للجدار. إن أدخلت الكوتا السفلية أو العلوية للقميص بقيمة مختلفة عن تلك الخاصة بالجدار، قد تنحرف نتائج التحليل عن النتائج المتوقعة.
11- في تطبيق المبنى، قد يؤدي تحديد الكوتا السفلية أو العلوية للقميص بقيمة مختلفة عن تلك الخاصة بالجدار إلى خفض الأداء الزلزالي لمبناك.
12-لتغطية الوجه الأيسر للجدران الرأسية أو الوجه العلوي للجدران الأفقية، يمكنك تفعيل خيار تغطية الوجه العلوي/الأيسر.
13-لتغطية الوجه الأيمن للجدران الرأسية أو الوجه السفلي للجدران الأفقية، يمكنك تفعيل خيار تغطية الوجه السفلي/الأيمن.
14- انقر على زر موافق وانقر على نقاط تقاطع المحاور على شاشة النمذجة الرئيسية لتحديد الطرفين الأول والثاني للقميص. سيُرسم القميص.
15-إن كنت تريد مراعاة إسهام أقمصة التقوية في إجهادات الأمان للضغط في الجدران أو حساب إسهام أقمصة التقوية في طاقة القص للجدران، فيجب عليك في أقمصة الجدران الخارجية تعيين نقطتي البداية والنهاية للأقمصة مساويتين أو أكبر من نقطتي البداية والنهاية للجدار. (وفق تعريف الصيغة)
15-إن كنت تريد مراعاة إسهام أقمصة التقوية في إجهادات الأمان للضغط في الجدران أو حساب إسهام أقمصة التقوية في طاقة القص للجدران، فيجب عليك في أقمصة الجدران الداخلية تعيين نقطتي البداية والنهاية للأقمصة مساويتين أو أكبر من نقطتي البداية والنهاية للجدار.
نظراً لأن القميص سيُرسم عند تقاطع القميص والجدار (المنطقة التي يلتقي فيها القميص بالجدار المتصل عمودياً) على الشاشة وفي الرسومات، سيحدث فائض في صلابة القميص يساوي مساحة تقاطع الجدار. غير أن هذا الوضع يُراعى في التحليل وتُخفَّض مساحات الأقمصة بمقدار مساحة منطقة التقاطع، لذا لا تظهر فروقات في الحسابات. في الرسومات، يكون من المناسب قصّ (حذف) خط القميص إضافةً عند تقاطع الجدار والقميص.
16-عند رسم قميص جدار ليشمل فتحة باب أو نافذة، تُقسَّم الأقمصة تلقائياً عند فتحات الباب أو النافذة وتُنشأ أقمصة إنشائية تلقائياً.
القميص الإنشائي للتقوية هو استمرار القميص على أجزاء الجدار فوق وتحت النوافذ أو فوق الأبواب. استمرار القميص عبر فتحات الجدار يزيد صلابة الأقمصة على أجزاء الجدار المصمتة ويوفر تقوية أفضل للمبنى. عند رسم أقمصة التقوية، تُنشأ الأقمصة الإنشائية
تلقائياً بواسطة البرنامج عند الأجزاء المتزامنة مع الأبواب أو النوافذ، ويمكن للمستخدم تعديل خصائصها بتغيير المعلومات في هذا النموذج.
تسليح الأقمصة
إن أُريد استخدام نوع تسليح واحد كتسليح للأقمصة في المبنى بأكمله، ضع أولاً علامة "دع البرنامج يختار تلقائياً" في تبويب اختيار التسليح في نافذة خصائص القميص. بعد التحليل، لتطبيق الحد الأقصى لتسليح القميص المختار من قِبَل البرنامج على جميع الأقمصة، حدّد جميع الأقمصة طابقاً طابقاً (باستخدام خيار "تغيير خصائص العناصر المحددة") وعيّن الشبكة الحديدية المحسوبة القصوى على جميع الأقمصة في تبويب اختيار التسليح في نافذة خصائص القميص.
في تقارير الحساب، وجود درجة شبكة أعلى من درجة الشبكة Q785/785 يدل على أن مساحة التسليح المطلوبة لا يمكن تحقيقها بالشبكات الجاهزة. فمثلاً إن حُسبت شبكة Q1234/1234، يعني ذلك وجوب استخدام 12.34 سم²/م من التسليح الأفقي والرأسي في هذا القميص.
في مثل هذه الحالة، يمكن استخدام تسليحين من نوع Q634 (2*634>1234) في سماكة القميص،
أو
مثلاً، إن كانت ستُستخدم قضبان مسننة قطرها 12 مم في صف واحد: بتباعد 100/(12.34/(1.2*1.2*pi()/4)) = 9 سم،
أو إن كانت ستُستخدم قضبان مسننة قطرها 12 مم في صفين: بتباعد 2*100/(12.34/(1.2*1.2*pi()/4)) = 18 سم، يمكن اختيار التسليح وتحديث الرسومات وفقاً لذلك.
2-تقوية الجدران غير الكافية بإضافة روابط رأسية
تحديد الخيار الموضّح في الصورة أعلاه يجعل البرنامج يطبّق البند التالي من الكود.
بعد تحديد خيار "إدراج الروابط الرأسية في مقاومة الجدار"، عند إضافة روابط رأسية بمقطع كافٍ داخل الجدار، قد تصبح الجدران غير الكافية كافية.
3-التقوية بالتغليف بالبوليمر المسلح بالألياف (FRP)
حدّد الجدران غير الكافية، وانقر بزر الماوس الأيمن عليها، ثم انقر على "تغيير خصائص الجدار المحدد".
في نافذة خصائص الجدار، انتقل إلى تبويب التغليف بالبوليمر المسلح بالألياف، واختر خيار "تطبيق تغليف البوليمر المسلح بالألياف على شكل أشرطة أفقية" و/أو "تطبيق تغليف البوليمر المسلح بالألياف بشكل قطري بين أركان الجدار".
أدخل قيم المادة المرغوب استخدامها في حقول الإدخال واضغط على موافق.
بعد التحليل، تحقق مما إذا كان الجدار قد أصبح كافياً. وإن لم يكن، أعد التحليل بتغيير عدد طبقات التغليف بالبوليمر المسلح بالألياف على وجه واحد، أو عدد الأوجه المُغطاة (ما إذا كان الجدار مُغطى من وجه واحد أو من وجهين)، أو تباعد أشرطة البوليمر المسلح بالألياف (من محور إلى محور)، أو عرض الشريط، أو نوع/جودة المادة.
يمكن التحقق من النتائج الستاتيكية في تقرير إجهاد القص للجدار.
في الجدول أعلاه، تُستحصل مقاومة القص للجدار (Vrd) بإضافة قيمتي Vfy+Vfc إلى أصغر قيمة من Vrd1a و Vrd1b لكل حالة تحميل.
Vrd=min(Vrd1a,Vrd1b)+Vfy+Vfc
يمكن الحصول على الرسومات من نافذة اختيار الرسومات.
الأسس
نظراً لأن الكود لا يُحدد تأثير قصور الأساس على المبنى في حسابات الأداء، فإن البرنامج لا يُغيّر حالة أداء المبنى فيما يخص قصور الأساس. غير أنه إن وُجد قصور في الأسس (يُتحقق منه في تقارير الأسس)، يُجرى التحليل بتعديل أبعاد المقاطع العرضية للأسس حتى تكتفي، ويُعدّ المستخدم رسومات التقوية للأبعاد الجديدة الكافية للأسس بصورة منفصلة. للاسترشاد برسومات التقوية، يمكن الرجوع إلى كتاب "مقدمة في هندسة الزلازل" للأستاذ زكاي جلب.