مثال محلول: مبنى من الفولاذ الخفيف بطابقين

1. عن هذا المقال

يشرح هذا المقال بلقطات الشاشة كيف يُنمذج ويُحل في وحدة الفولاذ الخفيف (الفولاذ المشكّل على البارد، LSF) في StatiCAD مسكنٌ صغير من طابقين من البداية إلى النهاية: إعدادات المشروع، وجدران الألواح، وعتبات الأبواب والنوافذ، وبلاطة الفولاذ الخفيف (إنتاج الأشرطة + جسور البلاطة)، والتحليل، وقراءة التحذيرات وتحسين التصميم، والنتائج، وتقرير الحساب، والرسومات. القيم المُدخَلة في كل خطوة هي القيم الفعلية للمبنى المثالي، والنتائج العددية في المقال هي النتائج التي أعطاها البرنامج في هذا المثال.

وللاطلاع على الخلفية النظرية للوحدات وتفاصيل جميع الخيارات راجع المقالات التالية: تصميم ألواح ودعامات الفولاذ الخفيف، تصميم الجسور والأعمدة من الفولاذ الخفيف، بلاطة الفولاذ الخفيف: جسور البلاطة والديافرام، شروط الكود والمراسي والأساس، الأسس النظرية ودراسات التحقق.

معلومات

الإصدار: نوع مبنى الفولاذ الخفيف، ونوع الجدار “لوحة في الفولاذ الخفيف”، وتبويبات جسور/بلاطات الفولاذ الخفيف، وتقارير الفولاذ الخفيف لا تظهر إلا في إصدار StatiCAD Ultimate. أُخذت لقطات الشاشة بإصدار StatiCAD Ultimate V.10.0.1.0.

تلميح

ملفات المثال: يمكنك تنزيل ملفات المشروع للمرحلتين الواردتين في المقال (ZIP): OrnekHafifCelik_ilk.sy4 (التصميم الأولي، القسم 9) وOrnekHafifCelik.sy4 (التصميم المحسَّن، الأقسام 10–13). افتح الملف بـ ملف › فتح وتابع الخطوات على شاشتك.

2. المبنى المثالي

مسكن مستقل من طابقين مسقطه 10.00 × 6.00 m. المنظومة الحاملة من الفولاذ الخفيف بالكامل: جدران ألواح ارتفاع الطابق فيها 2.80 m، وجسور بلاطة C200 ترتكز على الألواح، وعتبات من الفولاذ الخفيف فوق الأبواب والنوافذ. الأساس خارج نطاق هذا المثال؛ وتُعدّ قواعد الجدران مسنودة.

الجدول 1 – معلومات عامة

الموضوع	القيمة
المسقط	10.00 × 6.00 m (x = 0…10 m، y = 0…6 m)؛ جدار حامل داخلي عند x = 5.00 m
الطوابق	ZEMİN KAT (الطابق الأرضي) و1. KAT (الطابق الأول)، ارتفاع كل منهما 2.80 m (ارتفاع المبنى 5.60 m)
الجدران (الألواح)	السماكة 15 cm؛ الدعامة C100x50x15x1.2 (جدار خارجي)، C100x50x15x1.5 (جدار داخلي)، التباعد 600 mm، دعامتان طرفيتان عند طرف اللوح؛ OSB بسماكة 11 mm على الوجهين (vc = 10.2 kN/m)؛ الوزن الحجمي للجدار 300 kg/m³
الفتحات	في الطابق الأرضي بابان (مدخل 1.00 m وباب داخلي 0.90 m) و5 نوافذ؛ وفي الطابق الأول باب داخلي واحد و6 نوافذ (النوافذ 1.50 m، الحاجز 90 cm)
العتبات	فوق كل فتحة جسر من الفولاذ الخفيف CC C200x80x22x4، مفصلي الطرفين
البلاطات	في كل طابق بلاطتان 5.00 × 6.00 m؛ بلاطة فولاذ خفيف: جسور بلاطة CC C200x80x16x2 في الاتجاه X، التباعد ≤ 390 mm (المنتَج 375 mm)، كسوة OSB، صفّان من التكتيف
الأحمال	سماكة البلاطة 2 cm (ما يعادل الكسوة + المِداك)، حمل ميت إضافي 30 kg/m²، حمل حي 200 kg/m² (الطابق الأرضي) و150 kg/m² (السقف)؛ حمل الثلج على السقف Sk = 0.75 kN/m²؛ الرياح q = 0.5 kN/m² (TS 498، 0–8 m)
الزلزال	TBDY 2018، DD-2، SS = 0.50، S1 = 0.14، ZC؛ I = 1، R = 3، D = 2 (HCBTİE الجدول 1.2، ممطولية محدودة)؛ طريقة حمل الزلزال المكافئ، T = 0.2 s (TBDY 10.2.6.1)
طريقة التصميم	YDKT (HCBTİE 4.2؛ φc = 0.85، φb = 0.90)

الشكل 1 – مخطط الطابق الأرضي: جدران الألواح (أصفر)، جسور البلاطة (أزرق)، الأشرطة (أخضر)، الأبواب والنوافذ (بنفسجي)

الشكل 2 – منظر ثلاثي الأبعاد للمبنى المثالي

معلومات

اتجاه المسقط: في شاشة المسقط في StatiCAD يتجه المحور y إلى الأسفل: تظهر الواجهة عند y = 0 أعلى الشاشة، والواجهة عند y = 600 cm في الأسفل.

3. تشغيل البرنامج والمشروع

عند فتح البرنامج تظهر شاشة البدء (dock). استخدم جديد على اليسار لمشروع جديد، وفتح لمثال جاهز؛ وتفتح أيقونة الشاشة الرئيسية شاشة العمل.

الشكل 3 – شاشة البدء (dock)

على يسار الشاشة الرئيسية منظر المسقط (الطابق) وعلى يمينها المنظر ثلاثي الأبعاد. يفتح زر PrjAyar في شريط الأدوات العلوي الإعدادات العامة للمشروع، وKatAyar إعدادات الطوابق العامة، وAnaliz نافذة التحليل الإستاتيكي، وRapor اختيار التقرير، وÇizim اختيار الرسم. ويغيّر زرا الطابق السفلي / الطابق العلوي الطابق النشط (“Active Story” أسفل اليسار).

الشكل 4 – شاشة العمل الرئيسية: مسقط الطابق الأرضي والمنظر ثلاثي الأبعاد

4. الإعدادات العامة للمشروع

تُفتح بزر PrjAyar في شريط الأدوات العلوي. فيما يلي التبويبات اللازمة لمبنى الفولاذ الخفيف.

4.1 اختيار الكود: نوع المبنى وخيارات الفولاذ الخفيف

1. يُختار نوع المبنى: فولاذ خفيف. يفعّل هذا الاختيار استخدام T = 0.2 s في حساب الزلزال، وفحوص مشروع الفولاذ الخفيف (HCBTİE الجدول 1.2)، وتبويبات الفولاذ الخفيف.
2. قوى الزلزال: TBDY 2018، مستوى الممطولية: محدود (R ≤ 3). وفي الممطولية العالية يمكن استخدام R ≤ 4.
3. طريقة تصميم عناصر الفولاذ الخفيف: YDKT. حد سهم الدعامة h/240 (كسوة ألواح جصية/OSB)، والانبعاج التشوهي للمقطع C+ بالشريط المحدود (الافتراضي).
4. توزيع الحمل على جدران القص في مباني الخشب والفولاذ الخفيف: السعة. يُوزَّع حمل الزلزال على الألواح بنسبة سعاتها (TBDY 10.2.6.1).
5. تُركت خانتا “أخذ اللامركزيات في الاعتبار في مصفوفة صلابة النظام (ofset3)” و“أخذ قيمتي Offset1 وOffset2 في الاعتبار في مصفوفة صلابة النظام” غير محددتين في هذا المثال؛ ولا يغيّر بقاؤهما محددتين تصميم جسور الفولاذ الخفيف (انظر الملاحظة أدناه).

الشكل 5 – الإعدادات العامة للمشروع › اختيار الكود (نوع مبنى الفولاذ الخفيف، YDKT، توزيع السعة، خانات الإزاحة مغلقة)

معلومات

خانات الإزاحة وجسور البلاطة: إذا حُدِّدت إحدى خانات الإزاحة فإن محور الجسر يُنمذج تحت مستوى البلاطة؛ ومع قيد الديافرام الصلب تنشأ في الجسر قوة محورية (تأثير مركّب) لا مسار حمل فعلياً لها. تعطي العناصر المحدودة هذه القوة في هذا المثال نحو 29 kN لكل جسر بلاطة. ويطرح البرنامج هذه الحصة في تصميم جسور الفولاذ الخفيف من القوة المحورية، كما في الجسور الخرسانية المسلحة: مع الخانات المحددة تكون القوة المحورية التصميمية 0.2 kN وP/P_d + M/M_d = 0.564؛ ومع الخانات المغلقة 0 و0.558. وتبقى القوة المحورية الخام ظاهرة في جداول نتائج جسور العناصر المحدودة. أما خانة “Offset1 وOffset2” فلا تُحفظ في ملف المشروع ويفتحها البرنامج محددة في كل مرة.

معلومات

اختيار نوع اللوح: اختيار “نوع اللوح في مباني الفولاذ الخفيف (لوح جصي / غيره)” في التبويب نفسه لا يؤثر في الحسابات في هذا الإصدار. يُدخل نوع الكسوة ومقاومتها لكل جدار من تبويب لوحة الفولاذ الخفيف (القسم 6.4).

4.2 TBDY2018: معاملات الزلزال

تُدخل معاملات التسارع الطيفي للخريطة DD-2 (S_S = 0.50، S₁ = 0.14)، وصنف التربة المحلية ZC، ومعامل أهمية المبنى I = 1، ومعاملات سلوك المنظومة الحاملة R(x) = R(y) = 3، ومعاملات زيادة المقاومة D(X) = D(Y) = 2. يشترط HCBTİE الجدول 1.2 في مبنى الفولاذ الخفيف D = 2؛ ولا يجوز أن تتجاوز R القيمة 3 في الممطولية المحدودة.

الشكل 6 – الإعدادات العامة للمشروع › TBDY2018

4.3 قوى الزلزال

يُختار حمل الزلزال المكافئ (TBDY 10.2.6.1). عندما يكون نوع المبنى فولاذاً خفيفاً يضبط البرنامج خيار الدور على الطريقة التجريبية؛ ويُحسب التسارع الطيفي في مبنى الفولاذ الخفيف في كل الأحوال عند T = 0.2 s، لذا لا يغيّر اختيار الدور النتيجة.

الشكل 7 – الإعدادات العامة للمشروع › قوى الزلزال

4.4 توليفات الأحمال: الرياح والثلج

يُدخل ضغط الرياح q = 0.5 kN/m² (TS 498، 0–8 m) وحمل ثلج السقف Sk = 0.75 kN/m². تُستخدم q في فحص الرياح خارج مستوى الدعامات في الجدران الخارجية (1.2G + 1.0Q + 0.5S + 1.6W) وفي سهم الدعامة؛ ويؤثر حمل الثلج في البلاطات المحددة “حمل الثلج: موجود” (السقف في هذا المثال).

الشكل 8 – الإعدادات العامة للمشروع › توليفات الأحمال

معلومات

حالة حمل الرياح: عند اختيار “استخدام توليفات الخرسانة المسلحة والبناء بالحجر” لا توجد الرياح بين حالات الأحمال. يُجرى فحص الدعامات للرياح بمعزل عن ذلك؛ أما في تصميم جسور/أعمدة الفولاذ الخفيف فلا تتكوّن توليفات الرياح ويصدر في نهاية التحليل سطر معلومة (القسم 10.4).

4.5 قوى العناصر: نقل الأحمال والديافرام

في نقل الأحمال من البلاطات تُختار الطريقة الكلاسيكية وتُترك خانة إدخال البلاطات في صلابة النظام غير محددة؛ وبذلك يأخذ كل جسر بلاطة G وQ ضمن عرض حمله. وفي أحمال الزلزال يُستخدم الديافرام الصلب الكامل.

الشكل 9 – الإعدادات العامة للمشروع › قوى العناصر

5. تعريف الطوابق

في نافذة KatAyar (إعدادات الطوابق العامة) يُعرَّف طابقان: ZEMİN KAT و1. KAT، ارتفاع كل منهما 280 cm. وسطر TEMEL هو طابق الأساس في البرنامج؛ ولم يُرسم عنصر أساس في هذا المثال.

الشكل 10 – إعدادات الطوابق العامة

6. ألواح الفولاذ الخفيف (الجدران)

6.1 رسم الجدران

تُرسم الجدران بزر جدار في الشريط الأيسر (أو بالأمر w في سطر الأوامر) بنقرتين على خط المحور؛ وسماكة الجدار 15 cm. في StatiCAD كل جدار هو قطعة لوح بكامل الارتفاع: ينتهي الجدار عند فتحات الأبواب والنوافذ (القسم 7). في الطابق الأرضي وفي الطابق الأول 12 لوحاً في كل منهما (WZ01…WZ12، W101…W112).

الشكل 11 – النقر بالزر الأيمن على جدار: “WZ02 Duvarı Özellik Değiştir” (تغيير خصائص الجدار WZ02)

لتغيير الخصائص انقر بالزر الأيمن على الجدار واختر … Duvarı Özellik Değiştir (تغيير خصائص الجدار …)؛ وعند تحديد عدة جدران يطبّق تغيير الخصائص المتعددة القيم نفسها على كل الجدران المحددة.

6.2 الإعدادات العامة: “لوحة في الفولاذ الخفيف”

1. يُحدَّد نوع العنصر: لوحة في الفولاذ الخفيف. يظهر تبويبا “لوحة الفولاذ الخفيف” و“مرساة الفولاذ الخفيف” بهذا الاختيار.
2. عرض الجدار 15 cm، ودلتا اليسار/اليمين 7.5 cm (الجدار متمركز على المحور).
3. يُدخل ارتفاع الرباط 20 cm. في لوح الفولاذ الخفيف هذه القيمة هي عمق البلاطة: يُؤخذ ارتفاع الدعامة h = 280 − 20 = 260 cm (في التقرير “Geometri: h = 260 cm”، أي الهندسة).
4. من خانات موضع جدار القص تُحدَّد حافة المبنى التي يقع عليها الجدار (لهذا الجدار على المحور الطرفي السفلي). يُحسب انحناء الرياح وسهم الدعامة في الجدران (الخارجية) المحددة على محور طرفي فقط؛ وتُترك الخانات فارغة في الجدار الداخلي.

الشكل 12 – خصائص الجدار › الإعدادات العامة (لوحة في الفولاذ الخفيف، على المحور الطرفي السفلي)

6.3 الإستاتيكا/المواد: وزن الجدار

يُحسب الوزن الذاتي للوح من BHA (الوزن الحجمي) في هذا التبويب وسماكة الجدار. في المثال أُخذ 300 kg/m³ × 0.15 m ≈ 45 kg/m² من سطح الجدار (الدعامات وطبقتا OSB والعزل واللوح الجصي الداخلي). ولا تُستخدم حقول مقاومة البناء بالحجر مثل fk وfvko في حساب لوح الفولاذ الخفيف.

الشكل 13 – خصائص الجدار › الإستاتيكا/المواد (BHA = 300 kg/m³)

خطر

وزن الجدار الافتراضي: تأتي الجدران المرسومة حديثاً بالقيم الافتراضية للجدار الحجري (1300 kg/m³، 24 cm). وعند اختيار “لوحة في الفولاذ الخفيف” تصبح السماكة 15 cm وBHA 300 kg/m³؛ وتتدرج دلتا اليسار/اليمين (امتدادات الأطراف) بما يتناسب مع السماكة (12 ← 7.5 cm). وعند فتح جدار فولاذ خفيف محفوظ تبقى القيم المحفوظة. إذا كانت سماكة اللوح ووزنه الحقيقيان مختلفين فصحّح هذه القيم؛ فإن بقاء قيم البناء بالحجر (1300 kg/m³ × 0.24 m ≈ 3 kN/m²) يجعل كتلة الزلزال وأحمال الدعامات تُحسب أكبر بعدة أضعاف.

6.4 تبويب لوحة الفولاذ الخفيف

• تُحدَّد كسوة اللوحة اليسرى/العلوية موجودة وكسوة اللوحة اليمنى/السفلية موجودة؛ ولكسوة OSB بسماكة 11 mm على كلا الوجهين v_c = 10.2 kN/m (TBDY الجدول 10.5؛ تباعد المسامير 150 mm عند الحافة و300 mm في الوسط). قيمة التصميم لمقاومة قص اللوح φ·V_n = 0.6 · v_c · L (لكل وجه؛ ويُجمع الوجهان إذا تساوت الكسوتان).
• مقطع الدعامة C100x50x15x1.2 (الجدران الخارجية) / C100x50x15x1.5 (الجدار الداخلي)، تباعد الدعامات 600 mm، عدد الدعامات الطرفية 2.
• تثبيت دوران الكسوة للدعامة k_φ: كسوة OSB على الوجهين، EIw 0 (الافتراضي للنوع)، تباعد المسامير 300 mm. يستخدم البرنامج الأصغر بين الوجهين؛ وتزداد المقاومة التشوهية في الدعامة المكسوة بـ OSB (في المثال k_φ = 233 N·mm/mm/rad).

الشكل 14 – خصائص الجدار › لوحة الفولاذ الخفيف

تلميح

اختيار الكسوة: إذا لم تكفِ مقاومة قص اللوح فقوِّ الكسوة أولاً (OSB على الوجهين أو خشب رقائقي أو صفيح)، ثم زد طول اللوح. اللوح الجصي وحده لا يستطيع حمل حمل الزلزال (TBDY 10.2.7.2)؛ ويُبلَّغ في التقرير عن حصة الألواح الجصية في مقاومة الطابق للزلزال.

6.5 تبويب مرساة الفولاذ الخفيف

هنا تُعرَّف مرساة الشد (hold-down) عند طرفي كل لوح ومرساة القص على طول القاعدة. القيم هي مقاومات التصميم للطريقة المختارة (YDKT) (المصنّع/ETA). أُدخلت مرساة القص في الطابق الأرضي إلى خرسانة الأساس كمسمار مقلوظ (M12، 8.8، التباعد 600 mm)، وفي الطابق الأول إلى بلاطة الطابق كمسمار (5.5 mm، التباعد 150 mm).

الشكل 15 – مرساة الفولاذ الخفيف – التصميم الأولي: الجهاز 35 kN، قضيب المرساة/الخرسانة 40 kN

معلومات

معنى القيم: مقاومة تصميم الجهاز: قيمة φR_n لجهاز hold-down؛ قضيب المرساة/الخرسانة/وصلة الطابق: مقاومة القضيب ومخروط الخرسانة اللذين يربطان الجهاز بالأساس أو بالطابق السفلي. إذا أُدخل عدد مسامير الجهاز-الدعامة = 0 فإن البرنامج يحسب العدد اللازم من المسامير ويبلّغ به في التقرير. Pnvs: مقاومة قص ساق المسمار (من المصنّع، مميزة).

7. الأبواب والنوافذ والعتبات

يفتح زرا باب ونافذة في الشريط الأيسر نافذتي أدوات: يُدخل البعد وعرض الفتحة وارتفاعها (والحاجز في النافذة)؛ ثم يُنقر على أحد طرفي الجدار (المرجع) ثم على نقطة على الجدار نفسه في اتجاه الفتحة. يقسم البرنامج الجدار عند حافتي الفتحة؛ والجداران على جانبي الفتحة لوحان منفصلان.

الشكل 16 – نافذة أداة رسم الباب (المسافة 150 cm، العرض 90 cm، الارتفاع 200 cm)

الشكل 17 – تلميح شريط الحالة في وضع الباب

في مبنى الفولاذ الخفيف يلزم عتب يحمل جسور البلاطة وأشرطة الحافة فوق الفتحة. يُرسم العتب فوق الفتحة رباطاً (جسراً) من طرف جدار إلى طرفه؛ ويُختار خصائص الرباط › نوع العنصر: فولاذ خفيف ويُعيَّن المقطع من كتالوج Cold Formed بزر اختيار المقطع (في هذا المثال CC C200x80x22x4، مفصلي الطرفين).

الشكل 18 – اختيار المقطع المصنّع › Cold Formed (خصائص CC C200x80x16x2)

خطر

فتحة بلا عتب: إذا انتهت جسور البلاطة عند فتحة نافذة أو باب ولم يوجد هناك عتب فإن ذلك الطرف من الجسر يبقى بلا مسند: يصدر حل العناصر المحدودة تحذير “rijitlik matrisi tekil” (مصفوفة الصلابة منفردة) وتظهر الجسور غير كافية بعزم وسهم مفرطين. ضع عتباً في كل فتحة من الجدران العمودية على جسور البلاطة (في هذا المثال الخطوط x = 0 وx = 5 m وx = 10 m).

8. بلاطة الفولاذ الخفيف

8.1 رسم البلاطة وخصائصها العامة

يُرسم كل طابق بلاطتين مستطيلتين (0–5 m و5–10 m). في خصائص البلاطة › تبويب عام تُدخل السماكة 2 cm، وحمل الكسوة (الميت الإضافي) 30 kg/m²، والحمل الحي 200 kg/m² (الطابق الأرضي) / 150 kg/m² (السقف). وفي بلاطات السقف يُحدَّد حمل الثلج: موجود. نوع العنصر هو “بلاطات أخرى”.

الشكل 19 – خصائص البلاطة › عام

8.2 تبويب “الفولاذ الخفيف”: إنتاج الأشرطة وجسور البلاطة

1. تُحدَّد خانة بلاطة فولاذ خفيف.
2. مقطع جسر البلاطة: C200x80x16x2 (قائمة المقاطع مسبقة التعريف)؛ المادة فارغة (S235).
3. أكبر تباعد للجسور: 390 mm. يقسم البرنامج 6.00 m إلى أجزاء متساوية لا تتجاوز هذا التباعد: 16 فاصلاً × 375 mm، 15 جسراً. اختيار 375 mm < 400 mm هو للطريق الثاني في شرط الاهتزاز HCBTİE 7.5.
4. اتجاه الجسور: موازٍ للمحور X (الجسور ببحر 5.00 m بين الجدران الداخلية والخارجية).
5. الكسوة: OSB؛ وتُحدَّد يوجد صفّان على الأقل من التكتيف بين الجسور.
6. تُحدَّد إنتاج / تحديث الأشرطة وجسور البلاطة عند موافق ويُضغط موافق.

الشكل 20 – خصائص البلاطة › الفولاذ الخفيف (شريط منتَج: 16 شريطاً في العائلة، 15 جسر بلاطة)

بعد الإنتاج تنقسم البلاطة إلى 16 شريطاً وتوضع بين الأشرطة جسور بلاطة من نوع الفولاذ الخفيف (HZ…، H1…). ويمكن تغيير التعريف من تبويب أي شريط وإعادة الإنتاج بـ “إنتاج / تحديث”؛ وإذا أُلغي تحديد الخانة تعود البلاطة الأصلية.

8.3 مدخلات ديافرام البلاطة

في مجموعة ديافرام البلاطة (TBDY 10.5 / HCBTİE 7.4) أسفل التبويب تُدخل مقاومة القص الوحدوية للكسوة v_n، وقطر/تباعد المسامير التي تربط البلاطة بالجناح العلوي للوح الطابق السفلي، ومقاومة قص ساق المسمار. وإذا تُركت 0 تُستخدم لـ v_n قيمة لوح الجدار من TBDY الجدول 10.5 (OSB 10.2 kN/m)، وللمسمار 4.8 mm / 300 mm. وقد بدأ التصميم الأولي بهذه القيم الافتراضية.

8.4 جسور البلاطة المنتجة

كل جسر بلاطة منتَج هو رباط فولاذ خفيف مفصلي الطرفين M2 + M3. تظهر في خصائص الرباط المقطع والمادة، وفي تبويب الفولاذ الخفيف مدخلات جسر البلاطة، وفي تبويب الخشب2 تثبيت دوران الكسوة (k_φ) معيَّناً عند الإنتاج.

الشكل 21 – خصائص الرباط › عام: فولاذ خفيف، CC C200x80x16x2، S235

الشكل 22 – خصائص الرباط › الفولاذ الخفيف: الجناح العلوي مرتبط بالكسوة، إعلان التكتيف

الشكل 23 – خصائص الرباط › الخشب2: الكسوة OSB، تباعد العناصر 375 mm

الشكل 24 – خصائص الرباط › المفصل: M2 وM3 حران عند الطرفين

9. التحليل: التصميم الأولي

يفتح زر Analiz في الشريط العلوي نافذة التحليل الإستاتيكي؛ ويبدأ الحل بـ ابدأ التحليل (في هذا المثال نحو 20–35 s). عند انتهاء التحليل تُسرد الأخطاء والتحذيرات في القائمة السفلية؛ ويحدد زر اختيار العنصر المعني في المسقط.

الشكل 25 – التحليل الإستاتيكي – قائمة تحذيرات التصميم الأولي

نتج عن التصميم الأولي 36 سطراً. والمهم منها بالنسبة للفولاذ الخفيف:

الجدول 2 – أوجه عدم كفاية التصميم الأولي

التحذير	العدد	سطر مثال	المعنى
Çekme ankrajı yetersiz (TBDY 10.4.1.1) (مرساة الشد غير كافية)	13	WZ02: T = 46.05 kN، النسبة 1.32، الحاسم: الجهاز	قوة الرفع عند طرف اللوح (مكبَّرة بـ D = 2) تتجاوز مقاومة جهاز hold-down البالغة 35 kN (25 kN في الطابق الأول).
Döşeme bağlantısı yetersiz (TBDY 10.5(b), 10.3.4) (وصلة البلاطة غير كافية)	17	WZ07: V = 33.36 kN > n·Ps = 9 × 2.54 = 22.86 kN (النسبة 1.46؛ 4.8 mm / 300 mm)	القص مع D في المقطع العلوي للوح الطابق السفلي يتجاوز المقاومة الكلية للمسامير التي تربط البلاطة بالجناح العلوي للوح.
Diyafram kaplama birim kesmesi yetersiz (TBDY 10.5(b)) (قص الكسوة الوحدوي للديافرام غير كافٍ)	1	خط x = 500 cm لبلاطة 1. KAT: v = 8.55 kN/m > 6.12 kN/m (النسبة 1.40)	القوة التي تنقلها بلاطة السقف إلى خط الجدار الداخلي (F = 51.3 kN، B = 6.00 m) لا تُحمل بقيمة OSB الافتراضية (vn = 10.2 kN/m).

تلميح

ما يقابل التحذيرات في قائمة فحص المشروع: تُسرد النتائج نفسها أيضاً في صفحة “Proje Hata Kontrolleri” (فحوص أخطاء المشروع) بالتقرير بوصفها أسطر TBDY 10.4.1.1 (المراسي) وTBDY 10.5 / HCBTİE 7.4 (الديافرام).

10. تحسين التصميم

10.1 مسامير البلاطة–اللوح

في كل عائلات البلاطة الأربع (اثنتان من كل طابق) يُدخل في خصائص البلاطة › الفولاذ الخفيف › مجموعة ديافرام البلاطة تباعد المسامير 150 mm. يُعمَّم التغيير في شريط واحد عند موافق على كل أشرطة العائلة. ويتضاعف عدد المسامير (مثلاً WZ07: 9 ← 18 مسماراً، 22.86 ← 45.72 kN).

10.2 مقاومة كسوة ديافرام السقف

في بلاطات السقف (1. KAT) تُدخل مقاومة القص الوحدوية للكسوة v_n = 15 kN/m. هذه القيمة قيمة مصنّع/تجربة مفترضة لهذا المثال (مثلاً ديافرام OSB بقطع خشبية وتباعد ضيق لمسامير الحافة). لا يعطي الكود قيمة لديافرام البلاطة؛ وفي مشروع حقيقي يجب استخدام قيمة التجربة (TBDY الملحق 10.C) أو قيمة المصنّع.

الشكل 26 – تبويب الفولاذ الخفيف لبلاطة السقف – المحسَّن: v_n = 15 kN/m، تباعد المسامير 150 mm

10.3 مراسي الشد

تُحدَّد كل الألواح ويُدخل بـ تغيير الخصائص المتعددة في تبويب مرساة الفولاذ الخفيف للطابق الأرضي الجهاز 55 kN / قضيب المرساة-الخرسانة 60 kN، وللطابق الأول 35 / 35 kN. يُعطى في التقرير العدد اللازم من مسامير الجهاز-الدعامة (مثلاً 17 مسماراً للوح WZ01).

الشكل 27 – مرساة الفولاذ الخفيف – المحسَّنة: الجهاز 55 kN، قضيب المرساة/الخرسانة 60 kN

10.4 التحليل الثاني

عند إعادة التحليل لا يبقى أي خطأ؛ وفي القائمة أربعة أسطر معلومات فقط:

الشكل 28 – التحليل الإستاتيكي – قائمة تحذيرات التصميم المحسَّن

الجدول 3 – أسطر المعلومات المتبقية

السطر	الشرح
Hafif çelik kiriş tasarımında rüzgâr birleşimleri yok (لا توجد توليفات رياح في تصميم جسور الفولاذ الخفيف)	حالة الرياح غير معرَّفة في حالات الأحمال (القسم 4.4). صُممت جسور البلاطة والعتبات بتوليفات الأحمال الرأسية والزلزال؛ وأُجري فحص الدعامات للرياح.
FEM rijitliği kapasiteye orantılandı (f = 0.79 … 2.10) (نُسبت صلابة العناصر المحدودة إلى السعة)	وفقاً لـ TBDY 10.2.6.1 نُسبت صلابة كل لوح في مستواه إلى مقاومة القص؛ ولا تتغير الصلابة الكلية للطابق.
Kapasite payı tabanı (en büyük × 2.22, W109) (حد أدنى لحصة السعة)	رُفع قص الزلزال لـ 19 لوحاً يقل قصها في العناصر المحدودة عن حصة السعة إلى حصة السعة؛ وحُسبت طلبات اللوح والدعامة الطرفية والمرساة بهذه القيم.
Panel 2 ≤ h/l ≤ 4 (WZ11, W111) (اللوح)	اللوحان بعرض 1.25 m المجاوران للباب الداخلي: خُفّضت مقاومة القص الوحدوية بالمعامل 2l/h (HCBTİE الفصل 6).

11. النتائج

11.1 أحمال الزلزال

الجدول 4 – ملخص حمل الزلزال المكافئ (التصميم المحسَّن)

الكمية	القيمة
SDS / SD1	0.65 / 0.21
الدور	T = 0.2 s (TBDY 10.2.6.1)؛ Tx = 0.11 s وTy = 0.09 s المحسوبتان للمعلومة فقط
Ra / SaR	2.62 / 0.248 g
كتلة الزلزال	28.76 t (G + 0.3Q)
قوة القص القاعدية VtE	70.0 kN (في الاتجاهين كليهما)
قوى الطوابق	مستوى الطابق الأرضي 26.0 kN، ومستوى السقف 43.0 kN

معلومات

عدم انتظام الالتواء: قد يظهر في سجل التحليل سطر “Binada A1 burulma düzensizliği olduğundan deprem yüklemeleri artırılmış dış merkezlikle yeniden yapılıyor” (لوجود عدم انتظام التواء A1 في المبنى تُعاد أحمال الزلزال بلامركزية مكبَّرة) (η_bi الأكبر 1.24). وفي هذه الحالة يكبّر البرنامج اللامركزية الإضافية من تلقاء نفسه.

11.2 الألواح والدعامات والمراسي

الجدول 5 – ألواح مختارة (التصميم المحسَّن؛ النسب طلب/سعة)

اللوح	المقطع	h (cm)	الدعامة الوسطية	الدعامة الطرفية	قص اللوح	قوة الرفع Td (kN)	مرساة الشد	مرساة القص
WZ01 (2.15 m)	C100x50x15x1.2	260	0.30	0.53	0.51	44.2	0.80	0.58
WZ02 (3.65 m)	C100x50x15x1.2	260	0.34	0.62	0.40	46.1	0.84	0.55
WZ07 (2.65 m)	C100x50x15x1.2	260	0.41	0.52	0.57	39.8	0.72	0.77
WZ12 (4.15 m، داخلي)	C100x50x15x1.5	260	0.35	0.49	0.57	32.2	0.58	0.55
W107 (2.65 m)	C100x50x15x1.2	260	0.28	0.34	0.59	27.3	0.78	0.43
W111 (1.25 m، داخلي)	C100x50x15x1.5	260	0.10	0.28	0.81	28.2	0.81	0.45
W112 (4.15 m، داخلي)	C100x50x15x1.5	260	0.16	0.33	0.69	32.5	0.93	0.50

نسب الدعامتين الوسطية والطرفية هي الأكبر بين الضغط المحوري وتوليفة الرياح في الجدران الخارجية (P/P_d + M/M_d). ويتضمن طلب الدعامة الطرفية قوة الانقلاب المكبَّرة بـ D (TBDY 10.4.1.1(a)). ولعدم وجود ألواح جصية فإن حصة الجص في TBDY 10.2.7.2 تساوي 0% في كل طابق واتجاه.

11.3 جسور البلاطة والعتبات

الجدول 6 – نتائج الجسور (الأشد)

العنصر	المقطع	M / Md	السهم	أخرى
جسر بلاطة، الطابق الأرضي (HZ08)	CC C200x80x16x2	4.82 / 8.64 kNm = 0.56	0.88 cm ≤ L/300 = 1.67 cm	fn = 8.2 Hz؛ تجعّد الجذع 0.59
جسر بلاطة، السقف (H137)	CC C200x80x16x2	4.36 / 8.64 kNm = 0.50	0.73 cm	fn = 8.7 Hz
عتب، الطابق الأرضي (HZ07، 1.50 m)	CC C200x80x22x4	3.44 / 19.59 kNm = 0.18	0.03 cm	—
عتب، الطابق الأول (H107، 1.50 m)	CC C200x80x22x4	2.91 / 19.59 kNm = 0.15	0.02 cm	—

11.4 ديافرام البلاطة

عند كل مستوى بلاطة تُنشأ خطوط الجدران، وتُحسب قوة الخط وفق TBDY 4.5.6.4 (قص المقطع العلوي لألواح الطابق السفلي − قص المقطع السفلي لألواح الطابق العلوي، مع D). وفي التصميم المحسَّن أكبر نسبة للكسوة 0.95 (السقف، خط x = 500 cm، v = 8.55 kN/m ≤ 0.6 · 15 = 9.0 kN/m)، وأكبر نسبة للوصلة 0.73؛ ونسب عنصر التجميع والحافة (الوتر) أقل من 0.14.

11.5 نموذج العناصر المحدودة

تظهر الألواح في نموذج العناصر المحدودة عنصر جدار قضيبياً، وجسور البلاطة والعتبات قضباناً مفصلية؛ وقواعد الجدران مسنودة. يمكن عرض النموذج في اللوحة ثلاثية الأبعاد بخيارات عرض منظومة العناصر المحدودة (الشريط الأيمن).

الشكل 29 – نموذج القضبان للعناصر المحدودة (المساند بالأخضر)

الشكل 30 – الشاشة الرئيسية بعد تحليل التصميم المحسَّن

12. تقرير الحساب

1. يُفتح اختيار التقرير بزر Rapor في الشريط العلوي.
2. في الشجرة تُحدَّد مجموعة تقارير عناصر الفولاذ الخفيف وعقدها الفرعية: تصميم لوح الفولاذ الخفيف (TBDY2018)، تصميم دعامة الفولاذ الخفيف (EGM)، تصميم جسر الفولاذ الخفيف (EGM). تأتي المجموعة غير محددة افتراضياً.
3. يُعدّ التقرير بـ إنشاء كل التقارير المحددة وتفتح المعاينة؛ ومن هناك يمكن طباعته أو حفظه بصيغة PDF.

الشكل 31 – اختيار التقرير: تقارير عناصر الفولاذ الخفيف وتقاريرها الفرعية

الشكل 32 – نافذة معاينة التقرير (117 صفحة)

صفحات مختارة من التقرير المثالي:

الشكل 33 – معاملات المشروع (تحليل مبنى فولاذ خفيف، TBDY 2018، ممطولية محدودة)

الشكل 34 – حساب حمل الزلزال المكافئ (S_DS وR_a وV_tE)

الشكل 35 – تصميم لوح الفولاذ الخفيف وفق TBDY 2018 (V_c = 0.6·v_c·l)

الشكل 36 – تصميم دعامات اللوح (EGM) والمرساة وقص اللوح – WZ01

الشكل 37 – تصميم دعامات اللوح – الجدار الداخلي WZ12

الشكل 38 – تصميم جسر بلاطة الفولاذ الخفيف (EGM) – HZ09 وHZ10

الشكل 39 – تصميم العتب – HZ01 وHZ02

الشكل 40 – ديافرام بلاطة الفولاذ الخفيف (TBDY 10.5 / HCBTİE 7.4)

تلميح

صفحات غير لازمة: تطبع عقدة “حسابات البلاطة” جداول البلاطة الخرسانية المسلحة أيضاً لأشرطة الفولاذ الخفيف؛ ولا معنى لهذه الصفحات في بلاطة الفولاذ الخفيف، ويمكن ترك العقدة غير محددة.

13. الرسومات

يفتح زر Çizim في الشريط العلوي نافذة اختيار الرسم. تُختار أنواع اللوحات والطوابق المراد رسمها؛ ويُنتج رسم مخططات الطوابق مخططات الطوابق والقوالب، ويُنتج رسم المشروع مع المفرودات جميع اللوحات بما فيها المفرودات في محرر StatiCAD-CivilDraw.

الشكل 41 – اختيار الرسم › رسم الخرسانة المسلحة (أنواع اللوحات والطوابق)

الشكل 42 – اختيار الرسم › خيارات مخطط الجدران

الشكل 43 – StatiCAD-CivilDraw: الغلاف ومخططات جدران الطوابق ومخططات القوالب

الشكل 44 – مخطط جدران الطابق الأرضي (الألواح والفتحات والمحاور)

الشكل 45 – مخطط قوالب الطابق الأرضي (جسور البلاطة والأشرطة)

خطر

نطاق الرسومات: لا تُنتج وحدة الرسم لوحات خاصة بالفولاذ الخفيف (توزيع الدعامات، وتوقيع جسور البلاطة، وتفاصيل المراسي والوصلات)؛ ومخططات الجدران والقوالب رسومات مسقط عامة. وقد تظهر في مخطط القوالب أيضاً خطوط تسليح خرسانية مرتبطة بمحاور حساب البلاطة؛ ولا تُطبَّق هذه في بلاطة الفولاذ الخفيف. وسطر المادة في عنوان اللوحة (C25 وغيره) هو مادة المشروع العامة.

14. ما يجب الانتباه إليه والحدود المعروفة

الموضوع	الشرح / المطلوب
خانات الإزاحة (القسم 4.1)	يعطي الديافرام الصلب + إزاحة محور الجسر قوة محورية اصطناعية لجسور البلاطة في العناصر المحدودة؛ ويطرح البرنامج هذه الحصة في تصميم جسور الفولاذ الخفيف ولا حاجة إلى إغلاق الخانات. وتظهر القوة المحورية الخام في جداول نتائج جسور العناصر المحدودة. ولا يوجد هذا التصحيح في الجسر الفولاذي الثقيل.
وزن الجدار (القسم 6.3)	اختيار “لوحة في الفولاذ الخفيف” يجعل السماكة 15 cm وBHA 300 kg/m³؛ صحّحهما إذا كانت القيم الحقيقية للوح مختلفة.
نوع اللوح (لوح جصي / غيره)	هذا الاختيار في الإعدادات العامة للمشروع لا يؤثر في الحسابات؛ وتُدخل الكسوة لكل جدار.
حالة حمل الرياح (القسم 4.4)	لا توجد رياح في قائمة توليفات TBDY؛ ولتوليفات الرياح لجسر/عمود الفولاذ الخفيف تلزم حالات أحمال معرَّفة. ويُجرى فحص الدعامات للرياح بـ q على حدة.
العتب (القسم 7)	ضع عتباً في كل فتحة تنتهي عندها جسور البلاطة؛ وإلا بقي طرف الجسر بلا مسند.
vn للديافرام (القسم 10.2)	لا توجد قيمة في الكود؛ وإذا أُدخلت 0 تُستخدم قيمة لوح الجدار بالمماثلة. أدخل قيمة التجربة أو المصنّع.
الأساس	لم يُرسم أساس في هذا المثال. وفي مبنى الفولاذ الخفيف تُكبَّر القوى الداخلية للأساس بـ D (TBDY 10.4.1.2)؛ ولذلك يجب اختيار “العناصر المحدودة – تحليل المنشأ والأساس معاً” في الإعدادات العامة للمشروع.
حدود أخرى	راجع قسم “الافتراضات والحدود” في مقال الأسس النظرية لتصميم الفولاذ الخفيف.

الشكل 46 – التقرير › فحوص أخطاء المشروع (أسطر ديافرام TBDY 10.5 وM.4.5.6.4)