أحمال الرافعة الجسرية، والكتل الزلزالية الإضافية، وR–D المختلفة
يتناول هذا المقال ثلاثة موضوعات خاصة بالمنشآت الصناعية مسبقة الصب: الكتل الإضافية التي تشارك في النظام الإنشائي ككتلة زلزالية فقط، وأحمال الرافعة الجسرية المتحركة، ومعاملا R وD المختلفان للقسمين العلوي والسفلي في المباني ذات الطابق الوسطي. وللاطلاع على خطوات النمذجة راجع مقال نمذجة المنشآت مسبقة الصب.
1. كتل الألواح الواجهية والرافعة (الكتلة الزلزالية الإضافية)
بالنسبة للكتل التي ينبغي أن تشارك في النظام الإنشائي ككتلة زلزالية فقط لا كوزن، مثل الألواح الواجهية المعلّقة على الأعمدة أو جسر الرافعة:
- ضع نقطة (joint) معرّفة مسبقاً عند الموضع الذي ستؤثر فيه الكتلة (مثلاً أعلى العمود عند منسوب المزراب).
- حدّد النقطة وافتح نافذة خصائص النقطة المعرّفة مسبقاً؛ واكتب الكتلة بالطن (= kN·s²/m) في خانة الكتلة الزلزالية الإضافية ضمن تبويب عام.
تدخل الكتلة الإضافية في الكتلة الزلزالية للطابق الذي تقع فيه النقطة، وفي مصفوفة الكتلة للتحليل النمطي، وفي حمل الزلزال المكافئ، وفي مؤشر الرتبة الثانية، وفي نسب القسمين العلوي والسفلي. ولأنها ليست وزناً فلا تُضاف إلى الأحمال الرأسية ولا إلى أحمال الأساس. ويُسند الطابق بحسب منسوب النقطة.
عند تحديد عدة نقاط، إذا تُركت الخانة فارغة تبقى القيم الحالية. الاستخدام النموذجي: نصف وزن اللوح (الحصة التي تحملها الوصلة العلوية) إلى أعلى الأعمدة عند منسوب المزراب، وحصة جسر الرافعة لكل عجلة إلى أعمدة الرافعة.
2. أحمال الرافعة الجسرية المتحركة
تحسب نافذة ماكرو ← أحمال الرافعة الجسرية المتحركة (الكرين)... قوى التصميم لكمرة الرافعة انطلاقاً من ردود فعل العجلات، والقوى الرأسية والأفقية المنقولة إلى الأعمدة، وحصة الكتلة الزلزالية؛ ويمكنها كتابة الأحمال في النموذج إن رغبت.
| المدخل | الشرح | قيمة نموذجية |
|---|---|---|
| سعة الرفع (kN) | سعة الرافعة | 200 |
| R1max وR1min وR2max وR2min (kN) | ردود فعل العجلات من جدول المُصنِّع: الجانب المحمّل (R1) والجانب المقابل؛ القيمة الكبرى والصغرى لموضعَي العربة | 153 / 49 / 134 / 30 |
| المسافة بين العجلتين a (m) | المسافة بين عجلتين على كمرة رافعة واحدة | 3.84 |
| المعامل الديناميكي ψ | يكبّر قوى الرافعة الرأسية والأفقية | 1.40 |
| فتحة كمرة الرافعة L (m) | المسافة بين المحاور | 7.5 |
| الكمرة + السكة q (kN/m) | الوزن الذاتي لكمرة الرافعة والسكة | 5.1 |
| المنسوب العلوي للكابولي Z (cm، مطلق) | منسوب كابولي الرافعة؛ تُكتب الأحمال عند هذا المنسوب على محور العمود | 800 |
| لامركزية الكابولي e (cm) | بعد حمل العجلة عن محور العمود (يولّد العزم M = V·e) | 0 |
| الحالة التحميلية المستهدفة | الحالة التحميلية المعرّفة من المستخدم التي ستُكتب فيها القوى | — |
| القوة الأفقية | الجسر +/− (اتجاه الإطار الرئيسي، ψ·P/10)، السكة +/− (اتجاه السكة، ψ·P/7)، أو لا شيء | — |
- احسب: تُدرج الوزن الذاتي للجسر، وحصة الكتلة لكل عجلة، وعزوم كمرة الرافعة وقوى القص فيها، ومغلّفات ردود الفعل المنقولة إلى العمود، والقوى الأفقية. وتُصمَّم كمرة الرافعة بهذه القيم بصورة مستقلة.
- أنشئ 4 حالات تحميل للرافعة: يعرّف الحالات KrenX+ وKrenX− وKrenY+ وKrenY−. يجب أن يكون ترتيب الحالات التحميلية والتراكيب معرّفاً من المستخدم (الإعدادات العامة للمشروع ← تراكيب الأحمال).
- طبّق على الأعمدة المحددة: ينشئ أو يحدّث نقطة حمل واحدة على محور كل عمود محدد عند منسوب الكابولي: وتُكتب القوة الرأسية وعزم اللامركزية والقوة الأفقية المختارة في الحالة التحميلية المستهدفة. وإذا كان اكتب حصة كتلة الجسر أيضاً معلّماً تُدخل الكتلة الزلزالية الإضافية كذلك. وعند إعادة تنفيذ الأمر تُكتب القيم فوق القديمة (لا يحدث جمع مزدوج). طبّقه للمرة الثانية بالقيمتين R1min/R2min لأعمدة المحور المقابل.
التراكيب التي تتضمن حالات تحميل الرافعة (مثل 1.4G + 1.6Q ± Kren) يعرّفها المستخدم في نافذة الحالات التحميلية؛ ولا يولّد البرنامج تراكيب الرافعة للخرسانة المسلحة تلقائياً. ولا يُنشأ كابولي الرافعة (الكابولي القصير) كعنصر خطي في النموذج ولا يُفحص.
في مشاريع الخرسانة المسلحة: لا يمكن في هذا الإصدار اختيار ترتيب الحالات التحميلية والتراكيب كترتيب معرّف من المستخدم في مشاريع الخرسانة المسلحة والخرسانة المسلحة مسبقة الصب؛ ولذلك لا يعمل الزران أنشئ 4 حالات تحميل للرافعة وطبّق على الأعمدة المحددة في مشروع الخرسانة المسلحة. استخدم في هذه المشاريع نتائج احسب في تصميم كمرة الرافعة والكابولي، وأدخل كتلة الجسر كـكتلة زلزالية إضافية (القسم 1).
3. R وD مختلفان في القسمين العلوي والسفلي (TBDY 4.3.6)
في المباني التي يكون فيها القسم السفلي (مثلاً جزء الطابق الوسطي) نظاماً إنشائياً مختلفاً عن القسم العلوي، تُستخدم نافذة ماكرو ← R-D مختلفان في القسمين العلوي/السفلي (TBDY 4.3.6).... يُجرى التحليل لكامل المبنى بمعاملات القسم العلوي (R وD في الإعدادات العامة للمشروع)؛ وتُصحَّح القوى الداخلية لعناصر القسم السفلي بالمعامل ν الوارد في الكود.
| المدخل | الشرح | القيمة الافتراضية |
|---|---|---|
| تطبيق معاملات R وD المختلفة في القسمين العلوي/السفلي | يفعّل الخيار | مغلق |
| آخر طابق في القسم السفلي (رقم الطابق) | يُعدّ هذا الطابق وما تحته “القسم السفلي” | 1 |
| R للقسم السفلي (X)، R (Y) | معامل سلوك النظام الإنشائي للقسم السفلي (TBDY الجدول 4.1) | 8 |
| D للقسم السفلي (X)، D (Y) | معامل زيادة المقاومة للقسم السفلي (TBDY الجدول 4.1) | 3 |
| νعلوي (X)، νعلوي (Y) | نسبة قص قاعدة القسم العلوي إلى قص القاعدة الكلي؛ وإذا أُدخل 0 تُحسب تلقائياً من أوزان الطوابق وارتفاعاتها | 0 |
يعرض زر احسب / اعرض القيم νعلوي وνسفلي وν و(R̄a)سفلي وD̄سفلي.
في التحليل: تُكبَّر القوى الداخلية المطيلة لعناصر القسم السفلي الناتجة عن الحالات الزلزالية بالمعامل ν، ويُجرى السلوك غير المطيل (حسابات سعة قوة القص) بالقيمة D̄سفلي، وتُحسب الإزاحة النسبية للطابق في القسم السفلي بالقيمة (R̄a)سفلي. ويُحفظ الإعداد مع المشروع.
مثال (مبنى الكتاب): القسم العلوي R = 3، D = 2؛ والقسم السفلي R = 5، D = 2.5؛ وآخر طابق سفلي 1؛ νعلوي = 0.408 (X) / 0.406 (Y) ← ν = 0.763 / 0.762، و(R̄a)سفلي = 3.93، وD̄سفلي = 1.81. وإذا لزمت مقارنة مطابقة تماماً يمكن أيضاً إدخال القيمة νعلوي يدوياً.
4. الحالات الشائعة
| العَرَض | الحل |
|---|---|
| الأمر “أنشئ 4 حالات تحميل للرافعة” لا يضيف حالات تحميل. | يجب أن يكون ترتيب الحالات التحميلية والتراكيب معرّفاً من المستخدم؛ وفي مشروع الخرسانة المسلحة لا يمكن اختيار هذا الترتيب في هذا الإصدار (القسم 2). |
| أحمال الرافعة تبدو مجموعة مرتين. | الأمر “طبّق على الأعمدة المحددة” يكتب القيم فوق القديمة؛ اختر حالات تحميل مستهدفة منفصلة للمواضع المختلفة. |
| الكتلة الإضافية لا تظهر في أحمال الأساس. | هذا هو السلوك المتوقع: الكتلة الزلزالية الإضافية ليست وزناً، وتشارك في الحساب الزلزالي فقط. |