Architecture Engineering Department: R.C. Design for Architects (EARC 3021)

Engr. Yasser M. Almadhoun Page 1

للمباني أنظمة اإلنشاء

(Buildings Structural Systems)

مقدمة

أوزان و أحمال وانتقال توزيع تسلسل كيفية عن تعبر التي الطريقة أو األسلوب هو االنشاء نظام

.التأسيس منسوب حتى مكوناته بجميع المبنى

إلى ثالثلها (static behaviour) غالبية المنشآت من ناحية السلوك االستاتيكي ويمكن تقسيم

:تختلف فيها طرق اإلنشاء، وهي كما يلي أشكال أساسية والتي

(load bearing walls system) الحاملة الجدراننظام (1)

(skeleton structure system) الهيكلي اإلنشاء نظام (2)

(reinforced concrete skeleton) المسلحة الخرسانة هيكل (1

(frames and trusses skeleton) اإلطارات والجمالونات هيكل (2

(space structure system)الفراغية المنشآت نظام (3)

(shells systemالقشريات ) والمعروف بنظام

(precast concrete systemنظام الخرسانة مسبقة الصب ) (4)

(load bearing walls systemالحاملة ) الجدراننظام أوال:

بكثرة أنظمة الجدران الحاملة استعملت قدف من أقدم أنظمة البناء، الحاملة الجدرانيعد نظام البناء ب

وقد تم تطوير هذا النظام ليصبح كما يلي: المسـلحة؛ الخرسـانة استعمال قبل

.(strip footings) الحاملة( الجدرانالقواعد الشريطية )أسفل (1)

.الجدران الحاملة باستخدام الحجر أو الخرسانة أو الطوب األحمر الفخاري الحامل (2)

األعصاب الخرسانية المفرغ ذو مثل النوع ،السقف من البالطات المصبوبة في الموقع (3)

(.precast slabs) أو من البالطات مسبقة الصب (hollow slabs) )الهوردي(

( من األسقف سواء كانت خشبية أو مرتكزة dead and live loads) والحيةتنتقل األحمال الميتة

، التي تنقلها بدورها الجدران إلىالمسلحة الخرسانة ( من الصلب أوbeams) على كمرات

التي تحتها، وهكذا حتى تصل األحمال الجدرانإلى ( own weightوزنها الذاتي )إلى باإلضافة

، والذي يقوم بتوزيع األحمال على طبقة التربة الصالحة الجدراناألساس المستمر تحت إلى

.الخرسانة أو الحجر أو الطوب من الجدرانللتأسيس. وقد تكون هذه

Architecture Engineering Department: R.C. Design for Architects (EARC 3021)

Engr. Yasser M. Almadhoun Page 2

[1] مرجع: 1شكل رقم

[2] مرجع: 3 شكل رقم

[2] مرجع: 2 شكل رقم

Architecture Engineering Department: R.C. Design for Architects (EARC 3021)

Engr. Yasser M. Almadhoun Page 3

مميزات النظام:

متوفرة ألن المواد المستخدمة في هذا النظام نظرا ؛ (low-cost system)رخيص الثمن (1)

البناء.عالية في إلى تقنياتقليلة التكلفة وال تحتاج و

ج سوى الحجر أو الطوب والمونة سرعة بناء الجدران الحاملة؛ وذلك ألنها ال تحتا (2)

.سمنتية أو الخرسانةاأل

uniform distribution of) توزيع األحمال بانتظام على طول الجدران الحاملة (3)

loads).

نسبيا .الجدران المستخدمة تكون عازلة للحرارة؛ نظرا لسمكها الكبير (4)

.ذو متانة عالية فيستطيع تحمل التغيرات المناخية والصدمات (5)

تتيح الجدران الحاملة إمكانية تشييد أسقف متنوعة األشكال والحجوم. (6)

عيوب النظام:

ألنه ال يمكن صب السقف إال بعد تشييد كل الجدران، داخلية وخارجية؛ التنفيذبطء (1)

(internal and external walls).

لزيادة ؛كلما اقتربنا من األساس الجدرانحيث يزيد سمك ،الذي تشغلهكبر الحجم الفراغي (2)

.األحمال التي يتعرض لها الحائط

أو تعديل تقسيم جدرانحيث يمنع عمل أي تعديل كإزالة ،صعوبة التغيير المعماري فيها (3)

؛ وذلك دور دون اتخاذ احتياطات شديدة تضمن عدم انهيار المبنى إلىالمبنى من دور

الشتراط بناء الحائط العلوي فوق الحائط السفلي.

،منها التقليلوبالتالي يجب يضعف المبنى، الجدرانفي ( openings)وجود الفتحات (4)

ارتفاعها عالي يكونولكن ،الشبابيك عريضة تكونلذلك ال ،وخاصة ما كان عرضه كبيرا

.نسبيا وعرضها صغير نسبيا

المستخدم الطوب ألن (؛electromechanical) صعوبة التمديدات الكهربائية والصحية (5)

فيه. الحفر والذي يصعب (solid block) المصمت البلدي الطوب هو عادة

.واجهات المبنىتحد من التشكيالت المطلوبة في (6)

.طوابق 5 األدوار عنعدد زيدبحيث ال ي، محدودية االرتفاع المسموح به (7)

عزل رديء للصوت والحرارة. (8)

القصارة عملية يجعل مما( solid block) أملس هو طوب مصمت عادة المستخدم الطوب (9)

.سمنتية أو المسماراأل الطرطشةعمل إلى يؤخرها بسبب الحاجة أن أو أصعب

wind) والزالزل الرياح مثل (lateral loads)األفقية القوى مقاومة في النظام ضعيف (10)

and earthquake loads)جدران بواسطة إنشاء المشكلة هذه على التغلب ، ولكن يمكن

(.shear wallsقص )

ألعلى. أسفل من الجدران سمك تصغير في التدرج الرأسي االتجاه واتخاذها الجدران تكتل (11)

(skeleton structure systemنظام اإلنشاء الهيكلي ) ثانياً:

يعتبر النظام الهيكلي و(. beam-colum systemعمود )-يعرف هذا النظام أيضا باسم نظام كمرة

الهيكل الخراساني في المبنى هو الذي يحمل ألن ، وقد سمي هيكليا أكثر األنظمة انتشارا في العالم

Architecture Engineering Department: R.C. Design for Architects (EARC 3021)

Engr. Yasser M. Almadhoun Page 4

وتنتهي (slab) تبدأ بنقل األحمال من السقف من خالل سلسلة (dead and live loadsألحمال )ا

. (underlying soil)التربةإلى ومن ثم (foundation) األساساتإلى

(reinforced concrete skeleton) المسلحة الخرسانة هيكل( 1)

يوضع ثم الخرساني، لألجزاء الصلب أو الخشب من اتالشد تصميميتم وفيه الشائع النوع وهو

المنشأ. والجزء للمبنى األستاتيكي السلوك حسب بها التسليح

(beams) على كمرات (slabs)األسقف ترتكز ُشك لت المنشآت الهيكلية القديمة من الصلب، وفيها

dead and) ، حيث أن أحمال األسقف(columns) وهذه الكمرات ترتكز بدورها على أعمدة

live loads) أسفله الدور أعمدةإلى الدور ومنها أعمدةإلى الكمرات ثم إلى في كل دور تنتقل

طبقات التربة على األحمال، ويقوم األساس بتوزيع (foundation)األساس إلىحتى تصل

. (underlying soil layers) تأسيسللالصالحة

حالةهو أنه في و ،في هياكل المباني وحده الصلب أوالستعمال الحديد رئيسعيب هناك ولكن

ن الكمرات واألعمدة تتأثر فا)كما في حاله حدوث حريق( مرتفعةحرارة لدرجات المبنى تعرض

worldمركز التجارة العالمي )ما حدث ل، فتنصهر وينهار المبنى، وخير مثال على ذلك بالحرارة

trade center بالخرسانة كوقاية ة، لذلك فكر المهندسون في تغليف المنشأ2001سبتمبر 11( في

ومن عوامل المناخ والتعرية الخرسانة موصل رديء للحرارة( للحديد أو الصلب من الحريق )إذ أن

. (reinforced concrete، فظهر مصطلح الخرسانة المسلحة )بشكل عام

للتقسيم فقط ولحماية السكان من المؤثرات الخارجية، وتكون الهيكليةفي المباني الجدران وتعمل

سم.( 12 - 10)الداخلية بسمك الجدرانوسم ( 25 - 20)بسمك عادةالخارجية الجدران

[2] مرجع: 4شكل رقم

Architecture Engineering Department: R.C. Design for Architects (EARC 3021)

Engr. Yasser M. Almadhoun Page 5

[3] مرجع: 5شكل رقم

[3] مرجع :6شكل رقم

Architecture Engineering Department: R.C. Design for Architects (EARC 3021)

Engr. Yasser M. Almadhoun Page 6

:(frames and trusses skeleton) والجمالونات اإلطارات هيكل( 2)

تتحد من الممكن عمل إطارات ( حسب متطلبات االستعمال فأنهmoments) العزومعند زيادة

( rigid or fixed jointمن خالل نقطة االتصال بينهم ) فيها األعمدة والكمرات إلى جزء واحد

وكذلك هو الحال في أسقف المصانع حيث يكون موجود أعمدة موحدا ستاتيكيا اوتسلك سلوكا

( trusses) وعند أتساع البحر قد يلجأ المهندس إلى عمل جمالونات ها.متوسطة غير مرغوب في

من الخشب أو الصلب أو األلومنيوم حسب توافر مواد البناء والتكاليف.

(joints)بالجسور يتميز هذا النظام عن نظام االنشاء الهيكلي بأنه يختلف في كيفية اتصال األعمدة

rigid orبين األعمدة والجسور ) ( بالترابطframes)في األسقف، حيث يتميز نظام اإلطارات

fixed jointsوالتوحد في كيفية االستجابة ،) ( للتشوهاتdeformations بما يضمن ثبات ،)

باإلطارات، المتصلة بها، ويتم ذلك عن طريق نظام تسليح خاص الزوايا بين األعمدة والجسور

كانت المنشأة خرسانية، أو باستخدام البراغي واللحام يختلف عن نظام تسليح المنشآت الهيكلية ان

بشكل معين ان كانت المنشأة معدنية.

منها: متعددة، حاالت في اإلطارات نظام يستخدم

.جدران قص إضافة من التمكن وعدم (،lateral forcesأفقية ) قوى وجود حالة في (1)

(. hallsثل الصالت القاعات الكبيرة م( واسعة )كما في spansادا كانت البحور ) (2)

[3] مرجع :7شكل رقم

Architecture Engineering Department: R.C. Design for Architects (EARC 3021)

Engr. Yasser M. Almadhoun Page 7

[1] مرجع :8شكل رقم

google image: 9شكل رقم

، أو القطاعات الخشب هو عبارة عنصر انشائي، عادة ما يكون مصنوع من (trussوالجمالون )

ال يمكن joint)ولكنها نادرة ألن نقطة االتصال الخرسانة المسلحةوالمواسير المعدنية، أو

بشكل مركزي على أعضاء المثلث الثالثة األحمال نقل حيث يتم فيه .(hingeاعتبارها أنها مفصل

(، مما يؤدي إلى تخفيض وزن وحجم torsion) ( أو التواءbucklingمركزيا دون حدوث انبعاج )

المنشأة بشكل كبير. ويتألف عامة من ثالثة أجزاء: أحدهم أفقي واآلخرين مائلين يستندان على

Architecture Engineering Department: R.C. Design for Architects (EARC 3021)

Engr. Yasser M. Almadhoun Page 8

لطرف األخر ويسمى كل منهم عضو بعضهم البعض من جهة وعلى الجزء األفقي من ا

(member .)

في تطبيقات عديدة، منها: (trussويستخدم الجمالون )

.(bridges) الكباريالجسور و (1)

.(warehouses and stores) المخازن الكبيرةالمستودعات أو (2)

.(inclined slabs) المائلة األسقف بناء (3)

( أنها تعتبر من أسوأ تصاميم األسقف في مناطق األعاصير truss) ومن عيوب الجمالون

لكنها أيضا تجمع الرياح كاألشرعة. االستوائية. ليس فقط ألنها تنخلع بسهولة في رياح األعاصير،

فعندما تنساب الرياح داخل الجمالون، فإنه يعمل كجناح يجمع الهواء.

:يلي وتمتاز بما أعمدة بدون واسعة بحور أسقف إلى الحاجة حالة في الجمالونات وتستخدم

(.frames) االطارات من وأسرع أسهل (truss) الجمالون تنفيذ (1)

األساسات مقارنة باألنظمة األخرى. تقل األوزان على (2)

.متر 50 قد تزيد عن بحور انشاء (truss) الجمالون خالل من يمكن (3)

google image: 10شكل رقم

[2] مرجع: 11شكل رقم

Architecture Engineering Department: R.C. Design for Architects (EARC 3021)

Engr. Yasser M. Almadhoun Page 9

)بركس( في غزةمستودع :12شكل رقم

مميزات النظام:

للطابق السفلي بالتوازي مع التشطيباتإلمكانية البدء في مراحل ؛التنفيذسرعة وسهولة (1)

مرحلة الخرسانة للطابق العلوي.

Architecture Engineering Department: R.C. Design for Architects (EARC 3021)

Engr. Yasser M. Almadhoun Page 10

؛ لخفة وزن (tall multi-story buildingsعالية )متعددة الطوابق وإمكانية عمل مباني (2)

مقارنة بالصغر المقاطع نسبيا ، لنتيجة العناصر المكونة للنظام )أسقف، كمرات، أعمدة(

.بنظام الجدران الحاملة

؛ أي غرفةأو تضييق مكن إزالة أي جدار أو توسيع فمن المإمكانية التغيير المعماري، (3)

وذلك ألن الجدران ليس لها أي وظيفة انشائية.

؛ وذلك ألن ، سواء كانت أبواب أو شبابيك(openings) سعةإمكانية عمل فتحات وا (4)

.الجدران ليس لها أي وظيفة انشائية

؛ وذلك ألن الطوب (electromechanical) سهولة التمديدات الصحية والكهربائية (5)

، والذي يسمح بالحفر عبره (hollow blocks) المستخدم هو الطوب العادي المفرغ

والمواسير في القنوات التي يتم صناعتها فيه.بسهولة ووضع األسالك

hollow) عزل أفضل للصوت؛ وذلك ألن الطوب المستخدم هو الطوب العادي المفرغ (6)

blocks) فوجود الفراغ يعني مرور موجات الصوت عبر طبقات المادة المختلفة ،

تكسر موجات الصوت. إلى)أسمنتية فهواء فأسمنتية(، مما يؤدي

.التشكيالت المطلوبة في واجهات المبنىإمكانية عمل (7)

عيوب النظام:

تتفاوت األحمال على األعمدة مما يعني اختالف المقطع الخرساني من عمود آلخر. (1)

بالمقارنة مع نظام الجدران الحاملة؛ نظرا (high-cost system)مرتفع الثمن نسبيا (2)

عالية في البناء. تقنياتإلى الستخدام الحديد كمادة انشاء، عوضا عن أنها تحتاج

على التغلب والزالزل، ولكن يمكن مثل الرياح ،األفقية القوى مقاومة في النظام ضعيف (3)

(.shear wallsقص ) جدران بواسطة إنشاء المشكلة هذه

(space structure systemثالثاً: نظام المنشآت الفراغية )

وهي نظام خاص يتألف من العناصر (.shell systemنظام القشريات )بيعرف هذا النوع

المفصلية، وتوفر حال اقتصاديا للبحور الكبيرة. تصنع هذه المنشآت من عناصر من الحديد، وال

يتوقف دور الهياكل على تسقيف الفراغات فقط بل قد يشمل بناء الجدران أو األعمدة مع السقف

مائلة أو منحنية.في تكوين معماري وانشائي واحد، وتكون بأشكال مستوية أو

الفراغ في (loads and stresses) في هذا النوع من المنشآت توزيع األحمال واإلجهاداتيتم و

سبق، كما (2D) في مستوى واحد وليس (3D) ارتفاع( ،عرض، )طولالثالثة أي في االتجاهات

المنشآت ط االرتكاز للمنشأ، وتعرف هذهافي هذه الحالة نق (foundation) وتعمل األساسات

(stresses) اإلجهاداتوتتحول فيها معظم (shell structure) أو القشريات بالمنشآت القشرية

نفسه.إجهادات في اتجاه السطح إلى

. بالنسبة ألبعاد السطح األخرى جدا صغير( shell) )القشرة(ويشترط فيها أن يكون سمك السطح

للمنشأ في حمل أية أحمال خالف وزنه قشرة( )العلوي في مثل هذه المنشآت ال يستعمل السطح و

.الرياحالذاتي مع أحمال

Architecture Engineering Department: R.C. Design for Architects (EARC 3021)

Engr. Yasser M. Almadhoun Page 11

فسوف تكون المفاضلة بينها علي أساس الناحية وعند دراسة طرق تكوين هذه السطوح هندسيا

(economical side) االقتصادية الناحيةو ،من جهة( psychological side) السيكولوجية

كلما ات السطح سهال . فكلما كان تكوين شد من جهة أخرى (structural side) اإلنشائيةالناحية و

، ويقل هالك اإلنشائيةات كلما قلت تكاليفه د الشزاد ذلك من إمكانية استعماله، وكلما قل الهالك في

)ألواح لواح األخطوط مستقيمة كثيرة تمكن من استعمال علىعند احتواء السطح ةات عادد الش

wasteالقص، فتقل كمية المادة الهالكة ) إلى، مما يقلل الحاجة طولهابكامل مثال ( خشبال

material.)

[3] مرجع: 13شكل رقم

Architecture Engineering Department: R.C. Design for Architects (EARC 3021)

Engr. Yasser M. Almadhoun Page 12

[3] مرجع :14شكل رقم

Architecture Engineering Department: R.C. Design for Architects (EARC 3021)

Engr. Yasser M. Almadhoun Page 13

google image :15 توضيحي رسم

google image: 16شكل رقم

مميزات النظام:

بحيث والجدران األعمدة من عدد أقل على باالعتماد جدا الكبيرة المساحات بتغطية يتميز (1)

عمدةأ الى الحاجة دون مربع متر االالف عشرة 10000 عن تزيد مساحات تغطية يمكن

.فقط الجانبية والجدران عمدةاأل على وباالعتماد الوسط في ارتكاز نقاط او

.الطبيعية االنارة استغالل مراعاة مع النظام لهذا التغطيات من نواعأ عدة استخدام يمكن (2)

Architecture Engineering Department: R.C. Design for Architects (EARC 3021)

Engr. Yasser M. Almadhoun Page 14

عيوب النظام:

(.high-cost system)مرتفع الثمن (1)

.(single story) متكررة كطوابق استخدامه يمكنال (2)

(precast concrete system) الصب مسبقة الخرسانة نظام ثالثاً:

طريق عن صنع بناء منتوج وهي الجاهزة الخرسانة باسم أيضا وتعرف التصنيع مسبقة خرسانةال

مكان إلى نقلها ثم ،)في المصنع( مراقب جو في معالجتها ثم ومن شكل أو قوالب في إسمنت صب

ظهر مصطلح الخرسانة الجاهزة بسبب الحاجة الى أعداد كبيرة من .مكانها في توضع حيث البناء

المنشآت النمطية.

يتم صبها على شكل أجزاء )سقف، كمرة، عمود، قاعدة( أو على شكل وحدات صغيرة متكاملة،

ثم تنقل الى الموقع بشاحنات خاصة ويتم تركيبها في الموقع بطريقة معينة لتشكل في مجملها

المنشأة.

[1] مرجع :17شكل رقم

Architecture Engineering Department: R.C. Design for Architects (EARC 3021)

Engr. Yasser M. Almadhoun Page 15

google image: 18شكل رقم

Architecture Engineering Department: R.C. Design for Architects (EARC 3021)

Engr. Yasser M. Almadhoun Page 16

google image :19شكل رقم

google image: 20شكل رقم

Architecture Engineering Department: R.C. Design for Architects (EARC 3021)

Engr. Yasser M. Almadhoun Page 17

مميزات النظام:

.النمطي التكرار بسبب السرعة (1)

ية بسبب القدرة العالية على التحكم بالمواد والظروف المحيطة.االقتصاد (2)

.المراقبةو الجودة ضبط سهولة (3)

، بسبب االعتماد على اآلالت.العاملة األيدي قلة (4)

.الهالك نسبة انخفاض، مما يعني أخرى مرة القوالب استخدام إمكانية (5)

.مناخية ظروف أي تحت والتشييد عملال إمكانية (6)

النظام: عيوب

بسبب عدم إمكانية ؛التقيد بشكل معماري موحد، والذي قد يتناسب مع األذواق المختلفة (1)

.تغيير القالب

.الحاجة لمساحات واسعة لتوريد الوحدات الى الموقع (2)

إجراءات األمن والسالمة المطلوبة خالل عملية التحميل والتنزيل والنقل والتركيب. (3)

للتركيب في الموقع.الحاجة لمعدات خاصة (4)

تحتاج عملية التركيب مخططات تفصيلية وجداول ومواصفات توريد خاصة تختلف عن (5)

المخططات التقليدية.

الحاجة لخبراء وفنيين في المجال، والدقة المتناهية خالل عملية التركيب، حتى نظمن أنه (6)

تم تركيب كل جزء في مكانه المناسب.

i

i المراجع:

.فلسطين - اإلسالمية بغزة جامعةال فيكلية الهندسة :غزة. ةالمدني الهندسة لطالب تشييد مباني مساق مقرر. ، نبيلالصوالحي [1]

.فلسطين -اإلسالمية بغزة جامعةكلية الهندسة في ال :غزة .ةالمعماري الهندسة لطالب معماري تشييد مساق مقرر. نادر ،النمرة [2]

.السعودية - الباحة جامعة فيكلية الهندسة الباحة: . ةالمعماري الهندسة لطالب المباني إنشاء مساق مقرر .معاذ ،حمدأ [3]