الأنظمة الإنشائية ومراحل تنفيذ المشروعات

مراحل تنفيذ المشروعات: نبحث في طريقة تشييد المباني أثناء مراحل تنفيذ المشروع المختلفة، منذ الفكرة الاولى وحتى نهاية العمر الافتراضي للمبنى مع التركيز على فهم تسلسل أعمال التنفيذ، والهدف من ذلك هو:

• معرفة خواص المواد، والنظم الإنشائية المستخدمة وطرق التنفـــــــــــــــــــــــــــيذ المختلفة.
• الاستخدام الأمثل لمواد البناء ومحاولة تقليل الكلفة بشكل عام، وتقليل الهدر في المواد.
• محاولة الاستفادة من التطور التقني في مجال تكنولوجيا البناء ووفرة مواد الإنشاء المعاصرة.
• استخدام الآلة على نطاق أوسع في عمليات التنفيذ، والتقليل من حجم العمل اليدوي.
• تحقيق الاستمرارية في عمليات التشييد والبناء، والتأكد من سلامة التنفيذ وديمومته.
• الاقتصاد في الطاقة عبر استخدام مواد بناء ذات عازلية جيدة.
• صيانة المنشأ أثناء فترة الاستخدام.

مراحل تنفيذ المنشآت: تمر المنشأت المختلفة بعدة مراحل حتى تظهر إلى حيز الوجود ويمكن استخدامها وهي:

أولاً: مرحلة الدراسات والتصميم المعماري والانشائي للمشروع: هي مجموعة الخطوات التي يتخذها المعمـــــاري لإيجاد حل لمتطلبات صاحب العمل على قطعة الأرض المخصصة له، وصياغة ذلك الحل على شكل أفــــكار ومخططــــــــــــات “التصاميـــم الأولية” ثم تطوير التصاميم الاولية للوصول لمرحلة التصاميم النهائية والمخططات التنفيذيةوتشمل كافة المساقط الافقيـــة والواجهات والمقاطع المعمارية، والمخططات الانشائية، ومخططات الاليكتروميكانيك، الكهرباء، والصرف الصحي، وتغذية المياه، وأحياناً مخططات التكييف، موضحاً عليها كافة الأبعاد، وجداول التشطيبات، كما تحتـــــــوي أيضاً على مجمــــوعة من التفاصيل المعمارية الخاصة بالمشروع مثل نماذج الأبــــــواب، وأعمال الالوميتال، وخزائن الملابس، ….إلخ. وتوضيح لطرق تركيب وإنشاء بعض الأجزاء الخاصة في المشروع.

بعد الانتهاء من مرحلة التصميمات الاولية يتم التنسيق بين المهندس المعماري والمهندس الانشائي لاختيار أحد الأنظمة الإنشائية التي تناسب التصميم المعماري وهي:

• 1. أنظمة مباني الحوائط الحاملة: أحد الانظمة التقليدية للبناء، وهو نظام قديم قدم التاريخ، واستعمل بكثرة قبل إنتشار استعمال الخرسانة المسلحة، وتستخدم الحوائط الحاملة Load Bearing Wall كعناصر أساسية حيث تنتقل “الاحمال الحية Live Load“وتمثل أحمال الاشخاص والاحمال المتحركة مثل الرياح والقوى الناتجة عن تأثير الزلازل.
• “الأحمال الميتة Dead Loads” وتمثل وزن عناصر المبنى نفسه بالاضافة للاثاث والاجهزة، حيث تنتقل الاحمال الحية والميتة من الأسقف، سواء كانت خشبية او مرتكزة على كمرات Beams من الصلــــــــب او الخرسانة المسلحة إلى الحوائط الحاملة، التي تنقلها بدورها بالإضافة إلى وزنها الذاتي إلى الحوائط التي تحتها، وهكذا حتى تصل الأحمال إلى الأساس المستمر تحت الحوائط، والذي يقوم بتوزيع الأحمال على طبقة التربة الصالحة للتأسيس، وقد تكون هذه الحوائط من الطوب الطيني، أو الاحمر، أو الطوب الاسمنتي، أو من الحجر.

عيوب أنظمة مباني الحوائط الحاملة: 

1. زيادة سمك الحوائط: وخاصة كلما اقتربنا من الأساس لزيادة الأحمال التي يتعرض لها الحائط.

أعلى مبني بنظام الحوائط الحاملة: من عيوب هذا النظام محدودية الارتفاع المسموح به ومع ذلك ففي عام 1891م تم بناء مبنى ماند نوك (Manad nock) في شيكاغو بالولايات المتحدة الأمريكية والذي يعد من أعلى المباني التي بنيت بنظام الحوائط الحاملة من الطوب الأحمر، وقد بلغ إرتفاع المبنى 16 طابق، وسمك الجدران في الدور الأرضي حوالي 2م مما أعاق امكانية الاستمرار في بناء مثل تلك المباني.

2- صعوبة التغييرات المعمارية: يمنع عمل أي تعديلات معمارية كإزالة الحوائط دون اتخاذ احتياطات شديدة تضمن عدم إنهيار المبنى.

3- صعوبة عمل تشكيلات معمارية في الواجهات: حيث يجب الإقلال من الفتحات في حوائط هذا النوع من الإنشاء لانه يضعف المبنى، ولذلك تستخدم فتحات ارتفاعها عالي و عرضها صغير نسبياً.

دراسات فحص التربة: قبل البدء في تصميم أي منشأ يجب عمل فحص لتربة الموقع المراد البناء علية للتعرف على طبيعة التربة واختيار نوع الأساس.

يتم أخذ الجسات المطلوبة بواسطه سيارات مختصه تقوم بثقب الأرض بمثقاب لورد بالعمق المطلوب، ثم تؤخذ عينات من التربة ويتم تحليلها في المعامل المتخصصة لتحديد خصائصها الميكانيكية والهيدروليكية، وذلك لمعرفة طبيعة طبقات التربة في أكثر أماكن الأرض التي نتوقع أن ترتكز عليها أحمال البناء .

وبناء على التقرير المعد بعد فحص التربة يتم تحديد نوع القواعد التي سيتم استخدامها للبناء سواء كانت قواعد خرسانية منفردة، أو مزدوجة ، أو لبشه ، أو قواعد شريطيه، كما يتم تحديد منسوب المياه الجوفية، ومعرفة الجهد ومدى تحمل طبيعة الأرض ونوعها لضمان سلامة المبنى وتجنب مشاكل تشقق الجدران وهبوط البلاط فيما بعد  

2. أنظمة المبـــــــــــــــاني الهيكلية Skeleton System: حيث يكون هناك هيكل حامل للمبنى، يتكون من عناصر رأسية تمثلها الاعمدة، وعناصر أفقية تمثلها الكمرات والاسقف، ويستخدم في تنفيذ الهيكل إما الخرسانة المسلحة “نظام الكمرة والعمود”، أو قطاعات من الحديد، وقد ظهرت تلك الانظمة مع بدايات القرن العشرين حين ظهرت الحاجة للمباني المرتفعة ذات الأدوار المتكررة، ومع ضعف تطور تقنيات البناء بالطوب الأحمر كان البديل السريع لمثل تلك المباني هي الخرسانة المسلحةومن هنا ظهرت الحاجة للهيكل الخرساني بدلا من الجدران الحاملة والتي استمرت عبر التاريخ بسبب عدم مواكبة تقنيات البناء بالجدران الحاملة لمتطلبات العصر.

اسلوب البناء بالهيكل الخرساني: في هذا النوع من المنشأت ينتقل الحمل من الأسقف والحوائط إلى الكمرات ثم إلى الأعمدة ثم إلى الأساسات ثم إلى التربة، وتستخدم الحوائط كستائر أو فواصل بين الغرف، ولحماية السكان من المؤثرات الخارجية والعوامل الجوية (الحرارة ،الرطوبة، الضوضاء، الضوء، وغير ذلك)، وتنقسم البلاطات حسب توزيع الاحمال إلى:

بلاطات ذات الاتجاه الواحد One Way Slab: بلاطة السقف التي يكون نسبة طولها إلى عرضها أكبر من 1.33 وتنتقل أحمالها في إتجاه البحر القصير، وينتقل حمل البلاطة للكمرات الطولية فقط.

بلاطات ذات الاتجاهين Two Way Slab: بلاطة السقف التي يكون نسبة طولها إلى عرضها أقل من 1.33 وتنتقل أحمال البلاطة في الاتجاهين الطولي والعرضي، ويكون التسليح الرئيسي في اتجاه البحر الصغير، والثانوي في اتجاه البحر الطويل.

3. أنظمة المبــــــــــــــاني القشرية “الفراغية“: مع تقدم التكنولوجيا أصبحت تغطية الفراغات ذات البحور الكبيرة من أسهل وأسرع التغطيات التي يمكن تنفيذها، وتعطي حرية حركة للمعماري لعمل فراغات داخلية ذات بحور كبيرة بدون أي أعمدة داخلية، حيث تتواجد الأعمدة على المحيط الخارجي فقط، كما أن طبيعة هذه المنشآت تتحمل الأحمال الكبيرة من أحمال حية وأحمال ميتة، وتسمح بالحصول على ارتفاعات كبيرة تصل إلى ١٠:٦ متر، دون حدوث أي إنبعاج للأعمدة، وتصلح لاستخدام في الفراغات التالية:

–  صالات الألعاب الرياضية ومدرجات الملاعب.             صالات التدريس والمدجات.     المساجد.           

   صالات المصانع والورش.   قاعات المحاضرات والمسارح كما في اوبرا سيدني.

ثانياً: مرحلة المناقصة وتحليل عروض الاسعار والترسية: يقوم إستشاري المشروع بإعداد كافة وثائق المناقصة وتشمل: تهيئة شروط العقد والمواصفات الفنية الخاصة والعامة للأعمال المدنية وأعمال الهندسة الكهربائية والميكانيكية، وجداول الكميات، ومن ثم عمل مناقصة عامة بين المقاولين، تحليل المناقصة، ومن ثم ترسية المشروع على أفضل العروض المقدمة.

ثالثاً: مرحلة تنفيذ المنشأت: وهو ما سنفصل فيه في المقال القادم الخاص بإستلام الموقع وأعمال الحفر والخنزيرة، بإذن الله تعالى، ومرحلة التنفيذ تشمل مراحل نقل المشروع من مرحلة المخططات إلى عالم الواقع، عن طريق مجموعة من الخطوات،

المراجع:

• كتاب الانشاء المعماري: للدكتور محمد عبد الله