أساسات ومراسي المباني سابقة الإجهاد

ما هي أساسات ومراسي المباني سابقة الإجهاد؟

يعتبر تصميم الأساسات والبناء للمباني سابقة الإجهاد مهمين لعملية التجميع. ولضمان السلامة المثلى للمبنى الجديد، يجب أن تفي الأساسات بمعايير تصميم وشروط تحميل معينة. ومن الضروري أن يتم تصميم جميع أساسات البناء من قبل مهندس أساسات متمرس، وتنسيقها مع جميع رموز المدينة والمقاطعة والدولة المحلية. حيث سيحد البناء غير المناسب للأساسات من أداء المبنى.

يجب أن يتشكل الأساس بشكل حاد بِزوايا حقيقية وجوانب مستقيمة وقمة مستوية. بحيث سيسمح هذا بمقاعد مناسبة ومحاذاة جميع مكونات المبنى. كما يُعد التقيد الصارم والقوانين المحلية الأخرى التي تحكم “تدعيم الحفريات لمنع دخول الكهوف العرضية” أمرًا بالغ الأهمية. وسيوفر تصنيع أنظمة البناء رسومات برغي التثبيت لتوضيح المبادئ التوجيهية والاعتبارات الأساسية لتصميم الأساس.

تعد دقة إنشاء الأساس وإعدادات مسمار التثبيت العامل الأكثر أهمية في تحقيق محاذاة المكونات الخالية من المتاعب والتركيب. كما تُعد أخطاء الأساس والموقع الخاطئ لمسامير التثبيت من أكثر الأخطاء شيوعًا وإزعاجًا التي تحدث في تشييد المباني المعدنية. حيث يجب أن تمتلك الأساسات الخصائص الهامة التالية.

من المستحسن أن يتم تصميم الأساسات بواسطة مهندس أساسات متمرس، وتنسيقها مع جميع رموز المدينة والمقاطعة والولاية المحلية. كما يجب أن يكون الأساس مربعًا ومستويًا وسلسًا. حيث يجب ضبط مسامير التثبيت في حدود +/- 1/16 “من أبعاد رسم مسمار التثبيت المحدد.

تخطيط الأساس ووضع مرساة البراغي للمباني سابقة الإجهاد:

بغض النظر عن نوع الأساس المستخدم وتكوينه المحدد، يجب وضع مخطط الأساس بعناية ودقة قبل إجراء أي حفر. كلما أمكن، يجب استخدام وسيلة عبور أو وسيلة مماثلة لتخطيط محيط الأساس. بحيث سيضمن هذا الوضع الدقيق لمقاييس الزاوية ويضمن بدوره أساسًا مربعًا.

التحقق من الأساس مربع ومستوى. والقيام بالقياس قطريًا إلى أبعد نقاط إطار الأساس أو خط السلسلة. ومن ثم، ضبط الإطار أو خط السلسلة حسب الضرورة حتى يتساوى البعدين القطريين. حيث أنه إذا تساوت الأطوال القطرية، فإنّ الإطار يكون مربعًا.

يجب التأكد من أن الأساس مستوي. وتثبيت مسامير التثبيت، ولتقليل مخاطر ارتخاء مسامير التثبيت، لا تقم بتركيب أي مكونات بناء على الخرسانة الخضراء. حيث أنه قد تتضرر الخرسانة التي لم يتم معالجتها بشكل صحيح من خلال معدات البناء أو يؤثر على مكون المبنى.

يجب أن يعالج الأسمنت البورتلاندي العادي لمدة سبعة أيام على الأقل، والخرسانة عالية القوة المبكّرة قبل ثلاثة أيام على الأقل من نصب الأعمدة الإنشائية. ونظرًا للتفاوتات الشديدة التي تم فيها تصنيع المبنى، فمن المهم للغاية أن يتم وضع جميع مسامير التثبيت بدقة (+/- 1/16 بوصة) وفقًا لخطة مسمار التثبيت المقدمة.

يجب تثبيت جميع مسامير التثبيت في مكانها باستخدام قالب أو وسيلة مماثلة من أجل الحفاظ على مكان ثابت أثناء صب الخرسانة. والرجوع إلى أبعاد خطة التثبيت ثم القيام بعمل الكمية اللازمة من القوالب من الخشب الرقائقي أو ما يعادله. حيث يجب إعداد جميع القوالب مسبقًا حتى يمكن تسميرها بسرعة في مكانها.

من المهم جدًا حفر ثقوب تصريف الهواء في القالب للسماح للهواء المحاصر بالهروب. وعند تعويم الخرسانة، يجب الدمك حتى تتسرب الخرسانة الرطبة من أعلى فتحات تصريف الهواء. كما يجب إجراء فحص نهائي لجميع متطلبات الأساسات قبل صب الخرسانة.

التحديات الرئيسية التي تواجه المباني سابقة الإجهاد:

هناك العديد من التحديات التي تجعل الأسس لأنظمة المباني المعدنية مختلفة عن تلك المستخدمة في المباني التقليدية:

• أكثر أنواع الإطارات الأساسية شيوعًا المستخدمة في المباني سابقة الإجهاد هي الإطارات الصلبة الجملونية. حيث تمارس تفاعلات أعمدة أفقية كبيرة على الأسس. ويمكن أن تكون مثل هذه التفاعلات موجودة في بعض أسس البناء التقليدية أيضًا، ولكن نادرًا ما تكون موجودة في كل عمود، وبالاقتران مع الرفع.

• نظرًا لأن المباني سابقة الإجهاد هي هياكل مملوكة ملكية، فغالبًا ما يبلغ المصنعون عن تفاعلات أعمدة مختلفة قليلاً للمباني ذات التحميل والتكوين المتطابقين. وفي مشاريع البناء التي تستخدم التمويل العام وتتطلب عطاءات تنافسية، لا يمكن اختيار مصنعي المباني سابقة الإجهاد قبل تصميم الأساسات. وَوفقًا لذلك، يجب تقدير تفاعلات العمود من قبل مصممي الأساس، مع المخاطرة بأن التفاعلات النهائية ستتجاوز تلك المستخدمة في التصميم.

• لسوء الحظ، في كثير من الحالات، يقرر مالك المبنى شراء البنية الفوقية للمبنى المعدني أولاً وتصميم الأساسات لاحقًا، كفكرة لاحقة. وبدون مهندس إنشائي مشارك في إنشاء معلمات تصميم المباني سابقة الإجهاد، قد تختار بعض الشركات المصنعة تقديم أرخص تصميم ممكن.

• يؤدي عدم وجود إجراءات تصميم واضحة بشكل طبيعي إلى حلول تصميم غير متساوية. حيث كانت بعض تصميمات الأساسات للمباني المعدنية معقدة للغاية، وكان بعضها بالكاد مناسبًا للأحمال المفروضة (أو غير كافٍ على الإطلاق).