الفرق بين الهيكل الحامل والهيكل المؤطر في النظام الإنشائي

ما هو الهيكل الحامل في النظام الإنشائي؟

يحتوي الهيكل الحامل على مكونات المبنى التي تحمل وتنقل الحمولة إلى الأرض بأمان. حيث يضمن هذا الهيكل استقرار المبنى وأدائه. وعادة الجدران والأعمدة والعوارض والأساس. كما أن فهم المبادئ الهيكلية للهيكل الحامل هو الأساسيات المطلوبة لعملية التصميم وطرح حل التصميم. بحيث يساعد هذا في الخروج بالمواد المناسبة وتقنيات البناء.

تسمّى مجموعة المكونات المتصلة ببعضها البعض بطريقة تخدم غرضًا مفيدًا بالهيكل. ويمكن التعامل مع الهياكل في العديد من النماذج، صلبة، مؤطرة، هيكل، دعامات، كابلات وأقواس وبنية السطح وما إلى ذلك. حيث يتم تصنيفها في الغالب على أساس الهندسة التي من خلالها تحقق هذه القوة لمقاومة أنواع مختلفة من الأحمال. كما أن التكوين الهندسي للهيكل هو الذي يحدد قدرات مقاومة الحمل.

الإطارات والجدران هي أكثر التكوينات شيوعًا المستخدمة في المباني الحديثة. وهي معروفة شعبياً باسم الجدران المؤطرة والحاملة. حيث أنه في الهيكل المؤطر، يتم استخدام إطار أو هيكل عظمي من العوارض والأعمدة لنقل الأحمال المختلفة أسفل المبنى إلى الأساسات. وعادة ما يكون الهيكل من الصلب أو الخرسانة المسلحة، ولكن في الهياكل الصغيرة، قد تكون من الخشب أو حتى الألومنيوم.

في الهيكل الحامل، تكون الجدران نفسها حاملة. وعادة ما يتم بناء هذه الجدران الحاملة في البناء، ولكن يمكن أن تكون من الخرسانة المسلحة أيضًا. وهنا تنقل الجدران الأحمال إلى الأساسات.

احصائيات الهيكل الحامل في النظام الإنشائي:

يتم تحديد الهياكل الحاملة من خلال عملية التحليل التالية:

• يتم تحليل الهيكل بأكمله في البداية. وبالتالي يتم تحديد وظيفة كل عنصر هيكلي.

• يتم تحديد القوى في العناصر الهيكلية الفردية.

• يتم تحديد القوى التي تؤثر على العناصر الهيكلية جنبًا إلى جنب مع القوى التي تنقلها. حيث أن هذه قوى خارجية.

• القوى داخل العناصر الهيكلية هي القوى الداخلية أو القوى الساكنة.

• يتم تحديد الاستقرار الهيكلي العام للعنصر الهيكلي.

• أخيرًا، نحدد الدليل على أن الهيكل المخطط يقاوم كل القوى القادمة عليه.

مكونات الهيكل الحامل في النظام الإنشائي:

المجسمات الهيكلية الحاملة الرئيسية هي:

• الكمرات الانشائية.

• الأعمدة الانشائية.

• الجدران الانشائية.

• الأقواس الانشائية.

• الدعامات الانشائية.

1. الجدران الحاملة:

يقوم الجدار الحامل بنقل الأحمال من الألواح فوقها إلى الأساس. ويمكن أن تكون هذه الجدران مصنوعة من مواد خرسانية أو حجرية أو كتل. حيث تعتبر معظم الجدران الخارجية لهيكل المبنى بمثابة حاملة للأوزان. كما يجب أن تتم إزالة الجدار الحامل كجزء من التجديد فقط بعد توفير دعم بديل للهياكل المدعومة أعلاه.

2. الكمرات:

تشكل الكمرات أحد المكونات الأساسية الحاملة للهيكل والتي يمكن تصنيعها من الخشب أو الخرسانة أو المعدن. كما أنه عضو أساسي يستخدم لتحمل العبء على المبنى. وتعتمد قدرة الحمل على عُمق وعرض عنصر الكمرات. حيث تتعرض الكمرات لقدر أكبر من القص وقوة الانضغاط لأن لديهم كمية كبيرة من القوى الداخلية والخارجية.

3. الأعمدة:

تعتبر الأعمدة الإنشائية من العناصر المهمة في الهيكل والتي لها دور فعال في نقل الأحمال الميتة والمباشرة إلى الأساس الذي يخضع له هيكل المبنى.

4. الأقواس:

الأقواس هي عناصر هيكلية تستخدم في النظام الهيكلي للإطار. حيث تساعد عناصر التحميل هذه في تقوية الهيكل بشكل فعال.

5. الدعامات:

الدعامات عبارة عن عناصر حاملة تدعم عناصر السقف في هيكل المبنى. ويتم نقل أحمال السقف بشكل موحد إلى الجمالون. حيث أن الجمالون يخضع لقوى التوتر والضغط. الجمالونات لا تخضع لأي نوع من اللحظات.

النظام الهيكلي المؤطر في النظام الإنشائي:

تختلف الأنظمة الهيكلية المؤطرة والحاملة بناءً على المكونات الهيكلية الحاملة التي تشارك في نقل الحمولة. حيث أنه في النظام الإنشائي الحامل، يتم نقل الأحمال من الألواح إلى الأساسات عبر الجدران، بينما في النظام الإنشائي المؤطر، يتم نقل الأحمال من الألواح إلى العوارض إلى الأعمدة، وأخيراً من الأعمدة إلى الأساس.

العناصر الهيكلية المتضمنة في عنصر هيكلي مؤطر هي:

1. ألواح >> عوارض >> أعمدة >> أساس.

2. في حالة الحمل، يكون النظام الهيكلي هو المسار المتبع.

3. ألواح >> جدران >> أساس.

النظام الهيكلي الحامل هو طريقة قديمة في البناء. حيث يحتوي النظام الإنشائي المؤطر على هيكل مؤطر من الأعمدة والعوارض التي تتمتع بمقاومة عالية للقوى الجانبية. والنظام الهيكلي ذو الإطارات أكثر مرونة مقارنة بالنظام الإنشائي الحامل.