جدران القص الخرسانية

ما هو جدار القص الخرساني؟

جدار القص: هو عضو هيكلي من الخرسانة المسلحة يستخدم في هيكل إطار لمقاومة القوى الجانبية التي تتطور بفعل الرياح أو القوى الزلزالية الناتجة عن تسارع الأرض. وهذه هي العضو الرأسي لهياكل المبنى. كما في المباني الشاهقة، نستخدم هذه الجدران بشكل أساسي.

يتم تصميم هذه الجدران وفقًا لتوصيات كود السكن الدولي أو كود البناء الدولي. ويتم إنشاء هذه الجدران بمواد مثل (الخرسانة، الفولاذ، الطوب الخرساني، الخشب) وتقع في وسط المبنى، خاصة في أقسام المصعد أو في بعض الأوقات في بئر السلم.

يبدأ جدار القص من الأساس وينتهي في الجزء العلوي من المبنى. ويستخدم هذا النوع من الجدران بشكل رئيسي في المباني من (4 – 35) طابق. بحيث يتفاوت سمكها من 150 إلى 400 ملم.

في الهياكل المؤطرة من الخرسانة المسلحة، تزداد تأثيرات قوى الرياح أهمية مع زيادة الهيكل في الارتفاع. بحيث تفرض قواعد الممارسة قيودًا على الحركة الأفقية أو التأثير. ويجب فرض حدود على الانحراف الجانبي لمنع:

• القيود على استخدام المباني.

• التأثيرات السلبية على سلوك العناصر غير الحاملة.

• تدهور مظهر المبنى.

• عدم الراحة للركاب.

بشكل عام، يجب ألّا يتجاوز الانحراف الجانبي النسبي في أي طابق ارتفاع الطابق مقسومًا على 500. كما تتمثل إحدى طرق الحد من تأثير المباني وتوفير الاستقرار في زيادة أحجام أقسام الأعضاء لإنشاء إطار صلب مقاوم للحظة.

مع ذلك، فإنّ هذه الطريقة تزيد من ارتفاع الطوابق، وبالتالي زيادة تكلفة البناء. ونادرًا ما يستخدم لأكثر من 7 أو 8 طوابق. كما أنه هناك طريقة أخرى وهي توفير جدران صلبة ومقاومة للقص مرتبطة بإطار مرن. يمكن أن تكون هذه جدران خارجية أو جدران داخلية حول أعمدة الرفع وسلالم (لب) أو في بعض الأحيان يتم توفير كليهما.

الغرض من بناء جدران القص:

يتم بناء جدران القص لمقاومة ما يلي:

• الأحمال الجانبية من الزلازل والرياح.

• الحمولة العمودية أو الجاذبية على الهيكل.

• لجعل الهيكل أكثر استقرارًا.

• القص المضاد وقوى الرفع.

الأشكال الهيكلية لجدران القص:

تصنف جدران القص المتجانسة على أنها قصيرة أو قرفصاء أو ناتئ وفقًا لنسبة ارتفاعها إلى عمقها. وبشكل عام، تكون جدران القص إمّا مستوية أو ذات حواف في المقطع، بينما تتكون الجدران الأساسية من أقسام القناة. كما أنه في كثير من الحالات، يتم ثقب الجدار بواسطة فتحات.

تسمى هذه الفتحات بِجدران القص المزدوجة لأنها تتصرف كأقسام فردية متصلة بالجدار مقرونة بعوارض أو ألواح متصلة. وعادة ما تكون الجدران متصلة مباشرة بالأساسات. ومع ذلك، في بعض الحالات التي تكون فيها الأحمال الجانبية صغيرة نسبيًا ولا توجد تأثيرات ديناميكية ملحوظة، يمكن دعمها على أعمدة متصلة بواسطة حزمة نقل لتوفير مساحة خالية.

موقع جدران القص في المبنى:

يؤثر شكل وخطة جدار القص على سلوك الهيكل بشكل كبير. ومن الناحية الهيكلية، فإنّ أفضل وضع لجدران القص هو وسط كل نصف من المبنى. كما أنه نادرًا ما يكون هذا عمليًا، لأنه يفرض استخدام المساحة، لذلك يتم وضعها في النهايات.

يعطي هذا الشكل والموضع للجدران صلابة انثناء جيدة في الاتجاه القصير، لكنهما يعتمدان على صلابة الإطار في الاتجاه الآخر. كما يوفر هذا الترتيب تيبسًا جيدًا للثني في كلا الاتجاهين، ولكنه قد يسبب مشاكل من التقييد أو الانكماش.

يفعل هذا الترتيب مع نواة واحدة، ولكن ليس لديها مشكلة من ضبط النفس من الانكماش. ومع ذلك، فإنّ هذا الترتيب يفتقر إلى الصلابة الالتوائية الجيدة للترتيبات السابقة بسبب غرابة المركز.

إذا بقي اللب في هذا الوضع، فيجب تصميمه بشكل صريح للالتواء. ومن الأفضل بكثير اعتماد ترتيب متماثل لتجنب ذلك. كما يعتمد موقع جدار القص تمامًا على:

• خطة الهيكل.

• الموقع الأساسي.

• تناسق البناء.

• القوة الجانبية التي يعاني منها الهيكل.

من الصعب جدًا العثور على أفضل مكان لهذا الجدار. حيث أن الممارسة الأكثر شيوعًا وفائدة لجدار القص هي في المركز (قسم الرفع) أو في معلمة المبنى. ويتم تحديد الموقع بعد التحليل الهيكلي الكامل أو دراسات الحالة.

القوة المؤثرة على جدار القص:

هناك قوتان رئيسيتان تعملان على هذه الجدران، وهما:

1. قوة القص:

يُطلق على المجموع الجبري لجميع القوى المؤثرة على جانبي المقطع اسم قوة القص. حيث يتم إنتاج قوى القص في المباني من الحركة الأرضية والقوى الجانبية مثل الرياح والأمواج.

2. قوة الرفع:

تنتج هذه القوة بسبب القوى الأفقية لأعلى جدار القص. بحيث يحاول رفع أحد طرفي جدار القص والدفع لأسفل إلى الطرف الآخر من الجدار. كما تنتج قوى الرفع تأثيرًا أكبر على الجدران الطويلة وتأثيرات أقل على الجدار الطويل المنخفض.