فشل إنشائي
| أنماط الانهيار الميكانيكي |
|---|
يقول جيمس امرهين المدير التنفيذي لمعهد البناء في الولايات المتحدة الأمريكية : ( إن الهندسة الإنشائية هي ذلك الفن في نمذجة المواد التي لا نفهمها تماما إلى إشكال لا نستطيع تحليلها بدقة لتقاوم حمولات لا نستطيع توقعها بشكل تام و كل هذا في مجتمع غالبيته الساحقة لا تدرك محدودية المعرفة التي نحيط بها).
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
الانهيارات بسبب أخطاء إنشائية
أخطاء في التصميم
وتتمثل في :
- عدم الالتزام بمتطلبات القوانين الهندسية .
- سوء تقدير الحمولات .
- أخطاء في الحسابات .
أخطاء في التنفيذ
تتمثل في :
- عدم الالتزام بشروط التصميم .
- سوء اختيار المواد.
- التكنولوجية القاصرة في التنفيذ.
تظهر هذه الأخطاء خاصة في الزلازل القوية ومن بينها:
الأساسات
تعتبر الأساسات هي العنصر الأهم في أي منشاة و هذا يتطلب إعطاؤها أهمية خاصة. فالعديد من الانهيارات ناتجة عن مشاكل في الأساسات مثل:
- قلة عمق التأسيس ←تزيد من احتمال انقلاب المنشاة أو انزلاقها.
- قلة الروابط بين القواعد←يزيد من خطر هبوط التربة أو تمييعها
و لهذا يجب تفادي التأسيس على أنماط مختلفة من التربة أو مستويات مختلفة . كما أن أكثر طرق التأسيس لمقاومة الزلازل هي الحصيرة العامة reirad وإذا كانت مسندة إلى أوتاد يكون احتمال الانقلاب نادرا.
التسليح الطولي
تزداد مشاكل التسليح الطولي عند تطبيق حمولات أنية متناوبة –هزات زلزالية – فتحدث الانهيارات بسبب قلة التسليح الطولي خاصة في مناطق العزم السالب . كذلك زيادة التسليح الطولي بشكل عشوائي يؤدي إلى إضعاف المقطع الخراساني ديناميكيا و خاصة عند استعماله بأقطار كبيرة .و ذلك لاختلاف الاهتزاز بين الخرسانة و الفولاذ مما يؤدي إلى انفصال بينهم .ا انفصال الفولاذ قلة التسليح الطولي
- زيادة عشوائية في التسليح الطولي
التسليح العرضي
عادة لا يتم إعطاء التسليح العرضي أهمية كبيرة فلا توجد قوانين حسابية خاصة به .إن كثرة الانهيارات الناتجة عن انعدام التسليح العرضي جعلت بعض القوانين الأمريكية ،التايوانية ،التركية ... تعتمد ما يسمى بالاسوارة الزلزالية
العقد
هي مناطق التقاء الجوائز بالأعمدة .من الملاحظ أن عدم كفاية التسليح العرضي في هذه المناطق هو أكثر الأسباب التي أدت إلى انهيار المباني نمط التسليح في مناطق العقد
الأعمدة المعلقة
الخطأ المرتكب في هذه الحالة هو أن الطابق الأخير ليس في أصل البناء أي هو طابق مضاف و لتنفيذ أعمدته يتم غرس قضبان الأعمدة الجديدة ضمن الأعمدة القديمة و عند تعرض المبنى لقوة زلزالية كبيرة يحدث انفصال بين الأعمدة الجديدة و القديمة فتنهار الطوابق السفلية و يسقط الطابق المضاف كاملا مع بقاء أعمدة الطابق ما قبل الأخير محمولة من طرف بلاطة الطابق الأخير كما تفيد الدراسات أن خرسانة الطابق المضاف أفضل من خرسانة الطوابق القديمة .
انقلاب المباني
يعتبر انقلاب المباني واحد من أنماط الانهيار العامة و المميزة للقوى الأفقية و لانقلاب المباني أسباب عديدة منها :
- قصور الدراسة التصميمية عن دراسة احتمال الانقلاب .
- حصول تمييع لتربة الأساسات
ناتج عن حمولة أفقية زلزالية يستحيل لعزم . *عزم انقلاب يقاومها محسوب تحت تأثير قوة شاقولية فقط. لاستقرار تنقلب بعض المباني دون حدوث أي أضرار بالغة مما يؤدي إلى إعادة تأهيل.
الجملة الانشائية
يتعلق الأمر بالتصميم المعماري للمنشأ لمقاومة حمولات تقليدية دون الحمولات الفجائية ويشمل أبعاد الأعمدة والجوائز والواصلات بينها . من المعروف أن هناك حدود دنيا لأبعاد الأعمدة و التسرع باعتماد أبعاد اقل من هذه الحدود الدنيا لا يحقق متطلبات الأحمال الأفقية .ومن هذه الأخطاء
- حساب حمولة الأعمدة بطريقة المساحات وهي طريقة تقريبية دون اعتبار رد الفعل الناتج عن عزم الانحناء علي الركائز.
- عدم احترام إبعاد الأعمدة
- عدم مراعاة أطوال وامتداد قضبان التسليح على الجوائز و الأعمدة .
- كبر مقاطع الجوائز مقارنة بمقاطع الأعمدة
- جميع أعمدة المبنى في اتجاه واحد
خاتمة
ليس التصميم الإنشائي القاصر هو المشكلة الوحيدة التي تتسبب بانهيار المنشات وإنما يجب الانتباه إلى نوعية التنفيذ ومدى الالتزام بتطبيق التصميم في أرض الواقع ولتفادي هذه الأخطاء يجب :
- التنسيق بين المهندس المعماري والمهندس المدني .
- يجب على مكتب المراقبة مراجعة المخططات قبل الشروع في الانجاز .
- مراقبة عملية البناء خلال مدة الانجاز.
انظر أيضاً
- Catastrophic failure
- Earthquake engineering
- Porch collapse
- Forensic engineering
- Progressive collapse
- Seismic performance
- Structural Fracture Mechanics
- Collapse zone
المصادر
- Feld, Jacob; Carper, Kenneth L. (1997). Construction Failure. John Wiley & Sons. ISBN 0471574775.
- Lewis, Peter R. (2007). Disaster on the Dee. Tempus.
- Petroski, Henry (1994). Design Paradigms: Case Histories of Error and Judgment in Engineering. Cambridge University Press. ISBN 0521466490.
- Scott, Richard (2001). In the Wake of Tacoma: Suspension Bridges and the Quest for Aerodynamic Stability. ASCE Publications. ISBN 0784405425.