القشريات Shell structures

مقدمة

*أشكال تغطية الأسقف:-

استعمل الانسان فى تغليفه للفراغ منذ بدء الخليقه مواد انشائيه فى حدود امكانياته وامكانياتها لتشكيلها ونقلها وجمعها فالحجارة المتباينة القوه فى الضغط المعدومة القوة فى الشد استعملها فى انسب اوضاعها كحوائط واعمده وعقود.غير انه استعملها ضخمه كبيرة الوزن والعمق ككمرات صغيرة البحور واعمده متلاصقه فى العماره الفرعونيه فجاءت تعبيرا عن طبيعة الحجر القوى فى الانضغاط الضعيف فى الشد,وعندما استعمل الخشب او الحديد او الصلب ككمرات او جمالونات اتسعت البحور وبعدت الاعمده والحوائط.

الى هنا والوحدات الانشائيه خطيه وهى بحكم طبيعتها كمرات اكبر بكثير فى الطول عن العرض والسمك والحمل الواقع على الكمرات ينتقل بدوره الى الاعمده ثم الى الاساسات التى توزع هذه الاحمل على التربه المؤسسه عليهاوبظهور الخرسانه المسلحه وهى ذات امككانيه فى تحمل ضغط وشد كبيرين زادت امكانية انشاء الوحدات الخطيه.

*التكوين بالوحدات الخطية -: linear structural arrangement

الوحدات الخطية فى هذه التكوينات تؤلف الهيكل الانشائى و يضاف اليها فيما بعد المسطحات المغلقة كالبلاطات أو الحوائط كحشوات لا تسهم فى تقوية المنشأ بأكملة بل على النقيض تكون فى ذاتها أحمالا اضافية ميتة .

*منشأت العمود و الكمرات - :post and lintel structures

حيث يعتبر العمود وحدة رأسية مضغوطة بالكمرة وهى تتعرض لقوى أفقية نتيجة للرياح و مقاوتها تتأتى من كتلتها فى حالة الأعمدة الحجرية و من امكانية مقاومة الأنحناء فى حالة الخشب و الحديد و الخرسانة و الكمرات الرئيسية فى هذه الحالة معرضة لعزوم انحناء كبيرة و خاصة بالنسبة للبحور الواسعة مما يتطلب استعمال أعماق كبيرة للكمرات الا فى حالة استعمال سبق الاجهاد .

*الصدفات القشرية المنحنية -:curved thin shells

البلاطات السابق بحثها مسطحات ذات سمك كافى يجعلها مقاومة للانحناء و من ثم فهى تقاوم الأحمال عن طريق اجهادات اكساء و اجهادات قص و التواء فى الأتجاهين و فى حالة البلاطات الغشائية membranes تنعدم فيها نتيجة سمكها الرفيع أى مفاومة للانحناء و من ثم تختفى اجهادات الانحتاء متحولة الى اجهادات شد وهذه توزع بانتظام على قطاع البلاطه الفشائيه كله الذى يعمل بكامل امكانيته باقصى كفايه انشائيه ويمكن تشبيه ذلك بقطعه من الفماش او البلاستيك الرقيق المشدود من جوانبها فى تحملها الاوزان الضخمه على مسطحها وذلك نتيجه لتحول الاحمال على قطاعها الى احمال شد والى اجهادات قص فى نفس مستواها الا شرط الا تنبعج قطعة القماش.

او الاغشيه عامة غير مهيأه بحكم رقتها لتحمل اى اجهادات انضغاط مثل هذا الغشاء اذا ما نفذ من مادة متماسكه تتحمل الضغط والشد يسمى بالصدفه القشريه وفيها تتلافى كل عيوب الاغشيه مع الاحتفاظ باغلب مميزاتها وهذه الصدفات رفيعه بحيث تعجز عن خلق اى اجهادات انحناء ولكن بسمك كاف بحيث تقاوم الاحمل الوافعه عليها باجهادا تانضغاط وقص وشد وكفائتها ترجع الى انحناءاتها ومقاومتها للالتواء فالانحناءات تجسيم للاستمرار الهندسى على مستويات مختلفه ومقاومة الالتواء ناتجه عن الاستمرار المادى لماده تتحمل الصغط والشد,والانحناءات قد تكون مفرده single curvature وهذه تظهر خطا مستقيما يقطعها على محورها واقصى انحناء بالنسبه للمستوى القاطع العمودى وقد تكون مزدوجه double curvature وهذه تظهر منحنيا بقطعها على محورها ومنحنيا اخر بالنسبه للمستوى العمودى.

ما هي الصدفات القشرية ؟

هي منشآت ذات سطح منحني قادر بصفة عامة على نقل الأحمال في أكثر

من اتجاهين إلى الدعامات.

ويمكن تعريفها أيضا بأنها:

المنشآت السطحية ذات الانحناء المفرد أو المزدوج ذات سمك صغير بالنسبة للمسطح, ومصنوعة من مادة تتحمل الانضغاط والشد, وهي أسقف نهائية, وتعمل ككمرة وسقف في آن واحد.

فمثلا عند إحضار ورقة ومسكها من طرفها نلاحظ انحنائها وعدم قدرتها على تحمل حتى وزنها , ولكن عند ثني نفس الورقة وإعطائها شكل منحنى فإننا نلاحظ تماسكها أي قدرتها على حمل وزنها. ليس هذا فقط وإنما أيضا تكون قادرة على تحمل حمل إضافي.

ولا ترجع قدرة الورقة في الحالة الثانية على تحمل وزنها وتحمل حمل إضافي إلى زيادة في المادة الخام للورقة, وإنما إلى تشكيل الورقة ووضعها في صورة أخرى, وذلك بإعطائها شكل منحنى له المقدرة على حمل وزنها ,وتوزيع الأحمال الواقعة عليه في اتجاهين. كما يوضح لنا الشكل (1).

شكل (1)

وأقرب مثال يوضح لنا فكرة القشريات هو مثال البيضة حيث رغم سمك قشرتها الصغيره الا انها يمكنها الحفاظ على هيئتها.

*المواد المستخدمة في إنشاء الصدفات القشرية:-

وهناك مواد عديدة تستخدم في تشييدها مثل :

الخشب , المعدن , المواد البلاستيكية , وكذلك الخرسانة المسلحة

و لكن يفضل استخدام الخرسانة المسلحة لأن لها فوائد على الرغم من أن لها مشاكل ايضا .

*فوائد التشييد بالقشرة الخرسانية:-

1. لها امكانية عالية فى تحمل قوى الضغط و الشد فى اتجاهين .

2. تعطى الأقتصاد فى المواد المستعملة .

3. حرية فى تصميم اشكال الأنشاءات سواء فى المسقط الأفقى أو فى القطاع .

4. سهولة اعطاء ضوء طبيعى من منطقة كبيرة فيها .

5. القدرة على تحمل الأحمال الغير متوازنة .

6. مقاومة الحريق .

7. لها قوة صلدة مخزونة حتى اذا حدث تلف عند النقطة الحرجة لا يحدث .

*مشاكل التشييد بالقشرة الخرسانية :-

1. تصميم القشريات يتطلب مهارة عالية فى التصميم .

2. معظم المقاولين ليسوا على دراية كاملة بمشاكل تشييدها .

3. أكثر المهندسين ليسوا على دراية كاملة أيضا لتصميمها . كما أن الأشكال المعقدة منها تتطلب حسابات كثيرة . علما بأن الأسقف الكبيرة من القشرة الرقيقة تكون مشاكل هندسية صعبة .

و عموما فأن وجود الكمبيونر فى الوقت الحاضر يحل هذه المشاكل بسرعة فائقة .

4.صعوبة معالجة أسطح القشرة الخرسانية لغرض التأثير المعمارى المطلوب .

*أماكن استخدام التغطيات القشرية :-

يكثر استعمال النظام القشرى فى تسقيف المساجد و المعارض و محطات الأرصاد الجوية و صالات الأحتفالات الكبيرة و خلافة حيث الرغبة فى خلق مسطح فراغى داخلى كبير .

*تصنيف المنشآت القشرية:-

تندرج المنشآت القشرية تحت المنشآت التي تقاوم الاجهادات الواقعة عليها بقشرتها SURFACE - ACTIVE CONDITION

وتنقسم المنشآت القشرية الى عدة تصنيفات عرفت فى الأوساط المعمارية فمنها منشآت قشرية أحادية الانحناء ، دورانية الانحناء ، غير مصنفة ، منشورية وهرمية وتندرج تحت كل من هذه التصنيفات العديد من المسميات حققت جميعها فراغات إنتفاعية لبحوث إنشائية واسعة ، تميزت بأشكال معمارية متميزة ، نستعرض بعض الأمثلة التى توضح أهم المسميات المختلفة للمنشآت القشرية.

القشريات

مقوسة فى
اتجاه واحد

مقوسة فى
اتجاهين

مركز تقوسها
اسفل القشرة

مركز تقوسها
اسفل و فوق القشرة

مركز تقوسها
فوق القشرة

برميلية

كتفية

مخروط

قبو قشرى

فراشية

مقعرة

متعرجة
مقوسة

متعرجة
مسطحة

مقلوبة

دورانية

انتقالية

اللاميلا

*القشرية أحادية الانحناء : Single curved structure systems

ويكون التشكيل المعماري للمشروع باستخدام وحدات قشرية ذات انحناء في اتجاه واحد.

- مثل الاسطوانة : حيث لو أخذنا قطاع بطول الاسطوانة نحصل على خط وإذا أخذنا قطاع عرضي نحصل على دائرة(شكل منحنى). كما هو موضح بشكل (2)

شكرا شكرا
لكن لم يظهر لي صور الاشكال البرميلىة وغيرها بعد الاشتراك

مشكورييييييييييييييييييييييييييييييييييين علي المجهود

مشكووووووووووووووووررررررررررر اخي

شكرااااااااااااااا

goooooooooooooooooooood

» Exclusive : Proxy Shell Hide IP 3.0.1 | 2.3MB
» كتاب Theory of Structures
» حصريا أحدث إصدار للبرنامج الإنشائى والبنائى الأول مع الكراك الخاص بيه على عدة سيرفرات Tekla Structures v15 SR2 | 965 MB
» Tekla Structures v15.0 SR2 | 240 MB
» C++ Plus Data Structures