سؤال هام جدا للمهندسين الخبرة في التصميمات الغريبة

[refostar]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
اخواني الاعزاء
نريد فكرة غريبة لقطعة ارض امتلكها مواجهة للنيل مباشرة
المشكلة ان هذه القطعة لها واجهة علي النيل 19.05 م 2 وهي بطول 74م تقريبا واجهة فقط
الفكرة اننا نريد تصميم يتيح لجميع الشقق رؤية النيل بغض النظر عن المساحات الهالكة علي الاقل يكون نسبة المباني تقريبا 1100م من اصل 1400م تقريبا
فارجو الافادة جزاكم الله خيرا
محمد رأفت :28:

 

[sayed ghazy]

تصميم الأعمدة بطريقة الاجهادات القصوى
قانون تصميم الأعمدة بطريقة اجهادات التشغيل
طريقة حساب نصيب الحديد والخرسانة من حمل العمود
دراسة حول معاملات الأمان فى الأعمدة
--------------------------------------------------------------------------------عندنا قانون الاجهاد بيقول stress= force / area
أى أن force (p) = stress X area
حيث أن p هو الحمل على العمود
وبما أن قطاع العمود يتكون من حديد وخرسانة
هذا يعنى أن الحمل سيتوزع على الحديد وعلى الخرسانة وكل منهما سيكون له نسبة سنتعلم كيف نحسبها فى مشاركة منفصلة باذن الله
ومن هذا المنطلق نستطيع القول بأن :
الحمل على العمود = حمل يتحمله الحديد + حمل تتحمله الخرسانة
لا تنسوا أن هناك نسبة توزيع بينهما غير متساوية لان طبعا الخرسانة هيكون لها النصيب الأكبر فى تحمل الحمل
نقدر نقول دلوقت أن :
الحمل على العمود = اجهاد الحديد * مساحة الحديد + اجهاد الخرسانة * مساحة الخرسانة
P = Ac x Fc + As x Fs
طبعا احنا كمهندسين بنعتبر ان :
الخرسانة بتنهار عند Fcu وهى اقصى مقاومة تتحملها الخرسانة فى الضغط
الحديد بينهار عند Fy وهو اقصى اجهاد يتحمله الحديد فى الشد ...
طيب لو مقلناش انه بينهار عند Fu ؟؟ لأن الحديد لما يكون جوا الخرسانة وهى مادة قصفة ويحصله مط شىء اكيد ان المادة القصفة دى هتنهار لأن الحديد مرتبط معاها بقوة تماسك bond فبنتعامل ديما مع اجهاد الخضوع أو المط ( كأنك بتشد أستك )
طبعا العلماء عملوا اختبارات على القطاع الخرسانى المكون من حديد وخرسانة شغالين سوا و معرض لقوى ضغط محورية ووجدوا ان الخرسانة بتنهار بعد ما توصل ل 2/3 تلتين مقاومتها فى حين ان الحديد لسه محصلوش انهيار لأانه أقوى
ومن هنا نقدر نقول ان أقصى حمل يتحمله العمود اللى هو حمل الانهيار يساوى
failure load = .67 Ac * Fcu + As * Fy
بس زى ما حضارتكم عارفين انه مينفعش نصمم على الحمل الحرج لازم ناخد معاملات أمان
فنقلل قدرة تحمل الحديد وقدرة تحمل الخرسانة بمقدار التلث
ultimate load = ( .67 - .33 ) Ac * Fcu + ( 1 - .33) As * Fy
Pu = .35 Ac * Fcu + .67 As * Fy
وهى دى معادلة تصميم الأعمدة بطريقة ال Ultimate
ان شاء الله نكمل بعد كدا ازاى نحسب نصيب الحديد كام من الحمل ونصيب الخرسانة كام وكمان نعرف ازاى عملوا معادلة تصميم الأعمدة بطريقة اجهادات التشغيل working
-----------------------------------------------------------------------------
استكمالا لموضوع قانون تصميم الأعمدة
كنا وصلنا الى ان معادلة تصميم الأعمدة بطريقة المقاومة القصوى كدا
Pu = .35 Ac * Fcu + .67 As * Fy
وعرفنا جت منين ودلوقتى عايزين نعرف معادلة التصميم بطريقة اجهادات التشغيل
طبعا احنا عارفين اننا بنحول من
working
الى
ultimate
بنضرب فى
1.5
والعكس صحيح فهنقسم معادلة التصميم بطريقة المقاومة القصوى اللى جبناها على
1.5
Pw=.23 Ac * Fcu + .44 As * Fy
حيث انه
Pw = Working load = Pu / 1.5
طب ايه رأيكم لو أخدنا الجزء الأول من القانون وهو :
23. * Fcu
وطبعا قيمة المقاومة المميزة معروفة
150 - 175 - 200 - 225 - 275 - 300
هنضرب الأرقام دى فى الفاكتور بتاعنا اللى هو
23.
فهينتج لنا القيم التالية بالترتيب ومكافئة للقيم العليا على التوالى
40 - 45 - 50 - 55 - 60 - 65 - 70
ودى هى قيم المقاومة الممميزة بعد تصفية القانون وبنسميها :
Fco
وبتالى تصبح الصيغة النهائية لقانون تصميم الأعمدة بطريقة اجهادات التشغيل كالتالى
Pw= Ac * Fco + .44 As * Fy
وبكدا نكون خلصنا صيغة القانونين واتمنى تكونوا استفدتم
معلومة للزمن :
العمود 25 * 25 سم بيشيل حوالى 46 طن حمل بطريقة الوركنج
فما بالك بيشيل بقى كام لو هتصمم بالمقاومة القصوى حوالى 70 طن !!
آخر حاجة كنا هنتكلم عنها هى ازاى أحسب نصيب الحديد كام من الحمل
والسيخ ببيشيل لوحده كام طن والخرسانة كام طن
-------------------------------------------------------------------------
كيفية حساب ما يتحمله الحديد من الحمل والخرسانة
- ( إذا وضع حديد التسليح فى عمود معرض لقوى ضغط محورية منتظمة فإن حديد التسليح يتحمل جزء أقل من هذه القوى يساوى تقريبا عشر القوى التى تتحملها الخرسانة المسلحة )
تعالو نشوف الكلام دا ازاى من خلال مثال /
- عمود من الخرسانة أبعاده 50*50 سم يحتوى على ثمانية أسياخ من حديد التسليح
بقطر 19 مم ومعرض لحمل ضغط محورى قيمته 200 طن .
P = 200 ton
50 * 50
Rft = 8 bars phi 19
المطلوب : تعيين قيمة الحمل الذى تتحمله كلا من الخرسانة والحديد وكذلك الاجهاد على كل سيخ من حديد التسليح علما بأن معاير المرونة للحديد والخرسانة كالتالى :
Econcrete = 180000 kg/cm2
Esteel = 2* 10^6 kg/cm2
الحل :
- 1- نجيب المساحات
- مساحة مقطع العمود = 50*50 = 2500 سم2
- مساحة مقطع سيخ الحديد الواحد = ط * 1.9 ^2 / 4 =2.84 سم 2
- مساحة مقطع الحديد الكلية = 8 أسياخ * 2.84 = 22.68 سم2
- مساحة مقطع الخرسانة ( المساحة الصافية ) = مساحة مقطع العمود - الحديد
= 2500 - 22.8 = 2477.32 سم2
-2- بما أن العمود محمل بحمل ضغط منتظم فإن انفعال الخرسانة = انفعال الحديد
STRAIN)concrete = STRAIN)steel
STRAIN= STRESS / Modulus of Elasticity
STRESS = P / A
بالتعويض فى القانون الأول : انفعال الخرسانة = انفعال الحديد
Pconcete ÷ ( Ac * Ec ) = Psteel ÷ ( As * Es ) apply now by given data
بعد التعويض بالقيم المعطاه وهى معاملات المرونة والقيم المحسوبة سابقة المساحات الصافية للحديد والخرسانة ينتج لنا معادلة فى مجهولين المجهولين هما الحمل الذى يتحمله الحديد والحمل الذى تتحمله الخرسانة
Pc = 9.831 Ps
لاحظ المعادلة دى احنا عوضنا بوحدات كجم سم
عشان نجيب مجاهيل المعادلة دى لازم معادلة تانية وهى ان الحمل الكلى على العمود يساوى مجموع الحمل الذى يتحمله الحديد والحمل الذى تتحمله الخرسانة
Pc + Ps = 200 ton = 200000 kg
دلوقتى عندنا معادلتين فى مجهولين نجيب المجهولين
Pc = 181533.86 kg = 181.53 ton
Ps = 18466.14 kg = 18.47 ton
دا كدا المطلوب الأول نصيب الحديد فى تحمل الحمل الكلى على العمود ونصيب الخرسانة من حمل العمود
عايزين نجيب الاجهاد على كل سيخ
- مساحة السيخ الواحد = 2.84 سم 2
- الحمل على السيخ الواحد = الحمل الكلى على الحديد / عدد الأسياخ
= 118466.14 / 8 = 2308.27 كجم
الاجهاد = حمل ÷ مساحة
- الاجهاد على السيخ الواحد = 2308.27 ÷ 2.84 = 812.8 كجم / سم2
وهو أقل من الاجهاد المسموح به للحديد
كدا انتهينا من الدرس دا ويبقى فاضل جزء أخير بخصوص الأعمدة وهو دراسة بسيطة عن كثب لمعاملات الأمان فى الأعمدة ودا شىء مهم لازم نعرفه لان فيه ناس شككت قبل كدا فى قوانين الكود المصرى واتهموا واضعى معاملات الأمان فى الكود المصرى بالغش فان شاء الله هندافع عنهم ونوضح لهم اللبس اللى فى دماغهم .
---------------------------------------------------------------------------
دراسة حول معاملات الأمان فى الأعمدة :
طبعا هطبق بمثال عشان الامور تكون واضحة بس هكتب القوانين والنواتج النهائية وانتم ورايا بالألة الحاسبة عشان الناس تصحصح طبعا فيه ناس هتقول آلة حاسبة ايه يا عم خخخخخخخ وتكمل نوم ودا الطبيعى من فوادفون
المهم عندنا عمود اتصمم واتنفذ ابعاده 25 سم * 40 سم ومسلح بستة اسياخ حديد قطرها 16 مم
fcu=250kg/cm2
fco=60kg/cm2
fy=3600kg/cm2
- هنحسب مساحة الخرسانة والحديد
As=12.6 cm2
Ac=1000cm2
أفكركم بقوانين الأعمدة التلاتة اللى عرفناهم قبل كدا
الحمل التشغيلى على العمود
Pworking= Ac * Fco + .44 As * Fy
الحمل الأقصى على العمود
Pultimate = .35 Ac * Fcu + .67 As * Fy
الحمل الذى يسبب انهيار العمود
failure load = .67 Ac * Fcu + As * Fy
تكتكوا شوية على الآلة الحاسبة وهاتوا الأحمال التلاتة يلا وصحونى لما تخلصوا
لو الناتج طلع كدا يبقى انتم صح
Pw = 79.103 ton
Pu=116.59 ton
Pfailure= 210.916 ton
تعالوا بقى نشوف ايه موضوع معاملات الأمان دا
الحمل التشغيلى هو دا الحمل اللى واقع فعلا على المنشأ حمل حى وحمل ميت وطبعا خدنا معاه معامل أمان للمواد خرسانة وحديد بس معامل امان صغير شوية يعنى الخرسانة بعد ما كانت هتستحمل 250 كجم خففنا الحمل عليها شوية وخليناها تشيل 60 كجم بس والحديد بدل ما كان هيستحمل 3600 كجم خليناه يستحمل 1580 كجم بس
الحمل الأقصى دا تخيلنا ان العمود هيشيل قد الحمل الفعلى اللى شايله مرة ونص مش كدا وبس دا كمان خدنا معاملات أمان للمواد كبيرة يعنى بدل ما كان مكعب الخرسانة اللى مساحته سم فى سم هيتكسر عند حمل 250 كجم لأ قلنا انه هيتكسر عند 88 كجم بس والحديد بعد مان هيشيل 3600 كجم خليناه يشيل 2400 كجم يعنى خلينا العمود يشيل أحمال أكتر من طريقة الوركنج وهو مسيف ومرتاح بس مش مرتاح أوى زى الوركنج
حمل الانهيار دا بقى الحمل المرعب اللى لو جه على العمود كل سنة وانت طيب فيه هتنهار الخرسانة قبل الحديد يعنى لو كانت الخرسانة لوحدها هتشيل 250 كجم لو حطينا جواها حديد هتتحمل لحد 170 كجم فى حين ان الحديد يقدر يشيل ساعتها 3600 كجم لاحظوا الفرق بين قدرة تحمل الاتنين الحديد شرس وجبار والخرسانة يا عينى غلبانة لما بصت للحديد وشافت قدرته مستحملتش الصدمة وانهارت عند الحمل 170 كجم رغم انها ممكن تشيل لحد 250 كجم دا لو كانت هى لوحدها لكن لو معاها الحديد هيجلها الاحباط بدرى بدرى وتنهار قبل ما تفرح بشبابها
بالظبط زى ما شفناه فى فيلم محامى خلع بتاع داليا البحيرى وهانى رمزى وهما فى المحكمة بيترافع فى قضية الخلع
داليا البحيرى غلبانة يا حرام حصان واحد أما جوزها ابو عضلات كان ستين حصان مقدرتش تستحمل قوته فطلبت الخلع والقاضى رأى السبب مقنع ففصلهم وطلقهم ودا لسبب مهم جدا ..
لأن الزيت لا يختلط باالماء الزيت لا يختلط بالماء هههههههههه
دا اللى حصل للحديد ابو عضلات والخرسانة الغلبانة والحمد لله ان الحديد مبيشخرش وهو نايم كانت المنشآت كلها انهارت قبل الصبة ههههه
تعالوا نحسب الكلام دا بقى بالأرقام ونشوف القضية هترسى على اايه
- معاملات الأمان الخاصة بالمواد ( خرسانة وحديد معا )
Factor Of Safty for Material = Pultimate ÷ Pfailure =210.916÷116.59
يساوى 1.81
- معاملات الأمان الخاصة بالأحمال
Factor Of Safty for Loads = Pfailure ÷ Pworking =116.59 ÷79.103
يساوى 1.47
- معامل الأمان الكلى للأحمال والمواد
Global Factor of Safty = Pultimate ÷ Pworking = 116.59 ÷ 79.103
يساوى 2.67
وهذا هو ردى على االجهلاء الذين اتهموا واضعى قوانين تصميم الأعمدة واتهموهم بالنصب والسرقة وباهدار أموال الدولة بحجة انهم تمادوا فى معاملات الامان .
نلاحظ أن معامل أمان الأحمال 1.4 فقط وهذا شىء منطقى لأن الأحمال ممكن تزيد غصب عننا فى يوم من الأيام فحاجة الانسان متغيرة بتغير الزمان وهذا المعامل ملائم لاحتياجاته المستقبلية اذا اراد بناء طابق جديد أو طابقين او زاد احمال الأثاث فى يوم ما أو عمل عزومة كبيرة وزود الحمل الحى على المنشأ .
نلاحظ ان معامل أمان الماتيريال الخرسانة والحديد 1.8 فقط ودا برده شىء منطقى انه يكون أكبر من معامل امان الأحمال لأن المواد لو جرالها حاجة مش هيكون فيه احمال اصلا دا بالاضافة الى ان التنفيذ بيكون أغلبه غير مطابق للمواصفات القياسية فالمصنعية بتكون زبالة العامل ممكن يشرب شاى ويرمى فى الخرسانة وممكن يرمى سجارته فى أم الخلطة وممكن يسرق الأسمنت ويغش الخرسانة دا مش كدا وبس الحديد اللى انت شاريه ممكن يكون صينى أو مغشوش مكتوب عليه 3600 وهو فى الحقيقة 3000 بس أو ممكن يكون مصدى جزئيا أو أو او ..
زملائى الاعزاء دائما كونوا على ثقة بما قد درستم فى كليتكم واياكم ان تقولوا يوما انه لا علاقة بما درسناه بسوق العمل اذا قلتها او سمعتها من أحد فاعلم أنه مهندس فاشل
وشكرا واتمنى ان اكون قد اوفيت قدرا من حق الزمالة ..
تم بحمد الله موضوع تصميم الاعمدة#
‫#‏منقول‬ من أحد المهندسين الأفاضل
​

 

[القصيري73]

توجد فكره رائعة لتصميم تتيح لجميع الشقق رؤية النيل بجميع الادوار
برجاء ارسال تفاصيل اكثر حول اشتراطات البناء في المنطقة علي الرسائل الخاصه و انا سوف ارشح لك مكتب معماري بالقاهره للتصميم