صمم مخططات إنشائية احترافية لبِناياتك بتوظيف مهندس متمرس
إذا كنت على وشك البدء في بناء منشأتك أو ترغب في اختيار هيكل إنشائي مناسب لرسومك المعمارية، فأنت بحاجة إلى الاستعانة بخبير في التصميم الإنشائي لمساعدتك في تحليل المخططات الإنشائية ورسمها. وهنا يأتي دور موقع مستقل الذي يضم عشرات من المهندسين المدنيين المحترفين والقادرين على إمدادك بالتصاميم المناسبة لمشروعك.
ما هو التصميم الإنشائي؟
التصميم الإنشائي هو عملية دراسة مخططات المبنى المعمارية بغرض اختيار الهيكل الإنشائي له وتصميمه، ثم التأكد من أنه سيكون قويًا بما يكفي لتحمل الأحمال المؤثرة عليه.إذ يُحلل المصمم الإنشائي الأحمال المتوقع وجودها في المبنى مثل الأشخاص والأثاث، والأحمال المؤثرة مثل الرياح والحرارة والزلازل والثلوج، وذلك عبر تطبيق مبادئ القوانين الفيزيائية والرياضيات والمعرفة التجريبية لأداء الهياكل الإنشائية المختلفة.
يُعد التصميم الإنشائي للمباني جزء من الهندسة الإنشائية وهو قسم فرعي للهندسة المدنية، يتم فيه تدريب المهندسين المدنيين على تصميم العناصر الهيكلية للمنشآت بدقة، إضافة إلى الإشراف في أثناء البناء لضمان التنفيذ السليم لأي تصميم إنشائي.
ولا يقتصر دور المهندس المدني في ضمان سلامة الهيكل واستقراره عند تصميمه، بل وإضافة التصميمات الإبداعية لإثراء الجاذبية البصرية للهيكل. والتصميم الإنشائي وتحليله ليس حكرًا على المباني فقط، بل يشمل الهياكل الكبيرة مثل الجسور والأنفاق والأبراج حتى الهياكل البحرية مثل منصات النفط.
ما أهمية التصميم الإنشائي لأصحاب المنشآت العقارية؟
تتلخص أهمية التصاميم الإنشائية لأصحاب المنشآت العقارية في التالي:
- إنتاج هيكل قادر على مقاومة جميع الأحمال المطبقة دون عطل خلال فترة خدمته.
- توفير جميع المعلومات عن العناصر الإنشائية وأبعادها وتصميمها.
- حساب مقدار الأحمال والقوى التي يُمكن للمبنى تحملها، والتحقق من قوة الهياكل واستقرارها وصلابتها.
- تحديد كمية مواد البناء و نوع حديد التسليح وأقطاره وكميات الخرسانة لضمان توريد المواد المناسبة حسب احتياج كل مرحلة في المشروع.
- حساب تكلفة تنفيذ الهيكل الإنشائي وتحديد البرنامج الزمني لمراحل التنفيذ حسب قدرة المالك المادية.
- إعداد الرسوم وكل مخططات الترخيص حسب متطلبات البلديات.
كيف أضيف مشروع تصميم إنشائي على مستقل؟
اتبع الخطوات التالية لإضافة مشروعك ونشره مجانًا على مستقل:
- ضع عنوانًا يوضح الغرض من المشروع، مثل: مطلوب مخططات إنشائية وحساب كميات لفيلا سكنية.
- حدد المهارات التي ترغب بتواجدها لدي المستقل، مثل: تصميم إنشائي وحساب كميات وROBOT Structural Analysis وMicrosoft EXCEL وغيرهم.
- اذكر تفاصيل المشروع وحدد مدة تنفيذ المشروع وميزانيته.
- أَرفق الملف الخاص بالمشروع مثل الرسوم المعمارية وكروكي الأرض وأي ملف يوضح حجم المشروع للمستقل.
كيف أوظّف أفضل مهندس مدني على مستقل؟
بعد مراجعة مشروعك من فريق مستقل ونشره، سيبدأ المستقلون في تقدمة عروضهم. ستساعدك النصائح التالية في تحديد الأفضل بينهم لإتمام مشروعك:
- تصفح الملف الشخصي للمستقل وشاهد معرض أعماله لأخذ فكرة عن مهارته وخبرته في المشاريع المشابهة لمشروعك.
- راجع تقييمات العملاء السابقين عن المستقل وإمكانياته في تنفيذ التحليل الإنشائي ورسم المخططات.
- قيم المستقلين بناءً على خبراتهم أو تقييمات الإعمال أو العرض المقدم. بإمكانك استخدام خاصية التقييم التي يوفرها الموقع.
- فاضل بين مقدمي العروض وتواصل معهم إذا رغبة في طرح أي سؤال حول فهمه لمتطلبات المشروع.
إذا وجدت أن المستقل يمتلك المهارات التي تتطلع إليها وافق على العرض، وسيوفر لكما الموقع صفحة خاصة بالمشروع بها كل ما تحتاجان إليه من خدمات التواصل النصية والصوتية وخاصية إرفاق الملفات بأنواعها. ثم الموقع سيضمن حقك المالي ولن يتم تحويل مبلغ المشروع للمستقل إلا بعد استلام المتطلبات كاملة.
ما الفرق بين التصميم الإنشائي والتصميم المعماري؟
التصميم الإنشائي والتصميم المعماري هما عِلمان مختلفان مترابطان. يتعامل التصميم الإنشائي في الأساس مع دراسة تصميم الفولاذ لعناصر الهيكل الإنشائي، واختيار نوع هيكل متين ومناسب لنوع المبنى. بينما يتعامل التصميم المعماري مع تصميم المساحات المخصصة لوظيفة معينة، للمساعدة في خلق بيئة محيطة تُرضي العين.
يقوم المهندس المعماري في الأول بتصميم المبنى مع مراعاة جميع الجوانب الوظيفية، ثم يأتي دور المهندس المدني الذي يقوم بتصميم الهيكل الإنشائي ثم الإشراف على تنفيذه بصورة سليمة.
ما هي أساسيات التصميم الإنشائي؟
يوجد عدد من أساسيات التصميم التي يأخذ بها المصمم عند بدء تحليل الهيكل الإنشائي وتصميمه، وتتمثل في:
- دراسة الرسوم المعمارية وتفاصيلها لتحديد أي النظم الإنشائية توافق تصميم المبني وواجهاته.
- تحليل وظيفة المنشأة والظروف المختلفة التي قد تتعرض لها وحركة الأفراد داخلها لمعرفة مدى متانة الهيكل والعمر الافتراضي المتوقع له.
- فهم متطلبات العميل بدقة وتفصيل وعدم تعديل التصميم أو إضافة أي اقتراحات دون الرجوع له وللمعماري إن أمكن.
- دراسة موقع المشروع وطبيعة التربة والعوامل المناخية مثل الرياح وتأثيرات الثلوج والحرارة والرطوبة. لتحكمها بصورة أساسية في اختيار نوعية مواد البناء وأقطار حديد التسليح المستخدمة، بالإضافة إلى دورها في اختيار نوعية النظام الإنشائي وتصميم الأحمال المُطبّقة.
- اتباع أكواد تصميم البلديات وقوانينها فيما يتعلق بأي تصميم إنشائي.
ما أبرز أنواع الأبنية من جهة التصميم الإنشائي؟
يوجد خمسة أنواع أساسية من هياكل أو إطارات الأبنية الإنشائية وهي كما يلي:
- أبنية الجدران الحاملة
عبارة عن هيكل إنشائي بسيط لمباني ذات طابق أو إثنين، يعتمد هيكلها على جدران المبنى لدعم عناصر الأرضية والسقف والأحمال الأخرى. تصميم هذا النوع يتم عن طريق بناء حوائط الطابق الأرضي بسمك كبير، لتحمل أحمال الطابق الأعلى والسقف على أن يتم توزيع أحمال المبنى عبر هذه الجدران إلى أساسات المبنى المصنوعة من الأحجار والخرسانات.
- أبنية الخرسانة المسلحة
يتكون إطار المبنى من أعمدة قائمة مدعمة بعوارض أفقية في كل مستوى من مستويات الأرضية، يتم تصميم الأعمدة والعوارض لتحمل حمولات غير محدودة تقريبًا مثل وزن المبنى والأثاث والركاب والأحمال الخارجية. من مميزاته المرونة للتغييرات المستقبلية في تخطيطات الأرضيات، حيث يوجد عدد قليل من الجدران الحاملة للبناء الصلب لإزالتها أو نقلها، وأيضًا مقاومتها للحرائق.
- أبنية الهياكل الفولاذية
تتميز المباني ذات الهياكل الفولاذية بخصائص مشابهة للمباني ذات الإطارات الخرسانية، ويتم بناؤه كهيكل قائم بذاته قبل وضع الجدران الخارجية. يتم تصنيع الهياكل الفولاذية في المصانع ويتم تركيبها في الميدان باستخدام المسامير أو البراغي أو اللحامات أو مجموعات من تقنيات التوصيل. تتراوح المباني ذات الإطارات الفولاذية من المباني المعدنية الجاهزة البسيطة إلى المباني الأكثر تعقيدًا وتطورًا مثل الميادين الرياضية والهياكل الشاهقة.
- أبنية ذات هياكل مختلفة
تتكون بعض أنواع المباني ذات المخططات البسيطة والمكونة من طابق واحد أو طابقين من مجموعة من الهياكل الإنشائية المختلفة. إذ يمكن أن تكون جدرانها الخارجية تتكون في شكل جدار حامل، على أن الدعامات الداخلية مكونة من هيكل فولاذي. أيضًا يمكن أن يكون هيكل المبنى وإطارتها مصنوعة من الأخشاب وأساساته من الخرسانة المسلحة، هذا النوع غير شائع في بلداننا العربية، لكنه مشهور في بعض البلدان الباردة ذات الغابات الممتدة مثل الولايات المتحدة وكندا.
- هياكل الشد
يتكون نظام الشد من دعامات هيكلية من الصلب أو الخرسانة المغطاة بنظام نسيج قابل للشد. غالبًا ما تستخدم الهياكل الإنشائية القابلة للشد مثل سقوف للساحات الكبيرة أو الأماكن العامة من أشهر أنواع المباني المشيدة بهذا النوع قبة طريق الألفية The Millennium Dome في لندن.
ما خطوات التصميم الإنشائي؟
بمجرد أن يُكمل المهندس المعماري تصميم مخططات المبنى وتخطيط هيكله، يبدأ دور المهندس الإنشائي الذي يمكن تلخيصه في الخطوات التالية:
- التصميم المفاهيمي Conceptual Design: يتم تنفيذ التصميم الأولي للهيكل الفولاذي لعناصر المبنى مثل الألواح والكمرات والأعمدة وغيرها، بناءً على توصيات أكود التصميم الإنشائية. يبدأ الإنشائي بعدها باختيار مواقع الأعمدة المناسبة واتجاهها بطريقة لا تتعارض مع الرسوم المعمارية، بعدها يتم تحديد نوع النظام الهيكلي ونوع البلاطة ومواقع الكمرات وغيرها.
- تحديد القوى الداخلية لكل عنصر: يتم في هذه الخطوة تحديد الأبعاد الأولية لكل عنصر من عناصر الهيكل ورسم النموذج الأولى لها، يلي ذلك إجراء تحليل للنموذج باستخدام برامج التصميم المخصصة لتحديد أحمال المبنى على كل عنصر، بالإضافة إلى حساب القوى الداخلية مثل القوة العادية وقوة القص ولحظة الانحناء.
- التصميم التكراري Iterative Design: يقصد به إعادة التصميم الإنشائي لعناصر الهيكل مرارًا للوصول إلى الأبعاد الصحيحة لها والقادرة على حمل أحمال المنشأة على المدى الطويل. يتم ذلك بحساب إجراءات الإجهاد والقوى على عناصر الهيكل وتحليلها ومراجعة النتائج الموصى بها في كود التصميم، يليها تعديل أبعاد كل عنصر حسب نتيجة نموذج التحليل إلى أخرى جديدة وهكذا.
- تصميم الأساس: بعد تحديد الأبعاد النهائية لعناصر الهيكل، يتم اختيار نوع نظام الأساس وأبعاده مع الأخذ في الحسبان قدرة تحمل التربة والأحمال القادمة من الهيكل.
- إعداد المخططات: يتم إنشاء المخططات الإنشائية في هذه المرحلة، يجب أن تكون هذه المخططات مفصلة بالكامل لضمان استمرار عملية البناء في الموقع بسلاسة وبدون تأخير.