الحزم والأعمدة نوعان مهمان من العناصر الهيكلية التي تلعب دورًا رئيسيًا في إنشاء مسار تحميل آمن لنقل الوزن والقوى على الهيكل إلى الأساسات وإلى الأرض. يمكن بناء الحزم والأعمدة باستخدام نفس الأشكال والمواد ولكن كل منها يخدم وظيفة مختلفة ومصمم بشكل مختلف.
عادةً ما تكون الحزم عبارة عن عناصر هيكلية أفقية تحمل الأحمال بشكل عمودي على اتجاهها الطولي. فكر في عارضة موازنة في الجمباز. إنه جسم مستطيل يبلغ طوله 15 قدمًا ومدعومًا من كلا الطرفين. عندما يسير شخص على الشعاع بالقرب من منتصف الامتداد ، فإن وزنه هو قوة عمودية هبوطية تعمل بشكل عمودي على الاتجاه الطولي للحزمة. تستخدم الحزم لدعم وزن الأرضيات والسقوف والأسطح في المبنى ونقل الحمل إلى عنصر التحميل الرأسي للهيكل . تُستخدم أحيانًا عوارض أكبر وأثقل تسمى حزم النقل لدعم الوزن التراكمي للجدران المكدسة أو الحزم الأخرى ونقل الحمل إلى الدعامات.
يتطلب تصميم الحزم أو تحجيمها فهم مبادئ الفيزياء الأساسية والإحصاءات الهندسية. مهندس إنشائي مدرب ومجهز بالكامل لفحص الأحمال التي تعمل على عارضة وحساب القوى والضغوط عليها واختيار المادة والحجم والشكل وفقًا لذلك. جزء من أعمال الاستشارات الهندسية التي أقدمها لعملائي هو التصميم الإنشائي للعوارض في المباني الجديدة وترميم أو تقوية العوارض الموجودة في الهيكل.
في حالة المبنى الجديد ، هناك مرونة أكبر في اختيار حجم ونوع المواد للعوارض التي تعمل بشكل أفضل مع الهيكل. أكثر أنواع المواد شيوعًا التي أوصي بها لعملائي هي الحزم المصنوعة من مقاطع فولاذية ، والخرسانة المسلحة ، والبناء المعبأ ، والعوارض المصنوعة من الخشب. جميع المواد لها مزاياها وعيوبها ، ولكن يتم اختيارها عادةً بناءً على تكلفتها وحجمها وتقييمها للحريق.
عند العمل على التصميم الهيكلي لحزمة جديدة أو استعادة شعاع موجود ، هناك بعض العوامل التي أضعها في الاعتبار. تتضمن هذه العوامل مقدار الحمل الذي يعمل على الحزمة ، وطول الحزمة أو امتدادها ، والارتفاع الواضح المتاح أسفل الحزمة أو أي قيود على الهندسة ، وحدود انحراف الحزمة ، وقوة المادة ، بالإضافة إلى معدل مقاومة الحريق . يتم استخدام عوامل مماثلة عند تصميم الأعمدة.
الأعمدة البنائية
الأعمدة عبارة عن عناصر هيكلية عمودية حيث يتم نقل الحمل بالتوازي مع المحور الطولي كضغط وأحيانًا على شكل توتر. على سبيل المثال ، فكر في طاولة مستطيلة بأربعة أرجل في الزوايا. يتم نقل وزن الطاولة وجميع الأشياء الموجودة عليها إلى الأرض من خلال الأرجل التي تعمل بضغط. في هذه الحالة ، يمكن اعتبار الأرجل بمثابة أعمدة.
تستخدم الأعمدة لدعم عوارض الأرضية / السقف وأعمدة الأرضية أعلاه. يجب أن تحمل الأعمدة الموجودة في الطابق السفلي من مبنى شاهق الوزن التراكمي لجميع الطوابق أعلاه. هذا هو السبب في أن موقع الأعمدة بشكل مثالي يجب أن يكون ثابتًا في جميع الطوابق. هذا ليس ممكنًا دائمًا خاصة مع التصميم المعماري الصعب حيث يكون لكل طابق تصميم مختلف. في مثل هذه الحالات ، غالبًا ما أشجع العملاء على إشراك فريق التصميم الإنشائي في وقت مبكر من المشروع للتعاون مع المهندسين المعماريين لطرح أفكار تخطيط العمود الأكثر مثالية.
عند تصميم عمود في مبنى جديد ، آخذ بعض العوامل في الاعتبار. أبدأ بحساب وزن الأرضيات / السقف المدعوم بالعمود ثم أختار المادة والحجم على النحو المطلوب. يلعب ارتفاع العمود دورًا رئيسيًا في الحجم الكلي للعمود. قد يحتاج العمود الذي يدعم 1000 رطل ويبلغ ارتفاعه 10 أقدام إلى ضعف حجم العمود الذي يدعم 1000 رطل ويبلغ ارتفاعه 20 قدمًا. كل هذا يتوقف على هندسة الأعمدة وخصائص المواد.
نأمل أن يمنحك هذا فكرة جيدة عن ماهية الحزم والأعمدة في الهيكل والمبنى ، ولماذا هي عناصر هيكلية مهمة للغاية لا يمكن التغاضي عنها. في المرة القادمة التي تدخل فيها مبنى أو تقود فوق جسر ، حاول إلقاء نظرة حولك واكتشف العناصر التي تراها تُستخدم كعوارض وأيها أعمدة. إذا واجهتك مشكلة أو كانت لديك أي أسئلة بخصوص الهيكل الذي تبحث عنه ، فلا تتردد في ترك تعليق أدناه وسنكون سعداء لمساعدتك!