الباب السادس · الفقرة 6-8 · ECP 203/2025
التصميم الزلزالي للإطارات الخرسانية — متطلبات المطولية المحدودة والكافية
نوعا المطولية · الكمرات والأعمدة الزلزالية · شرط العمود القوي · تسليح المناطق الحرجة · عزم القص التصميمي · حوائط القص
لا يكفي أن تقاوم المنشأة الزلزال دون انهيار — يجب أن تتشوه بشكل منضبط وتمتص طاقة الزلزال دون فقدان مفاجئ للحمل. هذا هو جوهر مفهوم المطولية الذي يُنظّمه الكود المصري ECP 203/2025 في الفقرة 6-8 بمتطلبات إلزامية للكمرات والأعمدة وحوائط القص.
① نوعا الإطارات — محدود المطولية وكافي المطولية
النوع الأول — محدود المطولية (Limited)
إطارات تنقل أحمال الزلازل باستخدام معامل تكبير الإجهاد λ = 1.00. تُصمَّم وصلاتها على أساس النوع (I). تُطبَّق في المناطق الزلزالية المنخفضة أو المنشآت ذات أحمال زلزالية محدودة نسبياً.
النوع الثاني — كافي المطولية (Full)
إطارات تنقل أحمال الزلازل باستخدام معامل λ = 1.25. تُصمَّم وصلاتها على أساس النوع (II). إلزامية في المناطق الزلزالية المتوسطة والعالية وتخضع لمتطلبات تفصيلية أكثر صرامة.
لا يسمح باستخدام البلاطات المسطحة كعناصر في الإطارات ذات المطولية الكافية — يقتصر استخدامها كعناصر في الإطارات المحدودة فقط.
② كمرات الإطارات ذات المطولية الكافية
أ — الحدود الهندسية:
- لا يقل عرض الكمرة عن 300 مم وبُعدها لا يقل عن 0.3 من عرضها
- لا تقل مقاومة القطاع للعزم الموجب عند وجه الركيزة عن 50% من مقاومته للعزم السالب
- لا تقل مقاومة القطاع للعزم (موجباً أو سالباً) في أي مكان على امتداد البحر عن 25% من أكبر مقاومة عند وجه الركيزة
ب — تسليح الكانات في المناطق الحرجة:
تُعرَّف المنطقة الحرجة بامتداد مرتَين عمق الكمرة من وجه الركيزة. في هذه المنطقة تُوزَّع الكانات بحيث لا تتجاوز المسافة بين الكانات أقل من:
- ربع عمق الكمرة d/4
- 8 أمثال قطر أصغر سيخ طولي في الكمرة (عند f_y = 420 ن/مم²)
- 6 أمثال قطر أصغر سيخ طولي (عند f_y = 500 ن/مم²)
- 24 مثل قطر الكانة
- 100 مم
خارج المناطق الحرجة: لا تزيد المسافة بين الكانات على نصف عمق الكمرة d/2 أو 200 مم أيهما أقل.
ج — التسليح العرضي عند الوصلة:
- التسليح العرضي للكمرة في منطقة الوصلة يكون من كانات مغلقة أو حلزونية
- لا تزيد المسافة بين الكانات عن 50 مم من وجه الركيزة
- لا يُسمح بعمل وصلات التراكب داخل منطقة الوصلة بالعمود ولا في المناطق الحرجة
- تُركَّز جميع الأسياخ الطولية في مقاومة القص التصميمية (M_pr) كلياً على التسليح الجذعي في مقاومة قوى القص التصميمية
③ قوة القص التصميمية للكمرة — M_pr
يُحسب القص التصميمي على أساس أعظم عزوم مقاومة محتملة عند نهايَتَي الكمرة بافتراض الخضوع:
Q_e = (M_pr1 + M_pr2) / L_c ± w_u* × L_c / 2
حيث M_pr = 1.25 × M_r (العزم الأقصى المحتمل = 1.25 من عزم المقاومة بمعامل خفض مناسب)، و L_c = بحر الكمرة الصافي، و w_u* = الحمل الأقصى لحالة تحميل الزلزال.
④ أعمدة الإطارات ذات المطولية الكافية
أ — الحدود الهندسية:
- لا يقل بُعد قطاع العمود عن 300 مم ولا تقل نسبة البُعد الأصغر إلى الأكبر عن 0.4
- لا يقل بُعد قطاع العمود في اتجاه الكمرة عن 20 مثل قطر أكبر سيخ في الكمرة عبر الوصلة
- لا تقل نسبة تسليح العمود عن 1%
- يجب أن يحتوي العمود على ثلاثة أسياخ طولية على الأقل في كل وجه
ب — شرط العمود القوي والكمرة الضعيفة [Eq.6-62]:
ΣM_c ≥ 1.2 × ΣM_g
ΣM_c = مجموع مقاومة العزوم القصوى للأعمدة عند منطقة اتصال العمود بالكمرة في المستوى الذي يتم فيه التحليل، محسوبة باستخدام قيمة المحور المحوري للعزوم التي يُعطي أقل مقاومة عزوم.
ΣM_g = مجموع مقاومة العزوم القصوى للكمرات في نفس المستوى (وعند وجود بلاطة T تحسب جزء منها ضمن عرض الكمرة المؤثر).
إذا لم يتحقق هذا الشرط في عدد محدود من الوصلات فإنه يمكن إهمال جساءة الأعمدة الأعمدة عند حساب ومقاومة الأحمال القصورية الناتجة من الزلزال.
ج — تسليح الكانات في المناطق الحرجة للأعمدة [Eq.6-63a و 6-63b]:
مساحة مقطع الكانة A_st لا تقل عن أكبر قيمتين:
[Eq.6-63a] — إحاطة الخرسانة:
A_st = 0.313 × s×y₁×(f_cu/γ_c)/(f_yst/γ_s) × [(A_g/A_k)−1]
[Eq.6-63b] — الحد الأدنى:
A_st = 0.1 × s×y₁×(f_cu/γ_c)/(f_yst/γ_s)
حيث: s = المسافة بين الكانات · y₁ = بُعد قلب العمود في الاتجاه العمودي على الكانة · A_g = المساحة الكلية للقطاع · A_k = مساحة القطاع داخل محيط الكانة الخارجية · f_yst = إجهاد خضوع الكانة.
د — مسافة الكانات في المناطق الحرجة: لا تزيد المسافة بين الكانات s_o في المناطق الحرجة عن أقل من:
- 6 أمثال قطر أصغر سيخ تسليح بالعمود (المطولية الكافية)
- 24 مثل قطر كانة العمود
- نصف أصغر بُعد لقطاع العمود
- 150 مم
أول كانة توضع على مسافة s_o/2 من وجه الكمرة، ولا تزيد المسافة بين الكانات في باقي ارتفاع العمود على 200 مم.
هـ — امتداد الأسياخ الطولية داخل الوصلة [Eq.6-64]:
l_dh = 0.20 × (f_y/γ_s) / √(f_cu/γ_c) ≥ 8φ أو 150 مم
لا يقل طول الامتداد الرأسي لتلك الأسياخ عن 12 مرة قطر السيخ.
⑤ حوائط القص — الحد الأقصى للقص [Eq.6-65]
يُحدَّد الحد الأقصى لإجهادات القص لحوائط القص المطولية من:
q_umax = (0.9·α_c·√(f_cu/γ_c) + μ_st·f_y/γ_s) ≤ 0.55·√(f_cu/γ_c)
| نسبة الارتفاع h_w / L_w | معامل α_c |
|---|---|
| h_w / L_w ≤ 1.5 | 0.18 |
| h_w / L_w ≥ 2.0 | 0.133 |
| 1.5 < h_w / L_w < 2.0 | يتغير خطياً بين 0.133 و 0.18 |
- في حوائط ذات المطولية: قوى القص التصميمية تساوي ربع إجهاد خضوع صلب التسليح ومن ثَمَّ قوى القص تساوي ربع قوى القص المحسوبة من أحمال الزلزال
- أدنى نسبة للتسليح الموزع: 0.25% في كلا الاتجاهين الرأسي والأفقي
- لا تزيد المسافة بين الأسياخ الرأسية عن 200 مم
- تُركَّز أسياخ رأسية في الأركان وأماكن تقاطع الحوائط مع بعضها
⑥ التوصيات العملية
✅ شرط العمود القوي حاكم في التصميم الزلزالي — لا يمكن تجاوزه — ΣM_c ≥ 1.2 ΣM_g يعني أن مجموع مقاومة عزوم الأعمدة يجب أن يتجاوز مجموع مقاومة عزوم الكمرات في كل عقدة بنسبة 20%. عدم التحقق من هذا الشرط يعني انهياراً محتملاً "بطابق ضعيف" Soft Story — أكثر أنواع الانهيارات الزلزالية شيوعاً.
✅ M_pr = 1.25 × M_r وليس M_u — عزم القص التصميمي للكمرة يُحسب من الأعظم المحتمل بمعامل 1.25 وليس من عزم التصميم الاعتيادي. هذا الفرق يرفع قيمة Q_e بشكل ملحوظ وهو الضمان ضد انهيار القص قبل الخضوع بالانحناء (تسلسل الانهيار المرن).
✅ كانات 6φ في المنطقة الحرجة بدلاً من 8φ — الإطارات ذات المطولية الكافية تتطلب تباعداً أكثر كثافة (6 أمثال قطر الأسياخ لا 8) في المناطق الحرجة للأعمدة. هذا التفصيل يُغفله كثيرون لأنه يتطلب تغيير الكانات وليس فقط حساباتها.
🚫 لا تُهمل امتداد أسياخ الكمرة داخل العمود — المعادلة [6-64] تُعطي طول امتداد أقل من الطول الاعتيادي في حالات كثيرة، لكن القيد الأدنى 8φ أو 150 مم يجب أن يُحترم. أسياخ الكمرة القصيرة التي تنتهي عند وجه العمود من الداخل تُسبب انفصالاً مبكراً في الوصلة تحت الأحمال الزلزالية المتكررة.
🚫 لا تقبل وصلات التراكب في المناطق الحرجة للكمرات — الوصلات في ربع البحر القريب من الركيزة ممنوعة تماماً في الإطارات ذات المطولية الكافية. وضعها هناك يُضعف المنطقة التي يُفترض فيها تكوّن المفصل اللدن بشكل منضبط.
🔍 مواضيع ذات صلة: التصميم الزلزالي للإطارات الخرسانية ECP 203 · شرط العمود القوي والكمرة الضعيفة · تسليح المناطق الحرجة زلزالياً · المطولية المحدودة والكافية في الكود المصري · عزم M_pr في حساب القص الزلزالي
المرجع: الكود المصري لتصميم وتنفيذ المنشآت الخرسانية المسلحة ECP 203، إصدار 2025. هذا المقال شرح تعليمي مستقل ولا يُعيد نشر نصوص الكود الحرفية. الحقوق الفكرية للكود محفوظة.
تعليقات
إرسال تعليق