جدران القص (Shear Walls): كيف تعمل كصمام أمان للمبنى وفق الكود السعودي SBC 304؟
عندما تهب رياح قوية أو تضرب هزة أرضية -لا قدر الله-، لا تعمل الأعمدة وحدها على حماية المبنى، بل يقع العبء الأكبر على جدران القص. هذه الجدران صُممت لتكون ذات "جساءة" (Rigidity) عالية جداً تمنع المبنى من الترنح الجانبي (Sway) وتحميه من الانهيار.
س: ما هو الفرق الجوهري بين الجدار الساند وجدار القص في الكود؟
بينما يصمم الجدار الساند لمقاومة ضغط التربة الأفقي (Static Load)، يصمم جدار القص لمقاومة قوى القص الناتجة عن الحركة الديناميكية. يشير البند 11.1.1 من SBC 304 إلى أن جدران القص يجب أن تصمم لتقاوم جميع الأحمال المحورية والجانبية وعزوم الانحناء الناتجة عن حركة المنشأ ككل.
س: كيف يتم توزيع التسليح في جدران القص حسب البند 11.6؟
يضع الكود اشتراطات صارمة لمنع "انفجار" الخرسانة تحت الضغط. إليك نص مقتبس وتحليلنا له:
"يجب ألا تقل نسبة التسليح الطولي الأفقي والرأسي لجدران القص عن 0.0025، ما لم تكن قوة القص المسلطة (Vu) أقل من نصف مقاومة الخرسانة (0.5 phi Vc)." (بند 11.6.1)
التحليل التقني: الكود يفترض أن جدار القص سيتعرض لإجهادات شد وقص عالية، لذا يطلب "رقتين" من الحديد (Double Layers) إذا زادت سماكة الجدار عن 250 مم (بند 11.7.2.2). الهدف هو "تحزيم" الخرسانة من الجهتين لمنع التشرخ القطرى الذي يسببه القص.
س: ما هي "عناصر الحافة" (Boundary Elements) ولماذا هي حرجة؟
في المباني الشاهقة، تتعرض أطراف جدار القص لإجهادات ضغط هائلة (مثل كعب الحذاء عند المشي). هنا يتدخل البند 18.10.6 ليفرض وجود "Boundary Elements":
وهي عبارة عن تكثيف لحديد التسليح والكانات في أطراف الجدار (تشبه العمود المدمج داخل الجدار). تعمل هذه العناصر على:
- منع انبعاج الأسياخ الرأسية عند تعرض الجدار لعزوم انحناء قوية.
- توفير مطيلية (Ductility) تسمح للجدار بالانحناء قليلاً دون أن ينكسر فجأة.
س: أين يوضع جدار القص لتحقيق أقصى كفاءة؟
بناءً على مبادئ الاستقرار في SBC 301 و SBC 304، التحليل الهندسي يملي علينا:
- 1. التماثل (Symmetry): يجب توزيع الجدران بشكل متماثل حول مركز المبنى لتجنب "اللي" (Torsion).
- 2. حول النواة (Core): يفضل وضعها حول بيت الدرج والمصاعد (Service Core) لتشكل "أنبوباً" صلباً في قلب المبنى.
الخلاصة الإبداعية: جدار القص هو "العمود الفقري"
من منظور الكود السعودي، التعامل مع جدران القص يتطلب:
- الدقة في الوصلات: تأكد من تداخل أسياخ الجدار مع القاعدة (Starter Bars) بما يحقق طول التماسك في الشد (Tension Development Length) لأن الجدار سيتعرض لقوى "رفع" (Uplift) أثناء الزلازل.
- فتحات التكييف: يمنع بتاتاً عمل فتحات كبيرة في جدران القص دون تصميم تعويضي، لأن الفتحة تكسر مسار القوى (Load Path) وتضعف جساءة المبنى.
- جودة الصب: نظراً لكثافة الحديد في "عناصر الحافة"، يجب استخدام خرسانة ذات انسيابية عالية (HCP) وتجنب التعشيش لضمان تلاحم الحديد مع الخرسانة.
المصادر التحليلية:
- كود البناء السعودي للمنشآت الخرسانية (SBC 304-18) - الفصل 11 والفصل 18 (التصميم الزلزالي).
- كود الأحمال والقوى (SBC 301).
هذا المحتوى هو قراءة تحليلية هندسية لبنود الكود السعودي، وجميع النصوص الأصلية محفوظة للجنة الوطنية لكود البناء السعودي (SBCNC).
تعليقات
إرسال تعليق