جدران القص - الأنواع والمزايا والاستخدامات

جدار القص هو عنصر هيكلي رأسي يستخدم لمقاومة القوى الأفقية مثل قوة الرياح، قوة الزلازل. تقاوم جدران القص هذه القوى المتوازية مع مستوى الجدار. تستخدم جدران القص بشكل عام في المباني الشاهقة حيث يكون تأثير قوى الرياح وقوى الزلازل أكثر.

ما هو جدار القص | تصنيف جدران القص | مزايا جدار القص | وظائف جدار القص | نقاط هامة حول جدران القص

ما هو جدار القص؟

• جدار القص هو عضو هيكلي يستخدم لمقاومة القوى الجانبية، أي بالتوازي مع مستوى الجدار.
• بمعنى آخر، جدران القص هي العناصر الرأسية في نظام مقاومة القوة الأفقية.
• جدار القص هو عضو إنشائي في الهيكل الخرساني المسلح لمقاومة القوى الجانبية مثل قوى الرياح والزلازل.
• نادرًا ما يكون هذا عمليًا لأنها أيضًا تستهلك المساحة كثيرًا، لذلك يتم وضعها في النهايات والزوايا.
• من الأفضل استخدام الجدران بدون فتحات فيها. لذلك، عادة، يتم استخدام الجدران حول المصاعد والسلالم.

تصنيف جدران القص:

• نظام جدران ربط الأعمدة (حوائط أطرافها أعمدة) Column supported shear walls

• جدران قص من نوع القلب (الكور) Core type shear walls

• جدران قص الإطار الجاسئ Rigid frame shear walls

• جدران المباني المدعومة بين الأعمدة Framed walls with infilled frames

• جدران مستطيلة بسيطة وجدران ذات حواف بأشكال Simple rectangular types and flanged walls

• جدران القص مع فتحات وكمرات ربط coupled shear walls

• جدار القص الكابولي Cantilever Shear Wall

أنواع جدار القص حسب المادة

بناءً على نوع المواد المستخدمة، يتم تصنيف جدران القص إلى الأنواع التالية:

• جدار القص من الخرسانة Concrete Shear Wall

تستخدم جدران القص الخرسانية المسلحة على نطاق واسع في جدران القص للمباني السكنية. يتم توفير التسليح في الاتجاهين الأفقي والرأسي. ولكن في نهاية كل جدار، تكون القضبان متقاربة ومثبتة بشكل وثيق. لذلك ، تسمى المناطق الطرفية لجدار القص الخرساني المسلح كعناصر ثقل وثبات.

يختلف سمك جدار قص القص الخرساني المسلح باختلاف عوامل عديدة مثل متطلبات العزل الحراري للمبنى، وعمر المبنى، وعدد طوابق المبنى وما إلى ذلك. ويختلف سمك الجدار من ١٤٠ ملم إلى ٥٠٠ ملم. بشكل عام، فإنه يتم توفير جدار القص مستمر طوال ارتفاع المبنى. ولكن في بعض الأحيان يتم عمل عندما يكون هناك دواعي معمارية وما إلى ذلك.

• جدار القص من الصلب Steel Plate Shear Wall

يتكون جدار القص الفولاذي من جدار صفيح فولاذي وعمود حدودي وكمره أرضية أفقية. عمل جدار القص الفولاذي أشبه بعارضة اللوحة. يعمل جدار الألواح الفولاذية كشبكة لكمرة لوحية، وتعمل الأعمدة الحدودية كفلانشات وكمرات أفقية تعمل على تقوية الكمره اللوحية.

• جدار القص من الخشب الرقائقي Plywood Shear Wall

جدران قص الخشب الرقائقي هي جدران من النوع التقليدي تسمى أيضًا جدران قص الخشب. تتكون من ألواح الخشب الرقائقي ومسامير. تنقل ألواح الخشب الرقائقي قوة القص بينما تقاوم المسامير الشد أو الضغط.

الآن يتم إعادة تصميم جدران قص الخشب الرقائقي باستخدام التطورات التقنية الجديدة. يتم استخدام صفائح الفولاذ ومواد أخرى بدلاً من الخشب الرقائقي.

• جدار من الطوب الخرساني المسلح RC Hollow Concrete Wall Masonry

يتم إنشاء جدران قص الطوب الخرساني المسلح باستخدام بلوكات طوب خرسانية مجوفة مع قضبان حديد التسليح. يستخدم التسليح بشكل عام لتعظيم مقاومة ضد الجدار ضد الأحمال الزلزالية. يتم ترتيب قضبان التسليح من خلال مساحات من الكتل الخرسانية في كلا الاتجاهين الرأسي والأفقي. بعد وضع القضبان في الجدار ، يتم صب الجراوت الخرساني الطازج في المساحة المجوفة ويترك حتى يتصلب. يمكن أن يأخذ هذا النوع من الجدران أحمال الجاذبية والأحمال الجانبية. لذلك، يمكن أن تعمل مثل جدار القص وكذلك الجدار الحامل.

وظائف جدار القص

يمكن تصنيف الوظائف الرئيسية لجدار القص على النحو التالي:

• قوة ومقاومة المبنى
• صلابة وجساءة المبنى

قوة ومقاومة المبنى:

يجب أن يوفر Shear Wall مقاومة قص جانبية للمبنى لمقاومة قوى الزلزال الأفقية وقوى الرياح ونقل هذه القوى إلى الأساسات.

صلابة وجساءة المبنى:

توفر جدران القص صلابة وجساءة كبيرة للمبنى في اتجاه بعدها الطويل، مما يقلل من الإزاحة الجانبية للمبنى وبالتالي يقلل من تلف الهيكل.

الغرض من بناء هذا الجدار

نحن نبني هذه الجدران لمقاومة:

• أحمال الأوزان في اتجاه الجاذبية على الهيكل.
• القص وقوى الرفع.
• الأحمال الجانبية للزلازل والرياح.
• أيضا، لجعل الهيكل أكثر استقرارا واتزانا.

مزايا جدار القص

• أداء عالي.
• وقت بناء سريع.
• يقلل بشكل كبير من الإزاحة الجانبية.
• جدار القص خفيف الوزن.
• جدار القص نوع من الجدران الرقيقة.
• سهولة البناء والتنفيذ.
• بها ما يكفي من التسليح الموزع بشكل جيد.
• جدار القص اقتصادي عندما تكون الحاجة لمقاومة الزلازل.
• تقليل الأضرار التي تلحق بالعناصر الهيكلية وغير الهيكلية.
• توفير قوة وصلابة كبيرة في اتجاه بعدها الطويل.
• كفاءة من حيث تكلفة البناء والفعالية في الحد من أضرار الزلزال.
• تستخدم جدران القص بشكل عام في المباني الشاهقة المعرضة للرياح الجانبية وقوى الزلازل.
• بالنسبة للجدران النحيفة حيث يكون تشوه الانحناء أكثر، يقاوم جدار القص الأحمال بسبب تصرف الكابولي (Cantilever Action).

نقاط هامة حول جدران القص

• يعتمد سلوك جدران القص على: المواد المستخدمة ، سمك الجدار ، طول الجدار ، وضع اتجاه الجدار في إطار المبنى أيضًا.
• نسبة العرض / الطول <= ٠.٢
• تقلل من استهلاك واستخدام مباني الطوب.
• يقاوم الحمل الجانبي من خلال تشوه القص.
• نظام جدار القص أكثر كفاءة للهياكل الشاهقة.
• المقطع العرضي لجدار القص يشبه الكمرة السميكة الموجهة رأسياً.
• جدار القص مقاوم بشكل كبير للزلازل بالمقارنة مع العمود.
• يجب أن يكون الحد الأدنى لعرض جدار القص ١٥٠ ملم حسب بعض المواصفة القياسية.
• يعد توفير فتحات في نظام جدار القص صعباً ويحتاج إلى مهارات تصميم وتنفيذ خاصة.
• عادة ما يكون استهلاك الخرسانة أكبر عند مقارنته بنظام العمود والكمره.
• يحتاج إلى مهارات متقدمة لتنفيذه لأنه إذا لم يتم توقيعه في المكان المناسب، فقد يؤدي إلى تأثيرات ضارة.

الخلاصة:

جدار القص ، في تشييد المباني ، غشاء رأسي صلب قادر على نقل القوى الجانبية من الجدران الخارجية والأرضيات والأسقف إلى الأساس الأرضي في اتجاه موازٍ لمستوى الجدار. ومن الأمثلة على ذلك الجدار الخرساني المسلح أو الجمالون الرأسي.

القوى الجانبية الناتجة عن الرياح والزلازل وأحمال الهبوط غير المتكافئة ، بالإضافة إلى وزن الهيكل والأحمال الحية، تسبب قوى التواء قوية (تورشن). يمكن لهذه القوى تمزيق أو قص أي مبنى حرفيا. تحافظ تقوية الهياكل عن طريق إرفاق أو وضع جدار صلب بداخله على زيادة جساءته ويمنع الدوران عند المفاصل. تعتبر جدران القص مهمة بشكل خاص في المباني الشاهقة المعرضة للرياح الجانبية والقوى الزلزالية.