Question

أسئلة و إجابات في الهندسة المدنية

مرحباً بكم زوارنا الكرام في موقعنا باك نت يسرنا بزيارتكم أن نقدم لكم من الحلول الثقافية والتاريخية والاخبارية والتعليمية إجابة السؤال ألذي يقول.. أسئلة و إجابات في الهندسة المدنية

الإجابة 

أضع بين أيديكم أسئلة و إجابات في الهندسة المدنية

السؤال الأول

بخصوص وضع الأعمدة فى المنشأت وخاصة التى تكون

على شكل مستطيل

والمعلومات التى عندى ان العمود يوضع بحيث يكون طوله فى اتجاه

الInertia القوية لأن وضعه فى هذا الحالة يكون افضل لمقاومة هذا العزم فهل هذا

النوع من القوة يكون ناتج عن عن الاحمال الافقية فقط

واذا كانت هذه

المعلومات سليمة فالسؤال الآن

كيف اعرف الاتجاه الذى تكون فيه الinertia

كبيرة ؟؟؟؟

وماهو الحال بالنسبة لو العمود مربع الشكل أو دائرى ؟؟؟

إجابة السؤال الأول بواسطة Eng.Ghada

أولاً: الأحمال الأفقيه ليست السبب الوحيد لحدوث عزم علي عمودِ ما,

فمن الممكن مثلاً حدوث عزم علي العمود نتيجه حدوث buckling للعمود

أو نتيجة أن الحمل الرأسي المؤثر علي العمود هو حمل لامحوري أي لا يؤثر في مركز العمود

أو نتيجه عدم استمراريه الكمره فوق العمود مثل الأعمده الطرفيه

ثانياً: بالفعل يتم وضع العمود المستطيل بحيث يكون الإتجاه الطويل له هو الإتجاه الموازي للسهم الذي يشير إلي إتجاه العزم, أو بمعني أخر يتم وضع الإتجاه الطويل بحيث يكون عمودي علي محور الدوران

وحتي نبدأ في شرح هذا الموضوع, يجب أولاً تعريف مصطلح عزم القصور الذاتي (Moment of Inertia)

فنجد أن عزم القصور الذاتي يعني قدره القطاع علي مقاومة الدوران حول محوره

فمثلاً إذا كان العزم المؤثر علي القطاع هو Mx, أي أن اتجاه سهم العزم موازي لمحور y وبالتالي سيسبب دوران للقطاع حول محور x (أي أن محور x هو محور الدوران)

ففي هذه الحاله يجب وضع البعد الطويل للقطاع عمودي علي محور الدوران

وذلك تبعاً للعلاقه

Inertia = (موازي * عمودي^3) \ 12

حيث: موازي هو البعد الموازي لمحور الدوران وهو محور X

عمودي أي البعد العمودي علي محور الدوران وهو محور Y

فبالتالي عند وضع العمود في هذه الحاله بحيث يكون البعد الطويل عمودي علي محور الدوران فسيكون هو البعد الذي سيتم تكعيبه تبعاً للعلاقه السابقه وستكون هي الInertia الأقوي للعمود

ثالثاّ: بالنسبه للعمود المربع والدائري فستكون الInertia متساويه في الإتجاهين نظراً للتماثل

السؤال الثاني

هل ال buckling يسبب moment ام torsion

و ارجو توضيح الاختلاف بين الاثنين

إجابة السؤال الثاني بواسطة Eng.Ghada

بدايةً: ال buckling يسبب moment

ولمعرفه الفرق بينهم: نجد أن ال moment أو عزم الإنحناء الناتج في أي element هو عباره عن عملية ثني تحدث لهذا ال element

أما ال torque فهو عمليه عصر (squeeze) لذلك ال element

فمثلاً: قطاع كمره له محوري X , Y

و كان محور Z هو المحور العمودي علي القطاع

فإذا حدث دوران للقطاع نتيجة الأحمال وكان هذا الدوران حول محور X أو Y

فإن هذا الدوران هو عزم إنحناء (Bending Moment)

أما إذا كان هذا الدوران حول محور Z العمودي علي القطاع

فإن هذا العزم هو عزم ليّ (Torsional moment) or (Torque)

السؤال الثالث

سؤال عن تقليل سمك العمود

عمود قطاعه 20×60 سم في الدور الأرضي يراد تقليل قطاعه في الدور الاول ليكون 20×50 سم .فهل تقليل الـ 10سم يتم من احد اطراف العمود او من كلاهما يعني 5 سم من كل طرف؟ واذا كان التقليل من طرف واحد الا ينتج عن ذلك لا مركزية على العمود بالدور الارضي وبالتالي على القاعدة؟ حيث هذا هو المعمول به من قبل كثير من المقاولين

إجابة السؤال الثالث بواسطة

Eng.Ghada

بالنسبه لتقليل قطاع العمود فتبعاً للكود المصري للخرسانه (الملحق الثاني دليل التفاصيل الإنشائيه)

فإنه يتم تقليل قطاع العمود إما من إتجاه واحد أو من إتجاهين كما هو موضح في الصوره المرفقه

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

بحيث يكون هذا التقليل من 5 إلي 10 سم من العرض الكلي

أي أنه يمكن أن يكون هذا التقليل 5 سم فقط من إتجاه واحد

أو 10 سم من إتجاه واحد أيضاً

أو 10 سم من الإتجاهين فيكون التقليل 5 سم من كل إتجاه

ولكن يجب أن يكون هذا التقليل من الطرف الحر للعمود

أي الطرف الغير مرتبط بكمره

ويتم هذا التقليل أيضاً كل دورين

ويجب بعدها عمل check علي القطاع الجديد للتأكد من أنه سيتحمل الأحمال الواقعه عليه

أما بالنسبه لموضوع اللامركزيه:

فإنه من البدايه ومن قبل تقليل القطاع يمكن بل وفي الغالب ما يكون الحمل لا محوري

حيث أن الكمره المحمله علي العمود والتي سينتقل الحمل منها إليه

لا تكون موجوده أو محمله علي مركز العمود

بل في الغالب تكون محمله علي العمود من طرف معين له والطرف الأخر لا

إذن فمن الممكن أن يكون الحمل لا محوري حتي بدون تقليل القطاع

وعلي أية حال فإنه يمكن حساب العزم الناتج عن ذلك

ولكن بعد حسابه يجب التأكد من إن كان هذا العزم مؤثر بالفعل ويجب أخذه في الإعتبار

أم أنه سيتم تصميم القطاع نتيجة حمل الضغط فقط إذا كان العزم غير مؤثر

وذلك عن طريق تطبيق المعادله الأتيه:

e = Mu \ Pu

حيث e هي ال eccentricity

فإذا كانت ال e < .05t

حيث ال t هو بعد العمود المراد تقليله

فإن هذا معناه أنه غير مؤثر ويتم التصميم علي حمل الضغط فقط بدون Moment

السؤال الرابع

حاليا اقوم بتصميم منزل مكون من 5 ادوار عباره عن ارضي و 4 متكرر

واعمده الدور الارضي حوالي 7 متر تقريبا من وش الارض والسقف فلات سلاب

وطول وعرض العمود معظمهم 30 * 60

فهل اتعامل مع انه Short or Long Column بصفه عامه كيف اعرف ان العمود شورت ام لونج

بالنسبه للشورت سهل جدا تصميمه

اما بالنسبه للونج كولم فأنا عاوزة اعرف خطوات تصميمه بطريقه سهله وما هي مقدار ال eccentricity

إجابة السؤال الرابع بواسطة المبدع

لا شك أن هذه الأعمدة نحيفة "طويلة" وخاضعة للتحنيب ونحافتها عالية جدا , الأفضل زيادة عرضها عن 300 مم .

وعلى أي حال أهم برنامجين لدراسة الأعمدة النحيفة هما البروكون prokon و csi column واستعمالهما سهل, ولكنهما لا يعملان على الكود المصري, وباعتقادي لأأن الكود

البريطاني قريب جدا من الكود المصري في هذا المجال فيمكنك استعمال أي منهما حسب الكود البريطاني

إجابة السؤال الرابع بواسطة Eng.Ghada

مبدئياً لا يمكنا التعامل مع إرتفاع العمود مقاساً من وش الأرض لأن إرتفاع العمود يقاس من وش الأساس أو من وش الكمره الرابطه (tie beam), ولا يمكن القول بأن الإرتفاع (حوالي) 7متر (تقريباً) فحينما نقوم بالتصميم يجب التأكد من جميع المعلومات المستخدمه في التصميم

علي أية حال وقبل الرد علي السؤال الأول اسمحوا لي أن أبدأ اولاً بشرح كيفية تحديد نوع العمود من حيث أنه short or long

وحتي نستطيع تحديد ما إذا كان العمود short or long فيجب أولاً تحديد ما إذا كان المبني braced or unbraced أي مقيد أم غير مقيد:

فتبعاً للكود المصري للخرسانه (الباب السادس صفحة 6-49) نجد أن: المبني يعتبر مقيد في حالة:

1) وجود عناصر تدعيم عباره عن حوائط خرسانيه مستمره بكامل إرتفاع المبني

2) أن تكون ال factor <0.6

والصور المرفقه ستوضح ذلك وستوضح كيفيه حساب ذلك ال factor

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

ثم بعد تحديد نوع المنشأ من حيث أنه braced or unbraced

نقوم بتحديد نوع العمود أنه short or long

ملحوظه: العمود القصير (short) هو العمود الذي لا يحدث له buckling وبذلك لا يوجد عليه عزوم إضافيه Madd

أما العمود الطويل (long) هو الذي يحدث له buckling والذي يتم أخذ تأثيره من خلال حساب العزم الإضافي الناتج عنه Madd

خطوات تحديد نوع العمود short or long :

1) حساب نسبة النحافه slenderness ratio

حيث slenderness ratio= He/b or t

b or t: هو العرض المقاوم لل buckling

He: effective buckling height

وهو طول الإنبعاج الفعال للعمود و يساوي

He=K Ho

حيث Ho هو ارتفاع العمود الصافي

وال k هو معامل يعتمد علي النهايه العلويه والسفليه للعمود تبعاً للجدول التالي

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

2) مقارنه قيم ال slenderness ratio بالقيم المسموح بها:

a) At case of braced column:

for rectangular column: If slenderness ratio ≤15……. Therefor the column is short

if 15 < slenderness ratio ≤ 30…… therefor the column is long

if slenderness ratio > 30……. Increase dimension

for circular column: If slenderness ratio ≤12…… short

if 12 < slenderness ratio ≤ 25…… long

b) At case of unbraced column:

for rectangular column: If slenderness ratio ≤10….. short

if 10 < slenderness ratio ≤ 23…… long

for circular column: If slenderness ratio ≤8……..short

if 8 < slenderness ratio ≤ 18……. Long

والأن يمكنك تحديد نوع العمود الوارد في سؤالك من حيث أنه short or long عن طريق التطبيق في هذه المعادلات ولكن بعد تحديد إرتفاع العمود مقاساً من وش الأساس أو الكمره الرابطه كما ذكرت من قبل

بالنسبه لطريقه تصميم العمود الطويل فستجدينها إن شاء الله موضحه في الكود المصري للخرسانه – الباب السادس – من صفحة (6-53) إلي صفحة (6-61)

و لمعرفة مقدار ال eccentricity فأيضاً تبعاً للكود المصري يجب ألا تقل عن:

1) 0.05 من بعد قطاع العمود في إتجاه هذا البعد

2) 20 مم

أما بالنسبه لموضوع ال Excel sheet لتصميم العمود ال long

فأنا شخصياً أقوم بتصميم الأعمده manual ولا أمتلك excel sheets لذلك ولكن يوجد بعض البرامج التي تستخدم في تصميم الأعمده إذا أردتي إستخدامها مثل ISA Column , PCA Column , CSI Column

Answer 1

أسئلة و إجابات في الهندسة المدنية

السؤال الخامس

كيف اعرف حجم الاقصى للتحمل لبيم ذا ابعاد

400x200

reinforced with 4@16

??

وهل هناك معامل تخفيض لعامل

الزمن؟؟

اي كمثال هناك بيم موجود اصلا ومقاسه 400x200

reinforced with

4@16

واريد ان احمل عليه طابوق فكيف اعرف انه سيتحمل؟؟

ماهي اقصى مسافة يمكن ان تبعد القاعدة(الاساسات عن الثانية)؟

ونفس السؤال

بالنسبة للأعمدة؟

لو افترضنا انه لدينا بحر ذو عرض 10 متر وذو طول 15 متر

فلو اردنا ان نحمل السقف Hcs ابيام عرضها20 سم وعمقها 50 سم ,ماهي اطول مسافة

يمكن ابقاء هذا البيم العلوي صافيا بدون اعمدة؟

-هل من المفروض ان نحمل كل

عمود على قاعدة؟

هل نستطيع تحميل مجموعة اعمدة على ابيام ارضية ومن ثم نحملها

على القواعد؟ كمثال لدينا 6 اعمدة هل نستطيع ان نحملهم على ابيام ومن ثم3 قواعد

فقط؟

إجابة السؤال الخامس بواسطة Eng.Ghada

أولاً لمعرفة الحمل الأقصي لتحميل كمره معلومة الأبعاد والتسليح نقوم بإستخدام نفس خطوات التصميم ولكن بطريقه عكسيه

أي مثلاً باستخدام طريقة ال first principal

b=200 mm, t=400 mm, d=400-50=350 mm,

As=4@16=4*200=800 mm

Assume Fcu=25N/mm2, Fy=360N/mm2

µ=As/bd

µ=800/200*350=0.011

µmax=5*10-4 * fcu = 5*10-4*25=0.0125

µ<µmax

a=1.93*(As/b)*(Fy/Fcu) = 1.93*(800/200)*(360/25) = 111.168 mm

Mu = As*(Fy/1.15)*(d-a/2) = 800*(360/1.15)*(350-111.168/2)

Mu=73732006.96 N.mm = 7.37 t.m

وبالنسبه لمعامل التخفيض فنحن لا نأخذ ذلك في الإعتبار إلا في حاله الترميم فقط حيث أن الخرسانه مفترض أن تكون أضعف مما صممت عليه مما أدي إلي حدوث السبب الذي ألجئنا للترميم

وفي هذه الحاله يمكن مثلاً (وهذا ليس بقانون) أن نعتبر مقاومة الخرسانه ولتكن f’ أنها أصبحت تساوي حوالي 85% من المقاومه المميزه للخرسانه

أي أن f’ = .85 fcu

بالنسبه للمثال المطروح (هناك بيم موجود اصلا ومقاسه 400x200

reinforced with

4@16

واريد ان احمل عليه طابوق فكيف اعرف انه سيتحمل؟؟)

عفواً المثال غير واضح.... كيف سيتم تحميل سقف علي كمره موجوده بالفعل... أم تقصد سيتم زيادة دور للمبني....؟؟؟

إذا كان هذا هو المقصود من السؤال فإن هذا السقف الجديد لن يؤثر علي كمرات الأدوار بالأسفل وإنما سيؤثر علي تحمل الأعمده

ثانياً بالنسبه للمسافه بين الأساسات والأعمده فهي تعتمد علي نوع السقف المستخدم بحيث أن يكون السمك والبحر المستخدمان كافيان لتحقيق شروط الترخيم

فمثلاً في الأسقف المسطحه أو اللاكمريه(flat slab)

فتبعاً للكود المصري للخرسانه نجد أن السمك لا يقل عن L/32 للبواكي الطرفيه مثلاً, أو L/36 للبواكي الداخليه والمستمره بدون سقوط

فبمعرفة السمك يمكنا معرفة أقصي مسافه بين الأعمده

ثالثاً: بالنسبه للسقف 10*15 m

فهي نفس إجابة السؤال السابق, أنه يجب أن يكون السمك والبحر المستخدمان كافيان لتحقيق شروط الترخيم للكمرات لأنه في الغالب يكون المتحكم في أبعاد الكمره هو الdeflection

رابعاً: سؤالك عن تحميل كل عمود علي قاعده, هو ليس من المفروض كما ذكرت في السؤال وإنما هو يعتمد علي المسافه بين الأعمده فإذا حدث تداخل بين قاعدتين نقوم بعمل قاعده واحده تجمع العمودين معاً وفي هذه الحاله تسمي combined footing

أما بالنسبه لتحميل مجموعة اعمدة على ابيام ارضية ومن ثم نحملها

على القواعد فهذا يحتاج إلي توضيح بالرسم ولكن إذا كان المقصود أن الأعمده علي خط واحد فمن الممكن تحميلهم معاً علي كمره ثم تحميلها علي لبشه ويتم التعامل معها حينئذ علي أنها كمره مقلوبه