قوى العطالة وأثر الزلازل في المنشآت

<div id&equals;"wtr-content" &NewLine;&Tab; &Tab;data-bg&equals;"&num;FFFFFF" &NewLine;&Tab; &Tab;data-fg&equals;"&num;dd9933" &NewLine;&Tab; &Tab;data-width&equals;"6" &NewLine;&Tab; &Tab;data-mute&equals;"1" &NewLine;&Tab; &Tab;data-fgopacity&equals;"1&period;00" &NewLine;&Tab; &Tab;data-mutedopacity&equals;"1&period;00" &NewLine;&Tab; &Tab;data-placement&equals;"bottom" &NewLine;&Tab; &Tab;data-placement-offset&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-content-offset&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-placement-touch&equals;"bottom" &NewLine;&Tab;&Tab; data-placement-offset-touch&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-transparent&equals;"1" &NewLine;&Tab; &Tab;data-shadow&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-touch&equals;"1" &NewLine;&Tab; &Tab;data-non-touch&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-comments&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-commentsbg&equals;"&num;ffcece" &NewLine;&Tab; &Tab;data-location&equals;"page" &NewLine;&Tab; &Tab;data-mutedfg&equals;"&num;dd9933" &NewLine;&Tab; &Tab;data-endfg&equals;"transparent" &NewLine;&Tab; &Tab;data-rtl&equals;"1" &NewLine;&Tab; &Tab;>&NewLine;<p>عندما تنطلق الحافلة فجأةً، تتحرّك قدماك معها، لكنّ الجزء العلويّ من جسمك يميل للبقاء في موضعه الأصليّ -أي في موضعه قبل الانطلاق- ممّا يجعلك تسقط للوراء&period; تُعرَف هذه النزعة للاستمرار في البقاء في الوضع السابق بـ«Ø§Ù„عطالة أو القصور الذاتيّ-Inertia»&period; إنّ ذلك الموقف الذي تواجهه في الحافلة يشبه كثيرًا ما تتعرّض له المنشآت عند <a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;&percnt;d9&percnt;83&percnt;d9&percnt;8a&percnt;d9&percnt;81-&percnt;d8&percnt;aa&percnt;d8&percnt;ad&percnt;d8&percnt;af&percnt;d8&percnt;ab-&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d9&percnt;84&percnt;d8&percnt;b2&percnt;d9&percnt;84&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d8&percnt;b2&percnt;d9&percnt;84-&percnt;d9&percnt;88&percnt;d9&percnt;85&percnt;d8&percnt;a7-&percnt;d8&percnt;a3&percnt;d8&percnt;b3&percnt;d8&percnt;a8&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d8&percnt;a8&percnt;d9&percnt;87&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d8&percnt;9f&sol;" target&equals;"&lowbar;blank" rel&equals;"noreferrer noopener">حدوث الزلازل<&sol;a>&period; فما هي قوى العطالة الزلزاليّة وأثر الزلازل في المنشآت؟<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading">قوى العطالة في المنشآت<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>يسبّب الزلزال اهتزاز الأرض، فتتعرّض المنشآت لحركة في أساساتها&period; ومن <strong>القانون الأوّل لنيوتن في الحركة<&sol;strong>، يميل <strong>«Ø³Ù‚ف-Roof»<&sol;strong> المُنشأة للبقاء في موضعه الأصليّ، على الرغم من أنّ أساساته تتحرّك مع الأرض&period; ولكن بما أنّ الجدران والأعمدة متّصلة بالسقف، فإنّها تسحبه معها عندما تتحرّك&period; ونظرًا لكونها <strong>«Ù…رنة-Flexible»<&sol;strong>، فإنّ حركة السقف تختلف عن حركة الأرض&period;<br><br>بالعودة إلى مثال وقوفك في الحافلة؛ عندما تنطلق الحافلة فجأةً، فإنّك تُدفَع للوراء&period; كما لو أنّ أحدًا طبّق قوّة على الجزء العلويّ من جسمك&period; وبالمِثل، عندما تتحرّك الأرض، يُدفَع المبنى للوراء، ويخضع السقف لقوّة تُسمّى قوّة العطالة&period;<br><br>إذا كان للسقف <strong>«Ø§Ù„كتلة-&lpar;m&rpar; Mass»<&sol;strong> وتعرّض لـ<strong>«ØªØ³Ø§Ø±Ø¹-&lpar;a&rpar; Acceleration»<&sol;strong>، تكون قوّة العطالة F<sub>I<&sol;sub> المؤثّرة فيه مساوية لحاصل ضرب الكتلة في التسارع؛ وذلك وفق <strong>القانون الثاني لنيوتن في الحركة<&sol;strong>&period; ويكون اتّجاه تلك القوة معاكسًا لاتّجاه التسارع&period;<br><br>من الواضح أنّ الزيادة في الكتلة تعني زيادةً في قوّة العطالة&period; ولذلك، تتحمّل الأبنيةُ الأخفّ <a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;&percnt;d9&percnt;85&percnt;d9&percnt;82&percnt;d8&percnt;af&percnt;d9&percnt;85&percnt;d8&percnt;a9-&percnt;d8&percnt;b9&percnt;d9&percnt;86-&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d9&percnt;84&percnt;d9&percnt;85&percnt;d9&percnt;88&percnt;d8&percnt;ac&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d8&percnt;aa-&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d9&percnt;84&percnt;d8&percnt;b2&percnt;d9&percnt;84&percnt;d8&percnt;b2&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d9&percnt;84&percnt;d9&percnt;8a&percnt;d8&percnt;a9-&percnt;d9&percnt;88&percnt;d9&percnt;83&percnt;d9&percnt;8a&percnt;d9&percnt;81&percnt;d9&percnt;8a&percnt;d8&percnt;a9-&percnt;d9&percnt;82&percnt;d9&percnt;8a&percnt;d8&percnt;a7&sol;" target&equals;"&lowbar;blank" rel&equals;"noreferrer noopener">اهتزازَ الزلازل<&sol;a> بشكل أفضل&period;<span style&equals;"font-family&colon; Simplified Arabic&semi;font-size&colon; 12pt"><&sol;span><&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<div class&equals;"wp-block-image"><figure class&equals;"aligncenter"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;wp-content&sol;uploads&sol;2022&sol;03&sol;030722&lowbar;1259&lowbar;1&period;png" &sol;><figcaption>تأثير العطالة في مبنىً عندما تهتزّ قاعدته<&sol;figcaption><&sol;figure><&sol;div>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<div class&equals;"wp-block-image"><figure class&equals;"aligncenter"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;wp-content&sol;uploads&sol;2022&sol;03&sol;030722&lowbar;1259&lowbar;2&period;png" &sol;><figcaption>قوّة العطالة والحركة النسبيّة خلال المبنى<&sol;figcaption><&sol;figure><&sol;div>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading">تأثير التشوّهات في المنشآت<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>تنتقل قوى العطالة المؤثّرة في السقف إلى الأرض عبر الأعمدة، ممّا يسبّب تولّد قوىً داخليّةً فيها&period; تخضع الأعمدة أثناء الزلزال لـ<strong>«Ø­Ø±ÙƒØ© نسبيّة-Relative Movement»<&sol;strong> بين نهاياتها، وهي الانتقال u بين السقف والأرض&period; ولكنّها قد تُظهِر نزعةً للعودة إلى وضعها الرأسيّ المستقيم؛ أي أنّها تقاوم <strong>«Ø§Ù„تشوّهات-Deformations»<&sol;strong>&period;<br><br>لا تحمل الأعمدة قوىً زلزاليّة أفقيّة في الوضع الرأسيّ المستقيم&period; ولكن عندما تُجبَر على الانحناء، فإنّها تطوّر <strong>«Ù‚وى داخليّة-Internal Forces»<&sol;strong>&period; وتزداد هذه القوى الداخليّة بزيادة <strong>«Ø§Ù„إزاحة-Displacement»<&sol;strong> الأفقيّة النسبيّة u بين نهايَتَي العمود&period; كما تزداد بزيادة صلابة العمود &lpar;أي كلما زاد حجمه&rpar;&period; ولذلك، تسمّى هذه القوى بـ<strong>«Ù‚وى الصلابة-Stiffness Forces»<&sol;strong>، وهي تساوي حاصل ضرب صلابة العمود في الإزاحة النسبيّة بين نهايتَيه u&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading">الاهتزاز الأفقيّ والرأسيّ<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>يسبّب الزلزال اهتزازًا أرضيًا في الاتّجاهات الثلاثة &lpar;X&comma;Y&comma;Z&rpar; عشوائيًّا ذهابًا وإيابًا&period; تُصمّم كلّ المنشآت بشكلٍ أساسيّ لتحمل <strong>«Ø­Ù…ولات الجاذبيّة-Gravity Loads»<&sol;strong>&period; أي أنّها مُصمّمَة لتحمل قوّة مساوية للكتلة m &lpar;وتتضمّن&colon; كتلة البناء ذاته، بالإضافة إلى كتلة الحمولات المفروضة عليه كالسكّان والأثاث وغيرها&rpar; مضروبةً في تسارع الجاذبيّة الأرضيّة g&period; إنّ التسارع الرأسيّ أثناء اهتزاز الأرض، إمّا أن يزيد من تسارع الجاذبيّة الأرضيّة أو يُنقِصَه&period; وبسبب استخدام عوامل الأمان في تصميم المنشآت لمقاومة حمولات الجاذبيّة &lpar;الحمولات الشاقوليّة&rpar;، تكون معظم المنشآت مناسِبةً لمقاومة الاهتزاز الرأسيّ&period; لكنّها -بشكلٍ عامّ- قد لا تكون قادرةً على تحمّل تأثيرات الاهتزازات الزلزاليّة الأفقيّة بأمان&period; لذلك، من الضروريّ ضمان كفاية المنشآت ضدّ التأثيرات الأفقيّة&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<div class&equals;"wp-block-image"><figure class&equals;"aligncenter"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;wp-content&sol;uploads&sol;2022&sol;03&sol;030722&lowbar;1259&lowbar;3&period;png" &sol;><figcaption>الاتّجاهات الرئيسيّة للمبنى<&sol;figcaption><&sol;figure><&sol;div>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading">تدفّق قوى العطالة إلى أساسات المُنشأ<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>تتولّد قوى العطالة الأفقيّة في مستوى كتلة المُنشأة &lpar;تتوضّع هذه الكتلة عادةً عند مستويات أرضيّات الطوابق&rpar;&period; تُنقَل قوى العطالة الجانبيّة بواسطة <strong>«Ø¨Ù„اطة-Slab»<&sol;strong> الطابق إلى الجدران &lpar;إذ قد تكون الجدران مبنيّة من الخرسانة المسلّحة&rpar; أو الأعمدة، ثمّ إلى <strong>«Ø§Ù„أساسات-Foundations»<&sol;strong>، وأخيرًا إلى <strong>«Ù†Ø¸Ø§Ù… التربة-Soil System»<&sol;strong> الذي يتموضع المبنى فوقه&period; ولذلك، يجب تصميم كلٍّ من هذه <strong>«Ø§Ù„عناصر الإنشائيّة-Structural Elements»<&sol;strong> و<strong>«Ø§Ù„وصلات-Connections»<&sol;strong> بينها؛ بطريقة تساعد على نقل قوى العطالة عبرها بأمان&period;<br><br>تُعَدّ الجدران أو الأعمدة أهمّ العناصر في نقل قوى العطالة&period; ولكن في البناء التقليديّ، تلقى البلاطات و<strong>«Ø§Ù„جيزان أو العوارض-Beams»<&sol;strong> اهتمامًا أكثر من الأعمدة والجدران أثناء التصميم والتشييد&period; هذا ما يؤدّي إلى نتائج كارثيّة عند حدوث زلزال، فالجدران عناصر رقيقة نسبيًّا، وضعيفة في مقاومة قوى العطالة الزلزاليّة الأفقيّة وفق اتّجاهها العرضيّ &lpar;أي وفق اتّجاه سماكتها&rpar;&period; كما أنّ <strong>«Ø§Ù„أعمدة الخرسانيّة المسلّحة-Reinforced Concrete Columns»<&sol;strong> المُصمّمَة والمبنيّة بشكلٍ سيّئ تكون خطيرةً جدًّا&period;<span style&equals;"font-family&colon; Simplified Arabic&semi;font-size&colon; 12pt"><br><&sol;span><&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<div class&equals;"wp-block-image"><figure class&equals;"aligncenter"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;wp-content&sol;uploads&sol;2022&sol;03&sol;030722&lowbar;1259&lowbar;4&period;png" &sol;><figcaption>تدفّق قوى العطالة الزلزاليّة عبر كلّ المكوّنات الإنشائيّة<&sol;figcaption><&sol;figure><&sol;div>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading">المصدر<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p class&equals;"has-text-align-left" dir&equals;"ltr"><a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;www&period;nicee&period;org&sol;EQTips&period;php" target&equals;"&lowbar;blank" rel&equals;"noreferrer noopener">Nicee&period;org&colon; What are the Seismic Effects on Structures&quest;<&sol;a><&sol;p>&NewLine;<div class&equals;"uwp&lowbar;widgets uwp&lowbar;widget&lowbar;author&lowbar;box bsui sdel-9a8e25eb" ><div class&equals;"d-block text-center text-md-start d-md-flex p-3 bg-light ">&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;profile&sol;zainalabedienhammoud&sol;"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;wp-content&sol;uploads&sol;2022&sol;01&sol;Picsart&lowbar;22-01-25&lowbar;17-25-20-858&lowbar;uwp&lowbar;avatar&lowbar;thumb&period;jpg" class&equals;"rounded-circle shadow border border-white border-width-4 me-3" width&equals;"60" height&equals;"60" alt&equals;"Zain Al-Abedien Hammoud"><&sol;a>&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<div class&equals;"media-body">&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<h5 class&equals;"mt-0">Author&colon; <a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;profile&sol;zainalabedienhammoud&sol;">Zain Al-Abedien Hammoud<&sol;a><&sol;h5>&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<p><&sol;p>&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<&sol;div>&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;<&sol;div><&sol;div><&sol;div><div style&equals;'text-align&colon;center' class&equals;'yasr-auto-insert-visitor'><&excl;--Yasr Visitor Votes Shortcode--><div id&equals;'yasr&lowbar;visitor&lowbar;votes&lowbar;b76867d00c3d9' class&equals;'yasr-visitor-votes'><div class&equals;"yasr-custom-text-vv-before yasr-custom-text-vv-before-46226">اضغط هنا لتقييم التقرير<&sol;div><div id&equals;'yasr-vv-second-row-container-b76867d00c3d9' &NewLine; class&equals;'yasr-vv-second-row-container'><div id&equals;'yasr-visitor-votes-rater-b76867d00c3d9' &NewLine; class&equals;'yasr-rater-stars-vv' &NewLine; data-rater-postid&equals;'46226' &NewLine; data-rating&equals;'0' &NewLine; data-rater-starsize&equals;'32' &NewLine; data-rater-readonly&equals;'false' &NewLine; data-rater-nonce&equals;'79bfbbed13' &NewLine; data-issingular&equals;'true' &NewLine; ><&sol;div><div class&equals;"yasr-vv-stats-text-container" id&equals;"yasr-vv-stats-text-container-b76867d00c3d9"><svg xmlns&equals;"https&colon;&sol;&sol;www&period;w3&period;org&sol;2000&sol;svg" width&equals;"20" height&equals;"20" &NewLine; class&equals;"yasr-dashicons-visitor-stats" &NewLine; data-postid&equals;"46226" &NewLine; id&equals;"yasr-stats-dashicon-b76867d00c3d9"> &NewLine; <path d&equals;"M18 18v-16h-4v16h4zM12 18v-11h-4v11h4zM6 18v-8h-4v8h4z"><&sol;path> &NewLine; <&sol;svg><span id&equals;"yasr-vv-text-container-b76867d00c3d9" class&equals;"yasr-vv-text-container">&lbrack;Average&colon; <span id&equals;"yasr-vv-average-container-b76867d00c3d9">0<&sol;span>&rsqb;<&sol;span><&sol;div><div id&equals;'yasr-vv-loader-b76867d00c3d9' class&equals;'yasr-vv-container-loader'><&sol;div><&sol;div><div id&equals;'yasr-vv-bottom-container-b76867d00c3d9' class&equals;'yasr-vv-bottom-container'><&sol;div><&sol;div><&excl;--End Yasr Visitor Votes Shortcode--><&sol;div>