Published in: الهندسة المدنية

البلاطات المُسطّحة

Author م. مناس مراد

Published on: 2 فبراير، 2024

م. مناس مراد

تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

ما هي البلاطة المُسطّحة؟

هي بلاطةٌ خرسانيةٌ مسلحة دون وجود الكمرات، إما بسقوط (Drop pannel) أو دونه، والتي ترتكز على الأعمدة مع تيجانٍ أو دونه، وهي ذات نظام دعمٍ من جانبٍ واحدٍ أو جانبين، كما تشمل البلاطات المُصمَطة، أو البلاطة ذات الأعصاب في الاتجاهين مع بلوك، أو دونه. ^[1]

تلعب الألواح المُسقطة دورًا مهمًا، لأنها تزيد من السّعة الإجمالية والمتانة، وعادةً ما يكون ارتفاع الألواح المُسقطة حوالي ضعف ارتفاع البلاطة، وتُعتبر الألواح المُسطّحة مناسبةً لمعظم البناء، ولتخطيطات الأعمدة غير المتماثلة، والمنحدرات، والأرضيات التي تأخذ شكل منحنٍ. للاستفادة من سمك البلاطة إلى المستوى الأمثل، فإن الجوانب الأساسية التي يجب وضعها مراعاتها هي:

1- الإجراءات المتعلقة بالتصميم.

2- وجود أو عدم وجود ثقوب.

3- أهمية الانحرافات.

4- تجربة تطبيق التخطيط السابقة. ^[1]

القص الثاقب

القص الثاقب (Punching Shear) هو قصٌّ اختراقيّ أو انهيارٌ مفاجئ، وليس تشرُّخ، ويحدث لبلاطة السقف بسبب وزنها أو أحمال زائدةٍ عليها، وينتج عنه اختراق العمود للبلاطة، ويحدث هذا عادةً باتجاه قاعدة العمود أو النقطة التي يلتقي فيها العمود بالبلاطة.

الغرض الأساسي من غطاء القص هو زيادة قدرة قصّ التثقيب للبلاطة عند أعمدة الدعم، ويتمُّ تحقيق ذلك من خلال زيادة طول محيط القص، والذي هو الخط الذي قد تفشل فيه البلاطة بسبب القص المثقب، ويؤدي طول محيط القص الأطول إلى مساحة واجهة قصٍّ خرسانية أكبر، مما يؤدي إلى زيادة قدرة القص الإجمال. ^[2]

ما هي الأسباب التي تؤدي لحدوث التثقيب على عمود؟

1- البحور بين الأعمدة كبيرة.

2- زيادة الأحمال الواقعة على العمود، وخصوصاً الأحمال الحية (live load).

3- أبعاد العمود صغيرةٌ بالنسبة للأحمال الواقعة. ^[2]

أنواع البلاطات المسطحة لمقاومة التثقيب

1- البلاطات المسطحة العادية (Normal Flat Slabs)

وتستخدم في حال البحور الصغيرة، ويكون لها سمك ثابت، وهذه البلاطات المُسطّحة مناسبةٌ للأحمال الحية التي تزن حوالي 7 كيلو نيوتن/ متر مكعب، وللمساحات الممتدة من 6 إلى 9 أمتار.

2- البلاطات المُسطّحة ذات السقوط (Flat Slab with Drop Panel)

يتمُّ عمل سقوط البلاطة لمقاومة العزوم السالبة في حال زيادتها حول الأعمدة، وتعمل هذه الألواح المُسقطة على تقليل الانحراف بشكلٍ كبير مع تعزيز الصلابة الكلية للبلاطة.

3- البلاطات المُسطّحة ذات التيجان (Flat Slab with Column Head)

يتمُّ زيادة أبعاد العمود عند نقطة التقائه بالبلاطة لتقليل المسافة بين الأعمدة وتقليل العزوم السالبة، ويمكن تصميم زاوية رؤوس الأعمدة هذه لتناسب أي شيء يرغب فيه المهندس المعماري، ومن ناحيةٍ أخرى يجب وضع الخرسانة بزاوية 45 درجة على وجهي العمود.

4- البلاطات المُسطّحة ذات السقوط والرأس (Flat Slab with Column Head And Drop Panel)

تستخدم في حال البحور الكبيرة عن 6 متر، والأحمال العالية عن 1500 كيلوغرام / سنتيمتر مكعب، ولمقاومة اختراق العمود للبلاطة (punching). ^[3]

تصميم البلاطة المُسطّحة ذات السقوط

1- عمق (Drop pannel) = ¼ سمك البلاطة.

2- طول (Drop pannel) في الاتجاه الأفقي = ⅓ البحر الأصغر بشرط ألا تزيد عن ½ البحر الأصغر.

مثلاً: إذا كان لدينا بلاطة سُمكها 40 سنتيمتر، وطول البحر الأصغر للعمود 8 متر فإن: سمك (Drop pannel) = ¼ * 40 = 10سنتيمتر. طول (Drop Pannel) يجب أن يكون أكبر من ⅓ * 8 = 2.5 متر، وأقل من ½ * 8 = 4 متر.

صب البلاطات المُسطّحة ذات السقوط

يتم صبّ (Drop Pannel) مع السقف حتى لا يتمّ عمل فاصل صبٍّ في السقف حول الأعمدة، كما أن (Drop Pannel) يُعتبر جزءاً من السقف، وليس الأعمدة.  ^[7]

ما هي أنواع تصميم البلاطات المُسطّحة؟

يتمُّ استخدام العديد من العمليات والأساليب في تصميم الألواح المُسطّحة، وبعض هذه الأساليب هي كما يلي: ^[1]

1- الطريقة التجريبية

يتمُّ استخدام الطرق التجريبية بالنسبة للإطارات الأصغر حجمًا.

2- طريقة الإطار الفرعي

يتمُّ استخدام طريقة الإطار الفرعي في حالة الإطارات غير المنتظمة، ولكنها مكلفةٌ للغاية في حال التصاميم المُعقّدة.

3- طريقة خط العائد

يمكن تحقيق تركيب التعزيزات الأكثر فعاليةً من حيث التكلفة من خلال تطبيق طريقة خط العائد.

4- تحليل العناصر المحدودة

مطلوب تصوّرٌ شاملٌ من حيث الفحص الكامل للتشقُّقات المنفصلة والانحراف، لأن هذا الإجراء يستخدم آلية الانهيار فقط، والهياكل التي لها أرضيات ذات دعامات غير منتظمة، أو فتحات كبيرة، أو تتحمل أحمالًا ثقيلة، من المفترض أن يكون تطبيق تحليل العناصر المحدودة مفيدًا جدًا، وأيضاً عند اختيار خصائص المواد أو تثبيت الأحمال على الهياكل، يمكن حساب الانحرافات، وعرض التشقُّقات باستخدام تحليل العناصر المحدودة.

ما هي الأماكن التي يجب الاهتمام بها عند تصميم البلاطة المُسطّحة؟

1- الانحرافات تكون في مركز كل لوحة هي الحدّ الأقصى، ويمكن أن يكون توقُّع الانحرافات أمرًا صعبًا للغاية، وسيتطلب شكلاً من أشكال التقييم المرن. أثناء تصميم تخطيط الهيكل وتنفيذه باستخدام طريقة الإطار الفرعي، فإن إحدى الطرق لتقييم انحراف اللوحة الوسطى هي استخدام شريطين عمودين متوازيين على الأقل.

2- تحسين التعزيز الرئيسي في بعض إجراءات التصميم، وخاصةً في إنتاج خط الإنتاج، حيث يتمُّ تحسينه بشكلٍ أفضل من غيرها من طرق التصميم.

3- أنظمة التثقيب الشفافة الخاصة في حالة البناء بألواحٍ مسطّحةٍ رقيقة، ولا غنىً عن التعزيزات الشفافة. ^[1]

ما هي ميزات البلاطات المُسطّحة؟

1- المرونة في تخطيط الغرف، ويمكن بناء جدران التقسيم في أي مكان.

2- تفصيل التسليح على البلاطة المُسطّحة أمرٌ بسيط، وأسهل في وضعه.

3- وقت بناءٍ أقل بسبب قوالب الصب الكبيرة المستخدمة.

4- البلاطات المُسطحة (الفلات) لا تحتاج إلى كمرات، ويمكن تقليل ارتفاع الأرضية، مما يُقلّل من ارتفاع المبنى، كما يُقلّل الحمل على الأساسات الرأسية.

5- شبكات تسليح مسبقة الصنع ذات أحجام قياسية، وتحتاج إلى وقت تركيبٍ أقل، ومراقبةٍ أفضل للجودة.

6- سهولة تركيب المِرشّات لأعمال إطفاء الحريق، والمواسير للأعمال الأخرى، وسهولة التمديدات الكهربائية.

7- توفر مظهرًا أفضل، وتوفر انتشارًا أفضل للضوء.

8- الاقتصاد في التكلفة الإجمالية للمبنى كون عملية البناء تتمُّ بسرعة. ^{[4] [5]}

ما هي عيوب البلاطات المُسطّحة؟

1- كمية الحديد مرتفعة جداً للمتر المكعب من الخرسانة.

2- كبر سماكة البلاطات مقارنةً مع البلاطات التقليدية.

3- لها ترخيمٌ أو انحرافٌ في الشريحة الوسطية.

4- غير مناسبةٍ لبناء الجدران أو التقسيمات ذات الطبيعة الهشة (الطوب).

5- قد يؤدي استخدام اللوحة المُسقطة إلى عرقلةٍ ميكانيكيةٍ أكبر. ^[6]

أمثلة على مبانٍ ذات بلاطاتٍ مسطحةٍ مشهورة

1- موقف السيارات المكوّن من طابقين في مركز تسوُّق براندون بارك، والذي تمَّ افتتاحه لأول مرة في عام 1970 مع كولز (العالم الجديد)، ولكن تمَّ توسيعه بقسم من طابقين للمركز التجاري وكمارت في عام 1984.

2- هيكل موقف السيارات في جامعة ملبورن في باركفيل، فيكتوريا. ^[2]