م.م الاء حسين<br />المقدمة<br /><br />تُعدّ الجدران القصية (Shear Walls) من العناصر الأساسية في الأبنية متعددة الطوابق، إذ تؤدي دورًا محوريًا في مقاومة القوى الأفقية الناتجة عن الزلازل والرياح، وتوفير الصلابة الجانبية والاستقرار الكلي للمنشأ. ومع ازدياد ارتفاع الأبنية وتطور متطلبات السلامة الزلزالية، أصبح تقييم أداء الجدران القصية أمرًا ضروريًا لضمان كفاءة التصميم ومتانة المنشأ تحت الأحمال الجانبية.<br /><br />مفهوم الجدران القصية ووظيفتها الإنشائية<br /><br />الجدار القصي هو عنصر خرساني مسلح رقيق يمتد عادةً على كامل ارتفاع المبنى، يُستخدم لتوفير مقاومة كبيرة للعزوم والعزوم الالتوائية الناجمة عن الأحمال الجانبية.<br />وتُعتبر الجدران القصية فعّالة بشكل خاص في الأبنية التي تتجاوز عشرة طوابق، حيث يقل تأثير الإطارات وحدها في مقاومة القوى الجانبية.<br />تعمل الجدران القصية على:<br /><br />زيادة الصلابة الجانبية وتقليل الانجراف (Drift).<br /><br />تحسين القدرة على تبديد الطاقة الزلزالية.<br /><br />تقليل الاهتزازات الجانبية وتحسين راحة الشاغلين أثناء الزلازل.<br /><br />أنواع الجدران القصية<br /><br />جدران منفردة (Single Shear Walls): تُستخدم في الأبنية المتوسطة الارتفاع وتقاوم القوى الجانبية في اتجاه واحد.<br /><br />جدران مزدوجة أو مقترنة (Coupled Shear Walls): ترتبط بواسطة عتبات ربط (Coupling Beams) لتعمل كوحدة إنشائية متكاملة، وتُستخدم في الأبراج العالية.<br /><br />أنظمة الجدران مع الإطارات (Wall–Frame Systems): حيث يتشارك الإطار والجدار في مقاومة الأحمال الجانبية، مما يوفر أداءً متوازنًا بين الصلابة والمطيلية.<br /><br />سلوك الجدران القصية تحت الأحمال الجانبية<br /><br />يُظهر الجدار القصي سلوكًا إنشائيًا يتأثر بعدة عوامل:<br /><br />نسبة الارتفاع إلى العرض (Aspect Ratio): الجدران القصيرة تتصرف كمقاطع عميقة (Shear-Dominated)، بينما الجدران النحيفة تتصرف كعناصر انحناء (Flexure-Dominated).<br /><br />نسبة التسليح الطولي والعرضي: تؤثر على مقاومة القص والانبعاج المحلي.<br /><br />تفاصيل العتبات الرابطة (Coupling Beams): تلعب دورًا حيويًا في توزيع القوى بين الجدران المزدوجة.<br /><br />نوع التحميل: سواء كان ساكنًا أو زلزاليًا ديناميكيًا يؤثر في نمط الفشل.<br /><br />طرق تقييم أداء الجدران القصية<br />1. التحليل الساكن غير الخطي (Pushover Analysis):<br /><br />يُستخدم لتقدير سعة الجدار القصي وتحديد نقطة الانهيار التدريجية. يساعد على تقييم مطيلية النظام ومستوى تشوه الانجراف المسموح.<br /><br />2. التحليل الزمني التاريخي (Time History Analysis):<br /><br />يتضمن إدخال سجلات زلزالية حقيقية لتحليل الاستجابة الديناميكية للجدران، وهو أدق الطرق في تقييم الأداء الزلزالي.<br /><br />3. الاختبارات المخبرية (Experimental Testing):<br /><br />تشمل فحص نماذج مصغرة من الجدران أو المقاطع لقياس مقاومة القص، والصلابة، وسلوك الفشل.<br /><br />4. النمذجة العددية (Finite Element Modeling):<br /><br />تُستخدم برامج مثل ETABS، ABAQUS، OpenSees لمحاكاة السلوك الحقيقي للجدران، وتقييم تأثير التصدعات والتسليح وتوزيع الإجهادات.<br /><br />العوامل المؤثرة في أداء الجدران القصية<br /><br />موقع الجدار داخل المبنى: الجدران المحيطية أكثر فعالية في مقاومة الالتواء مقارنة بالجدران الداخلية.<br /><br />التوزيع الهندسي للجدران: الانتظام في التوزيع الأفقي والرأسي يُقلل من الانحراف والالتواء الزلزالي.<br /><br />خصائص المواد: الخرسانة عالية المقاومة والتسليح الكافي يزيدان من سعة الطاقة الممتصة.<br /><br />تفاصيل الاتصال مع الأساسات: تؤثر بشكل كبير في الصلابة العامة واستقرار المبنى.<br /><br />التوصيات التصميمية والمعايير العالمية<br /><br />توصي الأكواد العالمية مثل ACI 318-19 وEurocode 8 بما يلي:<br /><br />تحديد نسبة تسليح أفقية لا تقل عن 0.25% من مساحة المقطع.<br /><br />ضبط الانجراف الجانبي بحيث لا يتجاوز الحدود المسموح بها لتجنب أضرار غير إنشائية.<br /><br />تصميم العتبات الرابطة لتكون ذات مطيلية عالية، لأنها تتحمل الجزء الأكبر من القوى أثناء الزلازل.<br /><br />ضرورة إجراء تحليل ديناميكي للأبنية التي يتجاوز ارتفاعها 50 مترًا.<br /><br />الخاتمة<br /><br />يُعد تقييم أداء الجدران القصية خطوة أساسية في تصميم الأبنية متعددة الطوابق، إذ يضمن تحقيق التوازن بين الصلابة والمطيلية والاستقرار الزلزالي.<br />لقد أثبتت الدراسات أن استخدام أنظمة الجدران القصية – منفردة أو مقترنة – يقلل من الانجرافات الجانبية بنسبة تصل إلى 60% مقارنة بالأنظمة الإطارية البحتة.<br />ومع تطور أدوات التحليل والنمذجة العددية، أصبح من الممكن تحسين التصميم الزلزالي للجدران القصية بما يتناسب مع متطلبات الأداء الحديثة في الأبنية العالية والمستدامة.<br /><br />المراجع (APA 7th Edition)<br /><br />Paulay, T., & Priestley, M. J. N. (1992). Seismic design of reinforced concrete and masonry buildings. John Wiley & Sons.<br /><br />Wallace, J. W. (2012). Behavior, design, and modeling of structural walls and coupling beams – Lessons from recent laboratory tests and earthquakes. International Journal of Concrete Structures and Materials, 6(1), 3–18.<br /><br />Park, R., & Paulay, T. (1975). Reinforced concrete structures. John Wiley & Sons.<br /><br />ACI 318-19. (2019). Building code requirements for structural concrete and commentary. American Concrete Institute.<br /><br />Eurocode 8. (2018). Design of structures for earthquake resistance – Part 1: General rules, seismic actions and rules for buildings. European Committee for Standardization.<br />جامعة المستقبل الجامعة الاولى في العراق