حمل الريح على تكسية الجرانيت: من يحسبه، وما الذي يبقى على المصنع
حمل الريح على تكسية الجرانيت يحسبه ويعتمده طرف التصميم لا المصنع، لكنه يحدد كيف يُصنع اللوح. لوح بسماكة 30 مم يزن 81 كغ/م²، وكل 1 كيلونيوتن/م² من حمل الريح يسحب ما يعادل 1.26 من وزنه، على الوجه الداخلي لكتفَي الحزّ. في هذا المقال العوامل الأربعة وسلسلة انتقال القوة وستة أسطر تُكتب في طلب العرض.
كيف يُحسب حمل الريح على تكسية الجرانيت؟
الجواب المختصر: ليس المصنع من يحسبه. حمل الريح يحدده ويحسبه ويعتمده طرف التصميم وفق كود الأحمال المعمول به في موقع المشروع. والمصنع لا يُخرج هذا الرقم ولا يوقّعه. ما يتحكم به المصنع هو الحلقة الأولى في سلسلة انتقال القوة: اللوح، ثم المثبّت، ثم الهيكل المعدني، ثم مسمار التثبيت (المرساة)، ثم المنشأ الرئيسي. عملنا أن يكون اللوح قادراً على تحمّل نصيبه: سماكة 30 مم، ومقاس التقسيم في مخطط التركيب، وموضع الحزّ وأبعاده، وتفاوت السماكة. وإذا اختلّت أي حلقة ضاع أدقّ حساب في الأعلى. لذلك عند الحديث عن حمل الريح على تكسية الجرانيت، افصل السؤالين من البداية: من يحسب، ومن يجعل اللوح يصمد.
لماذا لا يصحّ ضرب ضغط الريح المذكور في المخطط بالمساحة مباشرة؟
لأن الرقم في المخطط غالباً ليس حمل الريح. القيمة المميّزة لحمل الريح = ضغط الريح الأساسي × معامل الشكل × معامل تغيّر الارتفاع × معامل الهبّة، أي حاصل ضرب أربعة عوامل: ضغط الريح الأساسي للموقع عند فترة التكرار المطلوبة، ومعامل الشكل (السطح المستوي والزاوية والحافة أو السور ليست سواء)، ومعامل تغيّر الارتفاع الذي يكبر مع الارتفاع، ومعامل الهبّة الذي يدخل التذبذب اللحظي. والضرب في المساحة ليس خطأً في ذاته، فالخطأ في المضروب فيه. اضرب الأربعة فتحصل على رقم صالح، وأسقط واحداً فلا. والخطأ الأكثر شيوعاً في الشراء أن يُؤخذ ضغط الريح الأساسي على أنه حمل الريح ثم يُضرب في المساحة. فالقيمة الأساسية تصف مناخ الموقع فقط، لا شكل هذا المبنى ولا ارتفاعه ولا موضعه على الواجهة. ولوحان في الموقع نفسه، أحدهما وسط السطح والآخر عند الزاوية، قد يتباعدان كثيراً. وأسماء الكودات متاحة، فخُذ النسخة المعمول بها في موقع المشروع. ولمعايرة سريعة في الموقع يمكن استخدام نصف كثافة الهواء 1.25 كغ/م³ مضروباً في مربع سرعة الريح: سرعة 30 م/ث تعطي نحو 562 باسكال، أي 0.56 كيلونيوتن/م². وهذا الرقم هو ضغط الريح الأساسي وحده، ويبقى عليه ضرب العوامل الثلاثة الأخرى ليصبح حمل ريح. وهو تحويل فيزيائي لا قيمة من الكود، ولا يصلح إلا للحكم على ما إذا كان الرقم المعروض بعيداً بمرتبة كاملة.
الريح تسحب إلى الخارج، فلماذا الشفط أصعب من الضغط؟
في واجهة الجرانيت المثبّتة جافاً تكون الحالة الحاكمة عادةً الضغط السالب: الريح لا تدفع اللوح إلى الجدار بل تسحبه عنه. وتحت الضغط يُدفع اللوح إلى الداخل ويأخذ الحزّ والمثبّت الحمل بالضغط، وهو الاتجاه المتسامح. أما تحت الشفط فيُسحب اللوح إلى الخارج، ويصبح الأمر كله معتمداً على كتفَي الحزّ يمسكان لسان المثبّت من الداخل. والاتجاهان مختلفان: الشفط يسحب اللوح إلى الخارج، والوزن الذاتي يضغطه إلى أسفل على الوجه العلوي للحزّ. وجهان مختلفان واتجاهان مختلفان، فلا يُجمعان ولا يُطرحان مباشرة. ولهذا يُجرى التحقق على أسوأ تركيبة لا على حاصل جمع. ومقدار الكتف المتبقي ونظافة الحزّ يحددان ما تمسكه هذه الحلقة، وقد فصّلنا ذلك في مقال عمق الحزّ ولن نعيده هنا.
كم قوة يتحملها اللوح الواحد، ولماذا يُثبَّت مقاس التقسيم قبل حمل الريح؟
خطوتان: تُحسب القوة على اللوح بضرب القيمة المميّزة لحمل الريح (كيلونيوتن/م²) في مساحة اللوح (م²)، والكيلونيوتن نحو 102 كغ. ولوح بسماكة 30 مم وكثافة 2.7 طن/م³ يزن 81 كغ/م². والكميتان تتناسبان مع المساحة، لذا فإن نسبة الشفط إلى الوزن الذاتي لا تتعلق بحجم التقسيم: الصفوف الأربعة أدناه تعطي النسبة نفسها 1.26، والقول بأن اللوح الأكبر يأخذ مضاعفاً أكبر قول خاطئ. والذي يتغيّر بحجم التقسيم هو القوة المطلقة على اللوح وعدد المثبّتات. والتقسيم يُثبَّت عادةً قبل حمل الريح، لأنه يأتي من مخطط المعماري ويقصّ المصنع على أساسه.
| التقسيم (مم) | مساحة اللوح (م²) | الوزن الذاتي (كغ) | الشفط لكل 1 كيلونيوتن/م² من حمل الريح (كغ) |
|---|---|---|---|
| 600×300 | 0.18 | 14.6 | 18.4 |
| 800×600 | 0.48 | 38.9 | 49.0 |
| 900×600 | 0.54 | 43.7 | 55.1 |
| 1200×600 | 0.72 | 58.3 | 73.4 |
ماذا يقدّم المصنع وماذا لا يقدّم؟
نقدّم: الوزن الذاتي محسوباً من السماكة وكثافة 2.7 طن/م³؛ ومقاسات التقسيم وفق مخططك؛ وأبعاد الحزّ بما فيها الكتف المتبقي على كل جانب؛ وتفاوت السماكة؛ والتغليف والتحميل (ألواح منتهية تُشحن واقفة، ويُحسب عدد الأمتار المربعة في الحاوية على أساس الترتيب الواقف الفعلي)، وحد أدنى 100 م²، وخمسة أيام للإنتاج المعتاد. ولا نقدّم: قيمة التصميم لمقاومة الانحناء، ولا قدرة تحمّل المثبّتات ومسامير التثبيت. فهذه تأتي من تقارير مخبرية وكتالوجات منتجات، ويجب أن تُقبل في موقع المشروع. وافصل الحالتين: حالة أن الرقم غير موجود عندنا، وحالة أن الرقم ليس من حقّ المصنع أن يوقّعه. وخلط الحالتين ينتهي بمشروع لا يتحمّل فيه أحد مسؤوليته.
ما الذي يجب أن يُكتب في طلب العرض وفي المخططات؟
ستة أسطر تستحق النسخ: نطاق الارتفاع والموضع الذي يجلس فيه اللوح (سطح مستوٍ، زاوية، حافة أو سور)؛ والقيمة المميّزة لحمل الريح من طرف التصميم، وهل هي حاصل العوامل الأربعة أم ضغط أساسي فقط؛ ومقاس التقسيم والمخطط بما فيه الزوايا الداخلية والخارجية وألواح الإغلاق؛ وطراز المثبّت وطول لسانه، مع قصّ الحزّ على مقاس المثبّت المورَّد فعلاً؛ والسماكة والتفاوت كما يحددهما طرف التصميم، و30 مم متوفرة لدينا عادةً للتكسية؛ والتغليف والتحميل، الألواح واقفة، وعدد الأمتار المربعة في الحاوية يُحتسب على الترتيب الواقف. أرسل هذه الستة فيصبح العرض حساباً لا تخميناً.