يُتخذ قرار استخدام البلاطة ذات النواة المجوفة في وقت مبكر، عادةً في مرحلة التصميم الأولي، عند تحديد المسافات بين الأعمدة، وشبكات الأعمدة، وسماكة البلاطة. لاحقًا، لا يمكن تغيير هذا القرار إلا ببذل جهد كبير. تتناول هذه المقالة الظروف التي يكون فيها استخدام الكرات المجوفة كعناصر إزاحة فعالًا من حيث التكلفة، ومواطن قصوره، والعوامل المهمة في عملية المناقصة.

ما هو السقف ذو النواة المجوفة؟

البلاطة ذات النواة المجوفة هي بلاطة خرسانية مسلحة تُستبدل فيها جزء من الخرسانة بكرات بلاستيكية. تُثبّت هذه الكرات بين طبقتي التسليح العلوية والسفلية، مما يضعها في منطقة تتعرض فيها الخرسانة لأقل قدر من الإجهاد الإنشائي: تمتص الحواف الخارجية للمقطع العرضي قوى الضغط والشد، بينما يتحمل المحور المحايد في مركز البلاطة وزنها الذاتي. هذا الجزء من الخرسانة هو الذي يتم استبداله. تبقى قدرة تحمل الأحمال ثابتة، لكن الوزن الذاتي ينخفض. باستخدام الكرات المجوفة من يورو-ماتيك بقطر 225 مم، يمكن لهذه الطريقة توفير ما يصل إلى 35% من مواد الخرسانة وتقليل الوزن الذاتي للبلاطة بنسبة تتراوح بين 25 و35%. هذا المبدأ مُعتمد دوليًا ويُستخدم منذ عقود في تشييد المباني والمنشآت الإدارية والصناعية.

عندما تؤتي الاستثمارات ثمارها

لا تنبع الميزة الاقتصادية من البلاطة نفسها، بل من تأثيرها اللاحق على الهيكل الداعم بأكمله. فبسبب خفة وزن البلاطة، تقل الأحمال التي تتحملها الأعمدة والجدران والأساسات. ويمكن جعل هذه العناصر الإنشائية أرقّ، وفي المباني متعددة الطوابق، يتضاعف هذا التأثير مع كل طابق إضافي. ويتضح هذا جليًا في البلاطات المسطحة المدعومة بنقاط ارتكاز ذات المسافات الكبيرة الخالية من الأعمدة. في هذه الحالات، تكون نسبة وزن البلاطة إلى الحمل الكلي عالية جدًا، وبالتالي تكون الوفورات كبيرة. كقاعدة عامة في المراحل الأولى من المشروع: كلما زادت المسافة بين البلاطات وعدد الطوابق، زادت جدوى هذا الخيار. أما في حالة المسافات الصغيرة، أو البلاطات الرقيقة التي يقل سمكها عن 25 سنتيمترًا تقريبًا، أو التصاميم الداخلية المفتوحة، فغالبًا ما تفوق الميزة التكاليف الإضافية.

حيث لا يتم استخدام الكرات المجوفة

لا تُناسب جميع أجزاء السقف الأجسام المتحركة، وهنا تبرز أهمية التخطيط الدقيق. تتعرض مناطق التحميل حول الأعمدة لقوى قص عالية، مما يزيد من خطر القص الثاقب. في هذه المناطق، يبقى المقطع العرضي صلبًا، حيث تُهمل الأجزاء المجوفة، مما ينتج عنه رأس عمود خرساني صلب. وينطبق الأمر نفسه على المناطق ذات الأحمال المركزة، والأعمدة الكابولية، والمناطق التي يُخطط فيها لتركيب فتحات أو معلقات أو تجهيزات ثقيلة.

يُعدّ موضع الكرات نفسها بالغ الأهمية، إذ يجب تثبيتها جيدًا لمنعها من الطفو، وإلا فإن الخرسانة الطرية ستدفعها للأعلى. تعالج أنظمة الشركات المصنعة هذه المشكلة باستخدام أقفاص أو وحدات تضمن في الوقت نفسه تغطية خرسانية كافية وتحافظ على المسافة المناسبة من حديد التسليح. يجب أن يكون تصميم البلاطة، وتحديد المناطق الصلبة، والتحقق من مقاومة القص من مسؤولية مهندس إنشائي، وذلك بناءً على الموافقات اللازمة للنظام المستخدم.

ماذا يعني تقليل الوزن بالنسبة لعملية البناء؟

تُسهّل عناصر السقف الأخف وزنًا التعامل معها في موقع البناء، مما يقلل من النقل واستخدام الرافعات ووقت التجميع. أما بالنسبة لألواح الخرسانة المصبوبة في الموقع، فإن عملية الصب المُبسّطة تُقلّل من أوقات دورة الإنتاج. في الوقت نفسه، ينخفض ​​عدد شحنات الخرسانة، وهو عامل مهم في التخطيط اللوجستي للمشاريع الإنشائية الكبيرة، ويزداد أهميةً عند نقص الخرسانة الجاهزة.

توازن المواد وثاني أكسيد الكربون

تُساهم صناعة الإسمنت بنحو 8% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية. لذا، فإن كل متر مكعب من الخرسانة لا يُستخدم في البناء يُؤثر بشكل مباشر على البصمة البيئية للمبنى. مع الكرات المجوفة من يورو-ماتيك، يُمكن استبدال ما يصل إلى 100 كيلوغرام من الخرسانة بكيلوغرام واحد من البلاستيك، وهي نسبة تجعل كمية المواد المستخدمة في كرة الإزاحة ضئيلة للغاية مقارنةً بالكتلة المُوفّرة.

يُعدّ هذا الأمر ذا صلة بالمشاريع الحاصلة على شهادات الاستدامة: إذ تُقيّم كلٌّ من DGNB وLEED وBNB استخدام المواد والطاقة الكامنة في الهيكل. ويمكن احتساب أيّ انخفاض موثّق في كمية الخرسانة مباشرةً ضمن هذه الأنظمة. لذا، ينبغي على أيّ شخص يُجري تقييمًا لدورة حياة المبنى أن يُدرج البلاطة ذات النواة المجوّفة ضمن خياراته في وقت مبكر، وليس فقط بعد اكتمال التصميم الإنشائي.

ما يهم في المناقصة

أسئلة وأجوبة

هل يفقد السقف قدرته على تحمل الأحمال؟

لا، شريطة أن يتم تنفيذ التصميم بشكل صحيح. يتم إزاحة الخرسانة من منطقة القلب فقط، والتي تتعرض لأحمال إنشائية منخفضة. يقوم المهندس الإنشائي بتنفيذ التصميم بعد اعتماد النظام المعني.

كيف يتصرف السقف ذو النواة المجوفة في حالة نشوب حريق؟

العوامل الحاسمة هي الغطاء الخرساني للحديد التسليحي والتحقق وفقًا لمعايير اعتماد النظام. وبما أن الأجسام البلاستيكية مغلفة بالكامل بالخرسانة، وتبقى حواف المقطع العرضي الحاملة للأحمال سليمة، فإنه يمكن تحقيق فئات مقاومة الحريق المعتادة.

هل النظام مناسب أيضاً للأجزاء الجاهزة؟

نعم. تُستخدم العناصر ذات النواة المجوفة في ألواح الخرسانة المصبوبة في الموقع، وكذلك في ألواح الخرسانة مسبقة الصب والعناصر الجاهزة. ويؤثر اختيارها بشكل أساسي على نوع أداة التثبيت وتنسيق مراحل صب الخرسانة.

ما هو سُمك السقف الذي يصبح استخدامه عنده مجدياً؟

يجب أن يتطابق قطر جسم الإزاحة مع سُمك البلاطة، إذ يجب الحفاظ على مساحة كافية من الخرسانة في الأعلى والأسفل. بالنسبة للكرات التي يبلغ قطرها 225 مم، يلزم استخدام بلاطات أكثر سُمكًا؛ وتُفصّل المتطلبات المحددة في موافقة النظام.

لا تُعدّ الألواح ذات النواة المجوفة حلاً شاملاً، ولكنها تُشكّل وسيلة فعّالة للمباني ذات الامتدادات الكبيرة، والألواح المسطحة المدعومة بنقاط ارتكاز، والمباني متعددة الطوابق، حيث تُوفّر المواد، وتُخفّض الأحمال على كامل الهيكل، وتُحسّن بشكل ملحوظ انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. ومن الأهمية بمكان دراسة هذا الخيار في المراحل الأولى، والتخطيط الدقيق للأجزاء المصمتة.

يمكنكم الاطلاع على معلومات أساسية حول المبدأ وتوفير المواد في مقال "الكرات البلاستيكية المجوفة في الإنشاءات الخرسانية ". تتوفر البيانات الفنية للكرات المستخدمة في صفحة " الكرات المجوفة 225 مم في الإنشاءات الخرسانية" . لمناقشة مشروع محدد، يرجى التواصل معنا عبر نموذج الاتصال.