1

"الجوانب األساسية واإلنشائية للمبانى العالية " ور إيهاب محمد عبد المجيد الشاذلىدكت

مـدرس بقسـم الهندسـة المعماريـة جامعـة القاهـرة–كليـة الهندسـة

دكتور وليد عبد المنعم عبد القــادر مـدرس بقسـم الهندسـة المعماريـة

جامعـة القاهـرة- كليـة الهندسـة

دكتور محمد رضا عبد اهللا على عبد اهللا المعماريـةمـدرس بقسـم الهندسـة

جامعـة القاهـرة- كليـة الهندسـة

:مقدمـة إن بناء مبىن من أعلى ما ميكن هو حلم اإلنسانية من قدمي األزل فمن املسالت و األهرامات إىل برج بابل تظهر حماوالت احلضارات

ىت ظهرت ىف احلضارة الصينية واملآذن ىف ال Pagodasاملختلفة لتحقيق هذا احللم فمثالً الزجيورات الىت ظهرت ىف بالد فارس والـ كل تلك األبراج تقترب " احلضارة اإلسالمية والىت أصبحت رمزاً للدين اإلسالمي واليوم املسالت العصرية هى ناطحات السحاب

" .من اجلنان ت تطوراً كبرياً على مر الزمن وزادت التقنيات وهناك تاريخ طويل هلذه النوعية من املباىن فاملتتبع هلذه النوعية من املباىن جيد أهنا تطور

اخلاصة هبا بدرجة كبرية وتزايد السباق إىل السحاب ىف اآلونة األخرية جبميع دول العامل نظراً ملا تثريه هذه املباىن من معاىن ودالالت .تعادل القوة واحلضارة والتقدم باإلضافة إىل اهلدف الوظيفى واجلماىل الذى يبتغى منها

نذ أكثر من قرن من الزمن كرس املعماريون واإلنشائيون معلوماهتم النظرية والعملية لتقنيات البناء الرأسى وتغريت صورة املدينة ، م . الىت استوحت أفكارها األوىل من فكرة األعمدة الرومانية وأبراج عصر النهضة

شرة هو عدم االرتفاع الرأسى خاصة للمباىن ذات األسطح املنبسطة وقد كان الفكر احلديث واملسيطر بعد احلرب العاملية الثانية مباواملثلثة ، ليس فقط عدم بناء ناطحات سحاب بل املباىن املرتفعة بكافة أشكاهلا ولكننا اليوم وحنن نشهد ألفيه جديدة جند أنه ال يوجد

اً على سطح هذا الكوكب حىت يستوعب هذا الرقم ما يقف أمام التطور العلمى والتكنولوجى الذى ميكن العامل من االرتفاع راسي . اهلائل من السكان وخاصة هؤالء الذين يرغبون دائماً ىف أن يكون هلم سكناً ىف العواصم واملدن املركزية حيث املال واألعمال

ضرورياً واحتياجاً ال غىن عنه ، وىف لذا فقد أصبحت املباىن العالية متثل رموزاً لبعض الدول أو املدن الكربى ، وهى أحياناً متثل مطلباً ولقد تطرق البحث ملا يدور حولنا من إجنازات وأفكار جديدة . أحيان أخرى تكون ىف حد ذاهتا مبثابة عمل إبداعى فىن ال مثيل له

ملا متثله من ) سحابناطحات ال(متطورة ىف عامل العمارة والعمران حيث أننا نعيش ىف عامل واحد ، ولذلك مت اختيار املباىن العالية ويعد موضوع املباىن العالية فرصة للوقوف على األفكار احلديثة املنفذة بأماكن خمتلفة ىف العامل ، وكذلك . حتديات معمارية وهندسية

.التعرف على احللول املعمارية واإلنشائية ىف هذه املباىن فقد باتت هذه . احى الفنية ، كما أهنا متثل حتديات معمارية ىف ذات الوقت حيتاج إنشاء املباىن العالية إىل تقنيات عالية ىف مجيع النو

وهى أيضاً دليل على حضارة الدولة املقامة . املباىن مطلباً ضرورياً ىف بعض املناطق بسبب زيادة السكان وارتفاع قيمة األرض املأهولة جمال للسباق ىف االرتفاع بني الدول وجمال لتقدمي االفكار اجلديدة هبا وعلى هنضتها االقتصادية وعلى تطور اإلنشاء هبا ، كما أهنا

.واحللول اجلريئة .هدف البحث

يهدف البحث إىل دراسة اجلوانب األساسية ىف إنشاء املباىن العالية مع التركيز على اجلوانب اإلنشائية ، وكذلك التعرف : إطار حتقيق ذلك يتم استعراض ما يلى وىف. على التقنيات املتطورة املستخدمة وأسلوب تنفيذها

.تعريف باملباىن العالية وخلفية تارخيية من خالل أشهر األمثلة : اوالً .دراسة الطرق اإلنشائية املستخدمة ىف إنشاء املباىن العالية : ثانياً .اخلالصة : ثالثاً

2

المبانـي العاليـة: اوالً

وميزة شائعة ىف كل احلضارات اإلنسانية الىت كانت مجيعها تسعى أن تصل وتقترب من السماء حيث إن بناء املباىن العالية كان هدفاً فمنذ مخسة آالف سنة بدأ املصريون القدماء ببناء األهرامات ، وأيضاً الزجيورات . اخلالق األعظم رب العاملني

)In Mesopotamia Ziggurats ( تقريباً بنفس فكرة وشكل برج بابل ، وكانت درجات بنفس القدم تقريباً وكانت الزجيورات كانت هذه املباىن عبارة عن . وكان القساوسة الذين صعدوها يعتقدون وصلوا إىل قمة العامل , الزجيورات متثل السبع مساوات

قدراهتم جمموعة من كتل احلجارة أو الطوب ووضعت بأسلوب هندسى وجعلها البناءون تصل إىل أعلى ما ميكن ىف حدود . وإمكاناهتم اإلنشائية

حىت يظهـر ىف األفق وغالباً يعلو ويكون , وكانوا على مدى التاريخ يبذلون قصارى جهدهم ليبنوا بناء أعلى من أى شىء حوله .ظاهراً ىف خط األفق وأعلى من األشجار وباقى املباىن

حيث يرى من على بعد " Salisbury "مثل برج كاتدرائية , الدور ولعبت أبراج الكنائس املدببة الشكل ىف العصور املسيحية نفس إهنا صفة أخرى لألبنية العمودية ، أن تكون عالمات . وحىت اآلن يرى وكأنه إشارة طويلة رفيعة مدببة متتد على مر البصر , كبري

كملها خالل العصر املسيحى وكانت تعرب عن فقد كانت أبراج الكنائس كأعالم ملدن بأ ". Land Mares" مميزة أو إشارات لألماكن .الصورة التقليدية للمدينة القدمية وهى مازالت كذلك بالنسبة للمدينة اإلجنليزية احلديثة

ولكن مل تكن كل املباىن العالية , إن أكثر املباىن ىف معظم احلضارات وحىت الوقت الراهن أخذت طابعاً دينياً أو وجهة تقديسية م ، وعمل كربج مراقبة وكان ىف األساس عالمة أو 102بارتفاع ) Palazo Pubblico In Siena( فقد كان برج . ألماكن عبادة

فاملباىن العالية كذلك ميكن أن تشكل رمزاً ملكان ما وليس فقط عالمة له ، فمثالً . ورمز لكيان وكربياء املدينة , إشارة ملكان معني ونتأكد من أهنا سوف تكون معروفة ومفهومة ألى شخص فإننا سوف خنتار برج أيفل ، إذا أردنا أن نعطى صورة لباريس

فاألبراج الرمزية مت بناؤها ىف أماكن عديدة ، مثل النصب التذكاري بواشنطن وهو على هيئة مسلة فرعونية متثل رمزاً مهماً .)1(ملدينة غنية بالرموز

مبانى القرن العشرين 1-1أصبحت مباىن املكاتب اإلدارية ىف القرن العشرين هى املسيطرة وهى املباىن الرئيسية العالية ىف

وهى ليست مباىن للعبادة وليست مباىن عامة إهنا مباىن العمل اململوكة ألشخاص . مدننا . ت الثرية أو األشخاص ذوى النفوذوشركات وينظر إليها على أهنا ملكية خاصة فهذه الشركا

وليس من السهولة أن تقبل هذه املباىن الىت حلت حمل األماكن املقدسة أو األماكن الدينية فالعامة تقبلوا ناطحات السحاب حبماس شديد ، , وإن هذا حدث . كرمز للمدن اجلديدة

ن العامل أصبحت املدن واآلن ىف أماكن عديدة م, محاس دام ىف معظم املدن حىت انتهى حديثا مزدمحة بالعديد من ناطحات السحاب ولقد أستقر ىف أذهان العامة أن ناطحات السحاب عادة

ومع ذلك أستمر , فاصبح رد الفعل سلىب , ما يكون ليس هبا إحساس مجاىل تضيفه للمدينة هنا هنضة بناؤها حبماس ىف أماكن عديدة أخرى من العامل معظمها ىف شرق آسيا الىت تشهد مد

إقتصادية شاملة من خالل إنشاء أفرع ومكاتب للشركات العاملية الكربى لالستفادة من وفرة .األيدى العاملة الرخيصة ىف هذه الدول

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ(1) Post, Nadine. Malaysia Cracks Height Ceiling as it Catapults into. " Engineering News-Record New York, January 15, 1996: 36-45

برج إيفـل

3

برج بـابـل

Chinese Pagodas

Pizza Del Campo

أهرام المايـا

الزيجورات

برج كنيسة ساليسبرى

4

وناطحات السحاب ليست نصب تذكارية ولكنها مباىن إدارية أو سكنية وهذا يعىن تغري و سقوط الصورة والقيمة الرمزية ولكن ىف نفس الوقت تعد مكسباً ىف جتربة بعض القيم واألفكار

رتفعة أو العالية مصدراً لإلهلام حيث يعد النظر والتطلع إىل األفق من األماكن امل. اجلديدة . ويضيف إحساس وامتداد غري عادى لإلنسان , اإلنساىن

عندما مت بناء أول مبىن إدارى عاىل ىف القرن التاسع عشر وأصبح ممكناً بسبب اختراع املصاعد إن أوائل . م مل يأخذ شكل أو صورة األبراج التقليدية 1852عام Eligak G.otisبواسطة ت السحاب مل تتطلع أو تصل إىل السماء وكان لويس سوليفان أول من أطلق اسم ناطحا

) 1891 –م 40 –طوابق 10(وكان مبىن وينرايت . ناطحات السحاب على املباىن العالية مبىن مجيل ولكنه كمثل ناطحات السحاب ىف ذلك الوقت كان امتداد ونسخة من مباىن عصر

أن أعلى . نة الىت تؤلف ظل عميق يؤكد خط األفق ىف املبىن النهضة اإليطالية خبطوطه املتواز مل تتجاوز ارتفاع هرم خوفوا باجليزة19ناطحات السحاب الىت أنشئت ىف القرن

) .م147 –م .ق2800(

)م213 بارتفاع –م 1909عام (و مبىن متروبوليتان ) م187 بارتفاع –م 1908عام (ىف نيويورك Singer Towerوميثل مبىن ناطحات " أوىل احملاوالت ىف بدايات القرن العشرين لبناء مباىن رأسية ) م242 بارتفاع –م 1913عام (بنيويورك Wodworthومبىن

Campanile And Gothicوقد استخدم مهندسى هذه املباىن طرق ال عالقة هلا بنماذج ابراج املراقبة وال . تصل للسماء " سحاب

Churches ن خيرجوا عن اخلط األفق القوى ىف هناية املبىن املرتبطة بالـاستطاعوا أ فقدPalazzo . ويعترب مبىنWodworth الذى مت .اجنح املباىن الثالثة والوحيد الذى ال يزال يعترب ناطحة سحاب حىت اآلن Cors Gilbertتصميمه بواسطة

ناطحات السحاب والمبانى العالية 1-2 مت إطالقه عن طريق املهندسني املعماريني اجلدد وذلك Highrise Buildingsأن مصطلح

ليفرقوا مبانيهم عن ناطحات السحاب الرومانسية والىت ترجع إىل العشرينات SEAGRAMفإن مبىن MiesVan Der Rohe إىلوبالنسبة . والثالثينات

.كن ناطحة سحاب مل ي) م 157 بارتفاع -م 1958عام ( Centricalميكن القول بأن املبىن أو الشىء العاىل جيب أن يكون به حمور يتوسطه رأسياً

والذى يتجه إىل مركزه ، تعبرياً عن حركته العمودية والىت توحى بأن هناك حماولة أخرى ننا ناجحاً أو جيداً فإن عيو Formالستمرار الوصول إىل أعلى السماء وعندما يكون الـ

دور 1974( 443( Searsترتفع إىل أعلى قمته ، ومثال على ذلك مبىن برج ) وأنفسنا( .والذى يعطى اشارات باجتاه السماء

ميم عندما ينجح التص. حيتاج أن يكون ىف تركيبتة درجة من اجلرأة واالحترام ) املباىن العالية (وأن الشىء الذى يتطلع إىل السماء إن البعد الرمزى . فإن العلى أو االرستقراطية يتضح جبالء وبدون حاجة إىل شرح وال حيتاج أن يتفق مع أية مفاهيم تقليدية

.)2(واحلضارى لناطحة السحاب االرستقراطية يذهب إىل أبعد من احلدود التصميمية ىف أى وقت ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

(2) Pelli, Cesar. (With Charles Thornton and Leonard Joseph). “The World’s Tallest Buildings. “Scientific American, December 1997: Cover; 92-101

مبنى األمباير ستيت

مبنى وينرايت

5

. حىت ىف احلاضر املتغري فاملباين العالية قادرة على إعطاء رمز ومسة للمكان والزمان وهى أيضاً تتخطى حدود الزمان وتظل كرمز أهرامات اجليزة كانت عالمات ىف أزمنة تارخيية مضت ولكنها أيضاً مازالت تشكل عالمة معاصرة لنا ىف الوقت احلاىل ، بينما

.ناطحات السحاب والىت ليست مباىن مقدسة ، تارخيها قصري وحىت اآلن ال ندرى هل سوف تستمر قيمتها الرمزية أم ال عالقة المبانى العالية بالبيئة المحيطة 1-3

ككل التصميمات فإن املباىن العالية جيب أن تتفاعل مع كل الظروف – اللحظة التارخيية –مكاهنا ىف املدينة ( الفريدة الىت سوف تواجهها مثل

جم ألهنا من وكذلك احل) عالقتها مع املباىن احمليطة –العادات الثقافية إن أمجل و أعظم فن من املمكن أن خترجه الثقافة واحلضارة . مفاتيح املدينة

هو مدينة جيدة ، واملبىن من املمكن أن يرى من وجهة فنية حمددة ولكنه إن ناطحات . جيب أن يرى كجزء من جمموعة أكرب وأهم وهى املدينة ككل

. كبري على املدينة وسكاهنا السحاب بسبب أحجامها وارتفاعاهتا ذات تأثري لذا فإن تصميم املبىن حيتاج أن ينبع من الطبيعة , ولكل موقع ظروف خمتلفة لكى يكون التصميم ناجحاً جيب أن يتوافق مع . اخلاصة به وظروفة احمليطة

أو مفضالً ملدرسة معينة ىف , مكانه وظروفه وال يظل ثابتاً على اجتاه خاص . العمارة على غريها

النظم اإلنشائية للمبانى العالية: ثانياً

فقد كان تقليدياً أن يعتمد املعمارى واملخطط . إن من أسس التصميم العمراىن احلديث إمكانية التوسع واالمتداد الرأسى للعمران ولكن لزيادة عدد السكان . األرض املنبسطة لكى يصمم أفكاره للتوسعات املطلوبة للمدينة على األمتداد األفقى على رقعة

وبعد الثورة الصناعية واستعمال احلديد ىف اإلنشاء ىف بعض املباىن ) لسبب أو ألخر(وتكدسهم ىف رقعة ضيقة ولصعوبة التوسع أفقياً حلديثة وحيسن من استخدام الطرق القدمية ويطورها لتطويع اإلنشاء حبيث كاملصانع وخالفه اخذ املعمارى يتلمس الطرق اإلنشائية ا . )3(خيدم أفكاره احلديثة ىف االمتداد العمراىن الرأسى للمدينة

ولذلك وُجب على املصمم اإلنشائى هلذه النوعية من املياىن أن يستخدم النظم اإلنشائية وأن حيقق الصالبة القصوى للمبىن بأقل وزن فكلما زاد ارتفاع املبىن كلما زاد فعل وتأثري القوى اجلانبية مبعدل تزايد ارتفاعه ، وعند ارتفاع معني تصبح هذه القوى كبرية ممكن

جداً مبا يتطلب االهتمام بصالبة املادة اإلنشائية أكثر من قوهتا ، ودرجة الصالبة تعتمد مبدئياً على النظام اإلنشائى نفسه :ملؤثرة على تطور النظم اإلنشائية للمباىن العالية و هناك بعض العوامل ا

.ابتكار املواد اإلنشائية الشديدة الصالبة - " . الربط باملسامري - الربمشة -اللحام " ابتكار وتطوير طرق التثبيت - .استخدام مواد إنشائية جديدة ذات أوزان خفيفة - ) . خرسانة -حديد ( ية املختلفة دراسة التفاعل املركب بني العناصر اإلنشائ - .التنبؤ بالسلوك املعقد اإلنشاءات قبل البناء باستعمال برامج الكمبيوتر املتخصصة -

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ(3) Tallest Buildings in the World”, the World Almanac and Book of Facts 2000, World Almanac Books

نيويورك –مبىن مركز التجارة العاملى سبتمرب11قبل أحداث

6

وكان من جراء تطور هذه العوامل على مدى سنوات متالحقة ظهور الطرق اإلنشائية احلديثة الىت تالئم اهلدف اجلديد وهو الزيادة لول القصوى ىف االرتفاع ، حىت اصبح األمر سباق وتنافس إلنشاء أعلى مبىن ىف خمتلف مدن العامل حبيث اصبح ارتفاع املبىن له مد

:دعائى للشركة صاحبة املبىن ، وفيما يلى توضيح لكافة طرق اإلنشاء وتطورها

نظام اإلطار الصلب - ت قلب القص اإلنشائى - ب اإلنشاء باحلوائط احلاملة - أ نظام البالطات املسطحة - ح النظم اإلطارية وحوائط القص - ج نظام الكمرة احلائطية - ث املباىن املركبة - د األنظمة األنبوبية - خ

THE BEARING WALL STRUCTURES (1) اإلنشاء بالحوائط الحاملة -2-1كان اإلنشاء باحلوائط احلاملة يعتمد أساساً على البناء باحلوائط احلجرية السميكة والثقيلة وكانت األوزان الثقيلة للحوائط وعدم

ولكن ظهور التكنولوجيا احلديثة ىف . مناسبة لالستخدام ىف املباىن املتعددة الطوابق مرونتها ىف املساقط األفقية سبباً ىف جعلها غرياستخدام احلوائط املصممة هندسياً وكذلك ألواح اخلرسانة السابقة التصنيع جعل فكرة احلوائط احلاملة اقتصادية ىف املباىن العالية

.املتوسطة االرتفاع واألشكال املختلفة للمباىن كما يتبني من التطبيقات املختلفة املتبعة للمباىن متوسطة االرتفاع ونظام احلوائط يتكيف مع التصميمات

دور واملساقط األفقية تتراوح من مستطيل إىل دائرى إىل مثلث واحلوائط اإلنشائية تتكون من جمموعة 20 – 10من لىت تتوقف على ترتيب هذه احلوائط ىف املبىن من احلوائط اخلطية الىت ميكن تقسيمها إىل ثالث جمموعات أساسية وا

:و هذه اجملموعات هى THE CROSS WALL SYSTEM (1) نظام الحوائط المتقاطعة -1- 2-1

يسية ويعطى حرية يتكون من حوائط خطية متوازية جترى عمودية وبطول املبىن وهو بذلك ال يتعارض مع معاجلة الواجهة الرئ .للمصمم ىف خلق إبداعاته ىف هذه املعاجلات

THE LONG WALL SYSTEM (1) نظام الحوائط الطولية -2- 2-1 .يتكون من حوائط طولية جترى موازية للناحية الطولية من املبىن مكوناً حائط الواجهة الرئيسية

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

1980رسالة ماجستير ،جامعة القاهرة ، " المبانى العالية فى مصر" مدحت محمد عبد المجيد الشاذلى . م )1(

7

THE TWO WAY SYSTEM (1) النظام ذو االتجاهين -3- 2-1 يتكون من حوائط جترى ىف االجتاهني وميكن ألى مبىن كذلك أن يقسم إىل أقسام إنشائية خمتلفة حبيث أن كل قسم ميكن أن

يستعمل النظام احلائطى املناسب وهذا ال ينطبق إال على املباىن ذات املسقط املستطيل حيث أنه من الصعوبة تطبيقه .للمساقط ذات األشكال اهلندسية األخرى

THE SHEAR CORE STRUCTURE (1) قلب القص اإلنشائى -2-2

إن نظام احلوائط احلاملة اخلطية يكون مناسباً للعمارات السكنية ، حيث تكون وظائف وخدمات املبىن كاحلمامات و املطابخ ثابتة ، اغ الكبري املفتوح الذى ميكن أن يقسم بقواطيع بينما املباىن اإلدارية والتجارية تتطلب أعلى درجة ممكنة من املرونة ، مثل الفر

مواسري ىف شكل قلب – محامات – سالمل –مصاعد (متحركة ، واحلل الشائع هو جتميع عناصر االتصال الرأسى ونظم توزيع الطاقة مات به فإنه إن وظيفة هذا القلب مزدوجة فهو خبالف جتميع اخلد. تتوقف على حجم ووظيفة املبىن ) CORES) (أو عدة قلوب

وهناك أمثلة عديدة هلذا النظام اإلنشائى ، و ال توجد أى قيود بالنسبة لشكل وموقع. يقاوم قوى القص النامجة عن الرياح . القلب باملبىن

شكل القلب -1- 2-2 SINGLE CORE VERSUS CORE IN COMBINATION WITH قلب فردى أو جيمع مع حوائط خطية ) أ

LINEAR WALLS VERSUS CLOSED CORE قلب مقفول ) ب

OPEN CORE قلب مفتوح) ج

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

1980رسالة ماجستير ،جامعة القاهرة ، " المبانى العالية فى مصر" مدحت محمد عبد المجيد الشاذلى . م )1(

8

موقع القلب -2- 2-2 INTERNAL قلب داخلى ) أ VERSUS PERIMETER قلب حميطى ) ب VERSUS EXTERNALقلب خارجى) ج

المواد المستعملة فى بناء القلب -3 - 2-2 القلوب ميكن أن تشيد من احلديد أو اخلرسانة أو جبمع االثنني معاً و القلب ذو اإلطار احلديدى ميكن أن يستخدم فيه مبدأ

تزانه اجلانىب والن هذا النظام الفريانديلى مرن قابل لالنثناء فهو يستخدم فقط للمباىن اهليكل الفريانديلى للحصول على اذات االرتفاعات البسيطة نسبياً وتقوية اهليكل الفريانديلى بالشكاالت املائلة اجلانبية تستخدم للحصول على صالبة القلب

أنه سهل التركيب والتجميع لألعضاء سابقة التجهيز ومن مميزات القلب ذو اإلطار احلديدى. الالزمة للمباىن العالية .والقلب اخلرساىن يقوم بتغليف فراغ ، باإلضافة إىل نقله لألمحال كما ال حيتاج إىل معاجلات ملقاومة احلريق

النظرية اإلنشائية للقلب -4 - 2-2 ىل ضخم خارج من األرض ولذلك فأن إجهادات ميكن أن ينظر إىل قلوب القص ىف مقاومتها لألمحال اجلانبية على أهنا كابو

الثىن والقص الىت تتكون ىف القلب متشاهبة لإلجهادات املوجودة ىف كمرة صندوقية مع افتراض عدم التوائها وبسبب نقل القلب ألمحال الوزن فأن له فائدة نتيجة لإلجهاد بسبب قوى الضغط املوجودة مما يستوجب تصميمه على إجهادات الشد

االحنناء الناتج عن األمحال اجلانبية وهذا حقيقى بصفة خاصة بالنسبة للقلوب اخلرسانية الثقيلة باإلضافة إىل ذلك بسبب .) 3(تزداد مقدرة مادة القلب على مقاومة إجهادات القص

RIGID FRAME SYSTEM نظم اإلطار الصلب -2-3

كمرات أفقية وأعمدة رأسية عمودية متصلني ببعضهما بواسطة مفاصل صلبة هياكل اإلطار الصلب تتكون عادة من مستطيالت من 20 دورا و 30واإلطار من املمكن أن يكون ىف مستوى احلائط الداخلى أو مستوى الواجهة ويبدو اإلطار الصلب اقتصادياً حىت

.دورا بالنسبة لإلطار اخلرساىن :ويوجد عدة أنواع من هذا اإلطارات وهى

PARALLEL CROSS FRAMES إطارات متوازنة متقاطعة -1- 2-3

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ(3) Tallest Buildings in the World”, the World Almanac and Book of Facts 2000, World Almanac Books

9

ENVELOPE FRAMES إطارات مغلقة -2- 2-3 TWO – WAY FRAMES إطارات ذات اتجاهين -3- 2-3 إطارات متعددة األضالع -4- 2-3 STRUCTURE – THE WALL BEAM نظام الكمرة الحائطية -2-4

وهذا النظام عبارة عن كمرات بارتفاع دور ويكون حمورها ىف االجتاه القصري من املبىن ومتصلة بصف من األعمدة بطول احلوائط من احلديد أو اخلرسانة وميكن أن تكون حوائط مصمتة من اخلرسانة وأكثر نظم ) Truss( اخلارجية والكمرات ميكن أن تكون إطار

:الكمرة احلائطية شيوعاً هى

10

INTER SPATIAL TRUSS SYSTEM (4) اإلطارات التى بينها فراغات -1- 2-4 كل دورين حيث تسند بالطات األدوار من اسفل وأعلى و Trussesهذا النظام موضح بالشكل وفيها توضع اإلطارات

املساحة احلرة الىت ختلق ىف األدوار املتعاقبة تكون مناسبة لبعض أنواع املباىن الىت تتطلب مرونة ىف التصميم .مثل مباىن املكاتب

FRAME SHEAR WALL BUILDING SYSTEMنظم اإلطارية وحوائط القص ال– 2-5

:أن أنظمة حائط القص اإلطارى تقسم بالنسبة الستجابتها للتحميل اجلانىب وتنقسم إىل نوعني HINGED FRAME حائط القص اإلطارى المحورى -1- 2-5 ية فإن اإلطار ميكنه نقل األمحال الوزنية حيث أن عوارض اإلطار مفصل .وحائط القص يقاوم االمحال اجلانبية ) األمحال الناجته عن اجلاذبية فقط(

أنظمة حوائط القص واإلطارات الفيرانديلية ذات الفعل المتبادل-2- 2-5 HINGED FRAME – VIERENDEEL – SHEAR WALL INTERACTION SYSTEM

ىف هذا النظام تقاوم القوى اجلانبية بواسطة حائط قص وإطار صلب وىف حائطا الواجهة ىف اجتاه الضلع الصغري وإطارات الواجهة الطولية ) مثال رسم(للمبىن ينقالن نصف احلمل الكلى للرياح والقلب ينقل النصف األخر

.والداخلية تنقل امحال اجلاذبية فقط ) FLAT SLAB( نظام اإلنشاء بالبالطات المسطحة -2-6

نظام البالطات املسطحة يتكون من بالطات خرسانية مصمتة مرتكزة مباشرة على األعمدة ولذلك فهى تلغى اإلطارات ىف األدوار : وب البالطات املسطحة وينتج من هذا احلد األدىن الرتفاع الدور وهذا يعترب ميزة اقتصادية وفيما يلى نستعرض بعض عي

.األمحال املثبتة الكبرية وهى غري مرغوبة ىف حالة وجود عيوب ىف التنفيذ -

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ(4) Cosmic Pillars, Fifth World Congress Amsterdam, The Netherlands, May Pella, Cesar 14-19-1995

إطار ذو فراغات بيئية إطار زجزاجى

متر10 × 75

25% 50% 25%

11

.نسبة العمق الصغرية إىل البحر ميكن أن حتدث ترخيم زائد عن اللزوم - ) .م10.5 –م 4.5(البحر صغري نسبياً -

ط قص باالضافة إىل األعمدة واإلنشاء بنظام البالطات املسطحة يعتمد فقط على األعمدة كعناصر محل أو من املمكن استخدام حوائلزيادة الصالبة اجلانبية للمبىن والبالطات املسطحة نسبياً وتعطى قوة للمبىن بسبب استمراريتها مع حوائط القص واألعمدة وميكن

.مالحظة أن جزء من البالطة سيعمل ككمرة قليلة العمق مستمرة مع األعمدة ولذلك فهى تعمل كإطار صلب

TUBECAL SYSTEM (4)نبوبية األنظمة األ- 2-7 تطوراً حديثاً ىف التصميم اإلنشائى وىف الوقت احلاىل فأن أربعة من S O M تعترب فكرة النظم األنبوبية الىت ادخلها فازلورخان من

يكاغو واملركز أطول مخسة مباىن ىف العامل عبارة عن منشآت أنبوبية وهى مبىن جون هانكوك سنتر ومبىن سريز وستاندر واوبل ىف ش سبتمرب وهذا النظام ذو كفاءة عالية وذلك ألنه ىف معظم احلاالت تكون كمية11التجارى العاملى ىف نيويورك قبل احداث

املواد اإلنشائية املستخدمة لكل قدم مربع من فراغ األرصية مساوياً لكمية املواد املستخدمة ىف املباىن اإلطارية التقليدية الىت . احليز حتتل نصف

والتصميم األنبوىب يفترض أن واجهات املنشأ تستجيب لألمحال اجلانبية مثل كمرة صندوقية مغلقة متتد كابوليا خارج األرض ونظراً ألن احلوائط اخلارجية تقاوم كل أو معظم أمحال الرياح فأنه تتم إزالة الشكاالت املائلة مرتفعة التكاليف أو حوائط القص وحوائط

تتكون من أعمدة بينها مسافات ضيقة حول حميط املبىن مربوطة مع بعضها بكمرات خارجية عميقة وحائط الواجهة هذا األنبوب .يشبه حائط مثقوب وصالبة الواجهة قد تزداد أيضاً بإضافة شكاالت مائلة تسبب تأثري شبه مجالوىن

HOLLOW TUBE األنبوب المفرغ -1- 2-7 FRAMED TUBEأنبوب إطارى ) أ TRASSED TUBEأنبوب مجالوىن ) ب

COLUMN DIAGONAL TRASSED TUBEأنبوب ذو أعمدة ومجالونات مائلة )ج LATTICE TRASSED TUBEأنبوب ذو شبكة مجالونية ) د

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ(4) Cosmic Pillars, Fifth World Congress Amsterdam, The Netherlands, May Pella, Cesar 14-19-1995

12

INTERIOR BRACED TUBE أنبوب مقوى بشكاالت داخلية -2- 2-7 TUBE WITH PARALLEL SHEAR WALLS أنبوب بحوائط قص متوازنة ) أ TUBE IN TUBE داخل أنبوبأنبوب ) ب

MODIFED TUBE أنبوب معدل) ج FRAME TUBE WITH RIGID FRAMES أنبوب إطارى ذو إطارات صلبة)1ج TUBE IN SEMI TUBE أنبوب داخل شبه أنبوب)2ج

COMPOSITE BUILDINGS (5) المبانى المركبة -2-8

ىف حماولة لزيادة الصالبة اجلانبية لناطحات السحاب اإلطارية تعمل اخلرسانة والصلب معاً كوحدة إنشائية واحدة وهذا املفهوم مت تطبيقه لعدة سنوات على أعضاء إنشائية منفردة مثل األرضيات واألعمدة وعلى أى حال فإن تصميم املبىن كله باستخدام اإلنشاء

.ب يعترب اجتاه حديثاً متاماً وفيما يلى حالن خمتلفان حيتويان على استخدام تطبيق هذا املفهوم املرك

TUBULAR COMPOSITE BUILDINGS المبانى المركبة األنبوبية 1- 2-8 وقع وحائط فاإلطار الصلب اخلارجى يقوى ضد التشكيل اجلانىب باستخدام اخلرسانة تصب ىف امل S O Mوقد اكتشف هذا النظام

حميطى مثقب واالحنراف الناتج للمبىن مياثل احنراف األنبوب الصلب املمتد كابوليا من األرض و هذه الطريقة جتمع بني اإلنشاء السريع واملقاومة العالية للمنشأ من الصلب مع مقاومة عالية للحريق والعزل احلرارى والصالبة اجلانبية وقابلية تشكيل حائط الستارة

. طابق ىف شيكاغو 36 املكون من 3سانية وقد استخدم ملبىن جيتواى اخلر

طوابق وحيث أن األعمدة اخلارجية تنقل فقط أمحال 10 أو 8وعملية اإلنشاء تتكون من التركيب الكبدئى لإلطار الصلب الرتفاع قتة بغرض االتزان اجلانيب وبعد ذلك يوضع اإلنشاء فهى أخف من األعمدة الداخلية واإلطار اخلارجي يتم تقويته بكابالت بصفة مؤ

غطاء من الصلب على شكل خاليا وتصب خرسانة السقف حلفظ اتزان اهليكل وللسماح ببداية األعمال الداخلية وبعد وضع أقفاص على التسليح والعبوات حول األعمدة ولكمرات الربط اخلارجية تصب اخلرسانة لتشكيل حائط مستمر مثقب وهذه العملية تتكرر

. طوابق 10 – 8أجزاء من

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ(5) "Tallest Buildings in the World”, the World Almanac and Book of Facts 2000, World Almanac Books

13

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

(2) Post, Nadine. Malaysia Cracks Height Ceiling as it Catapults into. “Engineering News-Record New York, January 15, 1996: 36-45

14

15

16

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ(2) Post, Nadine. Malaysia Cracks Height Ceiling as it Catapults into. “Engineering News-Record New York, January 15, 1996: 36-45

17

الخالصة

.المبانى العالية قادرة على إعطاء رمزاً وسمة للمكان وتتخطى حدود الزمان - 1

رمزاً للمكان وكانت تعتمد على القيمة العقائديةالمبانى العالية قديماً غالباً ما تكون -المبانى العالية فى الوقت الحاضر اغلبها تستغل كفراغات إدارية مملوكة لشركات وهى -

.رمز للنفوذ والقدرة اإلقتصادية

:المحددات التصميميه للمبانى العالية - 2 .تاً على اتجاه خاص يجب أن يتوافق التصميم مع البيئة المحيطة وال يظل ثاب -يجب أن تتوافر الجراءة واالبتكار فى التصميم حتى تكتمل عناصر اإلبهار للمشاهد الناتجة -

.عن االرتفاع الشاهق .البد من توفير المرونة الكافية للفراغات الداخلية بما ال يتعارض مع النظام اإلنشائي المتبع - .إلنشائي مع اقل وزن ممكن البد من تحقيق أقصى صالبة للنظام ا -تلفة الحديد والخرسانة مع التنبؤ البد من دراسة التفاعل المركب بين العناصر اإلنشائية المخ -

.بالسلوك المعقد للمبنى قبل البناء وذلك باستخدام برامج الكمبيوتر المتخصصة فاع أسعار األراضي المباني العالية تساهم في حل مشكلة ازدياد الكثافة السكانية وارت - 3

.وخاصة في العواصم والمدن التجارية الكبرى تتنوع الطرق اإلنشائية للمباني العالية بدأ باإلنشاء بالحوائط الحاملة إلى األنظمة -4

. ونظام قلب القطر اإلنشائى – نظام اإلطار الصلب –األنبوبيةل األعباء الناجمة عن إنشاء يجب أن يتم دراسة مدى قدرة التحتية األساسية على تحم -5

مثل هذه النوعية من المبانى ومدى تقبل المجتمع لها وتعاملها معها قبل اتخاذ .القرار بإنشائها

18

المـــراجع :المراجع العربية : أوالً

.1980 رسالة ماجستير ،جامعة القاهرة ،" المبانى العالية فى مصر" مدحت محمد عبد المجيد الشاذلى . م-1

:جنبية المراجع اال : ثانياً

2- Post, Nadine. Malaysia Cracks Height Ceiling as it Catapults into. "Engineering News-Record New York, January 15, 1996: 36-45. 3- Pelli, Cesar. ( With Charles Thornton and Leonard Joseph ) . “The World’s Tallest

Buildings.“Scientific American, December 1997: Cover; 92-101. 4- “Tallest Buildings in the World”, the World Almanac and Book of Facts 2000, World

Almanac Books. Pelli, Cesar 5- Cosmic Pillars", Fifth World Congress Amsterdam, The Netherlands, May

14-19-1995. 6- “Petronas Towers”, Architectural Review, January 1999.

7- Documents From Cesar Pelli & Associates Inc Architects.