الهندسة الإنشائية

الهندسة الإنشائية هي فرع من فروع الهندسة المدنية وتعنى بتطبيق قوانين الفيزياء والرياضيات والمعرفة التجريبية لتصميم "الهياكل" والعناصر الحاملة للهياكل التي يصممها الإنسان بأمان. توفر الهندسة الإنشائية الحديثة مجموعة عديدة ومتنوعة من المعرفة التي يمكنها التنبؤ بدقة بأداء الأشكال والمواد المختلفة المستخدمة في الهياكل لمقاومة الأحمال والضغوط المسلطة على الهياكل.

 تم استخدام مبادئ الهندسة الإنشائية منذ آلاف السنين عند بناء هياكل مثل الأهرامات في مصر أو الأكروبوليس في اليونان أو سور الصين العظيم.

ماذا يفعل مهندسو الإنشاءات؟

المهندسون الإنشائيون هم من المهنيين المدربين المسؤولين عن التأكد من أن الهياكل الخرسانية أو الحديدية التي نستخدمها في حياتنا اليومية، مثل الجسور والمباني الشاهقة، آمنة ومستقرة ولا تنهار تحت الأحمال المطبقة Applied Loads. يفعل المهندسون الإنشائيون ذلك من خلال تطبيق معرفتهم التقنية لتحديد أنواع مختلفة من التصاميم ومواد البناء المناسبة في مختلف الأشكال والهندسية وهياكل التصميم التي يمكن أن تتحمل أحمال وضغوط وعوامل البيئة مثل أحمال الجاذبية والعواصف والزلازل.

 

بصفتي مهندسًا إنشائيًا، أعمل عن كثب مع عملائي لفهم وظيفة المشروع من أجل توفير حل آمن وقابل للإنشاء واقتصادي لإكمال مشروعهم بنجاح. يمكن تقسيم عملية التصميم الإنشائي للمبنى إلى ثلاث مراحل:

حساب الحمل والتحليل الإنشائي والتصميم اعتمادًا على وظيفة المبنى، يمكن استخدام المعايير وقوانين البناء لتقدير وزن المبنى، وأحمال الثلوج والرياح والزلازل على الهياكل.

 بمجرد معرفة الأحمال المؤثرة على الهيكل، يتم تحليل الهيكل لتحديد تأثير كل هذه الأحمال على العناصر الفردية للهيكل. يمكن استخدام البرامج الهندسية من قبل المهندسين الإنشائيين لتحليل أنواع مختلفة من الهياكل.

من الجيد دائمًا التحقق من صحة نتائج البرنامج باستخدام المعرفة الأساسية الأولى وصيغ التحليل الهيكلي الأساسية. يمكن استخدام القوى والأحمال الناتجة عن برنامج التحليل الإنشائي لتصميم العناصر الهيكلية الرئيسية بما في ذلك نظام الأرضية والدعامات الرأسية والأساسات وأجزاء أخرى من المبنى.

كمهندس إنشائي، فإن سلامة الجمهور هي أولويتيك القصوى. عندما يتعلق الأمر بالمباني والبنية التحتية التي نستخدمها في مجتمعنا، فإن عواقب الهيكل المنهار يمكن أن تكون كارثية. هذا هو السبب في أن المهندسين الإنشائيين يستخدمون عوامل السلامة في تصميمهم لمراعاة عدم اليقين Uncertainty في افتراضات الحمل أو النقص غير المتوقع في مواد البناء أو التصنيع.

أين يعمل المهندسون الإنشائيون؟

يتم إحضار المهندسين الإنشائيين إلى المشروع إذا كان المالك يخطط لتغيير استخدام المبنى، أو إدخال المزيد من الطوابق للمبنى، أو إضافة توسعة كبيرة إلى المبنى. من المهم جدًا أن نفهم أن إدخال تعديلات على أي عنصر هيكلي دون استشارة مهندس محترف قد يؤدي إلى أضرار جسيمة بالهيكل وفي بعض الحالات انهيار جزئي أو كلي للمبنى.

يتم أيضًا إحضار المهندسين الإنشائيين على فورا إذا كان هناك ضرر يلحق بالهيكل بسبب الحريق أو التآكل أو التدهور البيئي أو الخطأ الناتج عن سوء في التنفيذ أو القدم الذي قد يؤدي إلى فقدان التحمل ويشكل تهديدًا لسلامة الجمهور. عندما يتم الاتصال بمهندس إنشائي لإجراء تقييم لمبنى قائم، سيقوم بفحص الهيكل بصريًا وتحديد السلامة الهيكلية للعناصر الحاملة، والمخاوف المحتملة المتعلقة بسلامة المستخدمين، واقتراح تقنيات الإصلاح والتوصية بالتفاصيل الهيكلية لاستعادة الهيكل إلى شروطه الأصلية لمقاومة الأحمال المطبقة.

هل المهندسين المعماريين هم المهندسين الإنشائيين؟

كثيرا ما أتلقى هذا السؤال والجواب لا. لكل من المهندسين المعماريين والمهندسين الإنشائيين أدوار مهمة ولكنها مختلفة في تصميم المبنى. أحب أن أشرح ذلك بأخذ مبنى سكني كمثال. إذا بدت جماليات المبنى مبهجة وكانت المساحات الداخلية مريحة وجذابة، فهذا يعني أن المهندس المعماري قام بعمل جيد في تصميم المبنى. ومع ذلك، فإن عمل المهندس الإنشائي واضح في ثبات الهيكل تحت ظروف التحميل المختلفة. بغض النظر عن مدى الرياح بالخارج أو حدوث الزلازل أو كمية الثلوج الموجودة على السطح، يظل المبنى في حالة جيدة وآمنًا ومريحًا لساكنيه.

نأمل أن يكون لديك الآن فهم جيد لماهية الهندسة الإنشائية، وما يفعله المهندسون الإنشائيون، وأهمية الهندسة الإنشائية في مجتمع توجد به هياكل من حولنا نستخدمها باستمرار في حياتنا اليومية.

 يتحمل المهندسون الإنشائيون، مثلهم مثل المهندسين الآخرين، مسؤولية كبيرة لضمان سلامة الجمهور وسلامتهم، ومراعاة مصالحهم الفضلى. إذا كانت لديك أي أسئلة بخصوص الهندسة الإنشائية، فلا تتردد في كتابة تعليقك لنا!