شيت تصميم قاعدة الونش البرجي وحساب قوى الانقلاب والربط بالهيكل الإنشائي إكسيل
تحميل مجاني مباشر
بدون تسجيل بريد • ملف قابل للتعديل
جاري تجهيز ملف العمل والتحقق الأمني...
يظهر زر التحميل المباشر خلال 5 ثوانٍ
فشل التحقق التلقائي — يرجى الضغط على مربع التحقق أعلاه للمتابعة.
تم التحقق بنجاح — ملف العمل جاهز للتحميل الآن:
المعادلات الهندسية ومنطق الحساب المضمن في الشيت
الدوال والمعادلات المبرمجة داخل هذا النموذج (جاهزة للنسخ بنقرة واحدة):
FOS_{ot} = \frac{M_{resisting}}{M_{overturning}} = \frac{V_{total} \times (B / 2)}{M_{crane} + H_{crane} \times T} \ge 1.50 يقيس قدرة الوزن الكلي الذاتي للخرسانة والونش على مقاومة عزم الانقلاب الناتج عن أحمال الرياح العاصفة وحمولة التشغيل القصوى حول حافة القاعدة.
q_{max} = \frac{V_{total}}{B \times L} \left(1 + \frac{6e}{B}\right) \le q_{allowable} حساب أقصى ضغط تلامس ينتقل من قاع القاعدة إلى التربة، والتأكد من بقائه أقل من قدرة التحمل الصافية المسموحة الواردة بتقرير الجسات.
v_u = \frac{P_{leg,max}}{b_o \times d} \le \phi v_c = \phi \times 0.33 \sqrt{f'_c} التحقق من عدم حدوث انهيار ثاقب مفاجئ في الخرسانة حول زوايا تثبيت أرجل سارية الونش الأربعة تحت تأثير أقصى حمل ضغط مركز مصعّد.
P_{cr} = \frac{\pi^2 E I}{(K \cdot L)^2} \implies \phi P_n \ge P_{strut,max} حساب سعة التحمل الحرجة للانبعاج المرن وغير المرن لذراع التثبيت الفولاذي تحت أقصى قوة ضغط أفقية ناتجة عن حركة الونش والرياح.
معاينة تخطيط الطباعة الكامل لورقة العمل (.XLSX)
مثال تطبيقي: تصميم قاعدة ونش برجي Potain بارتفاع 88 متراً مع طوقي ربط بالهيكل الإنشائي
تحديد أبعاد القاعدة الخرسانية والوزن المقاوم
حساب عزم الانقلاب الكلي عند قاع القاعدة
التحقق من معامل أمان الانقلاب (FOS Overturning)
حساب اللامركزية وإجهاد التربة الأقصى
تحليل أذرع التثبيت بالهيكل عند منسوب +36.00 م
طريقة الاستخدام وخطوات التطبيق العملي
معاينة الشيت وتجربة الأرقام أولاً:
استخدم جدول المعاينة التفاعلية الحية أعلاه (أو وضع ملء الشاشة 100%) لتجربة إدخال أرقام مشروعك واختبار المعادلات مباشرة.
تحميل الشيت وفتحه على جهازك:
قم بتنزيل الملف عبر زر التحميل المباشر وفتحه بواسطة Microsoft Excel أو Google Sheets.
إدخال البيانات الأساسية للمشروع:
قم بتعديل اسم المشروع، التاريخ، وفئات الأسعار في الخلايا المخصصة للإدخال؛ بينما تُحسب كافة الإجماليات تلقائياً.
الطباعة المباشرة بمقاس A4:
تم ضبط هوامش الصفحات وحدود الطباعة مسبقاً على مقاس A4، فقط اضغط Ctrl+P للطباعة أو التصدير بصيغة PDF.
قائمة الفحص والاستلام الهندسي وأفضل الممارسات
- ✓ التأكد من دقة مناسيب شاقولية زوايا تثبيت السارية (Fixing Angles) بنسبة خطأ لا تتجاوز 1:1000 باستخدام محطة الرصد المتكاملة Total Station قبل الصب. — المعيار: FEM 1.001 / EN 14439 (حرج جداً لمنع أي ميل جانبي إضافي في السارية عند الارتفاعات العالية)
- ✓ التحقق من صب خرسانة القاعدة C35 دفعة واحدة مستمرة Monolithic Pour مع دمك ميكانيكي وافر حول زوايا السارية لمنع التعشيش. — المعيار: SBC 304 / ACI 304R (إلزامي لضمان تماسك كتلة القاعدة ومقاومة إجهادات القص الثاقب)
- ✓ إجراء اختبارات شد موقعية عشوائية (Proof Load Pull-Out Test) على مسامير التثبيت الكيميائية M30 في بلاطات وكاميرات الهيكل. — المعيار: ACI 355.2 / ASTM E488 (للتأكد من كفاءة الالتصاق الإيبوكسي وتحمل قوى الشد المحورية لأذرع الربط)
- ✓ فحص لحامات صفائح التثبيت Base Plates وأذرع الربط بواسطة الاختبارات غير الإتلافية NDT (صبغات نافذة PT وفحص موجات فوق صوتية UT). — المعيار: AWS D1.1 / SBC 306 (لمنع أي شروخ إجهادية تحت تأثير الاهتزازات الديناميكية ودوران الونش)
- ✓ عدم فك شدات كمرات وأعمدة الهيكل الحاملة لأطواق الربط إلا بعد وصول خرسانة المبنى إلى كامل مقاومتها المميزة (100% f'c). — المعيار: SBC 304 Section 26.11 (لحماية الهيكل الإنشائي من التصدع نتيجة ردود أفعال الونش العرضية)
أخطاء شائعة في الموقع والمكتب الفني وطرق تلافيها
• تثبيت أرجل الونش مباشرة على طبقة خرسانة عادية بدون دمج زوايا التثبيت بكامل عمق حديد التسليح السفلي والعلوي للقاعدة.
الحل الهندسي: تضمين أرجل التثبيت بالكامل داخل شبكة حديد التسليح وربطها بقضبان ربط قطري Diagonal Rebar Ties لتوزيع قوى الشد والضغط في عمق الكتلة.
• إهمال قوى اللي والالتواء (Torsional Slewing Moment) عند تصميم أذرع الربط بالهيكل، والاكتفاء بحساب القوى الأفقية فقط.
الحل الهندسي: ترتيب أذرع التثبيت بزوايا مثلثية متباعدة (Triangulated Bracing) لامتصاص عزم الالتواء وتحويله إلى قوى محورية مباشرة في الأذرع.
• تثبيت مسامير الربط الكيميائية في بلاطات خرسانية مسبقة الإجهاد (Post-Tension) أو قريبة من كابلات الشد بدون كشف راداري.
الحل الهندسي: استخدام جهاز الكشف الراداري GPR لتحديد مسارات كابلات الشد وحديد التسليح بدقة قبل الحفر وتجنب قطع أي كابلات حيوية.
• عدم تعديل فتحة أذرع الربط التلسكوبية قبل الشد، مما يسبب انحناء سارية الونش عن الشاقولية بعد الربط.
الحل الهندسي: استخدام وصلات ضبط لولبية (Turnbuckles / Adjustable Sleeves) وضبط شاقولية السارية بميزان ليزري دقيق أثناء شد البراغي.
الأسئلة الشائعة حول النموذج
متى يلزم ربط سارية الونش البرجي بالهيكل الإنشائي (Tie-Back Collar)، وما هو الارتفاع الحر الأقصى؟
يلزم ربط الونش بالهيكل عندما يتجاوز الارتفاع المطلوب للبناء الارتفاع الحر القائم بذاته (Freestanding Mast Height) المحدد في كتالوج الشركة المصنعة (يتراوح عادة بين 40 إلى 50 متراً). وعند تجاوز هذا الارتفاع، يتم تركيب طوق ربط كل 25 إلى 35 متراً إضافية لضمان ثبات السارية ضد الانبعاج والرياح.
ما الفرق بين حالة التحميل في الخدمة (In-Service) وخارج الخدمة (Out-of-Service) للونش البرجي؟
حالة التشغيل في الخدمة تمثل ظروف العمل الاعتيادية برياح لا تتعدى 20 م/ث (72 كم/س) مع رفع أقصى حمولة بالخطاف ودوران الذراع. أما حالة خارج الخدمة فتمثل تحرير فرامل الدوران ليتحرك الذراع حراً مع اتجاه الرياح (Weathervaning) تحت تأثير رياح العواصف القصوى (تصل إلى 42 م/ث أو 150 كم/س) بدون خطاف، وهي التي تولد عادة عزم الانقلاب الأقصى الحاكم لتصميم القاعدة.
كيف يؤثر موقع الونش داخل منور المبنى (Climbing Crane) مقارنة بوجوده خارج الهيكل بقاعدة منفصلة؟
الونش الخارجي يستند على قاعدة خرسانية مستقلة على الأرض ويحتاج أذرع ربط خارجية طويلة عند الارتفاعات العالية، بينما الونش الداخلي المتسلق يرتكز داخل بئر مصعد أو منور ويتسلق مع تقدم أدوار المبنى مستنداً على كمرات وأطواق ترتكز مباشرة على بلاطات وأعمدة الهيكل بدون قاعدة خرسانية ضخمة، لكنه يتطلب تدقيقاً إنشائياً إضافياً لأحمال المبنى.
لماذا يشترط كود CIRIA C739 ألا يقل معامل أمان الاستقرار ضد الانقلاب عن 1.50؟
لأن الرافعات البرجية منشآت حساسة جداً لعزوم الانقلاب الديناميكية، وانقلاب الونش يمثل حادثاً كارثياً في موقع البناء. يوفر معامل الأمان 1.50 هامش حماية كافٍ ضد هبات الرياح المفاجئة، وعدم تجانس التربة، وأي لا مركزية غير متوقعة في مركز ثقل المعدة.