ب
بنيان دوكس

شيت تفريد حديد حوائط القص وخزانات المياه الخرسانية إكسيل بالمعادلات

إعداد ومراجعة: المكتب الفني الهندسي — بنيان دوكس متوافق مع Excel 2016–365 & Google Sheets كود البناء السعودي للمنشآت الخرسانية (SBC 304 - Chapter 18: Earthquake-Resistant Structures & Special Structural Walls)
حمل شيت تفريد حديد حوائط القص والكور وخزانات المياه الأرضية إكسيل بالمعادلات لحساب أطوال التقطيع وأوزان الأسياخ والكانات المخفية وتفاصيل الواتر ستوب وفق SBC 304.
الانتقال لتحميل الملف مجاناً (.XLSX)
جاري تحميل المعاينة التفاعلية الحية لشيت الإكسيل وكافة الصفحات والمعادلات...

تحميل مجاني مباشر

بدون تسجيل بريد • ملف قابل للتعديل

xlsx
شيت_تفريد_حديد_حوائط_القص_والخزانات.xlsx
الحجم: 58 KB • متوافق مع الأوفيس
fx

المعادلات الهندسية ومنطق الحساب المضمن في الشيت

الدوال والمعادلات المبرمجة داخل هذا النموذج (جاهزة للنسخ بنقرة واحدة):

معادلة وزن المتر الطولي لسيخ حديد التسليح (Unit Weight)
W = \frac{D^2}{162} \quad [\text{kg/m}]

المعادلة القياسية لحساب وزن المتر الطولي لأسياخ حديد التسليح بناءً على القطر الاسمي بالمليمتر (D).

معادلة طول التراكب للشد في حوائط القص (Tension Lap Splice Length)
L_{\text{lap}} = 1.3 \times L_d \approx 60 \times \Phi \quad [\text{mm}]

طول الوصلة بالتراكب من الصنف B (Class B Splice) المعتمد للأسياخ الرأسية المعرضة لعزوم شد زلزالية وانحناء وفق اشتراطات SBC 304.

معادلة الحد الأدنى لنسبة تسليح حوائط القص (Minimum Reinforcement Ratio)
\rho_{\text{min}} = 0.0025 \implies A_{s,\text{min}} = 0.0025 \times b \times s \quad [\text{mm}^2/\text{m}]

الحد الأدنى لنسبة التسليح الأفقي والرأسي لحوائط القص الخرسانية موزعة على رقتين (Double Curtains) لمنع شروخ الانكماش والقص.

معادلة الضغط الهيدروستاتيكي وتوزيع حديد جدران الخزان (Hydrostatic Pressure)
P = \gamma_w \times H \implies T_{\text{ring}} = \frac{P \times L}{2} \implies A_s = \frac{T}{f_s}

حساب قوى الشد الحلقي الناتجة عن ضغط الماء عند أسفل جدار الخزان لتحديد قطر ومسافات تقسيط حديد التسليح الأفقي الملامس للماء.

معاينة تخطيط الطباعة الكامل لورقة العمل (.XLSX)

مقاس الطباعة القياسي A4
معاينة شيت تفريد حديد حوائط القص وخزانات المياه الخرسانية إكسيل بالمعادلات - أعمال الخرسانات والتسليح بصيغة XLSX جاهز للتحميل والتعديل
File: شيت_تفريد_حديد_حوائط_القص_والخزانات.xlsx تحميل الملف الكامل (.XLSX) ←

مثال تطبيقي رقمي: تفريد وحصر حديد حائط قص وكور وخزان مياه لمبنى تجاري بارتفاع 36 متراً

المعطيات والبيانات الهندسية للمسألة: مبنى تجاري وإداري يتكون من طابق قبو بارتفاع 3.80 م وأرضي و10 طوابق متكررة بارتفاع 3.20 م. يحتوي على حائط قص رئيسي SW1 بطول 6.00 م وسمك 30 سم، وكور مصاعد C1 بمحيط 16.00 م، وخزان مياه أرضي خرساني بأبعاد 10.00×6.00 م وارتفاع 3.50 م وسماكة جدار 30 سم وأرضية 40 سم. إجهاد الخرسانة f'c = 35 MPa وحديد التسليح fy = 420 MPa. والمطلوب: حساب أطوال تقطيع الأسياخ الرأسية والأفقية، كانات عناصر الحافة Boundary Elements، تفاصيل زوايا الخزان والأرضية، وتحديد إجمالي وزن الحديد ومعدل الاستهلاك بالمتر المكعب.
1

1. تفريد حديد حائط القص SW1 لطابق القبو

طول الحائط 6.00 م | الأسياخ الرأسية: رقتان T16 كل 15 سم = 80 سيخاً بطول تقطيع 4.80 م (ارتفاع الدور 3.80 م + تراكب 60Φ = 1.00 م) = 384 متر طولي | التسليح الأفقي: رقتان T12 كل 15 سم = 52 سيخاً بطول 6.40 م = 332.8 متر طولي | أعمدة الحافة Boundary Elements: 16 سيخاً T20 بطول 4.80 م = 76.8 متر طولي مع كانات T10 كل 10 سم = 76 كانة.
النتيجة: إجمالي وزن حديد حائط القص SW1 للقبو = 1,482.40 كجم (1.48 طن).
2

2. تفريد حديد كور المصاعد C1

محيط الكور 16.00 م وسماكة 30 سم | التسليح الرأسي T18 كل 15 سم رقتين = 214 سيخاً بطول 4.80 م = 1,027.2 متر طولي (2,054.4 كجم) | التسليح الأفقي المحيطي T14 كل 15 سم = 52 حلقة محيطية بطول 17.20 م = 894.4 متر طولي (1,082.2 كجم) | كانات الأركان T10 وكلبسات T8 = 420.0 كجم.
النتيجة: إجمالي وزن حديد كور المصاعد = 3,556.60 كجم (3.56 طن).
3

3. تفريد حديد خزان المياه الأرضي (أرضية + جدران + سقف)

أرضية الخزان 60 م²: رقة سفلية T16 كل 15 سم ورقة علوية T16 كل 15 سم = 1,840.50 كجم | جدران الخزان المحيطية (32 م طولي ارتفاع 3.5 م): رقة رأسية T16 ورقة خارجية T14 مع أفقي T12 رقتين كل 15 سم = 3,215.80 كجم | زوايا وأركان الخزان وأشاير الواتر ستوب = 620.40 كجم | سقف الخزان 60 م² سمك 20 سم = 1,180.20 كجم.
النتيجة: إجمالي وزن حديد خزان المياه الأرضي بالكامل = 6,856.90 كجم (6.86 طن).
4

4. حساب إجمالي كميات الحديد ومعدلات الاستهلاك الإجمالية

إجمالي وزن الحديد للقبو والخزان = 1.48 + 3.56 + 6.86 = 11.90 طن حديد | إجمالي حجم الخرسانة المسلحة للعناصر = 94.50 م³ | معدل استهلاك الحديد = 11,900 كجم ÷ 94.50 م³ = 125.93 كجم/م³.
النتيجة: إجمالي الوزن = 11.90 طن حديد تسليح بمعدل استهلاك 125.93 كجم/م³ (ضمن الحدود الاقتصادية القياسية).

طريقة الاستخدام وخطوات التطبيق العملي

1

معاينة الشيت وتجربة الأرقام أولاً:

استخدم جدول المعاينة التفاعلية الحية أعلاه (أو وضع ملء الشاشة 100%) لتجربة إدخال أرقام مشروعك واختبار المعادلات مباشرة.

2

تحميل الشيت وفتحه على جهازك:

قم بتنزيل الملف عبر زر التحميل المباشر وفتحه بواسطة Microsoft Excel أو Google Sheets.

3

إدخال البيانات الأساسية للمشروع:

قم بتعديل اسم المشروع، التاريخ، وفئات الأسعار في الخلايا المخصصة للإدخال؛ بينما تُحسب كافة الإجماليات تلقائياً.

4

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 رقتين التسليح ووجود الشنابر (S-Ties) — المعيار: تركيب ما لا يقل عن 4 إلى 5 شنابر لكل متر مربع لربط الرقتين والحفاظ على السماكة التصميمية للجدار ومنع انفراج الأسياخ أثناء الصب والدمك. (حرج لمنع انبعاج الأسياخ الرأسية تحت تأثير قوى الضغط والزلازل والحفاظ على الغطاء الخرساني.)
  • ✓ استيفاء أطوال التراكب والوصلات التبادلية (Staggered Splices) — المعيار: ألا يقل طول الوصلة بالتراكب عن 60 مرة قطر السيخ (60Φ) مع تبادل الوصلات بحيث لا تزيد نسبة الأسياخ الموصولة في المقطع الواحد عن 50%. (أساسي لمنع تركز إجهادات الشد في مستوى أفقي واحد وتفادي حدوث شروخ انفصال أفقية بالحائط.)
  • ✓ تكثيف كانات الأعمدة الطرفية المخفية (Boundary Elements) — المعيار: قفل الكانات بزاوية 135 درجة بامتداد لا يقل عن 10Φ أو 75 مم، مع تكثيف الكانات كل 10 سم في مناطق التثبيت الحرجة وفق SBC 304. (حاسم لتوفير الحصر الخرساني الكافي (Confinement) لمنع انهيار الخرسانة الهش في أطراف حوائط القص.)
  • ✓ تثبيت شريط منع تسرب المياه (Waterstop) عند فواصل الصب — المعيار: تثبيت شريط الواتر ستوب PVC بسنام وسطي عند منسوب فاصل الصب بين اللبشة والجدران بواسطة كلبسات وسلك رباط على استقامة تامة. (مانع قاطع لتسرب المياه الجوفية أو مياه الخزان عبر فاصل الصب البارد (Cold Joint).)
  • ✓ تأكيد الغطاء الخرساني (Concrete Cover) بالبسكويت الخرساني — المعيار: استخدام بسكويت دائري بلاستيكي أو خرساني بسماكة 25 مم لحوائط القص الداخلية، و50 مم لجدران الخزانات الملامسة للماء أو التربة. (حماية مطلقة لأسياخ التسليح من الصدأ والتآكل الناتج عن الكلوريدات والكبريتات وضمان ديمومة المنشأ.)

أخطاء شائعة في الموقع والمكتب الفني وطرق تلافيها

• تجمع وتراكم كافة وصلات الأسياخ الرأسية عند منسوب أرضية الدور مباشرة

الحل الهندسي: تنفيذ وصلات تراكب تبادلية بارتفاعات متناوبة بحيث تكون 50% من الوصلات عند منسوب 1.0 م والـ 50% الأخرى عند منسوب 2.5 م لمنع ضعف المقطع الإنشائي.

• إهمال تفصيلة الكلبسات وغوالق نهايات حوائط القص (U-Caps)

الحل الهندسي: إغلاق نهايات رقتي التسليح بكانات على شكل حرف U تمسك الرقتين معاً لمنع تباعدهما عند أطراف الحائط وفتحات الأبواب والمصاعد.

• ثقب شريط الواتر ستوب بالمسامير لتثبيته في النجارة

الحل الهندسي: ممنوع منعاً باتاً ثقب شريط الواتر ستوب، ويتم التثبيت حصرياً باستخدام كلبسات معدنية مخصصة تُربط في حديد التسليح بواسطة سلك الرباط.

• ترك أطراف أسلاك الرباط متجهة للخارج نحو الشدة الخشبية

الحل الهندسي: ثني أطراف سلك الرباط للداخل باتجاه قلب الحائط الخرساني لمنع وصول الصدأ من السطح الخارجي إلى شبكة التسليح الرئيسية.

الأسئلة الشائعة حول النموذج

ما الفرق الإنشائي بين حائط القص (Shear Wall) وعمود الخرسانة المسلحة؟

يُعرف حائط القص هندسياً بأنه عنصر خرساني رأسي تتجاوز نسبة طول مقطعه إلى عرضه 4 أضعاف (L/t > 4)، ومهمته الأساسية مقاومة قوى القص والانحناء الناتجة عن الأحمال الجانبية الأفقية (الرياح والزلازل)، بينما العمود مصمم بالأساس لمقاومة الأحمال الرأسية المحورية الناتجة عن أوزان الأسقف.

لماذا يشترط الكود وجود رقتين من حديد التسليح لحوائط القص والخزانات؟

يشترط كود البناء السعودي SBC 304 والكود المصري ECP 203 وضع رقتين من التسليح (Double Curtains) في أي جدار خرساني يزيد سمكه عن 20 سم، وذلك لمقاومة عزم الانحناء المزدوج ثنائي الاتجاه، والحد من شروخ الانكماش الحراري، وتوفير كفاءة أعلى في مقاومة قوى القص التبادلية الناتجة عن الزلازل.

ما هي عناصر الحافة (Boundary Elements) في حوائط القص ومتى تصبح إلزامية؟

عناصر الحافة (Boundary Elements) هي أجزاء مكثفة التسليح الرأسي والكانات عند أطراف حائط القص تعمل كأعمدة مخفية، وتصبح إلزامية عندما تتجاوز إجهادات الضغط القصوى عند حافة الحائط 0.20 من إجهاد كسر الخرسانة (0.20 f'c)، وذلك لتأمين ممطولية الحائط ومقاومة قوى الانقلاب الزلزالية.

ما هو الحد الأدنى للغطاء الخرساني لجدران وأرضيات خزانات المياه؟

وفق كود المنشآت المائية ACI 350 وكود SBC 304، يبلغ الحد الأدنى للغطاء الخرساني للأسطح الملامسة للماء أو التربة 50 ملم (5 سم)، وذلك لحماية أسياخ التسليح من التآكل والصدأ وضمان عدم نفاذية المياه عبر المسامات الخرسانية.