مقالات هندسية

الجدران تعريفها انواعها الانشائية مكوناتها

الجدران

الجدار wall : هو عنصر من عناصر البناء بشكل سطح مستوي plane surface يحدد بثلاثة أبعاد: الطول والارتفاع والسماكة. يمكن أن يكون الجدار عنصراً إنشائياً، أي يحمل قوىً وأوزاناً غير وزنه الذاتي، أو أن يكون عنصراً غير إنشائي، أي لا يحمل إلا وزنه الذاتي. يكون الجدار بصورة عامة في المستوى الشاقولي (الرأسيvertical plane).

أنواع الجداران الإنشائية

هناك ثلاثة أنواع من الجدران الإنشائية وهي الآتية:

1- الجدران الحاملة load bearing walls : وهي التي تتحمل القوى والأوزان الشاقولية التي تطبق على الجدران ضمن مستواها، وتكون موازية لارتفاعها.

2- الجدران الساندة أو الاستنادية retaining walls : وهي التي تتحمل القوى الأفقية من ضغط التربة بصورة متعامدة مع مستواها، أي بصورة موازية للسِمك.

3- جدران القص shear walls : وهي التي تتحمل القوى الأفقية من الرياح أو الزلازل أو غيرها التي تطبق عليها ضمن مستواها وبصورة موازية لطولها. 

ويمكن أن يكون الجدار من نوع واحد، كما يمكن أن يكون من نوعين معاً، ويمكن أن يكون من الأنواع الثلاثة، كما في الجدران المحيطة بأقبية المباني.

مواد الجدران

يمكن إنشاء الجدران من المواد الآتية:

1- الحجر الطبيعي : هي المادة التقليدية التي كانت تبنى منها الجدران الحاملة بالاستعانة بالمونة كمادة رابطة، وأحياناً من دون مونة.

2- اللِّبن الترابي : هي مادة تقليدية تُصنع من خلط التراب الناعم بالقش، ثم تُجبل بالماء وتُصب في قوالب بشكل متوازي المستطيلات، وتُترك لتجف بأشعة الشمس، لتشكل أحجار صناعية خفيفة المتانة نسبياً وتتأثر بالرطوبة. كانت أحجار اللبن الترابي تُستعمل في الجدران الحاملة في المناطق التي لا توجد فيها أحجار طبيعية، إذ كانت تُستعمل مع المونة الترابية لبناء الجدران.

3- الآجر الغضاري [ر:الآجر]  : هو من الأحجار الصناعية الحديثة نسبياً، إذ يوضع الغضار (وهو التراب الناعم جداً) المجبول بالماء ضمن قوالب نظامية، ثم يوضع في الفرن لدرجة حرارة 1400 ْم فينتج منه حجر صناعي ذو متانة جيدة، ومقاوم جيد للرطوبة.

4- الآجر الرملي الكلسي (الجيري) : هو من الأحجار الصناعية الأحدث نسبياً (لأنه يصنع بطريقة مماثلة للآجر الغضاري، ولكن باستعمال مادتي الرمل والكلس (الجير lime) مع خلطها بالماء. ومتانة الآجر الرملي جيدة أيضاً، كما أن مقاومته للرطوبة جيدة.

5- البلوك الإسمنتي : هو من الأحجار الصناعية الحديثة المكونة من الرمل والإسمنت [ر] والماء والمصبوبة بقوالب تحت الضغط، ويُعنى به برشه بالماء لمدة أسبوعين على الأقل، وهو عملياً من أنواعالخرسانه. يمكن أن يكون البلوك مصمتاً، وذا متانة عالية، ويستعمل عندها في الجدران الحاملة. كما يمكن أن يكون مفرغاً، وذا متانة ضعيفة نسبياً، ويستعمل عندها في العناصر الإنشائية (كالقواطع الفاصلة بين الفراغات الوظيفية المختلفة).

6- الخرسانة [ر] : تنشئ الجدران في هذه الحالة بالصب، وليس بالبناء كما هي الحال في المواد السابقة. ويمكن أن تكون الخرسانة مسلحة بقضبان فولاذية أو تكون خرسانة عادية من دون تسليح. كما يمكن أن تكون الخرسانه مغموسة cyclopean أي مؤلفة من كتل حجرية عادية بنسبة (1:2). تستعمل الخرسانة المسلحة في الجدران الحاملة والساندة، وفي جدران القص. أما الخرسانه العادية أو الخرسانه المغموسة، فتستعملان في الجدران الحاملة بصورة خاصة. كما يمكن استعمالها في الجدران الساندة ذات السمك الكبير، والتي تسمى الجدران الكتلية.

المواد الرابطة لأحجار البناء

1- المونة الكلسية : هي مادة رابطة قديمة مؤلفة من الرمل والكلس، وكانت تستعمل في الجدران المبنية من الحجر الطبيعي. تكون هذه المونة ضعيفة مقارنة مع المواد الحديثة.

2- مونة القصرمل : هي مونة مكونة من التراب الأحمر والكلس مع بقايا حرق الأفران (رماد) بنسب معينة، وكانت تستعمل في الجدران المبنية من الحجر الطبيعي أو من الآجر، وهي ذات متانة ضعيفة أيضاً.

3- المونة الترابية : تتكون من التراب والتبن والماء، وكانت تستعمل مع اللِبن الترابي، وهي ذات متانة ضعيفة تتأثر بالرطوبة وبالعوامل المناخية.

4- مونة الجص : تصنع من خلط الجص[ر] gypsum بالماء، وهي مونة سريعة التصلب، وكانت تستعمل مع الأحجار المنحوتة لبناء القناطر، متانتها متوسطة، ويعيبها تأثرها الشديد بالماء.

5- المونة الإسمنتية : هي مادة رابطة حديثة ومتينة وتقاوم الرطوبة والعوامل المناخية بصورة جيدة. تتكون هذه المونة من الإسمنت والرمل بنسبة 3:1 أو 4:1. وتستعمل المونة الإسمنتية في الجدران الحاملة من الحجر الطبيعي أو الآجر الغضاري أو الآجر الرملي الكلسي، أو البلوك الإسمنتي.

طرائق إنشاء الجدران

كانت الجدران تنشأ سابقاً بطريقة البناء masonry construction حيث تستعمل الأحجار الطبيعية أو الصناعية مع المونة المناسبة، ويبنى الجدار طبقة (مدماك course) بعد الأخرى. ومع ظهور الإسمنت ومادة الخرسانه صار الجدار ينشأ بعمل قوالب مناسبة (ويوضع فيها التسليح إذا كانت الخرسانه مسلحة) ثم تصب الخرسانه بهذه القوالب للحصول على الجدران الخرسانية. وحالياً يمكن إنشاء الجدران بطريقة تمزج بين الطريقتين السابقتين، وذلك في المباني الخرسانية المسبقة الصنع، إذ تُصب الجدران لارتفاع طابق كامل في المعمل، وتُنقل للورشة وتركب جدران الطابق في مكانها، ثم يوضع فوقها السقف، وتُركب بعدها جدران الطابق الذي يليه وهكذا، مع تنفيذ ربط محكم بين جدران الطابقين المتتاليين والسقفبينهما بوساطة المونة الإسمنتية وقضبان التسليح.

طرائق معالجة وجوه الجدران

تعالج الوجوه الداخلية للجدران بالطينة غالباً، وتكون الطينة مشابهة للمونة التي جرى استعمالها لبناء الجدران ذاتها. أما معالجة الوجوه الخارجية للجدران فتختلف باختلاف مواد الجدران. فتستعمل الطينة من مواد مناسبة مثلاً لأحجار اللِبن الترابي، والأحجار الرملية الجيرية، والبلوك الإسمنتي، والجدران الخرسانية. أمَّا أحجار الآجر الغضاري، فيمكن أن تترك من دون معالجة خاصة أو تعالج بالطينة. كانت الوجوه الخارجية للجدران المصنوعة من الحجر الطبيعي تعالج بأشكال كثيرة تتعلق بترتيب الوجه الخارجي وعمق النتوءات فيه، ووسيلة معالجته، وكانت المعالجة تتم بالوسائل اليدوية. وتُستَعمل أحياناً الأحجار الغشيمة الموجودة في الطبيعة كما هي من دون أي معالجة، أو تعالج بالطينة. وتوافرت حالياً مناشر آلية تقوم بنشر الحجر بالأبعاد والقياسات المطلوبة. وعمَّ حديثاً استعمال الأحجار الطبيعية بدلاً من الطينة لمعالجة الوجوه الخارجية للجدارن الخرسانية وللجدارن المصنوعة من البلوك الإسمنتي، وتكون الأحجار في هذه الحالة غير حاملة.