1

مقرر

الشـكل واإلنشـاء في العمــارة ) اإلطارات-الجمالونات : األسبوع الثالث (

أستاذ المقرر

نوبـي محمـد حســن . دأستاذ التصميم المعماري ونظريات العمارة المشارك

كلية العمارة والتخطيط –قسم العمارة وعلوم البناء

جامعة الملك سعود

2

Trusses الجمالونات : الجزء األول

. فكرة الجمالونات -

. وهيئة المبنى من الداخل والخارج .. الجمالونات -

. حاالت دراسية -

3

فكرة الجمالونات

وتحويل . . كمادة بناء يمكن زيادة كفاءة النظام الهيكلي التقليدي من خالل استخدام الحديد وفي هذه الحالة تكون األعمدة إما من هياكل من الحديد أيضاً أو . . الكمرات بالتالي إلى جمالونات

.من الخرسانة

فقط بتجميع عدد فقد طورت جمالونات قادرة على عبور بحور كبيرة بواسطة عناصر ضغط وشد وتتصل مع بعضها إما بمسامير برشام أو باللحام بواسطة ألواح . . من الجمالونات األولية المثلثة

.وتتولد بعض إجهادات انحناء عند هذه المناطق . . اتصال من الصلب عند تقاطعاتها

60حور كبيرة تصل إلى في العادة تستخدم هذه الجمالونات متوازية لتغطية صاالت كبيرة ذات ب كما تتصل الجمالونات في االتجاه العمودي .. لدور السينما والمسارح والمعارض وخالفه .. متراً

المنشأ قد تكون على شكل جمالونات صغيرة لتقوية الجمالونات الرئيسية ولربط مداداتبواسطة . مع بعضه

. تكون الجمالونات على شكل مثلث أو مستوي أو عقد

4

فكرة عمل الجمالونات

5

أنواع الجمالونات

يمكن للشكل المستوي أن يستخدم في المباني المتعددة

.الطوابق

6

والهيئة الداخلية والخارجية للمبنى .. الجمالونات

عمل البحور الكبيرة وتشكيل هيئة المبنى من الخارج والحيز من

.الداخل بتغيير مواقع نقاط االرتكاز

7

تشكيل سقف المبنى والقطاع الرأسي وبالتالي

.هيئة الحيز الداخلي

8

حاالت دراسية .. الجمالونات

Pompidou Centre )م1977 –1971 ( مركز بومبيدو للفنون في باريس بيانو رينزو.. ريتشارد روجرز : المعماريان

جزءاً رئيسياً 13يتكون المبنى من صنعت من هيكل إنشائي من الجمالونات الحديدية ويبلغ البحر

. مترا48ً حوالي للجمالونالنظيف

تم تحميل الجمالونات على أعمدة فوالذية .. وضعت على اإلطار الخارجي للمبنى

عرضية بمداداتوتم تربيط الجمالونات لتعمل على تماسك الجمالونات مع

.بعضها

9

يوضح أنظمة التكييف والتغذية والصرف . . قطاع عرضي

منظور داخلي

تكامل األنظمة .. الحيز المعماري

في مركز بومبيدو للفنون

يالحظ سهولة عمل التمديدات حيث .. الخاصة بالتكييف والكهرباء

تم وضع المعدات الخاصة فوق سطح وتم تغذية طوابق .. المبنى األخير

. المبنى من خالل الواجهة الخلفية

الواجهة الخلفية

10

الهيئة الخارجية في مركز بومبيدو للفنون

كانت تستخدم 19في القرن الجمالونات في المباني ولكن كانت

. . تغطى بالطرز والمواد الكالسيكية وذلك في فترة الصراع بين القديم والجديد التي أثرت على الفكر

.المعماري في ذلك الوقت

في البللوري إلى أن ظهر القصر م ومن بعده برج 1851لندن عام

.. م 1887إيفل في فرنسا عام وفيهما كان الهيكل الحديدي ظاهراً

رغم ما حدث من .. ألول مرة .معارضة لذلك

بعد ذلك تفنن المعماريون ومن أهم اتجاه إحياء القيم الجمالية لآللة وعمارة التكنولوجيا المتقدمة في التشكيل المعماري بالهيكل اإلنشائي

. كما هو واضح في هذا المثال

11

مناقشة سؤال و)1(فاصل رقم

: السؤال

وما الفرق بينها وبين الجمالونات الحديد؟ . . هل يمكن عمل الجمالونات من الخرسانة؟

:المناقشة

.قضية تصميمية .. إلى حيزات أصغر الجمالوني إمكانية تقسيم الحيز فوق السقف

12

Frames اإلطارات : الجزء الثاني

. فكرة اإلطارات -

. أنواع اإلطارات -

).الحيز(والهيئة الداخلية .. اإلطارات -

).الكتلة (والهيئة الخارجية .. اإلطارات -

. اإلطارات والتكامل مع األنظمة األخرى -

. حاالت دراسية -

13

فكرة اإلطارات

ففي اإلطارات وبفعل .. هي التطوير اإلنشائي لفكرة العمود والكمرة نظرية االستمرارية المادية والهندسية يصبح العمود والكمرة عنصراً

. وتزداد البحور بين نقاط االرتكاز الجساءة فتتحقق .. واحداً

تزداد مقاومة اإلطارات لألحمال بعمل كمرة أفقية تربط أساسات أعمدة . اإلطارات

Steel Frame Concrete Frame

. مترا80ً – 15تغطي بحور تتراوح من

14

حاالت الثبات في اإلطارات ذات Hinged supportالوصالت الحرة

اإلطار ذو المفصلتين أو الثالث مفصلة الحرة دائماً ثابت

حاالت الثبات الخاصة باإلطار على Tشكل حرف

إما تربط Tمعالجة ثبات اإلطار على شكل حرف سوياً ومع الحوائط الجانبية أو تثبت في األرض

Fixed support

15

أنواع اإلطارات

Linear Framesاإلطارات الخطية ذات البحور الواسعة والكمرات األفقية تتعرض أضالعها الرأسية

يمكن زيادة كفاءتها إذا ما تحول ضلعها .. واألفقية إلجهادات انحناء حيث تنتقل األحمال بواسطة إجهادات ضغط . . األفقي إلى مثلث

.كلما زادت األضالع تزداد إجهادات الضغط .. وانحناء

Polygonal Framesاإلطارات متعددة األضالع لكل حالة مضلع قوى خاص بها وكلما انطبق شكل الهيكل على مضلع

. القوى تعرض كله إلى إجهادات ضغط وقلت إجهادات االنحناء

1

2

عمودية وبالطات تحدد مداداتلذا هي تحتاج إلى .. اإلطارات ترسم الفراغ وال تغلفه :ملحوظة.هيئة الحيز

من األفضل أن يأخذ شكل اإلطار شكل مضلع القوى

16

Curvilinear Framesاإلطارات المنحنية فاالتصال المفصلي الحر يكون أضعف من االتصال .. مشكلة التحميل هنا تظهر عند التقاء الهيكل باألرض

أمكن .. لذا تعد العقود الثابتة أفضل وأكثر قوة من العقود المفصلية . . الثابت رغم أنه يقلل عزوم االنحناء تم .. بعمل العقد ذو ثالث مفصالت وهذا يتحرك دون ظهور أي عزوم انحناء 19تطويرها في القرن

العقود الثابتة بالنظر ألنها األفضل بسبب االستغناء عنها بعدما تم تطوير المعرفة بكيفية توزيع اإلجهادات في ). القادمة من الرياح والحرارة (ما تقدمه من مقاومة لقوة الدفع األفقية

.منها العقود مفردة االنحناء والمزدوجة االنحناء

3

العقود الخطية مزدوجة االنحناء العقود الخطية مفردة االنحناء

17

Lamella Roofs الالمال األسقف ستوية أو العقود الموازية لقطري في هذا النوع من األسقف يتم تغطية الحيز بمجموعتين من اإلطارات الم

تلغى في هذه الحالة الكمرات الرابطة بين .. بحيث يوجد تعاون وتماسك بين العقود جميعها . . المستطيل .اإلطارات

4

18

Vierendeel الفرنديل Girdersي الطابق األرضي أو الطوابق هو نوع من اإلطارات يتيح فكرة حذف نقاط االرتكاز في المباني سواء ف

. يصلح للمباني المتعددة الطوابق .. المتكررة 5

19

20

21

:يطلب من الطالب رسم كيفية تغطية الشكلين التاليين بنظام اإلطارات

مناقشة تمرين و)2(فاصل رقم

حيز مستطيل الشكل : الحالة األولى

تحتاج الوظيفة عدم وجود . . متراً 70× 30بأبعاد

نقاط ارتكاز بداخله

حيز دائري الشكل : الحالة الثانية

تحتاج الوظيفة عدم وجود . . متراً 30بقطر

نقاط ارتكاز بداخله

22

) الحيز (والهيئة الداخلية .. اإلطارات

الكابولي الفراغ

وهو فراغ .. الكابوليلحيز تحقيق فكرة من اإلضافات التي أوجدتها فكرة اإلطارات في مجال الهيئة الداخلية ل ونجد تطبيقات واسعة لفكرة هذا الفراغ . . معلق من ناحية واحدة فقط والناحية األخرى يكون حراً من اإلنشاء

.في مجال االستادات الرياضية بشكل خاص

23

معلق عليه هيكل فراغي من الحديد خرساني هيكل

24

.. تشكيالت متنوعة وإمكانات عالية

25

البحور الكبيرة

. فقد أدى ذلك إلى إمكانية عمل بحور كبيرة جداً بنظام اإلطارات الجساءةنظراً لتحقيق اإلطارات لنظرية

الحيز المنساب

.مع نظام اإلطارات يمكن تحقيق فكرة الحيز المنساب بسهولة

مسجد الملك خالد بالرياض

العقود الهيكلية وتأثيرها على الحيز

26

إضاءة الحيز طبيعياً

أ فمن السهل تحويلها إلى أسطح نظراً ألن بالطات السقف في اإلنشاء باإلطارات تكون عبئاً على المنش وبهذا يمكن تحقيق فكرة اتصال الحيز الداخلي بالفراغ .. شفافة من الزجاج أو البالستيك أو خالفه

.الخارجي

27

) الكتلة ( والهيئة الخارجية .. اإلطارات

هناك حرية عالية في تكوين هيئة المبنى سواء من كتلة صريحة أو مجموعة كتل

.مركبة

تكوين هيئة المبنى

الغالف الخارجي للمبنى

باإلمكان تصميم الغالف الخارجي للمبنى وفقاً سواء حوائط ستائرية أو . . لرؤية المعماري

.وغير ذلك .. . تشكيالت بعناصر من الحديد

28

والتعبير المعماري .. اإلطارات

ة فإنه باإلمكان تحقيق قيم معمارية ترتبط مع البحور الكبيرة التي تصل إليها اإلطارات وكذا االرتفاعات العالي .بالقوة والسيطرة في التشكيل المعماري

خرساني متر ارتفاع هيكل 112 : العقد الكبير في باريس

29

والتكامل مع األنظمة الهندسية .. اإلطارات

لخاصة باألنظمة الميكانيكية تتيح اإلطارات سواء من الخرسانة أو الحديد إمكانية عمل التمديدات ا ففي حالة كون السقف من الخرسانة فيمكن في هذه الحالة عمل أسقف . . والكهربائية بسهولة

وفي حالة عمل اإلطارات من الحديد وبشكل خاص على . . معلقة بعد عمل السقف بارتفاع مناسب ن العلوية والسفلية شكل جمالونات ففي هذه الحالة يسهل عمل التمديدات بين عناصر الجمالو

.وبين األعضاء المائلة

30

Galerie صالة الماكينات des Machines) 1889م (

Cottancin كوتنسان واإلنشائي Dutert دوتير : المعماري

هيكل على شكل عقد ذو ثالث مفصالت three-pinned arch أمتار 3 بعمق

متراً 46 متراً وارتفاع 114 بحر –. متراً 420وطول

كل عقد جمالوني مصنوع من قطعتين متصلتين من أعلى بما يشبه القلم وترتكزان على األرض من خالل مفصلة

تقلل من hinged Jointحرة عموما .. اإلجهادات والمواد المستخدمة

هي أول استخدام للوصلة الحرة في المباني في هذا الوقت بعد أن ظهرت في

أو سبعينيات 1870مباني الكباري في .القرن التاسع عشر

حاالت دراسية .. اإلطارات

NH1

NH2

Slide 30

NH1 wilkinson .... p6Noubi Hassan, 9/23/2005

NH2 Wilkinson .... p6Noubi Hassan, 9/23/2005

31

)1941 – 1939(حظيرة طائرات في إيطاليا Italian Airforce Hangars at Orvieto

ست حظائر Pier Luigi Nerviصمم المهندس نيرفي كلها صممت بطريقة اإلطارات .. الطائرات في ألمانيا

األولى تم صبها في الموقع والباقي تم ) الالمال(المتقاطعة تجهيز اإلطارات في المصنع على شكل جمالونات من

وتم تغطية السقف .. الحديد وتم وصلها في الموقع . بخرسانة عالية المقاومة

. متر41 متر وعرضها 100طولها

منظور داخلي للسقف مسقط أفقي للصالة

NH3

NH4

NH5

Slide 31

NH3 wilkinson ...p28 Noubi Hassan, 9/23/2005

NH4 Wilknson ... p28Noubi Hassan, 9/23/2005

NH5 wilkinson ...27Noubi Hassan, 9/23/2005

32

) م1952 – 1946( المجمع السكني بمرسيليا Unite, D’habitaion, Marseille

كوربوزييه لو : المعماري

طابقاً فوق 17يحتوي على .. المبنى سكني األرضي الذي خصص للمدخل فقط وتركت

.العناصر اإلنشائية حرة

وهي .. الفرنديل المبنى مبني بطريقة اإلطارات الطريقة المناسبة للبناء في المباني السكنية والفنادق حيث تحتوي الطوابق المتكررة على أعمدة ال يرغب المعماري في أن تكون كلها في

.الطابق األرضي

مسقط أفقي للمبنى

قطاع رأسي

33

منظور للمبنى الفكرة اإلنشائية

34

Ludwig-Erhard-Haus, Berlinمبنى ) م1997 – 1994(

Nicholas Thomas Grimshaw: المعماري

يبلغ .. مبنى إداري سقفه من عقود من الحديد مختلفة االرتفاع على طول .. عقد 15عددها بحر المبنى .. متراً 38.6 – 31.2المبنى

. مترا61.2ً – 33.7يتراوح ما بين

يحتوي المبنى على أتريومين مغلفان بحوائط يعمالن على .. زجاجية وبهم نوافذ قابلة للفتح

األتريوم فالحرارة في .. مالءمة المبنى مع البيئة وفي .. 15ْ- عندما تكون في الخارج 0ْتكون

الصيف يمكن تبريد الهواء من خاللهما أيضا .3 م33000حيث يبلغ حجم كل منهما

متراً وصافي 3.3طوابق المبنى بارتفاع .. وهي معلقة على العقود .. متراً 2.9وارتفاع

سقف المكاتب في آخر طابق مصنوعة من قشرة .خرسانية سابقة الصب

فكرة المبنى

35

منظور يوضح اختالف عرض المبنى واختالف ارتفاع العقود

36

الواجهة الخلفية الواجهة األمامية

جزء من الواجهة الجانبية يوضح أحد األتريومان

أحد األتريومان من الداخل

37

تفاصيل في المبنى