ما هي الهندسة الإنشائية Structural engineering؟! [2023]
الهندسة الإنشائية ليست فرع حديث من فروع الهندسة، بل تُعد الهندسة الإنشائية من أقدم فروع الهندسة، حيث يعود تاريخها إلى أول حالة لفروع الأشجار التي يتم ربطها مع الكروم لإنشاء ملجأ.
على مدار التاريخ المسجل، كان الناس يصممون ويبنون هياكل أكبر وأكثر تعقيدًا بشكل متزايد، من الأكواخ البدائية إلى محطة الفضاء الدولية.
وأهمية الهندسة الإنشائية تتزايد في مجتمع توجد به هياكل حولنا نستخدمها باستمرار في حياتنا اليومية. في السطور التالية سوف نتجدث بشئ من التفصيل عن الهندسة الإنشائية، ومهام المهندس الإنشائي وبعض الأمور الأخرى المتعلقة بالمجال، تابع معنا للنهاية لتعرف ذلك.
ما المقصود بالهندسة الإنشائية Structural engineering؟
الهندسة الإنشائية هي فرع من فروع الهندسة المدنية يتعامل مع البحث والتخطيط والتحليل والتصميم والبناء والتفتيش والتقييم والمراقبة والصيانة وإعادة التأهيل وهدم الهياكل الدائمة والمؤقتة. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يأخذ في الاعتبار الجوانب الفنية والاقتصادية والبيئية والجمالية والاجتماعية للهياكل. أي تُعتبر الهندسة الإنشائية هي مهنة تقدم فرصة عظيمة لإحداث فرق حقيقي في حياة الناس وبيئتهم.
كما تتضمن الهندسة الانشائية تطبيق قوانين الفيزياء والرياضيات والمعرفة التجريبية لتصميم الأسس التي تحمل المنشآت بشكل يوفر أقصى درجات الأمان للمستخدمين، فنجد أنها تستخدم المعايير وقوانين البناء لتقدير وزن المبنى، وأحمال الثلوج والرياح والزلازل على الهياكل.
يجب أن تكون الهياكل قادرة على التعامل مع الظروف التي بُنِيت فيها. يجب أن يكون للمنزل سقفٌ يتحمّل وزن الثلج الثقيل مثلاً، كما يجب أن يكون الاستاد الرياضي قادرًا على تحمّل الزلازل. عند بناء الجسور، يجب على المصممين مراعاة ظروف التضاريس والرياح والمياه وحجم حركة المرور. يأخذ المهندسون الإنشائيون في الاعتبار كل هذه العوامل ويقدمون المشورة الفنية حول المشروع.
وتشمل تخصصات الهندسة الانشائية للمباني التخصصات الهندسية الآتية:
- الأبراج
- الزلازل
- الواجهات
- الحريق
- الرياح
- الأسطح
ما هي مهام المهندس الانشائي؟
غالبًا ما يعمل المهندسون الإنشائيون جنبًا إلى جنب مع المهندسين المدنيين والمهندسين المعماريين كجزء من فريق البناء. باختصار وفقًا “لمعهد المهندسين الإنشائيين ” فإذا كان الهيكل الإنشائي عبارة عن جسم بشري، إذا يكون المهندس المعماري مهتمًا بشكل الجسم ومظهره، وسيكون المهندس الإنشائي مهتمًا بالهيكل العظمي والأوتار
- قالت Kate Leighton، مهندسة الإنشاءات، في Careers in Structural Engineering يكافح مهندسو الإنشاءات الجاذبية والرياح والثلج والمطر كل يوم لتزويد العالم بهياكل رائعة. إنهم خبراء. في حل المشكلات ومواجهة التحديات وتقديم الحلول الإبداعية “.
- المهندسون الإنشائيون “يصممون هياكل الأسقف (العوارض ، العوارض الخشبية ، الروافد ، الجمالونات)، تأطير الأرضيات (أرضيات، روافد ، عوارض ، دعامات ، عوارض) ، أقواس ، أعمدة ، دعامات ، إطارات ، أساسات وجدران ،” وفقًا للمجلس الوطني لجمهورية الصين الشعبية. نقابة المهندسين الإنشائيين. “في الجسور ، يصممون السطح – أو سطح الركوب ، أو العوارض أو الأوتار ، والأرصفة. وتشمل المواد التي يستخدمونها الفولاذ والخرسانة والخشب والبناء والألمنيوم. يصمم المهندسون الهيكل لمقاومة قوى الجاذبية والزلازل والرياح العاتية والمياه والتربة والاصطدامات والانفجارات “.
- كما يعمل المهندس الانشائي على التعديل في خطة استخدام المبنى إذا أراد المالك ذلك، أي إذا أراد ادخال المزيد من الطوابق إلى المبنى، أو إضافة توسعة كبيرة إليه.
- تعتبر سلامة المستخدمين هي أولوية عمل المهندس الانشائي؛ لذلك فإن المهندسين الإنشائيين يراعون ظروف التضاريس وقوى الجاذبية والزلازل والرياح الشديدة والمياه والتربة والاصطدام والانفجارات وحجم حركة المرور، ويقدّمون المشورة الفنية حول المشروع.
- تقييم تأثير الأحمال على الهيكل طوال عمره الإنتاجي.
- الإشراف على البناء للتأكد من اتباع المخططات الإنشائية بالتفصيل.
وفقًا لموقع MyMajors.com ، فإن وظيفة المهندس الإنشائي تشمل:
- تحليل المخططات والخرائط والتقارير والبيانات الطبوغرافية والجيولوجية.
- تقدير تكلفة وكميات المواد والمعدات والعمالة.
- حساب متطلبات الحمل والدرجة ومعدلات تدفق المياه وعوامل الإجهاد المادية لتحديد مواصفات التصميم.
- فحص مواقع المشروع لمراقبة التقدم والتأكد من أن المشروع يتم تشييده وفقًا لمواصفات التصميم.
- إجراء دراسات لأنماط المرور أو الظروف البيئية لتحديد المشاكل المحتملة وتقييم مدى تأثيرها على المشروع.
هل المهندسين المعماريين والمهندسين الإنشائيين هم نفس الشيء؟!
أحيانًا يخلط الكثير من الناس بين المهندسين الإنشائيين والمهندسين المعماريين.
فالجواب هو لا. فالمهندسين المعماريين والمهندسين الإنشائية ليسوا نفس الشيء، فلكل من المهندسين المعماريين والمهندسين أدوار مهمة ولكنها مختلفة في تصميم المبنى.
– فالمهندس الإنشائي:
يقوم المهندس الإنشائي بتصميم الهيكل العظمي للمبنى مع التركيز على السلامة والآمان للمستخدميين في الأولوية. فيتمثل هدفه الأساسي هو طول عمر الهيكل والوقاية من إصابة الناس في حالة وقوع حادث مثل الكوارث الطبيعية. أي أن المهندس الإنشائي يكون له نقطة تركيز واحدة وهي الحماية.
– أما المهندس المعماري:
يصمم المهندس المعماري منزلًا من الناحية الجمالية. أي أن المهندس المعماري يكون له نقطة تركيز واحدة وهي الجمال.
لنوضح ذلك بالنظر إلى 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 كمية الثلوج الموجودة على السطح، يظل المبنى في حالة جيدة وآمنًا ومريحًا لمستخدميه.
على سبيل المثال:
فكما ذكرنا سابقًا إذا كان الهيكل الإنشائي عبارة عن جسم بشري، إذا يكون المهندس المعماري مهتمًا بشكل الجسم ومظهره، وسيكون المهندس الإنشائي مهتمًا بالهيكل العظمي والأوتار.
لكن غالبًا ما يعمل المهندسون الإنشائيون جنبًا إلى جنب مع المهندسين المدنيين والمهندسين المعماريين كجزء من فريق البناء.
ما هي المهارات التي يجب توافرها لدى المهندس الإنشائي؟
- تشمل المهارات الأساسية التي يحتاجها المهندس الإنشائي فهمًا عميقًا للفيزياء والرياضيات. فيجب أن يعرف المهندس الإنشائي أيضًا خصائص المواد المختلفة، مثل كثافتها وصلابتها وقوة شدها ومعامل الكتلة وقوة الانحناء.
- كما يجب أن يكون المهندس الإنشائي قادر على حساب كيفية أداء المواد المختلفة تحت ضغوط مثل الضغط والتوتر والانحناء والالتواء، وكذلك في ظل ظروف بيئية مختلفة مثل درجة الحرارة والضغط والغازات والسوائل المسببة للتآكل وحتى الإشعاع.
- أن يكون قادر على التنبؤ بكيفية أداء هذه المواد على مدى فترة زمنية طويلة.
- الكفاءة في استخدام أجهزة الكمبيوتر أمر ضروري حيث يعتمد المهندسون الإنشائيون بشكل متزايد على أنظمة التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD).
في النهاية، نأمل أن يكون المقال قد أفادك، وأن يكون لديك الآن فهم جيد لماهية الهندسة الإنشائية، وما يفعله المهندسون الإنشائيون، وأهمية الهندسة الإنشائية، لا تنسَ مشاركة المقال مع غيرك حتى تعم الاستفادة على الجميع.
المصادر:
?what is structural engineerig
?What is Structural Engineering and What do Structural Engineers Do
إقرأ أيضًا:
اعرف كل ما يخص تصميم الواجهات المعمارية 2022
تعرَف على الأنظمة الإنشائية للأبنية العالية 2022
تعرف على أنواع الأنظمة الإنشائية وكيفية اختيار النظام المناسب؟ [2022]