‫‪ -13‬تعريف أحمال الرياح وفقا ً للكود ‪ASCE 7-16‬‬
‫‪13- Wind Loads Definition Using ASCE 7-16‬‬
‫‪Design Wind Pressures‬‬
‫ضغط الرياح التصميمي‬
‫تأثير الرياح على األسطح الخارجية‬
‫‪105‬‬
‫د‪ .‬م‪ .‬ربيع الصفدي‬
‫‪www.facebook.com/dr.alsafadie/‬‬
‫تأثير الرياح على األسطح الداخلية‬
‫) ‪q (GC‬‬
‫‪i‬‬
‫‪pi‬‬
‫) ‪q (GC‬‬
‫‪pi‬‬
‫‪i‬‬
‫) ‪q (GC‬‬
‫‪pi‬‬
‫‪i‬‬
‫يعطى ضغط السرعة (‪ )Velocity Pressure‬وسحب السرعة (‪ qz )Velocity Suction‬و ‪ qh‬بالعالقات التالية‪:‬‬
‫الضغط الموجب على الوجه المقابل للرياح‬
‫(‪)Positive pressure on windward face‬‬
‫الضغط السالب (السحب) على األسطح واألوجه غير المقابلة للرياح‬
‫(‪)Negative pressure on non-windward face and roof‬‬
‫) ‪(N/m 2‬‬
‫) ‪(N/m 2‬‬
‫‪q z  0.613K z K zt K d K e V 2 I w‬‬
‫‪q h  0.613K h K ht K d K e V 2 I w‬‬
‫‪ :Kh, Kz‬معامالت التعرض لضغط السرعة (‪ .)Combined Velocity Pressure Exposure Coefficients‬ليس لهذه‬
‫العوامل واحدة وتأخذ بعين االعتبار التغيرات في سرعة الرياح وطبيعة المنطقة (‪.)Exposure Category B, C, or D‬‬
‫‪106‬‬
‫د‪ .‬م‪ .‬ربيع الصفدي‬
‫‪www.facebook.com/dr.alsafadie/‬‬
‫‪ :Kht, Kzt‬العامل الطبوغرافي (‪ ،)Topographic Factor‬يأخذ بالحسبان تأثيرات تسارع الرياح عند التالل والمرتفعات‬
‫المعزولة (‪.)Isolated Hills, Ridges, And Escarpments‬‬
‫‪ :Iw‬عامل األهمية الخاص بأحمال الرياح (‪ ،)Importance Factor‬يأخذ بعين االعتبار درجة المجازفة أو المخاطرة بالنسبة‬
‫لسالمة الحياة البشرية و بالنسبة للضرر الحاصل في الممتلكات‪.‬‬
‫‪ :V‬سرعة الرياح األساسية (‪ ،)Basic Wind Speed‬واحدتها ‪ ،m/sec‬وتوافق سرعة الهبة العظمى المستمرة لثالثة ثواني‬
‫(‪ )3 sec gust speed‬على ارتفاع ‪ 10 m‬فوق سطح األرض‪ ،‬من أجل صنف تعرض ‪ ،C‬ومن أجل فترة رجوع وسطية‬
‫(‪ )Mean Recurrence Interval‬مقدارها ‪ 50‬عام‪.‬‬
‫‪ :Kd‬عامل اتجاهية الرياح (‪ .)Wind Directionality Factor‬تتراوح قيمته بين ‪ 0.85‬و ‪ 0.95‬حسب نوع المنشأة‪.‬‬
‫‪ :Ke‬عامل منسوب سطح األرض (‪ ،)Ground Elevation Factor‬يأخذ هذا العامل بالحسبان تعديل تأثير كثافة الهواء ( ‪Air‬‬
‫‪ .)Density‬عادةً‪ ،‬تؤخذ قيمة العامل ‪ Ke‬مساوية للـ ‪.1.0‬‬
‫‪ :h‬ارتفاع السقف‪ ،‬أو االرتفاع الوسطي للسقف و المستخدم لحساب السحب على وجه البناء المقابل للرياح (‪.)Leeward Side‬‬
‫بالتالي‪ ،‬أينما وجد الرمز السفلي (‪ )Subscript‬في المعامالت السابقة فيفهم من هذا األمر أن قيمة ‪ z‬تصبح ‪ h‬في المعادالت‬
‫المناسبة‪.‬‬
‫األبنية المرنة (‪ )Flexible‬والصلدة (‪ )Rigid‬والمغلقة (‪ )Enclosed‬والمغلقة جزئيا ً (‪)Partially Enclosed‬‬
‫يتم تحديد ضغط الرياح التصميمي (‪ )Design Wind Pressure‬للجملة الرئيسية المقاومة ألحمال الرياح (‪ )MWFRS‬من‬
‫أجل جميع األبنية ومن أجل جميع االرتفاعات حسب المعادلة التالية‪:‬‬
‫) ‪ q i (GC pi‬‬
‫) ‪(N/m 2‬‬
‫‪Interior Wind Presure‬‬
‫‪qGC p‬‬
‫‪p‬‬
‫‪Exterior Wind Presure‬‬
‫الشكل التالي يوضح ما المقصود بكل حد من الحدود السابقة‪ ،‬مع بيان اصطالح اإلشارة المعتمد‪.‬‬
‫) ‪q i (GC pi‬‬
‫‪qGC p‬‬
‫‪Interior Wind Presure‬‬
‫‪Exterior Wind Presure‬‬
‫داخل البناء‬
‫خار البناء‬
‫اتجاه الرياح‬
‫اصطالح اإلشارة‪:‬‬
‫الضغط‬
‫السحب ‪-‬‬
‫‪107‬‬
‫د‪ .‬م‪ .‬ربيع الصفدي‬
‫‪www.facebook.com/dr.alsafadie/‬‬
‫ضغط الرياح الخارجي‪:‬‬
‫‪Exterior Wind Presure p  qGC p‬‬
‫‪ q = qz‬من أجل الجدران المقابلة للرياح (‪ )Windward Walls‬ويتم تقديره على ارتفاع ‪ z‬بدءا ً من سطح األرض‪.‬‬
‫‪ q = qh‬من أجل الجدران المعاكسة التجاه الرياح (‪ )Leeward Walls‬ومن أجل الجدران الجانبية و األسقف ويتم تقديره على‬
‫ارتفاع ‪ h‬بدءا ً من سطح األرض‪.‬‬
‫ضغط الرياح الداخلي‪:‬‬
‫) ‪Interior Wind Presure p  q i (GC pi‬‬
‫‪ qi = qh‬من أجل الجدران المقابلة للرياح والجدران الجانبية والجدران المعاكسة التجاه الرياح واألسقف لألبنية المغلقة‪ ،‬ومن أجل‬
‫تقدير الضغط الداخلي السالب (السحب) لألبنية المغلقة جزئيا ً‪.‬‬
‫‪ qi = qz‬من أجل تقدير الضغط الداخلي الموجب (الضغط) لألبنية المغلقة جزئيا ً حيث يؤخذ االرتفاع ‪ z‬مساويا ً إلى ارتفاع مستوى‬
‫الفتحة األعلى في البناء والتي يمكن أن تؤثر على الضغط الداخلي الموجب‪ .‬يسمح من أجل تقدير الضغط الداخلي الموجب بأخذ‬
‫قيمة ‪ qi‬وبشكل محافظ عند االرتفاع ‪.)qi = qh( h‬‬
‫من أجل األبنية المتوضعة في مناطق معرضة لرياح حاملة لحطام (‪ ،)Wind-Borne Debris‬يجب التعامل مع الواجهات‬
‫الزجاجية (‪ )Glazing‬الغير مقاومة للصدمات (‪ )Not Impact-Resistant‬والتي ليست محمية بتغطية مقاومة للصدامات‬
‫كفتحة وفقا ً للفقرة ‪ 26.12.3‬من ‪.ASCE7-16‬‬
‫‪ :G‬عامل الهبة القصوى (‪ ،)Gust-Effect Factor‬انظر الفقرة ‪ 26.11‬من ‪ .ASCE7-16‬من أجل األبنية المرنة يصبح الرمز‬
‫‪ Gf‬ويحدد بما يتوافق مع الفقرة ‪ 26.11.5‬من ‪.ASCE7-16‬‬
‫‪ :Cp‬معامل الضغط الخارجي (‪ )External Pressure Coefficient‬ونحصل عليه من األشكال ‪ 27.3-1‬و ‪ 27.3-2‬و‬
‫‪ 27.3-3‬من ‪.ASCE7-16‬‬
‫)‪ :(GCpi‬معامل الضغط الداخلي (‪ )Internal Pressure Coefficient‬ونحصل عليه من الجدول ‪ Table 26.13-1‬من‬
‫‪.ASCE7-16‬‬
‫يجب تقدير كالً من قيم ‪ q‬و ‪ qi‬باستخدام صنف التعرض المعرف في الفقرة ‪ 26.7.3‬من ‪.ASCE7-16‬‬
‫يجب تطبيق ضغط الرياح بشكل متزامن على الجدران المقابلة للرياح و الجدران المعاكسة التجاه الرياح و اسطح األسقف كما‬
‫هو معرف في الفقرات ‪ 27.3-1‬و ‪ 27.3-2‬و ‪ 27.3-3‬من ‪.ASCE7-16‬‬
‫‪108‬‬
‫د‪ .‬م‪ .‬ربيع الصفدي‬
‫‪www.facebook.com/dr.alsafadie/‬‬
ph  qh G C p
WIND
pz  qz G C p
p i  q i (GC pi )
ph  qh G C p
ph  qh G C p
WIND
pz  qz G C p
WIND
ph  qh G C p
pz  ph
B
WIND
P  ( pz  ph ) B
ph  qh G C p
ph  qh G C p
pz  qz G C p
ph  qh G C p
www.facebook.com/dr.alsafadie/
‫ ربيع الصفدي‬.‫ م‬.‫د‬
109
‫عامل االتجاهية‪Kd ،‬‬
‫‪Wind Directionality Factor, Kd‬‬
‫تشير االتجاهية إلى حقيقة أن الرياح نادرا ً جدا ً ما تهب على طول االتجاه األكثر حرجا ً للبناء‪ .‬يتغير اتجاه الرياح من كل لحظة إلى‬
‫أخرى ويمكن أن يكون لحظي على طول التجاه األكثر حرجا ً ألنه في اللحظة التالية تماما ً لن تهب الرياح من نفس االتجاه‪ .‬كان من‬
‫المعتاد سابقا ً أخذ هذه الحقيقة بالحسبان عن طريق أخذ قيمة عامل تصعيد منخفضة نسبيا ً مساوية إلى ‪ 1.3‬لتأثير أحمال الرياح في‬
‫تراكيب األحمال عند التصميم على المقاومة (‪ .)Strength Design Load Combinations‬إال أن الكود ‪ ASCE 7‬تلقى‬
‫تعليقات كثيرة من المهندسين الذين يستخدمون طريقة التصميم على اإلجهادات المسموحة ( ‪Allowable Stress Design‬‬
‫‪ )ASD‬بأنهم غير قادرين على االستفادة من التخفيض الناتج عن اتجاهية الرياح‪ .‬كاستجابة لهذه التعليقات اتخذ كود ‪ASCE 7‬‬
‫القرار بتضمين القيمة ‪ Kd = 0.85‬عند تعريف ضغط الرياح لألبنية‪ .‬من أجل عدم التصميم باستخدام أحمال رياح مصعدة‬
‫بعامل تصعيد ذو قيمة منخفضة عند التصميم على المقاومة تم تكبير قيمة عامل تصعيد أحمال الرياح الذي كانت قيمته سابقا ً‬
‫‪ .1.3‬من أجل إبقاء الوضع على حاله السابق بالنسبة للتصميم على المقاومة تم اعتماد قيمة عامل تصعيد ألحمال الرياح مساوية‬
‫إلى ‪ .1.3/0.85 = 1.53‬إال أنه تم تقريب هذه القيمة باتجاه األعلى لتصبح ‪ ،1.6‬وبالتالي نتج عنه زيادة فعالة في قيمة عامل‬
‫تصعيد أحمال الرياح بمقدار ‪.5%‬‬
‫‪110‬‬
‫د‪ .‬م‪ .‬ربيع الصفدي‬
‫‪www.facebook.com/dr.alsafadie/‬‬
‫عامل مستوى سطح األرض‪Ke ،‬‬
‫‪Ground Elevation Factor, Ke‬‬
‫يستخدم عامل مستوى سطح األرض لضبط تأثير كثافة الرياح مع االرتفاع عن سطح األرض‪ .‬يتم الحصول على هذا العامل‬
‫من الجدول ‪ Table 26.10-1‬من ‪ .ASCE7-16‬تؤخذ قيمة ‪ Ke‬عادةً مساوية إلى ‪ 1.0‬وليس لهذا العامل تأثير هام على‬
‫الضغط التصميمي‪ .‬تم ذكر هذا العامل ألول مرة في كود البناء ‪.ASCE 7-16‬‬
‫مالحظات خاصة بالجدول‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫يسمح باستخدام القيمة التقريبية المحافظة ‪ Ke = 1.00‬من أجل جميع الحاالت‪.‬‬
‫يمكن تحديد العامل ‪ Ke‬من الجدول أعاله باستخدام استكمال خطي (‪ )Interpolation‬أو من العالقة التالية من أجل جميع‬
‫المستويات بالنسبة لسطح البحر‪:‬‬
‫‪Ke = e−0.000119Zg‬‬
‫‪ :zg‬ارتفاع مستوى سطح األرض بالنسبة لسطح البحر و يؤخذ بالـ ‪.m‬‬
‫‪111‬‬
‫د‪ .‬م‪ .‬ربيع الصفدي‬
‫‪www.facebook.com/dr.alsafadie/‬‬
‫سرعة الرياح األساسية‪V ،‬‬
‫‪Basic Wind Speed, V‬‬
‫سرعة الرياح األساسية هي سرعة الهبة القصوى للرياح التي تحدث مرة كل ‪ 50‬سنة (متر‪/‬ثانية)‪ .‬وهي تمثل السرعة من أي‬
‫اتجاه على ارتفاع ‪ 10 m‬من سطح األرض في ريف مفتوح مستوي (أي صنف تعرض ‪)C‬‬
‫تؤخذ عادة ‪ V‬سرعة الهبة القصوى للرياح التي تحدث مرة كل ‪ 50‬سنة من الجدول الموجود في الملحق ج صـ ‪ 333‬بالـ ‪m/sec‬‬
‫من الكود العربي السوري‪.‬‬
‫‪100mph=45m/sec‬‬
‫‪112‬‬
‫د‪ .‬م‪ .‬ربيع الصفدي‬
‫‪www.facebook.com/dr.alsafadie/‬‬
‫معامل تعرض السرعة‪Kz ،‬‬
‫‪Velocity Exposure Coefficient, Kz‬‬
‫يضبط معامل تعرض السرعة ‪ Kz‬سرعة الرياح األساسية ‪ V‬حسب االرتفاع ‪ z‬عن سطح األرض وحسب خشونة األرض‬
‫المحيطة بالمبنى (‪ ،)Terrain Roughness‬او ما يعرف بصنف التعرض (‪.)Exposure Category‬‬
‫عرف الكود بشكل أساسي ثالثة أصناف تعرض ‪ B‬و ‪ C‬و ‪ D‬كمايلي‪:‬‬
‫‪‬‬
‫صنف التعرض ‪ :A‬كان مقصود به مراكز المدن ذات كثافة البناء العالية جداً ( ‪Heavily Built-up City‬‬
‫‪ .)Centers‬تم حذف هذا الصنف بدءا ً من الكود ‪.ASCE 7-02‬‬
‫‪‬‬
‫صنف التعرض ‪ :B‬يتوافق مع خشونة السطح النوعي للمناطق الحضرية (المدن) وضواحي المدن ( ‪Urban and‬‬
‫‪.)Suburban Areas‬‬
‫‪‬‬
‫صنف الخطورة ‪ :C‬يوافق خشونة األسطح في الريف المفتوح المستوي (‪.)Flat Open Country‬‬
‫‪‬‬
‫صنف الخطورة ‪ :D‬يمثل المساحات المستوية التي ال يوجد فيها أي إعاقة لحركة الرياح ( ‪Flat Unobstructed‬‬
‫‪ )Area‬واألسطح المائية (‪.)Water Surface‬‬
‫الصنف االفتراضي هو الصنف ‪ C‬ويطبق على جميع الحاالت التي ال توافق األصناف ‪ B‬و ‪.D‬‬
‫سمح بإجراء استكمال (‪ )Interpolation‬بين أصناف التعرض ألول مرة في كود البناء ‪ ASCE 7-02‬وما يزال هذا اإلجراء‬
‫ساري المفعول‪.‬‬
‫‪Exposure Categories‬‬
‫أصناف التعرض‬
‫• التعرض من نوع ‪)Exposure B( B‬‬
‫مراكز المدن الكبرى‪ ،‬الضواحي‪ ،‬المناطق الحضرية‪.‬‬
‫‪Urban and suburban areas, wooded areas or other terrain with numerous closely spaced‬‬
‫‪obstructions having the size of single-family dwellings or larger.‬‬
‫• التعرض من نوع ‪)Exposure C( C‬‬
‫ريف مكتظ باألشجار‪ ،‬قرى‪ ،‬األطراف البعيدة للمدن‪ ،‬المناطق المفتوحة‪.‬‬
‫‪Open terrain with scattered obstructions having heights generally less than 9.1 m. This‬‬
‫‪category includes flat open country, grasslands, and all water surfaces in hurricane-prone‬‬
‫‪regions‬‬
‫• التعرض من نوع ‪)Exposure D( D‬‬
‫ريف مفتوح مستوي‪ ،‬األحزمة الساحلية المستوية المفتوحة‪ ،‬المناطق التي ال توجد فيها أي عراقيل لحركة الرياح‪.‬‬
‫‪Flat, unobstructed areas and water surfaces outside hurricane-prone regions. This category‬‬
‫‪includes smooth mud flats, salt flats, and unbroken ice‬‬
‫‪113‬‬
‫د‪ .‬م‪ .‬ربيع الصفدي‬
‫‪www.facebook.com/dr.alsafadie/‬‬
‫‪v  z1/ 7‬‬
‫‪m‬‬
‫‪zg=274.32‬‬
‫‪m‬‬
‫‪zg=213.36‬‬
‫‪v  z1/11.5‬‬
‫‪m‬‬
‫‪v  z 1/ 9.5‬‬
‫ريف مفتوح مستوي‪،‬‬
‫األحزمة الساحلية المستوية‬
‫المفتوحة‪ ،‬المناطق التي ال‬
‫توجد فيها أي عراقيل لحركة‬
‫الرياح‪.‬‬
‫ريف مكتظ باألشجار‪،‬‬
‫قرى‪ ،‬األطراف البعيدة‬
‫للمدن‪ ،‬المناطق المفتوحة‪.‬‬
‫مراكز المدن الكبرى‪،‬‬
‫الضواحي‪ ،‬المناطق‬
‫الحضرية‪.‬‬
‫‪Exposure C‬‬
‫‪Exposure B‬‬
‫‪Exposure D‬‬
‫‪z, Height above ground, m‬‬
‫‪zg=365.76‬‬
‫معامل تعرض السرعة‪Kz ،‬‬
‫‪Velocity Exposure Coefficient, Kz‬‬
‫يأخذ العامل ‪ Kz‬بعين االعتبار الزيادة في سرعة الرياح ضمن الطبقة المحيطة بالمبنى على ارتفاع ‪ z‬من أجل كل صنف تعرض‪.‬‬
‫أي أنه يستخدم كعامل ضرب لزيادة سرعة الرياح األساسية ‪ V‬إلى السرعة التصميمية على ارتفاع ‪ z‬فوق مستوى سطح األرض‪.‬‬
‫يتغير هذا العامل كذلك مع تغير الخصائص المميزة لعدم انتظام سطح األرض عند موقع البناء والذي ينشأ بسبب التغيرات‬
‫الطبوغرافية الطبيعية باإلضافة للسمات التي هي من صنع البشر‪.‬‬
‫يعبر معامل القوة المرفوعة ‪( α‬أنظر الجدول ‪ Table 26.10-1‬من ‪ )ASCE 7-16‬عن أس السرعة التي تتزايد مع االرتفاع‬
‫عن سطح األرض‪ .‬لهذه القوة القيم التالية ‪ 7.0‬و ‪ 9.5‬و ‪ 11.5‬على التوالي من أجل أصناف التعرض ‪ B‬و ‪ C‬و ‪.D‬‬
‫كما تم اإلشارة إليه سابقاً‪ ،‬تعطى قيم العامل ‪ Kz‬من أجل أصناف التعرض الثالثة ‪ B‬و ‪ C‬و ‪ D‬حتى ارتفاع ‪ 152.6 m‬في‬
‫الجدول ‪ Table 26.10-1‬من ‪.ASCE 7-16‬‬
‫‪114‬‬
‫د‪ .‬م‪ .‬ربيع الصفدي‬
‫‪www.facebook.com/dr.alsafadie/‬‬
:‫ من العالقات التالية‬Kz ‫يمكن كذلك تحديد قيم‬
2 /
For z  4.6m
 4.6 
 K z  2.01
 z g 


2 /
For 4.6m  z  z g
 z
 K z  2.01
zg




.‫ من الجدول التالي حسب صنف التعرض‬zg ‫ و‬α ‫تعطى قيم‬
Exposure
α
zg (m)
B
7.0
365.76
C
9.5
274.32
D
11.5
213.36
www.facebook.com/dr.alsafadie/
‫ ربيع الصفدي‬.‫ م‬.‫د‬
115
‫عامل األهمية بالنسبة ألحمال الرياح‪Iw ،‬‬
‫‪Wind Importance Factor, Iw‬‬
‫يتم تطبيق عامل أهمية الرياح ‪ Iw‬لزيادة أحمال الرياح من أجل أصناف إشغال معينة‪ .‬يصنف الكود المنشآت إلى خمسة أصناف‬
‫مختلفة‪ )1 :‬المرافق األساسية‪ )2 ،‬المرافق الخطرة‪ )3 ،‬المنشآت ذات الوظيفة الخاصة‪ )4 ،‬المنشآت ذات الوظيفة النموذجية‪،‬‬
‫‪ )5‬منشآت مختلفة‪.‬‬
‫صنف اإلشغال‬
‫(‪)Occupancy Category‬‬
‫إشغال أو وظيفة المنشأة‬
‫‪Iw‬‬
‫‪ .1‬المرافق األساسية‬
‫‪Essential facilities‬‬
‫مشافي‪ ،‬محطات اإلطفاء‪ ،‬مراكز الشرطة‪ ،‬مراكز اإلسعاف‬
‫المباني األساسية التي تستعمل للخدمات في حال حصول الكارثة‪.‬‬
‫‪1.25‬‬
‫‪ .2‬المرافق الخطرة‬
‫‪Hazardous facilities‬‬
‫مستودعات أو أماكن تحوي مواد سامة أو متفجرة أو خطرة‬
‫‪1.25‬‬
‫‪ .3‬المنشآت ذات الوظيفة الخاصة‬
‫‪Special occupancy structures‬‬
‫أماكن ومنشآت التجمعات العامة‪ ،‬المدارس‪ ،‬روض وحضانة‬
‫األطفال‪ ،‬دور رعاية المسنين والمرضى‪ ،‬السجون‪ .‬و المباني التي‬
‫يمكن أن تستعمل كمالجئ بعد الكارثة‪ ،‬و تشمل المدارس و المباني‬
‫الحكومية‪.‬‬
‫‪1.15‬‬
‫‪ .4‬المنشآت ذات الوظيفة النموذجية‬
‫‪Standard occupancy structures‬‬
‫المساكن الخاصة‪ ،‬األبنية السكنية‪ ،‬أبنية المكاتب‪ ،‬الفنادق‪ ،‬مراكز‬
‫البيع بالجملة‪ ،‬مراكز البيع بالتجزئة‬
‫‪1.00‬‬
‫‪ .5‬منشآت مختلفة‬
‫‪Miscellaneous structures‬‬
‫المعامل‪ ،‬الحظائر‪ ،‬المرائب الخاصة‬
‫‪1.00‬‬
‫‪116‬‬
‫د‪ .‬م‪ .‬ربيع الصفدي‬
‫‪www.facebook.com/dr.alsafadie/‬‬
‫العامل الطبوغرافي‪Kzt ،‬‬
‫‪Topographic Factor, Kzt‬‬
‫يجب أثناء التصميم تضمين تأثيرات تسارع الرياح (‪ )Speed-up Effects‬عند التالل المعزولة (‪)Isolated Hills‬‬
‫والنتوءات (‪ )Ridges‬والمنحدرات (‪ )Escarpments‬التي تشكل تغيرات حادة في الطبوغرافية العامة لموقع البناء عندما‬
‫يحقق البناء وشروط الموقع ومكان المنشآت جميع الشروط التالية‪:‬‬
‫‪‬‬
‫التلة أو النتوء أو المنحدر معزولة وغير معاقة باتجاه هبوب الرياح بأي سمات طبوغرافية ذات ارتفاع قريب من ارتفاع التلة‬
‫أو النتوء أو المنحدر ضمن مسافة مساوية إلى ‪ 100‬ضعف ارتفاع السمة الطبوغرافية التي تقع عليها المنشأة (‪ )100H‬أو‬
‫‪ ،3.22 km‬أيهما أقل‪ .‬يجب قياس هذه المسافة أفقيا ً بدءا ً من النقطة التي يحدد عندها االرتفاع ‪ H‬للتلة أو النتوء أو المنحدر‪.‬‬
‫‪ .1‬تبرز التلة أو النتوء او المنحدر أعلى ارتفاع سمات الطبوغرافية من الجهة التي تهب منها الرياح وضمن نصف قطر ‪ 3.22 km‬من‬
‫أي زاوية (‪ )quadrant‬بمقدار الضعف أو أكثر‪.‬‬
‫‪ .2‬المنشأة متوضعة في النصف األعلى من التلة أو النتوء أو قريبة من ذروة (‪ )crest‬المنحدر‪.‬‬
‫‪ .H/Lh ≥ 0.2 .3‬حيث ‪ :Lh‬المسافة من جهة هبوب الرياح وبدءا ً من ذروة التلة أو النتوء أو المنحدر إلى النقطة التي يكون عندها الفرق‬
‫في منسوب األرض مساوي إلى نصف ارتفاع التلة أو المنحدر‪.‬‬
‫‪ H .4‬أكبر أو مساوي إلى ‪ 18.3 m‬من أجل صنف التعرض ‪ B‬و ‪ 4.6 m‬من أجل أصناف التعرض ‪ C‬أو ‪.D‬‬
‫‪Escarpment: x = distance upwind or downwind of crest.‬‬
‫منحدر‪ = x :‬المسافة بجهة هبوب الرياح أو عكس جهة هبوب الرياح بدءاً من ذروة‬
‫المنحدر‪.‬‬
‫‪2D ridge or 3D axisymmetrical hill‬‬
‫نتوء ثنائي األبعاد أو تلة ثالثية األبعاد‬
‫‪2‬‬
‫‪K zt  1  K 1 K 2 K 3 ‬‬
‫يأخذ المعامل ‪ Kzt‬بالحسبان تأثير التالل المعزولة والمنحدرات المتوضعة ضمن أصناف التعرض ‪ B‬و ‪ C‬و ‪ .D‬ستخضع األبنية‬
‫المتوضعة في النصف األعلى من التالل المعزولة والمنحدرات إلى سرع رياح أعلى بشكل كبير من األبنية المتوضعة على‬
‫المنسوب المحلي لسطح األرض‪.‬‬
‫يرتبط العامل ‪ K1‬بشكل السمة الطبوغرافية وبازدياد السرعة األعظمي مع المسافة ‪ Lh‬باتجاه هبوب الرياح بالنسبة لذروة السمة‬
‫الطبوغرافية‪.‬‬
‫يأخذ العامل ‪ K2‬بالحسبان تناقص تسارع الرياح (‪ )Speedup‬مع ازدياد المسافة ‪ x‬باتجاه هبوب الرياح أو عكس اتجاه هبوب‬
‫الرياح مقاسة بدءا ً من الذروة‪.‬‬
‫يأخذ العامل ‪ K3‬بالحسبان تناقص تسارع الرياح مع ازدياد االرتفاع ‪ z‬فوق منسوب سطح األرض المحلي‪.‬‬
‫‪117‬‬
‫د‪ .‬م‪ .‬ربيع الصفدي‬
‫‪www.facebook.com/dr.alsafadie/‬‬
‫)‪(Downwind‬‬
‫‪ .1‬يسمح باستخدام االستكمال الخطي من أجل قيم ‪ H/Lh‬و ‪ x/Lh‬و ‪ z/Lh‬غير تلك التي ظاهرة في الجدول‪.‬‬
‫‪ .2‬عندما تتحقق العالقة ‪ H/Lh > 0.5‬يجب افتراض ‪ H/Lh = 0.5‬من أجل تقدير قيمة ‪ ،K1‬وتعويض ‪ 2H‬بدالً من ‪ Lh‬عند‬
‫تقدير قيم كالً من ‪ K2‬و ‪.K3‬‬
‫يمكن كذلك حساب ‪ Kzt‬عن طريق المعادالت التالية‪:‬‬
‫‪2‬‬
‫‪K zt  1  K 1 K 2 K 3 ‬‬
‫‪ K1‬تحدد من الجدول أدناه‪ .‬بينما تحدد ‪ K2‬و ‪ K3‬من المعادالت أدناه‪.‬‬
‫‪ :μ‬عامل التوهين األفقي (‪.)Horizontal Attenuation Factor‬‬
‫‪ :γ‬عامل التوهين الرأسي (‪.)Height Attenuation Factor‬‬
‫عندما تتحقق ‪ H/Lh > 0.5‬نفترض ‪ H/Lh = 0.5‬من أجل تقدير ‪ ،K1‬وتعويض ‪ 2H‬بدالً من ‪ Lh‬عند تقدير كالً من ‪ K2‬و ‪.K3‬‬
‫‪K 3  e  z / L h‬‬
‫‪118‬‬
‫د‪ .‬م‪ .‬ربيع الصفدي‬
‫‪‬‬
‫‪x ‬‬
‫‪K 2  1 ‬‬
‫‪‬‬
‫‪  Lh ‬‬
‫‪www.facebook.com/dr.alsafadie/‬‬
‫تحديد التواتر‪na ،‬‬
‫‪Frequency Determination, na‬‬
‫لتحديد فيما لو كان المنشأ صلد (‪ )Rigid‬أو مرن (‪ )Flexible‬يجب تحديد التواتر الطبيعي األساسي للمنشأة ( ‪Fundamental‬‬
‫‪ ،n1 ،)Natural Frequency‬باستخدام المواصفات اإلنشائية والخصائص التشوهية للعناصر المقاومة عبر اجراء تحليل‬
‫موثوق وبشكل مناسب‪.‬‬
‫يسمح باعتبار األبنية منخفضة االرتفاع (‪ )Low-Rise Buildings‬صلدة‪.‬‬
‫األبنية منخفضة االرتفاع‪ :‬هي األبنية المغلقة والمغلقة بشكل جزئي التي تمتثل للشروط التالية‪:‬‬
‫‪ .1‬ارتفاع السقف الوسطي ‪ h‬أقل من أو مساوية إلى ‪.18 m‬‬
‫‪ .2‬ال يزيد ارتفاع السقف الوسطي ‪ h‬عن أقل بعد أفقي للمنشأة‪.‬‬
‫القيود على التواتر الطبيعي التقريبي‬
‫‪Limitations for Approximate Natural Frequency‬‬
‫كطريقة بديلة إلنجاز تحليل لتحديد ‪ ،n1‬يسمح بحساب التواتر الطبيعي التقريبي للبناء ( ‪Approximate Building Natural‬‬
‫‪ ،na ،)Frequency‬للمنشآت الفوالذية والبيتونية التي تحقق المتطلبات التالية‪:‬‬
‫‪ .1‬ارتفاع البناء أقل من أو مساوي إلى ‪ ،91 m‬و‬
‫‪ .2‬ارتفاع البناء أقل من أربعة أضعاف طوله الفعال (‪.Leff ،)Effective Length‬‬
‫يتم تحديد الطول الفعال‪ ،Leff ،‬للبناء في االتجاه قيد الدراسة باستخدام الغالقة التالية‪:‬‬
‫‪n‬‬
‫‪i‬‬
‫‪h L‬‬
‫‪i‬‬
‫‪i‬‬
‫‪i 1‬‬
‫‪n‬‬
‫‪h‬‬
‫‪Leff ‬‬
‫‪i 1‬‬
‫المجموع على كامل ارتفاع المبنى حيث ‪ hi‬االرتفاع أعلى منسوب المستوى ‪ i‬و ‪ Li‬طول البناء عند المستوى ‪ i‬الموازي التجاه‬
‫الرياح‪.‬‬
‫من أجل األبنية الفوالذية اإلطارية المقاومة للعزوم‪:‬‬
‫‪n a  8.582 / h 0.8‬‬
‫من أجل األبنية البيتونية اإلطارية المقاومة للعزوم‪:‬‬
‫‪n a  14.932 / h 0.9‬‬
‫من أجل األبنية الفوالذية و البيتونية بجمل أخرى مقاومة لألحمال الجانبية‪:‬‬
‫‪na  22.86 / h‬‬
‫‪ :h‬ارتفاع السقف الوسطي (‪.)m‬‬
‫‪119‬‬
‫د‪ .‬م‪ .‬ربيع الصفدي‬
‫‪www.facebook.com/dr.alsafadie/‬‬
‫يسمح من أجل أبنية جدران القص البيتونية استخدام العالقة التالية لحساب التواتر الطبيعي التقريبي للمنشأة‪:‬‬
‫‪/h‬‬
‫‪0.5‬‬
‫‪‬‬
‫‪n a  117.35 C w‬‬
‫حيث‬
‫‪2‬‬
‫‪100 n  h ‬‬
‫‪Ai‬‬
‫‪Cw ‬‬
‫‪‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪2‬‬
‫‪A B i 1  hi  ‬‬
‫‪ hi  ‬‬
‫‪1  0.83 ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪‬‬
‫‪ D i  ‬‬
‫‪ :n‬عدد جدران القص في البناء الفعالة في مقاومة األحمال الجانبية في االتجاه قيد الدراسة‪.‬‬
‫‪ :AB‬مساحة قاعدة المنشأة (‪.)m2‬‬
‫‪ :h‬االرتفاع الوسطي للسقف (‪.)m‬‬
‫‪ :Ai‬مساحة المقطع العرضي األفقي لجدار القص ‪.)m2( i‬‬
‫‪ :Di‬طول جدار القص ‪.)m( i‬‬
‫‪ :hi‬ارتفاع جدار القص ‪.)m( i‬‬
‫عامل تأثير الهبة القصوى‪G ،‬‬
‫‪Gust Effect Factor, G‬‬
‫يأخذ هذا العامل بعين االعتبار التضخيم الديناميكي (‪ )Dynamic Amplification‬لألحمال باتجاه هبوب الرياح والناجم عن‬
‫اضطراب الرياح (‪ )Wind Turbulence‬والتأثير المتبادل مع البناء‪ .‬ال يتضمن هذا العامل تأثيرات التحميل عبر الرياح‬
‫(‪ )Across-Wind Loading Effects‬وسكب الدوامة (‪ )Vortex Shedding‬وعدم االستقرار الناجم عن الرفرفة‬
‫(‪ )Galloping or Flutter‬أو تأثيرات الفتل الديناميكي‪ .‬يجب تصميم األبنية المعرضة لهذه التأثيرات باستخدام اختبار نفق‬
‫الرياح (‪.)Wind-Tunnel Test‬‬
‫هناك ثالث طرق مسموحة لحساب العامل ‪ .G‬أول طريقتين للمنشآت الصلدة بينما الثالثة للمنشآت المرنة أو الحساسة ديناميكياً‪.‬‬
‫المنشأة الصلدة‪ :‬هي كل بناء أو منشأة أخرى لديها التواتر األساسي أكبر من أو مساوي إلى ‪ .)Tn ≤ 1sec( 1 Hz‬كتوجيه عام‪،‬‬
‫ألغلب األبنية والمنشآت الصلدة نسبة ارتفاع إلى أقل عرض أقل من ‪.4‬‬
‫المنشأة المرنة‪ :‬هي كل بناء نحيف أو منشأة أخرى لديها التواتر األساسي أقل من ‪.)Tn > 1sec( 1 Hz‬‬
‫عامل تأثير الهبة القصوى ‪ G‬للمنشآت الصلدة‪ :‬الطريقة المبسطة‬
‫‪Gust Effect Factor G for Rigid Structure: Simplified Method‬‬
‫للمنشآت الصلدة (المعرفة على أن لديها التواتر الطبيعي لالهتزاز أكبر من أو مساوي إلى ‪ ،)1Hz‬يمكن للمهندس استخدام القيمة‬
‫‪ ،G = 0.85‬بغض النظر عن صنف التعرض‪.‬‬
‫‪120‬‬
‫د‪ .‬م‪ .‬ربيع الصفدي‬
‫‪www.facebook.com/dr.alsafadie/‬‬
‫عامل تأثير الهبة القصوى ‪ G‬للمنشآت الصلدة‪ :‬الطريقة المحسنة‬
‫‪Gust Effect Factor G for Rigid Structure: Improved Method‬‬
‫يعتمد تحديد قيمة عامل تأثير الهبة القصوى ‪ G‬في هذه الحالة على‪:‬‬
‫⋄ صنف التعرض ‪ B‬أو ‪ C‬أو ‪.D‬‬
‫⋄ ارتفاع البناء‪.h ،‬‬
‫⋄ عرض البناء المتعامد مع اتجاه الرياح‪.B ،‬‬
‫‪ 1  1.7 g Q I z Q ‬‬
‫‪G  0.925 ‬‬
‫‪‬‬
‫‪ 1  1.7 g v I z ‬‬
‫حيث‬
‫‪1/ 6‬‬
‫‪ 10 ‬‬
‫‪Iz c  ‬‬
‫‪z  ,‬‬
‫‪z  max 0.6h , z min ‬‬
‫̅𝑧𝐼‪ :‬شدة االضطراب (‪ )Intensity of Turbulence‬على ارتفاع ̅𝑧‪.‬‬
‫̅𝑧‪ :‬االرتفاع المكافئ (‪ )Equivalent Height‬للمبنى و يعرف كمايلي ‪ ،𝑧̅ = 0.6ℎ‬لكن ليس أقل من ‪.zmin‬‬
‫تؤخذ قيم ‪ gQ‬و ‪ gv‬مساوية إلى ‪ .3.4‬تعطى االستجابة الخلفية (‪ Q )Background Response‬بالعالقة‪:‬‬
‫‪1‬‬
‫‪‬‬
‫‪z ‬‬
‫‪Lz  l  ‬‬
‫‪ 10 ‬‬
‫‪0.63‬‬
‫‪,‬‬
‫‪B h ‬‬
‫‪1  0.63 ‬‬
‫‪‬‬
‫‪ Lz ‬‬
‫‪Q‬‬
‫‪ :B‬البعد األفقي للبناء المقاس بشكل متعامد مع اتجاه الرياح (‪.)m‬‬
‫‪ :h‬االرتفاع الوسطي للسقف (‪.)m‬‬
‫̅𝑧𝐿‪ :‬مقياس الطول التكاملي (‪ )Integral Length Scale‬لالضطراب عند االرتفاع المكافئ‪.‬‬
‫‪ l‬و ‪ zmin‬و ̅‪ ϵ‬و ‪ c‬عبارة عن ثوابت مسرودة في الجدول ‪ Table 26.9-1‬من ‪ ASCE7-16‬كتوابع لصنف التعرض‪.‬‬
‫‪121‬‬
‫د‪ .‬م‪ .‬ربيع الصفدي‬
‫‪www.facebook.com/dr.alsafadie/‬‬
‫عامل تأثير الهبة القصوى ‪ Gf‬للمنشآت المرنة واألبنية الحساسة ديناميكيا ً‬
‫‪Gust Effect Factor Gf for Flexible or Dynamically Sensitive Buildings‬‬
‫يعتمد تحيد قيمة عامل تأثير الهبة القصوى ‪ Gf‬في هذه الحالة على كل ممايلي‪:‬‬
‫⋄‬
‫⋄‬
‫⋄‬
‫⋄‬
‫⋄‬
‫⋄‬
‫⋄‬
‫سرعة الرياح األساسية‪.V ،‬‬
‫التواتر الطبيعي للبناء‪.n1 ،‬‬
‫نسبة التخامد‪.β ،‬‬
‫صنف التعرض ‪ B‬أو ‪ C‬أو ‪.D‬‬
‫ارتفاع البناء‪.h ،‬‬
‫عرض البناء المتعامد مع اتجاه الرياح‪.B ،‬‬
‫عمق البناء الموازي التجاه الرياح‪.L ،‬‬
‫يعرف الكود ‪ ASCE 7-16‬البناء الصلد على أنه "البناء الذي تواتره األساسي أكبر من أو مساوي إلى ‪ ." 1 Hz‬تضيف تعليقات‬
‫الكود ‪ ASCE 7‬ما يلي "عندما يتجاوز ارتفاع األبنية والمنشآت األخرى أربعة أضعاف أقل بعد أفقي للبناء أو عندما يكون هناك‬
‫سبب ما يجعلنا نعتقد أن التواتر الطبيعي أقل من ‪( 1Hz‬الدور الطبيعي أكبر من ‪ ،)1 sec‬فيجب في هذه الحاالت التحقق من قيمة‬
‫التواتر الطبيعي"‪.‬‬
‫يجب حساب عامل تأثير الهبة القصوى لألبنية المرنة ولألبنية الحساسة ديناميكيا ً أو المنشآت األخرى كما هي معرفة في الفقرة‬
‫‪ 26.2‬من ‪( ،ASCE 7-16‬األبنية ذات االرتفاع الزائد عن أربعة أضعاف أقل بعد أفقي) من العالقة التالية‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪ 1  1.7I g 2Q 2  g 2 R 2‬‬
‫‪z‬‬
‫‪Q‬‬
‫‪R‬‬
‫‪G f  0.925 ‬‬
‫‪1  1.7 g v I z‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫تؤخذ قيم ‪ gQ‬و ‪ gv‬مساوية إلى ‪ ،3.4‬بينما تحسب قيمة ‪ gR‬من العالقة‪:‬‬
‫‪0.577‬‬
‫‪2 ln  3600n1 ‬‬
‫‪g R  2 ln  3600n1  ‬‬
‫‪ :R‬عامل استجابة الطنين (‪ ،)Resonant Response Factor‬يعطى بالعالقة‪:‬‬
‫‪R n R h R B  0.53  0.47R L ‬‬
‫‪1‬‬
‫‪‬‬
‫‪R‬‬
‫‪ :β‬نسبة التخامد (‪ ،)Damping Ratio‬نسبة من التخامد الحرج للمبنى (في حالة نسبة تخامد ‪ 2%‬نعوض ‪ 0.02‬في المعادلة)‪.‬‬
‫‪n1L z‬‬
‫‪Vz‬‬
‫‪7.47N 1‬‬
‫‪N1 ‬‬
‫‪5/ 3‬‬
‫‪,‬‬
‫‪1  10.3N 1 ‬‬
‫‪Rn ‬‬
‫‪ :n1‬التواتر الطبيعي األساسي‪.‬‬
‫̅𝑧̅𝑉‪ :‬سرعة الرياح الساعية الوسطية (‪ )m/s‬على ارتفاع ‪.z‬‬
‫‪122‬‬
‫د‪ .‬م‪ .‬ربيع الصفدي‬
‫‪www.facebook.com/dr.alsafadie/‬‬
‫‪‬‬
‫‪z ‬‬
‫‪Vz b   V‬‬
‫‪ 10 ‬‬
‫حيث ̅𝑏 و ̅𝛼 عبارة عن ثوابت تؤخذ من الجدول ‪ Table 26.9-1‬من ‪ ASCE7-16‬و ‪ V‬سرعة الرياح األساسية (‪.)m/s‬‬
‫‪for l  0‬‬
‫‪‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1  e 2l‬‬
‫‪2 ‬‬
‫‪2l‬‬
‫‪for l  0‬‬
‫‪‬‬
‫‪1‬‬
‫‪l‬‬
‫‪Rl ‬‬
‫‪Rl  1‬‬
‫يؤخذ الرمز السفلي (‪ l )subscript‬مساويا ً إلى ‪ h‬و ‪ B‬و ‪ L‬على التوالي كما هي معرفة في الفقرة ‪ 26.3‬من ‪.ASCE7-16‬‬
‫‪n1h‬‬
‫‪Vz‬‬
‫‪l  4.6‬‬
‫‪Rl = Rh setting‬‬
‫‪n1B‬‬
‫‪Vz‬‬
‫‪l  4.6‬‬
‫‪Rl = RB setting‬‬
‫‪l  15.4‬‬
‫‪Rl = RL setting‬‬
‫‪n1L‬‬
‫‪Vz‬‬
‫التخامد اإلنشائي‪β ،‬‬
‫‪Structural Damping, β‬‬
‫يقيس التخامد اإلنشائي مقدار الطاقة المبددة (‪ )Energy Dissipation‬عند اهتزاز المنشأة وينتج عنه إرجاع المنشأة لوضع‬
‫السكون (‪.)Quiescent State‬‬
‫عادةً‪ ،‬في الواليات المتحدة‪ ،‬تستخدم من أجل تطبيقات الرياح نسب تخامد ‪ 1%‬و ‪ 2%‬من أجل األبنية الفوالذية و البيتونية‪ ،‬على‬
‫التوالي‪ .‬بينما يقترح )‪ ISO (1997‬اعتماد نسب تخامد ‪ 1%‬و ‪ 1.5%‬للفوالذ و البيتون‪ ،‬على التوالي‪ .‬يمكن لهذه القيم أن تزودنا‬
‫ببعض التوجيه عند التصميم‪.‬‬
‫من المعلوم أن مستويات التخامد المستخدمة في تطبيقات أحمال الرياح تكون أصغر من نسبة التخامد ‪ 5%‬المتعارف عليها في‬
‫تطبيقات أحمال الزالزل‪ .‬يعود السبب في هذا الفرق إلى أن األبنية المعرضة ألحمال الرياح تستجيب بشكل أساسي ضمن مجالها‬
‫المرن‪ ،‬بينما األبنية المعرضة لألحمال الزلزالية التصميمية تستجيب بشكل المرن (‪ )Inelastically‬ويوافق هذا األمر مستويات‬
‫تخامد أعلى‪.‬‬
‫‪123‬‬
‫د‪ .‬م‪ .‬ربيع الصفدي‬
‫‪www.facebook.com/dr.alsafadie/‬‬
‫معامل الضغط الداخلي‪(GCpi) ،‬‬
‫)‪Internal Pressure Coefficient, (GCpi‬‬
‫تعاريف أصناف االنغالق بالنسبة ألحمال الرياح‬
‫• األبنية المفتوحة (‪:)Open Buildings‬‬
‫من أجل كل جدار‪ Ao > 0.8Ag :‬حيث‪:‬‬
‫‪ = Ao‬المساحة الكلية للفتحات في الجدار الذي يستقبل الضغط الخارجي الموجب‪.‬‬
‫‪ = Ag‬المساحة اإلجمالية (‪ )Gross Area‬للجدار الذي يستقبل الضغط الخارجي الموجب‬
‫• األبنية المغلقة (‪:)Enclosed Buildings‬‬
‫من أجل كل جدار‪ Ao < min {0.37 m2, 0.01Ag } :‬و ‪ Aoi ≤ 0.2Agi‬حيث‪:‬‬
‫‪ = Aoi‬مجموع مساحات الفتحات في مغلف البناء (الجدران والسقف) غير متضمنا ً ‪.Ao‬‬
‫‪ = Agi‬مجموع مساحات األسطح اإلجمالية في مغلف البناء (الجدران والسقف) غير متضمنا ً ‪.Ag‬‬
‫• األبنية المغلقة بشكل جزئي (‪:)Partially Enclosed Buildings‬‬
‫إذا تحققت الشروط الثالثة التالية‪:‬‬
‫‪ Ao > 1.1Aoi‬و } ‪ Ao > min {0.37 m2, 0.01 Ag‬و ‪Aoi ≤ 0.2Agi‬‬
‫• األبنية المفتوحة بشكل جزئي (‪:)Partially Open Buildings‬‬
‫هو كل بناء ال يتوافق مع متطلبات األبنية المفتوحة أو المغلقة أو المغلقة جزئياً‪.‬‬
‫) ‪q (GC‬‬
‫) ‪q (GC‬‬
‫‪pi‬‬
‫‪pi‬‬
‫‪i‬‬
‫‪i‬‬
‫) ‪q (GC‬‬
‫‪pi‬‬
‫‪124‬‬
‫د‪ .‬م‪ .‬ربيع الصفدي‬
‫‪i‬‬
‫‪www.facebook.com/dr.alsafadie/‬‬
‫أصناف االنغالق‬
‫)‪(GCpi‬‬
‫األبنية المفتوحة‬
‫‪0.00‬‬
‫األبنية المفتوحة جزئيا ً‬
‫األبنية المغلقة جزئيا ً‬
‫‪+0.18‬‬
‫‪-0.18‬‬
‫‪+0.55‬‬
‫‪-0.55‬‬
‫‪+0.18‬‬
‫األبنية المغلقة‬
‫‪-0.18‬‬
‫‪ .1‬إشارت (‪ )+‬و (‪ )-‬تعني أن الضغوط تؤثر باتجاه السطح (ضغط) و بعيدا ً عن السطح (سحب)‪ ،‬على التوالي‪.‬‬
‫‪ .2‬يجب استخدام قيم )‪ (GCpi‬مع ‪ qz‬و ‪ qh‬كما هو محدد في المعادالت‪.‬‬
‫‪ .3‬يجب األخذ بعين االعتبار حالتين لتحديد متطلبات الحمل الحرج‬
‫(‪ )i‬القيمة الموجبة للعامل )‪ (GCpi‬مطبقة على جميع األسطح الداخلية‪.‬‬
‫(‪ )ii‬القيمة السالبة للعامل )‪ (GCpi‬مطبقة على جميع األسطح الداخلية‪.‬‬
‫تتراكب معامالت الضغط الداخلي المرتبطة بأصناف االنغالق بشكل جبري مع معامالت الضغط الخارجي‪ .‬يمكن أن تكون كالً من‬
‫معامالت الضغط الداخلي والخارجي موجبة أو سالبة بالنسبة ألسطح البناء الداخلية والخارجية‪.‬‬
‫يتم إهمال الضغط الداخلي عند تحديد أحمال الرياح التصميمية لألبنية المغلقة‪ .‬يعود السبب هذا األمر إلى أن الضغط الداخلي أو‬
‫السحب الداخلي يكون ذو قيمة متساوية على جميع الجدران وبالتالي يلغي بعضه البعض‪ .‬إال أن األسقف ستتأثر بشكل مباشر‬
‫بالضغط الداخلي ويجب أخذ هذا التأثير بعين االعتبار أثناء التصميم‪.‬‬
‫بالنسبة لألبنية المغلقة جزئيا ً يجب دائما ً األخذ بالحسبان للضغط أو السحب الداخلي المتشكل على جميع األسطح‪.‬‬
‫‪125‬‬
‫د‪ .‬م‪ .‬ربيع الصفدي‬
‫‪www.facebook.com/dr.alsafadie/‬‬
‫معامل الضغط الخارجي‪Cp ،‬‬
‫‪External Pressure Coefficient, Cp‬‬
‫كما شرحنا سابقاً‪ ،‬ال يؤثر السحب والضغط الداخلي لألبنية المغلقة على حسابات أحمال الرياح عند تصميم الجملة الرئيسية‬
‫المقاومة للقوى الرياح (‪ ،)MWFRS‬وبالتالي‪:‬‬
‫الضغط الموجب على الوجه المقابل للرياح‬
‫)‪(Windward Positive Pressures‬‬
‫الضغط السالب (السحب) على الوجه المعاكس التجاه الرياح‬
‫)‪(Leeward Negative Pressures‬‬
‫‪ph  qh G C p‬‬
‫‪pz  qz G C p‬‬
‫‪ph  qh G C p‬‬
‫‪ph  qh G C p‬‬
‫‪pz  qz G C p‬‬
‫‪ph  qh G C p‬‬
‫حمل الرياح الكلي هو عبارة عن جمع الضغوط الموجبة والسالبة على الوجه المقابل التجاه الرياح والوجه المعاكس التجاه‬
‫الرياح‪ ،‬على التوالي‪.‬‬
‫‪ :pz, ph‬ضغط أو سحب الرياح التصميمي (‪ ،)N/m2‬عند ارتفاع ‪ z‬فوق مستوى سطح األرض من أجل الضغط الموجب ‪،pz‬‬
‫وعند ارتفاع السقف ‪ h‬من أجل السحب ‪.ph‬‬
‫‪ :qz, qh‬ضغط السرعة (‪ ،)N/m2‬عند ارتفاع ‪ z‬فوق مستوى سطح األرض من أجل ضغط السرعة الموجب ‪ ،qz‬وعند ارتفاع‬
‫السقف ‪ h‬من أجل سحب السرعة ‪.qh‬‬
‫‪ :G‬عامل تأثير الهبة القصوى‪ ،‬ليس له واحدة‪ ،‬يرمز له بالرمز ‪ G‬من أجل األبنية الصلدة وبالرمز ‪ Gf‬من أجل األبنية المرنة‪.‬‬
‫‪ :Cp‬معامل الضغط الخارجي‪ ،‬تتغير قيمته تبعا لنسبة أبعاد المسقط األفقي‪ ،‬ويتصرف كضغط (حمل موجب) عند الوجه المقابل‬
‫للرياح‪ ،‬و كسحب (حمل سالب) على الوجه المعاكس التجاه الرياح والسقف‪.‬‬
‫‪126‬‬
‫د‪ .‬م‪ .‬ربيع الصفدي‬
‫‪www.facebook.com/dr.alsafadie/‬‬
0 ≤ L/B ≤ 1
0 ≤ L/B ≤ 1 :L/B ‫ عند تحقق نسبة أبعاد للمسقط األفقي‬Cp ‫معامل الضغط الخارجي‬
External pressure coefficient Cp with respect to plan aspect ratio L/B: 0 ≤ L/B ≤ 1
L/B > 4
L/B =2 :L/B ‫ عند تحقق نسبة أبعاد للمسقط األفقي‬Cp ‫معامل الضغط الخارجي‬
External pressure coefficient Cp with respect to plan aspect ratio L/B: L/B =2
www.facebook.com/dr.alsafadie/
‫ ربيع الصفدي‬.‫ م‬.‫د‬
127
L/B = 2
L/B >4 :L/B ‫ عند تحقق نسبة أبعاد للمسقط األفقي‬Cp ‫معامل الضغط الخارجي‬
External pressure coefficient Cp with respect to plan aspect ratio L/B: L/B >4
B
C
p
Pressure coefficient C
P
L
Building depth to width ratio L/B
L/B ‫ على الوجه امعاكس التجاه الرياح مقابل نسبة أبعاد المسقط األفقي‬Cp ‫قيمة معامل السحب‬
Leeward suction Cp versus plan aspect ratio, L/B
www.facebook.com/dr.alsafadie/
‫ ربيع الصفدي‬.‫ م‬.‫د‬
128
www.facebook.com/dr.alsafadie/
‫ ربيع الصفدي‬.‫ م‬.‫د‬
129
‫‪ #‬من أجل ميول أسقف أكبر من ‪ ،80°‬استخدم ‪.Cp=0.8‬‬
‫‪ :h‬ارتفاع السقف الوسطي (‪ .)m‬في حال كانت ‪ θ ≤10°‬عندئذ نأخذ ارتفاع اإلفريز (‪.)eave‬‬
‫‪ :θ‬زاوية ميل مستوي السقف بالنسبة لألفق‪ ،‬تؤخذ بالدرجات‪.‬‬
‫مالحظات‪:‬‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫يسمح باعتماد االستكمال الخطي لقيم ‪ L/B‬و ‪ h/L‬و ‪ θ‬غير الواردة في الجدول‪ .‬يجب اجراء االستكمال فقط بين القيم التي‬
‫هي من نفس اإلشارة‪ .‬في األمكنة التي ال تعطى بها قيمة من نفس اإلشارة افترض ‪ 0.0‬من أجل إجراء االستكمال الخطي‪.‬‬
‫عندما يكون هناك ضمن خلية ما قيمتين للمعامل ‪ Cp‬في الجدول‪ ،‬فهذا يعني أن السقف ذو الميل المعرض لجهة هبوب الرياح‬
‫سيتعرض إما لضغط موجب أو سالب ويجب تصميم منشأة السقف من أجل ركال الحالتين‪ .‬في هذه الحالة يجب إجراء االستكمال‬
‫الخطي للقيم الوسطية للنسبة ‪ h/L‬فقط بين قيم ‪ Cp‬التي لها نفس اإلشارة‪.‬‬
‫من أجل األسقف ذات الميل الوحيد (‪ ،)Monoslope Roofs‬سيكون كامل سطح السقف إما سطح باتجاه هبوب الرياح‬
‫(‪ )windward‬أو سطح بعكس اتجاه هبوب الرياح (‪.)leeward‬‬
‫باستثناء األنظمة الرئيسية المقاومة لقوى الرياح (‪ )MWFRSs‬عند السقف المؤلفة من إطارات مقاومة للعزوم‪ ،‬يجب أال‬
‫تكون قيمة القص األفقي اإلجمالي عن تلك المحددة عن طرق إهمال قوى الرياح على أسطح األسقف‪.‬‬
‫‪130‬‬
‫د‪ .‬م‪ .‬ربيع الصفدي‬
‫‪www.facebook.com/dr.alsafadie/‬‬
‫المظالت األفقية السقفية‬
‫‪Roof Overhangs‬‬
‫يجب اعتماد ‪ C = 0.8‬من أجل حساب الضغط الخارجي الموجب على الوجه السفلي لمظالت األسقف األفقية الموجودة بجهة‬
‫هبوب الرياح‪ ،‬ويجب كذلك أن يتراكب هذا الضغط مع ضغط السطح العلوي للمظلة والمحدد باستخدام الشكل ‪Fig. 27.3-1‬‬
‫من ‪.ASCE7-16‬‬
‫التصوينة‬
‫‪Parapets‬‬
‫يحدد ضغط الرياح التصميمي ألخذ تأثير التصوينات على الجملة الرئيسية المقاومة ألحمال الرياح من أجل األبنية المرنة‬
‫والصلدة من المعادلة التالية‪:‬‬
‫ضغط الرياح التصميمي على التصوينات‬
‫) ‪p p  q p (GC pn ) (N/m 2‬‬
‫‪ :pp‬الضغط الصافي المجمع على التصوينة الناجم عن تراكب الضغوط الصافية من السطح األمامي والخلفي للتصوينة‪.‬‬
‫‪ :qp‬ضغط السرعة المحسوب عند أعلى التصوينة‪.‬‬
‫)‪ :(GCpn‬معامل الضغط الصافي المجمع‪.‬‬
‫= ‪ +1.5‬من أجل التصوينة الموجودة من جهة هبوب الرياح (‪.)Windward Parapet‬‬
‫= ‪ −1.0‬من أجل التصوينة الموجودة بعكس جهة هبوب الرياح (‪.)Leeward Parapet‬‬
‫تعني اإلشارة الموجبة (والسلبة) أن الضغط الصافي يطبق باتجاه (وبعيدا ً عن) الوجه األمامي (الخارجي) للتصوينة‬
‫‪131‬‬
‫د‪ .‬م‪ .‬ربيع الصفدي‬
‫‪www.facebook.com/dr.alsafadie/‬‬
‫خطوات حساب أحمال الرياح لتصميم الجملة الرئيسية المقاومة لقوى الرياح لألبنية المغلقة لجميع االرتفاعات‬
‫‪Steps to Determine MWFRS Wind Loads for Enclosed Buildings of All Heights‬‬
‫الخطوة ‪ :1‬حدد صنف الخطورة للبناء وعامل األهمية ‪ Iw‬بالنسبة ألحمال الرياح حسب صنف الخطورة الموافق‪.‬‬
‫الخطوة ‪ :2‬حدد سرعة الرياح األساسية‪.V ،‬‬
‫الخطوة ‪ :3‬حدد معامالت حمل الرياح‪:‬‬
‫• عامل اتجاهية الرياح‪Kd ،‬؛ انظر الفقرة ‪ 26.6‬و الجدول ‪ Table 26.6-1‬من ‪.ASCE7-16‬‬
‫• صنف التعرض؛ انظر الفقرة ‪ 26.7‬من ‪.ASCE7-16‬‬
‫• العامل الطبوغرافي‪Kzt ،‬؛ انظر الفقرة ‪ 26.8‬والجدول الموجود في الشكل ‪ Fig. 26.8-1‬من ‪.ASCE7-16‬‬
‫• عامل منسوب سطح األرض‪Ke ،‬؛ انظر الفقرة ‪ 26.9‬من ‪.ASCE7-16‬‬
‫• عامل تأثير الهبة القصوى‪ G ،‬أو ‪Gf‬؛ انظر الفقرة ‪ 26.11‬من ‪.ASCE7-16‬‬
‫• تصنيف االنغالق؛ انظر الفقرة ‪ 26.12‬من ‪.ASCE7-16‬‬
‫• معامل الضغط الداخلي‪(GCpi ) ،‬؛ انظر الفقرة ‪ 26.13‬و الجدول ‪ Table 26.13-1‬من ‪.ASCE7-16‬‬
‫الخطوة ‪ :4‬حدد معامل تعرض سرعة الضغط‪ Kz ،‬أو ‪Kh‬؛ انظر الجدول ‪ Table 26.10-1‬من ‪.ASCE7-16‬‬
‫الخطوة ‪ :5‬حدد ضغط السرعة ‪ qz‬أو ‪ ،qh‬المعادلة )‪ Eq. (26.10-1‬من ‪.ASCE7-16‬‬
‫الخطوة ‪ :6‬حدد معامل الضغط الخارجي‪:Cp ،‬‬
‫• الشكل ‪ Fig. 27.3-1‬من أجل الجدران واألسطح المستوية وأسطح (‪)gable, hip, monoslope, mansard‬‬
‫من ‪.ASCE7-16‬‬
‫الخطوة ‪ :7‬احسب ضغط الرياح‪ ،p ،‬على كل سطح من أسطح البناء‪.‬‬
‫‪132‬‬
‫د‪ .‬م‪ .‬ربيع الصفدي‬
‫‪www.facebook.com/dr.alsafadie/‬‬
‫حاالت أحمال الرياح التصميمية‬
‫‪Design Wind Load Cases‬‬
‫‪ph‬‬
‫‪ph‬‬
‫‪pi‬‬
‫‪ph‬‬
‫‪pz‬‬
‫‪ph  qh G C p‬‬
‫‪pz‬‬
‫‪WIND‬‬
‫‪ph‬‬
‫‪pz  qz G C p‬‬
‫) ‪pi  qi (G C pi‬‬
‫‪P  ( pz  ph ) B‬‬
‫‪pz  ph‬‬
‫‪B‬‬
‫يجب قياس الالمركزية ‪ e‬لألبنية الصلدة بدءا ً من المركز الشكل الهندسي (‪ )Geometric Center‬لوجه البناء ويجب أخذها‬
‫بالحسبان من أجل كل محور رئيسي (‪.)eX =±0.15Bx, eY =±0.15By‬‬
‫‪ :Bx, By‬البعد األفقي للبناء مقاس بشكا متعامد مع اتجاه الرياح‪.‬‬
‫تحدد الالمركزية ‪ e‬لألبنية المرنة من المعادلة التالية ويجب أخذها بالحسبان من أجل كل محور رئيسي (‪:)eX , eY‬‬
‫‪2‬‬
‫‪g Q e   g R e ‬‬
‫‪g Q   g R ‬‬
‫‪2‬‬
‫‪Q‬‬
‫‪R‬‬
‫‪R‬‬
‫‪Q‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪R‬‬
‫‪Q‬‬
‫‪eQ  1.7I z‬‬
‫‪e‬‬
‫‪1  1.7I z‬‬
‫‪ :eQ‬الالمركزية ‪ e‬كما هي معرفة لألبنية الصلدة (‪.)eQ =0.15‬‬
‫‪ :eR‬المسافة بين مركز القص المرن (‪ )Elastic Shear Center‬ومركز الكتلة (‪ )Center of Mass‬لكل طابق‪.‬‬
‫يجب تحديد ̅𝑧𝐼 و ‪ gQ‬و ‪ Q‬و ‪ gR‬و ‪ R‬من الفقرة ‪ 26.11‬من ‪ .ASCE7-16‬يجب أخذ الالمركزية ‪ e‬بإشارة موجبة أو سالبة‪،‬‬
‫أيهما يسبب تأثير الحمل األشد خطورة‪.‬‬
‫‪133‬‬
‫د‪ .‬م‪ .‬ربيع الصفدي‬
‫‪www.facebook.com/dr.alsafadie/‬‬
‫الحاالت التصميمية ألحمال الرياح‬
‫الحالة ‪ .1‬كامل ضغط الرياح التصميمي مطبق على المساحة المسقطة (‪ )Projected Area‬المتعامدة مع كل محور رئيسي‬
‫من محاور المنشأة‪ ،‬بحيث تؤخذ هذه الحالة بشكل منفصل على طول كل محور رئيسي‪.‬‬
‫‪ :PWX , PWY‬الضغط التصميمي للوجه المقابل لهبوب الرياح المطبق باتجاه المحاور الرئيسية ‪ x‬و ‪ ،y‬على التوالي‪.‬‬
‫‪ :PLX , PLY‬الضغط التصميمي للوجه المعاكس لهبوب الرياح المطبق باتجاه المحاور الرئيسية ‪ x‬و ‪ ،y‬على التوالي‪.‬‬
‫للحالة ‪ 1‬احتمالين‪.+Y ،+X ،‬‬
‫الحالة ‪ .2‬ثالثة أرباع ضغط الرياح التصميمي مطبق على المساحة المسقطة المتعامدة مع كل محور رئيسي من محاور المنشأة‬
‫بالترافق مع عزم فتل كما هو موضح بالشكل‪ ،‬بحيث تؤخذ هذه الحالة بشكل منفصل لكل محور رئيسي‪.‬‬
‫‪ :eX; eY‬الالمركزية من أجل المحاور الرئيسية ‪ x‬و ‪ y‬للمنشأة‪ ،‬على التوالي‪.‬‬
‫‪ :MT‬عزم الفتل لكل واحدة طول ومطبق حول المحور الرأسي للبناء‪.‬‬
‫للحالة ‪ 2‬أربعة احتماالت‪.+X +eX, +X ˗eX, +Y +eY, +Y ˗eY ،‬‬
‫‪134‬‬
‫د‪ .‬م‪ .‬ربيع الصفدي‬
‫‪www.facebook.com/dr.alsafadie/‬‬
‫الحالة ‪ .3‬تحميل الرياح كما هو معرف في الحالة ‪ ،1‬إال أنه يعتبر مطبق بشكل متزامن وبنسبة ‪ 75%‬من القيمة المحددة‪.‬‬
‫للحالة ‪ 3‬احتمالين‪.+X-Y, +X+Y ،‬‬
‫الحالة ‪ .4‬تحميل الرياح كما هو معرف في الحالة ‪ ،2‬إال أنه يعتبر مطبق بشكل متزامن وبنسبة ‪ 75%‬من القيمة المحددة‪.‬‬
‫للحالة ‪ 4‬أربعة احتماالت‪.+X –Y +eX +eY, +X –Y –eX –eY, +X +Y +eX +eY, +X +Y –eX –eY ،‬‬
‫‪135‬‬
‫د‪ .‬م‪ .‬ربيع الصفدي‬
‫‪www.facebook.com/dr.alsafadie/‬‬
‫تراكيب األحمال الخاصة بالرياح‬
‫‪Wind Combinations‬‬
‫يجب تصميم عناصر المنشأة بما فيها األساسات بحيث تكون مقاومتها التصميمية (‪ )Design Strength‬مساوية أو تزيد على‬
‫التأثيرات الناجمة عن األحمال المصعدة في التراكيب التالية‪:‬‬
‫تركيب الرياح األول المتحكم بالضغط‪:‬‬
‫𝑊‪𝑊1 = 1.2𝐷 + 1.6(𝐿𝑟 or 𝑆 or 𝑅) ± 0.8‬‬
‫تركيب الرياح الثاني المتحكم بالضغط‪:‬‬
‫𝑊‪𝑊2 = 1.2𝐷 + 𝑓1 𝐿 + 0.5(𝐿𝑟 or 𝑆 or 𝑅) ± 1.6‬‬
‫تركيب الرياح المتحكم بالشد‪:‬‬
‫𝑊‪𝑊3 = 0.9𝐷 ± 1.6‬‬
‫حيث‬
‫‪ D‬و ‪ :L‬أثر الحمل الميت وأثر الحمل الحي‪.‬‬
‫‪ :Lr‬أثر الحمل الحي للسقف‪.‬‬
‫‪ :S‬أثر حمل الثلج‪.‬‬
‫‪ :R‬أثر حمل المطر‪.‬‬
‫‪ :E‬أثر حمل الزالزل‪.‬‬
‫‪ :f1‬معامل مساوي إلى ‪ 1‬لألسقف المتكررة في المواقع ذات التجمعات العامة وفي األماكن التي تتجاوز فيها األحمال الحية‬
‫‪ 5KN/m2‬وفي األحمال الحية لمرائب السيارات‪ ،‬ويساوي ‪ 0.5‬لباقي األحمال الحية‪.‬‬
‫‪ :W‬الحمل الناتج عن ضغط الرياح‪.‬‬
‫مستوى حمل الرياح‬
‫‪Wind Load Level‬‬
‫تم التصميم على أحمال الرياح ألول مرة وفقا ً لطريقة التصميم على المقاومة‪ ،‬الحد األقصى (‪ )Strength Level Design‬في‬
‫عام ‪ .)ASCE 7-10( 2010‬نتيجة لهذا التحديث تم إدماج عدة تغييرات بالمقارنة مع النسخ السابقة من الكود‪ .‬من المعلوم أن‬
‫حساب االنزياح الزلزالي (‪ )Seismic Drift‬للمباني يتم عند مستوى حمل المقاومة (‪ ،)Strength Load Level‬بينما يعتبر‬
‫التحقق من االنزياح الناجم عن أحمال الرياح من المسائل المتعلقة باستثمارية المبنى (‪ )Serviceability‬وبالتالي تحسب عند‬
‫مستوى الحمل االستثماري (‪ ،)Service Load Level‬أي المقابل لفترة رجوع وسطية منخفضة (‪.)low MRI‬‬
‫منذ عام ‪ ،2010‬اعتمد الكود مستويين ألحمال الرياح‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫مستوى حمل المقاومة (‪ :)Strength Load Level‬يتوافق مع فترات رجوع وسطية عالية (‪ .)high MRI‬يوجد في الكود‬
‫‪ ASCE7-16‬خرائط لفترات الرجوع الوسطية التالية‪ MRI 300 years ،‬و ‪ MRI 700 years‬و ‪MRI 1700 years‬‬
‫و ‪ .MRI 3000 years‬يستخدم مستوى حمل المقاومة للتحقق من متطلبات التصميم على المقاومة (الحد األقصى)‪.‬‬
‫مستوى الحمل االستثماري (‪ :)Service Load Level‬يتوافق مع فترات رجوع وسطية منخفضة (‪ .)low MRI‬يوجد‬
‫في الكود ‪ ASCE7-16‬خرائط لفترات الرجوع الوسطية التالية‪ MRI 10 years ،‬و ‪ MRI 25 years‬و ‪MRI 50‬‬
‫‪ years‬و ‪ .MRI 100 years‬يستخدم مستوى الحمل االستثماري من أجل التحقق من المتطلبات االستثمارية للمبنى مثل‬
‫االنزياح واالهتزاز‪.‬‬
‫‪136‬‬
‫د‪ .‬م‪ .‬ربيع الصفدي‬
‫‪www.facebook.com/dr.alsafadie/‬‬
‫حدود االنزياح الخاص بأحمال الرياح‬
‫‪Wind Drift Limit‬‬
‫ال يقترح الكود ‪ ASCE7-16‬حدود لالنزياح الطابقي المسموح من أجل التصميم على الرياح‪ ،‬بينما عند التصميم الزلزالي هناك‬
‫حدود منصوص عليها في الكود لالنزياح الطابقي المسموح‪ .‬وفقا ً للملحق ‪ Appendix C‬الغير ملزم (اعتبارات استثمارية) من‬
‫كود ‪ ASCE7-16‬االستخدام المتداول عند تصميم األبنية هو من مرتبة ‪ 1/600‬إلى ‪ 1/400‬من ارتفاع البناء أو االرتفاع‬
‫الطابقي عند التحقق من االنتقال الكلي أو االنزياح الطابقي من دون أي تفاصيل إضافية‪.‬‬
‫عادة ً تتراوح حدود االنتقال الكلي واالنزياح الطابقي المسموح عند التصميم على الرياح حسب االستخدام المتداول بين ‪H/100‬‬
‫إلى ‪ H/600‬من أجل التحقق من انتقال البناء الكلي (‪ )Total Building Drift‬ومن ‪ h/200‬إلى ‪ h/600‬أجل التحقق من‬
‫االنزياح الطابقي (‪ ،)Interstory Drift‬حسب نوع البناء ونوع إكساء الواجهات والمواد المستخدمة كقواطع‪.‬‬
‫حسب (‪ ،)ASCE Task Committee on Drift Control of Steel Building Structures, 1988‬القيم األكثر‬
‫استخداما ً على اإلطالق هي من ‪ H (or h)/400‬إلى ‪.H (or h)/500‬‬
‫أحيانا ً يتم من قبل المهندسين فرض حدود مطلقة على االنزياح الطابقي بضوء الدالئل التي تؤكد إمكانية حصول ضرر للقواطع‬
‫غير اإلنشائية واإلكساءات واأللواح الزجاجية المستخدمة للواجهات في حال تجاوز االنزياح الطابقي حوالي ‪.10 mm‬‬
‫تأثير تشققات العناصر اإلنشائية‬
‫‪Effect of Cracking of Structural Elements‬‬
‫عند تحليل المباني على أحمال الرياح‪ ،‬يكون لتشقق العناصر اإلنشائية تأثير أقل على االستجابة اإلنشائية للجملة المقاومة ألحمال‬
‫الرياح‪ .‬يعود السبب في التأثير األقل إلى االستجابة الالخطية للمنشأة التي ال تؤخذ بعين االعتبار عند تحليل أحمال الرياح على‬
‫المباني‪ .‬حسب التعليقات الخاصة بالكود ‪ ،ACI 318-14‬يجب استخدام العوامل الظاهرة في الجدول أدناه عند أخذ تأثيرات‬
‫العناصر المتشققة بعين االعتبار‪.‬‬
‫تم حساب العوامل المبينة في الجدول أدناه عن طريق ضرب عوامل تخفيض عزوم العطالة الخاصة بالتصميم عند مستوى‬
‫الحمل المقاوم (‪ )Strength Load Level‬المبينة في الجدول ‪ Table 6.6.3.1.1‬من ‪ ACI 318-14‬بالعامل ‪ 1.4‬كما هو‬
‫مشروح في الفقرة ‪ R.6.6.3.2.2‬من ‪.ACI 318-14‬‬
‫‪137‬‬
‫د‪ .‬م‪ .‬ربيع الصفدي‬
‫‪www.facebook.com/dr.alsafadie/‬‬
‫معطيات حموالت الرياح من أجل المشروع‪:‬‬
‫سرعة الرياح األساسية‬
‫‪(48 m/sec) 106.67 mph‬‬
‫‪MRI=50 years‬‬
‫صنف التعرض‬
‫‪C‬‬
‫(ريف مكتظ باألشجار‪ ،‬قرى‪ ،‬األطراف البعيدة للمدن‪ ،‬المناطق المفتوحة)‬
‫عامل األهمية‬
‫‪Iw =1‬‬
‫(صنف اإلشغال ‪ :4‬المنشآت ذات الوظيفة النموذجية‪ ،‬بناء مكاتب)‬
‫عامل االتجاهية‬
‫‪Kd = 0.85‬‬
‫(أبنية‪ :‬لتصميم الجملة المقاومة ألحمال الرياح األساسية)‬
‫‪Ke = e−0.000119Zg = e−0.000119*613=0.93‬‬
‫عامل مستوى سطح األرض‬
‫(مستوى سطح األرض يرتفع عن مستوى سطح البحر ‪)610 m‬‬
‫العامل الطبوغرافي‬
‫‪Kzt = 1‬‬
‫(المبنى غير واقع على ُم ْن َحدَر أو نُتُوء أو تَلّة)‬
‫عامل تأثير الهبة القصوى‬
‫‪G = 0.874‬‬
‫(البناء صلد حسب ما هو مبين أدناه)‬
‫يمكن اعتبار البناء منخفض (‪ )Low-rise Building‬بسبب تحقق الشرطين‪:‬‬
‫‪ )1‬االرتفاع الوسطي للسقف ‪ h=16m‬أقل من ‪.18m‬‬
‫‪ )2‬االرتفاع الوسطي للسقف ‪ h=16m‬ال يتجاوز أقل بعد أفقي للمبنى ‪.Bx=17.5m‬‬
‫وبالتالي يمكن اعتبار البناء على أنه صلد (‪.)Rigid‬‬
‫يمكن إيجاد التواتر األساسي للمبنى (أنظمة أخرى مقاومة لألحمال الجانبية) من العالقة‪:‬‬
‫‪na  22.86 / h  1.43 Hz  1 Hz‬‬
‫عندئ ٍذ وحسب الطريقة المحسنة لحساب عامل تأثير الهبة القصوى يمكن اعتماد‪.G=0.874 :‬‬
‫)‪z min (m‬‬
‫̅‬
‫)‪ℓ (m‬‬
‫‪c‬‬
‫‪Exposure‬‬
‫‪9.144‬‬
‫‪0.33333‬‬
‫‪97.536‬‬
‫‪0.3‬‬
‫‪B‬‬
‫‪4.572‬‬
‫‪0.2‬‬
‫‪152.4‬‬
‫‪0.2‬‬
‫‪C‬‬
‫‪2.1336‬‬
‫‪0.125‬‬
‫‪198.12‬‬
‫‪0.15‬‬
‫‪D‬‬
‫‪4.572‬‬
‫‪0.20‬‬
‫‪152.4‬‬
‫‪0.2‬‬
‫‪C‬‬
‫‪Q = 0.8966‬‬
‫‪138‬‬
‫‪g Q = 3.4‬‬
‫‪𝑧̅ = 9.6‬‬
‫‪𝐼𝑧̅ = 0.2014‬‬
‫‪g v = 3.4‬‬
‫‪𝐿𝑧̅ = 151.16‬‬
‫د‪ .‬م‪ .‬ربيع الصفدي‬
‫‪0.874‬‬
‫‪Gust Effect Factor For Rigid‬‬
‫‪Structure, G‬‬
‫‪Building Height (m), h = 16‬‬
‫‪Building Width Normal to Wind (m), B = 17.5‬‬
‫‪Exposure Category = C‬‬
‫‪ 1  1.7 gQ I z Q ‬‬
‫‪G  0.925 ‬‬
‫‪‬‬
‫‪ 1  1.7 g v I z ‬‬
‫‪www.facebook.com/dr.alsafadie/‬‬
:ASCE 7-16 ‫سيتم تعريف حموالت الرياح وفق الطريقة المعتمدة في الكود‬
Define → Load Patterns⋯
Load
W
Type
Wind
Self-Weight Multiplier
0
→ Add New Load
→ Modify Lateral Load⋯
Auto Lateral Load
ASCE 7-16
‫إلضافة نموذج الحمل‬
‫لتعديل البرامترات االفتراضية لنموذج الحمل‬
‫التعرض و معامالت الضغط‬
Exposure and Pressure Coefficients:
⨀ Exposure from Extents of Diaphragms
‫معامالت ضغط الرياح‬
Wind Pressure Coefficients:
⨀ Program Determined
:‫عوامل التعرض للرياح‬
Wind Exposure Parameters
Wind Direction and Exposure Widths: Direction Angles: 0
Case (ASCE 7-16 Fig 27.3-8): Create all Sets
e1 Ratio (ASCE 7-16 Fig 27.3-8): 0.15
e2 Ratio (ASCE 7-16 Fig 27.3-8):0.15
www.facebook.com/dr.alsafadie/
‫ ربيع الصفدي‬.‫ م‬.‫د‬
139
:‫معامالت الرياح‬
Wind Coefficients:
Wind Speed (mph): 48*100/45=106.67
Exposure Type: C
Ground Elevation Factor: 0.93
Topographic Factor, Kzt: 1
Gust Factor: 0.874
Directionality Factor, Kd: 0.85
:‫ارتفاع التعرض للرياح‬
Exposure Height:
Top Story: Roof
Bottom Story: Parking
Include Parapet
Parapet Height: 1.2m
www.facebook.com/dr.alsafadie/
‫ ربيع الصفدي‬.‫ م‬.‫د‬
140