حصر النجارة والهيكل الإنشائي

أكثر أخطاء طول الهيكل الإنشائي شيوعاً هو قياس الجدار حتى الوجه النهائي للجدار الجبسي أو الجص الذي تستخدمه أعمال التشطيب. أما طول الهيكل الإنشائي فيتبع خط القائم بدلاً من ذلك، وعرف الرسم الفني في أمريكا الشمالية غير متماثل. تُسنَد الجدران الخارجية والحاملة إلى الوجه الخارجي للقائم، حيث تتراصف معه الأساسات والكمرة الطرفية وألواح التغطية. أما القواطع الداخلية فتُؤخذ على خط المنتصف، لأن التباعد من المركز يقسَّم بدقة على طول خط المنتصف وتوازن التقاطعات نفسها بنفسها. وأحياناً تحدد المشاريع التجارية الكبيرة أبعاد القواطع حتى وجه الهيكل الإنشائي بدلاً من ذلك. واختيار خط الإسناد الخاطئ يحرف الامتداد بنحو نصف عرض قائم عند كل طرف ويزيح كل كمية مشتقة.

هذا التقسيم عرف راسخ لتخطيط البناء في أمريكا الشمالية وليس قاعدة منشورة، لذا اعتمد الوجه الذي يذكر المخطط أنه يحدد الأبعاد إليه. وفي إطار RICS NRM2 يزول السؤال: يقيس القسم 16 من الأعمال أعضاء الهيكل الإنشائي على طولها بالمقطع العرضي المحدد، وخط المنتصف هو الخط العملي للتقدير.

عند ضرب امتداد خط المنتصف في عرض الجدار، يُفرط خط المنتصف في العد عند نقاط التقاء الجدران، والتصحيح معيار من معايير ممارسة مسح الكميات. الزاوية على شكل حرف L توازن نفسها: القطعة المعدودة مرتين على أحد الجانبين تساوي القطعة المتروكة على الجانب الآخر، فلا حاجة إلى تعديل. أما التقاطع على شكل حرف T أو الجدار العرضي فيُفرط في العد، لذا تخصم نصف عرض الجدار عند كل تقاطع. ولأن الجدار العرضي الواحد يكوِّن تقاطعين، يُخصم عرض كامل لكل جدار عرضي. صافي طول خط المنتصف يساوي إجمالي طول خط المنتصف ناقص نصف العرض مضروباً في عدد التقاطعات.

هذا هو عدم التماثل بين الطول والمساحة في الهيكل الإنشائي، وهو القاعدة التي يجب التمسك بها بحزم. تمتد الألواح السفلية/العلوية والمسارات بشكل متصل بعد كل فتحة، ولا يزال الجدار فوق الفتحة وتحتها موجوداً، لذا لا تُخصم الفتحة أبداً من الامتداد الطولي للجدار بأي طريقة. وتتفق RICS NRM2 مع الممارسة في أمريكا الشمالية على ذلك. وما تفعله الفتحة بدلاً من ذلك هو تقليل مساحة ألواح التغطية وإضافة قطع هيكلية.

تُقلَّص مساحة ألواح التغطية، لكن فقط في الفتحات الكبيرة، لأن جهد القص حول الفتحة الصغيرة يعادل المادة الموفَّرة. الممارسة في أمريكا الشمالية لمنتجات الألواح، المستعارة من عرف الجدران الجبسية، تتجاهل الفتحات حتى نحو لوح واحد بقياس 4×8 (نحو 32 قدماً مربعة) وتخصم ما هو أكبر من ذلك، لذا يبقى الباب القياسي البالغ نحو 21 قدماً مربعة محسوباً. أما RICS NRM2 فتخصم فراغات الألواح الأكبر من عتبة عملها السطحي البالغة نحو 0.50 متر مربع. أما رقم المتر المربع الواحد (1.00) في مواضع أخرى من سلسلة تلك المعايير فينتمي إلى أقسام تكسية الألواح والتزجيج والعزل المائي، وليس إلى ألواح الخشب، ولا ينبغي إعادة استخدامه هنا. أما نجارة VOB/C الألمانية (DIN 18334) فهي نظام منفصل: فبالنسبة للأعمال الخشبية بالحجم تقيس المقطع العرضي الكامل دون خصم القطوعات.

يزداد عدد القطع الهيكلية. تضيف كل فتحة قوائم رئيسية (king)، وقوائم مساندة (jack أو trimmer)، وعتبة علوية (أو، في أسواق المملكة المتحدة والأسواق المترية، عتبة فتحة lintel)، وقوائم قصيرة فوق العتبة العلوية، إضافة إلى عتبة سفلية وقوائم قصيرة تحتها بالنسبة للنوافذ. وأدوار هذه الأعضاء معترف بها في كود IRC؛ أما العدد المعتاد وهو قائمان رئيسيان مع قائمين مساندين وعتبة علوية وقوائم قصيرة فهو عرف هيكلي.

الاشتقاق الأساسي واحد في الهيكل الإنشائي الرأسي والأفقي: عدد الأعضاء يساوي الامتداد مقسوماً على التباعد من المركز، زائد واحد، زائد إضافات العرف. مقسوم التباعد مجدول في الكود؛ أما الإضافات فهي ممارسة.

بالنسبة للقوائم، خذ القوائم الميدانية بحسب التباعد، ثم أضف ثلاثة لكل زاوية، واثنين لكل تقاطع قاطع، وواحداً لكل نهاية جدار، وقائمين رئيسيين مع قائمين مساندين لكل فتحة. التباعد القياسي 16 بوصة (406 ملم) من المركز في جداول IRC وIBC؛ ويُسمح بـ24 بوصة (610 ملم) في الهيكل الإنشائي المتقدم. طول القائم ليس هو الارتفاع الاسمي للجدار. يستخدم الجدار القياسي بارتفاع 8 أقدام قائماً مقطوعاً مسبقاً بطول 92 و5/8 بوصة بحيث يصل التجميع إلى خط السقف مع لوح سفلي بسماكة 1 و1/2 بوصة ولوح علوي مزدوج بسماكة 3 بوصات؛ أما الجدران بارتفاع 9 أقدام و10 أقدام فتستخدم قوائم بطول 104 و5/8 بوصة و116 و5/8 بوصة.

خشب الألواح السفلية/العلوية يساوي طول الجدار مضروباً في عدد الصفوف: ثلاثة افتراضياً (لوح سفلي واحد زائد لوح علوي مزدوج)، أو اثنان بلوح علوي مفرد في الهيكل الإنشائي المتقدم. تتبع عوارض الأرضيات والأسقف نمط القوائم على امتداد الأرضية، إضافة إلى المضاعفة تحت القواطع الموازية، والمضاعفة مع العتبات العلوية والعوارض المحيطة بالفتحات، والعوارض الطرفية عند المحيط. وتُحسب الروافد بقسمة امتداد السقف على التباعد زائد واحد لكل مستوى منحدر، لكن يجب أن يكون الطول هو الطول المائل الحقيقي وليس الامتداد الأفقي. الطول الحقيقي يساوي الامتداد الأفقي مضروباً في معامل الميل (الجذر التربيعي لواحد زائد مربع نسبة الارتفاع إلى الامتداد)، زائد البروز وبدل القمة. أما روافد الأحرف (hip) والوديان (valley) فتستخدم معامل ميلها الأطول الخاص بها.

في مناطق RICS NRM2 وCIQS لا يظهر اشتقاق العدد هذا في جدول الكميات. تُقاس القوائم والعوارض والروافد كأعضاء بالمتر الطولي بالمقطع العرضي المحدد، ويتولى المقاول تجميع عدد القطع. جداول التباعد جزء من الكود؛ أما الإضافات ومضاعف الألواح بثلاثة صفوف فهي عرف. القيم الافتراضية للتباعد المتري (400 ملم في المملكة المتحدة، و600 في أوروبا القارية، و450 في أستراليا ونيوزيلندا بموجب AS 1684) هي وحدات نمطية شائعة وليست أرقاماً ملزمة، إذ يعتمد التباعد على البحر والحمل ويُقرأ من الرسم.

للجدار الجملوني أو المائل قوائم تطول من الطرف القصير حتى القمة، كل قائم أطول من سابقه بمقدار نسبة الارتفاع إلى الامتداد مضروبة في التباعد. ولا يزال العدد هو الامتداد مقسوماً على التباعد، لكن كمية الخشب يجب أن تجمع الأطوال المتزايدة الفعلية بدلاً من تطبيق ارتفاع القمة على كل قائم. وهناك اختصار شائع يستخدم متوسط طول القائم، أي نحو نصف ارتفاع القمة، مضروباً في العدد. مساحة ألواح تغطية الجملون هي مساحة المثلث: القاعدة مضروبة في الارتفاع مقسومة على اثنين. ومعاملة الجملون كمستطيل بارتفاع القمة تؤدي إلى طلب زائد في القوائم وألواح التغطية معاً.

قبل أي تحويل من المساحة إلى عدد الألواح، حدِّد أي الأسطح تُغطَّى بالألواح، لأن الخطأ في أساس الوجه خطأ بمعامل اثنين. تُغطَّى الجدران الخارجية عادة على وجه واحد، وهو الخارجي. والجدار المغطى على الجانبين لمقاومة القص أو لتصنيف الحريق يضاعف المساحة. ويستخدم سطح السقف مساحة المستوى المائل الحقيقية، بينما يستخدم سطح الأرضية مساحة المسقط الأفقي للأرضية المُهيكَلة.

ثم حوِّل المساحة إلى عدد الألواح. عدد الألواح هو المساحة المغطاة مقسومة على مساحة اللوح، مقرَّبة لأعلى إلى ألواح كاملة. اللوح القياسي بقياس 4×8 أقدام، أي 32 قدماً مربعة، وهو حجم لوح مصنَّف بالأداء منشور من قِبل الجمعية المهنية للخشب الهندسي. وتستخدم الأسواق المترية لوحاً بقياس 1.2×2.4 متر، أي نحو 2.88 متر مربع. ويُطبَّق خصم مساحة الفتحات قبل التقريب لأعلى.

يحمل الهيكل الإنشائي وصلات ومثبتات معدنية إضافة إلى الأعضاء نفسها: حوامل العوارض، وأربطة مقاومة الأعاصير ومقاومة الرفع، ومراسي الهيكل الإنشائي، والمسامير أو البراغي. والنهج هو حامل واحد لكل وصلة عارضة بكمرة، وأربطة لكل مسند رافدة أو جمالون، مع أخذ الأعداد الدقيقة من جدول وصلات المشروع وجدول التثبيت في كود IRC. وتُعدِّد RICS NRM2 هذه ضمن أعمال التثبيت. والمتطلب وأدوار الأعضاء مرتكزة على الكود والمعايير؛ أما الأعداد الدقيقة فتأتي من الجدول.

قطع حجز الحريق المنصوص عليها في الكود قابلة للاشتقاق. يشترط البند IRC R302.11 وجود قطع حجز الحريق في جدران القوائم القابلة للاحتراق عند مستويي السقف والأرضية وأفقياً على فترات لا تتجاوز 10 أقدام (3048 ملم)، إضافة إلى الأسقف السفلية المعلقة وكمرات الدرج، فتكون القطع الأفقية تقريباً طول الجدار مقسوماً على 10 أقدام زائد امتدادات كل مستوى. وعشرة الأقدام هي فترة تباعد قصوى تُستخدم كمقسوم، وليست طول عضو. أما حجز التيارات السكني بموجب IRC R302.12 فيقسِّم تجميعات الأرضيات والأسقف القابلة للاحتراق المستترة البالغة 1000 قدم مربعة أو أقل. أما حجز تيارات الفراغ العلوي المنفصل البالغ 3000 قدم مربعة أو أقل فهو نص تجاري في IBC 718.4.2 لإشغالات المجموعة R، وليس رقماً سكنياً.

قطع الحجز غير المنصوص عليها في الكود تُحدَّد بحسب التفاصيل: قطع الإسناد والتثبيت للخزائن والمقابض والتجهيزات، وقطع حجز حواف الألواح حيث تقع حواف ألواح التغطية بين القوائم، وصفوف الربط عند منتصف البحر في عوارض الأرضيات، وعادة صف واحد تقريباً لكل 8 أقدام من البحر. لا يحدد أي بند منشور عدداً لها، لذا تُؤخذ من التفاصيل المعمارية ومن توزيع الألواح أو العوارض، أو تُدرَج ضمن بدل خشب عام.

الجمالونات الهندسية للأسقف والأرضيات أعضاء مجدولة ومصممة، لذا تُعد بالقطعة لكل علامة جمالون من رسومات تصميم الجمالونات (الأنواع العادية، وأحرف السقف، والجائزية، والأحادية الميل، والمقصية، والطرفية الجملونية)، ولا تُشتق بالتباعد كما تُشتق الروافد والعوارض المُهيكَلة بالعصي. ويحكمها كود IRC ومعيار تصميم الجمالونات TPI 1، وتُعدِّد RICS NRM2 الروافد الجمالونية بالعدد.

يُقدَّر العضو الجائز فوق الفتحة بطرق مختلفة بحسب المنطقة. تستخدم الجدران خفيفة الهيكل في أمريكا الشمالية عتبة علوية مركَّبة من خشب مقاسي أو عتبة هندسية محسوبة ضمن خشب الهيكل الإنشائي، بطول يساوي عرض الفتحة زائد الارتكاز على كل قائم مساند، مضروباً في عدد الطبقات. أما الممارسة في المملكة المتحدة وأوروبا فكثيراً ما تستخدم عتبة فتحة من الفولاذ المصنَّع مسبقاً أو الخرسانة سابقة الصب بدلاً من ذلك، تُقاس بالمتر الطولي للمرجع المحدد وتُدرَج في قسم منفصل. أما الهياكل الخشبية في أستراليا ونيوزيلندا بموجب AS 1684 فتستخدم عتبة فتحة خشبية، مع الفولاذ حيث يستدعي الجدول ذلك. والخطأ في نمذجة أحدهما كالآخر يضع عضو الرأس في الجدول الخاطئ وبالمادة الخاطئة.

مسامير تثبيت اللوح السفلي قابلة للاشتقاق من الكود انطلاقاً من امتداد اللوح السفلي. يحدد البند IRC R403.1.6 مسامير التثبيت بما لا يزيد على 6 أقدام من المركز، مع مسمار في حدود 12 بوصة من كل نهاية لوح وبحد أدنى مسمارين لكل قطعة لوح، فيكون العدد تقريباً امتداد اللوح مقسوماً على 6 أقدام، زائد واحد، زائد مسامير النهايات. أما المناطق العالية الزلزالية والعالية الرياح فتشدد التباعد وتضيف صفائح للوح بحسب التعديل المحلي.

يُحصَر الفولاذ المشكَّل على البارد بالطريقة نفسها التي يُحصَر بها الخشب: الامتداد مضروباً في التباعد يعطي القوائم، والمسار العلوي مع السفلي على شكل حرف U يعطي المسار، ويُقاس بضعف طول الجدار ويُطلب بأطوال قياسية مقدارها 10 أقدام (صفان، النظير المعدني للألواح الخشبية). ثلاثة أمور تتغير. تُعرَّف الأعضاء برمز AISI أو SSMA: فالرمز 362S125-33 يعني وتراً بعرض 3.625 بوصة، وحرف S للقائم، وجناحاً بعرض 1.25 بوصة، وفولاذاً أساسياً بسماكة 33 مل، مع تمييز الأعضاء غير الإنشائية بـNS بموجب AISI S220 واتباع الأعضاء الإنشائية لـAISI S240. ولا وجود لقدم اللوح هنا؛ فالفولاذ يُطلب بالقطعة ويُسعَّر بالوزن، أي بالأرطال لكل قدم من المقطع. وسماكة المل (33 أو 43 أو 54 أو 68 أو 97) تحل محل درجة الخشب وتُقرأ من المواصفات، ولا تُشتق من الامتداد.

يُطلب الخشب في أمريكا الشمالية ويُسعَّر بقدم اللوح. قدم اللوح الواحدة تساوي 144 بوصة مكعبة، وأقدام الألواح تساوي السماكة مضروبة في العرض مضروباً في الطول مقسوماً على 144 مع جميع الأبعاد بالبوصة. وبالنسبة لخشب الهيكل المقاسي يُستخدم المقطع العرضي الاسمي، فيخرج قياس 2×4×8 إلى 5.33 قدم لوح، بما يطابق طريقة المناشير في حساب الخشب اللين؛ أما الحجم المجهَّز الفعلي البالغ 1.5×3.5 بوصة فيقلل من قيمة الكمية. وقدم اللوح وحدة أمريكية شمالية؛ بينما تسعِّر الأسواق المترية الأخشاب بالمتر الطولي أو المتر المكعب بالمقطع المنشور المحدد بموجب RICS NRM2 وCIQS وAS 1684. والدرجة والنوع وصف من أوصاف الحصر: تشترط NRM2 ذكر المقطع العرضي وخصائص الخشب، لذا لا يمكن جمع SPF رقم 2 مقابل دوغلاس فير-لارش، أو الدرجتين البريطانيتين C16 مقابل C24، في بند واحد. ويُحصَر كل نوع جدار كامتداد منفصل، لأن أنواع الجدران تختلف في السماكة، وحجم القوائم وتباعدها، وعدد الألواح، وتصنيف الحريق، وألواح التغطية، وخط الإسناد.

الانضباط في النهاية هو الفصل بين نظامي الوحدات. الكمية المقيسة، المستخدمة للعطاءات وتقارير النطاق، هي امتداد الجدار على خط الإسناد ومساحة ألواح التغطية، بالأقدام الطولية والأقدام المربعة أو الأمتار المربعة، وهي صيغة NRM2 وCIQS. أما الكمية المطلوبة، المستخدمة للتوريد، فتحوِّل ذلك إلى أقدام ألواح وألواح كاملة وقطع قوائم أو مسارات، ثم تضيف الهدر: عادة من 10 إلى 15 بالمئة على خشب الهيكل ونحو 10 بالمئة على ألواح التغطية، تُطبَّق على الطلب ولا تُطبَّق أبداً على الحدود المقيسة. ونطاقات الهدر هذه قواعد عملية في القطاع. والإبلاغ عن كمية الطلب كعطاء يبالغ في النطاق، والإبلاغ عن كمية مقيسة كطلب يورِّد للمشروع أقل من حاجته. يقرأ Exayard الرسومات ويطبق هذه القواعد تلقائياً، متتبعاً كل امتداد جدار على خط إسناده، خاصماً الفتحات التي تتجاوز العتبة المختارة، ومشتقاً القوائم والألواح السفلية/العلوية والعوارض والروافد وألواح التغطية والوصلات للمنطقة المستخدمة.