التقوية والتأهيل الزلزالي لمبنى مدرسي

نظرة عامة على المشروع

هذا المشروع برنامج شامل لتقوية إنشائية لمبنى مدرسي قائم — إطار من الخرسانة المسلحة ببحور واسعة لقاعات التعليم وأنشطة الطلاب. بعد التقييم الإنشائي تبيّن أن الإطار الأصلي لم يعد يستوفي اشتراطات الكود الحالية للمباني التعليمية. ولأن المدارس تُمنح أهمية زلزالية مرتفعة — إذ تؤوي الأطفال خلال اليوم الدراسي وتُستخدم غالبًا كمأوى مجتمعي بعد الكوارث — فقد حُدد هدف التقوية أعلى من المباني العادية، وتطلّب الأمر رفع الإطار بالكامل إلى مستوى الامتثال الكامل.

المشكلات

الكمرات: قدرة الانحناء والقص أقل مما تتطلبه عملية التحقق وفق الكود الحالي، لا سيما في البحور الواسعة التي تخدم طوابق التعليم؛

البلاطات: قدرة وصلابة غير كافيتين للأحمال الحالية ولمتطلبات الفعل الزلزالي المتوافق مع الكود؛

الأعمدة: احتاجت أعمدة الطوابق السفلية والأعمدة الرئيسية إلى زيادة كبيرة في القدرة المحورية والمطيلية لتحقيق الأداء الزلزالي الكلي للإطار.

مخطط التقوية

1. كمرات الإطار — تقوية بألواح فولاذية ملصقة

قُوّيت كمرات الإطار بألواح فولاذية ملصقة خارجيًا على جانبي الكمرة وسطحها السفلي بمادة لاصقة إنشائية، مع تدعيم بمراسي ميكانيكية حيثما اقتضى تصميم الوصلة ذلك. تُعيد الألواح القدرة على الانحناء على طول البحر وتضيف مقاومة للقص في مناطق الأطراف — حل مباشر وعالي الصلابة يناسب مقاطع الكمرات الكبيرة والارتفاع الحر المتاح في هذا المبنى. وفي وصلات الكمرة بالعمود نُسّق توزيع الألواح مع أغلفة الأعمدة بحيث تشكّل العناصر المقوّاة مسار حمل متصلًا وموثوقًا.

2. البلاطات — تقوية بقماش CFRP

قُوّيت الأسطح السفلية للبلاطات على كامل مساحتها بقماش CFRP ملصق بنمط شبكي، ويظهر في صور الموقع كشبكة داكنة تغطي البلاطة بالكامل. يعمل القماش على كامل المساحة مع البلاطة كغشاء شد: يرفع القدرة والصلابة مع إضافة أقل من مليمترين إلى السماكة — وهو أمر حاسم في قاعات التعليم حيث يُحافظ على كل سنتيمتر من ارتفاع السقف للتمديدات والتشطيبات. أمكن تنفيذ نظام التشريب الرطب (wet lay-up) بحرًا بعد بحر، بالتوازي مع أعمال الفولاذ على الكمرات والأعمدة دون تعارض.

3. أعمدة الإطار — تغليف فولاذي ملصق خارجيًا

غُلّفت أعمدة الإطار بأغلفة فولاذية ملصقة خارجيًا: مقاطع فولاذية رأسية على أوجه الأعمدة تربطها معًا شرائح مستعرضة، وكلها ملصقة بالخرسانة بمادة لاصقة إنشائية. يعمل الغلاف كقفص خارجي متصل حول العمود الأصلي — يحصر قلب الخرسانة، ويكمّل التسليح الطولي، ويوفر الزيادة في القدرة المحورية والمطيلية التي طلبها التحقق الزلزالي الكلي. تُظهر صور الموقع الأغلفة على كامل الارتفاع، مع تنفيذ الأعمال من منصات رافعة مقصية لإبقاء الفراغ الداخلي المرتفع خاليًا من السقالات.

أوصل البرنامج المكتمل إطار المدرسة إلى الامتثال الكامل للاشتراطات الإنشائية والزلزالية الحالية:

استُعيدت قدرة الكمرات بالألواح الفولاذية الملصقة، مع تنسيق الوصلات داخل أغلفة الأعمدة؛

رُفعت صلابة البلاطات وقدرتها بتقوية CFRP على كامل المساحة دون فقدان ملموس للمساحة الداخلية؛

تأمّنت القدرة المحورية والمطيلية للأعمدة بأغلفة فولاذية متصلة؛

نُفّذ النطاق بالكامل خلال المدة المحددة للمشروع عبر فرق عمل متوازية ووصول قائم على المنصات، دون تعطيل مطوّل لسير العمل في المدرسة.

Horse Construction (horseen.com)، مُصنّع قماش CFRP والمواد اللاصقة الإنشائية وأنظمة الإيبوكسي لِلصق الفولاذ لمشاريع التقوية حول العالم.