هندسة أساس ملعب البادل

المواصفات التقنية

الأساس الشريطي (حلقة العتب المحيطية) ينشئ إطاراً خرسانياً مسلحاً حول محيط الملعب، يدعم الأعمدة الإنشائية والجدران الزجاجية مع السماح بالصرف الفعال داخل منطقة الملعب.

ميكانيكا نقل الأحمال

الأساس الشريطي ينقل الأحمال من الهيكل الفولاذي إلى الأرض من خلال كل من التحمل (العرض) والاحتكاك (العمق). يجب أن يتعامل الأساس مع القوى الأساسية التالية:

• الأحمال العمودية: ما يقارب 3.5 طن من الجدران الزجاجية بالإضافة إلى الإطار الفولاذي
• القوى الجانبية: حمل الرياح على الجدران بارتفاع 3-4م (حتى 24 كيلو نيوتن للجدار الخلفي القياسي)
• عزوم الانقلاب: ضغط الرياح يخلق دوراناً يجب مقاومته

للأساسات الشريطية في ظروف التربة النموذجية (قدرة تحمل 200-300 كيلو باسكال)، الأبعاد القياسية توفر دعماً كافياً لأحمال ملعب البادل عند التسليح الصحيح.

المواصفات التقنية

أساس البلاطة الخرسانية يوفر قاعدة أحادية تدعم منطقة الملعب بأكملها. هذا التصميم شائع بشكل خاص للتركيبات الداخلية وفي المناطق ذات المناخ المعتدل.

الاعتبارات الإنشائية

يجب تصميم أساس البلاطة لمقاومة عزوم الانحناء وقوى القص الناتجة عن الأحمال الموزعة والنقطية:

• الأحمال النقطية: قوى مركزة في مواقع الأعمدة (3-5 كيلو نيوتن لكل عمود)
• الأحمال الموزعة: سطح اللعب ووزن اللاعبين والمعدات
• ظروف الحواف: قد تكون الحواف السميكة مطلوبة في المحيط
• إعداد الطبقة التحتية: ضغط موحد إلى الحد الأدنى 95% كثافة بروكتور

للملاعب الداخلية المبنية على أرضيات خرسانية موجودة، يجب أن تلبي البلاطة الموجودة الحد الأدنى من المتطلبات:

• الحد الأدنى للسمك: 100مم أو أكثر
• قوة الخرسانة: 20 ميجا باسكال أو أعلى
• استواء السطح: أقصى تباين 3مم على حافة مستقيمة 3م
• لا توجد تشققات أو تدهور كبير

عندما يتم استيفاء هذه المتطلبات، يمكن غالباً استخدام البلاطة الموجودة كما هي، مع ربط مباشر لهيكل الملعب باستخدام مراسي كيميائية أو مسامير تمدد. هذا النهج يقلل بشكل كبير تكاليف البناء للتركيبات الداخلية.

منهجية الحساب

قوى الرياح تمثل الحمل البيئي الأساسي لملاعب البادل، خاصة للتركيبات الخارجية. الجدران الزجاجية الطويلة تقدم مساحة سطح كبيرة لتدفق الرياح، مما يخلق قوى جانبية وعزوم انقلاب كبيرة.

لجدار خلفي قياسي لملعب بادل (10م × 4م) في منطقة رياح معتدلة:

• ضغط السرعة القصوى: q_p = 0.5 كيلو نيوتن/م²
• معامل التعرض: c_e = 1.0 (تضاريس مفتوحة)
• معامل القوة: c_f = 1.2
• المساحة المرجعية: A = 40 م²
• قوة الرياح الناتجة: F_w = 0.5 × 1.0 × 1.2 × 40 = 24 كيلو نيوتن

هذا يعادل ما يقارب 2.4 طن من القوة الجانبية التي يجب مقاومتها من قبل الأساس والهيكل.

التعديلات الإقليمية

أحمال الرياح تختلف بشكل كبير حسب المنطقة الجغرافية. قوانين البناء المحلية تحدد سرعات رياح مختلفة ومعاملات ضغط بناءً على البيانات التاريخية وظروف التضاريس.

للمناطق عالية الرياح، يجب تعديل تصميم الأساس بـ:

• زيادة أبعاد الأساس
• تسليح إضافي
• أنظمة مراسي أقوى
• تقوية محسنة في الهيكل الفولاذي

تصميم اللوحة الأساسية

اللوحة الأساسية تنشئ الوصلة الحرجة بين الأعمدة الفولاذية العمودية والأساس الخرساني. يجب أن ينقل هذا المكون جميع الأحمال ويقاوم قوى الضغط والشد.

• المادة: فولاذ إنشائي S275 أو S355
• الأبعاد النموذجية: 250-300مم × 250-300مم
• السمك: 12-20مم حسب التحميل
• المقويات: لوحات 8مم في نقاط التحميل الرئيسية
• معالجة السطح: مجلفن بالغمس الساخن حسب BS EN ISO 1461

تصميم اللوحة الأساسية يجب أن يأخذ في الاعتبار كل من الانحناء تحت أحمال العمود والشد من قوى الرفع. سمك اللوحة يحدد بـ:

مواصفات المراسي

مسامير المراسي تثبت الهيكل الفولاذي إلى الأساس الخرساني ويجب أن تقاوم قوى القص (الجانبية) والشد (الرفع).

لملاعب البادل القياسية، الأعمدة الزاوية تتطلب عادة 4 مسامير مراسي مصممة لمقاومة قوى الرفع 10-15 كيلو نيوتن بناءً على حسابات الرياح. هذا يوفر عامل أمان حوالي 1.5 ضد الفشل.

التركيب الصحيح حرج لأداء المراسي:

• يجب وضع المراسي بدقة باستخدام قوالب
• المراسي الكيميائية تتطلب ثقوب نظيفة خالية من الغبار
• يجب مراعاة وقت المعالجة الصحيح قبل التحميل
• يجب اتباع مواصفات عزم الدوران (عادة 80-120 نيوتن متر لـ M16)

اعتبارات المناخ

تصميم الأساس يجب أن يتكيف مع ظروف المناخ المحلي لضمان المتانة والأداء.

متطلبات المناخ البارد

• حماية الصقيع: الأساسات يجب أن تمتد تحت خط الصقيع المحلي (عادة 0.8-1.5م في المناخات الشمالية)
• مواصفات الخرسانة: خرسانة محتوية على هواء (5-7% محتوى هواء) لمقاومة دورات التجمد والذوبان
• الصرف: أحكام صرف محسنة لإدارة ذوبان الثلج
• العزل: عزل XPS حول الأساسات قد يكون مطلوباً في المناخات القاسية

تكيفات المناخ الحار

• استقرار التربة: عناية خاصة للتربة التمددية التي قد تنكمش/تتمدد
• المعالجة: فترات معالجة خرسانة ممتدة مع الاحتفاظ بالرطوبة
• مفاصل التمدد: أحكام إضافية للحركة الحرارية
• مواصفات المواد: طلاءات ومعالجات مقاومة للأشعة فوق البنفسجية

متطلبات الزلازل

في المناطق المعرضة للزلازل، اعتبارات تصميم إضافية ضرورية لضمان الاستقرار الإنشائي أثناء الأحداث الزلزالية.

• تسليح الأساس: أنماط تسليح محسنة مع روابط متزايدة
• تفاصيل الوصلات: وصلات مرنة تسمح بحركة محكومة
• تصميم المراسي: مراسي مصنفة ديناميكياً مع عوامل أمان أعلى
• عزل الأساس: قد يكون مطلوباً في المناطق الزلزالية العالية
• امتثال الكود: تصميم حسب الكود الأوروبي 8 (أوروبا) أو ASCE 7-16 (الولايات المتحدة)

على سبيل المثال، ملعب بادل في إيطاليا (بلد معرض للزلازل) يتطلب تصميم حسب معايير الكود الأوروبي 8، مما يضمن أن الأساس والهيكل يمكنهما مقاومة التسارعات الزلزالية المتوقعة دون انهيار.