الفرق بين Membrane وBending Thickness في نمذجة البلاطات باستخدام SAP2000 وSAFE وETABS

37

المقدمة

كتير من المهندسين بيسألوا: لما باجي أعرّف قطاع بلاطة في SAP2000 أو ETABS بيظهرلي اختيارين للسمك:

• Membrane Thickness
• Bending Thickness

بس مش واضح الفرق بينهم!
هل الاتنين لازم يكونوا زي بعض؟ وإيه اللي يحصل لو غيرت واحد وسِبت التاني؟

في المقال ده هنفهم:

• معنى كل نوع من السمك
• إمتى نعدل كل واحد
• تأثيرهم على التحليل والسلوك الإنشائي
• إزاي نتعامل مع البلاطات ذات السمك المتغير

---

1. ما هو Membrane Thickness؟

هو السمك المستخدم لحساب المقاومة المحورية In-Plane Stiffness، يعني:

• بيأثر على القوى الداخلية زي F11, F22, F12.
• بيأثر على وزن البلاطة الذاتي (Self Weight).
• بيستخدم لما تكون البلاطة بتمثل Membrane أو Shell element.

✅ أهميته: لازم تحدد قيمة حقيقية للسمك عشان تتحسب القوى الداخلية بدقة.

---

2. ما هو Bending Thickness؟

هو السمك المستخدم لحساب مقاومة الانحناء Plate Bending Stiffness، وبيأثر على:

• العزوم الناتجة عن الأحمال الرأسية (M11, M22, M12).
• شكل الهبوط (Deflection) في البلاطة.
• توزيع العزوم والأحمال.

✅ أهميته: ضروري لتحديد دقيق لسلوك البلاطة تحت الأحمال الرأسية.

---

3. ماذا يحدث لو تجاهلت أحد النوعين؟

A. تجاهل Membrane Thickness:

• القوى F11, F22 هتكون قيمها صفر تقريبًا.
• البلاطة مش هتشارك في نقل الأحمال الأفقية.
• السلوك هيكون مشابه جدًا لـ Plate Element فقط.

B. تجاهل Bending Thickness:

• البلاطة مش هتقاوم العزوم الناتجة عن الانحناء.
• السلوك هيكون قريب من Membrane فقط.
• الهبوط هيكون غير منطقي أو كبير جدًا.

C. تحديد نفس السمك لكليهما:

• ده السيناريو المثالي لمعظم أنواع البلاطات.
• البلاطة بتتصرف كسطح كامل (Shell).

---

4. مقارنة سريعة بين الثلاث سيناريوهات

الحالة	F11, F22	M11, M22	السلوك الهندسي
فقط Membrane	✅	❌	لا يقاوم الانحناء
فقط Bending	❌	✅	لا ينقل الأحمال الأفقية
الاثنين معًا (نفس السمك)	✅	✅	سلوك كامل للبلاطة (Shell)

---

5. كيف يتم التعامل مع البلاطات ذات السمك المتغير في SAP/SAFE/ETABS؟

الطريقة الصحيحة:

1. رسم Base Slab بقطاع ثابت يغطي كل المنشأ.
2. رسم بلاطات إضافية فوقها بقطاعات سمك مختلفة حسب المنطقة.
3. تحديد الأولوية للبلاطة ذات المساحة الأكبر داخل منطقة التداخل.

📌 في برنامج SAFE:

• الحمل من البلاطة الصغيرة يُجمع مع الحمل الموجود على البلاطة الأساسية.

📌 في برنامج ETABS:

• الحمولة تؤثر فقط على البلاطة ذات المساحة الأقل في منطقة التداخل.

✅ معلومة مهمة: البلاطات من نوع Drop لها أولوية حتى لو مساحتها أصغر.

---

6. ما هو مفهوم Rigid Zone Area في الأعمدة؟

عند نمذجة الأعمدة على أنها Elements Frame، بيتم رسم الكمرات من مركز العمود إلى مركز العمود.
لكن في الحقيقة الكمرات بتتقاطع مع البلاطة على وجه العمود مش مركزه!

🔧 لحل المشكلة دي:

• البرنامج بيوفر إمكانية تمثيل منطقة صلبة (Rigid Zone) فوق العمود.
• بتحاكي الجزء اللي البلاطة بتتقاطع معاه، وبتخلي توزيع القوى أكثر واقعية.

📌 في الأعمدة الدائرية:

• تمثيلها كـ Rigid Zone مستطيلة ممكن يقلل من دقة التحليل.
• الأفضل رسم بلاطة Stiff على شكل دائرة تغطي مساحة العمود.

---

7. أهم النصائح العملية

• دائمًا حدد قيمة لكل من Membrane وBending Thickness، خصوصًا لو بتستخدم Shell Element.
• في البلاطات المعرضة لأحمال أفقية (زلازل أو رياح)، لا تهمل Membrane Thickness.
• في البلاطات ذات الأحمال الرأسية، لازم تهتم بـ Bending Thickness لتفادي هبوط غير منطقي.
• راقب كيفية تراكب الأحمال بين البلاطات الأساسية والإضافية، خاصةً في SAFE وETABS.

---

8. الخاتمة

فهم الفرق بين Membrane وBending Thickness بيساعدك تتفادى أخطاء تحليلية كبيرة ممكن تأثر على سلوك البلاطة أو دقة النتائج.
اختيارك للقيم الصح وتوزيع البلاطات بشكل منطقي في النموذج بيخلي تحليلك الإنشائي أقرب للواقع، سواء كنت شغال على SAFE أو SAP أو ETABS.

ابدأ من دلوقتي راجع النماذج اللي اشتغلت عليها، وتأكد إنك محدد القيم بشكل صحيح.