حاسبة حديد التسليح - تقدير تكلفة وكمية التسليح الخرساني

ما هي حاسبة حديد التسليح؟

تحسب حاسبة حديد التسليح عدد قضبان التسليح الفولاذية التي تحتاج إليها بلاطة خرسانية أو أساس، إلى جانب طولها الإجمالي ووزنها وتكلفة موادها. حديد التسليح هو فولاذ يُدمج في الخرسانة لمقاومة الشد. فالخرسانة قوية عند الضغط لكنها ضعيفة عند الشد، لذلك يضيف البنّاؤون شبكة من القضبان الفولاذية لمنعها من التشقق والانفصال تحت الحمل.

أدخل طول البلاطة وعرضها، واختر مقاس القضيب، وستُظهر الحاسبة عدد القضبان والطول الإجمالي والوزن الإجمالي والتكلفة الإجمالية. وهي تفترض شبكة مستطيلة بسيطة، تمتد قضبانها في الاتجاهين وبمسافات ثابتة.

كيفية حساب عدد قضبان التسليح

توضع القضبان على شكل شبكة: تمتد مجموعة على طول البلاطة، والأخرى على عرضها. ويُحسب كل اتجاه بالطريقة نفسها.

$n = \left\lfloor \frac{x}{s} \right\rfloor + 1$

حيث يمثّل n عدد قضبان التسليح في اتجاه واحد، ويمثّل x بُعد البلاطة عرضيًا لذلك الاتجاه، ويمثّل s المسافة بين القضبان.

يُحوَّل البعد أولًا إلى سنتيمترات. وتُقرَّب النتيجة إلى الأسفل إلى عدد صحيح من الفواصل، ثم تُضاف 1 لقضيب إضافي في بداية الصف.

مثال: عرض قدره 8 أمتار مع حديد تسليح #4، باستخدام مسافة قدرها 25 سم.

• 8 متر = 800 سم
• 800 ÷ 25 = 32 (عدد صحيح بالفعل)
• 32 + 1 = 33 قضيبًا

إذا لم تكن نتيجة القسمة عددًا صحيحًا، يُهمل الكسر الإضافي ولا تُقرَّب النتيجة إلى الأعلى. فلطول قدره 10 أمتار وبالمسافة نفسها البالغة 25 سم: 1000 ÷ 25 = 40، ومن ثم تكون النتيجة 40 + 1 = 41 قضيبًا.

$N = a + b$

حيث إن N هو العدد الإجمالي للقضبان، وa القضبان الممتدة على طول البلاطة، وb القضبان الممتدة على عرضها.

لبلاطة مقاسها 10 متر × 8 متر وبحديد تسليح #4: 41 (الممتدة على طول البلاطة) + 33 (الممتدة على عرضها) = 74 قضيبًا. يُجمع العددان ولا يُضرب أحدهما في الآخر، لأن كل قضيب يغطي اتجاهًا واحدًا فقط من اتجاهَي الشبكة.

صيغ الطول والوزن الإجماليين

بعد معرفة عدد القضبان، يمكن حساب الطول الإجمالي مباشرة:

$T = (L \times b) + (W \times a)$

حيث إن T هو الطول الإجمالي للقضيب، وL طول البلاطة، وW عرض البلاطة.

يمتد كل واحد من القضبان البالغ عددها 33 على العرض بطول 10 متر كامل، ويمتد كل واحد من القضبان البالغ عددها 41 على الطول بعرض 8 متر كامل:

• 10 متر × 33 = 330 متر
• 8 متر × 41 = 328 متر
• الإجمالي = 658 متر

$M = T \times m$

حيث إن M هو الوزن الإجمالي، وm الوزن لكل متر.

لكل مقاس من قضبان التسليح وزن ثابت لكل متر. يزن قضيب #4 مقدار 0.994 كغم لكل متر، لذا:

• 658 متر × 0.994 كغم/m = 654.05 كغم

$C = M \times p$

حيث إن C هي التكلفة الإجمالية، وp السعر لكل كيلوغرام.

بسعر 1.50 US$ لكل كيلوغرام، تبلغ تكلفة البلاطة في المثال:

• 654.05 كغم × 1.50 US$ = 981.08 US$

مثال محلول

يصب مقاول بلاطة مقاسها 10 متر × 8 متر، ويخطط لاستخدام حديد تسليح #4 بسعر 1.50 US$ لكل كيلوغرام.

هذه هي الحدود الدنيا النظرية لشبكة مستطيلة بسيطة. وينبغي أن تتضمن الطلبات الفعلية مواد إضافية لوصلات التراكب والهدر، كما سيأتي أدناه.

مقاسات حديد التسليح والمسافات

لكل مقاس من حديد التسليح قطر قياسي ووزن لكل متر ومسافة نموذجية. ويشير الرقم في اسم المقاس إلى أثمان البوصة؛ فقضيب #4 قطره 4/8 بوصة (13 مم)، أي 1/2 بوصة (13 مم). والوسم بين القوسين هو تصنيف القضيب المتري وفق ASTM A615M، وهو القطر الاسمي بالملليمترات مقربًا إلى أقرب عدد صحيح. وليس هذا مقاس قضيب CSA كنديًا. فقضيب CSA 10 M قطره 11.3 مم ويزن 0.785 كغم لكل متر، وهو أثقل من قضيب #3 الوارد في الجدول أدناه.

المسافة الموضحة نموذجية وليست حدًا أدنى منصوصًا عليه في الكود. وتظل رسومات المهندس الإنشائي دائمًا المرجع الأعلى أولوية مقارنة بهذه القيم الافتراضية.

ما الذي لا تتضمنه الحاسبة

تفترض الحاسبة شبكة مستطيلة بسيطة. ولا تضيف مخصصات للعناصر التالية، التي يجب أن يأخذها الطلب الفعلي في الحسبان:

• وصلات التراكب. عندما يتراكب قضيبان عند وصلة، تقتضي الممارسة القياسية تراكبًا يبلغ نحو 40 ضعف قطر القضيب. وبالنسبة إلى حديد تسليح #5 (15.9 مم)، يعادل ذلك نحو 64 سم لكل وصلة. ومن القواعد التقريبية الشائعة إضافة 10 إلى 15 بالمائة إلى الطول المحسوب لتغطية الوصلات وهدر القص.
• الحدود الدنيا والقصوى في كود البناء. تحدد أكواد مثل كود البناء الدولي ومعيار ACI 318 حدودًا للتباعد وغطاء الخرسانة قد تختلف عن القيم النموذجية أعلاه. يجب دائمًا التحقق من المتطلبات المحلية أو رسومات المهندس قبل الطلب.
• الأشكال غير المستطيلة. بالنسبة إلى بلاطة على شكل حرف L أو شكل يحتوي على منحنيات، تُقسَّم إلى مستطيلات، ويُمرَّر كل مستطيل عبر الحاسبة، ثم تُجمع النتائج.
• التقريب لأغراض الطلب. يُباع الفولاذ في قضبان كاملة، لذلك تُقرَّب الأعداد ولا تكون كسرية. ويضيف كثير من المقاولين نسبة 5 بالمائة أخرى للقضبان المثنية والفواقد في الموقع.

ما بعد حديد التسليح نفسه

لا تمثل تكلفة المواد الناتجة من الحاسبة سوى جزء من الميزانية. ويكلف تركيب حديد التسليح عادةً من 0.30 US$ إلى 0.60 US$ إضافية لكل كيلوغرام من أجور العمالة، بحسب مقاس القضيب وسهولة الوصول إلى الموقع ومدى تعقيد توزيع القضبان. وتشمل البنود الأخرى سلك الربط، والكراسي البلاستيكية أو الفولاذية التي ترفع القضبان عن القوالب، ورسوم التوصيل التي قد تتراوح من 150 US$ إلى 500 US$ بحسب المسافة وحجم الطلب.

الأسئلة الشائعة

ما مدى دقة حاسبة حديد التسليح؟ تعطي إجابة دقيقة لشبكة مستطيلة بسيطة. وتعتمد دقتها في العمل الفعلي على مدى مطابقة المشروع لهذا الافتراض. فالأشكال المعقدة ومناطق التسليح المتفاوتة ووصلات التراكب غير مشمولة، لذلك يضيف معظم المقاولين نسبة 10 إلى 15 بالمائة إلى النتيجة الأولية قبل الطلب.

ما مقاس حديد التسليح الذي ينبغي استخدامه لبلاطة خرسانية؟ يعتمد ذلك على سماكة البلاطة والحمل المتوقع والكود المحلي. وكقاعدة عامة، تستخدم البلاطات السكنية الرقيقة مثل الأفنية غالبًا قضيب #3، وتستخدم بلاطات أساسات المنازل عادةً #4، بينما تحتاج أرضيات المنشآت التجارية أو المستودعات غالبًا إلى #5 أو #6. وينبغي أن يؤكد المهندس الإنشائي أو قسم البناء المحلي المتطلبات الفعلية.

لماذا يُجمع العدد الإجمالي لقضبان التسليح في الاتجاهين بدلًا من ضربهما؟ يغطي كل قضيب اتجاهًا واحدًا فقط من اتجاهَي الشبكة. فالقضيب الممتد على طول البلاطة لا يُعد أيضًا قضيبًا ممتدًا على عرضها. ويصف ضرب العددين عدد نقاط التقاطع في الشبكة، لا عدد القضبان.

ما كمية حديد التسليح الإضافية التي ينبغي طلبها للوصلات والهدر؟ التقدير الشائع هو نسبة 10 إلى 15 بالمائة فوق الإجمالي المحسوب، لتغطية وصلات التراكب وهدر القص وبعض القضبان التالفة أو المقصوصة خطأً. وفي طلب يبلغ 1,000 متر، يعني ذلك طلب نحو 1,100 إلى 1,150 متر.

هل يمكن استبدال حديد التسليح بالشبكة السلكية الملحومة؟ أحيانًا. تناسب الشبكة السلكية الملحومة البلاطات خفيفة الاستخدام والتحكم في التشققات، مثل الأرصفة أو أرضيات الأقبية. لكنها لا تحل محل حديد التسليح الإنشائي في البلاطات أو العناصر الحاملة للأحمال، وينبغي أن يوافق مهندس المشروع على أي استبدال.

هل يختلف سعر حديد التسليح حسب المنطقة؟ نعم. يعتمد سعر حديد التسليح على إنتاج مصانع الصلب ومسافة النقل والطلب المحلي. ومن المفيد الحصول على عروض أسعار من أكثر من مورّد، إذ قد تختلف الأسعار بنسبة 10 إلى 20 بالمائة بين الموردين في المنطقة نفسها.

المراجع

1. معهد الخرسانة الأمريكي. متطلبات كود البناء للخرسانة الإنشائية (ACI 318).
2. معهد حديد تسليح الخرسانة. دليل الممارسات القياسية.
3. المجلس الدولي للكود. كود البناء الدولي.
4. ASTM International. ASTM A615/A615M: المواصفة القياسية لقضبان الفولاذ الكربوني المشوهة والعادية لتسليح الخرسانة.