تشييد المباني من الصناعات الرئيسية التي يحتاج إليها البشر لتوفير المأوى والمنشآت الحيوية. وقد بنى الإنسان البدائي أكواخاً من أغصان الأشجار والطين أوالصخور. ثم تحسنت طرق تشييد البناء بشكل مطّرد منذ تشييد تلك المنشآت البدائية حتى وصلت الآن إلى تشييد أضخم بناء إداري عهده العالم، ألا وهووزارة الدفاع الأمريكية (البنتاجون) في مدينة أرلنجتون، بولاية فرجينيا، بالولايات المتحدة الأمريكية. وقد تم بناؤه على مساحة 344,243م² شاملة الممحرر والمساحات الأخرى. ويبلغ ازدياد برج سيرز في مدينة شيكاغووهوأعلى بناء في العالم 433م.

وتشييد المباني والقصور من أبرز المجالات التي برز فيها العرب والمسلمون قديمًا وحديثًا؛ فقد شيد العرب القدماء قصورًا ومباني عجيبة ظلت آثارها ماثلة حتى اليوم، كقصر غمدان في جنوب الجزيرة العربية. كما شيد المعماريون المسلمون أنواعًا عديدة من المباني والعمائر كالمساجد والمدارس والقصور. وكانت تلك المباني تحتفظ بالروح العربية والإسلامية، ومن أمثلتها: المسجد النبوي في المدينة المنورة، والمسجد الأقصى في القدس، والجامع الأموي في دمشق، وقصر الحمراء في غرناطة الذي يعد من أعظم المباني الإسلامية التي خلّفها المسلمون. انظر: العمارة الإسلامية.

احتاج بناء تاج محل في الهند ـ وهومن المباني العجيبة في العالم ـ إلى مايقرب من20,000 عامل، واستغرقت مدة بنائه إحدى وعشرين سنةً من عام 1632م إلى عام 1653م، ويمكن بناء ناطحات السحاب الحديثة خلال سنة أوسنتين. وكذلك يمكن تشييد المباني سابقة الإعداد بمختلف أجزائها التي تصنع في المصانع بطرق خط التجميع، في يوم أويومين، إلا أنها لاتدوم ـ عادة ـ كما تدوم المباني المنشأة بالطرق التقليدية.

Types of construction projects

In general, there are three types of construction:

1. Building construction
2. Heavy/civil construction
3. Industrial construction

Each type of construction project requires a unique team to plan, design, construct, and maintain the project.

Building construction

==أجزاء البناء==

يتكون البناء من جزءين أساسيين هما: الإنشاء القاعدي، وهوالجزء الواقع تحت سطح الأرض، والإنشاء العلوي وهوالجزء الواقع فوق سطح الأرض. ويُسمّى الإنشاء القاعدي ـ عادة ـ الأساس. ويضم أيضاً جدران الطابق السفلي بالرغم من إمكانية بروز هذه الجدران فوق سطح الأرض.

يساعدكل من الإنشاء العلوي والأساسي على دعم حمل (وزن) المبنى المنشأ بجزءيه العلوي والسفلي. والحِمل الساكن للبناء هوإجمال وزن جميع أجزائه. أما الحمل الحي فهووزن الأثاث والمعدات والمواد المخزونة والساكنين.

وفي بعض المناطق،قد يكون (حمل الرياح) مهمًّا للمبنى، إذا كان المنشأ يتعرض للعواصف. وقد يحدث حمل الثلوج عاملاً مهماً أيضاً، وفي بعض الأماكن يجب حتى تنشأ المباني بكيفية تجعلها محصنة ضدّ الهزات الأرضية.

الأساسات

الوسائل الرئيسية لحمل البناء. وهي تحمل كلا نوعي الأحمال؛ الحمل الحي والحمل الساكن. وهناك ثلاثة أنواع من الأساسات هي :

1ـ الموزعة،

2ـ الركيزة،

3ـ النادىمة.

• الأساسات الموزعة. بلاطات طويلة من الخرسانة المسلحة تمتد أبعد من الحواف الخارجية للبناء. ولاتكون هذه الأساسات متينة متانة الأساسات التي تستند على الصخور الصلبة. ويجب حتى تكون مساحات القواعد الملامسة للتربة كافية، بحيث توزع الحمل على التربة بشكل آمن، ولتجنب الهبوط الزائد أوغير المنتظم؛ إذ يُسبب هذا النوع من الهبوط تشققات في الجدران أوإعاقة للأبواب.

• أساسات الركيزة. أعمدة خرسانية ثقيلة تخترق التربة العلوية المفككة، وتصل إلى الطبقة الصخرية القوية.وتتكون هذه الطبقة من الرمل والحصى، أوطينة محكمة متماسكة. وعندما تحتوي الطبقة على طين متماسك، يتم توسيع قاعدة الركيزة عادة لزيادة مساحة التحميل.

• أساسات النادىمة. هي أعمدة طويلة ورفيعة من الفولاذ، أوالخرسانة، أوالخشب. وتعمل مكائن تُسمَّى مدقات النادىئم على دق النادىئم لأعماق تصل إلى 60م إلى حتى تصل هذه النادىئم إلى طبقة صلبة من التربة أوالصخر. ويستطيع الفنيون فهم متى تصل الأعمدة إلى العمق المناسب وذلك بوساطة عدد الضربات التي يحتاجها مدق النادىئم لدفع الأعمدة بضعة سنتيمترات إلى الأسفل. وتعمل هذه الأعمدة على نقل وزن البناء إلى التربة التي يرتكز عليها. وترتكز معظم ناطحات السحاب على الطبقات الصخرية.

النادىمات الرئيسية والعوارض (الكمرات الرئيسية) والأعمدة

تتشابه كثيرًا جميع من طريقة إسناد البناء ـ بوساطة النادىمات الرئيسية، والعوارض، والأعمدة ـ وطريقة إسناد العظام للجسم. فهي تكوِّن هيكل البناء العلوي، وتتحمل أوزان الجدران وكل أرضيات البناء. وتُبنى النادىمات الرئيسية والعوارض بشكل أفقي. وتكون العوارض أكبر ـ عادة ـ من النادىمات الرئيسية. وتُسمّى النادىمات الرئيسية المتقاربة بالروافد وبخاصة في المباني الخشبية. والمدادات عتبات صغيرة تربط الفرشات، أوالعوارض، وتساعد على إسناد المنْشأ المسقوف. وتُسمَّى العتبات فوق النوافذ والأبواب العتبات العلوية. والبلاطات هي العتبات التيقد يكون عرضها أكبر من عمقها.

الأعمدة

مساند رأسية ثقيلة تحمل أوزان العتبات والعوارض. وتتكون الجمالونات من عدد كبير من المساند الخشبية أوالفولاذية المرتبطة على شكل مثلثات. وتعطي الجمالونات مزيدا من المقاومة والصلادة اللازمتين لحمل الأوزان عبر مسافات طويلة باستعمال كميات قليلة نسبياً من المواد. والعقود هي مساند مقوَّسة تمتد عادة فوق الفتحات.

أنواع البناء

في الإنشاء الجداري الحامل تنقل الجدران الحمل إلى الأساس. وفي الإنشاء الهيكلي، تُنقل الأحمال كلها إلى الأساس بوساطة هيكل صلد يتكون من كمرات، وعوارض وأعمدة، ويتحمل هذا الهيكل كلا من السقف، والجدران، والأرضيات مع أوزانها. ويُعدُّ البناء الجداري الحامل من أقل أنواع المباني تكلفة، وبخاصة المباني التي يقل ارتفاعها عن أربعة أدوار، إلا حتى البناء الهيكلي هوالأفضل في حالة المباني المرتفعة. وناطحات السحاب جميعها من نوع البناء الهيكلي. وكان أول مبنى يُستخدم به البناء الهيكلي هومبنى لشركة تأمين مساكن في مدينة شيكاغو، حيث بلغ ارتفاعه عشرة أدوار. وبعد اكتمال العمل به في سنة 1885م، اُعتُبر أول ناطحةِ سحاب في العالم.

توجد أجزاء كثيرة من البناء ليس لها وظيفة إنشائية، فالقواطع أوالجدران القاطعة والجدران الساترة لاتحمل إلا وزنها، وتعمل على تقسيم البناء من الداخل أوتعزل العناصر بعضها عن بعض. وهناك أنواع أخرى من الأجزاء غير الحاملة مثل النوافذ، والأبواب والدَّرَج، والمصاعد.

وفي إحدى طرق البناء، وتُسمَّى بناء الميل إلى أعلى، يتم صب الجدران الخرسانية في قوالب على الأرض، ثم تُحمل إلى مواقعها بوساطة الونش أوالمرفاع. ويمكن استعمال بناء حمل البلاطة لتحديد مواقع بلاطات الأسقف والأرضيات، حيث يتم صب هذه البلاطات الخرسانية على الأرض، داخل إطار هيكل المبنى. ثم تُحمل إلى مواقعها باستخدام الرافعات الهيدروليكية.

تصنيف المباني

يتم تصنيف المباني في كثير من الدول على أساس مقاومتها للحرائق. ويستخدم فحص النار القياسي لفحص عينات المواد. وفي هذا الفحص، تعرض العينات لقدر معين من النار. ويتم تصنيف المواد على أساس قدرة تحملها للنار. على سبيل المثال، المادة التي تتحمل الفحص لمدة ساعتين تُعطي تقديراً يساوي ساعتين.

ومن المحتمل إعطاء تقدير مقداره أربع ساعات، إذا كانت جدران البناء مبنية من الطوب أوالخرسانة المسلحة، وكانت الأجزاء الإنشائية الرئيسية تتكون من الفولاذ أوالخرسانة المسلحة ومعزولة ضد الحريق، وتُعطى الأجزاء الأخرى للبناء تقديراً يساوي ثلاث ساعات.

ويطلق على المبنى اسم البناء الاعتيادي إذا كانت الجدران الخارجية مبنية من الطوب أوالخرسانة المسلحة، والأجزاء الداخلية للمباني ـ جزئياً أوكلياً ـ مصنوعة من الخشب، وبأبعاد أصغر ممايتطلبه تشييد المباني الخشبية أوالفولاذية الضخمة.

إنشاء الإطارات. هوالبناء الذي تكون جدرانه الخارجية ـ جزئياً أوكليًا ـ مصنوعة من الخشب. وتشتمل على طوب أوكسوة حجر، أوجص، أوألواح معدنية مثبتة على الخشب.

تشييد ناطحات السحاب

ساعد تطور الحاسوب على إيجاد طرق جديدة لتصميم وبناء ناطحات السحاب. ويستخدم المهندسون الحاسوب في حل مسائل الرياضيات المعقدة التي تظهر في هذا النوع من مشاريع البناء. وتقوم أجهزة الحاسوب بإجراء هذه العمليات الحسابية بسرعة وذلك بتجزئة التصميم إلى عدد محدد من العناصر التي تم حسابها مسبقاً.

عندما تقرر هيئة ما بناء ناطحة سحاب، فإنها تقوم ـ عادة ـ بتوقيع عقد مع شركة بناء. وتحصل هذه الشركة على العقد بعد حتى يتقدم عدد كبير من الشركات بعطاءاته موضِّحًا فيها الأسعار المطلوبة والزمن الذي تحتاجه لبناء المبنى. ويجب على الشركة التي يرسوعليها العطاء حتى تقوم بتصميم المخططات التفصيلية للمبنى لكي يتم الإنشاء بالسرعة المطلوبة وبأرخص الأثمان. وتعطي شركة البناء عادة عقدًا من الباطن (مقاولات ثانوية) لشركات أخرى؛ لإتمام أعمال التوصيلات الكهربائية والسباكة، ورص الطوب. وتخفِّض المقاولات الثانوية من المصروفات، لأنها تستخدم العمالة فقط عندما يقتضي برنامج العمل ذلك.

قبل حتى يبدأ البناء، يفهم المهندسون مقاومة التربة التي سيُبنى عليها المبنى الجديد. وبعد الحصول على هذه المعلومة يمكنهم تصميم الأساس المناسب. ثم تبدأ عملية الحفر بعد تنظيف المسقط، وتسويته، وتصريف المياه منه. تحفر الحفارات المتنقلة ـ عادة ـ الأساس. أما الأرض الصخرية، فيتم حفرها بالمتفجرات.

يعمل العمال ـ أحياناً ـ على حفر أخدود حول الأساس ثم يقومون بملئه بالخرسانة قبل بدء الحفر. ولمنع الانهيار المحتمل لبعض الحفر، تحاط الحُفرُ وتُدعم بالخشب أوالفولاذ، وتستخدم المضخات طوال الوقت لسحب الماء بعيدًا عن أعمال الحفر. ولكن إذا كانت التربة مشبعة بالماء فيمكن بناء القيسونات (مجرات محكمة) لكي يستمر العمل.

بعد الانتهاء من الحفر، يتم بناء القواعد والبناء العلوي. ويكون معظم الفولاذ المستخدم في البناء العلوي، مثل العتبات، والعوارض، والأعمدة، من النوع السابق الإعداد. وتحمل جميع بترة فولاذية رقماً يوضح المسقط المحدد الذي يجب حتى توضع فيه. وعند حمل الفولاذ إلى مسقطه، يربط العمال البتر الفولاذية بالبراغي ـ مؤقتاً ـ وبعد ذلك، يربط اللحامون هذه البتر بشكل نهائي.

وعند بناء ناطحات السحاب، تُستخدم أنواع كثيرة من الرافعات. وهناك نوعان رئيسيان من الرافعات هما: الرافعات المتحركة والرافعات البرجية. وهجرب الرافعات المتحركة على شاحنات أوعربات خاصة بحيث تمكِّنها من الحركة خارج حدود المبنى لنقل المواد والمعدات من المواقع المتنوعة. وتسند الرافعات البرجية على برج فولاذي يُركب بجوار أوداخل إطار هيكل المبنى. وتتمكن هذه الرافعات من نقل المواد التي تقع في حدود أكبر نصف قطر تستطيع العمل به. ويمكن إضافة وصلات إلى بعض الرافعات البرجية لزيادة ارتفاعها حدثا ارتفع البناء. ويُثبَّت البعض الآخر منها مباشرة فوق الأدوار العلوية المنتهية من إطار هيكل المبنى. ويمكن استغلال آلية البرج "التلسكوبية" للقفز إلى الأدوار المتلاحقة حال بنائها. ويمكن حتى يساعد المرفاع، الرافعة المتحركة، أوحتى الطائرة العمودية في نقل مقاطع الرافعة البرجية عندماقد يكون المبنى على وشك الانتهاء.

وبعد حتى ينتهي العمال من البناء العلوي والجدران الخارجية، يصبح المبنى جاهزاً لتشطيبه وتزيينه، وتأثيثه. وهذه المراحل تشبه تشطيب المنزل.

البناء سابق الإعداد

أصبح للبناء سابق الإعداد دور مهم في معظم طرق بناء المباني. إذ يتم تصنيع مكونات المبنى بكميات كبيرة في المصنع ثم تُشحن إلى مواقع البناء المتنوعة. وتسمح هذه الطريقة باستمرار العمل بالرغم من الظروف المناخية القاسية، كما تقلل من ضياع الوقت في المسقط. ونتيجة لذلك، تنخفض الأسعار ويقل زمن البناء.

يمكن استعمال طريقة البناء سابقة الإعداد لأنواع كثيرة من مقاطع المبنى. على سبيل المثال، يمكن الإعداد المسبق لكل جدران منزل ذي هيكل خشبي. وتصنع مسبقاً أقواس خشبية ضخمة تستخدم لحمل الأوزان في المسارح وصالات الألعاب الرياضية وبعض المباني الأخرى. ومن السهولة بمكان حتى تستخدم جميع من الكمرات، والأرضيات، والأسقف، وألواح الصب والجدران الخرسانية التي تجاوز إعدادها للكثير من أنواع المباني، وقد تُبنى مبان بأكملها في المصنع، ثم تنقل إلى المسقط المطلوب.

وفي بعض الأحيان يمكن بناء المنشآت سابقة الإعداد بعملية تُسمَّى البناء المعياري، وقد استُخدمت هذه الطريقة لأول مرة في اليابان. والبناء المعياري هواستعمال مقاسات كأساس لكل مواد البناء. وقد يختلف مقياس المعيار بشكل كبير من دولة إلى أخرى. إذ يتكون المعيار القياسي في الولايات المتحدة على سبيل المثال من 10سم. ويتم تصميم جميع أجزاء المبنى بحيث تكون جميع مقاييسها إما مساوية لهذا المقياس أوبعض مضاعفاته. ويسمح هذا النوع من تقييس أجزاء المبنى بالتوافق بين جميع أجزائه مع إدخال بعض التعديلات الطفيفة. وتستعمل الأجزاء المعيارية ـ أيضاً ـ في المباني غير سابقة الإعداد.

أنظر أيضاً

• Architecture
• Architectural engineering
• Building code
• Building officials
• Construction and demolition waste (C&D waste)
• Construction bidding
• Construction site safety
• Construction worker
• Civil engineering
• Construction engineering
• Deconstruction (building)
• International Building Code
• List of construction topics
• List of construction trades
• Loft conversion
• Power trowel
• Project management
• Real estate

المصادر

الموسوعة المعهدية الكاملة

وصلات خارجية

مشاع الفهم فيه ميديا متعلقة بموضوع Construction.

• تشييد المباني at the Open Directory Project
• The construction process for houses - Australia