الهندسة المدنية Civil engineering، هي أحد فروع الهندسة والمعنية بدراسة وتصميم وتحليل المشيدات البشرية كالأبينة والطرق والجسور والأنفاق والمطارات والموانئ وشبكات الصرف الصحي وسدود وكذلك مشاريع الري من ترع وقنوات، لذا لا يجوز حصر هذا الفهم بأنه الفهم المعني بالتصميم وحده فقط بل هويبنى على جميع العلوم الأساسية من رياضيات وفيزياءوكيمياء.

وهي كأي فهم تتطور باستمرار ودون توقف وفي الآونة الحديثة ترابطت مع التطور الصناعي بشكل كبير لإنتاج مواد إنشائية جديدة ومتطورة تفي بالمتطلبات المتزايدة.

ومن الأمثلة على ذلك البلاستك المدعم بالألياف والمسمى GRC والذي يعد مادة خفيفة الوزن وذات صلابة عالية تقارب صلابة الصخر وتصنع بقوالب حسب التصميم المطلوب واللون المطلوب, فتستطيع الحصول على مبنى بأقواس وقناطر وقابلات كأنها حجرية ولا يمكن تمييزها الا بصعوبة وبنفس الوقت وزنها لايساوي 20% من وزن نفس الحجم من الحجر الطبيعي.

تنقسم الهندسة المدنية في معظم الجامعات إلى هندسة الطرق والمواصلات (تختص بالشوارع والطرق والجسور وأنواعها)، وتهتم بالناحية المرورية، ومن علومها الأساسية فهم المساحة؛ وإلى الهندسة الإنشائية ( وتختص بالناحية الإنشائية لجميع المنشآت) ومن علومها الأساسية خواص المواد وتصميم المنشآت الخرسانية والمعدنية وكذلك تحليل المنشآت؛ وإلى هندسة المياه والبيئة (وتختص بالمياه الجارية والمالحة (العادمة) والصرف الصحي والسدود وجمع النفايات الصلبة والسائلة ومعالجتها).

تاريخ الهندسة المدنية

ليس من المبالغ القول بأن الهندسة المدنية هي أعرق وأقدم فروع الهندسة وأكثرها التصاقا بنشأة الإنسان وتطوره عبر السنين والعصور. وقد يصعب علينا تحديد تاريخ نشأة وبداية الهندسة المدنية، ويمكن القول بأن تاريخ الهندسة المدنية هومراة لتاريخ البشر على هذه الأرض. فالإنسان القديم عندما يحتمي بالكهوف من عوامل الطقس والبيئة القاسية، وعندما يستغل جذع شجرة لعبور نهر فهذا من صميم الهندسة المدنية.لقد ولدت مع ولادة الإنسان الأول مذ بدأ البحث عن مأوى يضمه.

وعبر العصور والسنين تقف معالم الهندسة المدنية شاهداً علي حضارات الشعوب وعلي بلوغ الهندسة المدنية لمواقع هامة في تاريخ وحياة تلك الحضارات والشعوب. فأهرامات الجيزة في مصر وحدائق بابل المعلقة وسور الصين العظيم ما هي إلا شواهد مدنية قائمة علي تطور حضارات تلك الشعوب ورقيها. ويفهم الجميع بأن ما ينطق عن عجائب العالم السبعة ما هي إلا معالم من منجزات مهندسي تلك الشعوب وتلك الحضارات.

ما يزيد عن خمسين كيلومترا. وتم بناء سور الصين العظيم في فترة قياسية لا تزيد عن عشر سنوات ، وبطول يزيد عن 2500 كيلومترا، وكان ذلك سنة 200 قبل الميلاد. وفي الامبراطورية الرومانية كانت شبكات الطرق المعبدة بالاجر تربط مدن الامبراطورية وتدعم سيل التجارة.

ولعل أول ذكر لحدثة الهندسة المدنية قد اتى في تاريخ الإمبراطورية الرومانية حيث صنفت الهندسة لفرعين هما الهندسة العسكرية، وتعني بالقلاع والحصون وتطوير السلاح، والهندسة المدنية وتعني بالإنسان واحتياجاتة مثل تشييد المساكن وتعبيد الطرق وبناء الجسور والسدود وشق القنوات للزراعه وجلب الدولة الإسلامية ؛حيث تفنن البناؤن والمهندسون العرب في بناء المساجد التي لا تزال قائمة تؤدى الصلوات فيها حتى الوقت الحاضر كأكبر شاهد على فن العمارة الإسلامية الراقي، وغير المساجد الكثير من القصور والدور التي لا يزال الناس يسكنون فيهاحتى يومنا هذا.

المهندس المدني

التعليم والترخيص

المهندس المدني هوالمهندس المسؤول عن وضع التصاميم الانشائية للمخططات المعمارية بما يطابق المواصفات العالمية المتبعة في ذلك البلد والاشراف على تطبيقها مسقطيا ويعمل في المهن التالية:

• مهندس تصاميم انشائية
• القيام بالحسابات التخمينية والكلف
• مهندس تطبيق
• مدير مسقط بناء
• مهندس مياه
• مهندس طرق وجسور
• مهندس البنية التحتية
• إدارة المشاريع

يحمل المهندس المدني درجة فهمية تسمى بكالوريوس علوم bachelor of science، وتسميها بعض الجامعات بكالوريوس هندسة bachelor of engineering، ويدرس الطالب للحصول على هذه الدرجة مدة أربع إلى خمس سنوات مقررات في الفيزياء والرياضيات وإدارة المشروعات والتصميم وموضوعات محددة أخرى في الهندسة المدنية. ويمثل الحصول على هذه الدرجة في أغلب بلدان العالم المستوى الأولى لنيل الشهادة المهنية professional certification. وبعد حتى يتخرج المهندس في الجامعة يجب حتى يحقق مجموعة من المتطلبات كي يُسمح له بممارسة المهنة، مثل الحصول على الخبرة العملية إضافة إلى امتحان يجب حتى يجتازه، ويسمى عندها مهندساً محترفاً professional engineer في أمريكا، أومهندساً مجازاً chartered engineer في جميع من بريطانيا وإيرلندا والهند، أومهندساً أوربياً European engineer في معظم دول الاتحاد الأوربي. وفي أغلب دول العالم لايسمح للمهندس بوضع توقيعه وخاتمه على المخططات وإعدادها لأيّ جهة ما لم يكن قد جاز له بممارسة المهنة.

المهندس المدني في معظم المشروعات هوالمهندس المسؤول عن جميع ما يتعلق بالمشروع من أعمال تصميم أوإنشاء وعن الربط بين جميع العاملين بالمشروع وجميع الأعمال التي يجري تطبيقها ولولم تكن من اختصاصه، كالأعمال الكهربائية أوالميكانيكية. وتعد الإدارة الهندسية للمشروع من أبرز العناصر المساهمة في إنجاح العمل أوفشله، وهي فرع آخر متطور وجديد من فروع الهندسة المدنية، بيد أنه لم يأخذ دوره الكامل في بعض البلدان بعد لأسباب عديدة، منها العوامل الاقتصادية التي تنعكس على حجم المشروعات ونفقاتها عامة.

المهن

المجالات الفرعية

هندسة ساحلية

هندسة الانشاءات

هندسة الزلازل

هندسة بيئية

تعنى الهندسة البيئية بتطبيق مبادئ الفهم والهندسة لتحسين البيئة بغية توفير مياه صحية وهواء غير ملوث وأرض صالحة لإقامة الإنسان. ولذلك تهتم الهندسة البيئية بأساليب السيطرة على تلوث الماء والهواء ومعالجة المخلفات والنفايات [ر: النفايات الصناعية] وكل ما له علاقة بالصحة العامة من قضايا ومعارف وقوانين إضافة إلى دراسة تأثير إنشاء المشروعات في البيئة.

يقوم مهندسوالبيئة بالدراسات الضرورية لإدارة النفايات الخطرة ومن ثم التخلص منها وتقييم أثرها في البيئة ووضع التعليمات المناسبة لمعالجتها واحتوائها، هذا كله إضافة إلى دورهم التقليدي في تصميم شبكات تزويد المدن بالمياه الحلوة وتطبيقها وتصميم شبكات المياه المالحة (العادمة) ونظم معالجتها، سواءً كانت بيولوجية أم صناعية، كذلك يقوم مهندسوالبيئة بتطبيق مبادئ الفهم والهندسة على عمليات الاحتراق لتخفيض كمية الملوثات التي تنطلق في الهواء إلى حد مقبول، كأكاسيد النتروجين وأكاسيد الكبريت وثاني أكسيد الكربون والمركّبات العضوية الطيارة والغازات العضوية النشطة وغيرها من الغازات الملوثة للهواء.

هندسة جيوتكنيكية

تعنى الهندسة الجيوتكنيكية بالسلوك الهندسي لمواد التربة، وتضم التحريات عن المواد وأحوال التربة والصخور تحت سطح الأرض وتقدير المخاطر التي يمكن حتى تسببها شروط المسقط والتصميم الإنشائي على الأساسات والمراقبة الدائمة لشروط مواقع الإنشاء، وكذلك تطبيق الأعمال الترابية والأساسات.

يبدأ أيّ مشروع جيوتكنيكي عادة بتحري التربة وطبقات الصخر في المنطقة قيد الدراسة وإجراء التجارب الضرورية لتحديد خصائصها الفيزيائية والميكانيكية؛ بما فيها دراسة التأثير المتبادل بينها وبين المنشأ المزمع إقامته في المسقط.

وفي ضوء نتائج التحريات والتجارب يحدد المهندس الجيوتكنيكي نوع الأساسات ويصممها، ونوع الأعمال الترابية المطلوبة للمنشأ المزمع بناؤه وحجمها.

ومن أبرز فروع الهندسة الجيوتكنيكية فهم ميكانيك التربة الذي يختص بدراسة التربة وسلوكها عند تعرضها للأحمال والإجهادات.

هندسة الموارد المائية

تعنى الهندسة الهدروليكية بجريان السوائل، خصوصاً الماء، وارتبطت أصلاً بتصميم الأنابيب وشبكات توزيع المياه ومنشآت الصرف والأقنية، حيث يقوم مهندسوالهيدروليك بتصميم هذه لشبكات والمنشآت بناءً على علوم ميكانيك السوائل fluid mechanics، ويتفرع من الهندسة الهدروليكية هندسة مصادر المياه التي تعنى بتجميع المياه وإدارتها سواء كان ذلك فوق سطح الأرض أم في باطنها.

هندسة المواد

هندسة انشائية

تعنى الهندسة الإنشائية بتصميم الجمل الإنشائية التي تسند أنواع الأحمال المتنوعة. وتقسم هذه المنشآت إلى أبنية ومنشآت أخرى غير الأبنية.

تعدّ الهندسة الإنشائية من أقدم المهن في العالم، وتعود على الأقل إلى الألف الثالث قبل الميلاد عندما شرع المصريون القدماء في بناء الأهرام في عصر الأسرة الرابعة، ومع ذلك ليس هناك سجل يشير على الحسابات الأولى لمقاومة العناصر الإنشائية أولسلوك مادتها. ويعدّ غاليلو[ر] Galileo مؤسس المقاربة الفهمية للهندسة الإنشائية في القرن السادس عشر، حيث عدّ ذلك بداية للتحليل الإنشائي. وحصل تطور كبير على الهندسة الإنشائية عندما طور جوزيف مونييه Joseph Monier في عام 1868 الخرسانة بإضافة فولاذ التسليح إلى الخرسانة الإسمنتية ليحسن أداءها الهش. وفي عام 1889 شيد گوستاف إيفل برجه في باريس من الحديد الصلب. وفي عام 1928 اخترع أوجين فريسينه الخرسانة مسبّقة الإجهاد ليتغلب على ضغف مقاومة الخرسانة على الشد.

يقوم المهندسون الإنشائيون بتصميم العناصر والجمل الإنشائية لتحقيق اشتراطات أمان محددة تحت تأثير الأحمال في حدها الأقصى، ويقومون أيضاً بتحقيق هذه العناصر والجمل وفقاً لاشتراطات أخرى في ظروف الاستثمار، عندها تكون الأحمال في حدودها المتسقطة لظروف تشغيل المنشأة واستثمارها. وعليه فإن المهندس الإنشائي هوالمسؤول عن الاستخدام الأمثل للمواد والمال مع تحقيق شروط الأمان المطلوبة.

هندسة التشييد

تعنى هندسة التشييد بتطبيق التصاميم الموضوعة لمشروعات النقل والبيئة والهدروليك والأبنية والجسور وتطوير المواقع العامة ومشروعات الجيوتكنيك والبنى التحتية وتقوم بذلك شركات متخصصة في التشييد، حيثقد يكون للمهندسين فيها دور إداري ومالي إضافة إلى دورهم الفني والتقني، ويسهمون أساساً في وضع خطط التطبيق وكتابة العقود ومراقبة أسعار المواد والتجهيزات الضرورية للمشروعات.

المسح

المسح الهندسي هي مجموعة العمليات التي يقوم بها الطبوغرافيون لقياس أبعاد محددة على سطح الأرض باستخدام تجهيزات مخصصة ودقيقة تسمح بقياس المسافات الأفقية والشاقولية والزوايا والميول، وذلك بغية رسم تمثيل بياني لسطح الأرض على شكل خرائط تستخدم لتوضيع المشروعات الهندسية والأبنية عليها بالحجم والمقياس اللذين ترسم بهما هذه الخرائط.

هندسة النقل

هي فهم نقل الركاب والبضائع على نحوفعال وآمن، وهي تشتمل على تحديد البنى التحتية للنقل وتصميمها وتطبيقها وصيانتها، كالشوارع والطرقات وخطوط السكك الحديدية والمطارات والأقنية والموانئ. ويتفرع من هندسة النقل هندسة المرور التي تعنى بإدارة النقل، ويتفرع منها أيضاً تخطيط المدن، الذي يعنى بتصميم نماذج تنبؤية لحركة المسافرين والبضائع وبنائها وما يترتب عليها من قرارات تساعد على تصميم البنى التحتية لمشروعات النقل.

الهندسة المدن

التصميم

هوأبرز القواعد التي يرتكز عليها في أي مشروع وحتى تكون الأبنية آمنة يتم ادخال عوامل أمان كثيرة أثناء التصميم لأي منشأ مثل تصعيد الحمولات المطبقة على المنشأوهي طريقة من طرق التصميم تسمى الطريقة الحدية ( تصعيد الحمولات) حيث يتم ضرب قيم الحمولات بعوامل أمان كثيرة مثل مضاعفتها مرة أواثنتين ومن ثم تصميم المنشأ على هذا الأساس، وذلك بأقل تكلفة ممكنة تناسب هذه العوامل. كما تختلف نسبة عوامل الأمان باختلاف أهمية المنشأ ومكان تطبيقه والغرض منه ومدة الخدمة المطلوبة وغيرها من العوامل عملى سبيل المثال : إقامة منشأ في البحر تختلف من ناحية المواد والتصميم عن منشأه على سطح جبل أوأرض صلبه أوأرض رمليه

الادارة الهندسية

وتعتبر الادارة الهندسية للمشروع من أبرز العناصر المساهمة في انجاح العمل أوفشله، ولا يخفى على أحد ما للإدارة في أي مجال من أهمية خاصة في انجاح العمل، وخاصة في مجال مشاريع البناء، التي تعتبر أكثر تعقيداً إدارياً وعملياً من معظم مجالات الإدارة الأخرى، وكمقارنة بسيطة لتقدير أهمية ذلك، فإن مصنع سيارات مثلاً إذا أنجز سيارة وأجرى عليها الاختبارات فبامكانه تعديلها بكل بساطة حتى الحصول على المنتج المطلوب ومن ثم نسخه إلى أعداد كبيرة، دون خسارة تذكر لا في الوقت ولا الكلفة، بينما المشاريع العمرانية لا تقدر بناء مشروع ثم تعديله تماماً بل يجب عليك تسقط جميع العيوب مسبقاً وتلافيها، وهنا لا بد من حسن الإدارة وبراعة القيادة، وعبقرية ايجاد الحلول والبدائل. وحديثاً أصبح تخصص إدارة المشاريع يفهم كدراسات عليا (ماجستير ودكتوراه) في كثير من الجامعات، بل إذا هناك تخصصات متعددة داخل هذا الفهم المتولد من تزاوج الفهمين العريقين الإدارة والهندسة المدنية. وينصح كثير من الخبراء بأنقد يكون المقدم على هذا المجال ذوفطرة (شخصية) قيادية وادارية، لينجح في تسيير مشروعه...

انظر أيضا

؛ نقابات وجمعيات

المصادر

وصلات خارجية

• الجمعية الأمريكية للمهندسين المدنيين
• Institution of Civil Engineers
• Planete TP – The World of Public Works
• CENews – For the Business of Civil Engineering
• The Institution of Civil Engineering Surveyors
• Civil Engineering Contractors Association (UK)