الفرق بين الكود الأمريكي والكود الأوروبي في حسابات المنشآت المعدنية

في عالم الهندسة الإنشائية وتصميم المباني المعدنية، يلعب كل من الكود الأمريكي (AISC, ANSI, ASTM) والكود الأوروبي (Eurocode 3 – EN 1993) دورًا أساسيًا في تحديد معايير التصميم، التحليل، والأمان. على الرغم من أن كلا النظامين يهدفان إلى تحقيق استقرار وسلامة المنشآت المعدنية، إلا أن هناك اختلافات جوهرية بينهما في الأساليب والمعايير المستخدمة. في هذه المقالة، سنستعرض بالتفصيل الفروق بين الكودين، مما يساعد المهندسين والمصممين على اختيار النظام الأنسب وفقًا لبيئة المشروع ومتطلباته.

. طريقة التصميم والتحليل

الكود الأمريكي (AISC – LRFD, ASD)

يستند الكود الأمريكي إلى طريقتين رئيسيتين في التصميم:

طريقة التحليل المسموح به (ASD – Allowable Stress Design): تعتمد على ضمان أن الأحمال العاملة لا تتجاوز الإجهادات المسموح بها للمواد المستخدمة.
طريقة التصميم بالحمل والعامل (LRFD – Load and Resistance Factor Design): تأخذ في الاعتبار عوامل الأمان المختلفة وتطبقها على الأحمال والمقاومات لتحقيق مستوى أمان أعلى.

يركز هذا الكود على الأداء تحت الأحمال الفعلية والتكرارية، مما يجعله شائع الاستخدام في الولايات المتحدة وكندا.

الكود الأوروبي (Eurocode 3 – EN 1993)

يعتمد الكود الأوروبي على طريقة التصميم الحدّي (Limit State Design – LSD)، والتي تقارن بين المقاومة القصوى للعنصر الإنشائي وبين الأحمال المؤثرة عليه. يستخدم الكود عوامل جزئية مختلفة لكل نوع من الأحمال، مما يسمح بتصميم أكثر دقة يأخذ في الاعتبار تأثيرات الانبعاج الموضعي والزمني.

الأحمال ومعاملات الأمان

الكود الأمريكي

يتم حساب الأحمال وفقًا لمعيار ASCE 7.
يتم تطبيق معاملات تخفيض المقاومة وفقًا لنوع التحليل المستخدم (LRFD أو ASD).
يأخذ في الاعتبار تأثيرات الزلازل والرياح وفقًا لـ IBC (International Building Code).

الكود الأوروبي

يعتمد على معايير Eurocode 1 (EN 1991) لحساب الأحمال، والتي تشمل أحمال الرياح، الثلوج، الزلازل، وغيرها.
يستخدم معاملات جزئية تختلف باختلاف المواد والأحمال، مما يوفر مرونة أعلى في التصميم.

المواد والمعايير المستخدمة

الكود الأمريكي

يعتمد على معايير ASTM لتحديد خصائص الفولاذ، مثل ASTM A36, A992, A572.
يستخدم معيار AISC 360 كمرجع رئيسي في التصميم الإنشائي.

الكود الأوروبي

يعتمد على معايير EN 10025 التي تحدد أنواع الفولاذ مثل S235, S275, S355.
يأخذ في الاعتبار معاملات المواد وظروف التصنيع وفقًا لمواصفات Eurocode 3.

تصميم الوصلات (Connections)

الكود الأمريكي

يستند إلى AISC 360 & AISC 341 لحساب الوصلات الملحومة والمثبتة بالمسامير.
يطبق مفاهيم التصميم اللدن (Plastic Design) عند الحاجة.

الكود الأوروبي

يستخدم Eurocode 3 – Part 1-8 (EN 1993-1-8) لتصميم الوصلات المعدنية.
يأخذ في الاعتبار تأثيرات الانبعاج الموضعي وتأثيرات الاحتكاك في البراغي، مما يؤدي إلى تحسين كفاءة التصميم.

الاستقرار والتحليل الهيكلي

الكود الأمريكي

يركز على تحليل الانبعاج الكلي والمحلي باستخدام طريقتي LRFD وASD.
يطبق معايير خاصة لأنظمة مقاومة الزلازل وفقًا لـ AISC 341.

الكود الأوروبي

يعتمد على منهجية Second Order Effects للتحليل غير الخطي.
يأخذ في الاعتبار تأثيرات Imperfections & Buckling باستخدام Global Analysis Methods.

اختيار النظام الأنسب للمشاريع

عند تحديد الكود المناسب لاستخدامه في تصميم المنشآت المعدنية، يعتمد الاختيار على عدة عوامل:

الموقع الجغرافي: المشاريع في الولايات المتحدة وكندا تفضل الكود الأمريكي، بينما يتم استخدام الكود الأوروبي في أوروبا ودول أخرى.
متطلبات السلامة والمعايير المحلية: بعض الدول لديها قوانين تنظيمية تتطلب استخدام كود معين.
نوع المنشأ: المنشآت الصناعية الكبيرة قد تستفيد من المرونة التي يقدمها الكود الأوروبي، بينما تكون المباني التجارية أكثر توافقًا مع الكود الأمريكي.
التكاليف والمواد المتاحة: قد يحدد توفر أنواع معينة من الفولاذ والبراغي واللحام في السوق المحلية الكود الأنسب.

الخلاصة

كل من الكود الأمريكي والكود الأوروبي له ميزاته وعيوبه، ولكن في النهاية، يعتمد اختيار الكود على متطلبات المشروع وبيئة العمل. الكود الأمريكي أكثر استخدامًا في أمريكا الشمالية، ويركز على LRFD و ASD، بينما الكود الأوروبي يوفر تصميمًا أكثر تفصيلاً يأخذ في الاعتبار العديد من العوامل البيئية والإنشائية.

من خلال معرفة هذه الاختلافات، يمكن للمهندسين اتخاذ قرارات مستنيرة عند تصميم المنشآت المعدنية، مما يضمن تحقيق أعلى مستويات الأمان والكفاءة في تنفيذ المشاريع.

هل أعجبتك هذه التدوينة؟ انشرها

بعض من منشآتنا المعدنية

Residential Building