ליבת הבניין – השלד

א. למה שלד – מדוע כדאי לנו, דיירי הבניין, להתמצא.

בשיגרת חיינו, כשאנחנו גרים בדירה , הממוקמת בבניין מגורים או שהיא בית פרטי, אין אנו שואלים את עצמנו מה נמצא בתוך קירות הדירה שמחזיק את התקרה, כיצד הקומה שמעלינו אינה 'שוקעת' לתוך לדירתנו. אנו סומכים, מחוסר ברירה, באופן עיוור על מי שבנה את הבניין. ואנו עסוקים יותר בבעיות האחזקה השוטפות היומיומיות של הדירה שהן בד"כ קטנות: תיקוני חשמל, אינסטלצייה, קילוף צבע, מנעול, תריסים, אינטרקום, וכו'.

פעמים רבות אנו נתקלים בשלט אזהרה ' זהירות מבנה מסוכן', המוצב על בניין ישן רעוע, שבד"כ גרים בו תושבים. שלט אזהרה זה נתלה ע"י פקחים של מח' הפיקוח על מבנים מסוכנים של העירייה. כשבניין מוכרז מבנה מסוכן בדרגות שונות, ערך הדירות יורד , ולפעמים אי אפשר למכור דירות , מאחר שהעירייה קובעת הערת אזהרה בטאבו לכל דירות הבניין.

מהי הסיבה שבגללה פקחי מח' מבנים מסוכנים בעירייה שהם בעלי רישיון מהנדסי בניין, קובעים שבניין מסוים הוא מבנה מסוכן: קילופי טיח מהקיר ? בעיות אטימה בקירות הבניין? אין תאורה מספקת בכניסת הבניין? הסיבה המרכזית להכריז על בניין מבנה מסוכן ע"י הרשויות היא החלשות ועייפות מסוכנת בעמידות שלד הבניין לעומסים, במקום אחד או בכולו, והחלשות זו עלולה לגרום להתמוטטות הבניין על יושביו.

שלד הבניין משלב ומכיל מספר מוגדר של אלמנטים קונסטרוקטיביים בתוכו- הורדת רכיב אחד מתוכו – הרסת אותו, בבחינת הכול או לא כלום. כמו מולקולת ענק: מספיק שנשלוף אטום אחד ממנה – והיא מתפרקת. מספיק כשל עומסים אחד בכל רצף עמידות שלד הבניין לעומסים, בנקודה אחת בלבד: עמוד אחד , או קורה אחת, רק בקומה אחת, רק בדירה אחת – ושלד הבניין והבניין, בחלקו או כולו –יקרסו לקרקע כמגדל קלפים.

זוכרים את מעשה שמשון הגיבור במקדש הפלישתים- הנ"ל מוטט 2 עמודים שהחזיקו קורה מרכזית במבנה גדול, – בסה"כ מוטט 2 עמודים – ויצר חורבן כל כך גדול: מבנה כה גדול קרס על יושביו.

אסון ורסאי, שבו קרסו מספר רצפות של כמה קומות המבנה , רצפה אחת מפילה את השנייה שמתחתיה, התרחש מ-2 סיבות עיקריות: האחת שיטת בנייה פסולה, והשנייה בשל שגיאה נוראית של משפץ, שביצע חיתוך עמוד אחד, בקומה אחת – הוציא רק קטע אחד מכל השלד הגדול של הבניין , לצורך הגדלת משטח ריקודים באולם – והשלד הגדול קרס לתוך עצמו. מספיק שאנו מבטלים את רצף המשכיות כוחות השלד, מספיק שנשלוף מרכיב אחד מתוך השלד (עמוד, קורה), בקומה אחת, בדירה אחת, בקומת החצר – וכל משוואת הכוחות של השלד משתבשת ומתפרקת באותה נקודה.
כל הקומות הנמצאות מעל נקודת הכשל בשלד קורסות למטה, וסוחפות איתן את שאר הבניין: כאשר נקטע רצף הסבולת (עמידות) המתמשך של השלד לעומסים , משתבש שיווי משקל הכוחות הפנימי בתוך השלד, והוא קורס לתוך עצמו, לקרקע.

בשל העדר שלד בניין מתאים רעידות אדמה באירן 'מוחקות' בתים של כפרים שלמים, ואילו רוב הבניינים בסן פרנסיסקו, ארה"ב, בשעת רעידת אדמה, נשארים שלמים על מקומם. קריסת שלד המתכת של מגדלי התאומים בארה"ב בשעת התרסקות מטוס נוסעים בתוכו נבעה כתוצאה מהתכת שלד המתכת בקומה אחת ע"י בעירת דלק המטוס.

הטיפול בבטון השלד לאחר הקמת הבניין: כאשר נוצרים סדקים בבטון השלד או כאשר הבטון סביב לפלדה שבתוכו – מתפורר יש צורך בשימוש בבטון מיוחד לשם תיקונו, ובתהליך מסוים הנקרא שיקום בטונים ( וזאת משום שמקדם ההתכווצות של הבטון החדש חייב להתאים למקדם ההתכווצות של הבטון הישן, שהתכווץ במשך הזמן. אם לא תהייה התאמה כזו בין ישלף ויפול הבטון המתוקן מתוך הבטון הישן).

ב. מבנה שלד הבניין.

שלד הבניין הינו מבנה אחד, רציף, המורכב מעמודים אנכיים ומקורות אופקיות לכל גובה ורוחב הבניין, החל מיסודות הבניין וכלה בגג. כל רצפות הבניין של כל קומה בבניין קשורות לעמודים ולקורות של השלד. עמוד של קומה אחת עובר דרך הרצפה של קומה אחת, מעוגן לריצפה , וממשיך ברציפות לעמוד של הקומה מעליה ומעוגן לרצפה שמעליה. כך נוצר עמוד אנכי אחד רציף ונמשך המתנשא מהיסודות בתחתית הבניין וממשיך כיחידה אחת למעלה, עד קצה הבניין – הגג . הקורות האופקיות

הנמצאות בכל קומה של שלד הבניין (שהן כמו עמודים אופקיים, אלא שכיווני העומסים עליהם הם אחרים) מקשרות וקושרות באופן אופקי את כל העמודים בקומה אחת, ובכל הקומות, ומהוות רצף קונסטרוקטיבי קשיח לכל קומה וקומה וכל מכלול השלד.

עמודי השלד הם אלמנטים קונסטרוקטיביים שפועלים עליהם מאמצי לחץ – והם אמורים לקבל את העומסים מהקורות ומהרצפות של כל קומות הבניין – ולהעביר העומסים ליסודות.

השלד נושא בכל עומסי הבניין: משקל עצמי של הבניין (עומס קבוע), תכולת הבניין ושימושיו: למגורים, מסחרי, מוסדות, תעשייה ( עומס שימושי), עומס נשיבת הרוח היוצר עומס אופקי על השלד, עומס דינמי (בתנועה) הנגרם מזעזועי רכבים ורכבות, ועומס רעידות אדמה.

קיימים 3 סוגי שלד עיקריים:
א. כשהקירות עצמם משמשים כשלד והם נושאים ותומכים את הבניין. והרצפות בקומות נתמכות על קורות מתכת (ריילסים). חסרונות השיטה שהיא מיועדת למבנים קטנים. השיטה אינה בשימוש כיום, רוב בנייני תל אביב הישנה נבנו בשיטה זו.
ב. שלד בטון ופלדה, השיטה הנפוצה כיום. בנשיאת העומס על השלד משתתפים גם הבטון וגם הפלדה, כלומר, סה"כ יכולת העומס של השלד היא צירוף יכולת העומס של שניהם. מאחר שיכולת העמידות לעומסים של הבטון ושל הפלדה בתוכו הם שונים, מגדיר התקן הישראלי את היחס המדויק בין התסבולת של הבטון לתסבולת של הפלדה ( לא יותר מפי 15). מקדם היחס הזה בא לבטא את מנת הפלדה ( אחוז הפלדה) המותר באלמנטי הבטון של השלד.
ג. בניית שלד באופן תעשייתי בעזרת קורות פלדה מאסיביות – כשעל שלד המתכת מעוגנות קומות וקירות הבניין. שיטה מהירה ולכן חסכונית.

חוזק ועמידות הבניין לעומסים אינם נובעים מהבלוקים שישנם בקירות- אלא משלד הבטון שהוא ליבת הבניין. השלד הוא הגורם שקומות הבניין תשארנה סטאטיות ויציבות מול מאמצי ההרס של הטבע, כל קומה, וכל הבניין ימשיכו וישארו כמו שהם למרות עומסי ההרס, ולאורך זמן רב ככל האפשר ( אורך חיים מתוכנן של בניין הוא 100 שנה).

ג. סיפור מהחיים על שלד בניין
בשנת 2005 נתבקשתי ע"י בעל בניין, בכיכר מסריק בת"א לפתור בעייה של קורת בטון מתפוררת בגג הבניין. קורת הבטון האופקית היתה תלויה באוויר בגובה 2 מטר, וקשרה 2 נקודות: בין מבנה חדר היציאה לגג ובין קיר ארוך של דירה הנמצאית בגג בניין סמוך.

תחילה ביקש ממני לתקן את הנזקים לקורה. ראיתי שמישהו לפני כבר תיקן את הבטון הפגום, ולמרות תיקוני המלט הטריים, יחסית – הפלא ופלא – כל מקומות התיקון התפרקו ונפלו במקומם.

הסברתי לו שכדי לתקן קורות או עמודי בטון יש צורך להשתמש בחומרים מיוחדים, ויש צורך לבצע תהליך מסוים הנקרא שיקום בטונים – אחרת כל תיקוני הבטון החדשים יתפרקו כמו התיקונים המצחיקים שבוצעו.
ואז הוא הציע הצעה נוספת: בוא נפרק ונפנה את הקורה המיותרת שממילא לא עושה שום דבר חוץ מלהיות תלויה באוויר לשם יופי.
הסברתי לו – מבלי שהצלחתי לשכנעו – שהקורה אינה תלויה לשם יופי אלא שהיא חלק משלד הבניין ותפקידה גם להחזיק את קיר הדירה בגג הסמוך שלא יפול, ותפקידה גם לחזק את מבנה חדר היציאה לגג. כמובן שסירבתי, לבצע את תוכנית בעל הבניין.

עד כאן, על קצה המזלג, בנושא שלד הבניין בו אנו חיים. להתראות בכתבה הבאה בסדרה.

לחצו כאן ל חברות ניקוי מאגרי מים מומלצות לוועדי בתים של הפורטל