تقنيات الهندسة المدنية

الهندسة المدنية

تعتبر الهندسة المدنية من فروع الهندسة الأقدم والأوسع على الإطلاق، حيث تنصب اهتمامات هذه الهندسة على البنية التحتية الضرورية لقيام المجتمع المتحضر ودعمه، فقد تجلى ذلك في تشييد الكاتدرائيات الأوروبية والقنوات الرومانية، كما يستدل على قِدَم الهندسة المدنية بناء أقدم الجسور المعدنية على يد نخبة من كبار المهندسين، وقد كان الحدس بمثابةِ المعيار الأهم من قبل الحرفيين القدامى، كما وظفوا مهاراتهم التجارية والخبرة ضرورة في إنجاز ذلك، أما في الوقت الحالي فقد بدأت الهندسة المدنية تنخرط مع العديد من علوم المعرفة الأخرى لتفادي الوقوع بالمشكلات البنائية منها الأساليب الحسابية وإدارة المشاريع والعلوم الطبيعية والفيزياء والرياضيات، ويشيد المهندسون المدنيون المباني وأنظمة النقل بمختلف أنواعها من طرق ومطارات وسكك حديدية وأنفاق وجسور، بالإضافة إلى مرافق الموارد المائية وطرق الحفاظ عليها، إذ يترتب على أعمالهم الحفاظ على صحة وسلامة المجتمع البشري وتحقيق مستوى متقدم من الرفاهية.

يُدرَج تحت مظلةِ الهندسة المدنية العديد من المراحل والخطوات بدءًا من التخطيط ثم التحليل والتصميم للإنتقال إلى البناء ثم صيانة البيئة بشقيها المادية والطبيعية، كما يدرج تحتها فروع متعددة من مجالات الهندسة منها هندسة النقل وهندسة البناء والإدارة وهندسة الموارد المائية وهندسة المساحة وأيضًا هندسة البيئة، حيث يحتاج كل منها كمًا هائلًا من البيانات منها هندسة النقل التي تهتم بالمرور والنقل مثلًا، وكل هندسة تتخذ نوعًا معينًا من التقنيات الخاصة بها، وفي هذا المقال سيتم التعرف بأهم تقنيات الهندسة المدنية Civil Engineering Philip Kosky, George Wise, sciencedirect.com, 5/7/2020.

تقنيات الهندسة المدنية

أدخلت التطورات التكنولوجية المستحدثة مؤخرًا لتندمج مع الهندسة المدنية من قبل المراقبين والأكاديميين، حيث ساهمت هذه التقنيات بتطبيق مجموعة من الأفكار والابتكارات الجديدة على أرض الواقع، ويقصد بتقنيات الهندسة المدنية تلك الممارسات والأدوات والأساليب حديثة النشأة المستخدمة في تطبيق المخططات، وقد تكون التقنيات في سياق إجراءات التصميم وإدارة المرافق وفيزياء المواد والتصميم، وبالتالي الخروج بمخططات وتصاميم ومشاريع للبنية التحتية قادرة على تلبية متطلبات الحياة المثالية للأفراد، وفيما يلي مجموعة من أهم تقنيات الهندسة المدنية المتقدمة والمستخدمة في الوقت الحالي 5 Advanced Technologies Used in Civil Engineering urbangeekz.com, 5/7/2020 Top ten building innovations for civil engineers FELICIA JACKSON, raconteur.net, 5/7/2020:

الطباعة ثلاثية الأبعاد 3D Printing

يطلق على الطباعة ثلاثية الأبعاد أيضًا تسمية التصنيع التجميعي، حيث يتم استخدام طابعة متخصصة ومطورة لبناء مجسمات بواسطة وضع طبقة فوق طبقة، ويشيع استخدام هذه التقنية في تصميم الأعمال المعقدة للخروج بأحدث المشاريع والأفكار القادرة على استخدام المواد المختلفة وتوظيفها معًا لتشكيل بناء واحد، وقد نجم عن ذلك بناء إمكانيات مستحدثة تفيد بصناعة البناء؛ وفي مجال الهندسة المدنية يُبنى مجسم للمشروع أولًا وتدخل عليه التعديلات أولًا بأول ليصار إلى تنفيذه على أرض الواقع.

فيزياء المواد

من تقنيات الهندسة المدنية دراسة فيزياء المواد والتعمق بها، ويؤخذ بعين الاهتمام في هذا السياق المواد الخام المصممة خصيصًا لغاياتِ الوقوفِ على خصائصها والتعرف على تكوينها الجزيئي لمعرفة كيفية استخدامها واستغلالها في تصميم المشاريع وتنفيذها بأسلوبٍ مبتكر أكثر من الأوقات الماضية، ومن أبرز المواد المبتكرة مادة الجرافين القابلة للتصنيع للخروج بمواد لها خصائص متفاوتة تتأقلم مع ظروفٍ مختلفة أيضًا، ويضفي ذلك عليها نطاقًا لا محدود مما يجعلها شائعة الاستخدام في البناء.

المباني المعياري

يطلق عليه أيضًا تسمية المباني الجاهزة، وهي عبارة عن مباني تُنشأ بالاعتمادِ على عددٍ من المكونات والمواد لتقدم مبانٍ جاهزة بواسطة التجميع للتحقق من أنها صالحة للتطبيق، ويفيد ذلك في جعل عملية تشييد المباني أكثر سهولة ورخصًا من الناحية المادية.

التقنيات الذكية

كما ظهرت أيضًا العديد من التقنيات الذكية التي خدمت مختلف القطاعات ومنها الهندسة المدنية، منها إمكانية التحكم بالأضواء والأصوات في المنازل بواسطة الأجهزة الإلكترونية مثلًا، كما تساعد المهندس المدني على المضي قدمًا بتصميم المشاريع والبنى التحتية والمباني بواسطة التطبيقات والبرامج المدرجة تحت الذكاء الاصطناعي، ولا بد من التنويه إلى أن تحت هذا البند يدرج أيضًا كل من:

• الاستعانة بالحاسب الآلي لرسم المخططات.
• استخدام التقنيات الإلكترونية والذكية في قراءة المخططات والمواصفات والتحقق من اكتمالها وصلاحيتها.
• استكمال إجراءات الأمن والسلامة الضرورية الواجب تنفيذها في موقع العمل.
• رصد المواد المطلوبة للبدء في البناء والعمالة ورسم أبعاد الخطة الزمنية اللازمة لتنفيذ المشروع.
• التحقق من جودة المواد المنوي استخدامها في البناء وإخضاعها لمراقبة ضبط الجودة والتحقق من مدى مطابقتها للمواصفات.

البرمجيات التنبؤية

هذا النوع من تقنيات الهندسة المدنية مسؤولًا عن التحقق من مدى السلامة المتوفرة في المباني الجديدة، حيث تقع على عاتقها مسؤولية تحديد المواقع ومواقع استخدامها، بالإضافة إلى الكيفية الواجب تجميع المواد بها والشكل النهائي للمبنى، حيث يعمل المهندس المدني على خلط العديد من القطع والمواد لتصميم المباني مع ضرورة الإلتزام بلوائح السلامة والمتطلبات الحكومية، وهذه البرامج التنبؤية تضمن جعل المشاريع في الهندسة المدنية أكثر تطورًا وفعالية وآمان، ومن البرامج المستخدمة في هذا السياق برنامج ANSYS.

التعاون السحابي

تقنية من تقنيات الهندسة المدنية شائعة الاستخدام مؤخرًا ، ومن أبرزها تقنية Basestone، وتعد بمثابةِ نظام رئيسي يتيح الأفق أما المهندسين لمشاركة المحتوى فيما بينهم عن بعد داخل موقع البناء خلال التنفيذ الفعلي، وتتخذ كل عملية مراجعة رقمًا خاصًا بها فوق الرسم الخاص بمشروع البناء، ويتيح ذلك فرصة التعاون تحديث البيانات بشكل أفضل.

المراجع