هياكل البناء: العوارض والأعمدة

يريد مايكل بناء طاولة خشبية. لديه لوح لاستخدامه كسطح للطاولة. لكن اللوح لن يطفو في الهواء فحسب. يحتاج مايكل إلى إضافة دعم - أرجل الطاولة. الآن تقف الطاولة، لكنها ليست قوية. إنها تتأرجح عندما يضع شيئًا عليها. لإصلاح هذا، يُركب مايكل قطعًا من الخشب تحت حواف الطاولة، تمتد بين أرجل الطاولة. ويضيف قطعة أخرى أسفل منتصف سطح الطاولة. هكذا أنشأ مايكل إطارًا ليستقر عليه سطح الطاولة. حاليًا وزن الطاولة وكل ما يوضع فوقها، يتوزع عبر الإطار وينتقل إلى الأرض عبر الأرجل. لم تعد الطاولة تتأرجح. تمامًا كالطاولة، فهياكل البناء الكبيرة كالمباني أو الجسور، تحتاج أيضًا إلى عناصر دعم مختلفة. هذه العناصر الداعمة أو الهيكلية تحمل وزن تلك الهياكل، وتنقل القوى والأحمال عبرها. كمرآب وقوف السيارات الكبير هذا. فوق المبنى يوجد السقف. السقف ثقيل، وبدون دعم مناسب، يمكن أن يتأرجح أو يتشقق بفعل ثقله. لذا فالسقف مدعوم بعناصر هيكلية أفقية طويلة تساعد في حمل الوزن، كالإطار الأفقي في طاولة مايكل. في الهندسة، تسمى هذه العناصر الهيكلية الأفقية بالعوارض. العوارض طويلة مقارنة بعرضها وارتفاعها. تحمل العوارض القوى التي تعمل عليها بزاوية 90 درجة: عموديًا. السقف والعوارض مدعومة بعناصر رأسية، تمامًا كالأرجل الداعمة لسطح الطاولة. في الهندسة، تسمى هذه العناصر الهيكلية العمودية بالأعمدة. الأعمدة طويلة مقارنة بعرضها. يتم ضغط الأعمدة عموديًا بحيث تُنقل الأحمال والقوى المؤثرة عليها عبر ارتفاعها. في جميع أنحاء مرآب السيارات، العوارض والأعمدة متصلة ببعضها. إنها تشكل طريقًا تنتقل عبره الأوزان والقوى من المستويات الأعلى إلى العناصر أدناه، وصولا إلى الأرض. لهذا يجب أن تكون أعمدة الطابق الأرضي أقوى من تلك الموجودة في الطوابق العليا. يجب أن تكون قادرة على حمل الوزن المشترك لجميع المستويات أعلاه. يجب أيضًا عند تصميم مبنى أو هيكل، مراعاة مواد وأحجام وأشكال وحتى مواقع العوارض والأعمدة في الهيكل. كل هذا يتحدد بناءً على مقدار الحمل والقوة التي عليها تحملها، كما أن أشياء كالوزن وتكلفة العوارض والأعمدة تلعب دورًا كذلك. الأعمدة والعوارض تشكل إطار عمل يوزع القوى المؤثرة على الهيكل، وهي تنقل تلك القوى إلى الأرض. بفضل الأعمدة والعوارض، تبقى الهياكل مستقرة ومتينة، حتى نتمكن من عبور الجسور، وركن سياراتنا، ولعب ألعاب الطاولة بأمان.