تفاصيل الهيكل الصلب

مهما كان نوع المبنى، يلزم وجود هيكل فولاذي قوي يدعم جودة البناء بالكامل أثناء عملية البناء. مباني الهياكل الفولاذية هي هياكل مصنوعة من مواد فولاذية على الهيكل الرئيسي، وهو أحد أنواع هياكل المباني. تتكون مباني الهياكل الفولاذية بشكل رئيسي من عوارض فولاذية، وأعمدة فولاذية، وجمالونات فولاذية، ومكونات أخرى مصنوعة من فولاذ المقطع والصفائح الفولاذية. عادةً ما يتم ربط مكونات أو أجزاء الهياكل الفولاذية باللحام أو البراغي أو المسامير.أنواع التوصيلات في الهياكل الفولاذية).

مباني الهيكل الصلب تلبية احتياجات المباني الحديثة. من الممكن بناء بعض المباني الهيكلية ذات الامتدادات الكبيرة والأحمال الثقيلة، وهي غير متوفرة في المنازل الخرسانية. ولأن الهيكل الفولاذي خفيف الوزن، وعالي القوة، وسريع البناء، وقصر مدة البناء، فإنه يُستخدم على نطاق واسع في المستودعات, ورش العمل, المرائب, مصانع كبيرةوالصالات الرياضية والمباني الشاهقة وغيرها من المجالات.

تفاصيل الهيكل الفولاذي لنظام الإطار الفولاذي:

هيكل الإطار

هيكل الإطار هو نظام ثلاثي الأبعاد لتحمل الأحمال، يتكون من عوارض وأعمدة فولاذية متصلة باللحام أو البراغي. يوزع هذا الهيكل قدرة تحمل الأحمال الأفقية والرأسية بالتساوي. يتميز بقوة شد عالية، وخفة وزن، ومتانة ممتازة. يقلل تصميمه المعياري من وقت البناء بنسبة 30% إلى 50%.

يُستخدم هذا النوع من الهياكل الهيكلية بشكل رئيسي في المباني المكتبية متعددة الطوابق أو الشاهقة والمجمعات التجارية. يوفر ترتيبه الأفقي مقاومةً لأحمال الرياح والزلازل، بينما تضمن مكونات الدعم الطولية الاستقرار الهيكلي العام.

إطار المدخل الهيكلية

A هيكل فولاذي بوابة هو نوع شائع من المباني الفولاذية. يتكون هيكله الحامل الرئيسي من عوارض وأعمدة فولاذية، مما يُعطيه شكلًا خارجيًا يشبه البوابة. وحسب توفر الرافعة، تُصنف هياكل الفولاذ البوابية إلى خفيفة الوزن بدون رافعة أو ثقيلة مع رافعة. تشمل الأشكال الإنشائية أيضًا هياكل أحادية الامتداد، ومزدوجة الامتداد، ومتعددة الامتدادات، بالإضافة إلى هياكل ذات أسقف بارزة ومتصلة.

يتراوح الامتداد المثالي لإطارات البوابات بين ١٢ و٤٨ مترًا. في حال اختلاف عرض الأعمدة، يجب محاذاة جوانبها الخارجية. يُحدد ارتفاع الإطار بناءً على الارتفاع الصافي المطلوب داخل المبنى، والذي يتراوح عادةً بين ٤.٥ و٩ أمتار. علاوة على ذلك، يجب ألا يتجاوز نطاق درجة الحرارة الطولي ٣٠٠ متر، والعرضي ١٥٠ مترًا. مع ذلك، يمكن تعديل نطاقات درجات الحرارة هذه بإجراء حسابات كافية.

يعتبر الهيكل الفولاذي البوابة شكلًا شائعًا للمباني ذات المساحة الكبيرة مثل المصانع والمستودعات الصناعية.

1. الهيكل الفولاذي ذو الامتداد الواحد

الهيكل أحادي الامتداد، المعروف غالبًا باسم "إطار البوابة ذي الامتداد الواضح"، هو هيكل بناء مكون من صفين من الأعمدة يدعمان عارضة رئيسية واحدة، ويشكلان امتدادًا واحدًا. هذا النوع من الهياكل مناسب للمصانع أحادية الامتداد، حيث يتراوح امتداده الاقتصادي عادةً بين 9 و36 مترًا. عندما يتجاوز الامتداد 36 مترًا، تنخفض الجدوى الاقتصادية للهيكل بشكل ملحوظ، ويُنصح باختيار شكل هيكلي أكثر ملاءمة.

مخطط تصميم فترة واحدة مبنى مصنع الصلب يجب تقسيم الوظائف بشكل منطقي وعقلاني بناءً على المساحة الفعلية القابلة للاستخدام. ونظرًا لكبر مساحة مبنى المصنع، يجب أن يُراعي تقسيم المساحات القابلة للاستخدام بشكل شامل تدفق الموظفين، والتهوية الطبيعية، والتخطيط العقلاني لمخارج الطوارئ، وحجزها، لضمان تلبية المساحة لاحتياجات الإنتاج ولوائح السلامة.

2. الهيكل الفولاذي ذو الامتداد المزدوج

يتكون الهيكل الفولاذي مزدوج الامتداد من هيكلين متجاورين أحاديي الامتداد، يتشاركان صفًا من الأعمدة الفولاذية لتشكيل إطار مكاني متواصل. بالمقارنة مع الهياكل أحادية الامتداد، توفر الهياكل مزدوجة الامتداد مرونة أكبر في الامتداد، مما يلبي متطلبات المساحات الأكبر. كما أنها تتميز بأداء زلزالي محسّن، حيث يوفر الامتدادان المتجاوران دعمًا متبادلًا، مما يعزز الاستقرار العام.

تتميز مباني مصانع الفولاذ ثنائية الامتدادات بنطاق أوسع من التطبيقات، لا سيما في سيناريوهات الإنتاج التي تتطلب مساحات واسعة ومرونة عالية ومقاومة قوية للزلازل. ومع ذلك، بالمقارنة مع المصانع أحادية الامتدادات، قد يكون بناء هذه المصانع أكثر صعوبة وتكلفة.

3. الهيكل الفولاذي متعدد الامتدادات

يشير الهيكل الفولاذي متعدد الامتدادات أيضًا إلى هيكل فولاذي واسع النطاق، وهو عبارة عن هيكل فولاذي متعدد الامتدادات مع امتداد أفقي كبير ويحتاج إلى دعم بواسطة أعمدة فولاذية متعددة وعوارض فولاذية.

أرضيات ورش الهياكل الفولاذية متعددة الامتدادات ليست مرتفعة بشكل عام. تصميم الإضاءة الخاص بها يشبه مباني مختبرات الأبحاث العلمية الشائعة، وما إلى ذلك، ويستخدم في الغالب مخططات الإضاءة الفلورية.

تتكون مصانع إنتاج الآلات والمعادن والنسيج وغيرها من الصناعات بشكل عام من طابق واحد مباني صناعية، ووفقًا لاحتياجات الإنتاج، فهي أكثر المنشآت الصناعية متعددة الامتدادات ذات الطابق الواحد، أي مصانع متعددة الامتدادات مرتبة بجانب بعضها البعض بالتوازي. يمكن أن تكون الاحتياجات هي نفسها أو مختلفة.

يعد امتداد الورشة وارتفاعها من العوامل الرئيسية التي يتم أخذها في الاعتبار عند تصميم الإضاءة للورشة. بالإضافة إلى ذلك، ووفقاً لاستمرارية الإنتاج الصناعي واحتياجات نقل المنتجات بين أقسام العمل، فقد تم تجهيز معظم المنشآت الصناعية برافعات يمكن أن يكون وزن رفعها خفيفاً من 3 إلى 5 طن، كما يمكن أن تصل الرافعة الكبيرة إلى مئات الأطنان .

لذلك، يتم تحقيق إضاءة المصنع عادةً بواسطة المصابيح المثبتة على دعامات السقف. عادة ما يكون الجزء العلوي من مبنى المصنع مرتفعًا، ومعظمها عبارة عن إطارات هيكلية فولاذية. عند الديكور، يجب تصميم وسائل الحماية من الحرائق والتهوية والتكييف المركزي أولاً، لأن هذه هي مرافق الأجهزة الضرورية في ديكور المصنع.

تفاصيل الهيكل الفولاذي - اختيار الامتداد

يشير امتداد الهيكل الفولاذي إلى المسافة بين طرفيه، وعادةً ما يكون امتداد عارضة أو بروز. وهو مؤشر أساسي على قوة الهيكل واستقراره، إذ يحدد قدرته على تحمل أحمال التصميم. كما أنه يؤثر بشكل كبير على تكلفته وصعوبة بنائه.

يتبع نطاق مباني الهياكل الفولاذية عمومًا الممارسة الشائعة لمعامل البناء العام. مضاعفات الثلاثة أمتار هي 18 مترًا، و21 مترًا، وما إلى ذلك، ولكن إذا كانت هناك احتياجات خاصة، فمن الممكن أيضًا ضبط حجم المعامل، ولكن يتم شراء المكونات العلوية. إنه ليس مكونًا شائعًا، بل يحتاج إلى التخصيص.

في مشاريع الهياكل الفولاذية، تتم الإشارة إلى المسافة بين محورين طوليين متجاورين بواسطة رمز التصميم. يشير الهيكل الفولاذي ذو الامتداد الكبير إلى امتداد يزيد عن (24 مترًا). يجب أن يتزامن محور تحديد المواقع مع محور الشبكة الرئيسي. يجب أن تتوافق المسافة بين خطوط تحديد المواقع مع حجم المعامل لتحديد موضع وارتفاع الهياكل أو المكونات.

ينبغي أخذ العوامل التالية في الاعتبار عند تحديد الامتداد المناسب للهيكل الفولاذي:

1. متطلبات الحمل: يجب تحديد امتداد الهيكل الفولاذي بناءً على حجم ونوع الحمل التصميمي لضمان سلامة واستقرار الهيكل الفولاذي.
2. اختيار المواد: يجب تحديد امتداد عارضة الهيكل الفولاذي بناءً على قوة وصلابة المادة لضمان قدرة الهيكل الفولاذي على تحمل الأحمال.
3. معايير التصميم: يجب حساب وتحديد امتداد الهيكل الفولاذي وفقًا لمواصفات ومقاييس التصميم ذات الصلة لضمان تصميم معقول وآمن.
4. شروط المشروع: عند تحديد امتداد الهيكل الفولاذي، يجب أيضًا مراعاة ظروف المشروع المحددة، مثل ظروف البناء والقيود المكانية.

تفاصيل الهيكل الفولاذي – مسافة العمود

هناك العديد من العوامل المؤثرة التي تحدد مسافة العمود والتباعد المناسب للإطار الفولاذي. على سبيل المثال، سيؤثر عدد أسس مباني الهياكل الفولاذية للبوابة على مسافة العمود. عدد الأساسات الخرسانية له تأثير أكبر على التكلفة الإجمالية للمشروع.

بشكل عام، فإن مسافة العمود البالغة 9 أمتار ستقلل بشكل كبير من عدد أعمال الأساس مقارنة بمسافة العمود البالغة 6 أمتار. كما أنه يؤثر على فترة البناء. سيتم تقليل عدد المكونات إذا كانت المسافة بين الأعمدة كبيرة، وهو أمر مفيد لتقليل تكاليف النقل.

كما أنه يقلل من عدد أعمال الرفع ويقصر فترة البناء. كما أن تقليل عدد الأساسات الخرسانية سيساعد في تقصير فترة البناء ويساعد المالك على استخدامها في أسرع وقت ممكن.

تفاصيل الهيكل الفولاذي - منحدر السقف

هيكل إطار منحدر السقف: سقف بناء ذو ​​ميل أكبر من أو يساوي 10° وأقل من 75°. يختلف منحدر السقف المائل بشكل كبير.

قواعد الأسطح هي كما يلي:

• يجب استخدام السقف الذي يبلغ منحدره الواحد أكبر من 9 أمتار للعثور على المنحدر الهيكلي، ويجب ألا يقل المنحدر عن 3٪.
• عند البحث عن المنحدرات بمواد يمكن استخدام مواد خفيفة أو طبقات عازلة للعثور على المنحدرات، ويجب أن يكون الميل 2%.
• يجب ألا يقل المنحدر الطولي للميزاب والأفاريز عن 1%، ويجب ألا يتجاوز قطرة الماء في قاع الميزاب 200 مم؛ يجب ألا يتدفق تصريف الميزاب والأفاريز من خلال وصلات التشوه وجدران الحماية.

تفاصيل الهيكل الفولاذي - مكونات الهيكل الفولاذي

الأعمدة الفولاذية: باعتبارها أحد المكونات الرئيسية الحاملة للأحمال في الهياكل الفولاذية، فهي تدعم وزن الهيكل بأكمله. يختلف حجم وعدد الأعمدة الفولاذية حسب الاحتياجات المختلفة، وذلك لتلبية مختلف تصاميم المباني ومتطلبات الأحمال.

عوارض فولاذية: العناصر الأفقية الأساسية التي تربط الأعمدة الفولاذية، تُستخدم لدعم ونقل الأحمال. تُصنع عادةً من عوارض على شكل حرف I أو مقاطع فولاذية أخرى، مما يوفر مقاومة ممتازة للانحناء. يُحدد طول العوارض وأبعاد مقاطعها العرضية بناءً على متطلبات الامتداد والحمل والدعم.

الدعامات والروابط: تُصنع الدعامات الصلبة من مقاطع فولاذية مدرفلة على الساخن، وعادةً ما تكون من الفولاذ الزاوي. أما الدعامات المرنة، فتُصنع من الفولاذ المستدير. أما الروابط فهي أنابيب فولاذية مستديرة تتحمل الضغط، وتُشكل مع الدعامات نظامًا مغلقًا يتحمل الأحمال.

عوارض السقف وعوارض الجدران: عادةً ما تُصنع من فولاذ مقطعه C أو Z. تتحمل هذه الأسقف القوى المنتقلة من ألواح السقف والجدران، وتنقلها إلى الأعمدة والعوارض.

المفاصل: نقاط تقاطع أو اتصال المكونات في الهيكل الفولاذي. يُعد تصميم وبناء المفاصل أمرًا بالغ الأهمية لاستقرار وسلامة الهيكل بأكمله. غالبًا ما تُعزز المفاصل بمكونات مثل ألواح التسليح والوسادات لزيادة قدرتها على تحمل الأحمال واستقرارها.

في بناء الهياكل الفولاذية، تُرتَّب هذه المكونات وتُوصَل بذكاء لتكوين هيكل عام مستقر وآمن. تجدر الإشارة إلى أن نوع وعدد المكونات في الهيكل الفولاذي قد يختلفان باختلاف التصميم والاستخدام.

خصائص الهيكل الصلب:

1. قوة مادية عالية

على الرغم من أن الكثافة الظاهرية للفولاذ أكبر، إلا أن قوتها أعلى بكثير. بالمقارنة مع مواد البناء الأخرى، فإن نسبة الكثافة الظاهرية إلى نقطة الخضوع للفولاذ هي الأصغر.

شنومكس

عادة ما يكون محتوى الفولاذ للهيكل الرئيسي لمبنى الهيكل الفولاذي حوالي 25 كجم/-80 كجم، ووزن اللوحة الفولاذية الملونة أقل من 10 كجم. الوزن الذاتي للهيكل الفولاذي هو فقط 1/8-1/3 من الهيكل الخرساني، مما يمكن أن يقلل بشكل كبير من تكلفة الأساس.

3. آمنة وموثوق بها

الفولاذ عبارة عن نسيج، وتباين، ومعامل مرونة كبير، ولدونة جيدة، وصلابة. يتم حسابه وفقًا لهذا المنزل ذو الهيكل الفولاذي. دقيقة وموثوقة.

4. الإنتاج الصناعي

يمكن إنتاجه بكميات كبيرة على دفعات بدقة تصنيع عالية. إن طريقة البناء لتصنيع المصنع وتركيب الموقع يمكن أن تقصر فترة البناء بشكل كبير وتحسن الفوائد الاقتصادية.

5. جميل

إن غلاف الهيكل الفولاذي للمبنى مصنوع من صفائح فولاذية ملونة، وعمر الخدمة هو 30 عامًا دون أن يتلاشى أو يتآكل. نظرًا لتنوع ألوان الألواح الفولاذية، تكون خطوط المبنى واضحة، والمظهر مريح، وأسهل في التشكيل.

6. إعادة الاستخدام

يتم توصيل الإطار الرئيسي لمبنى الهيكل الفولاذي بمسامير عالية القوة، ويتم توصيل لوحة العلبة بواسطة براغي ذاتية التنصت. أنها مريحة للتفكيك.

7. حسن الأداء الزلزالي

نظرًا لأن المكون الرئيسي الحامل لمبنى الهيكل الفولاذي هو الهيكل الفولاذي، فإن صلابته ومرونته كبيرة نسبيًا. إن مقاومة القص والالتواء للمدادات والدعم بين الأعمدة والكمرات تعزز بشكل كبير استقرار الهيكل العام.

8. نطاق تطبيق واسع