المجالات الخاصة للهياكل الفولاذية في صناعة البناء

ملاحظة مهمة للخبراء: هذا نص تعليمي أرشيفي، وليس مواصفات التصميم الحالية، أو الحساب الثابت، أو إثبات سعة الحمولة أو تعليمات التصنيع والتجميع. يتطلب تصميم القاعات والقباب والهياكل العظمية والأعمدة العالية والأبراج وهياكل المناجم والأنابيب مصممًا معتمدًا وأساسات جيوتقنية وغيرها من المؤسسات الموثوقة والتأثيرات الفعلية والثبات والتعب والحريق والتآكل، بالإضافة إلى اللوائح والمعايير الصالحة.

إن تصميم وبناء الهياكل الفولاذية ليس جزءًا من العرض العام الحالي لشركة Savo Kusic. يتكون تركيز الإنتاج اليوم من النوافذ الخشبية، النوافذ الخشبية المصنوعة من الألومنيوم والأبواب المخصصة.

هيل

1. القباب. هناك قباب تقع فيها جميع القضبان على سطح القبة، والتي تشكل أنظمة مكانية، بينما في حالات أخرى، تتكون القباب من الترتيب الشعاعي للروابط الفردية. يمكن أن تحتوي القباب التي تمثل شبكات مكانية على الأشكال التالية:

            - قباب شويدلر، حيث تكون الأضلاع نصف قطرية ومتصلة ببعضها بواسطة عوارض أفقية (شكل 1)

            - قباب شبكية، يتكون سطحها من شبكة من المثلثات، بدون أضلاع نصف قطرية، ولكن مع نطاقات محيطة لها نفس عدد الزوايا (شكل 2). إذا كانت هذه القبة مبنية على مضلع منتظم مع عدد زوجي من الجوانب، فإن النظام يكون غير مستقر وغير قابل للاستخدام دون تثبيت خاص.

            - قباب زيمرمان، حيث توجد مثل قباب شويدلر والقباب الشبكية، حلقات أفقية، إلا أن عدد الزوايا على الحلقات يتناقص تدريجياً مع زيادة ارتفاع الحلقات. ميزة قباب زيمرمان مقارنة بقباب شويدلر والقباب الشبكية هي أن القوى العمودية فقط هي التي تنشأ عند زوايا الجزء السفلي، بينما القوى الأفقية من الرياح يتم استقبالها من منتصف الجدران في الاتجاه الطولي (شكل 3).

            - قباب ملساء أو صفيحة، حيث، كما هو الحال في الشبكة، تكون جميع الأسطح الفردية مثلثة، في حين أن طريقة الدعم مماثلة لتلك المستخدمة في قباب زيمرمان (الشكل 4).

            - أسطح الخيام، حيث تكون الأضلاع مستقيمة (شكل 5).

الشكل. 1، 2، 3، 4 على التوالي

الشكل. 5

2. قاعات رياضية. يتم تحديد بناء القاعات الرياضية حسب شكل الساحة وترتيب الجلوس. يتم تجنب الأعمدة، بحيث يكون لدى المراقبين رؤية واضحة للداخل بأكمله.

3. قاعات المعارض. وفي حالة قاعات العرض، يتم استخدام قاعدة مستطيلة، وذلك لجعل ترتيب المثبتات أبسط. في بعض الأحيان يتم توقع أعمدة داخلية أيضًا، ولكن هناك حرية أكبر في توزيع المساحة في حالة عدم وجود أعمدة في القاعة.

4. قاعات الورشة. تم إنشاء مشروع الهيكل الفولاذي لقاعة الورشة بالتعاون بين خبير تشغيل ومصمم رافعة ومصمم هيكل فولاذي. يقوم أخصائي القيادة بتحديد أبعاد القاعدة والتباعد بين الأعمدة حسب تخطيط الماكينات وخطة العمل. كما أنه يحدد حشوة الجدران وتغطية السقف وطرق الأساس حسب رأي خبراء البناء. يحدد مصمم الرافعة الأوزان الخاصة للعربات والرافعات، والمباعدة بين العجلات وضغوط العجلات الأكثر سلبية. بناءً على بيانات خبير التشغيل ومصمم الرافعة، يقوم مصمم الهيكل الفولاذي بتحديد الهيكل الداعم للقاعة. يجب أن تكون دعامات الرافعة صلبة قدر الإمكان، وإذا لزم الأمر، مصممة مع نتوء، بحيث عندما تمر رافعة ذات حمولة ثقيلة، يكون لسكة الرافعة وضع أفقي، وبهذه الطريقة يمكن اختيار محرك رافعة صغير نسبيًا.

5، قاعات على شكل منشار. يتم بناء القاعات على شكل منشار بشكل عام عندما تكون هناك حاجة إلى إضاءة موحدة ويجب تجنب الاختراق المباشر لأشعة الشمس إلى داخل القاعة. وهذا مهم بشكل خاص في قاعات الإنتاج والمستودعات لصناعة النسيج. تحتوي الأسطح المنشورة على أسطح زجاجية عارية من 60o إلى 90o، في حين أن منحدر السطح الضخم هو 30o. ويوضع السطح المزجج في الجانب الذي لا توجد فيه شمس، أي باتجاه الشمال. أثناء تصميم الأسقف المنشورة، ينبغي للمرء أن يأخذ في الاعتبار سلسلة كاملة من القضايا، التي يكون حلها هو الرأي الرسمي للمستثمر، وهي: يمكن أن يكون غطاء السقف مصنوعًا من ألواح تثبيت خفيفة أو بلاط على قاعدة خشبية، ويمكن أن تكون السحابات المنشورة عبارة عن شبكات (الشكل 6)، وإطارات بثلاثة مفاصل (الشكل 7)، أو إطارات على مفاصلين مع شد (sl) 8). يحتوي محلول الشبكة على أقل وزن، ولكن لديه عيبًا وهو أن الشبكة تلتصق، على سبيل المثال. وفي صناعة النسيج يحتفظون بوبر الصوف. إذا كان الهدف هو الحصول على أقل عدد ممكن من الأعمدة في الجزء الداخلي من المبنى، فيمكن تطبيق حل بشبكات واسعة النطاق في كلا مستويي السقف، والتي تدعم بعضها البعض ويتم دعمها في الأطراف على دعامات الشبكة.

الشكل. 6

الشكل. 7

س. 8

هياكل المراكب

تحمل الإنشاءات الموجودة فوق الهبوط الرافعات الدوارة المعلقة. يتم استخدامها للتجميع الخام للسفن لحركة المرور البحرية والنهرية. تتنافس الرافعات الدوارة العالية ورافعات الكابلات مع هذه الإنشاءات. في الشكل. يُظهر 9 الهيكل الموجود على ممر Nordseewerke Emden. الوزن 3000 طن، بني 1912.

الشكل. 9

الهياكل العظمية الفولاذية

البناء الهيكلي الفولاذي عبارة عن هيكل مكون من عدة طوابق، حيث تنقل أعمدتها ودعائمها وعوارضها المصنوعة من الفولاذ أحمال الأساس من الوزن الخاص للمواد الأخرى، بالإضافة إلى الأحمال المفيدة. الجدران الخارجية والداخلية تعمل فقط على إحاطة المساحة. بالإضافة إلى وزنه وحمولته المفيدة، يتلقى الهيكل الفولاذي أيضًا ضغط الرياح على المبنى، في الاتجاهين الطولي والعرضي.

الإنشاءات الهيكلية عمومًا لها شكل بحيث تشكل الأعمدة والعوارض إطارات عرضية. تحتوي هذه الإطارات على نفس المسافة تقريبًا في الاتجاه الطولي للمبنى وترتبط بدعامات طولية. يمكن أن تحتوي الإطارات على وظيفتين أو ثلاث مشاركات. يمكن أن تكون وصلات البنية التحتية بالأعمدة صلبة أو مفصلية.

من أجل تقوية المبنى طوليًا، يتم وضع الوصلات الرأسية في الحقول بدون نوافذ (شكل 10)، أو يتم ربط جميع دعامات الجدران الخارجية بشكل صارم بالأعمدة بحيث يتم إنشاء هيكل الإطار مع العديد من العقد (الشكل 11).

الشكل. 10

الشكل. 11

يعد اختيار المواد للأسقف والجدران الداخلية والخارجية ذا أهمية حاسمة بالنسبة للاقتصاد وملاءمة الحل. ويجب أن تكون هذه المواد ذات تأثير عازل للحرارة والصوت، ويجب أن تكون خفيفة ومقاومة للمؤثرات الجوية، ويجب أن تحمي الجدران الفولاذية من الحريق والصدأ والتكثف. تصنع الأسقف من الخرسانة مع تسليح عادي أو متقاطع أو من أجزاء خرسانية مسبقة الصنع.

إمكانية تطبيق الهياكل العظمية الفولاذية متنوعة للغاية. وتستخدم في تشييد المباني الشاهقة والتجارية والفنادق والعديد من المنشآت الصناعية، وتتمتع بالعديد من المزايا مقارنة بطرق البناء الأخرى. تؤدي القوة العالية للفولاذ إلى أبعاد صغيرة نسبيًا للعناصر الداعمة. وبما أن الجدران هنا لا تشارك في حمل الحمولة، فمن الممكن أن تكون ذات سماكة متساوية في جميع الطوابق. الوقت اللازم لبناء الهيكل الفولاذي قصير، ويمكن إجراء التجميع في أي طقس. يمكن تنفيذ التغييرات في الهيكل بسهولة أثناء التجميع وحتى بعد تولي المبنى، دون المساس بسلامة المبنى. يمكن معادلة الهبوط الأرضي بسهولة عن طريق رفع الأعمدة دون مقاطعة تشغيل المبنى نفسه.

في مثل هذه الإنشاءات، يتم استخدام مواد خفيفة للأسقف والجدران، كما أن الهيكل الداعم نفسه خفيف أيضًا، وبالتالي فإن الوزن الإجمالي للمبنى صغير نسبيًا. ونتيجة لذلك، فإن تكلفة التمويل منخفضة. يمكن تفكيكها بسهولة، حيث يمكن إعادة استخدام الأجزاء الفولاذية الفردية جزئيًا.

أعمدة وأبراج عالية

الأعمدة والأبراج العالية هي هياكل طويلة ونحيلة، ومحملة بشكل خفيف نسبيًا، ويعتبر الفولاذ مادة مناسبة لها بشكل خاص.

1. أعمدة الإنارة. من أجل الإضاءة الموحدة لأكبر المناطق الممكنة، وخاصة في مجال مرافق السكك الحديدية والمناجم، يتم إنشاء أعمدة بارتفاع 25 إلى 40m. يوجد في الأعلى منصة توضع عليها تركيبات الإضاءة. من أجل التمكن من إصلاح تلك التركيبات، من المتوقع أن تكون إطارات التسلق (الشكل 12)، وأحزمة الزوايا والأقطار والأفقيات مصنوعة من الزوايا. يتم الحساب كما هو الحال بالنسبة للهياكل في صناعة البناء.

الشكل. 12

2. أعمدة لشبكة الترامواي. مع الأخذ في الاعتبار طريقة شد الحبل الداعم، يلزم وجود مقاومة متساوية للانحناء بالنسبة لجميع المحاور الأفقية. اعتمادًا على الارتفاع، يتراوح سمك الورقة من 8 إلى 10 mm.

3. أعمدة لشبكة السكك الحديدية الكهربائية. يتراوح ارتفاعها من 8 إلى 16 m. يعتمد الارتفاع على الامتداد، وبالتالي على سهم الحبل الداعم، والذي يمكن أن يقع عموديًا أو بشكل غير مباشر على الموصل (الشكل 12). يجب أن يكون القسم المستطيل في الأسفل والمربع في الأعلى صغيرًا قدر الإمكان. من المفيد ربط الأقطار من الزوايا مباشرة بالأحزمة، بدون أوراق معقودة. يحتوي كل حزام زاوية على لوحة تحمل في الطرف السفلي، ويرتكز العمود بأكمله على أساس مشترك لجميع الأحزمة الأربعة. يتم ربط العمود بالأساس بمسامير تثبيت خرسانية.

4. أعمدة خطوط الكهرباء. في حالة خطوط نقل الجهد العالي المهمة، فإن الأعمدة مصنوعة بشكل حصري تقريبًا من الفولاذ. يعتمد ارتفاعها على الامتداد الحر وترتيب وحدات التحكم والمواد والجهود المسموح بها والموصلات والحبل الواقي على العمود، وكذلك على ظروف التحميل. إن عدد أنظمة التيار المتردد التي تنتقل عبر القطبين له تأثير أيضًا. اعتمادًا على الغرض، يتم تمييز الأنواع التالية من الأعمدة: أعمدة دعم لحمل الموصلات في الاتجاه (الشكل 13)، أعمدة زاوية مع نقاط توقف للمسار لاستقبال المكونات الأفقية للموصل، أعمدة التوتر (الشكل 13)، أعمدة التوصيل أو الانقسام المستخدمة للتوصيل، أو تقسيم الموصل في اتجاهات مختلفة.

الشكل. 13

يحتوي العمود دائمًا على مقطع مربع ومكون من عدة أجزاء في الارتفاع. الأحزمة والأقطار مصنوعة من الزوايا. من أجل زيادة قوة الإبزيم، يتم ملء الأحزمة جزئيًا بالخرسانة بعد التجميع. يتم ربط الأقطار والأحزمة، إذا كان ذلك ممكنًا من الناحية الهيكلية، بدون صفائح عقدية. يتم تثبيت الأعمدة الصغيرة، وخاصة الأعمدة الداعمة، على عوارض خشبية مدفونة 3 m. يتم وضع الأعمدة العالية حصريًا على أساس كتلة خرسانية واحدة.

المناجم

بالنسبة لمنشآت التعدين السطحي يتم تطبيق المصطلحات المهنية وأهمها موضح في الشكل. 14. الجزء الرئيسي من برج التصدير بالمنجم هو برج الإرشاد. يعتمد ارتفاع البرج على ارتفاع منصة الدخول فوق الملعب، وعلى طول السلة، وعلى طول الممر، وعلى ارتفاع المصد، وارتفاع السقوط بين المصد والمقابض.

الشكل. 14.1.

الشكل. 14.2.

على مر السنين، تم تطوير أشكال معينة من أبراج التصدير، اعتمادًا على موضع آلة القيادة تجاه البرج. إذا كان أثناء القيادة البسيطة، أي عندما تكون هناك سلة واحدة ترتفع وأخرى تنخفض، السلال معلقة بجانب بعضها البعض، ويمكن رؤيتها من جانب آلة القيادة، فيمكن أن تقع كلتا البكرتين بجانب بعضهما البعض على نفس المنصة، ومن ثم يكون البرج من طابق واحد. في الشكل. 15 يعرض الحل بأربع بكرات بجانب بعضها البعض.

الشكل. 15

إذا كانت السلال معلقة واحدة خلف الأخرى، فيجب أن تكون البكرات واحدة فوق الأخرى بحيث يكون برجًا من طابقين (شكل 16). ومع البرج المزدوج، حيث توجد أربع سلال بجانب بعضها البعض. عند النظر إليها من آلة القيادة، يمكن وضع جميع البكرات الأربع جنبًا إلى جنب على برج من طابق واحد (الشكل 15).

ومع ذلك، إذا نظرت من الآلة، تم وضع أربع سلال واحدة خلف الأخرى، فيجب وضع آلة واحدة على جوانب متقابلة من البرج، ويتم حل البرج كمبنى من طابقين مع جزء سفلي منتشر (شكل 17). فقط عندما لا تكون هناك مساحة كافية بالقرب من العمود لوضع بيت الآلة بجوار البرج، يتم وضع آلة القيادة على البرج نفسه.

بالإضافة إلى أبراج التصدير، يمكن أن تشمل المرافق السطحية للمنجم قاعات ذات أعمدة وغرف غسيل تتم فيها معالجة الفحم. ويتطلب تصميم هذه المرافق تعاون مصمم الهيكل الفولاذي مع الشركة الموردة للمعدات. من حيث المبدأ، لا تختلف هذه الأجسام عن الهياكل الفولاذية الأخرى، إلا أنها تتطلب التكيف المستمر للهيكل مع المعدات الميكانيكية. في إحدى قاعات الورشة، على سبيل المثال، يمكن اعتبار أن جميع الإطارات متساوية، وهو أمر نادر في قاعة منجم أو مغسلة.

الشكل. 16

الشكل. 17

إنشاءات الأنابيب

الأنبوب هو المقطع العرضي الأكثر ملاءمة للقضيب المضغوط، والذي يتم دعمه بالتساوي في جميع الاتجاهات. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تحقيق أصغر سمك للجدار باستخدام الأنابيب. في جميع الأقسام الأخرى، يكون هذا السُمك محدودًا بدرجة أكبر بسبب عدم الاستقرار المحلي مقارنة بحالة الأنبوب الأسطواني. الأنابيب بشكل خاص غير حساسة لخطر الالتواء، وهو ما لا يحدث مع الأجزاء الأخرى من الهياكل الفولاذية. بالإضافة إلى هذه المزايا الساكنة للأنابيب، فإن عيبها هو الشكل غير المناسب لاستقبال لحظات الانحناء، وكذلك صعوبة توصيل الأنابيب السميكة بزاوية.

يمكن تصنيع الأنابيب إما من صفائح مثنية بدرزة طولية ملحومة، أو على شكل لفات غير ملحومة. وفي كلتا الحالتين يكون سعر الأنبوب أعلى من سعر البروفيل، مع الأخذ في الاعتبار صعوبات التصنيع. لهذه الأسباب، لا تكون إنشاءات الأنابيب قادرة على المنافسة إلا مع انخفاض مماثل في وزن المادة. تستخدم الأنابيب بشكل خاص كأعمدة للمباني، إذا كانت محملة بالقوى العادية فقط. تستخدم الأنابيب أيضًا في أعمدة الأنفاق والهياكل تحت الأرض. الآن يتم استخدامها غالبًا لصنع السقالات. من أجل منع التآكل الداخلي، يجب أن تكون جميع التمديدات والوصلات، وكذلك الأنابيب النهائية، محكمة الغلق تمامًا.

ملاحظة التطبيق: يجب عدم استخدام الأمثلة التاريخية والأبعاد والنماذج والمطالبات الخاصة باقتصاد النظام أو ملاءمته كبديل للمعايير الحالية أو ظروف الموقع أو الخصائص التقنية للمواد والمعدات أو التحقق من الخبراء لبناء معين.