أنواع أنظمة التدعيم المستخدمة في الهياكل الفولاذية

ما هي أنظمة التدعيم المستخدمة في الهياكل الفولاذية؟

هناك أنواع مختلفة من أنظمة التدعيم شائعة الاستخدام في الهياكل الفولاذية متعددة الطوابق بين الحزموالأعمدة المرتبة بشكل متعامد لنقل القوى الأفقية المفروضة على الهيكل. حيث أنه سيتم مناقشة أنظمة التدعيم المختلفة المستخدمة في إنشاء الهياكل الفولاذية متعددة الطوابق في الأقسام التالية.

الإطار الداعم هو نظام هيكلي شائع الاستخدام في الهياكل المعرضة لأحمال جانبية مثل الرياح والضغط الزلزالي. وعادة ما تكون العناصر الموجودة في الإطار الداعم مصنوعة من الفولاذ الهيكلي، والتي يمكن أن تعمل بفعالية في كل من التوتر والضغط.

تحمل العوارض والأعمدة التي تشكل الإطار أحمالًا رأسية، ويحمل نظام التدعيم الأحمال الجانبية. ومع ذلك، قد يكون وضع الدعامات مشكلة حيث يمكن أن يتداخل مع تصميم الواجهة وموضع الفتحات. حيث استجابت المباني التي تتبنى أساليب التكنولوجيا الفائقة أو ما بعد الحداثة لهذا من خلال التعبير عن الدعم كميزة تصميم داخلية أو خارجية.

أنظمة التدعيم المستخدمة في الهياكل الفولاذية متعددة الطوابق:

هناك نوعان من أنظمة التدعيم الرئيسية:

• نظام التدعيم العمودي.

• نظام تدعيم أفقي.

1. نظام التدعيم العمودي للهياكل الفولاذية متعددة الطوابق:

الدعامات العمودية هي دعامات قطرية مثبتة بين سطرين من الأعمدة. حيث لا يقتصر الأمر على نقل الأحمال الأفقية إلى الأساسات (إنشاء مسار حمل للقوى الأفقية) فحسب، بل إنه يتحمل أيضًا التأثير العام للهيكل. كما تشمل تكوينات الدعامات الرأسية أقطار متقاطعة (تقوية متقاطعة) وقطري واحد.

في الحالة الأولى، تكون الدعامات رفيعة وتتحمل قوى التوتر فقط، لذلك لن تقاوم قوى الضغط. لذلك، توفر أقطار الشد ثباتًا جانبيًا ضروريًا بالإضافة إلى عوارض الأرضية التي تعمل كجزء من نظام التدعيم. حيث أنه يتم وضع الدعامات المتقاطعة بين سطرين من الأعمدة.

بقدر ما يتعلق الأمر بالدعامة القطرية المفردة، فهي مصممة لمقاومة قوى التوتر وقوى الضغط. كما أنه عادةً ما يتم وضع عناصر التدعيم عند 45 درجة تقريبًا لأنها لا توفر فقط نظامًا فعالًا مقارنة بالأنظمة الأخرى ولكن أيضًا سيتم تحقيق وصلات قوية ومضغوطة بين عضو التدعيم وتقاطع عمود الحزمة.

من الجدير بالذكر أنه إذا كان ميل عضو التدعيم أصغر من 45 درجة (زاوية من العمودي)، فإنّ حساسية تأرجح الهيكل ستزداد بينما يوفر ترتيب عضو التقوية الأوسع استقرارًا هيكليًا أكبر.

1. ما هي القوى التي يجب تصميم الدعامة الرأسية لمقاومتها؟

يلزم تصميم أنظمة التدعيم الرأسية لمقاومة قوى الرياح، والقوى الأفقية المكافئة التي تمثل تأثير العيوب الأولية وتأثيرات الدرجة الثانية الناتجة عن تأرجح الإطار في حالة الإطار المرن.

2. كم عدد طبقات التدعيم العمودية التي يجب تركيبها؟

يوصى بتوفير ثلاث طبقات دعامة عمودية على الأقل لتوفير مقاومة كافية في كلا الاتجاهين في المخطط وضد قوى الالتواء حول المحور الرأسي للهيكل. وإذا تم توفير عدد أكبر من الطائرات الرأسية للتدعيم، فسيؤدي ذلك إلى تعزيز استقرار الهيكل. حيث أنه عمليًا، يتم تثبيت عدد المخططات الرأسية للتدعيم للهياكل الفولاذية متعددة الطوابق.

يوصى باستخدام مستويين عموديين كحد أدنى من التدعيم في كل اتجاه متعامد لتجنب الانهيار غير المتناسب. كما يجب دعم جزء مهم من الهيكل باستخدام أكثر من مستوى واحد من الطائرات العمودية لمنع الانهيار التدريجي.

3. مواقع نظام التدعيم العمودي في هيكل متعدد الطوابق:

يجب تحديد موقع الطائرات العمودية لِلتدعيم بعناية. حيث يُنصح بِوضع طبقات التدعيم الرأسية في أبعد نقطة من الهيكل لتحمل قوى الالتواء التي قد تحدث بسبب القوى الأفقية.

2. نظام التدعيم الأفقي للهياكل الفولاذية متعددة الطوابق:

الغرض من أنظمة التدعيم الأفقي هو نقل الأحمال الأفقية من الأعمدة الموجودة في محيط الهيكل إلى مستويات التقوية الرأسية. حيث يتم إنشاء القوى الأفقية على أعمدة المحيط بسبب ضغط قوة الرياح على كسوة الهيكل. وهناك نوعان رئيسيان من أنظمة التدعيم الأفقية التي يتم استخدامها في الهيكل الفولاذي متعدد الطوابق وهما: الأغشية والدعامة المثلثة المنفصلة.

فيما يتعلق بالأغشية، هناك أنواع مختلفة من أنظمة الأرضيات التي يوفر بعضها غشاءًا أفقيًا مثاليًا مثل الأرضيات المركّبة بينما يحتاج البعض الآخر مثل الألواح الخرسانية مسبقة الصب إلى تدابير محددة لخدمة الغرض منها بشكل مرضي. وعلى سبيل المثال، يجب أن يتم ربط أعمال التسليح والبلاطة الخرسانية مسبقة الصب معًا بشكل صحيح لتجنب الحركات النسبية.

بقدر ما يتعلق الأمر بالتدعيم المثلث المنفصل، يتم اعتبار هذا النوع من التدعيم عندما لا يمكن استخدام نظام الأرضية كنظام دعامة أفقي. حيث أنه نظام أفقي من دعامة فولاذية مثلثة موضوعة في كل اتجاه متعامد. ويتم وضع الدعامة الأفقية بين الدعامات التي عادة ما تكون مواقع للدعامات الرأسية فيما يتعلق بالتدعيم على مستوى السقف، يتم استخدام عارضة الرياح لمقاومة القوى الأفقية في الجزء العلوي من الأعمدة.