العوارض المركبة الفولاذية في الهياكل

ما هي العوارض المركبة الفولاذية في الهياكل؟

تم التعرف على البناء الفولاذي المركّب لعدة سنوات كواحد من أكثر الأنظمة اقتصادية لبناء أرضيات المباني. حيث تطورت ثلاثة خيارات على مر السنين لتلبية متطلبات حدود ارتفاع المبنى والحاجة إلى تشغيل أنظمة التدفئة والتهوية والكهرباء والاتصالات المعقدة، وهم:

1. عوارض ذات شفة عريضة مركّبة مع فتحات على شبكة الويب.

2. عوارض الكعب.

3. فتح روافد وعوارض من الفولاذ على شبكة الويب.

يشير مصطلح العوارض المركّبة إلى شبكة مفتوحة، وتر متوازي وعضو حمل حمولة مناسب للدعم المباشر للأرضيات في المباني، باستخدام الفولاذ المدلفن على الساخن أو المشكل على البارد، بما في ذلك الفولاذ المشكل على البارد الذي تم الوصول إلى قوة الخضوع عن طريق العمل على البارد.

تسمح وصلة القص بين الوتر العلوي للعوارض والبلاطة الخرسانية العلوية للرافعة الفولاذية والخرسانة بالعمل معًا كوحدة متكاملة بعد معالجة الخرسانة بشكل مناسب. وفي الوقت الحالي، تشتمل الأشكال الأكثر استخدامًا لوصلة القص بين الوتر العلوي للرافعة والبلاطة الخرسانية على حبال علوية من الفولاذ المدلفن على البارد على شكل حرف (S).

بالإضافة إلى، أوتار علوية مزدوجة الزاوية منقوشة بشكل خاص، الحبال العلوية المحملة ومسامير القص الملحومة من خلال السطح المعدني.

مزايا العوارض المركبة الفولاذية في الهياكل:

تشمل الفوائد التي يمكن الحصول عليها باستخدام العوارض الفولاذ المركّبة ما يلي:

• القدرة على توجيه خطوط التدفئة الميكانيكية الجديدة وَالتهوية والسباكة والكهرباء من خلال الشبكات المفتوحة للعوارض. حيث يمكن توفير فتحات وتكوينات الويب المخصصة للقنوات الكبيرة.

• سهولة نقل أو نقل أجهزة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء المستقبلية خلال عمر المبنى.

• استخدام أفضل للفضاء الكامل.

• يمكن تقليل الارتفاع من الأرض إلى الأرض من خلال عدم الاضطرار إلى تشغيل الخطوط الميكانيكية أسفل العوارض. كما أن التصميم المركّب الأكثر كفاءة وصلابة يجعل من الممكن دعم حمولة معينة برافعة ضحلة.

• يقلل توفير الوزن الناتج عن تصميم الرافعة الفعال من تكاليف البناء الإجمالية.

• يوفر الانتصاب والتوصيلات المبسطة أسرع عمليات البناء.

• تمنح المساحات الخالية من الأعمدة الكبيرة مستأجر المبنى أقصى قدر من المرونة عند اختيار خطة تخطيط الأرضية.

• القدرة على توفير تصاميم رافدة مركّبة مخصصة لأي متطلبات تحميل وإمكانية الخدمة.

فوائد العوارض المركبة الفولاذية في الهياكل:

1. تقليل تكاليف الفولاذ والتكاليف ذات الصلة:

ميزة أخرى للعوارض المركّبة هي القدرة على تباعد العوارض بعيدًا عن إطارات الرافعة غير المركّبة. وغالبًا ما يترجم عدد أقل من العوارض إلى انخفاض في تكلفة الفولاذ وتكلفة التصنيع وتكاليف الشحن وتكاليف التركيب. حيث تكون العوارض في تطبيق الأرضية متباعدة بشكل عام عند قدمين في المركز.

ليس من غير المألوف أن تكون العوارض المركّبة متباعدة بمقدار 4 أو 5 أقدام في المركز وما بعده. حيث يجب تلبية متطلبات الحد الأدنى من عرض وسُمك الوتر اعتمادًا على قطر مسمار القص.

ومع ذلك، فإنّ الهدف هو أن تكون عوارض الفضاء بعيدة عن إطارات الرافعة الأرضية النموذجية لضمان استخدام الوتر العلوي للرافعة بالكامل لتحقيق أقصى قدر من التوفير في التكلفة. حيث يتم فقد أي وفورات في التكلفة المتوقعة باستخدام العوارض المركّبة إذا كانت متباعدة جدًا معًا.

2. تحسين المساحة باستخدام الأرضيات الضحلة:

يؤدي استخدام عوارض مركّبة إلى تضييق الأرضية، ممّا يؤدي إلى مزيد من الارتفاع، وغالبًا مع خيارات توجيه (MEP) مناسبة عبر الرافعة. أيضًا، تزيد مسامير القص من قوة الرافعة، وبالتالي توسع حد نسبة الامتداد إلى العمق إلى 30 ضعفًا لعمق الرافعة، مقارنة بـ 24 ضعفًا لعمق الرافعة للعوارض غير المركّبة.

يمكن تحقيق زيادة الارتفاع بدون خسارة في طول امتداد الرافعة. على سبيل المثال، يمكن أن تمتد رافدة بعمق 24 بوصة غير مركبة حتى 48 قدمًا. ومع ذلك، يمكن أن تمتد العوارض المركّبة بعمق 20 بوصة أيضًا إلى 48 قدمًا. كما أنه قد لا تزال أرضية العوارض المركّبة الضحلة تستوعب تكامل الهندسة الكهربائية والميكانيكية.

إذا كان تصميم المبنى يتطلب تحديد عمق الرافعة بعمق 28 بوصة، فإنّ الرافعة غير المركّبة تزن حوالي 20.2 بيكولتر، في حين أن الرافعة المركّبة تزن حوالي 11.6 متر مكعب. لذلك، فإنّ استخدام التصميم المركّب في هذه الحالة من شأنه أن يسمح ب 4 بوصات إضافية من الإرتفاع وسيؤدي فقط إلى زيادة طفيفة في وزن الرافعة مقارنة بالتصميم غير المركّب.