بناء الهياكل الفولاذية

ما هي أساسات الهياكل الفولاذية؟

عندما يتحدث الناس عن إنشاء شيء جديد، فإنّهم غالبًا ما يقولون إنهم أنشأوه من الألف إلى الياء. وعندما يتعلق الأمر بالمباني ذات الإطارات الفولاذية، نبدأ من الأسفل قليلاً. حيث أن الأساس الجيد والمتين هو سر النجاح للعديد من الأشياء، من بناء الأعمال التجارية إلى بناء مقر ذلك النشاط التجاري.

عندما يتم تشييد مبنى، فإنّ الخطوة الأولى هي مسح الموقع. حيث أنه بمجرد تسوية المنطقة، سيتم حفر الأساسات. وفي حين أنها ستتألف بشكل عام من الخرسانة المسلحة، فإنّ نوع الأساس المستخدم يعتمد على الموقع والحجم والاستخدام المخطط للمبنى.

الأساس المصمم جيدًا مهم بشكل خاص لأي مبنى معدني. حيث يضمن المتانة ويمنع معظم أشكال تدهور المباني في المستقبل، مثل التسرب أو الفيضانات وتحويل أو إمالة الجدران والأضرار الهيكلية. كما أنه بالنسبة للمبنى الفولاذي، يحدد تصميم الأساس بقية عملية التخطيط والبناء، وبالتالي يتم وضعه موضع التنفيذ قبل وقت طويل من توفر المبنى الفعلي.

تعتبر الأساسات الجيدة أكثر من مجرد قاعدة ملموسة، إنّها تتعلق بمبادئ التصميم المتينة التي يتم وضعها موضع التنفيذ لتحقيق النتيجة المرجوة للأعمال. كما يجب أن تكون الأساسات قوية بما يكفي لتحمل ثقل ليس فقط المبنى، ولكن كل ما سيحتوي عليه في النهاية، سواء كان ذلك من معدات مكتبية أو بضائع مخزنة أو مركبات أو آلات أخرى.

أكثر أنواع الأساسات شيوعًا للمباني ذات الإطارات الفولاذية هي أساسات الوسادة. مع هذه، يتم وضع أساس خرساني تحت كل عمود فولاذي. ومن ثم، يتم وضع البراغي في الخرسانة الرطبة لتثبيت المبنى. كما أنه من خلال ضمان تنفيذ الأعمال الأساسية المناسبة في البداية، يمكنك توفير الوقت والتكلفة المتضمنة في تصحيح الأمور في وقت لاحق، أو حتى الاضطرار إلى الترتيب لهدم المبنى.

الوقت الذي يقضيه في تخطيط الأساسات الفولاذية، يتم توفيره عدة مرات. كما يشمل بناء الهياكل ذات الإطارات الفولاذية بناء الأساسات والأعمدة والعوارض وأنظمة الأرضيات. حيث أنه سيتم مناقشة مراحل بناء الهيكل الفولاذي الهيكلي في هذا المقال أدناه.

بناء العناصر الهيكلية للإطار الفولاذي:

إجراءات بناء الهيكل الفولاذي هي كما يلي:

• بناء أساس الهيكل الفولاذي.

• بناء العمود الفولاذي.

• تركيب الكمرات الفولاذية.

• أنظمة الأرضية المستخدمة في بناء الهيكل الفولاذي.

1. بناء أساس الهيكل الفولاذي:

يبدأ بناء الهيكل ذو الإطار الفولاذي ببناء أساسه. بشكل عام، تعتمد أنواع الأساس المطلوبة للهيكل المحدد على قدرة تحمل التربة. حيث يتم استخدام فحص التربة بما في ذلك استكشاف السطح وتحت السطح لتقييم حالة التربة التي يرتكز عليها هيكل الإطار الفولاذي.

على سبيل المثال، عند فرض أحمال معتدلة أو منخفضة، يُنصح باستخدام وسادات تحمل الخرسانة المسلحة أو أساس شريطي. بحيث تنقل أنواع الأساسات هذه الأحمال إلى التربة القادرة على دعم الأحمال المنقولة. وإذا كانت قوة التربة ضعيفة والحمل المفروض كبير، فمن المستحسن النظر في أساس الركيزة.

ستنقل القاعدة الفولاذية حمولة الهيكل إلى التربة الصلبة. حيث أن أساس القاعدة لِنقل الأحمال من هيكل الإطار الفولاذي على الرغم من قدرة تحمل التربة المنخفضة للتربة الصلبة مع قدرة تحمل كافية

2. بناء العمود للهياكل الفولاذية:

الخطوة التالية لبناء الإطار الفولاذي هي وضع أعمدة فولاذية. حيث يتم تحديد قسم الفولاذ بناءً على الحمل المفروض. وهناك أحجام مختلفة لقسم العمود الفولاذي للاختيار من بينها وعادة ما يتم إنتاج هذه الأعمدة الفولاذية مسبقًا. كما أنه أهم نقطة في تثبيت العمود هي الاتصال بين الأساس والعمود والوصلات بين الأعمدة.

فيما يتعلق بتأسيس مفاصل العمود، يتم لحام الألواح الأساسية حتى نهاية الأعمدة. حيث أن الشكل الأكثر رواجًا للوحة القاعدة هو الشكل المربع والمستطيل. كما يجب أن يكون معروفًا أن الشكل الأكثر رواجًا للوحة القاعدة هو الشكل المستطيل والمربع لأن هذه الألواح توفر تباعدًا أكبر بين البراغي وهو أمر مرغوب فيه.

بقدر ما يتعلق الأمر بتوصيلات الأعمدة، يتم توفيرها في كل طابقين أو ثلاثة طوابق لتسهيل عملية التركيب بالإضافة إلى تبسيط إنتاج العمود الفولاذي وتسليمه. حيث تبلغ المسافة بين لصق الأرضية والعمود حوالي 60 سم. وعند استخدام أعمدة فولاذية دائرية، يتم استخدام وصلة اللحام لربط الأعمدة الفولاذية أعلى وأسفل.

3. تركيب الكمرات للهياكل الفولاذية:

تتوفر أقسام مختلفة من العوارض الجاهزة لاستخدامها في بناء هيكل إطار فولاذي متعدد الطوابق. حيث تنقل الحزم عادةً الأحمال من الأرضيات والسقف إلى الأعمدة. كما يمكن لأعضاء العوارض الفولاذية أن تمتد حتى 18 مترًا، ولكن النطاق الأكثر شيوعًا لمد العارضة الفولاذية يتراوح من 3 أمتار إلى 9 أمتار.

أثناء إقامة العوارض الفولاذية، يتم مصادفة توصيل عمود إلى شعاع ووصلات شعاع إلى شعاع. حيث هناك أنواع مختلفة من وصلات العمود إلى الحزمة التي يتم اختيارها بناءً على نوع الأحمال المفروضة على العمود إلى وصلة الحزمة.

على سبيل المثال، إذا تعرض المفصل لأحمال رأسية فقط، يتم استخدام وصلات بسيطة. كما تعتبر اللوحة الطرفية المرنة ولوحة الزعانف والمربط ذو الزاوية المزدوجة أمثلة على التوصيلات البسيطة. وإذا تعرض المفصل لكل من الأحمال الرأسية (قوة القص) وقوى الالتواء، فيجب مراعاة توصيلات لوحة نهاية العمق الكامل ووصلات اللوحة الطرفية الممتدة.

بقدر ما يتعلق الأمر بتوصيل الحزمة إلى الحزمة، يتم استخدام شعاع اللوحة الطرفية لتوصيل الحزمة لربط عوارض الفولاذ الثانوية بعوارض الفولاذ الأولية. ونظرًا لأن الشفة العلوية للحزم الثانوية تدعم نظام الأرضية، فيجب تسويتها بالحافة العلوية للحزم الأولية. كما يمكن الحصول على ذلك عن طريق إحراز الحافة العلوية للحزمة الثانوية.

بدلاً من ذلك، يتم لحام الدعامة المسقطة بالعارضة الأولية ثم يتم توصيل العارضة الثانوية دون الحاجة إلى إحراز عوارض فولاذية ثانوية.

4. أنظمة الأرضية المستخدمة في بناء الهياكل الفولاذية:

هناك أنواع مختلفة من أنظمة الأرضيات التي يمكن استخدامها في بناء الهيكل الفولاذي. بحيث يتم تثبيت الأرضيات بشكل شائع عند نصب الحزم. ولا تدعم أنظمة الأرضيات الأحمال الرأسية المطبقة فحسب، بل تعمل أيضًا مثل الأغشية وتقاوم الأحمال الجانبية من خلال استخدام الدعامات.

تشمل أمثلة أنظمة الأرضيات عوارض وألواح مركبة قصيرة المدى مع ألواح معدنية، (Slimdek)، عوارض خلوية مركبة مع ألواح وألواح فولاذية، عوارض (Slimflor) مع وحدات خرسانية مسبقة الصب، عوارض وألواح مركبة طويلة المدى بألواح معدنية، عوارض مركبة من الخرسانة مسبقة الصب الوحدات والعوارض غير المركّبة مع وحدات الخرسانة سابقة الصب.

بناء الدعائم والتكسية في الهياكل الفولاذية:

تستخدم الدعامات لمقاومة الإجبار الجانبي المفروض على الهيكل ونقل الأحمال الجانبية إلى الأعمدة ثم إلى الأساس. وفيما يتعلق بتكسية هيكل الإطار الفولاذي، يمكن استخدام أنواع مختلفة من الكسوة مثل تكسية الطوب وتكسية الألواح لحماية المنطقة الداخلية من الهيكل.