أنظمة البناء الخرسانية سابقة الصب

ما هي أنظمة البناء الخرسانية سابقة الصب؟

يشمل مفهوم البناء الجاهز تلك المباني حيث يتم توحيد معظم المكونات الهيكلية وإنتاجها في مصانع في مكان بعيد عن المبنى، ثم يتم نقلها إلى الموقع للتجميع. كما يتم تصنيع هذه المكونات بالطرق الصناعية القائمة على الإنتاج الضخم من أجل بناء عدد كبير من المباني في وقت قصير وبتكلفة منخفضة.

نظام مقاومة الحمل الجانبي للمباني:

تسبب الأخطار الطبيعية مثل الزلازل أضرارًا أو انهيارًا للمباني إذا لم تكن مصممة للأحمال الجانبية الناتجة عن الزلازل. ومن ثم، بالنسبة للمقاومة الزلزالية للهياكل عالية الارتفاع، من المهم توفير نظام حصري لمقاومة الحمل الجانبي (LLRS) والذي سيكمل سلوك الإطارات المقاومة اللحظية في مقاومة الحمل الجانبي.

يتمتع النظام الهيكلي المزدوج الذي يتكون من إطار مقاوم لحظي خاص (SMRF) وجدار القص الخرساني بأداء زلزالي أفضل بسبب الصلابة الجانبية المحسنة والقوة الجانبية. حيث يعمل نظام جدران القص المصمم جيدًا في إطار المبنى على تحسين الأداء الزلزالي بشكل كبير.

تعتبر الدعامات الفولاذية أيضًا واحدة من أنظمة مقاومة الأحمال الجانبية الناجحة. كما يُعد استخدام أنظمة الدعامة الفولاذية لتقوية أو تعديل الإطارات الخرسانية المسلحة غير الملائمة للزلازل حلاً قابلاً للتطبيق لتعزيز مقاومة الزلازل. وهناك أنواع مختلفة من الأنظمة التي توفر مقاومة للأحمال الجانبية، ومنها ما يلي:

1. إطارات البوابة للهياكل الخرسانية:

عادةً ما تكون إطارات البوابة عبارة عن هياكل منخفضة الارتفاع، تتكون من أعمدة وعوارض خشبية أفقية أو مائلة، متصلة بوصلات مقاومة للحظة. ويتم توفير مقاومة الإجراءات الجانبية والعمودية من خلال صلابة الوصلات وصلابة الانحناء للأعضاء، والتي تزداد عن طريق التداخل المناسب أو تعميق أقسام العوارض الخشبية.

هذا الشكل من هيكل الإطار المستمر مستقر في مستواه ويوفر امتدادًا واضحًا لا يعيقه الدعامة. حيث أن إطارات البوابات شائعة جدًا، في الواقع 50% من الفولاذ الإنشائي المستخدم في العديد من المناطق ويستخدم في بناء إطار البوابة.

إنّها فعّالة للغاية في إحاطة كميات كبيرة، لذلك غالبًا ما تستخدم للتطبيقات الصناعية والتخزينية والتجزئة والتجارية وكذلك للأغراض الزراعية. حيث تصف هذه المقالة علم التحليل والأنواع المختلفة لإطار البوابة واعتبارات التصميم الرئيسية.

2. الهيكل الفولاذي متعدد الطوابق:

في البلدان المتقدمة، يتم بناء نسبة كبيرة جدًا من المباني متعددة الطوابق بهيكل فولاذي. ولا يتم استخدام الفولاذ بشكل شائع في بناء إطار متعدد الطوابق، ولكنه مادة أفضل من الخرسانة المسلحة. حيث ينتج عن استخدام الفولاذ في تشييد المباني متعددة الطوابق العديد من المزايا للمُنشئ والمستخدم.

3. نظام الجدار:

تتميز الجدران سابقة الصب بأنها موفرة للطاقة بسبب الكتلة الحرارية العالية التي تمكن المواد من امتصاص درجات الحرارة وتخزينها بمعدل ثابت. ومع هذا النظام، فإنّه يقلل من تذبذب درجات الحرارة داخل المبنى. حيث يمكن تخصيص لوحات الحائط مسبقة الصنع حسب رغبة المهندس المعماري أو المالك.

نظرًا لأنه يتم تصنيع ألواح الجدران الجاهزة في منشأة إنتاج، فإنّ التأثير الذي تفرضه هذه الألواح في الموقع يكون ضئيلًا. بحيث يساعد هذا في تقليل المساحة المطلوبة في موقع العمل. وتتضمن بعض الميزات المعمارية التي يمكن العثور عليها في نظام لوحة الحائط مثل الفقاعات والكشوف والشقوق ومجموعة كبيرة من بطانات الشكل.

قد تشمل الصيانة التنظيف العرضي وربما الحفاظ على مفاصل السد لعدة سنوات. ومع نظام ألواح الحوائط سابقة الصب، هناك حاجة إلى القليل جدًا من الصيانة على مدار عمرها الافتراضي. كما أنه سواء أكان نظامًا داخليًا أو خارجيًا لألواح الجدران، يمكن تثبيت هذه الأنظمة في عملية سريعة دون الحاجة إلى تعدد الصفقات.

من خلال القضاء على استخدام الصفقات الأخرى، يمكن لنظام لوحة الحائط تقليل التكلفة الإجمالية للمشروع.

نظام السقف والأرضية للمباني:

سيتم وصف أنظمة السقف والأرضية بشكل منفصل لتوضيح انتقال الأحمال بين المكونات المتعددة.

1. نظام التسقيف:

تتمتع أنظمة الأسقف الخرسانية بثلاث مزايا أساسية على المواد التنافسية، الجاذبية الجمالية والاقتصاد الهيكلي والمنفعة الوظيفية. كما أن المحملات المزدوجة هي أكثر منتجات الخرسانة سابقة الإجهاد استخدامًا في نطاق الحد الأدنى من الامتداد. ويمكن استخدام المحملات المزدوجة للعديد من أنواع المباني.

إنّها اقتصادية للغاية ومتاحة بسهولة ويسهل شحنها وتركيبها وتساهم في إشغال المبنى المبكّر. كما يمكن استخدام الأعمدة المتكونة من السيقان في مجاري الهواء أو أنظمة الإضاءة. حيث توفر الألواح المجوفة الحد الأدنى من العمق مع سقف متدفق. وهي متوفرة كمنتجات مخصصة للخرسانة مسبقة الصب أو تباع تحت أسماء تجارية متعددة.

نظرًا لأن إنتاجها عالي التصنيع، فإنّ تكلفتها منخفضة. حيث أن المحملات المفردة هي عمالقة صناعة الخرسانة سابقة الصب والإجهاد. كما يتم استخدامها لتوفير مسافات تتراوح من 30 إلى 100 قدم. بحيث تُعد المسافات الطويلة عملية مع اعتبارات تصميم خاصة أو نهايات ناتئة.

يتراوح عرض الفلنجة من 4 إلى 10 أقدام، على الرغم من أن المقطع العرضي البالغ 8 أقدام هو الأكثر استخدامًا. كما تتراوح الأعماق من 12 إلى أكثر من 36 بوصة. حيث يمكن تشكيل أسطح الأسقف الجذابة والاقتصادية باستخدام روافد خرسانية مسبقة الإجهاد مع ألواح مسبقة الإجهاد.

يمكن الحصول على رافدة حجر الزاوية في أعماق تتراوح من 6 إلى 18 بوصة وروافد نقطة الانطلاق في أعماق تتراوح من 8 إلى 20 بوصة. كما يمكن التعامل مع الروافد بمعدات خفيفة وتعمل بشكل جيد مع بناء الجدار الحامل. حيث يوفر هيكل العارضة والألواح سقفًا نهائيًا جذابًا مع خصائص صوتية ممتازة وكفاءة إضاءة.

2. نظام الأرضية:

هناك حاجة كبيرة لهيكل أرضي خرساني متين مسبق الصب يكون أخف وأقوى وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة ويمكن تصنيعه بأحجام مختلفة. ولا يوجد مكان تكون فيه هذه الحاجة أكبر ممّا هي عليه في المناطق التي دمرتها العواصف، ولا سيما في جهود إعادة البناء في نيوجيرسي.

يوفر نظام الألواح الأرضية الخرسانية الجديد العديد من المزايا لجهود إعادة البناء بعد الكارثة. حيث أن نتائج اختبار الحمل لألواح الخرسانة سابقة الصب تقارن بين قوة ومتانة النظام الأكبر مقارنة بمواد البناء الأخرى. وللمساعدة في تقليل وزن الأرضيات للنقل والتركيب وتحميل الأساسات، يتم صب الألواح الخرسانية مسبقة الصب بفراغات دائرية مستمرة تمتد عبر طول اللوحة.

لمزيد من القوة، يتم صب خيوط الإجهاد المسبق في الألواح أثناء الإنتاج. حيث أنه مع الفلنجات الطولية العلوية والسفلية، فإنّ الجوف هو مكون هيكلي قوي بشكل استثنائي يستخدم لتمديد مساحات كبيرة بين أعمدة البناء والجدران.