إطار معدني

إطار معدني

يتميز بأن بناء المشروع وتنفيذه يتم بشكل أسرع ويتم الانتهاء من بناء الهيكل في وقت مبكر (حوالي 5-6 أشهر قبل ذلك). يعتمد سعر تصنيع الإطار الفولاذي على السعر الحالي للحديد. وتعتمد تكلفة تنفيذه أيضًا على عدة عوامل، بما في ذلك البنية التحتية للمشروع بأكمله ونوع السقف المختار. في تنفيذ الإطار المعدني يجب على صاحب العمل دفع المبلغ الإجمالي دفعة واحدة. ويمكن اعتبار المسافة بين الأعمدة في الإطار الفولاذي ما بين 6 و 9 أمتار حسب ظروف الهيكل. يعد استخدام مصدات الرياح إحدى خطوات إنشاء مباني فولا، حيث يتم استخدامها لزيادة مقاومة هذه الهياكل ضد القوى الجانبية مثل الزلازل. ومن مزايا وعيوب الهياكل الفولاذية يمكن أن نذكر المقاومة الجيدة للزلازل وقلة المقاومة عند درجات حرارة 500-600 درجة مئوية. ولكن يمكن حل هذا النقص في مقاومة الحريق إلى حد كبير باستخدام الصوف الزجاجي.

الهيكل الفولاذي هو هيكل فولاذي وأحد الأنواع الرئيسية لهياكل البناء التي يتكون هيكلها العظمي بشكل أساسي من مقاطع فولاذية. يشير الإطار المعدني، المعروف أيضًا باسم الإطار الفولاذي أو الهيكل المعدني، إلى مجموعة من الأعضاء الحاملة في تشييد المباني، والتي تكون مصنوعة من مقاطع البناء وصفائح الفولاذ. المهم في الهياكل المعدنية هو اتصال المعادن والسلوك الذي تظهره المعادن بعد الاتصال. إن استخدام وتنفيذ هذا النوع من الهياكل العظمية مناسب جدًا للهياكل العالية. العوارض والأعمدة والدعامات ومكونات البناء الأخرى مصنوعة من ألواح سوداء ومقاطع فولاذية. ترتبط هذه المقاطع باللحام والمسامير والمسامير. ولذلك فإن أنواع وصلات الإطار الفولاذي هي كما يلي:

1. اتصال اللحام
2. اتصال المسمار أو شفة
3. اتصال البرشام (عفا عليه الزمن في جميع أنحاء العالم تقريبًا).

أفضل طريقة لتنفيذ الإطار المعدني لتوصيل العارضة بالعمود هي البراغي والصواميل. لا يمكن استخدام طريقة توصيل اللحام في الدول الأوروبية إلا للمباني ذات الحجم الصغير والحجم؛ لأن طريقة اللحام لديها مقاومة أقل.

جميع أنواع الهياكل الفولاذية

1. الهيكل الصلب تروس
2. الهيكل الصلب المعلق
3. الهيكل الصلب شل
4. هيكل الإطار الصلب

المواد الفولاذية

تشمل المواد اللازمة لبناء الإطار الفولاذي للمبنى الأقسام التالية:

ورقة الصلب

مربع الملف الشخصي للبناء

أحزمة

المحرك

برشام

الترباس والجوز

غسالة

الرغبة في كبح جماح

القطب

يجب أن تكون هذه المواد متوافقة مع المعايير الوطنية لإيران. إذا لم يتم تصنيع بعض المواد المذكورة وفقاً للمعايير الإيرانية، فيجب استخدام أحد المعايير الدولية المعمول بها، ويفضل أن يكون معيار ISO. وبحسب اللائحة تكون المواصفات الميكانيكية للفولاذ المستخدم في البناء وفق البنود التالية:

• تعتبر نسبة بواسون للمواد الفولاذية 0.3.
• يعتبر معامل المرونة (معامل المرونة) للمواد الفولاذية 106 × 2.1 كجم/سم2 (2.05 × 105 نيوتن/مم2).
• قدر الإمكان، لا تستخدم صفائح يزيد سمكها عن 40 ملم. بالنسبة للألواح والأقسام التي يزيد سمكها عن 40 مم، يجب تقليل إجهاد الخضوع.

مراحل بناء بناء الإطار المعدني

مراحل إنشاء المبنى ذو الإطار المعدني هي كما يلي:

1. تشييد أساس المبنى
2. وضع الأعمدة الفولاذية في موقع البناء
3. تركيب الكمرات والأعمدة الفولاذية
4. اختيار نوع السقف.
5. بناء دعامة الرياح أو الدعامة العرضية
6. الشفرة الصينية
7. النجارة

1- إنشاء أساسات المبنى

بناء الأساس هو الخطوة الأولى في بناء مبنى الإطار المعدني. في هذه المرحلة يتم تحديد نوع الأساس على أساس قدرة تحمل تربة المبنى. إذا كانت الأحمال على الأساس معتدلة أو منخفضة، يمكنك استخدام شريط أو أساس واحد. إذا كانت الأحمال على أساس الهيكل مرتفعة وقوة التربة منخفضة، فمن الأفضل استخدام أكوام أو أسس واسعة. يستخدم حديد التسليح المضلع لتقوية خرسانة الأساس وتقوية قوة الشد.

2- وضع أعمدة حديدية في موقع البناء

يعد وضع الأعمدة الفولاذية في موقع البناء من أهم الخطوات في بناء الهيكل الفولاذي. يمكن أن تكون أعمدة الهيكل المعدني عبارة عن كمرات، وتجزئات، وعوارض على شكل قرص العسل، وعلب، ومسامير. النقطة المهمة في تثبيت العمود هي الاتصال بين الأساس والعمود والفجوة بينهما. يتم لحام الصفائح الفولاذية حتى نهاية الأعمدة حسب قاعدة العمود ووصلته.

3- تركيب الكمرات والأعمدة الفولاذية

بالنسبة للعوارض والأعمدة الجاهزة، يتم استخدام الحزم والتجزئة، وعوارض قرص العسل، والعلب الشخصية، والأزرار والزوايا. يتم توصيل الشعاع والعمود عن طريق اللحام أو البراغي. تقوم الحزم عادةً بنقل الحمل من الأرضية والسقف إلى الأعمدة. يبلغ حجم نطاق الحزم عادة 3-9 أمتار. يصل حجم العوارض أيضًا إلى 18 مترًا.

4- اختيار نوع السقف في الهياكل الفولاذية

في إيران، يتم استخدام السقف ذو العوارض الخشبية وسقف السطح الفولاذي بشكل أساسي. غالبًا ما ينقل هذان النوعان من الأسطح الحمل إلى الحزم في اتجاه واحد. يدعم نظام السقف الأحمال الرأسية وله نفس وظيفة الحجاب الحاجز. سقف Yobot وسقف شعاع الكروميت وسقف Rufix وسقف الوافل هي أنواع أخرى من الألواح المستخدمة في معظم البلدان المتقدمة.

– زجاج أمامي بإطار معدني

يتم تصنيع دعامة الرياح أو الدعامة المستعرضة لمقاومة المبنى ضد القوى الجانبية مثل الرياح والزلازل. لتصنيعها، عادة ما يتم استخدام الأزرار أو الزوايا المزدوجة أو المفردة. مهمة دعامة الرياح هي نقل القوى الجانبية إلى الأعمدة. تصنع الأقواس بأشكال مختلفة: متقاربة، متباعدة، متقاطعة، سباعية، مثمنة، وعلى شكل حرف K. ويعتمد اختيار كل من هذه الأشكال على نوع وكمية القوى المؤثرة على الهيكل. تتمثل وظيفة دعامة الحافة بشكل أساسي في منع عدم استقرار الحافة السفلية للشعاع والحافة الداخلية للعمود. يتم توصيل الدعامة بالحافة السفلية للعارضة من جانب وبالمدادة على الجانب الآخر.

6- النجارة

النجارة هي المرحلة الأخيرة من بناء هيكل المبنى. تشمل هذه المرحلة أعمال العزل، والكسوة، والأعمال الكهربائية، والقنوات، والبلاط، وأعمال الحجر والسيراميك، والطلاء، وما إلى ذلك.

المسافة بين الأعمدة في الإطار المعدني

بشكل عام، المسافة الأكثر اقتصادا للأعمدة تحت الحمل القياسي هي 7.5-9 متر. إذا اعتبرت هذه المسافة أكثر من 9 أمتار، فإن استهلاك الفولاذ في السقف والجدار سيزيد بشكل كبير ولن تكون التكلفة الإجمالية في المتناول. الحمل القياسي هنا هو 0.3 كيلو نيوتن/م2 للسقف (الحمل المباشر) و0.5 كيلو نيوتن/م2 لضغط الرياح.

في الحالات التي يكون فيها التحميل أمراً أساسياً وهاماً، فمن الأفضل تقليل المسافة بين الأعمدة. في مثل هذه الحالات يجب أن تكون المسافة بين الأعمدة في الإطار المعدني 6-7 أمتار.

عند ضبط مسافة الأعمدة في الإطار الفولاذي، إذا كانت مسافة الأعمدة تحتاج إلى أن تكون غير متساوية، فحاول ضبط مسافة العمود للفتحة النهائية أقل من الفتحة المركزية. لأن حمل الرياح في الفتحة النهائية أكبر من الفتحة المركزية. بالإضافة إلى ذلك، إذا كنت تستخدم تصميم المدادة، فيجب دائمًا مراعاة انحراف الامتداد النهائي وانحناء منتصف الامتداد أكثر من الامتدادات الأخرى. إذا تم أخذ امتدادات نهائية أصغر في الاعتبار، فإن تصميم المدادة سيجعل السقف أسهل وأكثر اقتصادا.

خصائص الهياكل الفولاذية

الأداء الفعلي للهياكل الفولاذية أكثر اتساقًا مع الحسابات النظرية. ولذلك، فإن الهيكل الناتج لديه موثوقية أعلى. يتمتع الفولاذ بموثوقية هيكلية عالية ولديه مقاومة جيدة جدًا للصدمات والأحمال الديناميكية والأداء الزلزالي. من ناحية أخرى، يتم تصنيع الإطار الفولاذي في ورشة العمل ويتم تجميعه في موقع البناء. يؤدي هذا إلى زيادة دقة وسرعة العمل وتقصير الفترة الزمنية لبناء الهيكل.

تشمل الميزات الأخرى للهياكل الفولاذية ما يلي:

مقاومة زلزالية جيدة جدًا.

الإطار المعدني مناسب للفتحات الكبيرة ذات الارتفاع العالي.

الخاصية البلاستيكية والمرونة المناسبة للصلب والهيكل المعدني الناتج

خاصية التجانس الجيد والهيكل الداخلي الموحد للصلب ونتيجة لذلك الهيكل الناتج

إنها مقاومة للحرارة ولكنها ليست مقاومة للحريق. لذلك، من الضروري عزل الهيكل العظمي بالصوف الزجاجي.

أنها ليست مقاومة للتآكل. البيئات الرطبة عرضة للصدأ والتآكل. ولذلك، يجب استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ إما المجلفن أو المطلي. بالنسبة لهياكل المنصات البحرية في مياه البحر، يلزم اتخاذ تدابير خاصة مثل “الحماية الأنودية لكتلة الزنك” لمنع التآكل.

فوائد

ومن مميزات هذه الهياكل خفة وزنها (خفة الهيكل العظمي) وبنيتها البسيطة. في المشاريع التي تتطلب مقاومة عالية للتآكل، فإن استخدام الألواح المضادة للتآكل سوف يقلل من وزن الهيكل بشكل ملحوظ. يتم تصنيع جميع المكونات في المصنع ويتم تجميعها في موقع البناء؛ من السهل تجميعها في الموقع. قوة ومعامل مرونة الفولاذ أعلى بعدة مرات من الحجر والخرسانة. ونتيجة لذلك، فإن المقاومة الزلزالية للهيكل الفولاذي أعلى من مقاومة الهيكل الخرساني، وهذا أحد الاختلافات بين الهياكل الفولاذية والهياكل الخرسانية.

تشمل المزايا الأخرى ما يلي:

تخفيض كبير في حجم المبنى وتقليل المساحة الميتة

– زيادة منسوب المبنى في حالة استخدام هذه الطريقة في البناء

زيادة كبيرة في سرعة تقدم المشروع

إمكانية تصحيح وإصلاح العيوب في أي مرحلة من مراحل المشروع دون إتلاف وخسارة المواد

زيادة جودة البناء وتقليل هدر المواد

شروط بناء وتنفيذ الإطار المعدني بسيطة.

إمكانية التقوية وإمكانية تقوية الإطار الهيكلي عن طريق اللحام أو التثبيت أو ربط أجزاء جديدة أو إضافة أجزاء إليه

القدرة على الجري في الأماكن المزدحمة والمنخفضة الحجم

ما هي عيوب الإطار المعدني؟

ميل الأجزاء تحت الضغط إلى الإبزيم.

تآكل المعادن في الظروف الجوية وخاصة في البيئات الرطبة.

قد لا يكون توصيل الأجزاء المعدنية باللحام مناسبًا جدًا.

يجب دفع جزء كبير من تكلفة البناء في بداية العمل.

انخفاض مقاومة الإطار المعدني عند درجات حرارة حوالي 500-600 درجة مئوية ونتيجة لذلك يعرض توازن واستقرار المبنى للخطر.

وبطبيعة الحال، يمكن إصلاح معظم أوجه القصور المذكورة أعلاه. على سبيل المثال، يمكن استخدام طرق أخرى غير اللحام لربط المقاطع المعدنية ببعضها البعض. الظروف الجغرافية ليست دائما بحيث تكون الرطوبة عالية. خاصة في معظم مدن إيران حيث يكون الطقس جافًا، فإن تنفيذ الإطار الفولاذي لن يسبب أي مشكلة. من ناحية أخرى، على الرغم من أنه قد يتم دفع التكاليف دفعة واحدة في بداية العمل، ولكن بسبب السرعة العالية لتقدم العمل، سيتم الانتهاء من الهيكل بسرعة وسيتم تعويض التكاليف الأولية.

إطار بناء من الفولاذ المقاوم للصدأ

لتقليل تحدي التآكل في الهياكل المعدنية، من الضروري طلاء الإطار الفولاذي بمادة مقاومة للصدأ. ولهذا الغرض، يتم استخدام مواد مقاومة للصدأ بالنانو والألكيد. يتمتع صدأ النانو بمزايا جيدة؛ من بين أمور أخرى، ليست هناك حاجة لصنفرة المنطقة الصدئة ولها تأثير إصلاحي للمعادن. ليست هناك حاجة إلى حل خاص لتخفيفه