في مجال هندسة البناء ،هياكل الصلب، مع خصائصها الميكانيكية الفعالة وقدرات التصميم المرنة ، أصبحت خيارًا رئيسيًا للهندسة المعمارية الحديثة. بالنسبة للمبتدئين ، فإن إتقان الأشكال الهيكلية الأساسية ومنطق الاختيار لهياكل الصلب هو مفتاح فتح الفرص المهنية. أقل،الأسودسوف يفسر بشكل منهجي خمسة هياكل نموذجية: إطارات بوابة الفولاذ الخفيف ، إطارات الصلب ، إطارات الشبكة الفولاذية ، هياكل الغشاء الكلي ، ودبلات الأنبوب.
البنية الأساسية وخصائص الحمل
بوابة الفولاذ الخفيفهيكل الصلبيتكون من إطار بوابة ، ونظام بورلين (C/Z Steel) ، ونظام الدعم ، ويشكل نظامًا للحمل المستوي. تكمن ميزتها الأساسية في تصميمها المتغير المقطع العرضي ، حيث يتم تحسين المقاطع العرضية للشعاع والعمود وفقًا للقوى الداخلية ، مما يحقق استخدامًا فعالًا للمواد. إن استخدام صفائح فولاذية مموجة خفيف الوزن للأسطح والجدران يقلل من أحمال الأساس بنسبة 40 ٪ -60 ٪ مقارنة بالهياكل الخرسانية.
سيناريوهات التطبيق النموذجية
وهي مناسبة للمباني الصناعية (المصانع الخفيفة الوزن والمستودعات والخدمات اللوجستية) والمرافق التجارية (قاعات المعارض والمرائب) مع فترات واحدة من 20 إلى 30 مترًا وارتفاع طنف تصل إلى 10 أمتار. يستغرق البناء من 4 إلى 8 أسابيع فقط ، والتكلفة أقل بنسبة 20 ٪ إلى 30 ٪ من الهياكل الخرسانية.
الخصائص الهيكلية ومزايا النظام
يمكن أن تستوعب نظام الحمل المكاني للحمل المكاني من أعمدة فولاذية (أنابيب فولاذية/دائرية على شكل H) وعوارض الصلب (الحزم الفولاذية/المركبة على شكل H) عبر مفاصل صلبة (هجينة ملحومة/مسامير/ملحومة بالكامل) تتجاوز 4 أمتار. من خلال الجمع بين المفاصل المفصلية ونظام الدعم ،هيكل الصلبيمكن أن تتكيف بمرونة مع متطلبات التحصين الزلزالية المختلفة.
أنواع البناء المعمول بها
التجاري متعدد الطوابق: المباني المكتبية من 5 إلى 15 طابقًا (مثل مباني SOHO) ، مع خطط قابلة للقسمة بحرية لتلبية متطلبات المكتب المفتوح.
الصناعي: ورش العمل الشاقة (مثل ورش عمل الآلات) قادرة على استيعاب الرافعات العلوية التي تزيد عن 50 طن.
المباني المقاومة للزلازل: ليونة عالية تجعلها الهيكل المفضل للمناطق المعرضة للزلازل.
التكوين الهندسي والمزايا الميكانيكية
يحقق نظام الحمل المكاني الذي يتكون من أعضاء أنبوبيين من الصلب المتصل عبر المفاصل الكروية في نمط الشبكة تصلب ثنائي الاتجاه المتوازن. سمك الشبكة المسطحة حوالي 1/10-1/15 من المدى ، في حين أن ارتفاع الشبكة المنحنية هو 1/6-1/8 من المدى. يستهلك الهيكل الصلب الكلي 30-50 كجم فقط من الصلب.
تطبيقات مهمة
المباني الرياضية: الملاعب (مثل هيكل الدعم الخارجي لعش الطيور) وحمامات السباحة ، التي تغطي فترات فائقة من 80-150 متر.
مراكز النقل: محطات المطار (مثل سقف أصابع الإصبع في مطار بكين داكينغ) ، وتحقيق مساحات خالية من الأعمدة وشفافة.
المصانع الصناعية: ورش عمل تصنيع الطائرات ، بالتزامن مع نظام الرافعة المعلق.
هيكل النظام ومبدأ الحمل
يتكون الهيكل من الكابلات الفولاذية عالية القوة ، وغشاء شد ، وهيكل داعم ، يحقق الهيكل شكلًا مستقرًا زائديًا من خلال التوتر المسبق. يبلغ سمك الغشاء فقط 0.5-1.5 مم ويزن أقل من 1 كجم/㎡ ، ومع ذلك يضم قوة شد تتراوح بين 50 و 150 ميجا باسكال. جنبا إلى جنب مع شبكة الكابل ، فإنه يتيح تمديدات غير مدعومة تتجاوز 200 متر.
مجالات التطبيق المبتكرة
هندسة المناظر الطبيعية: الستاديوم الستاد ، الستائر الساحة التجارية
البنية البيئية: الدفيئات الزراعية للحديقة النباتية (مشروع عدن ، المملكة المتحدة) ، مع استخدام الإضاءة العالية (95 ٪) من فيلم ETFE لتوفير الإضاءة الطبيعية
الهندسة المعمارية المؤقتة: قاعات المعارض الكبيرة (الأجنحة الوطنية للمعرض العالمي) ، قابلة للإزالة وقابلة لإعادة الاستخدام
الميزات الهيكلية والمزايا المادية
يتم توصيل أنابيب الصلب الدائرية من خلال العقد الملحومة المتقاطعة أو ألواح الجوس لتشكيل نوع الجمالونهيكل الصلبنظام الحمل. تصلب الانحناء في قسم أنبوب الصلب أعلى بنسبة 30 ٪ إلى 50 ٪ من الصلب من الفولاذ H ، ويوفر القسم المغلق مقاومة تآكل ممتازة ، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص للبيئات الرطبة/التآكل.
سيناريوهات التطبيق المتنوعة
النباتات الصناعية: أسطح مصنع الآلات الثقيلة (تمتد من 40 إلى 60 مترًا) ، قادرة على تحمل الأحمال المعلقة التي تتجاوز 30 طنًا.
هندسة الجسر: جسور الجمالون على الطرق السريعة (مثل جسر غوتيان في ووهان) ، مع امتداد يصل إلى 150 مترًا وخفض الوزن 60 ٪ مقارنة بجسور الخرسانة.
مباني المعارض: تحقق قاعات المعارض الكبيرة (مثل مجمع كانتون فير) تصميمًا نظيفًا وجماليًا مع دعامات أنبوب مستطيلة.
