النظم الإنشائية للبحور الواسعة وانواعها

النظم الإنشائية للبحور الواسعة وانواعها، يشير مصطلح النظام الإنشائي أو الإطار الهيكلي في الهندسة الإنشائية إلى النظام الفرعي المقاوم للأحمال في المبنى أو الكائن.

وينقل النظام الإنشائي الأحمال من خلال العناصر المترابطة أو الأعضاء، وسوف نتحدث في هذا المقال على موقع مقال عن النظم الإنشائية وأنواعها.

ما هو النظام الإنشائي؟

شهدت الستون سنة الماضية قفزة كبيرة في تكنولوجيا ومواد البناء، بالإضافة إلى التطور السريع لتقنيات المحاكاة وبرمجيات النمذجة.

لقد فتحت هذه الإنجازات المتتالية الباب أمام عالم جديد بالكامل من الإمكانيات في مجالات العمارة والبناء.

والآن أكثر من أي وقت مضى، يمكن للمهندسين المعماريين السماح لخيالهم بالمرور والابتكار، مع القليل من القلق بشأن القيود الهيكلية.

حيث أنه بعد كل شيء، إذا لم يكن هناك حل هيكلي متاح، فيمكن ابتكار حل جديد، وهذا في الواقع ما يجري منذ سنوات.

حيث تتطلب التصميمات المعمارية غير العادية أنظمة هيكل غير تقليدية، وبالتالي يتم إدخال نظام جديد واختباره وتجربته.

وعندما ينجح كأول من نوعه، ينضم إلى قائمة طويلة من أنظمة الهيكل القابلة للتنفيذ، وهنا من خلال هذا المقال.

سوف نقدم لك بعض هذه الأنظمة الهيكلية غير التقليدية، والتي يمكنك استخدامها لمشاريع التصميم الخاصة بك، ويمكن تعريف الأنظمة الإنشائية كالتالي:

الأنظمة الإنشائية هي عناصر البناء المصممة لتشكل جزءًا من هيكل المبنى إما لدعم المبنى بأكمله (أو الأصول المبنية الأخرى، مثل الجسر أو النفق) أو مجرد جزء منه؛ لذلك الإطار الفولاذي هو نظام هيكلي يدعم المبنى وكل شيء عليه وفيه، ويعد إطار الفضاء هو نظام هيكلي يدعم السقف عادة.

شاهد أيضًا: التسجيل في موقع البناء العلمي

أنواع النظام الإنشائي

الهياكل المستمرة

وتشمل هذه الجدران الداعمة المستمرة التي يتم من خلالها نقل الأحمال، والقوى المدمجة في المبنى بشكل رئيسي عن طريق الضغط المباشر، إلى باطن الأرض من خلال الأسس.

وتوفر الأرضيات الخشبية للمنزل التقليدي المبني من الطوب، على سبيل المثال، دعامة جانبية وتمنع انحرافًا محتملاً للجدران.

ويسمح وضع الطوب في نمط رابطة (أي مع المفاصل العمودية المتداخلة) بتوزيع قوى الضغط بالتساوي في جميع أنحاء حجم الجدار.

الهياكل المحاطة بإطار

يمكن استخدام الأخشاب والخرسانة المسلحة والصلب، لإنشاء هياكل منتظمة تشمل العوارض والأعمدة.

حيث أن العوارض تنقل الأحمال من السقف والأرضيات والجدران إلى الأعمدة، وتقوم الأعمدة بنقل أحمال الشعاع إلى التربة الفرعية من خلال الأسس.

وسيتم نقل الأحمال الميتة والمفروضة من الأسطح أو الألواح الأرضية إلى العوارض الأرضية ثم إلى الإطار الهيكلي؛ مقارنة بالهيكل المستمر من نوع الدعم ذي الوزن المماثل، فإن الهيكل المحاط بإطار عادة ما ينقل أحمالًا أكثر تركيزًا إلى باطن الأرض.

تعمل الجدران الخارجية في المباني المحاطة بإطار كألواح مطلية بين الأعمدة والحزم، نظرًا لأنها لا تتحمل الحمل.

(على الرغم من أنها تحمل وزنها ويجب أن تقاوم قوى الرياح)، يمكن أن تكون من أي مادة متينة تفي بالمعايير الحرارية والصوتية والحرائق والبيئية.

وعند وضعها خارج الإطار فإنها تشكل جزءًا من غلاف المبنى وتعرف بالكسوة، بينما عندما يتم وضعها على إطار فولاذي ثانوي متصل بالخارج من الهيكل الرئيسي.

بحيث يتم إنشاء فجوة تهوية خلفها، تُعرف باسم شاشة المطر، سيحدد موضع الإطار الهيكلي بالنسبة لكسوه المظهر الخارجي: يمكن وضع ألواح الكسوة خلف الإطار أو أمامه أو تدفقه.

هياكل القشرة

تصنع هياكل القشرة من “جلود” هيكلية حيث تكون مادة القشرة رقيقة في القسم، نسبة إلى الأبعاد الأخرى للسقف وتتعرض لتشوه ضئيل نسبيًا تحت الحمل.

ويتم استخدامها بشكل شائع حيث يجب أن يكون الجزء الداخلي من المبنى خاليًا من الجدران أو الأعمدة المتوسطة التي قد تدعم سقفًا تقليديًا أو مسطحًا.

مثل المكتبات والمسارح ومراكز الترفيه ومحطات المطار، والسكك الحديدية وما إلى ذلك.

تكون هياكل أسطح القشرة “مسطحة”، ولكنها عادة ما تكون منحنية، على افتراض شكل أسطواني أو مقبب أو مكافئ أو بيضاوي.

يستفيد انحناء هياكل القشرة من نفس الكفاءة الهيكلية للأقواس، وهي أشكال ضغط نقية بدون ضغوط شد.

وبسبب كفاءتها الهيكلية، هناك حاجة عامة إلى مواد أقل مقارنة بالسقوف التقليدية، ومع ذلك يلزم وجود هيكل تقييدي مثل عوارض الحواف لمنع القشرة من “الانتشار”.

هياكل الشد

تميل الهياكل التقليدية إلى الاستقرار من خلال عمل الجاذبية على كتلتها التي تحتفظ بها في الضغط، بينما هيكل الشد هو هيكل يتم تثبيته عن طريق التوتر بدلاً من الضغط.

ومن الناحية العملية، تميل الهياكل إلى تحمل كل من التوتر والضغط، وهي الدرجة التي يتم فيها شد الهيكل عمداً لتثبيته، الذي يحدد ما إذا كان يعتبر هيكلًا شدًا.

ومن الأمثلة على هياكل الشد: الجسر المعلق هو مثال على هيكل الشد.

الهياكل الغشائية

تخلق الهياكل الغشائية (أو الهياكل النسيجية) مساحات محاطة بأغشية مشدودة، وفي أبسط صورها، يمكن اعتبار الخيمة بمثابة هيكل غشائي.

نظرًا لأن أقطابها المصنوعة من الفولاذ أو الألياف الزجاجية، تدعم غطاء قماش أو غشاء بلاستيكي.

مثل الهياكل، يمكن تقسيم الأغشية إلى هياكل هوائية، وهياكل غشاء شد وهياكل غشاء شبكة الكابل.

كما يتم جعل الغشاء مشدودًا من خلال قوى الشد التي تطبقها الكابلات الفولاذية (أو ضغط الهواء الداخلي)، التي تنقل القوى إلى إطار هيكلي ثم إلى باطن الأرض.

ومن خلال عمل الكابلات وأعضاء البناء، تجد الأغشية شكلها، وفي الهياكل القابلة للنفخ.

حيث يتم استبدال الكابلات والأعمدة الفولاذية بالهواء الذي يدعم غشاء مقوى.

اخترنا لك: ما هي تكاليف البناء بالتفصيل ؟

النظام الإنشائي الهيكلي في تشييد المباني

النظام الإنشائي في تشييد المباني هو الطريقة الخاصة، بتجميع وبناء العناصر الهيكلية للمبنى.

بحيث تدعم وتنقل الأحمال المطبقة بأمان إلى الأرض، دون تجاوز الضغوط المسموح بها في الأعضاء.

وتشمل الأنواع الأساسية للأنظمة الجدار المحمل وما بعده، والنتيل والإطار، والغشاء والتعليق.

وتنقسم إلى ثلاث فئات رئيسية: منخفضة الارتفاع وشاهقة، وطويلة المدى.

المباني منخفضة الارتفاع

المبنى المنخفض هو مبنى يتكون من بضعة طوابق فقط أو أي مبنى أقصر من الارتفاع الشاهق.

على الرغم من أن البعض الآخر يشمل تصنيف منتصف الارتفاع، ويعرّف الارتفاع المنخفض، بأنه مبنى مغلق أقل من 35 مترًا (115 قدمًا).

مقسم إلى مستويات أرضية عادية؛ ولكن تعرّف بعض المدن منتصف الارتفاع على أنه مبنى من أربعة إلى اثني عشر طابقًا؛ لديهم أيضًا المصاعد والسلالم.

المباني الشاهقة

تم تصميم النظام الهيكلي للمبنى الشاهق للتعامل مع أحمال الجاذبية الرأسية، بالإضافة إلى الأحمال الجانبية الناتجة عن الرياح أو النشاط الزلزالي.

ويتكون النظام الهيكلي فقط من الأعضاء المصممة لحمل الأحمال، ويشار إلى جميع الأعضاء الآخرين على أنهم غير بنيويين.

تم إدخال تصنيف النظام الهيكلي للارتفاع في عام 1969 ميلادياً من قبل فضل خان، وتم توسيعه ليشمل الهياكل الداخلية والخارجية.

ويحدد نظام مقاومة الحمل الجانبي الأساسي ما إذا كان النظام الهيكلي داخليًا أو خارجيًا، والهياكل الداخلية الممكنة هم:

• إطار مفصلي.
• الإطارات الجامدة.
• إطار مدعم وإطار بجدار القص.
• هياكل تمددية (دعم البروز).

بينما الهياكل الخارجية الممكنة هي:

• الدعامات.
• الجمالون الفضاء.
• إطار فائق.
• أنبوب (هيكل).

المباني طويلة المدى

وتشمل أنظمة المباني طويلة المدى (المساحات الخالية من الأعمدة، التي يزيد طولها عن 100 قدم أو 30 مترًا).

أنظمة الشد والضغط (الخاضعة للانحناء) والأنظمة المعلقة، والتي يتم تشكيلها لتجربة إما توتر نقي أو ضغط نقي.

وتشمل هياكل الانحناء العوارض والشبكات، والألواح ثنائية الاتجاه، تشتمل الهياكل الجبسية المعلقة على هياكل الكابلات وهياكل الأغشية والقباب.

قد يهمك: قانون قيمة التصالح فى مخالفات البناء

وبعد أن تحدثنا عن النظم الإنشائية للبحور الواسعة وانواعها، نرجو أن يكون المقال قد أفادكم ونال إعجابكم، وتابعونا من أجل المزيد من المحتويات الهادفة المتنوعة الأخرى.