يتكون الهيكل الفولاذي من مواد فولاذية وهو أحد هياكل المباني الرئيسية. يتكون النظام بشكل أساسي من عوارض وأعمدة ودعامات فولاذية ومكونات أخرى مصنوعة من فولاذ مقطعي وألواح فولاذية. عادةً ما تقوم اللحامات أو البراغي أو المسامير بتوصيل المكونات أو الأجزاء. يستخدم البناء الخفيف الوزن والسهل على نطاق واسع في المصانع الكبيرة والأماكن والمباني الشاهقة وغيرها من المجالات.

إنه هيكل هندسي يتكون من معالجة وربط وتركيب ألواح فولاذية وفولاذ دائري وأنابيب وكابلات وأنواع مختلفة من الفولاذ. يجب أن تتحمل الهياكل تأثيرات البيئات الطبيعية والاصطناعية المختلفة الممكنة وأن تكون أنظمة وشبكات هندسية ذات موثوقية كافية وفوائد اجتماعية واقتصادية جيدة.

الخصائص

1. الفولاذ الهيكلي أخف وزنًا
2. موثوقية عالية لأعمال الهياكل الفولاذية
3. يمتلك الفولاذ اهتزازًا جيدًا (صدمة) ومقاومة للتأثير
4. درجة تصنيع تصنيع الهياكل الفولاذية مرتفعة نسبيًا
5. يمكن تجميع الهيكل المعدني بدقة وسرعة
6. من السهل صنع هيكل مغلق
7. الهيكل الفولاذي سهل التآكل
8. الهيكل الفولاذي لديه مقاومة ضعيفة للحريق

تصنيف الهيكل الفولاذي

تستخدم الهياكل الفولاذية في مختلف المباني والمباني الهندسية ، وهناك أنواع عديدة. وفقًا لطرق الاتصال الخاصة بهم ، يمكن تقسيمها إلى هياكل ملحومة ومثبتة بمسامير ومثبتة.

الاتصال الملحوم هو أكثر طرق التوصيل أهمية بالنسبة للهياكل الفولاذية في الوقت الحاضر. مزاياها هي الهيكل البسيط وتوفير المواد والمعالجة السهلة والتشغيل التلقائي. لكن يمكن أن يسبب اللحام تشوهًا هيكليًا ويولد إجهادًا متبقيًا.

اتصال الترباس هو وسيلة اتصال شائعة الاستخدام مع مزايا التجميع المريحة والسريعة. يمكن استخدامه في الوصلات المركبة هيكليًا أو الهياكل القابلة للفصل. العيب هو أن قسم المكون يضعف ويسهل فكه.

اتصال البرشام هو طريقة اتصال قديمة. نظرًا لما تتمتع به من مرونة وصلابة جيدة ، فهي ملائمة لفحص الجودة وغالبًا ما تستخدم في الهياكل التي تحمل أحمالًا ديناميكية. ومع ذلك ، فإن تكلفة التصنيع كثيفة العمالة ، ويتم استخدام المواد. بالإضافة إلى ذلك ، فإن ثقب المسمار يضعف المقطع العرضي للمكون ، لذلك تم استبداله تدريجياً باللحام في الصناعة التحويلية.

ميزة الهيكل الصلب

1. قوة عالية ، وخفيفة الوزن ، وأداء زلزالي ممتاز ، وفترة بناء قصيرة ، ودرجة عالية من التصنيع ، وتلوث بيئي قليل.
2. في التصنيع والبناء والاستخدام ، تتميز بمزايا توفير الطاقة وحماية البيئة والسلامة. علاوة على ذلك ، فهي تتماشى مع مبادئ التنمية البشرية المستدامة.
3. هيكل فولاذي مع ميزة الامتداد الكبير ، الوزن الخفيف ، قدرة الحمل الكبيرة ، سهل التركيب ، يستخدم عادة في الجسور ، الورش الصناعية ، المستودعات ، والمباني الأخرى.

الهيكل الصلب مقابل الهيكل الخرساني

لا يستخدم تركيب المباني الفولاذية الخرسانة التقليدية ، مما يقلل من استهلاك الأسمنت والرمل والموارد الأخرى ، وبالتالي يقلل بشكل كبير من التنقيب عن الأحافير.
يمكن أن يقلل الوزن بنسبة 40٪ ويوفر حوالي 30٪ من كريم الأساس.

يمكن للبناء من الموقع إلى الهيكل الرئيسي أن يقلل بشكل كبير من استهلاك المياه أثناء التثبيت ، ويقلل من الضوضاء في موقع البناء ، ويزعج السكان ، وتصريف مياه الصرف الصحي ، وتلوث الغبار ؛ الحد من استخراج الرمال وانبعاثات نفايات البناء.

يبلغ معدل انبعاث غاز ثاني أكسيد الكربون من المباني الفولاذية المستخدمة في البناء حوالي 480 كجم / م ، وهو أقل بنسبة 35٪ من 7474 كجم / م للخرسانة التقليدية. في الوقت نفسه ، عندما تم هدم المبنى ، تم تقليل الانبعاثات القابلة لإعادة التدوير من مواد البناء الفولاذية بنسبة تزيد عن 90٪ ، وتم تقليل نفايات الخرسانة التقليدية بنحو 60٪.

سعر الفولاذ بنسبة 10٪ إلى 20٪ أعلى من الخرسانة المسلحة والهياكل الفولاذية وانخفاض تكاليف العمالة وتكاليف الأساس والدخل الناتج عن تقصير وقت البناء والقروض قصيرة الأجل. ومع ذلك ، فإن الأسعار المختلفة للهياكل الفولاذية والخرسانية ليست مرتفعة للغاية.

بقدر ما يتعلق الأمر باستخدام الفضاء ، غالبًا ما تُظهر المباني التي يزيد ارتفاعها عن 20 طابقًا مزايا الهياكل الفولاذية. على سبيل المثال ، تستخدم المراكز المالية العالمية الهياكل الفولاذية. ومع ذلك ، إذا تم استخدام الخرسانة المسلحة ، فإن استخدام الفضاء المحتمل سيكون ناقصًا. لذلك ، بالنظر إلى الاستخدام الفعال للمساحة ، تعتبر الهياكل الفولاذية أكثر أهمية من الخرسانة ، وقد تكون الفوائد الاقتصادية الإجمالية للهياكل الفولاذية أعلى من الخرسانة.

نظرًا للعديد من المزايا ، فقد تم استخدام الهياكل المعدنية على نطاق واسع في الورش الصناعية والمباني الشاهقة والمباني السكنية والمباني العامة الكبيرة والسكك الحديدية عالية السرعة ومحطات الطاقة الحرارية وجسور السكك الحديدية ومنصات النفط البحرية.

نطاق تطبيق الهيكل الفولاذي

هيكل امتداد كبير

مبنى بهيكل فولاذي يمتد أكثر من 30 متراً أفقياً. تُستخدم الهياكل ذات الامتدادات الكبيرة في الغالب في الورش الصناعية وحظائر الطائرات والملاعب والمستودعات الكبيرة.

عمارة شاهقة

القوة العالية للفولاذ والوزن الخفيف للهيكل الفولاذي لهما أهمية كبيرة للمباني الشاهقة. تعني القوة العالية حجم المقطع العرضي الصغير للمكونات ، مما يزيد من مساحة الاستخدام الفعالة. يمكن للوزن الخفيف أن يقلل بشكل كبير من الحمل على المكونات والأساسات والأساسات ويقلل من تكاليف مشاريع الأساس.

مبنى صناعي

عندما يكون للمباني الصناعية مسافات كبيرة ، أو مسافات أعمدة ، أو رافعات ذات حمولة كبيرة ، ويحتاج الهيكل إلى تحمل الأحمال الديناميكية الكبيرة ، فغالبًا ما يتم استخدام الهياكل الفولاذية جزئيًا أو كليًا. اعتمدت المباني الصناعية العادية أيضًا العديد من الهياكل الفولاذية في السنوات الأخيرة لتقصير فترة البناء وجلب فوائد الاستثمار في أقرب وقت ممكن.

هيكل خفيف

يقال أن الهيكل ذو الحمولة الصغيرة أو الامتداد الصغير هو هيكل خفيف. الوزن الذاتي هو الحمل الرئيسي لهذا الهيكل ، وغالبًا ما تستخدم الهياكل الفولاذية الخفيفة المصنوعة من الفولاذ ذي الجدران الرقيقة المشكل على البارد أو الفولاذ الصغير.

هيكل شاهق

الأبراج والصواري لها ارتفاعات كبيرة ، وأبعاد مقطعية صغيرة للمكونات ، وغالبًا ما تلعب أحمال الرياح والزلازل دورًا رئيسيًا ، ويكون لوزنها تأثير أكبر على الهيكل ، لذلك غالبًا ما تستخدم الهياكل الفولاذية.

هيكل متحرك أو متحرك

الجسور ذات الركائز الفولاذية ، وقاعات المعارض المتنقلة ، والمنصات المتنقلة ، إلخ. يمكن أن تستفيد من الوزن الخفيف وسهولة النقل والتركيب.

حاويات وأنابيب ذات أقطار كبيرة

مثل خزانات السائل (الغاز) ، وخطوط أنابيب النقل (النفط والغاز والمواد الخام) وأنابيب الضغط الهيدروليكي ، إلخ.

مبنى الطوارئ

المشاريع التي هي في حاجة ماسة للتسليم المبكر. هذا النوع من المشاريع يمكن أن يستفيد استفادة كاملة من فترة البناء القصيرة للهيكل الفولاذي ، الوزن الخفيف ، وسهولة النقل.