الأنظمة الهيكلية للمحيطات الواسعة وأنواعها، يشير مصطلح النظام الهيكلي أو الإطار الهيكلي في الهندسة الإنشائية إلى النظام الفرعي الحامل لمبنى أو كائن.
يرسل النظام الإنشائي أحمالاً عبر عناصر أو أعضاء مترابطة، وسنتحدث عن هذه المقالة في الموقع في مقال عن الأنظمة الهيكلية وأنواعها.
ما هو النظام الهيكلي؟
شهدت السنوات الستون الماضية قفزة هائلة في تكنولوجيا ومواد البناء، بالإضافة إلى التطور السريع لتقنيات المحاكاة وبرامج النمذجة.
فتحت هذه النجاحات المتتالية الباب أمام عالم جديد من الاحتمالات في مجال الهندسة المعمارية والبناء.
الآن أكثر من أي وقت مضى، يمكن للمهندسين المعماريين إطلاق العنان لخيالهم والابتكار، دون القلق بشأن القيود الهيكلية.
لأنه، بعد كل شيء، إذا لم يكن هناك حل هيكلي متاح، فيمكن اختراع حل جديد، وهذا ما يحدث بالفعل منذ سنوات.
عندما تتطلب التصميمات المعمارية غير العادية أنظمة إنشائية غير تقليدية، يتم تقديم نظام جديد وتجربته واختباره.
وإذا نجحت باعتبارها الأولى من نوعها، فإنها تنضم إلى قائمة طويلة من أنظمة الهياكل القابلة للتنفيذ، هنا في هذه المقالة.
سوف نقدم لك بعض هذه الأنظمة الهيكلية غير العادية، والتي يمكنك استخدامها لمشاريع التصميم الخاصة بك، ويمكن تعريف الأنظمة الهيكلية على النحو التالي:
الأنظمة الهيكلية هي عناصر بناء مصممة لتكون جزءًا من هيكل المبنى لدعم المبنى بأكمله (أو أي أصل مبني آخر، مثل الجسر أو النفق) أو جزء منه فقط. لذا فإن الهيكل الفولاذي هو نظام هيكلي يدعم المبنى وكل شيء فيه وداخله، وإطار الفضاء هو نظام هيكلي عادة ما يدعم السقف.
انظر أيضا: التسجيل في موقع علم البناء
أنواع الأنظمة الإنشائية
الهياكل المستمرة
ويشمل الجدران الحاملة المستمرة حيث يتم نقل الأحمال والقوى المرتبطة بالمبنى بشكل رئيسي من خلال الضغط المباشر تحت الأرض من خلال الأساسات.
توفر الأرضيات الخشبية في منزل تقليدي من الطوب، على سبيل المثال، دعمًا جانبيًا وتمنع حدوث انحراف في الجدران.
ويسمح وضع الطوب في نمط ربط (أي مع وصلات رأسية متداخلة) بتوزيع قوة الضغط بالتساوي في جميع أنحاء حجم الجدار.
هياكل مؤطرة
يمكن استخدام الأخشاب والخرسانة المسلحة والصلب لإنشاء الهياكل العادية بما في ذلك العوارض والأعمدة.
بينما تنقل الحزم الأحمال من السقف والأرضية والجدران إلى الأعمدة، تنقل الأعمدة أحمال العارضة إلى التربة الفرعية من خلال الأساسات.
يتم نقل الأحمال الميتة والمفروضة من الأسطح أو ألواح الأرضية إلى عوارض الأرضية ثم إلى الإطار الهيكلي ؛ مقارنة بهيكل نوع الدعم المستمر من نفس الوزن، عادةً ما ينقل الهيكل المؤطر أحمال تربة أكبر.
تعمل الجدران الخارجية للمباني الهيكلية كلوحات مطلية بين الأعمدة والعوارض، لأنها لا تتحمل العبء.
(على الرغم من أنها تحمل وزنًا خاصًا بها ويجب أن تتحمل قوة الرياح)، إلا أنه يمكن تصنيعها من أي مادة متينة تلبي المعايير الحرارية والصوتية والنار والبيئية.
عند وضعها خارج الإطار، فإنها تصبح جزءًا من غلاف المبنى وتُعرف باسم التكسية، بينما عند وضعها في إطار فولاذي ثانوي، يتم توصيلها بالجزء الخارجي من الهيكل الرئيسي.
يتم إنشاء فجوة تهوية خلفها، تُعرف باسم حاجز المطر، والتي تحدد موضع الإطار الهيكلي بالنسبة إلى الكسوة: يمكن وضع الكسوة خلفه، أمام الإطار أو محاذاته.
هياكل القشرة
هياكل القشرة مصنوعة من “جلود” هيكلية حيث تكون مادة القشرة رقيقة في المقطع، بالنسبة لأبعاد السقف الأخرى وتتغير قليلاً تحت الحمل.
غالبًا ما يتم استخدامه في الأماكن التي يجب أن لا يحتوي الجزء الداخلي من المبنى على جدران أو أعمدة وسيطة لدعم السقف التقليدي أو المسطح.
مثل المكتبات والمسارح ومراكز الترفيه ومحطات المطارات والسكك الحديدية وما إلى ذلك.
تكون هياكل القشرة العلوية “مسطحة”، ولكنها عادةً ما تكون منحنية، على افتراض شكل أسطواني، أو مقبب، أو قطع مكافئ، أو بيضاوي.
يستفيد ثني هياكل القشرة من نفس الكفاءة الهيكلية مثل الأقواس، وهي أشكال نقية من الانضغاط بدون ضغوط شد.
نظرًا لكفاءتها الهيكلية، عادةً ما تكون هناك حاجة إلى مواد أقل مقارنة بالسقف التقليدي، على الرغم من أن الهيكل الصلب مثل عوارض التلال مطلوب لمنع انتشار القشرة.
هياكل الشد
تميل الهياكل التقليدية إلى الاستقرار من خلال عمل الجاذبية على كتلتها التي تبقيها في حالة ضغط، في حين أن الهيكل الشد هو هيكل يتم تثبيته في مكانه عن طريق التوتر بدلاً من الضغط.
في الممارسة العملية، تميل الهياكل إلى تحمل التوتر والإجهاد، وهذه هي الدرجة التي يتم فيها شد الهيكل عن قصد لتقويته، وهو ما يحدد ما إذا كان يعتبر بنية شد.
أمثلة على هياكل الشد: الجسر المعلق هو مثال على هيكل الشد.
الهياكل الغشائية
تخلق الهياكل الغشائية (أو هياكل الأنسجة) مساحات محاطة بأغشية ممتدة، وفي أبسط أشكالها، يمكن اعتبار الخيمة بنية غشائية.
نظرًا لأن أعمدةها مصنوعة من الفولاذ أو الألياف الزجاجية، فهي تدعم غطاء من القماش أو غشاء بلاستيكي.
مثل الهياكل، يمكن تقسيم الأغشية إلى هياكل تعمل بالهواء المضغوط وهياكل غشاء شد وهياكل غشاء شبكي للكابلات.
يتم أيضًا شد الغشاء بواسطة قوى الشد المطبقة بواسطة الكابلات الفولاذية (أو ضغط الهواء الداخلي)، والتي تنقل القوى إلى إطار هيكلي ثم إلى الأرض.
عن طريق تحريك الكابلات وأعضاء المبنى، تجد الأغشية شكلها والهياكل القابلة للنفخ.
حيث يتم استبدال الكابلات والأعمدة الفولاذية بالهواء الذي يدعم غشاء مقوى.
نختار لك: ما هي تفاصيل تكلفة البناء؟
النظام الهيكلي الهيكلي لتشييد المباني
النظام الهيكلي لتشييد المباني هو طريقة تجميع وبناء العناصر الهيكلية للمبنى.
إنه يدعم وينقل الأحمال المطبقة بأمان إلى الأرض، دون تجاوز الضغوط المسموح بها للأعضاء.
تشمل الأنواع الرئيسية للأنظمة الحامل الجداري والوظيفة والبطانة والإطار والأغشية والتعليق.
تنقسم إلى ثلاث فئات رئيسية: ارتفاع منخفض، ارتفاع مرتفع، ارتفاع مرتفع.
المباني المنخفضة
المبنى المنخفض هو مبنى مكون من عدة طوابق فقط أو أي مبنى أقصر من الحد الأقصى للارتفاع.
على الرغم من أن بعضها يتضمن تصنيفًا متوسط الارتفاع، إلا أن الارتفاع المنخفض يعرف بأنه مبنى مغلق أقل من 35 مترًا (115 قدمًا).
مقسمة إلى مستويات أرضية عادية ؛ لكن بعض المدن تعرف مبنى متوسط الارتفاع بأنه مبنى من أربعة إلى اثني عشر طابقًا. لديهم أيضا مصاعد وسلالم.
أبنية عالية
تم تصميم النظام الهيكلي للمبنى الطويل للتعامل مع أحمال الجاذبية الرأسية، فضلاً عن الأحمال الجانبية من الرياح أو النشاط الزلزالي.
يتكون النظام الهيكلي فقط من أعضاء مصممة لتحمل الأحمال، ويطلق على جميع الأعضاء الأخرى اسم غير هيكلي.
تم تقديم تصنيف نظام الهيكل العظمي للارتفاع في عام 1969 م من قبل فضل خان، وتم توسيعه ليشمل الهياكل الداخلية والخارجية.
يحدد نظام مقاومة الحمل الجانبي الأساسي ما إذا كان النظام الهيكلي داخليًا أم خارجيًا، والهياكل الداخلية المحتملة هي:
- إطار هند.
- الاطارات الصلبة.
- إطار مقوى وإطار جدار القص.
- هياكل واسعة (دعائم بروز).
بينما الهياكل الخارجية المحتملة هي:
- الدعامات.
- الجمالون الفضاء.
- إطار فائق.
- أنبوب (هيكل).
أبنية عالية
ويشمل ذلك أنظمة المباني الشاهقة (المساحات الخالية من الأعمدة، يزيد ارتفاعها عن 100 قدم أو 30 مترًا).
أنظمة الشد والضغط (تحت الانحناء) والأنظمة المعلقة، المصممة لتجربة التوتر النقي أو الضغط النقي.
تشمل هياكل الانحناء العوارض والشبكات والألواح ثنائية الاتجاه وهياكل الجبس المعلقة التي تشمل هياكل الكابلات وهياكل الأغشية والقباب.
قد تكون مهتمًا أيضًا بـ: قانون قيمة التعويض عن انتهاكات البناء
وبعد أن نتحدث عن الأنظمة الهيكلية للمحيط الشاسع وأنواعه، نتمنى أن تكون المقالة قد أفادتكم ونالت ثناءكم، ومتابعتنا لمجموعة متنوعة من المحتوى الهادف.