ما هي الجمالونات؟! وما هي أنواعها؟! 2022
تُعتبر الجمالونات من أفضل الأنظمة الإنشائية التي يمكن استخدامها في تغطية البحور الإنشائية الواسعة أو الكبيرة.
لذلك في هذا المقال سنتحدث بشئ من التفصيل عن ما هي الجمالونات؟، استخداماتها؟، وأنواعها؟، وغير ذلك من الأمور التي تُهمك، تابع معنا لتعرف ذلك.
ما هي الجمالونات؟!
هي عبارة عن نظام مثلث من العناصر الهيكلية المرابطة مع بعضها بشكل مستقيم.
وتختلف أيضًا في أشكالها واستخداماتها على حسب البحور الإنشائية التي تغطيها.
تتكون من 3 أجزاء:
أحدهم أفقي، والجزئين الآخرين مائلين يستندان على بعضهم البعض من جهة وعلى الجزء الأفقي من الطرف الآخر، بالإضافة إلى أن القوة المساهمة في اتزان الجمال ن تكون مساوية لبعضها البعض.
استخدام الجمالونات:
تُستخدم في مجموعة واسعة من المباني، خاصةً عندما تكون هناك حاجة إلى مسافات طويلة جدًا، كما يوجد في محطات المطارات وشماعات الطائرات وأسطح الملاعب الرياضية والقاعات والمباني الترفيهية الأخرى.
تستخدم أيضًا لحمل الأحمال الثقيلة وتستخدم أحيانًا كتركيبات نقل.
الاستخدام الأكثر انتشارًا للجمالونات في المباني حيثُ توفر الدعم للأسطح والأرضيات والتحميل الداخلي مثل: الخدمات والأسقف المعلقة بسهولة.
الجدير بالذكر أنها تستخدم على نطاق واسع لخدمة وظيفتين رئيسيتين:
– لتحمل حمولة السقف.
– ولتوفير الاستقرار الأفقي.
الاستخدام الأكثر انتشارًا للجمالونات في المباني حيثُ توفر الدعم للأسطح والأرضيات والتحميل الداخلي مثل: الخدمات والأسقف المعلقة بسهولة.
يتميز استخدامها ب:
– تتميز بمرونة كبيرة في التشكيل وتغطي بحورًا إنشائية كبيرة جدًا بدون وجود أعمدة في المنتصف.
– المسافة بين الفراغات تتراوح بي 4 – 6 متر على امتداد الجانب الطويل.
– تدوم فترة طويلة.
– وزنها خفيف.
– انحرافها أقل.
– تدعم الأحمال الكبيرة.
ما هي أنواع الجمالونات؟!
تتنوع المنشآت الفراغية أو الجمالونات ما بين:
1- الجمالونات العادية أو التقليدية
هي عبارة عن نظام إنشائي يُستخدم لتغطية مساحات كبيرة بأقل عدد من الأعمدة الداخلية.
كان استخدامها في المجالات الإنشائية في أواخر القرن ال 18 حيث كان الاستخدام الأولي للجمالونات التقليدية قائم على عدم المعرفة الكاملة بإمكانات الحديد الإنشائية.
تم استخدامها فى العديد من المنشآت المعمارية بنجاح فى تشييد المشروعات الكبيرة ذات البحور الواسعة خاصة فى تحقيق فراغات معمارية كبيرة وضخمه.
والجدير بالذكر أنه ساعدت الجمالونات التقليدية كثيرًا على تحقيق الإنتفاع من البحور الإنشائية الكبيرة، لم يكن تحقيق الإنتفاع منها من دون استخدام الجمالونات التقليدية.
من أبرز الأمثلة على استخدام الجمالونات التقليدية: سقف المسرح الفرنسي عام 1786
كانت أولى محاولات استخدام الجمالونات التقليدية في انشاء البحور الكبيرة.
ما هي أنواع الجمالونات التقليدية؟!
وتنقسم الجمالونات التقليدية من حيث التكوين الانشائى المشكل للفراغ إلى:
1- جمالون مستوى
يتخذ هذا النوع الشكل المستوى على المستوى الرأسي أو الأفقى. ومنها بحر حر أعمدة على الأطراف انشاء كابولى مفرد أو مزدوج بحر حر وكابولى مزدوج.
باستخدام الجمالونات التقليدية المستوية والمرتكزة عند الأطراف على اختلاف تصنيفاتها أمكن تحقيق بحور انشائية متنوعة ما بين كبيرة وضخمة وبالحراسة الإنشائية للتكوين التشكيلى للفراغ الإمتداد الأفقى باستخدام الكابولى المزدوج لتكوين فراغات انتفاعية تفى بالمتطلبات الوظيفية للفراغ.
2- جمالون منحنى
في حالة جمالون المنحنى يتخذ التكوين الإنشائي للتشكيل الفراغى شكل المنحنى الفراغى سواء باستخدام جمالونات مفردة الانحناء أو مزدوجة الانحناء ومنها Four cylindrical Surfaces foming (cross Vault )
3- جمالون كروى
في حالة الجالون الكروي يتخذ التكوين الإنشائي للتشكيل الفراغي “الشكل الكروي” كما في القبة الجيوديسية Geodesic Dome.
حيث يوجد مرونة التشكيل المعماري للفراغات باستخدام وحدات مديولية متكررة ( نظرية التوحد القياسى ) إمكانيات إنشائية متطورة للتكوين الفراغى الكبير باستخدام الجمالونات الحديدية التقليدية.
2- الجمالونات الفراغية Space truss
في منتصف القرن التاسع عشر تم انتشار استخدامها Space truss.
يُعتبر من أهم أنواع الجمالونات، وأقوى الطرق الإنشائية؛ لأن الأجزاء المكونة للهيكل تعمل على تقليل سقوط الكمرة في المنتصف، وتعمل على ربط الهيكل كله.
توفر حلًا إقتصاديًا للبحور الكبيرة التي تتراوح من 20 إلى 80 متر، كما تتعدد وتتنوع أشكالها ما بين المائل، المنحني، والمستوي.
ما هي أنواع الجمالونات الفراغية Space truss؟!
تتعدد أشكال الجمالونات الفراغية space truss وذلك باختلاف الاستخدام الذي صممت من أجله،
لكن على الرغم من تعدد أشكالها إلا أنها تتفق مقاومتها لقوى الانحناء الكلي، وأيضًا قوى القص والضغط.
وتتمثل أنواع الجمالونات الفراغية فيما يلي:
1- جمالون ضوء الشمال North Light Truss
عادةً ما يُستخدم هذا النوع في أبنية المصانع بشرط أن تكون ذات بحور قصيرة، ويسمح تصميم هذا النوع بدخول الضوء إلى المكان، وبذلك يتم الاستفادة بأكبر قدر من الطاقة الضوئية الداخلة من خلال الزجاج،
كما أن تصميمها غالبًا ما يكون منحدرًا ومتجهًا ناحية الشمال؛ وذلك للاستفادة من ضوء الشمس.
2- جمالون برات Pratt Truss
يستخدم تصميم جمالون برات في البحور التي تتراوح بين (20 – 100) متر.
ويعتبر هذا النوع من الجمالونات هو الأنسب في المباني المفتوحة، حيث الأحمال الرأسية هي التي لها التأثير الأكبر في الحمل.
3- جمالون وارن Warren Truss
يُعتبر جمالون وارن هو الشكل المعدل من جمالون برات السابق ذكره، حيث ستجد أن الأعضاء الداخلية في تصميم جمالون وارن هي التي تكون تحت الضغط والشد والتصميم يسمح بتوزيع قوتي الضغط والشد بشكل متساوي على الأعضاء الداخلية.
يُستخدم هذا النوع في المباني التي يكون بحرها الإنشائي 100 متر أو أقل، ويتميز هذا التصميم بالقوة.
4- جمالون سن المنشار Saw Tooth Truss
يُشبه جمالون سن المنشار (الفراشة) Saw Tooth Truss في شكله وتصميمه جمالون ضوء الشمال السابق ذكره.
لكنه على العكس من جمالون ضوء الشمال، فجمالون سن المنشار يعالج مشكلة البحور الطويلة التي لا يستطيع جمالون ضوء الشمال.
5- جمالون اكس X
يستخدم هذا النوع بكثرة في البحور الإنشائية الطويلة المقامة في الأماكن التي يكثر بها الرياح.
يعطي جمالون اكس X تأثير جمالون وارن Warren Truss إذا صممت الأعضاء القطرية مقاومة للضغط، ويعطي تأثير جمالون برات Pratt Truss إذا صمم بحيث الأعضاء القطرية تتجاهل الضغط.
6- جمالون فينك Fink Truss
يستخدم هذا النوع من الجمالونات الفراغية في تصميم أسطح المنازل، ويصلح للبحور القصيرة.
وهو يعتبر جمالون فينك اقتصادي من حيث وزنه، ولأنه شديد الميل يتم تقسيم العناصر القطرية إلى أطوال قصيرة عن غيرها من الجمالونات الأخرى.
7- جمالون الملك King Post Truss
أو ما يُطلق عليه جمالون الملك القائم.
يعتبر جمالون الملك الأكثر فاعلية في بناء الاسطح ويعتبر أيضًا الأقل تكلفة.
يستخدم هذا النوع من الجمالونات الفراغية في انشاء الكباري، ويكون القائم العمودي تحت ضغط وشد نتيجة تحميل الكمر السفلي علية.
ويتميز بأنه استطاع علاج مشكلة ربط المبنى بعضة ببعض وتكفل بحل هذه المشكلة ضلعة السفلي، كما يجمع الحوائط ببعضها.
8- جمالون الملكة Queen Post Truss
أو ما يُطلق عليه جمالون قائم الملكة.
وتم تصميه لتغطيه مسافات ذات بحور أطول من التي تغطيها جمالونات الملك.
ما هي طرق ربط الجمالونات؟!
1- اللحامات Welding
وتعتبر من الطرق الشائع استخدامها في وقتنا الحالي في ربط الحديد ببعضه البعض.
وهناك عدة طرق للحام حديد المنشآت، منها:
– اللحام بقوس معدني بالغاز.
– اللحام بقوس غاطس.
2 – مسامير الربط وصواميلها Bolts and Nuts
تكون هذه المسامير مصنوعة من الحديد الأسود المطاوع.
تستخدم هذه المسامير في ربط قطاعات الحديد وذلك عن طريق دخول قصبة المسمار في الثقوب المجهزة بقطع الحديد المطلوب ربطها، ومن ثم يتم ربط نهاية قصبة المسمار الرابط بالصامولة الخاصة به إلى حد الإحكام.
3 – مسامير البرشام
نوع البرشام المنتشر استخدامه هو ذات القصبة والرأس الكروية.
تستخدم هذه المسامير في ربط قطاعات الحديد وذلك عن طريق تسخين البرشام إلى حد الإحمرار ثم يدخل في الثقب المجهزة في لوحي الحديد قصبة البرشام التي تم تسخينها حتى يظهر من الناحية الأخرى للوحين.
ثم بعد ذلك يتم الطرق على قصبة البرشام الخارجية بالمطرقة ليشكل منها رأس مماثلة للأخرى.
ويعتبر ربط قطاعات الحديد بمسامير البرشام من أحكم طرق الربط المستخدمه في الجمالونات وذلك لملء فراغ الثقب بالبرشام أثناء تسخين معدنه وعند برودته ينكمش معدنه، ومن ثم يحدث الربط المحكم بينهم.