منشآت معدنية عالمية عديدة تتمتع بسمعة كبيرة، وأثبتت كفاءتها، فالمعدن يعد أحد أهم المواد في البناء ككل، وقد أصبح شائعًا كعنصر بناء بسبب الحاجة المستمرة إلى هياكل أكثر جوهرية واستدامة، وتوفر الهياكل المعدنية قوة وثباتًا ومتانة فائقة مقارنة بمواد البناء التقليدية، ويرتبط هذا ارتباطًا وثيقًا بمزاياها مقارنة بالمواد التقليدية مثل الخشب أو الخرسانة.
واختيار نوع البناء يمكن أن يؤثر بشكل كبير على السلامة والمتانة وفعالية التكلفة، مع البناء المعدني، لديك مجموعة واسعة من الخيارات للاختيار من بينها، كل منها مصمم خصيصًا لتلبية الاحتياجات والتطبيقات المحددة.
مع استمرار تطور صناعة البناء والتشييد، تظل تشييد المباني المعدنية في المقدمة، حيث تقدم حلولاً مبتكرة تلبي متطلبات الهندسة المعمارية والهندسة الحديثة.
ما هي منشآت معدنية عالمية :
هياكل قوية ومتينة ومقاومة بجميع أشكالها، حيث يتم استخدام المعدن بشكل رئيسي في صناعة البناء والتشييد، وهناك العديد من الأشكال المختلفة للمعادن التي يتم استخدامها لأغراض محددة، سواء كانت الأنابيب، أو أضواء الشوارع، أو ألواح البناء، أو المضخات الحرارية، وغيرها.
وفي حين أن العدد الإجمالي للتنوعات المعدنية المستخدمة في البناء في جميع أنحاء العالم كبير للغاية، نتيجة لقوتها وموثوقيتها المتأصلة مقارنة بالمواد التقليدية، يمكن للهياكل المعدنية أن توفر فوائد أكثر بكثير من البدائل الخشبية أو الخرسانية.
ويقدم المعدن فوائد مثل نسبة القوة إلى الوزن العالية، ومقاومة الحريق، ومقاومة النمل الأبيض، وكفاءة الطاقة، والاستدامة. كما أنها فعالة من حيث التكلفة وتسمح بالسرعة
منشآت معدنية عالمية شهيرة :
مبنى كرايسلر:
بني في عام 1930، ولا يزال صامدًا في نيويورك، ما يجعله واحدًا من العديد من الوصايا التي توضح سبب شهرة الفولاذ المقاوم للصدأ.
برج ويليس:
يعد برج ويليس في شيكاغو، المعروف سابقًا باسم برج سيرز، هيكلًا رائعًا يستحق النظر إليه. يبدو الأمر كما لو أن العديد من الهياكل المتميزة، ذات الارتفاع المتفاوت، تم ربطها معًا لمنحها قوة إضافية ضد الرياح القوية التي تشتهر بها شيكاغو.
برج شون هينج سكوير:
يحمل حاليًا الرقم القياسي لأكبر مبنى مصنوع من الفولاذ في الصين، وقد تم تشييد برج Shun Hing Square Tower بوتيرة مذهلة من أربعة طوابق كل تسعة أيام.
برج تايبيه 101:
يعد برج تايبيه 101 في تايوان ، الذي يبلغ ارتفاعه نصف كيلومتر، بمثابة شهادة على قوة ومتانة الفولاذ، يحتوي على 61 مصعدًا وقد تم اختياره كأحد عجائب الهندسة السبع من قبل قناة ديسكفري.
جسر بروكلين:
يعد جسر بروكلين أحد رموز نيويورك الأخرى، ويستحق مكانًا بين أفضل 10 جسور لأنه كان أول جسر معلق من الأسلاك الفولاذية تم بناؤه في عام 1869، الفولاذ سميك جدًا والبناء صعب للغاية، وقد استغرق إكماله عقدًا من الزمن.
برج خليفة:
برج خليفة وسط مدينة دبي يعد حاليًا أطول هيكل من صنع الإنسان في العالم، ويبلغ ارتفاعه 829.8 مترًا. باستخدام تصميم أنبوبي مجمع لتقليل كمية الفولاذ المطلوبة.
جسر سيدني:
يعد جسر ميناء سيدني أكبر جسر مقوس فولاذي في العالم (وليس الأطول) وهو الرمز الدولي الأكثر شهرة لأستراليا.
مبنى إمباير ستيت:
تم تشييد مبنى إمباير ستيت، أحد المباني الأكثر شهرة في نيويورك، في عام 1931 وأذهل الناس منذ ذلك الحين.
ملعب بكين الوطني:
استغرق بناء الاستاد المعروف أيضًا باسم استاد عش الطائر خمس سنوات وكان محور الصين في دورة الألعاب الأولمبية لعام 2008.
أنواع المنشآت المعدنية :
منشآت اطارية :
تتكون الاطارات من قطاعات من الـ i beam و تصنع من حديد الفولاذ على شكل عمودين يتم ربطهم بركائز طائرة، والإطارات الفولاذية خفيفة الوزن وقوية وغالبًا ما تستخدم في المباني السكنية والتجارية، ومناسبة للأقسام الداخلية والجدران غير الحاملة.
المباني المعدنية سابقة الهندسة (PEMBs):
يتم تصميمها مسبقًا وتصنيعها خارج الموقع، وتجميعها في الموقع.
الفولاذ المقاوم للصدأ:
الجمع بين مقاومة التآكل ومقاومة البقع والمتانة جعل الفولاذ المقاوم للصدأ خيارًا رائعًا لمعدن البناء منذ سنوات عديدة، ولا يزال يعتبر أحد أفضل المواد حتى يومنا هذا، ولن يكون من العدل أن نقول إن جميع المهام في صناعة البناء والتشييد يتم تنفيذها باستخدام نفس النوع من المعدن.
الألومنيوم :
الألومنيوم هو مادة أخرى كانت موجودة منذ فترة ولها عدد لا يحصى من التطبيقات المختلفة، مع مزاياه الرئيسية وهي الليونة، ومقاومة التآكل، والتوصيل العالي،.
الصلب الكربوني:
وهي سبيكة معدنية تستخدم في الغالب في المواقف التي تكون فيها الحاجة إلى هيكل معدني صلب وقوي، وغالبًا ما يتم استخدامه لإنشاء أجزاء من الإطار الهيكلي، والأنابيب المستطيلة للجسور وأسرّة المقطورات، والألواح المعدنية لبناء الطرق السريعة، والمزيد.
أنابيب النحاس:
تعتبر الأنابيب والأنابيب أيضًا جزءًا شائعًا إلى حد ما من البناء ككل، وغالبًا ما يستخدم النحاس كمادة أولية لإنشاء جميع أنواع الأنابيب لأغراض البناء.
إطار فولاذي خفيف الوزن:
صفائح فولاذية رفيعة يتم تشكيلها على البارد إلى أقسام على شكل C أو U. هذه الأقسام خفيفة الوزن ولكنها قوية بشكل لا يصدق. غالبًا ما تستخدم في المباني السكنية والتجارية، وكذلك في الأقسام الداخلية والجدران غير الحاملة.
التأطير الفولاذي الهيكلي:
شائع الاستخدام في المباني التجارية والصناعية الكبيرة، وهي تتكون من مقاطع فولاذية مدلفنة على الساخن مثل الكمرات والأعمدة، مما يوفر قوة ومتانة استثنائية.
خطوات تنفيذ المنشآت المعدنية :
التصميم الإنشائي:
يتضمن عامل الأمان وعامل التحميل وعامل المقاومة ، ومن ثم تصميم العناصر المعرضة لقوى الضغط والشد وللقص وعزوم الانحناء، ومعرفة أنواع الأحمال والاحتمالات الممكنة لهذه الأحمال.
ويتم تخطيط المنشآت لمعدنية باشراف من مهندس الانتاج و مهندس الميكانيكا لمعرفة اماكن وضع الماكينات، وتحديد مسارات الحركة للعمال، وأماكن لدخول سيارات الشحن و التفريغ.
اختيار المصدر:
عند إنشاء مشروع البناء المعدني الخاص بك، يعد التعاون مع فريق تصنيع واسع المعرفة يقدم معايير مراقبة الجودة الفائقة أمرًا ضروريًا، إن القيام بذلك يضمن لك الإيمان بأن منتجك النهائي سيكون حسب الرغبة مع الالتزام بأنظمة السلامة.
ويعد العمل مع شركة التصنيع الأكثر تميزًا أمرًا رائعًا لأنهم يعرفون جميع تفاصيل تصنيع المعادن. أي بناء، بغض النظر عن المواد المستخدمة، سوف يفتقر إلى القوة والاستقرار دون التصنيع واللحام المناسبين.
اختبارات التسليم:
يمكن اعتبار الاختبارات التي يتم إجراؤها عند تسليم هيكل فولاذي مبني بموجب خطة الفحص والاختبار.
تركيب المنشآت المعدنية :
الوصلات والبراغي واللحام :
حيث يجري اختيار الوصلات المبرشمة والمشدودة ببراغي، واختبارمقاومة المسمار على القص والشد، وكيفية الانهيار للمسمار بواسطة التحميل. عملية اللحام: تتضمن وأنواع الوصلات الملحومة وطرق تنفيذها، ومزاياها وعيوبها.
الوصلات الفولاذية :
تتضمن تحديد أنواع قواعد الأعمدة ومبادئ تصميم ألواح القواعد وكيفية تصميمها، والوصلات عند القاعدة.
ترتيب المكونات الهيكلية:
يتضمن تركيب المباني المعدنية التثبيت في الموقع للعناصر المعدنية أو الفولاذية في إطار هيكلي، ورفع المكونات الفردية ووضعها في موضعها، ثم ضمها معًا.
إجراءات التركيب:
التأكد من أن الأساسات مناسبة وآمنة قبل البدء في عملية التركيب، والتأكد من أن قواعد الأعمدة منسبة ومستوية، وأن الأعمدة / الدعامات الفولاذية رأسية.
يتم تثبيت الإطار بالمسامير واللحام عن طريق التأكد من أن جميع الوصلات المثبتة بشكل كامل من أجل تأمين الإطار وجعله صلبًا، وفحص الأحجام والمواقع الدقيقة لمسامير التثبيت الموجودة على الأساس وألواح القاعدة base plates.
رفع مكونات الهيكل:
تستخدم الرافعات ومنصات عمل الرفع المتنقلة (MEWPs) بشكل شائع لتركيب الهياكل الفولاذية، ويحدد عدد مصاعد الرافعة المطلوبة سرعات التركيب النموذجية.
المحاذاة والتسوية:
يتم التعاون بين طاقم الموقع، المساح الذي يستخدم أداة المسح، وطاقم التركيب، الذي يشد المسامير الأخيرة، ويقوم فريق تركيب الإطار بتوفير ممر وهيكل مقبول لمهندس الفحص حتى يباشر عملية الفحص باستخدام أسافين، ورافعات، ورافعات سحب، وأجهزة سحب خاصة مثل Tirfors، ثم ربطها بإحكام.
تسليم التركيب:
الهدف النهائي لعملية التركيب هو تسليم الإطار في حالة جيدة. المعيار الحاسم هنا هو الدقة الموضعية للإطار المركب، والتي تعتمد على فهم كيفية تنظيم وضع الهيكل المعدني .
مميزات المنشآت المعدنية :
قوة التحمل:
تعتبر قوة مادة البناء أمرًا بالغ الأهمية، لأنها تحدد مقدار الحمل الذي يمكن أن يتحمله الهيكل. أثبت المعدن أنه مفيد بشكل خاص، حيث يسمح للإنشاءات بتحمل أحمال أكبر بكثير من تلك المصنوعة من مواد تقليدية
ولأنها تحتاج إلى الكثير من القوة والاستقرار، يتم استخدامها في الإنشاءات الضخمة مثل ناطحات السحاب، بالإضافة إلى ذلك، يمكن للمباني المعدنية أن تتحمل الزلازل والطقس السيئ.
وتستطيع الهياكل المعدنية تحمل الضغط الخارجي الشديد مع الحفاظ على القوة والاستقرار، ومن خلال الاستفادة من المعادن ذات خصائص المتانة الفائقة مثل مقاومة التآكل والماء، يمكن إنشاء هياكل عالية المرونة وأقل عرضة للظروف الخارجية.
قابلية إعادة التدوير:
تعتبر الهياكل المعدنية خيارًا ممتازًا بسبب قابليتها العالية لإعادة التدوير في وقت يكون فيه مديرو المشاريع أكثر وعيًا بالبيئة، ويمكن إعادة تدوير المعادن بشكل متكرر أكثر من مواد البناء الأخرى دون تقليل أدائها أو جودتها بشكل كبير.
وهذا يعني أنه عندما يحين وقت إصلاح الهيكل، يمكنك إعادة تدوير المعادن لإعادة استخدامها بدلاً من القلق بشأن التخلص من كميات كبيرة من النفايات. ويساعد ذلك على تقليل البصمة الكربونية لمشروعك وجعله أكثر استدامة على المدى الطويل.
كفاءة التكلفة:
عند اختيار مواد البناء، يجب أن يؤخذ ذلك في الاعتبار، على الرغم من أن المباني المعدنية يمكن أن تكون باهظة الثمن، إلا أنها توفر قيمة ممتازة على المدى الطويل.
مقاومة للحريق:
تتمتع المباني المعدنية أيضًا بميزة إضافية تتمثل في كونها مقاومة للحريق، مما يقلل من تكاليف التأمين، وفي هذا الصدد، تعتبر الهياكل المعدنية أكثر اقتصادا من المواد الأخرى لأنها تتطلب عمالة وموارد أقل لبنائها وصيانتها.
الجماليات الجذابة:
إن قدرة المعادن على التشكيل بسهولة لها علاقة وثيقة بميزة الجاذبية نظرًا لأسلوبها الأنيق والمعاصر، ويمكنك استخدام أي لون يرغب فيه قلبك لإضفاء مظهر فريد على أي مبنى.
توفير الطاقة:
بالإضافة إلى كونها أكثر عزلًا من الخشب أو الخرسانة، فإن مواد البناء المعدنية ممتازة لتوفير الطاقة، وذلك لأن المعدن ينقل الحرارة ببطء شديد ويمكنه الحفاظ على درجة حرارة المبنى بشكل أكثر ثباتًا على مدار العام.
العزل الصوتي:
تشتهر المواد المعدنية بتقديم عزل صوتي فعال، وهو عنصر أساسي في أي هيكل حديث.
منشآت معدنية عالمية وعيوبها :
- إمكانية ضعف مقاومتها على المدى الطويل نتيجة تعرضها لحمولات مختلفة على عكس المنشآت البيتونية التي تزيد مقاومتها مع الزمن.
- إمكانية تعرّضعها للتآكل نتيجة العوامل الجوية كالرطوبة لذلك يجب طليها بمواد عازلة تمنع التآكل، وسرعة تعرضها للتلف في المناطق الساحلية المالحة.
- تحتاج إلى توافر معدات ووسائل حديثة لنقلها وتركيبها.
- ارتفاع تكاليف الصيانة عند تعرض تلك المباني للانبعاج
- تتطلب دقة عالية فى التصنيع والتركيب وحاجاتها معدات ثقيلة ذات كفاءة عالية لنقلها وتثبيتها.
منشآت معدنية عالمية للغابات :
على الصعيد العالمي توفر المباني المعدنية ذات المواد غير القابلة للاحتراق مثل الفولاذ ملاذاً آمناً في المناطق المعرضة لحرائق الغابات، فهي مرنة ويمكنها حماية الأرواح والممتلكات من حرائق الغابات.
وفي الآونة الأخيرة يشهد العالم موجات من حرائق الغابات على نطاق واسع، ما يعزز الاتجاه للاستعانة بالمباني المعدنية في المناطق المعرضة للخطر.
تابع أيضًا :