مباني الهياكل المعدنية في ظل استمرار تطور صناعة البناء والتشييد، أصبحت في المقدمة، حيث تقدم حلولاً مبتكرة تلبي متطلبات الهندسة الإنشائية والمعمارية الحديثة، كما أنها أصبحت خيارًا شخصيًا للاستخدامات السكنية والتجارية للعديد من الأشخاص.
وبات من الطبيعي بناء الهياكل المعدنية متعددة الطوابق، والتي يمكنها توفير مساحات متعددة في نفس المكان، وهي تساير الطلب المرتفع للعديد من الصناعات التحويلية لاستخدام أمثل للمساحات المتاحة.
وهناك أنواع هياكل عدة تناسب كافة الاستخدامات، كما أن استخدام مكونات مسبقة الصنع يتم تثبيتها معًا في الموقع لتشكيل الهيكل ، غالبًا ما تكون هي الطريقة الأسرع والأكثر فعالية من حيث التكلفة من طرق البناء الأخرى.
زمن خدمة مباني الهياكل المعدنية :
مباني الهياكل المعدنية تستفيد من نظام البناء المعدني المُصمم والمجهز مسبقًا في تقليل وقت البناء بنسبة 33٪ تقريبًا مقارنة بطرق البناء الأخرى، وتسلط شركات البناء المعدنية الضوء على سرعة تشييد المباني المعدنية سابقة الهندسة، فالتصنيع المسبق يوفر الكثير من عمليات القياس والقطع واللحام في موقع العمل.
ومتوسط الزمن يختلف بشكل كبير حسب الحجم والتعقيدات، لكن في المباني المعيارية ذات الحجم المعقول والمكونات سابقة الهندسة يجب أن تتوقع التسليم في أي مكان ما بين 12 إلى 20 أسبوعًا.
ويعتمد طول الوقت المستغرق لتصميم وبناء وتخصيص المبنى المعدني الخاص بك وتشييده على عوامل مختلفة، بعضها خارج عن سيطرة الإنسان، فكل شيء بدءًا من إعادة التصميم وحتى تعقيدات البناء، يمكن أن يؤثر على المدة التي يستغرقها تشييد المبنى المعدني، وفيما يلي العوامل المحددة لزمن الخدمة.
حجم المبنى: سوف يستغرق إنشاء هيكل أكبر وقتًا أطول من إنشاء هيكل أصغر حجمًا، وترتفع الهياكل البسيطة أيضًا بشكل أسرع بكثير من المباني المعدنية ذات التصميمات الأكثر تعقيدًا.
ستتطلب التصميمات المخصصة للغاية مزيدًا من الوقت لتشييدها مقارنة بالمبنى الأساسي المستطيل الشكل ذو السقف الجملوني المنخفض والجزء الخارجي من الألواح الفولاذية، وسيحتاج الامتداد الواضح أو الهيكل العريض بشكل استثنائي الذي يزيد عن 80 قدمًا إلى وقت بناء إضافي للتعامل مع العوارض الأثقل.
وعلى سبيل المثال، سيستغرق بناء المستودع وقتًا أقل بكثير من بناء ناطحة سحاب، وذلك ببساطة لأن بناء عدة طوابق يستغرق وقتًا أطول بكثير من مجرد بناء طابق واحد كبير.
فريق العمل: طاقم العمل يؤثر على المدة التي يستغرقها تشييد الهيكل المعدني، فيمكن لطاقم كبير وذو خبرة تشييد المبنى بشكل أسرع بكثير من فريق أصغر وأقل خبرة.
المعدات ومواد البناء: مدى وفرتها يتحكم في إبطاء أو تسريع أوقات البناء، ويعد استخدام المعدات المستأجرة عاملاً آخر يمكن أن يبطئ المشاريع.
ظروف الطقس: غالبًا ما يؤدي الطقس العاصف أو القاسي إلى تأخير عملية البناء، مما يؤدي إلى تعديل جدول البناء المخطط بعناية، ولحسن الحظ، فإن معظم المباني المعدنية سابقة الهندسة يمكن تشييدها بسرعة، ولا يشكل الطقس عائقًا كبيرًا كما هو الحال عند استخدام مواد البناء التقليدية.
الشحن والإنتاج: كلما زاد عدد المواد المتوفرة لديك، قل الوقت الذي ستستغرقه عملية التصنيع، إذ تتطلب المواد المخصصة عادةً مزيدًا من الوقت للحصول عليها.
وقد يؤثر اختيارك للألوان أيضًا على وقت الإنتاج، فعادةً ما يتم تخزين الألواح بالألوان الشائعة، لكن الألوان المخصصة ستتطلب طلاءًا مسبقًا قبل أن تتمكن من البدء في البناء.
يجب إنشاء أو شراء أي شيء غير متوفر في المخزون من بائع خارجي، مما يزيد من وقت الإنشاء، وبعد ذلك ستخضع جميع الألواح لعملية الطلاء والتشطيب قبل قطعها وتجهيزها للشحن.
يعتمد وقت الشحن على المسافة من الشركة المصنعة إلى موقع البناء الخاص بك، والطقس، وحركة المرور إلى الموقع، وتستغرق المواقع البعيدة وقتًا أطول للتسليم مقارنة بالموقع الموجود في إحدى المناطق القريبة.
متغيرات التصميم: ستؤثر دقة رسوماتك الأولية على الوقت الذي يستغرقه إنشاء المخططات الهندسية التي تحتاجها للحصول على الموافقات، كلما قدمت تفاصيل أكثر وكانت الصورة التي لديك للهيكل الخاص بك أكثر وضوحًا، كلما كان تجميع المخططات أسهل وأسرع.
يجب أن يكون الرسم الخاص بك قريبًا من رؤيتك قدر الإمكان حتى يتمكن البائع من إعطائك عرض أسعار دقيقًا، فكما هو الحال مع أي مشروع بناء آخر، يمكن للتخطيط الدقيق أن يحدث فرقًا كبيرًا في الإنتاج ووقت البناء.
فاعلية التواصل: تحدث تأخيرات لا حصر لها في جميع أنحاء عالم البناء وخارجه، كل ذلك لأن الفريق “أ” لا يمكنه الاتصال بالفريق “ب” بشكل مناسب، إن إبقاء خطوط الاتصال واضحة ومفتوحة طوال العملية يجب أن يقلل من طول المشروع بشكل كبير.
كيفية تصميم الهياكل المعدنية :
تحديد الغرض: يلعب الغرض من المبنى المعدني دورًا أساسيًا في معرفة أبعاد المبنى الذي تحتاجه، سيساعدك الموقع أيضًا في تحديد مقدار المساحة التي تريد تغطيتها بالمبنى المعدني.
تحديد نوع الهيكل المعدني: يستخدم الهيكل المعدني عادةً في الإنشاءات التي تتطلب أنظمة إطارية معقدة وقدرة على تحمل قوى هائلة، علاوة على ذلك، تحتاج هذه الإنشاءات إلى مساحات واسعة وهياكل مرنة يمكن تجميعها وتفكيكها بسهولة، والهيكل الفولاذي مناسب لعدة أنواع من البناء، مثل الملاعب والجسور والمستودعات والمصانع والجراجات وما إلى ذلك.
الترتيب المناسب: من المهم إجراء تصميم شامل، يمكن أن تأتي أفكار التصميم إما من العلاقة بين النظام العام والأنظمة الفرعية أو الآلية والخبرات الفنية، ومن أجل ترتيب الهيكل الفولاذي، يجب على المهندسين اتباع المنظور الشامل، وتحليل وتحديد الترتيب المناسب.
ويجب على المهندسين مراعاة الاختلافات في الهيكل الفولاذي أثناء العملية، فالأجزاء التي تتحمل قوى كبيرة، مثل السقف أثناء هطول الأمطار الغزيرة، تتطلب انحناءًا وانحدارًا مناسبين، وتتطلب المباني العالية هياكل تحتوي على مزيج من التركيبات الفولاذية والخرسانية.
والنموذج الميكانيكي الشامل يجعل من السهل توزيع القوة، ويمكن تعديل اتجاه الحزم الجانبية لتحقيق وظائف مختلفة، ويجب أن يكون لدى المصممين حلول فعالة للتعامل مع المخاطر المحتملة.
تقدير مساحة المقطع العرضي: بعد التخطيط للترتيب، يجب على المهندسين تقدير مساحة المقطع العرضي للهيكل من خلال افتراض أشكال وأحجام الكمرات والأعمدة والأقواس.
ويمكن استخدام القنوات الفولاذية والعوارض H المدرفلة أو الملحومة لصنع العوارض الفولاذية، بعد تحديد ارتفاع وعرض القسم، يجب على المصممين حساب سمك صفائح الفولاذ وفقًا لمعايير البناء.
تحليل الهيكل: أثناء عملية التصميم، يتم إجراء تحليل الهيكل من خلال تحليل المرونة الخطية في ظل ظروف معينة، وهذا يجعل الحساب دقيقا.
فحص المواصفات الفنية: يجب أن يكون هناك تقرير فحص لمخرجات تصميم الهيكل، يمكن أن يعتمد تعديل الحساب أو نموذج التصميم إما على التقييم الدوري لقوة القص الإجمالية أو قيمة التشوه.
وهناك دائمًا اختلافات بين القيم في الحساب والواقع، ففي تصميم الهيكل الفولاذي، تعد الظروف والمفاهيم والهياكل العملية، عوامل أكثر أهمية من أرقام الكمية، ومن المهم الانتباه إلى ذلك لتجنب الأخطاء الفنية.
تصميم أجزاء المبنى: الخطوة الأولى هي تحديد المواد المستخدمة لأجزاء البناء المختلفة، من الأسهل على الإدارة اختيار نوع واحد فقط من الفولاذ، ومع ذلك، يمكنهم الجمع بين أنواع مختلفة من الفولاذ من أجل توفير التكاليف وكذلك ضمان السلامة، وتوفر بعض البرامج الخاصة بالهياكل الفولاذية خدمات لتحليل المقاطع، إن قيام الآلات بعملية الفحص من البداية وحتى النهاية يسهل الأمر كثيرًا على المهندسين.
ويعد تصميم النقاط المشتركة من أهم العمليات في تصميم الهياكل الفولاذية، قبل تحليل الهيكل، يجب أن تؤخذ هذه النقاط في الاعتبار بعناية، فهناك ثلاثة أنواع من النقاط، الاتصال الصلب، والاتصال المفصلي، والاتصال شبه الصلب.
تحضير الرسم: هناك نوعان من الرسم لمراحل مختلفة من إعداد التصميم، رسومات التصميم والرسومات التفصيلية، يتم توفير الرسومات التصميمية من قبل شركة التصميم، بينما تقدم شركة البناء رسومات تفصيلية بناءً على الرسم التصميمي.
رسومات التصميم هي الأساس لعمل رسومات تفصيلية، فيجب إعداد أساس التصميم وبيانات التحميل والبيانات الفنية ومتطلبات المواد والتصميم وترتيب الهيكل، واختيار تصميم النقاط العرضية والأساسية بعناية، ويجب أن يكون الرسم مفصلاً بدرجة كافية لعملية البناء والتصنيع.
التخطيط الشامل: كما هو الحال مع أي مشروع كبير، سيساعد التخطيط التفصيلي على تجنب أوامر التغيير الباهظة الثمن وتقليل تكلفة التجاوزات، كما أن الالتزام بجدول زمني صارم قد يسمح أيضًا بخفض تكاليف البناء.
تقليل تعقيد التصميم: يوصى بتصميم أبسط لأنه سيتطلب مواد ووقت تصميم ووقتًا هندسيًا أقل مقارنة بالتصميمات الأكثر تعقيدًا.
عزل الهياكل المعدنية :
لقد غيرت قوانين البناء اليوم الطريقة التي نعزل بها هياكل البناء المعدنية، فالعزل لم يعد فكرة لاحقة، واختيار نظام العزل المناسب يمكن أن يكون له تأثير كبير على تقليل استهلاك الطاقة وخلق بيئة عمل جيدة، ويمكن لنظام العزل المناسب أن يطور السلامة الهيكلية للمبنى المعدني على المدى الطويل ويضيف سنوات إلى عمره.
فوائد عزل المباني المعدنية :
- استقرار درجة حرارة المبنى، من خلال تقليل تدفق الحرارة داخل وخارج هيكل المبنى المعدني، يوفر عزل المبنى المعدني غلافًا للمبنى يمكّن نظام التدفئة والتبريد من التحكم بشكل موثوق في درجة حرارة المبنى الداخلي.
- الحد من الرطوبة، كانت المهمة الأساسية لعزل المباني المعدنية هي تقليل التكثيف الناتج عن اختلاف درجات الحرارة بين درجات الحرارة الداخلية والخارجية، ومع ذلك يساعد العزل أيضًا على تقليل الجسور الحرارية التي يمكن أن تؤدي إلى فقدان الحرارة والتكثيف.
- امتصاص الصوت، بفضل الحشو الداخلي الإضافي، يحافظ عزل المبنى المعدني على الصوت بالداخل، مما يؤدي إلى سعادة الجيران وتحسين جودة الصوت داخل المبنى الداخلي. يعد هذا مفيدًا بشكل خاص إذا كنت تعمل باستخدام آلات عالية الصوت.
أنواع العزل:
- حلول الألياف الزجاجية، تعتبر أكثر حلول العزل شيوعًا لأنظمة البناء المعدنية لأنها توفر أقل تكلفة تركيب ، وسيؤدي عزل الألياف الزجاجية إلى تشطيب متين وجذاب.
ومن المزايا أنه سهل التركيب، صديق للبيئة، يسبب ضغطًا أقل على المعدات، ومن العيوب أنه قد يتطلب معدات الحماية الشخصية لتجنب التعرض للمواد المسرطنة.
- بطانية البناء المعدنية، يتم تركيب عزل الألياف الزجاجية ذو الوجه التقليدي بين الوجه الخارجي للحزام ولوحة الجدار المعدنية الخارجية، يمكن تحديث عزل بطانية البناء المعدني القياسي بسهولة وسهل الاستخدام للغاية عند التثبيت.
ومن المزايا أنه سهل التركيب، تكلفة تركيب منخفضة، يوفر حاجزًا هوائيًا معتمدًا، ومن العيوب إن الجسر الحراري في كل موقع حزام يقلل من القيمة الفعالة.
- أنظمة التجاويف المملوءةGIRT ، هناك نوعان من المنتجات المعدنية المختلفة لعزل جدران المباني والتي سوف تملأ تجويف الجدار المطوق، في كلتا الحالتين، سيقوم القائم بالتركيب أولاً بوضع شريط عازل حراري على الوجه الخارجي للحلقات قبل تثبيت ألواح الحائط.
يمكن لأنظمة التجاويف المملوءة هذه إيقاف تسرب الهواء والحشرات في مساراتها، مما يحافظ على جودة الهواء داخل المبنى المعدني الخاص بك، ومن المزايا أن تكلفة تركيبه منخفضة، وسهلة التركيب.، أما العيوب هي إمكانية أن يقطع المدادات.
- نظام بطانة النسيج، بعد تركيب ألواح الجدران، يتم تثبيت العزل غير المواجه بين الحلقات ويتم تثبيته بواسطة شماعات عازلة، بعد اكتمال هذه العملية وتركيب العزل، يتم وضع نظام بطانة القماش فوق الحلقات والعزل.
ومن المزايا أنه يعمل بشكل جيد في المواقف الجديدة والتعديلية، ويلبي معظم رموز الطاقة، وسهل التركيب، ويوفر حاجز بخار/هواء عالي الجودة، ولمسة نهائية بيضاء جذابة، أما العيوب فإن عملية التثبيت معقدة، ويصعب الوصول إلى المدادات لخدمات الكهرباء والصيانة والتكييف.
صيانة دورية للهياكل المعدنية :
مباني الهياكل المعدنية إذا قررت اللجوء لها فسوف يسعدك معرفة أن المباني المعدنية تتطلب صيانة أقل بكثير من معظم مواد البناء الأخرى، ويجب ألا تهمل الحد الأدنى من الصيانة الروتينية للمبنى الفولاذي الخاص بك.
وعلى الرغم من أنه قد يبدو لك أن المباني المعدنية لا تحتاج إلى صيانة دورية تقريبًا، فمن الخطأ التغاضي عن مهام الصيانة الأساسية، فقد يبدو المبنى على ما يرام في اليوم الأول، ولكن بعد فترة ستلاحظ ظهور مشاكل بسيطة ستتفاقم إذا لم تقم بصيانة منشأتك.
الأجزاء الخارجية: قم بجولة سريعة وتأكد من عدم ملامسة أي شيء للجزء الخارجي، في بعض الأحيان يمكن ترك الأدوات أو السلالم أو الألواح الفولاذية ملقاة بمجرد اكتمال المهمة، يجب عليك وضع كل شيء جانبًا حتى لا يكون هناك أي وزن غير ضروري على المبنى قد يؤدي إلى إجهاد المبنى أو الإضرار بسطحه.
التحقق من السقف: توخي الحذر الشديد أثناء وجودك على السطح، تحقق من وجود أي نشارة معدنية متبقية، فهي تحتوي على مساحة سطحية خام ويمكن أن تتسبب في صدأ سقف منزلك.
غسيل المبنى: تحتاج المباني المعدنية سابقة الهندسة إلى الغسيل بين الحين والآخر، فيمكن أن تتراكم الأوساخ بسرعة على هيكلك المعدني، وإذا لم يتم التنظيف على الفور، فقد يؤدي ذلك إلى إتلاف سطح المبنى الخاص بك.
التفتيش الدوري: إن الحيلة للحفاظ على المبنى الخاص بك هي إجراء عمليات فحص ظاهري متكرر، فإذا لاحظت أي بقايا أو تغير في اللون أو أي علامات أخرى للأوساخ، فيمكن تنظيفها على الفور لتقليل أي ضرر طويل المدى للمبنى المعدني الخاص بك.
اصلاح الضرر: يجب عليك إصلاح أي ضرر، حتى المشاكل البسيطة، على الفور، وإذا لاحظت أي خدوش على الألواح الفولاذية، فيجب عليك تجهيزها وطلاءها لمنع التآكل، ويجب ملأ الثقب الموجود في غلاف المبنى وإغلاقه على الفور.
وقف التسرب: تشكل المياه بأي شكل من الأشكال تهديدًا كبيرًا لكل مبنى من جميع أنواع البناء، بما في ذلك الفولاذ، فمن الضروري إبقاء الرطوبة خارج الجدران والسقف لمنع التلف.
تقرير التفتيش السنوي: أفضل صيانة وقائية يمكنك القيام بها للمبنى المعدني الخاص بك هي إجراء عمليات فحص سنوية مجدولة لتحديد المشكلات وحلها عند حدوثها.
كما يمكنكم الاطلاع ايضا :
تصميم منشات معدنية