الأنظمة والأنواع الإنشائية البحرية يشير مصطلح النظام الهيكلي أو الإطار الهيكلي في الهندسة المدنية إلى نظام فرعي متحمل داخل مبنى أو منشأة.
يقوم النظام الهيكلي بنقل الأحمال عبر عناصر أو عناصر مترابطة، وسنتحدث عن الأنظمة الهيكلية وأنواعها في هذه المقالة على موقع جديد اليومة.
ما هو النظام الهيكلي؟
على مدار الستين عامًا الماضية، كانت هناك قفزة هائلة في تكنولوجيا ومواد البناء، بالإضافة إلى التطور السريع لتكنولوجيا النمذجة وبرامج النمذجة.
فتحت هذه التطورات المتتالية الباب أمام عالم جديد تمامًا من الإمكانيات في الهندسة المعمارية والبناء.
الآن أكثر من أي وقت مضى، يمكن للمهندسين المعماريين أن يطلقوا خيالهم بحرية وأن يبتكروا مع القليل من القلق بشأن القيود الهيكلية.
بعد كل شيء، إذا لم يكن هناك حل هيكلي، فيمكن اختراع حل جديد، وهذا في الواقع يستمر لسنوات.
عندما تتطلب التصميمات المعمارية غير العادية أنظمة هيكلية غير تقليدية، يتم تقديم نظام جديد واختباره وإثباته.
وإذا أصبح الأول من نوعه، فإنه ينضم إلى قائمة طويلة من أنظمة الهياكل الممكنة، هنا في هذه المقالة.
سوف نقدم لك بعض هذه الأنظمة الهيكلية غير التقليدية التي يمكنك استخدامها لمشاريع التصميم الخاصة بك ويمكن تعريف الأنظمة الهيكلية على النحو التالي:
الأنظمة الإنشائية هي عناصر بناء يُقصد بها أن تشكل جزءًا من هيكل المبنى، إما لدعم المبنى بأكمله (أو أي أصل آخر مشيد، مثل الجسر أو النفق)، أو جزء منه فقط ؛ لذا فإن الهيكل الفولاذي هو النظام الإنشائي الذي يدعم المبنى وكل ما عليه وداخله، والإطار الفضائي هو النظام الإنشائي الذي يدعم السقف عادة.
انظر أيضا: التسجيل في موقع البناء العلمي
أنواع النظام الإنشائي
الهياكل الصلبة
وتشمل هذه الجدران الاستنادية المستمرة، والتي من خلالها تنتقل الأحمال والقوى، المتضمنة في المبنى بشكل أساسي عن طريق الضغط المباشر، إلى الأرض من خلال الأساس.
توفر الأرضيات الخشبية لمنزل تقليدي من الطوب، على سبيل المثال، دعمًا جانبيًا وتمنع حدوث تشوه محتمل للجدران.
كما أن وضع الطوب بترتيب مشترك (أي باستخدام طبقات رأسية بترتيب متداخلة) يسمح لك بتوزيع قوى الضغط بالتساوي على الحجم الكامل للجدار.
هياكل الإطار
يمكن استخدام الخشب والخرسانة المسلحة والصلب لإنشاء الهياكل التقليدية بما في ذلك العوارض والأعمدة.
نظرًا لأن الحزم تنقل الأحمال من السقف والأرضيات والجدران إلى الأعمدة، فإن الأعمدة تنقل الأحمال من العوارض إلى الأرض عبر الأساس.
سيتم نقل الأحمال الثابتة والإضافية من الأسطح أو ألواح الأرضية إلى عوارض الأرضيات، ثم إلى إطار الهيكل ؛ مقارنة بهيكل الدعم الصلب ذي الوزن المماثل، ينقل هيكل الإطار عمومًا أحمالًا أكثر تركيزًا إلى الأرض.
تعمل الجدران الخارجية في المباني الهيكلية كلوح مطلية بين الأعمدة والعوارض، حيث لا يمكنها تحمل الأحمال.
(على الرغم من أنها تحمل وزنها ويجب أن تقاوم قوى الرياح)، يمكن تصنيعها من أي مادة متينة تلبي المعايير الحرارية والصوتية والنار والبيئية.
عند وضعها خارج الإطار، فإنها تشكل جزءًا من غلاف المبنى وتسمى الكسوة، وعند وضعها على إطار فولاذي ثانوي متصل بالجزء الخارجي من الهيكل الرئيسي.
يوجد خلفها فجوة تهوية تُعرف باسم حاجز المطر، والتي ستحدد موضع الإطار الهيكلي بالنسبة إلى الكسوة: يمكن وضع الكسوة خلف الإطار أو أمامه أو تتدفق معه.
الهياكل القشرية
تصنع الهياكل المكسوة بالقشرة من “جلود” إنشائية حيث تكون مادة القشرة رقيقة في المقطع العرضي مقارنة بأبعاد السقف الأخرى وتخضع لتشوه قليل نسبيًا تحت الحمل.
غالبًا ما يتم استخدامها حيث لا يحتاج الجزء الداخلي من المبنى إلى جدران أو أعمدة وسيطة لدعم السقف التقليدي أو المسطح.
مثل المكتبات والمسارح ومراكز الترفيه ومحطات المطارات والسكك الحديدية وما إلى ذلك.
تكون هياكل الأسطح القشرية “مسطحة”، ولكنها عادةً ما تكون منحنية، وتتخذ شكلًا أسطوانيًا، أو مقببًا، أو مكافئًا، أو بيضاويًا.
يستخدم ثني هياكل القشرة نفس الكفاءة الهيكلية مثل الأقواس، وهي أشكال من الانضغاط النقي بدون إجهاد شد.
نظرًا لكفاءتها الهيكلية، عادةً ما تكون هناك حاجة إلى مواد أقل مقارنةً بالسقف التقليدي، ولكن يلزم وجود بنية تقييدية مثل عوارض التلال لمنع القشرة من “الزحف”.
هياكل الشد
يتم تثبيت الهياكل التقليدية بشكل عام من خلال تأثير الجاذبية على كتلتها، والتي تبقيها في حالة انضغاط، في حين أن الهيكل الشد هو هيكل يتم تثبيته في مكانه عن طريق التوتر بدلاً من الضغط.
في الممارسة العملية، تميل الهياكل إلى مقاومة كل من التوتر والحمل، ودرجة تمدد الهيكل عن قصد لتحقيق الاستقرار، تحدد ما إذا كانت تعتبر بنية توتر.
أمثلة على هياكل التوتر: الجسر المعلق هو مثال على هيكل التوتر.
هياكل الغشاء
تخلق الهياكل الغشائية (أو الهياكل النسيجية) مساحات محاطة بأغشية ممتدة، وفي أبسط أشكالها يمكن اعتبار الخيمة بمثابة 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.
يتم أيضًا شد الغشاء بواسطة قوى الشد المطبقة بواسطة الكابلات الفولاذية (أو ضغط الهواء الداخلي)، والتي تنقل القوى إلى الهيكل الهيكلي ثم إلى الأرض.
بفضل تأثير الكابلات وعناصر البناء، تجد الأغشية شكلها في الهياكل القابلة للنفخ أيضًا.
حيث يتم استبدال الكابلات والأعمدة الفولاذية بالهواء الذي يدعم غشاء مقوى.
اخترنا لكم ما هي تفاصيل تكلفة البناء؟
النظام الهيكلي البناء في تشييد المباني
النظام الهيكلي في تشييد المباني هو طريقة لتجميع وتركيب العناصر الهيكلية للمبنى.
إنه يدعم وينقل الحمل المطبق بأمان إلى الأرض دون تجاوز الأحمال المسموح بها في العناصر.
تشمل الأنواع الرئيسية للأنظمة الدعم والرف، والواجهات والإطار، والغشاء والمعلق.
وهي مقسمة إلى ثلاث فئات رئيسية: منخفضة، شاهقة الارتفاع وشاهقة الارتفاع.
مباني منخفضة الارتفاع
المبنى المنخفض هو مبنى من عدة طوابق فقط أو أي مبنى أقل من أعلى مبنى.
على الرغم من أن البعض الآخر يصنف متوسط الارتفاع، إلا أنه يتم تعريف منخفضة الارتفاع على أنها مباني مغلقة أقل من 35 مترًا (115 قدمًا).
مقسمة إلى مستويات أرضية عادية ؛ لكن بعض المدن تحدد مبنى متوسط الارتفاع بأربعة إلى اثني عشر طابقًا ؛ لديهم أيضا مصاعد وسلالم.
أبنية عالية
تم تصميم النظام الهيكلي للمبنى الطويل لتحمل أحمال الجاذبية الرأسية وكذلك الأحمال الجانبية من الرياح أو النشاط الزلزالي.
يتكون النظام الهيكلي فقط من عناصر مصممة لتحمل الأحمال، وتسمى جميع العناصر الأخرى غير الهيكلية.
تم تقديم تصنيف نظام ارتفاع الهيكل العظمي 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:
- إطار معلق.
- الإطارات الصلبة.
- إطار معزز وإطار حائط.
- هياكل التمدد (دعامات بارزة).
بينما الهياكل الخارجية الممكنة:
- الدعامات.
- مزرعة الفضاء.
- ضربة قوية.
- أنبوب (هيكل).
أبنية عالية
وهي تشمل أنظمة بناء متعددة الامتدادات (مساحات بدون أعمدة يزيد ارتفاعها عن 100 قدم أو 30 مترًا).
أنظمة الشد والضغط (التي تخضع للثني) وأنظمة التعليق المصممة لتجربة إما توتر نقي أو ضغط نقي.
تشمل الهياكل الانعكاسية الحزم، والشبكات، والألواح ثنائية الاتجاه، والهياكل الجصية المعلقة، وتشمل الهياكل المثبتة بالكابلات، والهياكل الغشائية والقباب.
قد تكون مهتمًا بـ: قانون قيمة التوفيق في انتهاكات البناء
وبعد أن تحدثنا عن الأنظمة الهيكلية لأعماق البحار وأنواعها، نأمل أن تكون المقالة قد أفادتكم وكسبت شغفكم، وتابعونا للحصول على محتوى أكثر تنوعًا وتركيزًا.