مبنى الصالة الرياضية

1. هيكل الإطار الفضائي: طريقة بناء شائعة للصالات الرياضية

أصبح نظام الهياكل الهيكلية الفراغية المستخدم في صالات الألعاب الرياضية ذات الهياكل الفولاذية الحل الأمثل لبناء الملاعب الرياضية الحديثة، نظرًا لخصائصه الميكانيكية الممتازة وجمالياته المعمارية. وبالمقارنة مع الهياكل الخرسانية التقليدية، تتميز الهياكل الهيكلية الفراغية بمزايا كبيرة من حيث التكلفة ومرونة التصميم والسلامة.

من حيث التكلفة، تتراوح تكلفة وحدة هيكل الإطار الفضائي بين 300 و500 دولار أمريكي/م² (2000-3500 يوان صيني/م²)، وهي أقل بكثير من تكلفة الهيكل الخرساني التي تتراوح بين 600 و800 دولار أمريكي/م²، وتتميز بمزايا اقتصادية استثنائية. ويعود ذلك إلى خفة وزن فولاذ Q355B عالي القوة، مما يقلل التكلفة الأساسية بشكل كبير، بالإضافة إلى تقليل نفايات البناء من خلال التصنيع المسبق المعياري. كما أن سرعة عملية التجميع تختصر مدة البناء بنسبة 30%-50%، مما يوفر المزيد من تكاليف العمالة والإدارة، كما أن متانة الفولاذ تجعل تكاليف الصيانة اللاحقة حوالي 60% فقط من تكاليف الهيكل الخرساني.

من حيث مرونة التصميم، يدعم هيكل الإطار الفراغي تخصيص أشكال متنوعة، مثل القباب والألواح المسطحة والأسطح الحرة، ويتكيف تمامًا مع مختلف المتطلبات الوظيفية، مثل صالات كرة السلة وحمامات السباحة. وتتيح خصائصه المعيارية سهولة توسيع أو تعديل التصميم لاحقًا، كإضافة حوامل أو تعديل تقسيم المساحة الوظيفية، بينما يسهل فك وإعادة تركيب تصميم الكرة اللولبية أو عقدة الكرة الملحومة لتلبية احتياجات التجديد المستقبلية.

من حيث السلامة، يمكن لنظام الشبكة ثلاثي الأبعاد لهيكل الإطار الفضائي توزيع الحمل بالتساوي، ويمكن أن تصل مقاومة الزلازل إلى أكثر من 8 درجات، ويمكن لمقاومة الرياح أن تتحمل إعصارًا من المستوى 12. في الوقت نفسه، فإن الفولاذ Q355B مجلفن أو مقاوم للحريق، وهو ما يتوافق تمامًا مع المعايير الوطنية للحريق والتآكل لضمان الاستخدام طويل الأمد والمستقر.

بشكل عام، أصبحت الهياكل الهيكلية الفراغية خيارًا مثاليًا للملاعب الرياضية الحديثة، بفضل انخفاض تكاليف بنائها، وحرية تصميمها، وأدائها الأمني ​​العالي. وهي مناسبة بشكل خاص للمشاريع التي تتطلب سرعة التسليم، ومرونة التصميم، وموثوقية طويلة الأمد.

2. المزايا الأساسية لقاعة رياضية ذات مبنى بهيكل فولاذي

1. المزايا الاقتصادية

• انخفاض التكلفة: تتراوح تكلفة وحدة الصالة الرياضية ذات الهيكل الفولاذي بين 300 و500 دولار أمريكي/م²، أي ما يعادل 50% إلى 60% فقط من تكلفة الهيكل الخرساني التقليدي (600-800 دولار أمريكي/م²). ويعود ذلك أساسًا إلى قوة الفولاذ العالية، مما يجعل الهيكل أخف وزنًا، وبالتالي يقلل تكلفة الأساس. بالإضافة إلى ذلك، ساهمت تقنية التصنيع المسبق المعياري والتجميع في الموقع في خفض تكاليف البناء بشكل كبير.
• مدة بناء قصيرة: بفضل إمكانية تصنيع المكونات مسبقًا في المصنع وتجميعها في الموقع فقط، تُختصر مدة البناء بنسبة 30%-50% مقارنةً بالهياكل الخرسانية التقليدية. على سبيل المثال، يُمكن تركيب صالة رياضية بهيكل فولاذي بمساحة 6000 متر مربع في 40 يومًا فقط.
• انخفاض تكاليف الصيانة: يتميز الفولاذ بمتانته العالية، كما أن تكاليف الصيانة اللاحقة تقل بنسبة تزيد عن 40% مقارنة بالهياكل الخرسانية.

2. مرونة التصميم

• مساحات واسعة خالية من الأعمدة: يمكن للصالات الرياضية ذات الهياكل الفولاذية تحقيق مساحة خالية من الأعمدة تزيد عن 120 مترًا بسهولة، مما يُحرر أكثر من 90% من المساحة المتاحة. وهي مناسبة لصالات كرة السلة، وحمامات السباحة، وغيرها من الأماكن ذات المتطلبات العالية للمساحات.
• أشكال متنوعة: تدعم التصميمات المخصصة مثل القباب والألواح المسطحة والأسطح ذات الشكل الحر وما إلى ذلك، ويمكن تنسيقها مع الأسقف الزجاجية أو المعدنية الشفافة، مع مراعاة الإضاءة الطبيعية والإضاءة التكنولوجية.
• إمكانية التوسعة القوية: يسهل التصميم المعياري التوسعة اللاحقة أو التعديل الوظيفي (مثل إضافة الحوامل والأقسام) لتلبية الاحتياجات متعددة الوظائف.

3. السلامة الهيكلية

• مقاومة ممتازة للزلازل والرياح: يتمتع هيكل الإطار الفضائي ثلاثي الأبعاد بمستوى مقاومة للزلازل يزيد عن 8 درجات ويمكنه تحمل إعصار من المستوى 12. تمكن ليونة ومتانة الفولاذ من امتصاص الطاقة من خلال التشوه أثناء الزلزال، مما يقلل من خطر الانهيار.
• توزيع الحمل بشكل موحد: ينقل نظام الشبكة المكانية الحمل بكفاءة إلى نقاط الدعم لتجنب تركيز الإجهاد المحلي.
• مقاومة موثوقة للحريق والتآكل: يتم معالجة الفولاذ Q355B بالجلفنة أو الطلاء المقاوم للحريق، والذي يتوافق مع المعايير الوطنية (مثل GB50016).

4. الاستدامة البيئية

• فولاذ قابل لإعادة التدوير بنسبة 100%: يعتمد الهيكل الفولاذي على فولاذ Q355B عالي القوة، والذي يمكن إعادة تدويره وإعادة استخدامه بالكامل، مما يقلل من 90% من نفايات البناء ويتوافق مع مفهوم الاقتصاد الدائري.
• انخفاض انبعاثات الكربون: بالمقارنة مع الهياكل الخرسانية، تقلل الهياكل الفولاذية انبعاثات الكربون بنسبة 57% طوال دورة حياتها بالكامل، مما يقلل بشكل كبير من التأثير البيئي.
• الطاقة الشمسية الكهروضوئية المتكاملة (BIPV): يمكن لنظام توليد الطاقة الكهروضوئية المتكاملة على السطح أن يغطي 20% -30% من الطلب على الكهرباء في المكان سنويًا، مما يحقق الاكتفاء الذاتي من الطاقة ويقلل تكاليف التشغيل.

5. تحسين التصميم الموفر للطاقة

• لوحة ساندويتش من الصوف الصخري للجدار الخارجي: يتم استخدام لوحة ساندويتش من الصوف الصخري (عزل الصوت حتى 65 ديسيبل) لعزل الضوضاء الخارجية بشكل فعال، مع وجود أداء عزل حراري ممتاز وتقليل حمل تكييف الهواء.
• التهوية والإضاءة الذكية: يعمل الجمع بين فتحات السقف وأنظمة التهوية الذكية على تحسين تدفق الهواء الطبيعي وتوزيع الضوء، ويقلل من استهلاك طاقة تكييف الهواء بأكثر من 18%، ويحسن الراحة الداخلية.

3. سيناريوهات التطبيق والحلول التقنية لقاعات الرياضة ذات الهياكل الفولاذية

4. الهياكل الفولاذية مقابل صالات الألعاب الرياضية الخرسانية التقليدية: نظرة عامة على مقاييس الأداء الرئيسية

5. حالة نموذجية: تحديد معيار جديد للمباني الرياضية ذات الهياكل الفولاذية

المركز الرياضي الأولمبي: يعتمد على هيكل قبة بمساحة 150 مترًا، يغطي صالة كرة السلة والمسابح ومنطقة تدريب شاملة، ويتسع لـ 12,000 متفرج. يجمع السقف المنحني بين الزجاج الكهروضوئي لتوليد 500,000 كيلوواط/ساعة من الكهرباء سنويًا، مما يحقق هدف تشغيل “ملعب أخضر”.

صالة رياضية مدرسية: وحدة شبكية موحدة + سقف شفاف من ألواح التحمل، اكتمل بناؤها في 60 يومًا، لتلبية احتياجات التدريس لمشاريع متعددة مثل كرة السلة والكرة الطائرة وكرة الريشة. يحقق تصميم الجدار الجانبي القابل للفتح الترابط بين المساحات الداخلية والخارجية، ليصبح الخيار الأمثل للمعلمين والطلاب لممارسة الرياضات في جميع الأحوال الجوية.

6. الأسئلة الشائعة

س١. ما تكلفة المتر المربع الواحد من قاعة رياضية ذات هيكل فولاذي؟ كيف يُمكن التحكم في التكلفة؟

حاليًا (2025)، تتراوح تكلفة وحدة ملعب الهيكل الفولاذي بين 300 و500 دولار أمريكي/متر مربع (2000-3500 يوان صيني/متر مربع)، وهي أقل بنسبة 30% إلى 40% من تكلفة الهيكل الخرساني. تشمل مكونات التكلفة الرئيسية ما يلي:

• تكلفة المواد (45%): يوصى باستخدام الفولاذ Q355B، لأنه يلبي متطلبات القوة وله سعر معقول.
• تكلفة البناء (35٪): يمكن للتصنيع المسبق المعياري تقصير فترة البناء بنسبة 30٪ -50٪
• تكلفة الصيانة (20%): الجلفنة تجعل تكلفة الصيانة اللاحقة 60% فقط من تكلفة الهيكل الخرساني

اقتراحات لخفض التكاليف

• يؤدي اعتماد تصميم شبكي موحد إلى خفض رسوم التصميم بنسبة 15%
• يمكن أن تغطي الأسقف الكهروضوئية (BIPV) ما بين 20% إلى 30% من الطلب على الكهرباء، مما يوفر نفقات الطاقة على المدى الطويل
• البناء المعياري: زيادة معدل التجهيز المسبق إلى 85%، وتقصير فترة البناء بنسبة 40%، وخفض تكاليف العمالة في الموقع

س٢. كيف نضمن سلامة الصالة الرياضية ذات الهيكل الفولاذي؟ ما هي قوة الزلازل التي تتحملها؟

المؤشرات الفنية

• مقاومة الزلازل: يمكن لهيكل الإطار الفضائي ثلاثي الأبعاد أن يتحمل زلازل بقوة 8 درجات (ما يعادل 6.5 درجة على مقياس ريختر)
• مقاومة الرياح: الهيكل مستقر تحت سرعة رياح الإعصار على مستوى 12 (32.7 م / ث)
• معيار الحماية من الحرائق: استخدام طلاء مقاوم للحريق، وكشف عيوب اللحامات الرئيسية بالموجات فوق الصوتية بنسبة 100%، وحد مقاومة الحريق لمدة ساعتين (معيار GB50016)
• الهيكل الرئيسي: نظام دعم الإطار الفولاذي يلبي تصميم مقاومة الزلازل بمقدار 8 درجات (تسارع 0.30 جرام) ومقاومة رياح الأعاصير بمقدار 12 مستوى
• تبديد الطاقة وامتصاص الصدمات: يبدد جدار التخميد اللزج من نوع السرعة 5% من طاقة الزلزال ويقلل الاستجابة للزلازل الكبيرة
• المراقبة الذكية: يتم نشر مستشعر إجهاد واحد كل 50 مترًا مربعًا لتوفير تحذير في الوقت الفعلي بشأن التشوه الهيكلي

س٣. كم يستغرق بناء صالة رياضية بهيكل فولاذي؟ وما مدى سرعتها مقارنةً بالطرق التقليدية؟

مقارنة فترة البناء

تقنية التسريع:

• تحقق تقنية المسح الضوئي BIM+3D دقة التثبيت على مستوى المليمتر
• يمكن لطريقة الرفع على ارتفاعات عالية رفع 120 طنًا يوميًا

س4. كم سنة يمكن استخدام صالة رياضية ذات هيكل فولاذي؟ هل تكلفة صيانتها مرتفعة؟

وفقًا لأحدث بيانات الصناعة لعام 2025، يبلغ العمر التصميمي لقاعة رياضية ذات هيكل فولاذي عادةً 50 عامًا، ويمكن تمديده إلى أكثر من 60 عامًا من خلال الجلفنة بالغمس الساخن (سمك طبقة الجلفنة ≥ 80 ميكرومتر) والصيانة الدورية. تبلغ تكلفة الصيانة السنوية حوالي 0.8% من تكلفة البناء (1.5% للهياكل الخرسانية). يجب تعديل دورة الصيانة المحددة وفقًا للظروف البيئية. على سبيل المثال، يجب

معالجة المناطق الساحلية بمضادات التآكل مرة كل 3 سنوات، والمناطق الداخلية مرة كل 5 سنوات. في الوقت نفسه، يُوصى باستخدام عمليات تفتيش بالطائرات بدون طيار (تكلفة واحدة 20,000 يوان) وأجهزة استشعار مزروعة لمراقبة ظروف التآكل في الوقت الفعلي لتقليل تكاليف الإصلاح بنسبة 30%. من الأمثلة النموذجية استخدام مركز جياشينغ للأزياء الرياضية تقنية الطلاء ذاتية الشفاء لتمديد دورة مقاومة التآكل إلى 8 سنوات.

س5. ما هو أقصى امتداد يمكن أن تحققه قاعة رياضية ذات هيكل فولاذي؟ ما هي التصاميم المبتكرة المتاحة؟

وفقًا لأحدث الممارسات الهندسية بحلول عام 2025، حققت سعة امتداد قاعات الرياضة ذات الهيكل الفولاذي نقلة نوعية. الرقم القياسي الحالي لأطول امتداد فردي هو 320 مترًا (تستخدم قبة الألفية في المملكة المتحدة نظام شد هجين)، ويمكن أن يصل طول الهياكل الهيكلية التقليدية إلى 120-150 مترًا، بينما تحقق هياكل القبة الكابلية، مثل ملعب أتلانتا، امتدادًا فائقًا يبلغ 186 × 235 مترًا. يتجلى التصميم المبتكر بشكل رئيسي في ثلاثة جوانب:

1. نظام هيكلي هجين: مثل قبة الوتر المجهدة مسبقًا لصالة الألعاب الرياضية بجامعة بكين للتكنولوجيا (بطول 93 مترًا، مع محتوى فولاذي يبلغ 62 كجم/م² فقط)، والتي تم تخفيف وزنها من خلال تقنية شد الكابل الدائري؛
2. تكنولوجيا البناء الذكية: يعتمد مركز شنتشن باي الرياضي “Spring Cocoon” على غلاف شبكي أحادي الطبقة بطول 38.7 مترًا ويستخدم 38 كيلومترًا من تكنولوجيا التصنيع المسبق الرقمية لمكونات الانحناء والالتواء؛
3. الهياكل القابلة للتشوه: يمثل السقف القابل للسحب بطول 222 مترًا لصالة الألعاب الرياضية فوكوكا في اليابان والقذيفة الشبكية المصنوعة من سبائك الألومنيوم على شكل كابل لمركز شيونجان الرياضي (تخفيض الوزن بنسبة 25٪) اتجاهات جديدة في الهياكل المرنة.

تجاوز الحد التكنولوجي الحالي الامتداد النظري البالغ 300 متر. ويمثل هيكل شبكة الكابلات بطول 274 مترًا، وعقد الطباعة ثلاثية الأبعاد (بدقة 0.1 مم) في استاد لوسيل، الجيل القادم من التطوير. تجدر الإشارة إلى أن الامتداد الفعلي يجب تقييمه بناءً على الحمل والجيولوجيا والتكلفة (بلغت تكلفة القبة التي يبلغ ارتفاعها 320 مترًا 758 مليون جنيه إسترليني).

س٦. هل تشمل التكلفة الأولية لقاعة رياضية ذات هيكل فولاذي جميع التكاليف الخفية؟ كيف يمكن تجنب التكاليف الإضافية لاحقًا؟

ج: تشمل التكلفة الأساسية التكاليف الأساسية مثل الفولاذ والمعالجة والنقل والتركيب، ولكن يجب الانتباه إلى المتغيرات الإقليمية (مثل زيادة بنسبة 15٪ -20٪ في تكاليف العمالة في المناطق الهضبية وتقلبات النقل البحري في المناطق الساحلية) ومتطلبات العمليات الخاصة (مثل رسوم التصميم المتعمق للشبكات المنحنية). يوصى بمحاكاة صعوبات البناء مسبقًا من خلال نمذجة عملية BIM الكاملة وأحجام مكونات القفل وتسلسلات التثبيت وتقليل التغييرات في الموقع؛ اختر حلاً معياريًا بمعدل تصنيع مسبق في المصنع ≥ 95٪ لتجنب تكاليف إعادة العمل الناتجة عن أخطاء الموقع في العمليات التقليدية.

تستخدم XTD Steel Structure الابتكار التكنولوجي كمحرك وخدمات العملية الكاملة كمحرك لمواصلة قيادة التغيير في الصناعة. مع أكثر من 20 عامًا من الزراعة العميقة في مجال الهياكل الفولاذية، قمنا ببناء نظام خدمة كامل يغطي التصميم والتطوير والمعالجة الدقيقة والتركيب الفعال والتشغيل والصيانة الذكية. بالاعتماد على تكنولوجيا BIM لتحقيق الاتصال الكامل بالبيانات، نقوم بتصميم حلول بناء الهياكل الفولاذية الرياضية للعملاء والتي تجمع بين ضمانات السلامة الميكانيكية والقيمة الجمالية الفريدة والسمات الوظيفية المتعددة.