كيف تسهم الهياكل الفولاذية في تسريع تطوير البنية التحتية للمصانع

في صناعة البناء الحالية، بالإضافة إلى صب الخرسانة، يلعب بناء الهياكل الفولاذية دوراً مهماً. هناك الآلاف من شركات هندسة الهياكل الفولاذية في الصين، وتستخدم هندسة الهياكل الفولاذية على نطاق واسع في البناء العالمي، لا سيما في تطوير البنية التحتية للمصانع. الأساسات لا غنى عنها لأي مشروع بناء، فكيف يمكن لهندسة الهياكل الفولاذية أن تعزز تطوير البنية التحتية للمصانع؟ ما هي الأعمال التحضيرية التي يجب القيام بها؟

متطلبات الأساس للهياكل الفولاذية في تطوير البنية التحتية للمصانع

في تطوير البنية التحتية للمصانع، لا يُناسب إنشاء هندسة الهياكل الفولاذية أساسات طبيعية جزئية أو أساسات اصطناعية جزئية قائمة على وحدة هيكلية موحدة. لذلك، يجب أن تتمتع أساسات هندسة الهياكل الفولاذية المستخدمة في تطوير البنية التحتية للمصانع بثبات مطلق. فيما يتعلق بأساليب معالجة الأساسات، تُعتمد عادةً طريقة التكثيف؛ أو طريقة الأساس العميق، أي عندما لا يلبي المبنى متطلبات تشوه الأساس ومتانته، يمكن معالجة الأساسات في التربة الفقيرة.

لضمان سلاسة بناء هندسة الهياكل الفولاذية لاحقًا في تطوير البنية التحتية للمصانع، من الضروري ضمان ثبات الأساسات تمامًا. فالأساس المثالي لا يُعزز سلاسة بناء هندسة الهياكل الفولاذية في تطوير البنية التحتية للمصانع فحسب، بل يضمن أيضًا استخدامها الآمن لاحقًا. يُعدّ أساسًا مهمًا لهندسة الهياكل الفولاذية في تطوير البنية التحتية للمصانع.

وبصفتها دولة رئيسية في إنتاج الصلب، استخدمت الصين الصلب منذ فترة طويلة في تطوير البنية التحتية للمصانع، واستخدمته في بناء المصانع. ويُقسم هذا النوع تحديدًا إلى مصانع هياكل فولاذية خفيفة ومصانع هياكل فولاذية ثقيلة.

المكونات الهيكلية لمباني المصانع ذات الهياكل الفولاذية في تطوير البنية التحتية الصناعية

في مشروع تطوير البنية التحتية للمصنع، يتم تقسيم تشييد مباني المصنع ذات الهيكل الفولاذي بشكل أساسي إلى الأجزاء التالية:

• الأجزاء المدمجة (مسامير التثبيت): توفر الاستقرار الهيكلي لمباني المصانع وتعمل كعناصر تثبيت أساسية في المرافق الصناعية ذات الهياكل الفولاذية أثناء تطوير البنية التحتية.
• الأعمدة: يتم بناؤها عادة باستخدام الفولاذ المقطع على شكل حرف H أو الفولاذ المقطع على شكل حرف C المدمج (عادة ما يقترن بموصلات فولاذية زاوية)، وتشكل الإطار الحامل الأساسي لمصانع الهياكل الفولاذية في مشاريع البنية التحتية الصناعية.
• العوارض: عادة ما يتم تصنيعها من الفولاذ المقطع على شكل حرف C أو H (مع تحديد ارتفاع الشبكة حسب متطلبات الامتداد)، مما يحدد سعة التحميل للمساحات الداخلية في المباني الصناعية ذات الإطارات الفولاذية.
• الأعمدة: هي في الغالب عبارة عن عناصر فولاذية على شكل مقطع C أو مقطع Z توفر أنظمة دعم ثانوية للأسقف لمباني المصانع ذات الهياكل الفولاذية.
• الدعامات: عبارة عن عناصر شد فولاذية مستديرة تعمل على تعزيز الاستقرار الهيكلي الشامل في بناء المنشآت الصناعية الفولاذية.
• الكسوة: نوعان رئيسيان: ألواح مموجة أحادية الطبقة (صفائح فولاذية ملونة): حل اقتصادي لمشاريع البنية التحتية الصناعية ذات الميزانية المحدودة. ألواح مركبة ساندويتش: توفر عزلًا حراريًا (مع الحفاظ على استقرار درجة الحرارة)، وتخميدًا صوتيًا، ومقاومة للحريق – مثالية للمنشآت ذات المتطلبات البيئية والوظيفية الصارمة.

في تطوير البنية التحتية للمصانع، يُطلق على قالب دعامة أساس الهيكل الفولاذي أيضًا اسم قالب الأساس المستقل للهيكل الفولاذي. ووفقًا لطريقة إنتاجه، يُستخدم الجزء السفلي عادةً كموضع صب الخرسانة، ثم تُلحم نقاط الدعم حول القالب. ونظرًا لحاجة القاعدة إلى أجزاء مدمجة لتوصيل الهيكل الفولاذي، يعتمد القالب على طريقة القالب العكسي بناءً على عوامل متعددة.

ووفقًا لمعايير التخصيص ذات الصلة، تكون الألواح وأضلاع التقوية عند الوصلات اللولبية جميعها نماذج سميكة. يجب أن يعتمد اختيار المواد على حجم دعامة أساس الهيكل الفولاذي الخرساني المحدد، ثم يتم تجميع القالب الفولاذي ولحامه وفقًا لخطوات البناء المحددة. يتم تحديد حجم قالب دعامة الأساس الجاهزة للهيكل الفولاذي بدقة وفقًا لحجم مبنى المصنع، لأن حجم مبنى المصنع يحدد متطلبات قوة دعم دعامة الأساس السفلية، مما يوفر دعمًا موثوقًا به لتطوير البنية التحتية للمصنع.

المزايا الرئيسية للمباني الهيكلية الفولاذية في تطوير البنية التحتية للمصانع

خفة الوزن، قوة عالية، وامتداد واسع: على الرغم من أن كثافة الفولاذ أعلى من كثافة مواد البناء الأخرى، إلا أن قوته عالية جدًا. تحت نفس القوة، يكون الوزن الساكن للهيكل الفولاذي صغيرًا، ويمكن تحويله إلى هيكل ذي امتداد واسع، وهو مناسب بشكل خاص لمتطلبات المساحات الكبيرة في تطوير البنية التحتية للمصانع.

فترة بناء قصيرة: تُصنع مكونات هيكل مبنى المصنع بشكل أساسي مسبقًا في المصنع وتُركّب بعد نقلها إلى الموقع. يسهل تجميعها، مما يُختصر بشكل كبير دورة تطوير البنية التحتية للمصانع ويُخفّض تكاليف البناء.

مقاومة عالية للحريق: عندما تكون درجة حرارة سطح الفولاذ في حدود 150 درجة مئوية، تتغير قوته بشكل طفيف. عندما تتجاوز درجة الحرارة 150 درجة مئوية، تنخفض قوته بشكل كبير. بشكل عام، يُطبّق طلاء مقاوم للحريق على سطح الهيكل الفولاذي لتشكيل طبقة واقية لزيادة حد مقاومة الحريق للمكون. بالطبع، يُعدّ التقسيم المعقول لحواجز الحريق واستخدام الستائر الدوارة المقاومة للحريق أمرًا بالغ الأهمية أيضًا. توفر هذه الإجراءات ضمانات للسلامة من الحرائق في تطوير البنية التحتية للمصانع.

منع التسرب والعزل المائي: يمر تسرب مياه الأمطار بشكل رئيسي عبر العقد أو الفجوات، لذا من الضروري تحقيق منع التسرب والعزل المائي. لذلك، من الضروري استخدام مثبت مخفي بعد وضع حشية مانعة للتسرب عند فوهة المسمار، واستخدام مادة مانعة للتسرب أو لحام عند تداخل الألواح. يُفضل استخدام ألواح ذات أحجام متناسقة لمنع التداخل. بالإضافة إلى ذلك، تُجرى معالجة صارمة للعزل المائي في مواقع العقد المختلفة لضمان عدم تأثر المعدات الداخلية وإنتاج مبنى المصنع بالأمطار أثناء تطوير البنية التحتية للمصنع.

عزل الصوت والحفاظ على الحرارة: تُملأ طبقة السقف المعدنية بمواد عازلة للصوت، أو تُطلى بطبقة عاكسة عازلة للحرارة على سطح البلاط المعدني لخلق بيئة إنتاج جيدة لتطوير البنية التحتية للمصنع وتقليل استهلاك الطاقة.

التهوية والتبريد: بشكل عام، لا يتم تركيب معدات تدفئة عالية الطاقة بشكل خاص في مبنى المصنع، كما أن كثافة العمال ليست عالية، ولا توجد رائحة أو غبار، لذلك يمكن استخدام مروحة السقف. بالنسبة لمصانع الهياكل الفولاذية ذات الهياكل الأعلى والمسافات الأكبر، من الأفضل تركيب مروحة عادم كبيرة على السطح لإخراج الهواء إلى الخارج؛ وتشكيل ضغط سلبي داخلي؛ والضغط على كمية كبيرة من الهواء النقي إلى ورشة العمل من جميع أنحاء ورشة العمل لتشكيل الحمل الحراري للهواء؛ ويكون التأثير أفضل، مما يلبي احتياجات التهوية لأنواع مختلفة من المصانع في تطوير البنية التحتية للمصنع.

إضاءة جيدة: رُكّب فتحات سقفية أو نوافذ زجاجية في مواقع محددة على السطح لتوفير إضاءة طبيعية كافية لتطوير البنية التحتية للمصنع وتوفير الكهرباء اللازمة للإضاءة. مع ذلك، ينبغي مراعاة عمر خدمة نافذة السقف وتناسقها مع ألواح السقف، ويجب عزل الوصلات بالماء.

معايير الخواص الميكانيكية للصلب الهيكلي في تطوير المرافق الصناعية

في تطوير البنية التحتية للمصانع، يجب أن يتمتع الفولاذ المستخدم في الهيكل الفولاذي بالخصائص التالية:

• قوة تحمل أعلى. أي أن قوة الشد ونقطة الخضوع مرتفعتان نسبيًا. تُقلل نقطة الخضوع العالية المقطع العرضي، مما يُقلل الوزن الميت، ويوفر الفولاذ، ويُخفض التكلفة. كما تُعزز قوة الشد العالية سلامة الهيكل وتضمن استقراره في تطوير البنية التحتية للمصانع.
• قدرة كافية على التشوه. أي لدونة وصلابة جيدتين. تعني اللدونة الجيدة أن التشوه قبل تدمير الهيكل يكون أكثر وضوحًا، مما يُجنّب خطر التدمير المفاجئ، كما يُمكن للتشوه اللدن تعديل إجهاد الذروة المحلي لجعله أكثر لطفًا. تعني المتانة الجيدة امتصاص طاقة أكبر عند تدمير الهيكل تحت الحمل الديناميكي، كما أنها تُقلّل من خطر الانهيار الهش. بالنسبة للهياكل ذات التصميم اللدن والهياكل في مناطق الزلازل، فإن حجم قدرة الفولاذ على التشوه له أهمية خاصة، مما يضمن تطوير البنية التحتية للمصانع للتعامل مع ظروف العمل المعقدة.
• أداء معالجة ممتاز. مناسب للمعالجة الباردة والساخنة، ويتميز بقابلية لحام ممتازة. لا يؤثر سلبًا على القوة واللدونة والمتانة بشكل ملحوظ نتيجة هذه العمليات، مما يُسهّل إنتاج وتركيب الهياكل الفولاذية في تطوير البنية التحتية للمصانع.

بالإضافة إلى ذلك، واعتمادًا على ظروف العمل المحددة للهياكل أثناء تطوير البنية التحتية للمصنع، فمن الضروري الاهتمام بمعايير الفولاذ من حيث التكيف مع درجات الحرارة المنخفضة والتآكل الجوي والأحمال العالية.

تقنيات الهياكل الفولاذية الرئيسية في تطوير البنية التحتية الصناعية

تكنولوجيا هياكل الإطار الفضائي : في تطوير البنية التحتية للمصانع، توفر هياكل الإطار الفضائي مزايا مثل خفة الوزن الذاتي، والصلابة العالية، والتصميم الجمالي، وسرعة البناء. تُعد هياكل مثل الجمالونات الكروية ذات العقد، والجمالونات متعددة الطبقات ذات المقطع المتغير، والهياكل الصدفية التي تستخدم الأنابيب الفولاذية كأعضاء، أكثر الأشكال الهيكلية استخدامًا في تطبيقات الهياكل الفولاذية المكانية في الصين. تتميز هذه الهياكل بصلابة مكانية عالية واستهلاك منخفض للفولاذ، مع وجود لوائح التصميم والبناء والتفتيش، ويمكنها توفير رسومات CAD كاملة. بالإضافة إلى الهياكل الشبكية، تشمل الهياكل المكانية أيضًا هياكل الجمالون وهياكل الجمالون الأنبوبية غير المنتظمة الشكل، والتي تلبي الطلب على المساحات الكبيرة والهياكل المكانية الخاصة في تطوير البنية التحتية للمصانع.

تكنولوجيا هياكل الفولاذ الخفيفة: مع الشكل الهيكلي الجديد المكون من هيكل جدار وسقف مصنوع من صفائح فولاذية فاتحة اللون، فإنه يُستخدم على نطاق واسع في تطوير البنية التحتية للمصانع. يتكون نظام الهياكل الفولاذية الخفيفة من عوارض فولاذية كبيرة الحجم على شكل حرف H، رقيقة الجدران، وأعمدة سقف ملحومة أو مدرفلة من صفائح فولاذية بسمك 5 مم أو أكثر، ونظام دعم مرن مصنوع من الفولاذ الدائري ووصلات براغي عالية القوة. تتراوح مسافة الأعمدة بين 6 و9 أمتار، ويصل طولها إلى 30 مترًا أو أكثر، ويصل ارتفاعها إلى أكثر من عشرة أمتار، ويصل استهلاك الفولاذ إلى 20-30 كجم/م2، ويمكن تركيب آلات رفع خفيفة. تتوفر الآن إجراءات تصميم موحدة وشركات إنتاج متخصصة، تتميز بجودة المنتج العالية، وسرعة التركيب العالية، وخفة الوزن، وانخفاض الاستثمار، وعدم تأثر البناء بالعوامل البيئية. إنه الخيار الأمثل لمباني المصانع الخفيفة في تطوير البنية التحتية للمصانع.

تقنية الهياكل المركبة من الفولاذ والخرسانة: الهيكل الحامل للعوارض والأعمدة، المكون من الفولاذ أو إدارة الفولاذ ومكونات خرسانية، هو هيكل مركب من الفولاذ والخرسانة، ويتوسع نطاق تطبيقه في تطوير البنية التحتية للمصانع. يتميز الهيكل المركب بمزايا كل من الفولاذ والخرسانة، حيث يتميز بقوة إجمالية عالية وصلابة جيدة وأداء زلزالي ممتاز. عند استخدام الهيكل الخرساني الخارجي، يتميز بمقاومة أفضل للحريق والتآكل. يمكن للمكونات الإنشائية المركبة تقليل كمية الفولاذ بنسبة 15-20%. كما تتميز ألواح الأرضيات المركبة والمكونات الخرسانية الأنبوبية الفولاذية بمزايا تقليل أو عدم استخدام قوالب صب، وسهولة وسرعة البناء، وإمكانيات تسويقية كبيرة. وهي مناسبة لعوارض الإطار والأعمدة وألواح الأرضيات في المباني متعددة الطوابق أو الشاهقة التي تتحمل أحمالًا ثقيلة في تطوير البنية التحتية للمصانع، وأعمدة المباني الصناعية وألواح الأرضيات، إلخ.

تقنية توصيل البراغي عالية القوة واللحام: تنقل البراغي عالية القوة الإجهاد بالاحتكاك، وتتكون من ثلاثة أجزاء: البراغي والصواميل والغسالات. تتميز تقنية توصيل البراغي عالية القوة بسهولة البناء، ومرونة الفك، وقدرة تحمل عالية، ومقاومة جيدة للتعب، وقفل ذاتي، وأمان عالٍ. وقد حلت محل التثبيت بالمسامير واللحام الجزئي في إنتاج وتركيب الهياكل الفولاذية لتطوير البنية التحتية للمصانع، وأصبحت الوسيلة الرئيسية للتوصيل. يجب أن تعتمد مكونات الفولاذ المصنعة في الورشة على تقنيات اللحام القوسي المغمور الآلي واللحام الكهربائي. كما يجب استخدام تقنية اللحام شبه الآلي وتقنية اللحام المحمي بالغاز في التركيب والبناء في الموقع لضمان جودة وموثوقية وصلات الهياكل الفولاذية في تطوير البنية التحتية للمصانع.

تقنية حماية الهياكل الفولاذية: تشمل حماية الهياكل الفولاذية في تطوير البنية التحتية للمصانع الوقاية من الحرائق، والتآكل، والصدأ. من المتعارف عليه أنه بعد معالجة الطلاء المقاوم للحريق، لا يلزم إجراء معالجة مضادة للصدأ، ولكن لا تزال هناك حاجة إلى معالجة مضادة للتآكل في المباني التي تحتوي على غازات مسببة للتآكل. أثناء البناء، يجب اختيار الطلاءات المناسبة وسمك الطلاء وفقًا لنوع الهيكل الفولاذي ومتطلبات درجة مقاومة الحرائق والمتطلبات البيئية لتمديد عمر خدمة الهياكل الفولاذية في تطوير البنية التحتية للمصانع.

تلخيص

أصبحت الهياكل الفولاذية خيارًا مثاليًا لتطوير البنية التحتية للمصانع الحديثة بفضل خصائصها الميكانيكية الممتازة، وطريقة بنائها الفعالة، واستدامتها المتميزة، وتوافقها الجيد مع التقنيات الذكية. تتمتع

شركة XTD Steel Structure بخبرة واسعة في هذا المجال لأكثر من 20 عامًا، واكتسبت خبرة هندسية ثرية. بدءًا من حظائر الطائرات الكبيرة، وصولًا إلى مصانع الآلات الثقيلة المتنوعة، والبنية التحتية المدنية، والمباني الخرسانية الشاهقة، تُقدم الشركة لعملائها حلولًا مُخصصة، استنادًا إلى أحدث تقنيات التصنيع العالمية، لمساعدة الشركات على بناء مساحات صناعية حديثة للمستقبل.