باعتبارها شكلاً من أشكال التصنيع الصناعي في البناء، يزداد عدد المباني الجاهزة في مجال هندسة الهياكل الفولاذية عاماً بعد عام. ويُعد تطوير هذه المباني أحد أهم الوسائل لتطبيق مفهوم التنمية البيئية الخضراء.
في المباني الفولاذية الجاهزة، يُعد تصميم الأرضيات عاملاً بالغ الأهمية لأنه يؤثر على سلامة الهيكل وتأثيره الاقتصادي. لذلك، يقدم هذا المقال عرضاً منهجياً لصيانة هندسة الهياكل الفولاذية بشكل منتظم، مع تحليل مزايا وعيوب أنظمة هندسة الهياكل الفولاذية وأهمية اختيار مواد التغليف المناسبة.
1. متطلبات الصيانة في المباني ذات الهياكل الفولاذية
كما هو معروف، تم بناء “عش الطائر” الذي استُخدم في أولمبياد بكين 2008 باستخدام هندسة الهياكل الفولاذية. ومع ذلك، فإن هذه الهياكل تعاني من عيب واضح يتمثل في سهولة التآكل. وتشير الإحصاءات إلى أن التكلفة الاقتصادية لتآكل المواد تمثل 3 ٪ إلى 5 ٪ من الناتج المحلي الإجمالي العالمي سنوياً، وفي الصين تصل إلى 3.4 ٪ – 5 ٪ من GDP الوطني.
يبلغ العمر الافتراضي الاقتصادي للهياكل الفولاذية التي تتم صيانتها بانتظام حوالي 70 عاماً، بينما يبلغ متوسط عمر الهياكل الخرسانية المسلحة 50 عاماً. وهذا يؤكد أن الصيانة الدورية بعد البناء أمر بالغ الأهمية في مشاريع هندسة الهياكل الفولاذية.
لكن الملاحظ أن بعض المستخدمين لا يدركون أهمية الصيانة المنتظمة، مما يؤدي إلى تآكل خطير في أجزاء غير مرئية وينتج عنه مخاطر خفية تقلل من أمان وكفاءة أنظمة هندسة الهياكل الفولاذية. وفيما يلي شرح صحيح لمتطلبات الصيانة والاستخدام.
الصيانة والعناية:
إذا تم تعريض الهيكل الفولاذي للهواء لفترات طويلة أو لبيئة منخفضة الرطوبة بدون حماية من مواد مقاومة للتآكل، فسيتعرض للتآكل والتشوه وفقدان المقاومة، مما يؤدي إلى تلف مبكر.
لذلك، لضمان الأداء الجيد والعمر المتوقع، يجب إجراء فحص وصيانة دورية لنظام أنظمة هندسة الهياكل الفولاذية، بما يشمل المعالجة المضادة للتآكل والصدأ والحرائق، وفحص أي تشوه في المكونات الرئيسية أثناء الاستخدام.
المعالجة الدورية لمقاومة التآكل:
يُقدّر عمر الخدمة للهيكل في هندسة الهياكل الفولاذية بحوالي 50 عاماً عند التصميم. ونادراً ما يتعرض للتلف بسبب الحمل الزائد، بينما تحدث أغلب الأضرار نتيجة التآكل.
تحتاج الهياكل إلى الصيانة كل ثلاث سنوات تقريباً باستخدام نفس نوع الطلاء والمواصفات الأصلية. وإذا اختلف الطلاء الجديد عن القديم، فلن تحقق الطبقة الواقية فعالية كافية، مما يؤدي إلى أضرار أكبر في أنظمة هندسة الهياكل الفولاذية.
2. كيفية اختيار مادة نظام التغليف وأهميتها
تُستخدم مشاريع هندسة الهياكل الفولاذية على نطاق واسع في مجالات البناء المختلفة. كما تُستخدم الألواح المموجة في أنظمة تغليف ورش الهياكل الفولاذية، إذ تلبي المتطلبات الهيكلية والمعمارية ولكن يجب مراعاة الجدوى الاقتصادية.
وعليه، يجب عند اختيار نوع مادة البناء مراعاة العوامل الأساسية الخاصة بـأنظمة هندسة الهياكل الفولاذية بشكل متكامل.
https://xtdsteel.com/ar/منتجات/صيانة-القشرة-سلسلة-إصدار-محمل-الأرضية/
1. يُعد نظام التغليف مهماً جداً عند اختيار المواد.
من حيث المتانة، تحدد مقاومة المادة للشيخوخة والعوامل الجوية والتشوه عمر النظام وقوة المبنى.
ومن الناحية الجمالية، تبرز هندسة الهياكل الفولاذية الألوان والملمس لإنشاء صورة معمارية مميزة.
من وجهة نظر اقتصادية، تشمل التكلفة الاستثمارية الأولية وتكاليف الصيانة والاستبدال اللاحقة، مما يؤثر بشكل كبير على ميزانية المشروع والعائد طويل الأجل.
2. القوة: يجب أن تتحمل الأحمال الخارجية مثل الرياح والأمطار والرعد، وهو الاعتبار الأساسي عند اختيار نوع اللوح.
بشكل عام، كلما زاد ارتفاع الموجة وكثافة المادة، زادت قوة اللوح ومقاومته، ولكن يزداد أيضاً استهلاك الفولاذ ويجب تعديل المسافات بين الجسور الفرعية وفقاً لذلك.
3. تتطلب المواد المستخدمة في الألواح معايير صارمة فيما يتعلق بمقاومة الحريق والعزل الحراري ضمن أنظمة هندسة الهياكل الفولاذية.
https://xtdsteel.com/ar/منتجات/صيانة-القشرة-سلسلة-ألواح-ساندويتش-الجدار/
4. تختلف متطلبات المباني من حيث العزل والحماية من الحريق، والمتطلبات المحددة كما يلي:
- لوح فولاذي مضغوط: غير قابل للاحتراق، ومقاومة الحريق لمدة 15 دقيقة.
- ألواح ساندويتش من البوليسترين: مؤشر الأكسجين ≥ 30٪، كثافة الرغوة ≥ 15 كجم/م³، الموصلية الحرارية ≤ 0.041 W/mk؛ ونظراً لانخفاض مستوى مقاومة الحريق، نادراً ما تُستخدم في المشاريع الرسمية ضمن هندسة الهياكل الفولاذية.
- ألواح ساندويتش من الصوف الصخري أو الصوف الزجاجي: مادة غير عضوية غير قابلة للاحتراق، سمك ≥ 80 مم (مقاومة حريق ≥ 60 دقيقة)، سمك < 80 مم (مقاومة ≥ 30 دقيقة)، كثافة ≥ 100 كجم/م³، الموصلية الحرارية ≤ 0.044 W/mk. وزنها ثقيل وتركيبها أكثر تعقيداً، خاصة في أنظمة هندسة الهياكل الفولاذية الكبيرة.
- ألواح ساندويتش من البولي يوريثان الصلب: مادة من الدرجة B1، كثافة ≥ 30 كجم/م³، الموصلية الحرارية ≤ 0.027 W/mk، عالية القوة وجميلة المظهر لكنها مرتفعة التكلفة. تُعد من أفضل المواد العازلة في هندسة الهياكل الفولاذية لما تتمتع به من توصيل حراري منخفض، وقدرة عالية على التحمل ومقاومة ممتازة للماء والحشرات.
- عادة ما تُستخدم ألواح الفولاذ المطلية بالألمنيوم أو الزنك. عند اختيار اللوح الأساسي، يجب تحديد السمك والمصنع وفقاً لمتطلبات الاستخدام. يفضل أن يتراوح السمك بين 0.4 و0.8 مم. إذا كان اللوح الخارجي للسقف رقيقاً جداً، فقد يتعرض للتآكل أو التشوه مع الوقت، مما يؤدي إلى تسربات في أنظمة هندسة الهياكل الفولاذية.
مزايا وعيوب نظام هندسة الهياكل الفولاذية الخاص بالتغليف
1. يتكون نظام التغليف من منتجات جاهزة يمكن إعادة استخدامها، وطريقة تركيبه سهلة نسبياً، ولكن مع تكرار الاستخدام قد يحدث تسرب، لذا يجب تعزيز العزل المائي أثناء التركيب في مشاريع هندسة الهياكل الفولاذية.
2. تكون الهياكل الفولاذية الخاصة بالتغليف مزعجة أثناء التنفيذ. عادة لا تُستخدم الرافعات في تركيب الأسقف ذات الامتداد الكبير، لأن صلابة النظام منخفضة وقد تتشوه الألواح الملونة، لذلك يُستخدم الرفع المائل شبه الأفقي في معظم أنظمة هندسة الهياكل الفولاذية لتجنب التشوهات.
3. تعمل الحواف والتشطيبات في نظام التغليف على تحديد خطوط المبنى وإبراز جماليته، كما تعزز الترابط بين أجزاء الهيكل وتوفر حماية أفضل من الرياح والأمطار، مما يجعل المبنى أقوى وأكثر متانة.
الخاتمة
يتميز نظام هندسة الهياكل الفولاذية المستخدم في التغليف باستهلاك أقل للفولاذ، ووقت تركيب وتصميم أقصر، مما يجعله مستخدماً على نطاق واسع في الإنتاج الصناعي للمباني المعدنية.
تُستخدم أنظمة هندسة الهياكل الفولاذية اليوم في المصانع والقاعات والمعارض الصغيرة.
وعند إنشاء الطبقات الخارجية للمباني، يُفضل استخدام الألواح المعدنية الملونة المخفية، لأنها تقلل من تمدد المواد وانكماشها الناتج عن تغير الحرارة، وتحمي من تآكل المسامير، كما تمنع شيخوخة الحشوات المطاطية في المناطق الممطرة أو المعرضة للأعاصير، مما يقلل من خطر الصدأ والتسرب.
في المناطق الشمالية قليلة الأمطار، يُنصح باستخدام المظلات ذات السقوط الحر، فهي أكثر اقتصادية وتتمتع بأداء عالٍ في مقاومة تسرب المياه.
تُستخدم هذه الحلول بكثرة في مشاريع هندسة الهياكل الفولاذية التي لا تتطلب ارتفاعات كبيرة في الأسقف أو الكورنيش.
