ما هو هيكل الجمالون؟ ما هي خصائصه؟

يُعدّ برج إيفل أحد رموز باريس وفرنسا ككل، وأحد أشهر المباني في العالم الحديث، وقد بدأ تشييده رسمياً في عام 1887 واكتمل في عام 1889. يتألف الهيكل الفولاذي للبرج من حوالي 18,000 مكوِّن يزن أكثر من 7,000 طن، وقد تم إنتاج أكثر من 5,300 رسم تصميمي. في وقت اكتمال المبنى، كان برج إيفل يبلغ ارتفاعه حوالي 300 متر، مما يجعله أطول هيكل ذي دعامات في العالم حتى عام 1930. وبالمثل، فإن إنشاء برج إيفل قد أنجز رحلة عظيمة من عصر البناء الخشبي والحجري إلى العصر الحديث للخرسانة المسلحة.

ستساعدك هذه المقالة على التعرف بالتفصيل على ماهية هيكل الجمالون بالإضافة إلى الخصائص والمباني النموذجية لهياكل الجمالون.

مقدمة من هيكل الجمالون:

هيكل الجمالون عبارة عن هيكل يتألف من أعضاء متصلة من نهاياتها بواسطة وصلات ذات مسامير. تقع جميع الأعضاء في نفس المستوى وتتحمل في المقام الأول قوى الشد أو الضغط المحورية، مما يؤدي إلى نقل الأحمال بكفاءة عبر الهيكل. عادةً ما تكون هذه الأعضاء مرتبة في وحدات مثلثة، حيث يضمن الثبات المتأصل في المثلثات الصلابة الكلية للهيكل. ومع ذلك، يمكن أيضًا استخدام تكوينات هندسية أخرى.

تصنيف هياكل الجمالون:

• هيكل الجمالون الفضائي : يستخدم بشكل رئيسي في تشييد المباني الفضائية ذات الامتداد الكبير، ويمكنه ربط الجمالونات معًا للحفاظ على ضغط نظام الشبكة ثلاثي الأبعاد الكامل، مما يجعل نظامه الفضائي أقوى، وله امتداد أكبر، ويمكنه مشاركة الحمل. وعادة ما يتم استخدامه بشكل معقول في المباني الهيكلية واسعة النطاق.
• هيكل الجمالون الفضائي ذو الشكل الخاص : هو هيكل بناء خاص يظهر غالبًا في المشاريع الإنشائية التي تتطلب مساحات كبيرة وأشكالًا غير تقليدية، كما تظهر غالبًا أيضًا في التصميم المعماري، مما يخلق أشكالًا معمارية فريدة وتأثيرات جمالية.
• هيكل الجمالون الأنبوبي ذو الشكل الخاص : يتمتع بمرونة عالية وقدرة على التكيف ويمكن أن يلبي احتياجات مختلف مساحات هيكل البناء المعقدة. يتمتع هيكل الجمالون الأنبوبي ذو الشكل الخاص بمزيد من التأثير والجمال المعماري من حيث الرؤية المعمارية للمباني واسعة النطاق، وتحقيق تصميم خالٍ من الأعمدة بمساحة كبيرة، وتعزيز القيمة الفنية للمبنى العام.

ملامح هيكل الجمالون:

• هيكل الجمالون المسطح: يمكنه تحمل نقاط التحميل من اتجاهات متعددة، وعلى عكس الجمالون المستوي، فإن الجمالون المستوي لا يمكن أن يكون فعالاً إلا داخل مستواه، بينما يقوم الجمالون المسطح بنقل الأحمال الرأسية والأفقية على الهيكل من خلال القضبان من خلال توزيع معقول. القيود المتبادلة بين القضبان تجعل الجمالون الفضائي يشكل نظاما فضائيا مستقرا، فمثلا الجمالون المستوي سوف يكون مشوها وغير مستقر عند تعرضه لأحمال متفاوتة، ولكن هذا لن يحدث في الفضاء. هيكل الجمالون لأن قضبان الشبكة الفضائية ستحد من اتجاه التشوه هذا. عادةً ما تكون الجمالونات الفضائية عبارة عن هياكل مفرطة الثبات، مما يعني أنه في حالة فشل بعض القضبان الهيكلية أو حدوث ضرر محلي، لا يزال بإمكان الهيكل الحفاظ على قدرة تحمل معينة.

تتحمل قضبانها في هيكل الجمالون الفضائي بشكل أساسي القوى المحورية، سواء في التوتر أو الضغط، طالما يتم استيفاء متطلبات قوة الشد، ويتم تحديد الشكل والحجم المناسبين للمقطع العرضي وفقًا لقدرة التحمل المستقرة لتجنب استخدام المواد المهدرة.

الجمالون الفضائي مرن في استخدام المساحة ويمكن استخدامه لأغراض وظيفية مختلفة ويمكن أيضًا ترتيب خطوط أنابيب المعدات وأنظمة التهوية وغيرها من المرافق داخل المبنى علاوة على ذلك، يمكن أن يمتد الجمالون الفضائي على مساحة كبيرة ولا يتطلب ذلك العديد من الدعم الوسيط الهياكل، مما يجعل المساحة الداخلية للمبنى أكثر شفافية.

• هيكل الجمالون الفضائي ذو الشكل الخاص: الجمالون الفضائي ذو الشكل الخاص أقل انتظامًا من الجمالون التقليدي، ويتم تصميمه بأشكال هندسية لتلبية وظائف معمارية محددة ومتطلبات النمذجة، على سبيل المثال، تبدو أسطح بعض المباني متموجة، والأحجام والأشكال تختلف القمم والقيعان عن بعضها البعض ويتم تحقيق هذا الشكل غير المنتظم من خلال الترتيب غير المتماثل للقضبان ووصلات العقد الخاصة التي يمكن أن تشكل منحنيات وأسطح مكانية معقدة، وتوجه تدفق مياه الأمطار، وتنحني في اتجاهات متعددة. مساحة ثلاثية الأبعاد، وإنشاء أشكال مثل القطع المكافئ الزائد والأسطح ذات الشكل الحر لإعطاء المبنى مظهرًا أكثر ديناميكية. وفي الوقت نفسه، يمكن تمييز هيكل الجمالون وفقًا للوظائف الداخلية المطلوبة، والمساحات المتموجة المتكونة. يمكن للمناطق المختلفة أيضًا أن توفر للجمهور تجربة مكانية متنوعة.

نظرًا للشكل غير المنتظم للجمالون الفضائي ذي الشكل الخاص، فإن حالة الإجهاد الخاصة به أكثر تعقيدًا من حالة الجمالون الفضائي العادي، كما سيؤثر الشكل المعقد للجمالون الفضائي ذو الشكل الخاص على قدرته على تحمل الأحمال الأفقية.

• هيكل الجمالون الأنبوبي ذو الشكل الخاص: هيكل الجمالون الأنبوبي ذو الشكل الخاص غير مقيد بالهندسة التقليدية ويمكن أن يجعل المباني ملتوية وكبيرة الزاوية. هذا الهيكل ليس رتيبًا مثل الطائرات العادية أو الأسطح المنحنية البسيطة. يمكن لسطح الشكل تشكيل المساحة بخطوط ناعمة وتصميمات هيكلية متغيرة، كما يتمتع بقدرة جيدة على التكيف المكاني، والتكيف بشكل أفضل مع مختلف متطلبات المساحة المعمارية المعقدة وإنشاء تجارب مكانية غنية ومتنوعة.

نظرًا للشكل غير المنتظم لهيكل الجمالون الأنبوبي ذو الشكل الخاص، فإن القوة معقدة نسبيًا، ونقل الحمولة ليس خطيًا مثل الهياكل العادية، ومع ذلك، يمكن مراعاة الاستخدام الكامل للمواد في بداية التصميم، و يمكن للمواد أن تلعب الدور الأقصى في التوتر والضغط من خلال الحساب الدقيق، وفي الوقت نفسه، يعتبر الأنبوب هو الجزء الأكثر أهمية في الجمالون الأنبوبي ذو الشكل الخاص، ويمكن أن تتمتع نفس المادة بقوة وصلابة أعلى من القضبان الصلبة المتطلبات الجمالية للمبنى عالية، من الضروري مطابقة مظهر العقدة مع الهيكل الكامل للشكل الخاص، ولا يمكن تدمير التأثير البصري العام، على سبيل المثال، في مبنى الجمالون الأنبوبي ذو الشكل الفريد، يمكن إخفاء العقدة أو تزيينها بجوارها تتكامل مع تجهيزات الأنابيب.

متحف بحيرة يانج تشينج للسرطان المشعر في عام 2022

* يقع متحف Yangcheng Lake Hairy Crab في مدينة سوتشو بمقاطعة جيانغسو. وقد تم بناؤه من قبل شركة Suzhou Wujiang Xintiandi Steel Structure Engineering Co., Ltd. بمساحة بناء تبلغ حوالي 4630 مترًا مربعًا وهو عبارة عن هيكل فضائي غير منتظم. .

2023 متحف قناة شرق تشجيانغ

* يقع متحف قناة شرق تشجيانغ في شاوشينغ وقد تم بناؤه من قبل شركة سوتشو وجيانغ شينتياندي لهندسة الهياكل الفولاذية المحدودة. وهو عبارة عن هيكل فضائي غير منتظم بمساحة بناء تبلغ حوالي 34000 متر مربع.

المثال المعماري لهيكل الجمالون:

جناح الآلات في معرض باريس عام 1867

*تم تصميم جناح باريس الدولي للآلات من قبل المهندسين جي بي كرانتز وإيفل وتم الانتهاء منه في عام 1867. وقد استخدم ثلاثة أقواس بمفصلات فولاذية مع هيكل تروس في مقطع عرضي، وكان هناك 20 قوسًا فولاذيًا بعرض 115 مترًا و420 مترًا طويلة، وكانت المساحة الداخلية كبيرة للغاية.

دار الأوبرا في سيدني، 1973

*تم بناء دار أوبرا سيدني عام 1973 على يد المهندس المعماري يورن أوتزون، وهي ذات شكل فريد يتكون من ثلاث قذائف كبيرة، وهي في الواقع مصنوعة من مكونات خرسانية مسبقة الصنع وهياكل جمالونية من الفولاذ، وتقع في مدينة سيدني بأستراليا المباني الأكثر تمثيلا في القرن العشرين.

مبنى مطار سان فرانسيسكو الدولي، 2000

*تم تصميم مبنى المطار في مطار سان فرانسيسكو الدولي من قبل شركة سكيدمور، أوينجز وميريل (SOM) وفرق تعاونية أخرى. تم الانتهاء من التصميم في عام 1995 واكتمل في عام 2000. وتم تصنيع الكوة باستخدام هيكل الجمالون المكاني.