هيكل الإطار الفضائي مقابل هيكل الدعامة في الإنشاءات الفولاذية: كيف تختار؟

تتكون هياكل الدعامات الفضائية عمومًا من شبكات متطابقة تقريبًا أو وحدات أصغر حجمًا، وتستخدم عادةً في أنظمة الأسقف. عادةً ما تكون هذه الهياكل مزدوجة الطبقات (لضمان الصلابة اللازمة)، ولكن في بعض الحالات يمكن أن تكون ثلاثية الطبقات. تتميز هياكل الدعامات المسطحة ببساطتها النسبية من حيث التصميم والحساب والبناء والتصنيع، مما يجعلها خيارًا جيدًا لأنظمة الأسقف ذات المسافات المختلفة.

الجمالون الفراغي هيكلٌ خفيف الوزن وصلب ذو شكل هندسي. يستخدم إطار المفصل الكروي عادةً مسافات متعددة الاتجاهات، ويتكون من قضبان شد وقضبان ضغط. يخضع الهيكل لحالة إجهاد ثلاثية الأبعاد. مهما كان نوع الجمالون، فإنه يتحمل الأحمال من جميع الاتجاهات، ويلعب دورًا أفضل في مقاومة الزلازل للمباني ذات الامتدادات الكبيرة.

نظرة عامة على إطار الفضاء ونظام الجمالون التقليدي

هيكل الإطار الفضائي هو هيكل فضائي غير محدد بدرجة كبيرة، يتميز بصلابة مكانية كبيرة، وسلامة جيدة، ومقاومة قوية للزلازل، والقدرة على تحمل الآثار الضارة لهبوط الأساسات غير المستوية. هيكل الإطار الفضائي خفيف الوزن، ويستخدم كمية أقل من الفولاذ، وله مجموعة واسعة من التطبيقات. وهو مناسب لكل من الامتدادات الصغيرة والمتوسطة والمنازل ذات الامتدادات الكبيرة، بالإضافة إلى أشكال المباني المسطحة المختلفة، مثل المستطيلات والدوائر والقطاعات والمضلعات. وهو مناسب للمباني ذات شبكات الأعمدة الكبيرة، بحيث يكون للهيكل مساحة كبيرة قابلة للاستخدام، مما يسهل تخصيص المساحة وفقًا للمتطلبات الوظيفية المختلفة.

بفضل هذه الخصائص، يُستخدم هيكل الإطار الفضائي على نطاق واسع في أنواع مختلفة من المباني. في مجال المباني العامة، يمكن رؤيته في الصالات الرياضية والنوادي وقاعات المعارض والمسارح وقاعات انتظار المحطات، إلخ. غالبًا ما تستخدم المباني الصناعية والمستودعات والحظائر والمصانع، إلخ، هياكل الإطار الفضائي كدعامات.

طريقة توصيل قضبان الشبكة مفصلية، بينما قضبان الجمالون الفضائي مفصلية فقط عند النسيج ونهايات النسيج. في النموذج، على الرغم من أن الأوتار منفصلة عند العقد، إلا أن الأوتار متصلة بشكل صارم، مما يعني أن الأوتار متصلة، وهذه الخاصية قريبة جدًا من الوضع الفعلي في البناء الفعلي.

الجمالون هو هيكل ثابت هندسيًا يتكون من إطار مثلث مكون من قضبان مستقيمة. يسمى التقاطع بين القضبان عقدة (أو عقدة). وفقًا لمحور القضبان التي تشكل الجمالون وتوزيع القوى الخارجية، يمكن تقسيم الجمالون إلى جمالون مستوٍ وجمالون فضائي. تتكون الهياكل الفضائية، مثل جمالونات الأسقف أو الجسور، من سلسلة من الجمالونات المستوية المتوازية. إذا تعرضت بشكل أساسي لأحمال مستوية، فيمكن تبسيطها إلى جمالونات مستوية للحساب.

الجمالونات التقليدية هياكل صلبة تتكون من وحدات مثلثة ثابتة هندسيًا. تخضع القضبان بشكل رئيسي لشد وضغط محوريين، وتتميز بكفاءة إنشائية عالية جدًا. تتميز هياكل الجمالونات بقدرة جيدة على التكيف مع أنماط الكابولي والامتداد في الهياكل الفراغية. الجمالونات الفراغية نوع من الهياكل يختلف عن الجمالونات المستوية. تتكون مقاطعها العرضية من شبكات وشبكات لتشكيل أشكال هندسية محددة، مثل المثلثات والمستطيلات. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين الجمالون الفراغي والشبكة في أن الجمالون الفراغي يتميز باتجاهات رئيسية وثانوية واضحة، بينما لا تتميز الشبكة باتجاهات رئيسية وثانوية واضحة، أو أن اتجاهاتها الرئيسية والثانوية غير واضحة.

لذلك، على الرغم من وجود اختلافات جوهرية في تصميم وبناء هيكل الجمالون الفراغي،بالإضافة إلى هيكل شبكي، يتميز كلٌّ منهما بأشكال هندسية محددة وطرق توصيل قضبان، وهي إحدى نقاط التشابه بينهما. علاوةً على ذلك، يُؤكد كلاهما على ثبات الهيكل وقدرته على التحمل، ويضمنان سلامته وموثوقيته من خلال أشكال هندسية وطرق توصيل معقولة.

تجدر الإشارة إلى أنه سواءً كان الهيكل جملونًا فضائيًا أو شبكة، يجب مراعاة اختيار المواد وتكنولوجيا البناء في التطبيقات العملية لضمان ثباته ومتانته. في الوقت نفسه، تلعب هذه الأشكال الإنشائية دورًا متزايد الأهمية في التصميم المعماري الحديث، فهي لا توفر قدرة تحمل فعالة فحسب، بل تلبي أيضًا احتياجات العمارة الحديثة من حيث الجمالية والمرونة المكانية.

التخطيط الهيكلي: أطر ثلاثية الأبعاد وثنائية الأبعاد

يشار إلى الشبكات وقشور الشبكة بشكل جماعي باسم هياكل الإطار الفضائي. هيكل الإطار الفضائي هذا هو هيكل فضائي يتم فيه توصيل قضبان متعددة بواسطة عقد وفقًا لشكل هندسي منتظم معين. يمكن أن يعطي اللعب الكامل لمزايا الفضاء ثلاثي الأبعاد، ومسار نقل القوة أبسط، وهو مناسب بشكل خاص للمباني ذات الامتداد الكبير. يسمى الهيكل المكون من شبكات مسطحة مزدوجة الطبقات أو متعددة الطبقات هيكل الإطار الفضائي (يشار إليه باسم الشبكة)، ويسمى الهيكل المكون من شبكات منحنية أحادية الطبقة أو مزدوجة الطبقة غلاف الشبكة.

من منظور الخصائص الهندسية، تكون جميع قضبان وخطوط عقد الجمالون ثنائي الأبعاد (الجمالون المستوي) في نفس المستوى، مما يشكل هيكل شبكة مستوية مسطحة، مثل جمالون العارضة السقفية للمنزل أو الجمالون الحامل للحمل العرضي للجسر؛ بينما تخترق قضبان وعقد الجمالون ثلاثي الأبعاد (الجمالون الفضائي) حدود المستوى الواحد، وتتداخل وتتصل في فضاء ثلاثي الأبعاد لتشكل هيكلًا شبكيًا ثلاثي الأبعاد بارتفاع وعرض وعمق، مثل سقف شبكي لصالة ألعاب رياضية أو إطار برج نقل.

تتكون هياكل الفضاءات واسعة النطاق عادةً من عدة مكونات، وقد تؤثر المكونات المختلفة على بعضها البعض، لذا يُساعد تحليل الحساسية على تقييم الأهمية النسبية للعوامل المختلفة، وبالتالي تحسين التصميم. من خلال بحث المعاملات، لا يقتصر دور المصممين على تحديد العوامل التي تلعب دورًا حيويًا في الأداء الهيكلي فحسب، بل يُحسّنون أيضًا الأداء العام للهيكل من خلال تعديل هذه المعاملات. على سبيل المثال، يُمكن لتغيير ظروف الدعم في بعض نقاط الدعم الرئيسية أو تعديل أبعاد المقطع العرضي لبعض المكونات أن يُحسّن بشكل كبير من استقرار الهيكل وقدرته على التحمل. بالإضافة إلى ذلك، يُمكن للمصممين استكشاف مزايا وعيوب مخططات التصميم المختلفة من خلال بحث بارامتري واسع النطاق، وتحديد المخطط الأكثر اقتصادًا وأمانًا لتجنب التعقيد غير الضروري وهدر المواد في التصميم. يساعد تحليل الحساسية المصممين على تحسين كفاءة التصميم مع تقليل المخاطر في المشروع وضمان وصول التصميم الإنشائي إلى حالة التوازن الأمثل.

من حيث خصائص القوة، تحتاج الجمالونات ثنائية الأبعاد فقط إلى تحمل الأحمال المؤثرة على مستوياتها الخاصة، مثل الوزن الميت الرأسي والقوى الأفقية في المستوى، وما إلى ذلك. القوى الداخلية للقضبان هي فقط شد أو ضغط محوري في المستوى، ولا توجد قوة خارج المستوى؛ تحتاج الجمالونات ثلاثية الأبعاد إلى التعامل مع الأحمال في ثلاثة اتجاهات من الفضاء (المحاور س، ص، ع)، بما في ذلك الأحمال الرأسية، وأحمال الرياح الأفقية، والدفع الجانبي، وما إلى ذلك. تحتاج القوى الداخلية للقضبان إلى موازنة القوى الخارجية متعددة الاتجاهات، والتي تتجلى كقوى محورية مكانية.

الإطار الفضائي والجمالون ثلاثي الأبعاد (الجمالون الفضائي) كلاهما من الهياكل الفضائية، ولكن هناك اختلافات جوهرية في تركيبهما الهندسي، وخصائص عقدهما، وأداء القوة، والسيناريوهات القابلة للتطبيق. يجب تمييزهما عن جوهر الهيكل: من منظور التركيب الهندسي، الإطار الفضائي هو هيكل شبكي مزدوج أو متعدد الطبقات يتكون من العديد من القضبان المتشابكة في الفضاء وفقًا لقاعدة معينة (مثل رباعي السطوح القائم، رباعي السطوح المائل، الهرم المثلث، إلخ). تكون القضبان في الغالب وحدات قصيرة وموحدة، وشكلها العام هو “غلاف ثلاثي الأبعاد يشبه الشبكة”، بينما يتكون الجمالون الفضائي عادةً من مجموعات قليلة من القضبان الرئيسية المتصلة بعقد لتشكيل إطار ثلاثي الأبعاد واحد أو متعدد. القضبان طويلة نسبيًا، ويركز الشكل الهندسي بشكل أكبر على “التركيب المكاني للمكونات الخطية”، مثل الإطار ثلاثي الأبعاد المكون من جمالونات مستوية متقاطعة.

المكونات التفصيلية لهياكل الإطار الفضائي وهياكل الجمالون الفضائي

النوع الأول من هياكل الإطار الفضائي

يتكون من نظام الجمالون المستوي.

• شبكة متعامدة ثنائية الاتجاه: شبكة مكونة من مجموعتين من أنظمة الجمالونات المستوية. تُشكل محاور إسقاط الجمالونات على المستوى زاوية 90 درجة، وتكون متوازية أو عمودية على الحدود. يمكن أن تكون الشبكة المُشكَّلة مستطيلة أو مربعة.
• شبكة مائلة متعامدة ثنائية الاتجاه: يمكن الحصول عليها بتدوير الشبكة بزاوية 45 درجة على المستوى الأفقي. زاوية التقاطع تساوي 90 درجة أيضًا، لكن كل جملون ليس موازيًا لمحور المبنى، بل يُشكل زاوية تقاطع 45 درجة، فتُصبح شبكة مائلة متعامدة ثنائية الاتجاه.
• شبكة ثلاثية الاتجاهات: تتميز بصلابة أكبر من الشبكة ثنائية الاتجاهات، وهي مناسبة للاستخدام في الهياكل ذات الامتدادات الكبيرة. كما أن مستواها مناسب للمثلثات، وشبه المنحرفات، والمسدسات المنتظمة، ويمكن استخدامها أيضًا في المستويات الدائرية.

النوع الثاني هو هيكل إطار فضائي يتكون من أهرامات رباعية الزوايا.

تُشكل الأوتار الأربعة العلوية قاعدة مخروطية مربعة، ويقع الجزء العلوي من المخروط أسفل مركز ثقل المربع. تتصل أربع شبكات من عقد زوايا المربع الأربع بأعلى المخروط لتكوين هرم رباعي الزوايا. يؤدي ربط الأهرامات الرباعية الزوايا وفقًا لقاعدة معينة إلى تكوين شبكة هرمية رباعية الزوايا.

• شبكة رباعية السطوح قائمة: قواعد الشبكة رباعية السطوح موازية لمحور المبنى. تتصل قواعدها لتشكل الوتر العلوي، وتتصل قممها لتشكل الوتر السفلي الموازي لمحور المبنى. الوتران العلوي والسفلي لهذه الشبكة متساويان في الطول، ومتدرجان بمقدار نصف فتحة.

النوع الثالث هو هيكل إطار فضائي مكون من أهرامات مثلثة.

وحدته الأساسية هي هرم مثلث منتظم مكون من ثلاثة قضبان وترية وثلاثة قضبان قطرية، أي رباعي السطوح. يمكن وضع الهرم المثلثي في الوضع الصحيح أو قلبه.

• شبكة الهرم المثلث: قم بتوصيل زوايا الهرم المثلث بحيث تكون المخططات المستوية المكونة من الأوتار العلوية والسفلية عبارة عن مثلثات متساوية الأضلاع، وهذا ما يسمى بشبكة الهرم المثلث.
• شبكة هرمية مثلثية الشكل على شكل قرص العسل: تتكون هذه الشبكة أيضًا من وحدات هرمية مثلثة، ولكن طريقة توصيلها هي أن الوتر العلوي والشبكة يقعان في نفس المستوى الرأسي، وتتصل عقدتا الوتر العلوي والسفلي بستة قضبان، وهو نوع الشبكة الأقل عددًا من القضبان في العقد. ولأن طول الوتر العلوي المضغوط أقصر من طول الوتر السفلي المضغوط، تكون القوة أكثر منطقية، وكمية الفولاذ المستخدمة أقل. ومع ذلك، فإن شكل الوتر العلوي سداسي، مما يُسبب بعض الصعوبات في تصميم لوح السقف.

تصنيف المكونات الأساسية للعوارض الفضائية

• نظام القضبان: يتكون من أوتار (وتر علوي، وتر سفلي) وشبكات (قضبان قطرية، قضبان رأسية)، مصنوعة في الغالب من أنابيب فولاذية دائرية أو مربعة، متصلة بعقد لتشكل وحدات مثلثة أو متعددة الأضلاع. على سبيل المثال، يتحمل وتر الجمالون المستوي القوة المحورية الناتجة عن عزم الانحناء، وينقل النسيج قوة القص؛ بينما يوزع الجمالون الفراغي الحمل عبر نظام قضبان ثلاثي الأبعاد، مثل الجمالون المتعامد، والجمالون الهرمي المثلث، إلخ.
• هيكل العقد: يشمل العقد الملحومة (مثل العقد المتقاطعة)، والعقد المُثبّتة بمسامير (مثل عقد البراغي الكروية)، والعقد الدبوسية. على سبيل المثال، يستخدم الممر المثمن لمبنى المعلومات المالية الوطني في بكين وصلات دبابيس ودعامات منزلقة لتحقيق تركيب عالي الدقة في الارتفاعات العالية.
• نظام الدعم: ينقسم إلى دعامة ثابتة، ودعامة منزلقة أحادية الاتجاه، ودعامة منزلقة ثنائية الاتجاه، ويجب أن تلبي متطلبات نقل الحمل وتنسيق التشوه. يعتمد الجمالون المُجهَد مسبقًا لمركز مؤتمرات ومعارض فندق قوانغتشو أورينتال على دعامة مرساة من نوع الأكمام، تتحمل قوة محورية تبلغ 4500 كيلو نيوتن.

الأداء الهيكلي وتوزيع الأحمال

تختلف شبكات الهياكل الفولاذية والجمالونات اختلافًا كبيرًا في الأداء الهيكلي وتوزيع الأحمال. الشبكات هي أنظمة قوى ثلاثية الأبعاد. وهي تشكل هيكلًا شبكيًا من خلال أهرامات مثلثة وأهرامات رباعية ووحدات أخرى. تتحمل القضبان بشكل أساسي القوى المحورية، ويتم توزيع الأحمال من خلال قضبان متعددة الاتجاهات. تتميز بصلابة مكانية عالية واستقرار عام. على سبيل المثال، تمكن خصائص القوة ثنائية الاتجاه للشبكات من توزيع الأحمال بشكل فعال في المباني ذات الامتدادات الكبيرة (مثل الصالات الرياضية ومباني المطارات). يتم توصيل العقد بواسطة كرات براغي أو كرات ملحومة، والتي يمكنها تحقيق تقاطع محور القضيب في مركز الكرة، وتجنب لحظات الانحناء، وتحسين الصلابة الكلية. توزيع الأحمال الخاص بها موحد، ومناسب للأشكال المستوية المعقدة (مثل الدوائر والسداسيات)، وله أداء زلزالي ممتاز. يمكن أن يتكيف مع عواقب عدم غرق الأساس عند حدوث كوارث طبيعية مثل الزلازل.

الجمالونات هي في الغالب أنظمة جملونات مستوية أو فضائية، تتكون من أوتار وشبكات، وتحمل بشكل أساسي شدًا أو ضغطًا محوريًا، وتنتمي إلى أنظمة القوة أحادية الاتجاه. يتحمل وتر الجمالون المستوي القوة المحورية المحولة من عزم الانحناء، وينقل الويب قوة القص، وينتقل الحمل على طول مستوى الجمالون. تكون الصلابة الجانبية ضعيفة وتحتاج إلى الاعتماد على نظام الدعم لتعزيز الاستقرار. على سبيل المثال، تزداد القوة الداخلية لوتر الجمالون الموازي من كلا الطرفين إلى منتصف الامتداد، بينما تكون القوة الداخلية للشبكة هي العكس؛ تكون القوة الداخلية لوتر الجمالون المثلث موزعة بشكل غير متساوٍ، وهو مناسب لسيناريوهات محددة مثل أسقف القرميد. يكون معدل استخدام المواد للجمالون مرتفعًا، وخاصة في الجسور ذات الامتداد الكبير والمصانع. يمكن تحسين القوة من خلال ترتيب الشبكات بشكل معقول، ولكن صلابتها خارج المستوى منخفضة، وهناك حاجة إلى دعامات لمقاومة القوى الجانبية.

مرونة التصميم والإمكانات الجمالية أولاً، يمكن لإطار مساحة

الهيكل الفولاذي تقليل استخدام الأعمدة والجدران. بالمقارنة مع هياكل البناء التقليدية، تتمتع شبكة الهيكل الفولاذي بقوة واستقرار أعلى، مما يمكن أن يقلل من الطلب على الأعمدة والجدران. تشغل الأعمدة والجدران التقليدية مساحة كبيرة، مما يحد من تخطيط المباني واستخدامها. يمكن لشبكة الهيكل الفولاذي دعم المبنى بأعمدة وجدران أقل، وبالتالي تحسين معدل استخدام المساحة في المبنى. بسبب تقليل الأعمدة والجدران، يمكن تقسيم مناطق الاستخدام المختلفة بمرونة داخل المبنى، وبالتالي توفير مساحة أكثر قابلية للاستخدام.

ثانيًا، يتميز بامتداد واسع، ما يُتيح مساحة داخلية واسعة. تتميز مواد الهياكل الفولاذية بمتانتها وصلابتها العالية، مما يُمكّنها من دعم أسقف ذات امتدادات أكبر. غالبًا ما تتطلب هياكل البناء التقليدية نقاط دعم أكثر، مما يؤدي إلى تقسيم المساحة الداخلية للمبنى إلى وحدات أصغر بواسطة عناصر دعم مختلفة. باستخدام شبكات الهياكل الفولاذية، يُمكن تقليل عدد نقاط الدعم بشكل كبير، مما يجعل المساحة الداخلية أكثر اتساقًا وعدم تقييدها بنقاط دعم محلية. تُحسّن هذه المساحة المتصلة التهوية والإضاءة داخل المبنى، كما تُحسّن راحة الأفراد فيه.

بالإضافة إلى ذلك، تتميز مكونات شبكة الهياكل الفولاذية بمرونة وقابلية تعديل مُعينة. بالمقارنة مع هياكل البناء التقليدية، تتميز مكونات شبكة الهياكل الفولاذية بتوحيدها وتسلسلها، ويمكن توحيد تصميمها وتصنيعها، كما يُمكن فكها وإعادة تجميعها بمرونة. تتيح هذه المرونة تعديل شبكة الهياكل الفولاذية وتغييرها حسب الحاجة للتكيف مع مختلف الوظائف ومتطلبات الاستخدام. أثناء استخدام المبنى، إذا كانت المساحة الداخلية بحاجة إلى إعادة تخطيط وتعديل، يمكن تفكيك شبكة الهيكل الفولاذي وإعادة تركيبها. تُحسّن هذه القابلية للتعديل مرونة المبنى بشكل كبير، مما يسمح له بالتكيف مع مختلف تغيرات متطلبات الاستخدام.

سرعة البناء والتركيب:

يُمكن لهيكل الإطار الفراغي الفولاذي تحقيق عملية تجميع وتركيب سريعة للمبنى. تتميز شبكة الهيكل الفولاذي بظروف إنتاج مصنعية جيدة، ويمكن تصنيعها مسبقًا، مما يُقلل من وقت المعالجة والبناء في الموقع. يُمكن تصنيع الشبكة بالكامل وتجميعها في المصنع ثم نقلها إلى الموقع للتركيب. بالمقارنة مع الهياكل الخرسانية التقليدية، تُوفر شبكات الهيكل الفولاذي الكثير من وقت البناء، مما يُؤدي إلى بناء المباني بسرعة. بالإضافة إلى ذلك، يُمكن إعادة بناء وتوسيع شبكات الهيكل الفولاذي المُصممة والمُصنعة بتصميم معياري بسهولة، جزئيًا أو كليًا. يُسهّل هذا التصميم المعياري إعادة استخدام المباني وتحويلها، مما يُحسّن من مرونتها.

مزايا التصنيع المسبق والتجميع بالبراغي لهياكل الشبكة المكانية.

عقد الشبكة هي أجزاء رئيسية لنقل القوة الهيكلية. تشمل أشكال العقد الشائعة عقد الكرة الملحومة وعقد الكرة الملولبة. تستخدم عقد الكرة الملحومة تقنية الضغط الساخن لتصنيع كرات فولاذية مجوفة، ويتم توصيل القضبان والكرات الفولاذية بإحكام عن طريق اللحام. يمكن أن تصل قوة اللحام إلى أكثر من 95٪ من المادة الأصلية. وهي مناسبة للشبكات الثقيلة ذات الامتدادات الكبيرة والقوى المعقدة؛ تستخدم عقد الكرة الملولبة مسامير عالية القوة لتوصيل القضبان بكرات البراغي المطروقة. يمكن التحكم في دقة التركيب في حدود ± 0.5 مم، وهو أمر مناسب للتصنيع المسبق في المصنع والتجميع السريع في الموقع، ومناسب لمشاريع الشبكة ذات الامتدادات العامة.

تعقيد الموقع ومتطلبات التركيب

غالبًا ما يتم تجميع الشبكة على ارتفاعات عالية. العملية بسيطة ولا تتطلب معدات رفع كبيرة. يكمن مفتاح بناء تركيب الشبكة في تركيب إطار البداية. بعد اكتمال تركيب إطار البداية، يتم تنفيذ تركيب الكابولي الهرمي الرباعي الصغير عالي الارتفاع بناءً على إطار البداية لإكمال بناء تركيب الشبكة بالكامل.

التكلفة وكفاءة المواد والقيمة على المدى الطويل

في هندسة الهياكل الفولاذية الحديثة، لا يتفوق هيكل الإطار الفراغي وهيكل الجمالون الفراغي في الأداء الإنشائي فحسب، بل يُظهران أيضًا مزايا شاملة قوية في التحكم في التكلفة وكفاءة المواد والقيمة طويلة الأجل. لكل منهما خصائصه الخاصة، لكنهما يعكسان السعي الأساسي لتحقيق “الأداء العالي، وانخفاض استهلاك الطاقة، والاستدامة” في العمارة الحديثة.

أولًا، من منظور استخدام المواد، يستخدم كلٌّ من هيكل الإطار الفراغي والجمالون الفراغي مكونات فولاذية موحدة لتحقيق تحمل فعال للقوة للهيكل من خلال ترتيب هندسي معقول. يُشكل الهيكل الشبكي شبكة ثلاثية الأبعاد بنقاط شبكية منتظمة، والقضبان قصيرة وكثيفة، والمسار الميكانيكي مُشتت، والصلابة كبيرة، وكمية الفولاذ مُتحكم فيها بشكل صحيح. من ناحية أخرى، يُشكل الجمالون الفراغي نظامًا جمالونيًا ثلاثي الأبعاد مع عدة مجموعات من القضبان الأولية والثانوية. يتم ترتيب القضبان، وتكون القوة واضحة. في نفس ظروف الامتداد، يُمكن تحقيق قدرة تحمل أكبر باستخدام مكونات أقل. يُمكن لكليهما تحقيق “أقصى أداء إنشائي بأقل كمية من الفولاذ”، مما يوفر الموارد مع تقليل التكلفة الأولية للمواد.

ثانيًا، تتجلى مزايا هذين الهيكلين الفراغيين جليةً في مجالي البناء والصيانة. بفضل التصنيع المسبق عالي الجودة في المصانع وتوحيد المعايير، يُمكن تصنيع كلٍّ من الهياكل الفراغية والجمالونات الفراغية بدقة في مصانع المعالجة، ولا يتطلب الأمر سوى التجميع الفعال في الموقع، مما يُقلل بشكل كبير من العمل الرطب ووقت البناء، ويُحسّن كفاءة البناء، ويُقلل من التكاليف الإضافية الناجمة عن الأحوال الجوية أو التأخير اليدوي. بالإضافة إلى ذلك، تتميز مكونات الهيكل الفولاذي بسهولة الاستبدال والصيانة. حتى في حالة تلفها جزئيًا، لا حاجة إلى هدم وإعادة بناء على نطاق واسع، مما يُقلل بشكل كبير من تكاليف الصيانة ووقت التوقف أثناء الاستخدام.

من حيث العمر الافتراضي للهيكل والتكيف البيئي، يتميز كلٌّ من الهياكل الفراغية والجمالونات بمتانة ممتازة. خضعت معظم مواد الفولاذ الحديثة لمعالجة احترافية مضادة للتآكل، وتتميز بمقاومة ممتازة للأكسدة والرطوبة والحرارة. كما أنها قادرة على مقاومة عوامل التعرية الطبيعية، مثل الرياح والأمطار وأشعة الشمس ودرجات الحرارة العالية، لفترة طويلة، وتحافظ على استقرار الهيكل وسلامته. وخاصة في المساحات الكبيرة والمساحات المفتوحة، يمكن لكلا الشكلين الهيكليين التكيف بمرونة مع متطلبات البناء الوظيفية المعقدة وتحقيق درجة عالية من الوحدة بين الهيكل والمساحة.

علاوة على ذلك، يتميز هذان النوعان من الهياكل بقيمة متبقية عالية في نهاية دورة حياة المبنى. سواءً كان هيكلًا فضائيًا بعقد كثيفة أو جملونًا فضائيًا بقضبان رئيسية وثانوية شفافة، يمكن إعادة تدوير مكوناته أو صهرها وإعادة تصنيعها كفولاذ عالي الجودة بعد تفكيكه، مما لا يوفر الموارد فحسب، بل يقلل أيضًا من عبء نفايات البناء على البيئة، محققًا بذلك مفهوم “البناء الأخضر” بصدق.

خاتمة

لقد غيّرت الهياكل الشبكية الفولاذية والهياكل الجمالونية تمامًا قيود المساحة في المباني التقليدية بفضل أدائها الهيكلي الممتاز ومرونة تصميمها. فبتقليل المكونات الداعمة الداخلية، تُتاح مساحة أكبر؛ كما يُحسّن البناء المعياري كفاءة البناء بشكل ملحوظ، ويتمتع في الوقت نفسه باستدامة ممتازة ويتماشى مع توجه تطوير المباني الخضراء.

في XTD Steel Structure ، لا نقدم حلولاً متكاملة ومتطورة للهياكل الفولاذية فحسب، بل نسعى جاهدين لجعل كل مشروع معيارًا يجمع بين الجمال والعملية والابتكار. اختيار XTD يعني اختيار شريك موثوق وطموح. دعونا نعمل معًا لبناء مستقبل مكاني أكثر إبداعًا وقيمة.