جاورجي ستيل
بحث
ما الأساسات المستخدمة للمباني ذات الإطارات الفولاذية
تعتمد الإجابة كلياً على 3 مقاييس صعبة: امتداد الهيكل، والظروف الجيولوجية، وميزانيتك.
ومع ذلك، في الهندسة الفعلية، سواء كان مستودعًا تجاريًا أو "مسكنًا على طراز الحظيرة" (Barndominium) الشهير، لا يمكن أن تنفد مجموعة خياراتنا عادةً من هذه الأربعة: الأساس الطوافي، والأساس المستقل، والأساس الشريطي والأساس الركامي.
اسمحوا لي أن ألخص بسرعة هذه المواقف الأربعة:
- أساسات الطوافة: الخيار الأكثر "فعالية من حيث التكلفة" للهياكل الفولاذية الصناعية الخفيفة والسكنية. يتم صب وتشكيل اللوح السفلي والأساس في وقت واحد، مما يوفر العمالة والوقت.
- الأساس المستقل: "الإجابة القياسية" في لوائح الهياكل الفولاذية ذات الامتدادات الكبيرة". مصممة لدعم الأحمال السفلية للأعمدة الكبيرة بشكل مستقل.
- الأساس الشريطي: هذا هو الأنسب عندما يحتوي الهيكل الفولاذي الخاص بك على جدران من الطوب أو البناء الثقيل.
- الأساسات الخوازيق: "الملاذ الأخير" عند مواجهة تربة رديئة للغاية (مثل الطين الطري)، وهي مسؤولة عن نقل الحمولة إلى أعماق الأرض.
نصيحة: إنه مختلف تماماً عن الهياكل الخشبية التقليدية. على الرغم من أن الهيكل الفولاذي يتمتع بقوة عالية، إلا أنه خفيف الوزن، مما يؤدي إلى مشكلة يغفل عنها الكثير من الناس بسهولة: شفط الرياح. لا يقتصر دور الأساسات على "تثبيت" المنزل للعيش، بل أيضًا "سحب" المنزل للعيش. إذا لم يتمكن تصميم الأساس من مقاومة قوة السحب لأعلى، فسيواجه الهيكل مشاكل.
فيما يلي سنقوم بتفكيك هذه الأسس الأربعة بالتفصيل:
مؤسسة الطوافة: خيار فعال من حيث التكلفة
عندما أُسأل عن نوع الأساس المستخدم في الهياكل الفولاذية، عادةً ما أعطي أساس الطوافة أولاً لمشاريع المرآب أو الورشة أو الهياكل الفولاذية السكنية.
مبدأها
هذا النهج هو الأساس والطابق الأرضي في عملية صب الخرسانة في نفس الوقت. سنعمل على زيادة سماكة الخرسانة عند الحواف (عمل حدبات) لدعم الأعمدة والجدران الفولاذية، بينما ستحافظ الأرض في المنتصف على سماكة قياسية.
لماذا تختاره:
من من منظور التحكم في المشروع، فهي تحتاج فقط إلى دعم صندقة واحدة فقط، ويمكن تشغيل ناقلة الخرسانة مرة واحدة، مما يقلل بشكل كبير من تكلفة العمالة وفترة البناء. إنه مثل "الطفو" على التربة. طالما أن تربة الأساس مستقرة ولا يوجد حمل نقطي مبالغ فيه بشكل خاص، فهذا هو الحل الأكثر اقتصادا.
ورشة عمل الهياكل الفولاذية
تقدم ورش عمل الهياكل الفولاذية تصميمات متعددة الاستخدامات. يضمن الامتداد الواضح مساحة خالية من العوائق، بينما توفر أعمدة الوسط والأعمدة الوسيطة حلولاً اقتصادية للامتدادات العريضة.
جسر/هيكل فولاذي جسر الجسر
تستخدم الجسور ذات الهياكل الفولاذية نسباً عالية من القوة إلى الوزن لتحقيق امتدادات طويلة حيث يصعب استخدام الدعامات الوسيطة.
مباني الهياكل الفولاذية
تتميز مباني الهياكل الفولاذية بتصميمات متعددة الاستخدامات لتلبية الاحتياجات المتنوعة. يوفر الامتداد الشفاف مساحة مفتوحة، بينما تزيد الأعمدة المركزية والوسيطة من التوفير في المساحات الكبيرة. تستوعب الجملونات المتعددة العروض المعقدة.
مؤسسة مستقلة: معيار الصناعة ذات الامتداد الكبير
إذا كنت تخطط لمبنى زراعي كبير، أو حظيرة طائرات، أو مستودع صناعي ثقيل، فعادةً ما يكون الأساس المستقل مطلبًا إلزاميًا لمهندسي الإنشاءات. وعلى عكس الطوافات التي توزع الوزن بالتساوي، فإن الإطارات الفولاذية الكبيرة تنقل الضغط الهائل مركزيًا من خلال كل 1 من الأعمدة الفولاذية العمودية - وهذا هو "الحمل النقطي" الذي نتعامل معه ".
مبدأها
لقد حفرنا في عمق الأرض وصببنا كتلة خرسانية مسلحة منفصلة (أي ركيزة) أسفل كل عمود فولاذي مباشرةً. يتم تثبيت الأعمدة الفولاذية مباشرةً على هذه الركائز.
لماذا تختاره:
جوهر هذا النظام هو "العزل". فهو يفصل الدعم الهيكلي عن الأرضية الأرضية. يمكنك صب الأرضية لاحقاً، وحتى إذا أردت توفير المال، فلا مشكلة في الاحتفاظ بالأرضية الترابية مباشرةً. هذه هي الطريقة الأكثر فاعلية للتعامل مع القوة السفلية الضخمة التي يجلبها الإطار ذو الامتداد الكبير.
أساس قطاعي: مخطط مع جدار البناء
على الرغم من أن الهيكل الفولاذي يتم الضغط عليه بشكل أساسي من خلال الأعمدة، إلا أن بعض التصميمات ستضيف الطوب الثقيل أو الكتل أو الحجر كجدار خارجي. في حالة هذا "الهيكل المختلط"، يجب أن يكون لدينا أساس شريطي (أو أساس مستمر).
مبدأها
وهذا يشبه صب شريط متواصل من الخرسانة على طول محيط المبنى بالكامل. وهو يوفر قاعدة أفقية متواصلة لدعم الوزن الثقيل لجدار البناء بأكمله.
لماذا تختاره:
إذا كان تصميم الهيكل الفولاذي الخاص بك يحتوي على واجهات من الطوب من أجل الجماليات، أو كتل ثقيلة للأمان والعزل، فإن الأساسات المستقلة وحدها لا تكفي. تضمن أساسات التجريد ألا تتشقق هذه الجدران الثقيلة أو تتدلى بسبب التسوية غير المتساوية للتربة.
الأساسات المكدسة: "الملاذ الأخير" للتعامل مع الجيولوجيا السيئة"
هذا هو الحال غالبًا في الهندسة الجافة: الموقع التجاري في موقع مثالي، ولكن التقرير الجيولوجي 1 مليء بالطين. إذا كان الأساس عبارة عن طين ناعم أو رمال متحركة أو تربة الردم السابقة، فإن الأساس الضحل العادي سوف يفشل بالتأكيد في التسوية. في هذا الوقت، علينا استخدام الأساس الوبري.
مبدأها
يتم دفع أعمدة خرسانية أو فولاذية طويلة في عمق الأرض حتى تلامس صخور الأساس الصلبة أو التربة ذات قدرة تحمل كافية. ثم يستقر الهيكل الفولاذي على هذه الركائز، وهو ما يعادل "تجاوز" التربة الضعيفة على السطح مباشرة.
لماذا تختاره:
هذا هو الخيار الأكثر تكلفة. ولكنه أيضاً الخيار الآمن الوحيد في الظروف الجيولوجية السيئة. فهو يمنع الاستيطان الخطير أو إزاحة المبنى بمرور الوقت.
لماذا غيّر "شفط الرياح" كل شيء؟
عند اتخاذ قرار بشأن أساس الهيكل الفولاذي، ينظر العديد من المالكين فقط إلى "الحاملة" . ولكن كما ذكرت في البداية، فإن شفط الرياح هو العامل القاتل الفريد للهيكل الفولاذي.
على الرغم من أن الهياكل الفولاذية متينة للغاية، إلا أنها خفيفة نسبياً مقارنةً بالهياكل الخرسانية أو الهياكل الخشبية الثقيلة. في الرياح القوية، تولد مساحة السقف الضخمة رفعاً مثل الجناح.
- نقطة الخطر: سيحاول الشفط الناتج عن الرياح القوية "سحب" المبنى بأكمله عن الأرض.
- الحل: يجب أن تكون أساساتك ثقيلة بما فيه الكفاية ومدفونة بعمق كافٍ لتعمل كمرساة. يجب أن تخضع الوصلة بين الأساس والعمود الفولاذي لحسابات خاصة مضادة للسحب.
نبذة عن الكاتب
أنا كبير الاستشاريين الإنشائيين المتخصصين في المباني الفولاذية سابقة الهندسة. وبفضل خبرتي التي تزيد عن 14 عاماً في مجال الإنشاءات، أساعد أصحاب الأعمال ومالكي المنازل على اختيار الأساس المناسب لضمان صمود هياكلهم في مواجهة ارتفاع الرياح وظروف التربة الصعبة.