1. ما هي تطبيقات الهياكل الفولاذية؟
تُستخدم الهياكل الفولاذية بشكل رئيسي في مجال المنشآت الصناعية والبنية التحتية.
صناعة الهياكل الفولاذية هي صناعة ناشئة. يستخدم بناء الهياكل الفولاذية ألواح فولاذية أو مقاطع مدرفلة على الساخن أو مشكلة على البارد أو ملحومة ومتصلة بموصلات. الهياكل الفولاذية للمباني هي هياكل يمكنها تحمل الأحمال ونقلها.
تشتمل الأقسام الملحومة بشكل أساسي على شعاع I، وشعاع H، ولوحة فولاذية مضغوطة.
تشتمل الموصلات بشكل أساسي على البراغي، وبراغي عالية القوة، وما إلى ذلك.
2. ما هي مميزات مباني الهياكل الفولاذية؟
تتمتع مباني الهياكل الفولاذية بسلسلة من المزايا مثل القوة العالية، وخفة الوزن الميت، والأداء الزلزالي الجيد، وفترة البناء القصيرة، والتصنيع العالي، والتلوث البيئي الأقل. تشمل خصائص الهياكل الفولاذية الأحمال الثقيلة، والارتفاع العالي، والامتداد الكبير، وخفة الوزن، والقدرة العالية على التحمل، والبناء السهل.
يتم استخدامه عادة في مصانع الورش الصناعية،ورش عمل الهياكل الفولاذية الجاهزة ذات المساحات الكبيرة, مستودعات تخزين ذات هياكل فولاذية مسبقة الصنع, بيوت بلاستيكية نباتية ذات هيكل فولاذي, مزارع الدواجن الفولاذية, مباني مدنية ذات هياكل فولاذية متعددة الارتفاع، إلخ.
3. تاريخ الهياكل الفولاذية
كان أول جسر قوسي من الحديد الزهر في العالم هو جسر كولبروكديل في إنجلترا. ومنذ اكتماله في عام 1779، كان تاريخ تطوير الهياكل الفولاذية عدة مئات من السنين.
في عام 1889، كان برج إيفل والجناح الميكانيكي المصممان في المعرض العالمي الفرنسي علامة فارقة في تاريخ الهياكل الفولاذية. كان برج إيفل عبارة عن هيكل حديدي مرتفع يبلغ ارتفاعه 328 مترًا، وكان الجناح الميكانيكي عبارة عن هيكل كبير يبلغ طوله 420 مترًا وامتداده 115 مترًا. 115 مترًا، تستخدم الطريقة الإنشائية مبدأ القوس ثلاثي المفصلات.
حقق هذان المبنيان رقمًا قياسيًا عالميًا جديدًا في الهندسة المعمارية في ذلك الوقت وأذهل العالم أجمع.
في عام 1931، تم الانتهاء من بناء مبنى إمباير ستيت في نيويورك، وكان مكونًا من 102 طابقًا بارتفاع 381 مترًا.
في عام 1970، تم الانتهاء من بناء أطول مبنى في العالم، وهو مركز التجارة العالمي في نيويورك، بارتفاع 410 أمتار. كل هذه المباني لها تأثير كبير على تاريخ الهياكل الفولاذية.
في عملية الإنتاج والبناء والاستخدام بعد اكتمال الهيكل الفولاذي، يتميز بتوفير الطاقة المتفوق وحماية البيئة والسلامة ومقاومة الزلازل والعديد من الميزات الأخرى، والتي تتوافق مع مبدأ التنمية المستدامة للبشرية. لذلك، تم تقدير الهيكل الفولاذي، كصناعة ناشئة في مجال البناء في الصين، بشكل كبير من قبل الدولة وتم إدراجه كواحد من أفضل عشر تقنيات جديدة لوزارة البناء.
4. مزايامبنى مصنع هيكل فولاذي خفيف مسبق الصنعمن حيث توفير الطاقة
- لا تستخدم مباني المصانع الهيكلية الفولاذية الخفيفة الجاهزة الخرسانة التقليدية، مما يقلل بشكل كبير من استهلاك الموارد مثل الأسمنت والرمل والحصى، وبالتالي يقلل بشكل كبير من انبعاثات الكربون الناتجة عن حفر وصهر ونقل المعادن.
- وزنمباني المصانع المصنوعة من الهياكل الفولاذية الخفيفة الجاهزةيتم تقليصها بنحو 40%، مما يوفر حوالي 30% من الأكوام تحت الأرض.
- وتؤدي عملية البناء إلى التخلص من الحاجة إلى القوالب الخشبية والسقالات، وإذا زادت حصة سوق البناء الفولاذي بنسبة 5 نقاط مئوية، فقد يتم قطع ما يعادل 9,000 هكتار من الغابات.
- إن البناء المبني على التجميع في الموقع يقلل بشكل كبير من استهلاك المياه أثناء البناء ويقلل الضوضاء ومياه الصرف الصحي وتلوث الغبار في موقع البناء.
- تقليل انبعاثات الرمال والحصى والنفايات الناتجة عن التعدين والبناء.
- ال CO2انبعاثمباني المصانع المصنوعة من الهياكل الفولاذية الخفيفة الجاهزةيبلغ حوالي 480 كجم / م 2، وهو أقل بنسبة 35% من انبعاثات الكربون التي تبلغ 740.6 كجم / م 2 من الخرسانة التقليدية.
- يتميز الجدار المحشو خفيف الوزن CCA بوظيفة عزل ذاتي جيدة، والتي تبلغ ثلاثة أضعاف أداء العزل للجدار المبني بالطوب التقليدي، ويقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة أثناء التشغيل.
- عندمامبنى مصنع هيكل فولاذي خفيف مسبق الصنععند تفكيكها، فإن معدل إعادة تدوير مادة الهيكل الرئيسي يزيد عن 90%، وهو أقل بنحو 60% من انبعاثات النفايات الخرسانية التقليدية.
5. تكلفة الهيكل الفولاذي
- تكلفة المشروع
تبلغ تكلفة مشروع Minghua Steel Structure حوالي 50٪، وتمثل التكلفة الهيكلية أقل من 30٪ من تكلفة المشروع، وبالتالي فإن التكلفة الهيكلية تمثل أقل من 15٪ من إجمالي تكلفة المشروع. على الرغم من أن تكلفة الهيكل الفولاذي أعلى بنسبة 10-20٪ من تكلفة الخرسانة المسلحة، إلا أن تكلفة العمالة ومعالجة الأساس للهيكل الفولاذي أقل، ويمكن إعادة تدوير الفولاذ، وبالتالي فإن تكلفة مشروع الهيكل الفولاذي أقل من تكلفة الهيكل الخرساني بشكل عام.
- استغلال المساحة
تظهر مزايا المباني الفولاذية بشكل عام فوق الطابق العشرين. على سبيل المثال، يعد المركز العالمي عبارة عن هيكل فولاذي. إذا تم استخدام الخرسانة المسلحة، فسيكون معدل استخدام المساحة في الطابق الأرضي منخفضًا جدًا. لذلك، مع الأخذ في الاعتبار أن مساحة الاستخدام الفعالة للهيكل الفولاذي أكبر من مساحة الهيكل الخرساني (يمكن تقليل مساحة مقطع العارضة والعمود بأكثر من 50٪)، فإن الفائدة الاقتصادية الشاملة للهيكل الفولاذي أعلى من تلك الخاصة بالهيكل الخرساني.
على المدى الطويل، يتمتع المستودع المصنوع من الهياكل الفولاذية الجاهزة بفوائد اقتصادية أعلى.
6. صناعة الصلب تدعم صناعة الهياكل الفولاذية
الصناعة الأولية للهياكل الفولاذية هي صناعة توريد المواد الخام مثل الحديد والصلب. صناعة الحديد والصلب هي الأساس المادي لتطوير صناعة الهياكل الفولاذية، وقد خلق التقدم التكنولوجي لصناعة الحديد والصلب ظروفًا مواتية لتطبيق الهياكل الفولاذية. بدأت بعض الشركات الكبرى في صناعة الحديد والصلب في البحث والتطوير لأنواع وتقنيات الفولاذ المستخدمة في هياكل البناء، وطورت على التوالي الفولاذ عالي القوة والفولاذ المقاوم للحريق والطقس ومقاوم لمياه البحر والمقاوم للتمزق الصفائحي والمقاوم لدرجات الحرارة المنخفضة، بالإضافة إلى الفولاذ ذي العارضة H،صفائح معدنية مطلية بالألوان، والصلب المشكل على البارد، وما إلى ذلك، والتي أرست أساسًا جيدًا لتطبيق تطوير صناعة الهياكل الفولاذية.
