تصميم مباني الهيكل الصلب

مباني الهيكل الصلب تحظى بشعبية متزايدة في سوق البناء بسبب سرعة البناء السريعة، والمكونات المصنوعة في المصنع، والمستوى العالي من التصنيع، والمظهر الجيد بعد التثبيت، وعمر الخدمة الطويل للمواد الفولاذية، والمتانة، وقابلية إعادة تدوير المواد. كما شعبية ورش الهياكل الفولاذية مع استمرار نموها، اجتذبت مسألة تكلفة البناء أيضًا المزيد والمزيد من الاهتمام. أصبحت كيفية ضمان متانة هيكل الإطار الفولاذي مع التحكم في التكلفة مصدر قلق رئيسي للعديد من موردي الهياكل الفولاذية. فيما يلي بعض العوامل الرئيسية التي تؤثر على تكلفة ورش الهياكل الفولاذية وكيفية التحكم في التكاليف من خلال التصميم المعقول وإدارة البناء. عوامل المواد الخام: تعتبر مواد الفولاذ والصفائح الفولاذية المكونات الرئيسية لإطار المباني الجاهزة الفولاذية، حيث تمثل حوالي 70% إلى 80% من التكلفة الإجمالية. التقلبات في أسعار سوق الصلب بسبب العرض والطلب تؤثر بشكل مباشر على تكلفة المباني الجاهزة الفولاذية. تختلف تكلفة الهياكل الفولاذية الخفيفة باختلاف المواد ومواصفات المقاطع، وكذلك سمك والمادة المستخدمة في ألواح الكسوة. لذلك، تعتبر المواد الخام عاملاً رئيسياً يؤثر على تكلفة الوزن الخفيف جراجات ذات هيكل فولاذي. عوامل التصميم: التصميم المعقول هو العامل الرئيسي لتوفير المواد الخام والتحكم في الميزانية. ستؤثر رسومات التصميم المختلفة على كمية المواد الخام المستخدمة، وبالتالي تؤثر على التكلفة الإجمالية. المصممون ذوو الخبرة، من خلال الأخذ في الاعتبار موقع وبيئة ورشة عمل الهياكل الفولاذية، بالإضافة إلى الاحتياجات المحددة للعميل، يمكنهم تقديم رسومات تصميم معماري فعالة من حيث التكلفة. وبالمثل، في البيئات ذات الزلازل القليلة أو قوى الرياح المنخفضة، فإن التكديس المفرط للمواد أو المبالغة في التركيز على القدرة الزلزالية للهيكل ذو الإطارات الفولاذية يؤدي غالبًا إلى زيادة حادة في تكاليف البناء. لذلك، يعد اختيار مصمم يتمتع بخبرة صناعية أمرًا بالغ الأهمية خلال مرحلة تصميم المباني ذات الهياكل الفولاذية. تصميم الأساس: ترتبط تكلفة الأساس ارتباطًا وثيقًا بالظروف الجيولوجية. يعتبر إنشاء الأساس عاملاً مهماً في استقرار بناء مصنع الهيكل الفولاذي، وتمثل فترة إنشائه حوالي 25% من إجمالي فترة البناء، حيث تمثل تكلفة إنشاء الأساس 15% من إجمالي تكلفة البناء مشروع الهيكل الصلب. في مرحلة التصميم، من الضروري النظر بشكل كامل في التقرير الجيولوجي، واختيار نوع الأساس المناسب، والتحكم بشكل معقول في حجم وعمق الأساس للتحكم بشكل فعال في التكلفة الإجمالية. على سبيل المثال، في المناطق ذات التربة الناعمة، يكون عمق الأساس أعمق، وغالبًا ما تكون التكلفة أعلى. في المناطق ذات التربة الصلبة، يكون أساس الهيكل الفولاذي أقل عمقًا، ويمكن الحفاظ على الاستقرار دون الحاجة إلى أساس عميق. تصميم شبكة العمود: يحدد تخطيط شبكة العمود الامتداد والتباعد وعدد الأعمدة في مبنى الهيكل الفولاذي. في ظل فرضية تلبية الاحتياجات ومتطلبات العملية، فمن الأفضل اختيار إطار فولاذي صغير للبوابة. على الرغم من أن هذا التصميم ذو الامتداد الصغير يزيد من عدد الأعمدة، إلا أنه يقلل من استخدام مواد مثل سقف الهيكل الفولاذي والعوارض الفولاذية، مما يحقق فوائد اقتصادية أفضل. عادة ما تكون المسافة الاقتصادية بين الأعمدة من 6 إلى 9 أمتار، وتجاوز هذا النطاق سيزيد من استهلاك الفولاذ وبالتالي التكلفة. بالطبع، عدد وتصميم الأعمدة لا ينبغي أن يلبي المتطلبات الاقتصادية فحسب، بل يجب أيضًا أن يأخذ في الاعتبار احتياجات ورشة الهياكل الفولاذية. في بعض المباني الصناعية ذات الهياكل الفولاذية التي يلزم استخدامها كمستودعات، يزيد عدد الأعمدة الكثيفة للغاية من المخاطر عند دخول المركبات وخروجها أو عند نقل العناصر. تصميم العارضة: العارضة ذات المقطع المستطيل هي عبارة عن عضو ثني شائع، يستخدم غالبًا في التصميم، ولكن لديه معدل استخدام منخفض للمواد. أحد الأسباب هو أن إجهاد المواد بالقرب من المحور المحايد منخفض؛ والآخر هو أن عزم انحناء الحزمة يتغير على طول الطول. نظرًا لأن معظم أقسام الحزمة المتساوية ذات إجهاد منخفض، فإن المادة لا يتم استخدامها بشكل جيد، ولا يمكن تحسين معدل استخدام المواد إلا عندما تتعرض الحزمة للقوة المحورية. لذلك، أثناء التصميم، يمكن استخدام دعامات مستوية لتحل محل الحزم المستطيلة. الدعامات المستوية تعادل العوارض المجوفة، حيث تزيل المواد الزائدة من العوارض، وهو أمر اقتصادي ويقلل الوزن الذاتي. ويمكن أيضًا أن تتطور إلى شبكة مكانية، مما يحسن بشكل كبير معدل استخدام المواد. عوامل البناء والتركيب: يؤثر طول فترة البناء أيضًا على التكلفة. غالبًا ما تؤدي فترة البناء الطويلة إلى زيادة الإنفاق في الميزانية الإجمالية لورشة الهياكل الفولاذية الجاهزة. إن كيفية توفير فترة التثبيت والبناء للتحكم في التكاليف بشكل معقول أمر مهم بشكل خاص. من بينها، كفاءة فريق التثبيت هي المفتاح لتحديد فترة البناء. يمكن لفرق التثبيت ذات الخبرة، من خلال الترتيبات الزمنية المعقولة لتجميع المكونات المختلفة والاستخدام المعقول للآلات والمعدات الهندسية أثناء التثبيت، تحسين كفاءة التثبيت دون زيادة مبلغ كبير في تكاليف التثبيت. يعد بناء ورشة الهياكل الفولاذية مشروع نظام معقد، يتضمن العديد من الجوانب مثل فترة البناء وتغييرات السياسة وحجم المشروع، وكلها يمكن أن تؤثر على التكلفة.