الإنشاءات المعدنية

الإنشاءات المعدنية 

 

تعتبر المنشأت المعدنية من أكثر المنشأت شيوعا بعد الخرسانة المسلحة حيث يكثر استخدامها فى المنشات الهامة كالجسور والمبانى العالية وحظائر الطائرات والأوناش والصالات والأنفاق 
وتتميز الإنشاءات المعدنية بسرعة إنشائها ومدى تحملها للإجهادات العاليه

مجالات الاستخدام الصلب (Area of using steel in structures )
يستخدم الصلب فى المجالات الآتية :-

1- الجسور ( bridges )
يستخدم الصلب فى إنشاء جسور السكك الحديدية المختلفة
نظرا لسهولة إنشاء الانواع المختلفة 

كالشبكيات من صلب الانشاء
والتى هى قادرة على تحمل الأحمال المعتبرة الناتجة من ثقل أوزان القطارات
وكذلك من سعة الفتحات المطلوبة لعبور الانهار والوديان
والتى باستطاعتها مقاومة الاهتزازات الناتجة عن تلك الحركة
وكذلك يستخدم فى انشاء جسور الطرقات والجسور المتحركه التى يمكن فتحها وغلقها

 

2- المبانى الهيكلية 
وتشمل المبانى السكنية او الصناعية العالية
وخير مثال على المبانى العالية ناطحات السحاب ( Sky scrapers )

التى قد تصل إلى مائة طابق أو أكثر والتى تتكون اعمدتها من الصلب 

 

3- الأوناش ( cranes )
يستعمل الصلب فى انشاء اجزاء الأوناش بكافة أنواعها
مثل الأوناش العلوية التى ترتكز على أعمدة المبنى أو المستخدمة فى الموانئ 

وللاوناش فائدة مهمة جدا كنقل البضائع على أرصفة الموانئ
ولنقل الأجزاء المصنعة داخل الورش كقطع الغيار الثقيلة أو أجزاء الماكينات
لنقلها من مكان لأخر فى ظرف زمنى قصير

 

4- الصالات ( Halls )
يستعمل صلب الانشاء فى تغطية المسطحات الكبيرة
والتى تلزم لأغراض معينه مثل المسارح ودور السينما وقاعات الاجتماعات
ومواقف الحافلات ومحطات السكك الحديدية وكذلك منشأت المصانع والمعامل 

 

5- الأنفاق ( Tunnels )
تستعمل دعامات الصلب لسند جوانب الانفاق
لحمايتها من الانهيارات وتستخدم هذه الانفاق لمرور القطارات
وقطارات المترو والعربات كما تشق الأنفاق فى المناجم للوصل لمسافات بعيدة 

 

6- أبراج نقل القدرة الكهربائية ( Power Transmission Towers )

 

7- الخزانات ( Tanks )

 

8- خطوط أنابيب البترول ( Pipe line )

 

9- الخوازيق والخوازيق اللوحية (Piles and sheet piles )

 

10- الهياكل ذات الفتحات الكبيرة 

التحليل والتصميم الانشائى (Structural analysis and design )

ان تطبيق الاحمال على الإنشاء يحدث قوى وتشوها بداخله
فتعيين كل من هذه القوى والتشوهات تسمى التحليل الانشائى
بينما التصميم الانشائى يشمل التنظيم والتوزيع النسبى للانشاء بمختلف اجزائه
بحيث يضمن الدعامه للأحمال المعرضه عليه

على العموم فان التصميم الانشائى يشمل النقاط التالية :-
1- التخطيط العام للانشاءات

2- دراسة احتمالات لنماذج أو اصناف انشائية والتى بإمكانها اعطاء حلول عملية قابلة للتنفيذ

3- دراسة الحالات المحتملة للأحمال

4- دراسة أولية للتصميمات بغرض الحصول على الحلول الممكنه

5- اختيار احسن الحلول عن طريق التحليل والتصميم الانشائى النهائى
والتى تحتوى على اعداد تصميمات الرسومات 

الهدف من التصميم الانشائى لهذه المنشات :-

1- الحصول على منشأ يتوافر فيه الامان وقلة التكلفة

2- تحقيق متطلبات المنشأ مع مراعاة العامل الجمالى له

3- قابلية المنشأ الى الامتداد فى المستقبل

4- اختيار العناصر الانشائية القادرة على تحمل الجهود الناتجة من تلك الأحمال 
ولهذا الغرض يجب على المصمم الانشائى ان يكون على دراية كافية بخواص المواد
واختبارات المواد الهندسية ومواصفاتها
وبسلوك المنشات تحت تأثير الاحمال وبالتحليل الانشائى 

مميزات المنشات المعدنية  ( Steel structure characteristics )

تتمتاز المنشأت المعدنية بالمواصفات التالية :-

1- لا تحتاج الى شدات خشبية أو اى مواد تستهلك أثناء الاشغال
مما يوفر فى تكلفة الانشاء

2- الصلب مادة متجانسة مما يسهل التحكم فى خواصها وفى تكوينها الكيميائى
وهى ميزة لا تتمتع بها المواد الانشائية الاخرى

3- الصلب ذو قدرة عالية لتحمل الاجهادات المتساوية تقريبا فى الشد والضغط
مما يوفر فى المواد وبالتالى فى الاوزان والتكاليف

4- السرعة فى الانشاء حيث يتم تصنيع أجزاء المنشأ فى الورش
ويتم تجميعها وتركيبها فى موقع الانشاء

5- دقة التصنيع حيث يمكن التحكم فى جودة انتاج العناصر المعدنية فى الورش

6- يمكن فك المنشأـ واعادة تركيبه فى منشأ آخر

7- يمكن اجراء تعديلات فى المنشات المعدنية اثناء الانشاء أو بعده بسهوله
ودون اللجوء الى هدم المبنى كحالة المنشات الخرسانية

8- يمكن القيام بتقوية بعض العناصر الانشائية المعدنية
وذلك باضافة أعضاء جديدة للقطاعات بسهوله كما هو فى حالة استخدام اللحام

9- المادة قابلة للاستطالة بحيث يمكن ملاحظة التشوه والتشكل فى المنشات
وبالتالى يمكن علاجها قبل حدوث الانهيار

10- حد المرونة للصلب عالى نسبيا بمقارنته بالمواد الأخرى
بحيث يمكن تطبيق نظريات المرونة عليه بدون تجاوزات والتى تعرف بما يسمى بقانون هوك

11- الصلب قابل للسحب مما يجعل طرق نقله بسيطة وغير مكلفه 

عيوب استعمال الصلب فى المنشات :-

1- قابلية الصلب للصدأ فى الجو الرطب أو المشبع بالأملاح أو الأحماض
ويلزم لصيانته الكشف على الأجزاء المعرضة للجو وتنظيفها
واعادة طلائها بمادة غير قابلة للصدأ من حين لأخر

2- مقاومة الصلب للحرائق ضعيفة جدا خصوصا بعد 500 درجة مئوية
ويسيل تماما عند درجة 1200 درجة مئوية
لذا يجب تغطيته بطبقة عازلة مقاومة للحريق كالخرسانة بسمك حوالى 3 سم
لزيادة قدرة الصلب على مقاومة الحرائق 

أنواع صلب الانشاء :-

توجد عدة أنواع من صلب الانشاء تختلف فيها نسبة الكربون حيث تدخل هذه النسبة فى مقاومة الصلب وتتراوح هذه النسبة بين 0.1% و 0.3%
كما توجد بعض الشوائب فى صلب الانشاء تبعا لمقدرته على مقاومة الاجهاد
ويسمى كل نوع منه بالرقم الدال على أدنى قيمة للاجهاد الأقصى Fu 

وأكثر أنواع الصلب شيوعا من حيث محتوى الكربون هى :-

1- الحديد المطاوع 
حديد مليف ( له جسيمات ليفية المظهر ) ونسبة الكربون أقل من 0.1%

2- حديد غفل 
كتل مصبوبة من حديد الزهر زنسبة الكربون فيه تتراوح بين أقل من 2% و 4%
وتتوفر هذه النسبة أثناء انصهار الصلب بالفرن 

والتى يجب ان يعاد انصهارها لنزع المواد الغير مرغوب فيها 

3- حديد الزهر
حديد الصب ومصنوع من الحديد القاسى

4- الصلب steel 
ونسبة الكربون أقل من 2%

مصطلحات أساسية فى الـ steel :-

يمكن ان تكون الاعضاء الانشائية مفردة او مرتبطة ببعضها البعض بوصلات عن طريق لوح التجميع ( Gusset plate )
كما تجمع الأضلاع مع بعضها البعض عن طريق لوح العصب ( Web plate ) 
وبالتالى يمكن تعريف ما يلى :-

 العصب web :- وهو الجزء العمودى من المقطع الذى يقع عليه الحمل

الشفة flange :- وهو الجزء المنبسط المحمول بالعصب ويستخدم للربط

لو ح التجميع Gusset plate :- لوحة توضع فى زوايا المنشات عموما لتقوية الاتصال

الساق leg :- هو احد ساقى مقطع الزاوية angle

الخطوة pitch :- هى المسافة بين خطى تناظر مسمارى تبشيم متتاليين

الخلوص clearance :- فراغ بين عنصرين متجاورين نتركه لتسهيل الفك والتركيب

الحشو filler :- لوحة plate  تستخدم لملء فراغ بين سطحى عنصرين متجاورين 

هناك عدة أشكال ومقاطع للكمرات المركبة وكل كمرة لها رمز
فعلى سبيل المثال 

الكمرة W 25*73 تعنى كمرة عريضة الشفة عمقها 25 سم ووزنها 73 كجم لكل متر
وهناك بعض الأنواع من الكمرات المركبة

1- الكمرة ذات الشفة العريضة

1
2-الكمرة القياسية

2
3- المجرى القياسى والمجرى المتنوع 

3

 

Tags:

You may also like...

One thought on “الإنشاءات المعدنية”

  1. يقول Waleed Ebraheem Afas:

    اداء رائع ونامل في المزيد من الاعمال الرائعة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *