المعلومات الفنية
Here is the translation of the text into Arabic:
تعد أنظمة الشد المعلق هياكل منحنية يتم فيها إنشاء قدرة تحمل الأحمال بفضل التوتر الذي يولده الغشاء المعلق الذي يحمل قوى الشد فقط. تستخدم أنظمة الأغشية المعلقة بشكل رئيسي كعناصر سقف في المباني بفضل كفاءتها الاقتصادية وقدرتها على تجاوز المسافات الواسعة بشكل مدهش. غالبًا ما تستخدم هذه الأنظمة في بناء المنشآت الرياضية، الملاعب/المدرجات، المسارح، المباني متعددة الأغراض، أسواق الجملة، فواصل المباني، الحدائق/المساحات الخضراء، مسارات المشي، مناطق لعب الأطفال، مواقف السيارات، المستودعات والمباني الصناعية مثل الحظائر.
تم إجراء الحسابات الأولى المتعلقة بتوترات وتشوهات الهياكل المعلقة، والأسطح، والأغشية بواسطة المهندس الروسي فلاديمير شوخوف. في معرض نيجني نوفغورود عام 1896، صمم هيكلًا معلقًا يغطي مساحة 27,000 متر مربع، وكان له وظيفة المعارض والجناح. في السنوات الأخيرة، أصبحت الهياكل المعلقة تحظى بشعبية كبيرة وبدأت في الاستخدام في العديد من الأماكن.
من بين المباني البارزة، يمكن ذكر حديقة أولمبيا في ميونيخ، وقبة الألفية في لندن، وأشورد ديزاينر أوتليت في المملكة المتحدة.
تفاصيل أنظمة الأسطح المعلقة بالأغشية
1. اختيار مادة الغشاء
- نوع المادة: يتم اختيار المادة من بين مواد مثل الألياف الزجاجية المغلفة بـ PTFE، قماش البوليستر المغلف بـ PVC أو فيلم ETFE. في اختيار المادة، يتم أخذ بعين الاعتبار الهدف من استخدام المبنى، التوقعات الجمالية، الظروف المناخية، التكلفة ومقاومة الحريق.
- نفاذية الضوء: يتم تحديد نفاذية المادة للضوء وفقًا للاحتياجات الطبيعية للضوء في المشروع. إذا كان من المرغوب فيه وجود مساحة داخلية مفتوحة ومشرقة، فإن المواد ذات نفاذية عالية للضوء تُفضل.
- اللون والتغطية: يتم اختيار اللون وخصائص الطلاء بناءً على المظهر الجمالي، كفاءة الطاقة والتحكم في درجة الحرارة. يمكن أن يقلل الطلاء العاكس من حرارة الشمس.
2. التصميم الهيكلي والتحليل
- التحليل الساكن: يتم إجراء تحليلات الشد لتحديد سلوك الغشاء تحت تأثير الرياح والثلوج والحمل الخارجي الآخر. يحدد هذا التحليل المكان وكمية الشد التي يحتاج إليها الغشاء.
- عملية إيجاد الشكل: يتم تحسين هندسة وشكل الغشاء وفقًا لقوى الشد. باستخدام برامج التصميم المدعومة بالحاسوب والمحاكاة الخاصة بإيجاد الشكل، يتم الوصول إلى الشكل الأكثر ملاءمة من حيث الجماليات، الاستقرار والوظائف.
3. النظام الحامل وتفاصيل الاتصال
- النظام الحامل الرئيسي: يتم تصميم الهياكل الحاملة المصنوعة من المواد مثل الفولاذ، الألمنيوم أو الخشب لدعم الغشاء. يتم تحسين حجم وموقع هذه الهياكل لتتمكن من تحمل الأحمال بأمان.
- تفاصيل الاتصال: يتم تحديد كيفية ربط الغشاء بالهيكل. يتم تصميم تفاصيل الاتصال مثل أنظمة التثبيت، الحبال وعناصر الشد، ونقاط العقد. تضمن هذه التفاصيل أن يكون البناء آمنًا وطويل العمر.
- عناصر الشد بالحبال والعصي: توفر الحبال الفولاذية أو الأعمدة الشد اللازم عن طريق شد الغشاء إلى الهيكل الداعم. يتم تحديد أقطار الحبال، وأحجام الأعمدة وترتيب عناصر الشد وفقًا للتحليلات الهيكلية.
4. نقاط اتصال الغشاء وتفاصيل العقد
- نقاط العقد: يتم تصميم نقاط العقد التي يتم ربط كابلات الشد أو الهياكل الداعمة بها باستخدام عناصر اتصال خاصة. يضمن التصميم الصحيح لهذه النقاط مقاومة الغشاء لقوى الشد.
- تفاصيل تثبيت حواف الغشاء: يتم تثبيت حواف الغشاء على الأطر الفولاذية أو الألمنيوم. تضمن تفاصيل التثبيت هذه أن يتم شد الغشاء بشكل مناسب وأن يكون مقاومًا للتأثيرات الخارجية مثل الرياح.
5. إدارة مياه الأمطار وتفاصيل العزل
- تفاصيل تصريف مياه الأمطار: إذا لزم الأمر، يمكن تصميم أنابيب تصريف مياه الأمطار وأنظمة الصرف لتوجيه المياه بطريقة منضبطة. تضمن هذه الأنظمة إزالة المياه عن سطح الغشاء وتصريفها بشكل آمن من الهيكل.
- تفاصيل العزل: يجب تصميم تفاصيل العزل في الغشاء ونقاط الاتصال لضمان العزل المائي. يجب اختيار مواد العزل وعناصر الاتصال بعناية لمنع تسرب المياه.
- تفاصيل التقاء السقف والمبنى القائم: عند دمج أنظمة الأسطح المعلقة بالأغشية مع المباني القائمة، يمكن تصميم تفاصيل تصريف المياه ونقاط الاتصال التي تضمن تصريف المياه بشكل مناسب. تضمن هذه التفاصيل توجيه المياه بشكل آمن بين الغشاء والمبنى وتصريفها.
6. تفاصيل التركيب والتثبيت
- التخطيط للتركيب: يتم إجراء تخطيط مفصل لعملية التركيب لضمان نجاحها. يشمل هذا التخطيط تركيب الهياكل الداعمة، شد الغشاء وإجراء الاتصال النهائي.
- عملية التركيب: أثناء عملية التركيب، يتم استخدام المعدات والتقنيات اللازمة لشد الغشاء بشكل صحيح.
إعداد التفاصيل وعملية اتخاذ القرارات
1. تحديد متطلبات المشروع
- يتم تحديد متطلبات التفاصيل بناءً على الهدف من استخدام المبنى، الظروف المناخية، التفضيلات الجمالية، الميزانية، اللوائح المحلية والمتطلبات الأخرى. يعمل المهندس المعماري، المهندس والعميل معًا لتوضيح أهداف المشروع.
2. التحليل الهيكلي والمادي
- يتم تحديد التصميم المعماري والهيكلي للمبنى، وأنواع وخصائص المواد المستخدمة. تحدد التحليلات الهيكلية الشدات والظروف التي سيتعرض لها الغشاء. بناءً على هذه التحليلات، يتم تحسين اختيار المواد وتفاصيل الشد.
3. المحاكاة الرقمية والنمذجة
- باستخدام برامج التصميم المدعومة بالحاسوب وبرامج التحليل مثل RFEM، يتم إنشاء نماذج رقمية للمبنى. تحاكي هذه النماذج كيفية استجابة الغشاء لقوى الشد وتساعد في تحسينه. تحدد نتائج المحاكاة التصميم النهائي للتفاصيل.
4. النموذج الأولي والاختبارات
- إذا لزم الأمر، يتم إعداد نموذج أولي صغير للمبنى أو نموذج اختبار لاختبار السلامة الهيكلية وقوى الشد والعوامل الأخرى. تؤكد نتائج الاختبارات دقة وملاءمة التفاصيل.
5. تخطيط التصنيع والتركيب
- بعد تحديد التفاصيل النهائية، يتم التخطيط لعمليات التصنيع والتركيب. تضمن هذه المرحلة تصنيع وتجميع جميع المكونات بشكل صحيح. بالإضافة إلى ذلك، يتم التخطيط للمعدات والرافعات والمواد اللازمة لتركيب في الموقع.
النتيجة
تعد التفاصيل في أنظمة الأسطح المعلقة بالأغشية أمرًا بالغ الأهمية من حيث الجماليات، الوظائف، الأمان والمتانة. يمكن تصميم عناصر مثل تصريف مياه الأمطار، العزل، تفاصيل التقاء السقف والمبنى لتحسين أداء الهيكل. يجب إعداد هذه التفاصيل بعناية بناءً على متطلبات المشروع والتحليلات الهيكلية. يضمن اختيار المواد الصحيح، وتصميم تفاصيل الشد والتثبيت نجاح عملية التركيب وطول عمر الهيكل.
