يعد استخدام دعامات الرياح في الإطار المشابک نظامًا هيكليًا قويًا حقًا يستخدم عادةً في الهياكل تحت الأحمال الجانبية مثل الرياح والضغط الزلزالي من أجل تقوية المبنى.
عادة ما تكون مكونات الإطار المشابک مصنوعة من الفولاذ الذي يمكن أن يعمل في كل من التوتر والضغط.
تحمل العوارض و الاعمده التي تشكل الإطار الأحمال الرأسية ويحمل نظام المشابک الأحمال الجانبية. ومع ذلك ، قد يكون استخدام المشابك مشكلة ، حيث يمكن أن يتداخل مع تصميم الواجهة وموضع الفتحات.
ما هو دعامات الریاح أو المشابک؟
تعتبر المشابک من أكثر الأجزاء الضرورية والحيوية في الهيكل والتي تساعد على تحسين استقرار المبنى ومقاومة المباني ضد الزلازل. الاطار المشابک هي أساسًا نظام هيكلي مصمم لتحمل الرياح العاتية وقوى الزلازل. لا يُسمح لمكونات الإطار ذات المشابک بالتأرجح بشكل جانبي.
لماذا تستخدم دعامات الرياح في المباني؟
استجابت المباني التي تتبنى أساليب التكنولوجيا الفائقة أو ما بعد الحداثة من خلال التعبير عن المشابک كميزة تصميم داخلي أو خارجي. يتم جعل المبنى مقاومًا للقوى الأفقية من خلال نظامين لدعامات الرياح وهما:
دعامات الریاح الرأسية
وضع دعامات الریاح بين الخطوط في الأعمدة (في المستويات الرأسية) يوفر مسارات تحميل لنقل القوى الأفقية إلى سطح الأرض. لتقوية المباني المشابک ، هناك حاجة إلى ثلاث طبقات على الأقل من المشابک الرأسية لكبح كلا الاتجاهين في الخطة ومقاومة الالتواء حول المحور الرأسي.
الغرض من توفير دعامات الرياح هو ضمان قدر أكبر من السلامة ضد الأحمال الخارجية. المباني المشابک بمركبات الفولاذ المقوى تزيد من قوة الشد والضغط للمبنى.
تستخدم المشابک بشكل أساسي في الهياكل الفولاذية لمقاومة القوة الجانبية على الهياكل الفولاذية الناتجة عن الرياح والزلازل وما إلى ذلك.
دعامات الریاح الأفقية
في كل طابق (على المستويات الأفقية) مسارات تحميل لنقل القوى الأفقية إلى مستويات مشابک رأسية. يلزم وجود مشابک أفقية في كل مستوى من مستويات الأرضية ، ومع ذلك ، قد يوفر النظام المستخدم على الأرض مقاومة كافية. قد تتطلب الاسقف أيضًا مشابک.
يشتمل نظام المشابک الأفقي على مشابک مثبتة في كل طابق على مستويات أفقية وتوفر مسارات تحميل بحيث يتم نقل القوى الأفقية بسهولة إلى مستويات المشابک الرأسية. تم تصميم أنظمة المشابک الأفقية لنقل الأحمال الأفقية من الأعمدة الموجودة في محيط الهيكل إلى الأسطح المشابک الرأسية.
ما هي أنواع دعامات الرياح للتقوية؟
تشمل الأنواع المختلفة من المشابک:
المشابک بأقطار واحدة
يتم تشكيل نمط التروس أو التثليث عن طريق وضع عناصر هيكلية قطرية في الأجزاء المستطيلة من الإطار الهيكلي ، مما يساعد على استقرار الإطار. إذا تم استخدام الدعامة ، فيجب أن تكون مقاومة للتوتر والضغط بدرجة كافية.
المشابک المتقاطعه
يستخدم دعامات الریاح المتقاطعة (أو X المشابک) عضوين قطريين يتقاطعان فوق بعضهما البعض. يجب أن تكون هذه فقط مقاومة للشد. اعتمادًا على اتجاه التحميل ، تعمل الدعامات الریاح في أي وقت لمقاومة القوى الجانبية.
نتيجة لذلك ، يمكن أيضًا استخدام الكابلات الفولاذية للمشابک المتقاطع. ومع ذلك ، فإن المشابک المتقاطعة على السطح الخارجي للمبنى يمكن أن تتداخل مع موضع ووظيفة فتحات النوافذ. تؤدي هذه العملية أيضًا إلى مزيد من الانحناء للعوارض المثبتة في الأرضية.
دعامات الریاح علی شکل K
المشابک Kمتصله بالاعمده فی منتصف الارتفاع. هذه الاطارات اکثر مرونه لتوفیر فتحات فی الواجهه و لدیها اقل انحناء فی عوارض الارضیه.
یحظر المشابک علی شکلk بشکل عام فی المناطق الزلزالیه نظرا لاحتماا فشل العمود فی حاله التواء المشابک.
المشابک علی شکلv
يمتد مکونان قطريان يشكلان شكل V إلى أسفل من الزاويتين العلويتين لعمود أفقي ويلتقيان عند نقطة مركزية في القسم الأفقي السفلي.
دعامات الرباح شیفرون
يتكون مشابک V المقلوب (الرسم التخطيطي الأيمن ، والمعروف أيضًا باسم مشابک شيفرون) من مكونين يجلسان في نقطة مركزية في القسم الأفقي العلوي.
يمكن أن يقلل كلا النظامين بشكل كبير من قدرة الالتواء الخاصة بمشابک الضغط لتكون أقل من قدرة الشد الخاصة بمشابک الشد. يمكن أن يعني هذا أنه عندما تصل المشابک إلى قدرتها على المقاومة ، يجب مقاومة الحمل في ثني العضو الأفقي بدلاً من ذلك.
عادة ما يتم استخدام دعامات الریاح المركزية في المناطق الزلزالية. يشبه هذا النوع من المشابک مشابک على شكل حرف V ، لكن الأعضاء المشابک لا تلتقي في نقطة مركزية. وهذا يعني أن هناك مسافة بينهما عند الوصلة العلوية ، حيث يتم ربط مكونات المشابک بنقاط منفصلة على العوارض الأفقية. لذلك ، فإن “الرابطة” بين أقسام المشابک تمتص الطاقة الناتجة عن النشاط الزلزالي من خلال تشوه البلاستيك. يمكن أيضًا استخدام الأقطار المفردة غير العادية لتحميل إطار.
استخدام دعامات الرياح لتقوية المبنى
كما تعلم ، تتعرض العوارض والأعمدة لأحمال رأسية على الهيكل ، بينما تستخدم المشابک للحفاظ على الأحمال الجانبية على الهيكل.
تساعد المشابک على تقليل الانحراف الجانبي للهياكل. السبب الأكثر شيوعًا للمشابک هو التحكم في التواء العوارض الرئيسية. توفر الحمولة الصغيرة للمشابک الفولاذية مقاومة كبيرة لثني العارضة.
استنتاج
إن اختيار نظام مقاومة القوة الجانبية الصحيح له تأثير كبير على أداء الهيكل في الهياكل الفولاذية. في هذه المقالة ، تعرفت على أنظمة المشابک وأنواع أنظمة المشابک المستخدمة في الهياكل الفولاذية. لمزيد من المعلومات في هذا العدید ، اقرأ المقال ما هي مراحل التقویه للمباني وكيف تتم عملية العمل.