أنواع الهياكل الفولاذية وأحجامها ودليل اختيارها - المجموعة الملكية

• إطارات فولاذية بوابية

تُصنع الأعمدة والجسور الفولاذية للهياكل البوابية عادةً من الفولاذ على شكل حرف H. ويُحدد حجم هذه الأعمدة الفولاذية بناءً على عوامل مثل امتداد المبنى وارتفاعه وحمله. وبشكل عام، بالنسبة للمصانع أو المستودعات منخفضة الارتفاع ذات امتدادات تتراوح بين 12 و24 مترًا وارتفاعات تتراوح بين 4 و6 أمتار، تتراوح أبعاد الأعمدة الفولاذية على شكل حرف H عادةً من H300×150×6.5×9 إلى H500×200×7×11؛ بينما تتراوح أبعاد الجسور عادةً من H350×175×7×11 إلى H600×200×8×12. في بعض الحالات ذات الأحمال المنخفضة، يمكن استخدام الفولاذ على شكل حرف I أو الفولاذ على شكل قناة كمكونات مساعدة. ويتراوح حجم الفولاذ على شكل حرف I عادةً من I14 إلى I28، بينما يتراوح حجم الفولاذ على شكل قناة عادةً من [12] إلى [20].

• إطارات فولاذية

تستخدم الهياكل الفولاذية بشكل أساسي الفولاذ ذي المقطع H في الأعمدة والجسور. ونظرًا لقدرتها على تحمل أحمال رأسية وأفقية أكبر، ولأنها تتطلب ارتفاعًا وامتدادًا أكبر للمبنى، فإن أبعاد موادها الأساسية عادةً ما تكون أكبر من أبعاد الهياكل الإطارية. بالنسبة لمباني المكاتب متعددة الطوابق أو مراكز التسوق (من 3 إلى 6 طوابق، بمدى من 8 إلى 15 مترًا)، تتراوح أبعاد الفولاذ ذي المقطع H المستخدمة عادةً للأعمدة من H400×200×8×13 إلى H800×300×10×16؛ بينما تتراوح أبعاد الفولاذ ذي المقطع H المستخدمة عادةً للجسور من H450×200×9×14 إلى H700×300×10×16. في المباني الشاهقة ذات الهياكل الفولاذية (أكثر من 6 طوابق)، قد تُستخدم في الأعمدة أعمدة من الفولاذ الملحوم ذي المقطع H أو الفولاذ ذي المقطع الصندوقي. تتراوح أبعاد الفولاذ ذي المقطع الصندوقي عادةً من 400×400×12×12 إلى 800×800×20×20 لتحسين مقاومة الهيكل الجانبية واستقراره العام.

• الجمالونات الفولاذية

تشمل المواد الأساسية الشائعة لعناصر الجمالونات الفولاذية الزوايا الفولاذية، والفولاذ على شكل حرف I، والعوارض الفولاذية، والأنابيب الفولاذية. يُستخدم الفولاذ الزاوي على نطاق واسع في الجمالونات الفولاذية نظرًا لتنوع أشكال مقاطعه العرضية وسهولة توصيله. تتراوح الأحجام الشائعة من 50×5 إلى 125×10. أما بالنسبة للعناصر المعرضة لأحمال عالية، فيُستخدم الفولاذ على شكل حرف I أو عوارض فولاذية على شكل حرف I. تتراوح أحجام الفولاذ على شكل حرف I من 14 إلى 30، بينما تتراوح أحجام العوارض الفولاذية على شكل حرف I من 16 إلى 40. في الجمالونات الفولاذية ذات الامتدادات الطويلة (التي تتجاوز 30 مترًا)، تُستخدم الأنابيب الفولاذية غالبًا كعناصر لتقليل الوزن الميت الهيكلي وتحسين الأداء الزلزالي. يتراوح قطر الأنابيب الفولاذية عمومًا من 89×4 إلى 219×8، وعادةً ما تكون المادة المستخدمة هي Q345B أو Q235B.

• شبكة فولاذية

تُصنع عناصر الشبكة الفولاذية بشكل أساسي من أنابيب فولاذية، غالباً من نوعي Q235B وQ345B. ويُحدد قطر الأنبوب بناءً على امتداد الشبكة وحجمها وظروف التحميل. بالنسبة للهياكل الشبكية ذات الامتدادات من 15 إلى 30 متراً (مثل قاعات الانتظار الصغيرة والمتوسطة الحجم والمظلات)، يتراوح قطر الأنبوب الفولاذي النموذجي من 48×3.5 إلى 114×4.5 ملم. أما بالنسبة للامتدادات التي تتجاوز 30 متراً (مثل أسقف الملاعب الكبيرة وأسقف صالات المطارات)، فيزداد قطر الأنبوب الفولاذي تبعاً لذلك، ليصل عادةً إلى 114×4.5 إلى 168×6 ملم. وتكون وصلات الشبكة عادةً وصلات كروية ملحومة أو مثبتة بمسامير. ويُحدد قطر الوصلة الكروية المثبتة بمسامير بناءً على عدد العناصر وقدرة التحميل، ويتراوح عادةً من 100 إلى 300 ملم.