كيف يمكن لمواد البناء للهيكل الفولاذي حل عيوب الخرسانة التقليدية وتخدم سيناريوهات البناء المتعددة؟

مع استمرار تزايد طلب صناعة البناء على "المساحات الكبيرة، والبناء السريع، والاستهلاك المنخفض للطاقة"، أصبحت عيوب المواد الخرسانية التقليدية - الوزن الثقيل، والبناء البطيء، والتلوث العالي - بارزة بشكل متزايد.مواد البناء للهيكل الصلب، بفضل قوة الشد العالية، والدرجة العالية من التصنيع المسبق، وقابلية إعادة التدوير، أصبحت الحل المفضل للأماكن الكبيرة والمنشآت الصناعية والتطبيقات الأخرى. وهذا يدفع صناعة البناء والتشييد نحو التحول الفعال والأخضر.

1. الأماكن العامة الكبيرة: كسر القيود المكانية وإنشاء مباني مميزة

تتطلب الملاعب الكبيرة ومراكز المعارض مساحات طويلة خالية من الأعمدة، وتوفر مواد الهيكل الفولاذي قدرة كبيرة على التكيف:

وهي تستخدم أساسا لأسطح المكان وهياكل الجمالون. على سبيل المثال، يمكن أن يصل طول الدعامات الفولاذية الكبيرة المستخدمة في الملاعب إلى أكثر من 60 مترًا - أي أطول بنسبة 50% من الهياكل الخرسانية - مما يتيح تصميم "مقاعد المتفرجين الخالية من الأعمدة" وتحسين استخدام المساحة؛

يبلغ وزنها الذاتي 1/3 فقط من وزن الهياكل الخرسانية ذات نفس الامتداد، مما يقلل الحمل على الأساسات. وفي الوقت نفسه، يصل معدل التصنيع المسبق للمكونات إلى أكثر من 90%، مما يؤدي إلى تقصير دورة التثبيت في الموقع بنسبة 40%، مما يلبي احتياجات الأماكن الكبيرة من أجل "البناء السريع والتشغيل الفعال".

2. الورش الصناعية: التكيف مع احتياجات الأحمال الثقيلة، وتحسين كفاءة البناء

تحتاج الورش الصناعية إلى تحمل المعدات الثقيلة واستيعاب التجديدات المتكررة، كما تتمتع مواد الهيكل الفولاذي بمزايا رائعة:

مناسبة للمعالجة الميكانيكية وورش المعدات الثقيلة، وهي مبنية بعوارض H وأعمدة فولاذية. يمكن لعمود فولاذي واحد أن يتحمل حمولة تتراوح بين 50 إلى 200 طن - أعلى بنسبة 30٪ من الأعمدة الخرسانية - مما يسمح بالتركيب المباشر للمعدات الثقيلة مثل الرافعات وخطوط الإنتاج؛

يلغي البناء الجاهز الحاجة إلى صب الخرسانة في الموقع، مما يقلل من دورة البناء بنسبة 30% إلى 50% مقارنة بالورش الخرسانية. أثناء تجديدات ورش العمل اللاحقة، يمكن تفكيك الهياكل الفولاذية وإعادة تجميعها بمرونة، مما يؤدي إلى تجنب "صعوبة الهدم والتجديد" لورش العمل التقليدية.

3. المباني الشاهقة: خفيفة الوزن، ومقاومة للرياح، ومقاومة للزلازل، وتحسين تجربة المعيشة

تحتاج المباني الشاهقة مثل مباني المكاتب والشقق الراقية إلى تحقيق التوازن بين السلامة وكفاءة المساحة، كما أن أداء مواد الهياكل الفولاذية ممتاز:

عند استخدامها لإطار المبنى الرئيسي، يكون الوزن الذاتي للهياكل الفولاذية أخف بنسبة 40% من وزن الهياكل الخرسانية. وهذا يقلل من الحمل الإجمالي للمبنى ويزيد من صافي ارتفاع الأرضية (0.3-0.5 متر أعلى من المباني الخرسانية ذات نفس الارتفاع)؛

يمكن أن تصل درجتها الزلزالية إلى ما فوق الدرجة 8، كما أن مقاومتها للرياح أفضل بنسبة 25% من مقاومة الهياكل الخرسانية - وهذا يجعلها مناسبة للمناطق التي تعاني من الزلازل المتكررة وسرعات الرياح العالية. وفي الوقت نفسه، فإن الإنتاج الصناعي للمكونات يقلل من تلوث الغبار في الموقع، وهذا يلبي معايير البناء الأخضر.

4. هندسة الجسور: مقاومة للطقس، ومقاومة للتآكل، والتكيف مع ظروف الطرق المعقدة

تحتاج جسور الطرق السريعة والسكك الحديدية إلى تحمل أحمال المركبات والتآكل الطبيعي لفترة طويلة، كما أن مواد الهيكل الفولاذي موثوقة للغاية:

عند استخدامها لعوارض الجسور وهياكل الأبراج الفولاذية، فهي مصنوعة من الفولاذ المقاوم للعوامل الجوية. هذا النوع من الفولاذ لا يحتاج إلى طلاء متكرر للصيانة. يمكن أن يصل عمر الخدمة إلى أكثر من 50 عامًا، وهذا يقلل من تكاليف الصيانة بنسبة 60% مقارنة بالجسور العادية المصنوعة من الفولاذ الكربوني؛

تعتمد الجسور طويلة المدى هياكل عوارض صندوقية فولاذية، بامتداد واحد يتراوح بين 100 و500 متر، وهذا يجعلها مناسبة للتضاريس المعقدة مثل الأنهار والوديان. كما أن المكونات الجاهزة سهلة النقل، وكفاءة التركيب في الموقع أعلى بنسبة 35% من الجسور الخرسانية.

سيناريو التطبيق	أنواع المشاريع النموذجية	خصائص المواد الأساسية	البيانات الرئيسية	القيمة الأساسية
الأماكن العامة الكبيرة	الملاعب ومراكز المعارض	طويلة المدى، خفيفة الوزن	مسافة واحدة ≥ 60 مترًا، وتم تقليل دورة البناء بنسبة 40%	يكسر القيود المكانية، ويتيح التشغيل السريع
الورش الصناعية	المعدات الثقيلة، ورش المعالجة الميكانيكية	تحمل عالي، سهل التجديد	حمل عمود واحد: 50-200 طن، دورة مخفضة بنسبة 30%	يتكيف مع الأحمال الثقيلة، ويتيح التجديد المرن
المباني الشاهقة	مباني المكاتب والشقق الراقية	مقاوم للرياح، ومقاوم للزلازل، وخفيف الوزن	الدرجة الزلزالية ≥ الدرجة 8، ارتفع صافي الارتفاع بمقدار 0.3-0.5 متر	آمنة ومستقرة، وتحسن مساحة المعيشة
هندسة الجسور	جسور الطرق السريعة وجسور السكك الحديدية	مقاومة للطقس، مقاومة للتآكل، طويلة المدى	عمر الخدمة ≥ 50 عامًا، وتقليل تكلفة الصيانة بنسبة 60%	مقاوم للطقس ومتين، ويتكيف مع التضاريس المعقدة

حالياً،مواد البناء للهيكل الصلبتتطور نحو "النموذجية والذكاء": أطلقت بعض الشركات وحدات هيكل فولاذي مسبقة الصنع لتحقيق بناء "على طراز لبنة البناء"؛ تم دمج تقنية BIM (نمذجة معلومات البناء) لتحسين تصميم المكونات وتقليل هدر المواد. وباعتبارها مادة أساسية للتحول الأخضر في صناعة البناء والتشييد، فإن تطبيقها المتعمق عبر سيناريوهات متعددة سيستمر في خفض التكلفة وتحسين الكفاءة وخفض انبعاثات الكربون في صناعة البناء والتشييد.