يسمى الإطار المعدني أيضًا الإطار الفولاذي أو الهيكل المعدني. يتكون الإطار المعدني من عوارض وأعمدة فولاذية، ويتم وضع أعمدة الهيكل عموديًا وأفقيًا. المواد الأساسية المستخدمة في الإطار المعدني هي المقاطع الفولاذية. تستخدم المقاطع الفولاذية في تنفيذ الهياكل المعدنية لأنها تتمتع بقوة ومقاومة كبيرة كما أن قابليتها للحام والطرق مناسبة.
إن استخدام الهياكل الفولاذية في المباني يقلل من وزن الهيكل ويظهر قوة أكبر ضد أي تأثير و ضغط. ترتبط أجزاء الإطار المعدني ببعضها البعض بطرق مثل اللحام أو البراغي. في الإطار الفولاذي، تكون العوارض الفولاذية هي الجزء الأفقي من الإطار الذي يقاوم الأحمال المطبقة على محورها. العمود المعدني هو أيضًا الجزء الرأسي من الهيكل العظمي الذي ينقل الضغوط. الهياكل العظمية الفولاذية تسمى الهيكل الصلب باللغة الإنجليزية. يتم استخدام المقاطع الفولاذية مثل الكمرات الحديدية وعلب الحديد وغيرها من البروفيلات في تنفيذ الإطار المعدني.
أنواع الهياكل العظمية للمباني
في الوقت الحاضر، تتكون الهياكل بشكل رئيسي من الهياكل المعدنية أو الهياكل الخرسانية. يعد تشييد المباني ذات الهياكل الخرسانية أكثر شيوعًا حاليًا في إيران ويتم استخدامه بشكل أكبر. الإطار الفولاذي أكثر مقاومة من الإطار الخرساني. كما أن سرعة تنفيذها أعلى بكثير، لكن تنفيذها أكثر تكلفة نظراً لاستخدام المقاطع الفولاذية بالكامل وسعر الحديد أعلى بكثير من الخرسانة. ولهذا السبب يتم استخدام الهياكل الخرسانية بشكل أكبر.
أنواع الهياكل العظمية الفولاذية
يتكون الإطار المعدني للمباني من أعمدة رأسية وجسور أفقية، وترتبط هذه الأعمدة والجسور ببعضها البعض بطرق مختلفة. وفقًا لنوع اتصال مكوناتها، تنقسم الهياكل المعدنية إلى نوعين: هيكل معدني مثبت بمسامير وهيكل معدني لحام
الترباس
في الإطار الفولاذي المثبت بمسامير، يتم ربط جميع الأعمدة والكمرات الفولاذية ببعضها البعض عن طريق البراغي والصواميل، وتشكل أخيرًا الإطار الفولاذي الأساسي للمبنى. الهيكل العظمي المعدني الترباس والجوز هو أفضل نوع من الهياكل الفولاذية مقارنة بالآخرين. لتنفيذ هذا النوع من الهيكل العظمي، يتم إنتاج العوارض والأعمدة بالفعل في المصنع أو ورشة العمل ويتم إرسالها لاحقًا إلى موقع البناء بواسطة الناقلين. سرعة البناء باستخدام هيكل الترباس والجوز أعلى بكثير من الهياكل المعدنية الأخرى. لتنفيذ الهيكل العظمي المثبت بمسامير، ما عليك سوى نقل الأجزاء إلى موقع البناء وربط العوارض والأعمدة الفولاذية بالمسامير.
لحام الهيكل العظمي المعدني
في تنفيذ الهيكل المعدني الملحوم يتم تنفيذ كافة الأنشطة والأمور المتعلقة بتنفيذ الهيكل العظمي في موقع البناء ويتم قطع الكمرات والأعمدة والأجزاء اللازمة في مكان العمل وربطها ببعضها البعض لحام. في تنفيذ الهيكل العظمي باللحام يجب أن تتم جميع اللحامات بواسطة شخص خبير وذو خبرة ويتم اللحام بجودة عالية. يتم استخدام الإطار الفولاذي الملحوم للمباني الصغيرة، بمخطط بسيط وفي مساحة صغيرة. لأنه من الصعب لحام الأجزاء وتوصيلها في الهياكل الكبيرة بطريقة اللحام. جودة اللحام مهمة جدًا في هذا النوع من الهياكل العظمية. إذا لم يتم لحام الكمرات والأعمدة وتوصيلها بشكل جيد فإن القوة الكلية للهيكل لن تكون مناسبة وسوف تسبب العديد من المخاطر والأضرار في المستقبل.
فوائد الهياكل العظمية المعدنية
قوة عالية: بشكل عام، مقاومة الفولاذ أعلى بكثير من مقاومة الخرسانة، ويمكنها تحمل الكثير من التوتر. ومع ذلك، فإن الخرسانة مناسبة لقوة الضغط، ولكنها تعمل بشكل سيء ضد قوى الشد، ولهذا السبب، إذا لم يتم استخدام مقاطع الصلب بين الخرسانة، فلن تتمتع بالقوة اللازمة. سبب استخدام حديد التسليح في الخرسانة هو ضعف الخرسانة أمام قوى الشد. تصنع هياكل الهياكل الفولاذية عمومًا من مقاطع فولاذية وبالتالي تتمتع بمقاومة أكبر.
يتميز الإطار الفولاذي بوزن أقل من الإطار الخرساني. هذه الميزة في المباني الكبيرة تحدث فرقًا كبيرًا في التكلفة الإجمالية وحمولة المبنى.
يشغل الإطار الفولاذي مساحة أقل في المبنى مقارنة بالإطار الخرساني إذا كان الإطار الفولاذي قويًا فإنه يأخذ مساحة كبيرة من المساحة في الهيكل.
سرعة تنفيذ المشروع تكون أعلى بكثير عند استخدام الإطار الفولاذي.
الإطار المعدني بسبب ثباته ويحتاج إلى صيانة أقل وله عمر أطول حياة وستكون النتيجة تكلفة أقل.
يمكن تطبيق وتجهيز أجزاء هذا النوع من الهياكل العظمية بأي حجم وتتحمل أي ضغط.
أجزاء الهيكل الفولاذية بالمقاسات المطلوبة و يتم إنتاجها في المصنع، ولهذا السبب فإن هدر المواد أقل مقارنة بالإطار الخرساني.
المواد المستخدمة في الإطار المعدني هي من النوع المعاد تدويره، وفي هذا الصدد، هناك ضرر أقل على البيئة.
إمكانية التعديل والصفائح الجانبية العيوب دون تدمير المواد والتدمير موجودة في الإطار المعدني
المقاطع الفولاذية لها خصائص التجانس والمرونة. معامل القوة الزلزالية أقل في الإطار الفولاذي. في أشكال الخرسانة المسلحة، يزداد معامل القوة الزلزالية بسبب زيادة الوزن