الهيكل الصلب مقابل الهيكل الأسمنتي: 9 اختلافات تحتاج إلى معرفتها

يعتبر الصلب مادة بناء صديقة للبيئة بسبب خصائصها القابلة لإعادة التدوير. تطور التحضر وبناءالمباني الصلب الشاهقةنعمل باستمرار على تعزيز تطوير سوق إنشاءات الهياكل الفولاذية. إن مزايا نسبة القوة إلى الوزن العالية والقدرة على حمل أحمال كبيرة ومقاومة قوى الضغط والشد والانحناء تجعل الهياكل الفولاذية خيارًا مثاليًا للدعمالمباني الصلب طويلة الإسبانوالمباني الشاهقة. وفقًا لبيانات Grand View Research ، بلغ سوق المنتجات العالمية للهياكل الفولاذية والمنتجات الهيكلية الصلب 113370 مليون دولار في عام 2023.

لماذا تشغل هياكل الصلب حصة متزايدة في الاقتصاد والمجتمع الحديث؟ ما هي الاختلافات بين الهياكل الفولاذية والهياكل الخرسانية؟ في هذه المقالة ، سنسلط الضوء على الاختلافات عبر 9 جوانب رئيسية.

	الهيكل الصلب	هيكل خرساني
التصميم والمرونة	فترة طويلة وتصميم معقد	فترة قصيرة وتصميم بسيط
الشكل الهيكلي المشترك	الإطار + دعم الصلب	إطار + جدار القص
حجم الأعمدة	40 سم (الحجم المشترك)	70 سنتيمتر (الحجم المشترك)
وزن البناء	0.6-0.8t/m2	1.0-1.5t/m2
خدمة الخدمة	50-70 سنوات	50-100 سنوات
متانة	تحتاج إلى علاج مضاد للتآكل	دائم بطبيعته
أداء مقاوم للحريق	بحاجة إلى حماية من الحرائق	مقاوم للحريق
فترة البناء	سريع	بطيئة
قابلية إعادة التدوير

1. التصميم والمرونة

مرونة تصميم المباني الفولاذية متفوقة على المباني الخرسانية. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الأعضاء الهيكليين الصلب خفيفة الوزن نسبيًا ويمكن أن يكونوا متصلين باللحام أو التماس. يمكن أن تستوعب أيضًا منحنيات معقدة وكذلك التصميمات الهيكلية ذات الشكل مثل الملعب الوطني (وتسمى أيضًا عش بيرد). ومع ذلك ، فإن المباني الخرسانية أثقل وأكثر استقرارًا ، لذلك عادة ما يتم تصميمها بأشكال منتظمة مثل المستطيلات والمربعات ، وهناك مساحة صغيرة جدًا للتغيرات الهيكلية في المباني الخرسانية.

نطاق الامتداد

الهيكل الفولاذي مناسب لمباني المصانع طويلة المدى، والتي يمكن أن توفر مساحة كافية لمنع المعدات الكبيرة ومعدات خطوط الإنتاج. يمكن أن يصل نطاق بناء أو مصنع الهيكل الفولاذي عمومًا إلى عشرات الأمتار أو مئات الأمتار. على سبيل المثال، يمكن أن يصل عرض حظائر الطائرات الفولاذية الكبيرة إلى حوالي 100-150 متر.

على العكس من ذلك ، في حالة الفترات الكبيرة ، لحظات الانحناء وقوى القص التي يتعرض لها الهيكل الخرساني بشكل سريع. لذلك ، من الأكثر شيوعًا أن يكون للهياكل الخرسانية أقل من 30 مترًا.

2. الشكل الهيكلي المشترك

الشكل الهيكلي الشائع لهيكل الصلب هو بنية إطار الصلب بالإضافة إلى بنية الدعم ، والتي تتكون عادة من عوارض الصلب H ، وأعمدة الصلب المتقاطع ، والأعمدة الصلب مربع ، والأجزاء الهيكلية الأخرى. البنية الخرسانية عادة ما تعتمد هيكل الإطار وشكل بنية جدار القص.

3. حجم الأعمدة

بالنسبة للمباني العامة، يكون عرض عمود الهيكل الفولاذي أصغر من الهيكل الخرساني. ويرجع ذلك إلى القوة العالية للصلب وخصائص المواد الموحدة. في ظل نفس الظروف، يمكن جعل حجم القسم أصغر. على سبيل المثال، في مبنى المكاتب متعدد الطوابق، يكون عرض العمود الفولاذي عمومًا 40 سم، وإذا تم استخدام الهيكل الخرساني المسلح، فيجب أن يصل عرض العمود إلى 65 سم على الأقل.

أعمدة صندوق الصلب

أعمدة ملموسة

4. وزن المباني

من الواضح أنه في نفس مساحة البناء، مقارنة بالمباني الخرسانية، يمكن تقليل الوزن الذاتي للهياكل الفولاذية بنسبة 40%، وهو ما يعني أيضًا أنه يمكن توفير التكلفة الأساسية بشكل كبير.

5. خدمة الحياة

العديد من العوامل تؤثر على عمر خدمة المبنى. بشكل عام ، فإن عمر خدمة المبنى الهيكلي الصلب حوالي 50-70. عمر خدمة المباني الخرسانية أطول ، عن 50-100. المباني الخرسانية لديها مزايا الاستقرار العام الممتاز ، ومقاومة التآكل القوية ، ومقاومة الحريق.

كيفية الحفاظ على مباني هيكل الصلب؟

الصيانة المنتظمة هي مقياس مهم لتمديد عمر خدمة هياكل الصلب. يُطلب من المهنيين إجراء عمليات تفتيش منتظمة ، وتنظيف الأوساخ ، والغبار ، وإصلاح الطلاء المضاد للتآكل على هياكل الفولاذ.

بالمناسبة،التآزرتوفير المعالجة السطحية للهيكل الفولاذي تشمل السفع بالخردق (درجة SA2.5)، الطلاء (سمك أكبر من أو يساوي 125 ميكرومتر)، المجلفن بالغمس الساخن (سمك أكبر من أو يساوي 85 ميكرومتر).

تفجير الرصاص (SA 2.5)

تلوين

إتش دي جي

6. المتانة

من حيث المتانة، الهياكل الفولاذية لا تعمل بشكل جيد. وذلك لأن متانة الهيكل الفولاذي تعتمد على إجراءات الحماية الخارجية، بينما الهيكل الخرساني يعتمد على متانة الخرسانة نفسها.

للهياكل الفولاذية مثلمنصات الصلب في الخارجأوهيكل الصلبالجسورهناك حاجة إلى بيئات رطبة ، والمعالجة السطحية مثل الطلاء بالرش أو المجلفنة الساخنة للمنع لمنع التآكل.

تحتاج الهياكل الخرسانية إلى منع التكسير والتحكم فيها ، بمجرد أن يتجاوز الكراك النطاق المسموح به من الكود ، سيكون شريط الصلب بسبب عدم وجود حماية موثوقة للخرسانة ، وعرضة للصدأ.

7. أداء مقاوم للحريق

لا يحتاج الهيكل الخرساني إلى تدابير إضافية للحماية من الحرائق ، ويمكنه عزل الحريق بمفرده. نظرًا لأن المواد الخام المستخدمة في مباني هيكل الصلب هي في الغالب من الصلب ، فإن وقت مقاومة الحريق قصير ، لذلك من الضروري إجراء الحماية من الحرائق. بالنسبة لنباتات هيكل الصلب ، يمكننا توفير ألواح جدار الصوف والصخور الصخرية مع مقاومة للحريق.

8. فترة البناء

بالنسبة للمباني ذات الهياكل الفولاذية، سواء كانت مصانع الهياكل الفولاذية أو الجسور والبنية التحتية الأخرى، فإن فترة بنائها تكون أكثر توفيرًا للوقت من الهياكل الخرسانية. يمكن تصنيع الهيكل الفولاذي مسبقًا في المصنع، ويمكن نقل المنتج النهائي أو شبه النهائي إلى الموقع للتركيب، دون الحاجة إلى صيانة تستغرق وقتًا طويلاً مثل الأسمنت.

9. إعادة التدوير

الصلب هو أكثر المواد المعاد تدويرها على وجه الأرض. من منظور التنمية طويلة المدى، فإن إعادة التدوير هي ميزة الهيكل الفولاذي. يمكن صهر المكونات الفولاذية الهيكلية وإعادة تشكيلها وإعادة استخدامها في منتجات جديدة، مما يقلل من التأثير البيئي. وفي المقابل، فإن إعادة تدوير المباني الخرسانية يمثل تحديًا، وكفاءة إعادة التدوير منخفضة واستهلاك الطاقة مرتفع.