أنواع طرق تركيب الهياكل الفضائية

ما هو الهيكل الفراغي؟

الهيكل الفضائي هو هيكل خفيف الوزن يتكون من العديد من العناصر المعدنية المترابطة. تشكل هذه العناصر إطارًا ثلاثي الأبعاد يغطي مساحات واسعة دون الحاجة إلى العديد من الأعمدة. وتتقاسم الأجزاء المترابطة الحمل وتنقله عبر الهيكل بأكمله.

يمنحها تصميم الهيكل الفراغي هذا متانة وثباتًا، كما يجعلها مناسبة للمباني ذات المسافات الكبيرة بين الدعامات. وعلى عكس الهياكل الفولاذية, تعمل هذه الهياكل في أكثر من اتجاه واحد. وتُرتَّب أعضاؤها بشكل أساسي في نمط من المثلثات أو أشكال هندسية أخرى. والآن، عندما يُطبق الحمل على الهيكل، تنتقل القوة عبر عدة أعضاء متصلة ولا تقتصر على جزء واحد فقط.

وهذا يساعدها على تحمل الأحمال الثقيلة والقوى الأخرى، مثل الرياح والزلازل. وفي الوقت نفسه، تستهلك هذه الهياكل الفراغية كميات أقل من المواد، مثل الفولاذ، وعددًا أقل من أعمدة فولاذية التي يمكنها حجب الضوء في لحظة. وهذا ما يجعل هذا النوع من الإضاءة أسهل في التركيب وأكثر تكلفة معقولة للمشاريع الكبيرة. وغالبًا ما تجدها في الملاعب والمطارات وقاعات المعارض ومراكز التسوق والمصانع.

الأنواع الرئيسية لطرق تركيب الهياكل الفضائية

الآن أصبحت لديك معرفة أساسية بالإطارات الفراغية وكيفية عملها. أليس كذلك؟ والخطوة التالية هي تركيبها. تذكر أنه لا توجد طريقة واحدة تناسب كل أنواع الإطارات الفراغية. فطريقة التركيب تختلف باختلاف تصميم الإطار الفراغي ونوعه. دعونا نناقش طرق التركيب الرئيسية التي تحتاج إلى معرفتها.

1- التجميع على الأرض والرفع

يُعد التجميع على الأرض والرفع من أبسط الطرق لتركيب الهيكل الفراغي. في هذه الطريقة، لا يتم بناء الهيكل الفراغي على ارتفاع، بل يتم تجميعه أولاً على الأرض. أولاً، يتم تجهيز الأرض التي سيتم تركيب هذه الهياكل عليها وتسويتها. بعد ذلك، يتم وضع العناصر المعدنية على الأرض وربطها وفقًا للتصميم.

وهذا أسهل من العمل على ارتفاعات عالية فوق سطح الأرض، لأن العمال يمكنهم الوصول إلى كل جزء بسهولة. وفي هذه المرحلة، يقومون أيضًا بفحص الوصلات وشكل الهيكل قبل رفعه. وبمجرد تجميع جميع الأجزاء، تُستخدم آلة رفع، مثل الرافعة، لرفع الهيكل ببطء ونقله إلى موضعه النهائي. وبمجرد وضع الهيكل في مكانه، يقوم العمال بتوصيله بدعامات المبنى.

2- وحدة أو تجميع مقطعي

يعني التجميع بالكتل أو الأقسام بناء الهيكل الفراغي على شكل أجزاء أصغر. وهذا يعني أن العمال لا يقومون ببناء الهيكل الفراغي بأكمله دفعة واحدة، بل يقومون بذلك على شكل أقسام. ويُطلق على كل جزء اسم «كتلة» أو «قسم». أولاً، يتم تقسيم الهيكل الفراغي الكبير إلى أقسام أصغر. ثم يقوم العمال بتجميع كل قسم على حدة. وتكون هذه الأقسام الصغيرة أسهل بكثير في التعامل معها مقارنة بالأقسام الأكبر حجمًا.

بمجرد اكتمال أحد الأقسام، يقوم العمال بفحص حجمه وشكله ووصلاته قبل نقله إلى مكانه. بعد ذلك، ترفع رافعة كل قسم على حدة وتضعه في الموضع الصحيح. ويتم بعد ذلك توصيل هذا القسم بالقسم الذي تم تركيبه من قبل. وتستمر هذه العملية حتى يتم تشكيل الهيكل الفراغي بالكامل. وتُعد هذه الطريقة فعالة بشكل خاص في الأماكن ذات المساحة المحدودة، حيث تتيح بناء الهيكل بالكامل على الأرض.

3- تركيب السقالات أو الدعامات المؤقتة

وهناك طريقة أخرى تتمثل في استخدام السقالات، حيث يقوم العمال بتجميع الهيكل الفراغي في شكله النهائي باستخدام دعامات مؤقتة. وتقوم هذه الدعامات بتثبيت الهيكل أثناء تجميعه. وتشمل هذه الدعامات المؤقتة السقالات والأبراج المؤقتة. لذا، يقوم العمال أولاً بوضع السقالات أسفل المنطقة التي سيتم تركيب الهيكل الفراغي فيها. وبعد ذلك، يبدأون في ربط أجزاء الهيكل الفراغي ببعضها البعض.

تتحمل الدعامات وزن هذه الهياكل التي لم تكتمل بنائها بعد، وتبقيها في مكانها أثناء العمل. ومع إضافة المزيد من العناصر، يتخذ الهيكل الفراغي شكله النهائي تدريجيًا. وطوال هذه العملية، توفر السقالات الدعم اللازم. وعندما يكتمل الهيكل ويتم توصيله بدعاماته الدائمة، تُزال الدعامات المؤقتة بعناية. ويُعد هذا النوع من التركيب هو الأفضل عندما يكون رفع الهيكل الفراغي بأكمله أمرًا صعبًا أو عندما تكون الأجزاء ثقيلة جدًّا.

4- الرفع على كامل الامتداد

وننتقل الآن إلى الرفع على كامل الامتداد، وهو الأسلوب الذي يُستخدم عندما يتعين أولاً بناء جزء كبير من الهيكل الفراغي على الأرض. وهذا يعني أنه بدلاً من تجميع مقطع صغير، يقوم العمال بتجميع المقطع الكبير، بل وحتى الهيكل الفراغي بأكمله، على الأرض. وعلى مستوى الأرض، يمكنهم الوصول بسهولة إلى كل جزء وإجراء وصلات أكثر أماناً.

بمجرد أن يصبح كل شيء جاهزًا، يتم تثبيت الرافعات أو معدات الرفع الأخرى على نقاط الرفع المحددة مسبقًا. ثم يتم رفع الجزء ببطء حتى يصل إلى الارتفاع المطلوب. تتيح هذه الطريقة بناء الهياكل بسرعة. ومع ذلك، فإن رفع هيكل بهذا الحجم ليس بالأمر السهل. قد يكون الهيكل ثقيلًا جدًّا، لذا يجب أن تتمتع الرافعة المستخدمة في مثل هذا التركيب بقدرة رفع كافية.

5- التثبيت التدريجي

يعني مصطلح «التدريجي» بناء الهيكل الفراغي شيئًا فشيئًا حتى يكتمل الهيكل بأكمله. وهذا يعني أن العمال لا يقومون ببناء الهيكل الفراغي بالكامل دفعة واحدة، بل يقومون بتركيب قسم واحد، ثم يضيفون القسم التالي إليه. ويستمر العمل بهذه الطريقة في جميع أنحاء المبنى. وهنا، يبدأ العمال من نقطة محددة مسبقًا.

بعد ذلك، يقومون بتوسيع الهيكل تدريجيًا عن طريق إضافة أجزاء أو أقسام جديدة. ويتم توصيل كل جزء جديد بالجزء الموجود بالفعل. ونتيجة لذلك، يتشكل الهيكل تدريجيًا حتى يصل إلى شكله النهائي. ومن الأمور المثيرة للاهتمام في هذه الطريقة أنها تسهل العمل على العمال، حيث إن الأجزاء الصغيرة أسهل في النقل. كما أنها تُعد الخيار الأمثل عندما لا يتوفر مساحة كافية على الأرض.

6- تركيب الكابولي

يُعد التركيب الكابولي طريقة أخرى يُلجأ إليها عندما يتعذر وضع دعامات أسفل الهيكل الفراغي. في هذه الطريقة، يُشيد الهيكل الفراغي من جانب واحد ثم يمتد تدريجيًا نحو الجانب الآخر. وهذا يعني أن الجزء الجديد من الهيكل الفراغي يصل إلى الارتفاع المطلوب دون الحاجة إلى أي دعامة.

يستمر العمال في إضافة أجزاء جديدة إلى طرف الهيكل، بحيث يتوسع إلى الخارج. ومع ازدياد طول الهيكل، يحرص العمال على أن يظل مستقرًا وألا يتحرك بشكل مفرط. وتستمر العملية حتى يصل الإطار إلى الجانب الآخر ويتم توصيله بدعاماته الدائمة. وتتمثل الميزة الرئيسية لطريقة التركيب هذه في أنها لا تتطلب أي دعامات. وهذا مفيد بشكل خاص في الأماكن التي يجب أن تظل المساحة الموجودة أسفلها مفتوحة.

كيفية اختيار الطريقة المناسبة لتركيب الهياكل الفضائية؟

كما ترون، هناك عدة طرق لتركيب الهياكل الفضائية. ولكل طريقة متطلباتها الخاصة. ولهذا السبب قد يكون اختيار الطريقة المناسبة أمراً صعباً، خاصةً للمبتدئين. ولتسهيل الأمر، سأستعرض العوامل التي يجب عليكم أخذها في الاعتبار.

• حجم ووزن الهيكل

يُعد حجم ووزن الهيكل الفراغي من أول الأمور التي يجب أخذها في الاعتبار. تتنوع الهياكل الفراغية في أحجامها وأوزانها. على سبيل المثال، إذا كان الهيكل الفراغي كبير الحجم، فستحتاج إلى رافعة لرفع أجزائه. أما إذا كان خفيفًا بما يكفي وسمح الموقع بذلك، فيمكنك تجميعه على الأرض ثم رفعه. 

• المساحة المتاحة

ثانياً، تؤثر المساحة المتاحة أيضاً على اختيار الطريقة. فهناك بعض الطرق التي تتطلب مساحة واسعة حيث يقوم العمال بفرش وتجميع الهيكل قبل رفعه. إذا كانت لديك مساحة كافية، فيمكنك اختيار طريقة التركيب هذه. لكن مواقع البناء لا تكون دائماً واسعة. وفي هذه الحالة، يمكنك بناء الهيكل الفراغي قسماً تلو الآخر.

• ارتفاع المبنى

يُعد ارتفاع المبنى عاملاً مهمًا آخر. فتركيب هيكل فراغي على ارتفاع كبير عن سطح الأرض غالبًا ما يجعل العمل أكثر صعوبة. وهذا يزيد من حجم الأعمال التي يتعين إنجازها على ارتفاع. لذا، اختر الطريقة التي تتيح لك إتمام عملية التجميع على سطح الأرض.

• سعة الرافعة

يجب أيضًا أن تضع في اعتبارك سعة الرافعة التي تستخدمها لتركيب الهياكل الفراغية. يجب أن تكون قادرة على رفع وزن الهيكل الفراغي أو مقاطعه بأمان. كما يجب أن تكون سعتها قريبة من وزن الهيكل الفراغي. ومع ذلك، فإن وزن الهيكل الفراغي وحده لا يكفي. فمسافة الرفع والارتفاع وموقع الرافعة وظروف العمل عوامل مهمة أيضًا.

• شروط الموقع

وأخيرًا، يختلف كل موقع بناء عن الآخر. فقد تكون الأرض رخوة أو غير مستوية، وقد تكون منطقة العمل مزدحمة. كما يؤثر الطقس أيضًا على سير العمل. ولهذا السبب، يجب أن تتناسب طريقة التركيب مع الظروف الفعلية للموقع. 

الخاتمة

تُعد الهياكل الفراغية أفضل الهياكل الفولاذية لتوفير المساحة في المباني الحديثة. لكن تركيب هذه الهياكل الفراغية ينطوي على عدة طرق تناولتها في هذا الدليل. وتشمل هذه الطرق التجميع على الأرض، والتركيب المقطعي، والدعامات المؤقتة، والرفع على كامل الامتداد، والتركيب التدريجي، وغيرها. ولكل من هذه الطرق مزاياها وعيوبها. ولهذا السبب لا توجد طريقة تركيب واحدة تناسب كل مشروع. فالطريقة التي تعمل بشكل جيد في موقع صغير أو مفتوح قد لا تكون مناسبة لمنطقة هيكلية كبيرة. ولهذا السبب يجب أن تأخذ في الاعتبار حجم الإطار ووزنه، والمساحة المتاحة، وارتفاع المبنى، والرافعة.