الأساسات المصممة والمبنية بشكل جيد مهمة للمباني الفولاذية. ومع ذلك، غالبًا ما تحظى الأساسات باهتمام أقل من الهياكل المعدنية المصاحبة فوق الأرض. يشعر العديد من المشترين المحتملين بالحيرة حول كيفية تخطيط وبناء الأساسات.
الأساس السليم أمر بالغ الأهمية لنجاح مشروع البناء. فالأساسات الضعيفة يمكن أن تتسبب في ميل الجدران وغرق الأرضيات، كما أنها عرضة للتلف بسبب الزلازل والرياح القوية. يمكن أن تؤدي هذه المشاكل إلى مخاطر تتعلق بالسلامة أو إصلاحات مكلفة أو تجعل المبنى غير قابل للاستخدام. في بعض الأحيان قد يكون هدم المبنى والبدء من جديد أرخص من إصلاح الأساسات التي تعاني من مشاكل.
أسس ل المباني المعدنية الجاهزة مختلفة وغالباً ما تكون أكثر تعقيداً من تلك الخاصة بالمباني العادية. من المهم ملاحظة أن أطقم المباني المعدنية لا تشمل الأساسات أو المراسي. ولذلك، ستحتاج إلى العثور على مهندس محلي لتخطيط الأساسات ومقاول جدير بالثقة لبنائها.
جدول المحتويات
معلومات مهمة حول أساسات المباني المعدنية
فيما يلي بعض النقاط المهمة لتصميم وإنشاء أساسات أنظمة المباني المعدنية:
تتطلب جميع المباني المعدنية أساسًا خرسانيًا، وعادةً ما يكون بلاطة خرسانية مستوية. ومع ذلك، قد لا تتطلب بعض المباني الزراعية والسقائف أرضية خرسانية. يعتمد نوع الأساس والبلاطة الأرضية للمباني الفولاذية على الغرض من المبنى وحجمه وموقعه.
يجب فحص التربة قبل الشروع في مشروع البناء للتأكد من أنها ستدعم الأساس. وإذا لزم الأمر، ينبغي استخدام حشوة ذات نوعية أفضل.
تأكد من اتباع جميع قواعد وقوانين البناء. ستخبرك قوانين البناء المحلية بمدى العمق الذي يجب أن يكون عليه الأساس (للحماية من التجمد) والحد الأدنى لسمك وقوة الخرسانة. قد تحدد القواعد والقوانين المحلية الحد الأقصى لحجم المبنى الذي يمكن تشييده بدون تصريح. على سبيل المثال، يشير قانون البناء الدولي لعام 2021 (IBC) إلى أنواع المباني التي تتطلب تصريحاً. ومن الأمثلة على ذلك المباني الصغيرة ذات الأدوات والتخزين والمباني الخدمية التي تزيد مساحتها عن 120 قدم مربع.
عادة، يجب أن يقوم مهندس إنشائي مرخص بإنشاء الأساسات. ما لم تكن تقوم ببناء سقيفة معدنية صغيرة مساحتها أقل من 120 قدم مربع، فليس من الجيد أن تخطط وتبني الأساس بنفسك. إذا حدث أي خطأ في الأساس، فقد يكون من الصعب والمكلف إصلاحه. لذلك يجب ألا تحاول توفير المال في هذا المجال.
يفهم مهندسو الإنشاءات أفضل الطرق لإنشاء أساسات المباني المعدنية. ومع ذلك، لا يفهم كل مهندس المسائل الفريدة التي ينطوي عليها تصميم هذه الأساسات. تختلف أساسات المباني الفولاذية عن أساسات المباني العادية. اطلب من مهندسك اتباع دليل تصميم الأساسات والمثبتات لأنظمة المباني المعدنية بقلم ألكسندر نيومان.
تصميم أساسات المباني المعدنية
1 العوامل المؤثرة في تصميم الأساس
1.1 تكوين التربة
تحتاج إلى أساس قوي للمبنى الفولاذي الخاص بك. لذا، ستحتاج إلى فحص التربة في موقعك. طبيعة التربة مهمة لسلامة ومتانة المبنى المعدني الجاهز ومتانته. بالإضافة إلى ذلك، هل يمكنك معرفة خط الصقيع في منطقتك؟ وذلك لأن أساس المبنى الخاص بك يجب أن يكون تحت خط الصقيع.
1.2 أحمال المبنى 1.2
بالإضافة إلى ذلك، تحتاج إلى مراعاة ما يلي ما هي الأحمال الإنشائية التي تؤثر على المباني الفولاذية. يفهم المهندسون الإنشائيون المحترفون كيفية حساب أحمال الفولاذ الإنشائية. لذا، أود منك أن تتفضل بمحاولة توظيف محترف.
- أحمال الرياح. المباني المعدنية الجاهزة أخف وزنًا بكثير من أنواع المباني الأخرى. ولذلك، فهي تحتاج إلى أساسات قوية. وإلا فإن الرياح القوية قد تضعف المبنى. تخيل المنزل المعدني مثل شراع كبير مدعوم ببضعة أعمدة قوية. يجب أن تكون أساسات المباني الفولاذية عادةً أقوى من أساسات المباني الأخرى. وذلك لأنها يجب أن تثبت الهيكل في مكانه ضد الرياح القوية والقوى الجانبية.
- أحمال الثلوج. يمكن أن تؤثر كمية الثلوج على المبنى أيضًا على حجم الأساس بسبب وزن ضغط الثلج. هذا هو الشائع حمولة الثلوج للمباني الفولاذية.
- الأحمال الزلزالية. في المناطق ذات الخطورة الزلزالية العالية، تتطلب قوانين البناء تصميمات محددة للأساسات.
1.3 حجم المبنى 1.3
قد تتطلب المباني المعدنية الكبيرة نوعاً مختلفاً من الأساسات عن المباني الأصغر حجماً. وذلك لأنها تحمل وزناً أكبر على الأرض. ويحتاج مهندسو الأساسات إلى معرفة أبعاد المبنى الذي تشتريه وموقع مسامير التثبيت التي تربط الأعمدة الفولاذية.
1.4 إمكانية التوسيع المستقبلي أو إضافة وزن في المستقبل
إذا كنت تخطط لتوسيع أو زيادة وزن المبنى الفولاذي الخاص بك في المستقبل. فمن الأفضل تصميم الأساس لدعم هذه التغييرات. هذا لأنه سيكون من الصعب والمكلف توسيع الأساس في وقت لاحق.
2 من المسؤول عن تصميم المؤسسة؟
يجب أن يتم تصميم أساسات المباني الفولاذية من قبل مهندس إنشائي محترف يتمتع بخبرة واسعة. وذلك لأن بناء أساسات قوية يتطلب معرفة ومهارات خاصة.
3 هل أحتاج إلى خطة أساس لمبنى معدني؟
نعم، تحتاج إلى مخطط أساس مصمم من قبل مهندس إنشائي مرخص. تتضمن أطقم المباني المعدنية مخططات مفصلة، ولكن ليس مخططات الأساسات. لذلك، عادةً ما تكون هناك حاجة إلى خطة أساسات معتمدة من قبل خبير محترف عند التقدم بطلب للحصول على رخصة بناء.
بالإضافة إلى ذلك، سيحتاج مقاول الخرسانة إلى مخططات وتفاصيل مفصلة للأساسات. سيسمح لهم ذلك بتقديم سعر دقيق للأساسات المطلوبة للمبنى الخاص بك.
4 عملية تصميم الأساس 4
يقوم مقاولو البناء عادةً بإدراج استجابة المبنى لمجموعة متنوعة من الأحمال، بما في ذلك الأحمال الحية والأحمال الميتةوالثلوج والرياح وأي أحمال ضرورية أخرى. يستخدم مهندس الأساسات الإنشائية هذه الاستجابات لتحديد نوع الأساس الأنسب. وهذا يضمن أن الأساس الصلب سيقاوم بأمان الأحمال التي يتعرض لها.
هناك اختلافان رئيسيان بين أساسات المباني العادية وأساسات المباني المعدنية:
- كما ذكرنا سابقاً، هناك حاجة إلى أساس قوي لمقاومة ارتفاع الرياح.
- تستخدم معظم المباني المعدنية هياكل الإطار الصلب للدعم. تمارس هذه الإطارات قوى رأسية على الأساس. بالإضافة إلى ذلك، فإنها تولد في نفس الوقت قوى أفقية تدفع الأساس إلى الجانب. وهذا أمر غير شائع في المباني التقليدية ذات الأعمدة والعوارض.
ونتيجة لذلك، من المرجح أن تكون أساسات مبنى فولاذي أقوى ومختلفة عن أساسات منزل كبير أو مكتب من طابقين. وذلك لأن القوى الثقيلة الصاعدة والجانبية غير موجودة في أساسات هذا الأخير أو متوازنة مع وزن المبنى.
اختيار الأساسات للمباني المعدنية
هناك العديد من أنواع الأساسات للمباني الفولاذية. بعض الأساسات تكلف أكثر ولكنها أكثر فعالية. بعض الأساسات غير مكلفة ولكنها غير جديرة بالثقة. لذلك، يجب توخي الحذر عند اختيار أساسات المباني الفولاذية. قد لا تكون الأساسات المناسبة للمباني الصغيرة مناسبة للمباني الكبيرة المباني التجارية المعدنية.
أكثر أنواع الأساسات المستخدمة في المباني الفولاذية شيوعاً هي التالية:
1 قضبان الشد وقواعد الأعمدة
يقلل توصيل الأساسات على جوانب متقابلة من الإطار الصلب من القوى الأفقية على الأعمدة في كل طرف. تختلف قضبان الربط من حيث السعر والموثوقية. بعض قضبان الربط غير مكلفة ولكنها أقل موثوقية، مثل إضافة بضعة قضبان إلى بلاطة خرسانية سميكة. والبعض الآخر أكثر تكلفة ولكن أكثر موثوقية، مثل العوارض الأفقية الخرسانية. يجب أن تكون قاعدة عمود المبنى الفولاذي قوية بما يكفي لتحمل ضغط الرياح.
2 انحناءات مشعرة + دعامات الأعمدة
وهي تعمل بشكل مشابه لقضبان الربط ولكنها تستخدم قاعدة لتحمل القوى الجانبية. كانت دبابيس الشعر شائعة الاستخدام في الماضي، ولكن القواعد الحالية تجعلها أقل فعالية من حيث التكلفة. بما أن بلاطة الأرضية أصبحت الآن جزءًا من الهيكل، فيجب بناؤها كأرضية هيكلية مرتفعة.
هذا يعني أنه يجب تدعيمها بحديد التسليح بدلاً من شبكة سلكية ويجب ألا تحتوي على أي وصلات تحكم. إذا تم قطع بلاطة الأرضية في وقت لاحق لغرض تركيب المرافق، فلن يعمل النظام بعد ذلك. لذلك، استخدم هذه الطريقة بحذر.
3 أساسات مقاومة للانحناء
هذه هي الطريقة الأكثر قابلية للتطبيق على أساسات المباني الفولاذية. كما أنها تُستخدم عادةً في الهياكل غير الخاصة بالمباني. تعمل الأساسات المقاومة للانحناء بشكل مشابه للجدران الاستنادية الكابولية ذات القاعدة العريضة. وهذا يساعد على منع الأساس من الانقلاب أو التدحرج.
4 بلاطة أساس 4 مع فتحة في السقف
يُعرف هذا النظام بالبلاطة المقلوبة من الأسفل ويستخدم عادةً في بناء المنازل. وهو يعمل بشكل مشابه للأساس المضاد للانحناء، وإذا تم تصميمه بشكل صحيح، فإن الدعامات ستكون مماثلة في الحجم لقاعدة الأساس. بدلاً من الدعامات الصغيرة والضيقة التي يتوقعها البناؤون عادةً. يجب تجنب هذا التصميم باستثناء المنازل المعدنية الصغيرة جداً. بالإضافة إلى ذلك، لا تعمل هذه الأنظمة بشكل جيد في المواقع الباردة.
5 دعامة الوسادة الخرسانية 5 دعامة خرسانية
هذه الوسادات سميكة ومدعمة من الأعلى والأسفل. وقد تكون ثقيلة بما يكفي لتحمل الرياح القوية. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تعمل التعزيزات الخاصة بها كروابط موزعة. وتجدر الإشارة إلى أنها باهظة الثمن نسبياً.
6 خوازيق خرسانية
الأكوام الخرسانية باهظة الثمن وعادةً ما تستخدم في التربة الرديئة. وذلك لأن الأساسات الضحلة ليست خياراً جيداً في مثل هذه التربة.
7 أساسات الرصيف العميق
تُستخدم هذه الأساسات العميقة كأساسات ركيزة في مناطق التربة الرخوة. وهي اقتصادية للغاية وتستخدم عادةً لدعامات المباني الفولاذية والهياكل غير الخاصة بالمباني مثل لافتات الطرق السريعة وأعمدة المرافق. وبالإضافة إلى ذلك، لا تعتمد هذه الأساسات على البلاطة على الصف، مما يجعلها مناسبة للمباني الزراعية. يمكن استخدام الدعامات العميقة مع العوارض الخارجية القوية.
أياً كانت الطريقة التي تختارها، يجب أن تكون الأساسات قوية بما فيه الكفاية. وذلك لأنها تحتاج إلى تحمل قوى رفع الرياح، وليس فقط دعم الوزن من الأعلى.
ابدأ مشروعك اليوم مع تقدير سعر مخصص للمبنى الفولاذي الخاص بك.
أساسات المباني المعدنية الصغيرة
تشمل هذه المباني المرائب المعدنية ووحدات التخزين السكنية. وهذه أبعاد المباني الفولاذية لا تتجاوز 30×40. كما ذكرنا سابقاً، إذا كان حجم هذه المباني لا يقل عن 120 قدم مربع، فإنها عادة ما تتطلب رخصة بناء. ومن المحتمل أن تتطلب أيضاً مجموعة من رسومات الأساسات من قبل مهندس إنشائي مرخص. بالإضافة إلى ذلك، فإن أفضل نظام أساس لهذه المباني المعدنية هو:
- قضبان الربط + دعائم الأعمدة
- دبابيس الشعر + دعائم الأعمدة (استخدم بحذر)
- لوح ذو حدبة (استخدمه بحذر)
- ماتس
- أعمدة الحفر
وتجدر الإشارة إلى أن معظم مشاريع البناء هذه تتطلب استخدام أساسات الطابق الأرضي.
أساسات المباني المعدنية الزراعية
ويشمل هذا النوع من المباني حظائر التخزين، وساحات ركوب الخيل، والمباني المماثلة. وعادةً ما تكون أرضياتها ترابية وتتراوح أحجامها من مبانٍ صغيرة من الصلب 40×60 إلى مبانٍ أكبر بكثير تغطي آلاف الأقدام المربعة. كما ذكرنا سابقاً، من المرجح أن تتطلب هذه المنازل رخصة بناء. بالإضافة إلى ذلك، من المرجح أن تتطلب مجموعة من رسومات الأساسات من قبل مهندس إنشائي مرخص.
وبما أن هذه المباني لا تحتوي عادةً على ألواح أرضية، فإن أفضل طريقة للأساسات هي:
- الأسس المقاومة للحظات
- أعمدة الحفر
أساسات المباني المعدنية التجارية الكبيرة
تشمل هذه الفئة من متوسطة إلى مستودعات كبيرةوالمباني المجتمعية والمباني التجارية. نظراً للأحمال العالية التي تحملها الأساسات. لذلك، تتطلب هذه المباني الحلول الأكثر موثوقية. قد تحتاج إلى مجموعة من رسومات الأساسات التي أعدها مهندس إنشائي محترف. أفضل طريقة أساس مناسبة للمباني المعدنية التجارية هي:
- قضبان الربط + دعائم الأعمدة
- الأسس المقاومة للحظات
- ماتس
- الأكوام
- أعمدة الحفر
ستحتاج معظم المباني إلى قاعدة مستوية (بلاطة أرضية) وسيكون لها جدران أو عوارض عند الحواف التي تقع تحت خط الصقيع. بالإضافة إلى ذلك، سيتم دعم أعمدة المبنى على أعمدة. سيقوم المهندس الإنشائي بوضع خطط لكل هذه الأمور.
مسامير التثبيت للمباني المعدنية
تكون مسامير التثبيت مهمة جدًا أيضًا عندما تكون تركيب المباني الفولاذية. ويمكنها دعم أعمدة المبنى أثناء تركيب الهيكل الفولاذي. بالإضافة إلى ذلك، فهي تساعد في نقل قوى الرياح والزلازل من الهيكل المؤطر إلى الأساس.
يعتمد نوع مسامير التثبيت وحجمها وطولها وعددها على المبنى الخاص بك. مسامير التثبيت هذه مهمة للغاية ويجب أن يصممها مهندس إنشائي مرخص.
1 دقة وضع مسامير التثبيت الدقيقة
يجب تركيب المباني الفولاذية الجاهزة بدقة شديدة. إذا لم يتم وضع صواميل التثبيت بشكل صحيح (حتى ولو بمقدار بوصة واحدة)، فلا يمكن تثبيت الأعمدة على الأساس. لذلك، يجب أن يتم التجميع بواسطة مهنيين مهرة، مثل المساحين والمهندسين الميدانيين. لا ينبغي أن يقوم بهذا العمل العمال العاديون.
2 وضع مسامير التثبيت
سيزودك مورد المبنى بمخططات محددة، مثل الرسومات والمواصفات العددية لنوع البراغي وموقعها. ستحتاج إلى تقديم هذه المعلومات إلى مصمم الأساسات والمقاول. سيسهل ذلك عليهم معرفة مكان البراغي قبل صب الأساس الخرساني.
التلخيص
الكل أنواع المباني الفولاذية تتطلب أساسًا خرسانيًا مناسبًا لتثبيت المبنى في مكانه. يعتمد نوع الأساس الدقيق على الأحمال على أعمدة المبنى والتربة في الموقع. بالإضافة إلى ذلك، تتطلب معظم المباني المعدنية أرضيات خرسانية قوية. وبعض المباني، مثل مباني التخزين الزراعية، تتطلب أرضيات ترابية فقط.
