أنواع أنظمة الهياكل الفراغية: الأشكال وأنماط الشبكات

لا تأتي أنظمة الهياكل الفراغية في قالب واحد: بالكرة والأنبوب نفسيهما يمكن تنفيذ سقف مصنع مستوٍ أو قبة مسجد. نتناول في هذا المقال أنواع الهياكل الفراغية تحت ثلاثة عناوين: الشكل الهندسي، وعدد الطبقات، ونمط الشبكة.

الأنواع بحسب الشكل

الهيكل الفراغي المستوي

مستويا الأوتار العلوية والسفلية متوازيان. هو أكثر الأنواع شيوعًا واقتصادًا، ويُستخدم للمصانع والمستودعات والمحطات والقاعات. ويُعطى ميلًا بسيطًا أو ارتفاعات ركائز متفاوتة لتصريف المياه.

الهيكل الفراغي المائل

يميل السقف في اتجاه أو اتجاهين، فتنصرف مياه الأمطار والثلوج تلقائيًا، ولذلك يُفضَّل في المناطق عالية الأحمال الثلجية.

الهيكل الفراغي القبوي

يقلّل الشكل الأسطواني قوى الأعضاء بفعل القوس، ويعطي نتيجة اقتصادية وأنيقة فوق المسابح وملاعب التنس والأسواق والأبهاء.

القبة الفراغية

أكفأ الأشكال للمساقط الدائرية والمضلعة. تُنفَّذ بطبقة واحدة أو طبقتين للمساجد والصالات وميادين الفروسية والقباب الفلكية.

الأهرام والأشكال الحرة

تُستخدم الأهرام لمظلات المداخل والمناور، والأشكال الإهليلجية والموجية وثنائية الانحناء للمطارات والمراكز التجارية والمباني المميّزة. وفي هذه الأنظمة تُشغَّل زوايا ثقب كل عقدة خصيصًا للمشروع.

بحسب عدد الطبقات

بحسب نمط الشبكة

• مربع فوق مربع: الأوتار العلوية والسفلية في الاتجاه نفسه مع إزاحة نصف موديول. النمط الأكثر شيوعًا.
• مربع فوق قطري: الطبقة السفلية مدارة 45°؛ عناصر أقل ونظام أخف.
• الشبكة المثلثية (ثلاثية الاتجاه): صلابة متساوية في كل الاتجاهات؛ للقباب والمساقط السداسية.

بحسب طريقة الارتكاز

يمكن أن يرتكز الهيكل الفراغي على حوافه الأربع، أو على أعمدة الأركان فقط، أو على ثلاث حواف. والأنظمة الكابولية شائعة أيضًا كما في المدرجات والمظلات. ويؤثر نظام الارتكاز مباشرة في مقاطع العناصر وأقطار الأنابيب، لذا ينبغي التفكير فيه منذ بداية التصميم المعماري.

أي هيكل فراغي لأي مبنى؟

الجدول للتوجيه العام. ويُحدَّد النظام النهائي بتقييم البحر والأحمال والتصميم المعماري معًا.

الأسئلة الشائعة