أنظمة الهياكل الفراغية

كيف يعمل الهيكل الفراغي؟

في الهيكل الفراغي تشكّل الأوتار العلوية والسفلية والأقطار الرابطة بينها وحدات هرمية. تتوزع أحمال الرياح والثلوج والتغطية عبر العقد على جميع الأعضاء، فيعمل النظام كله لا عنصر واحد. هذا السلوك يجعل أنظمة الهياكل الفراغية خفيفة وشديدة الصلابة في آن واحد.

المكوّنات

النظام الإنشائي الرئيسي

• الكرة (العقدة): عنصر فولاذي مطروق تلتقي عنده الأعضاء؛ يُثقب كل ثقب على آلة CNC بالزاوية المحددة في التصميم.
• الأنبوب: عضو النظام، ويُختار قطره وسماكة جداره حسب القوة التي يحملها.
• المخروط: قطعة انتقالية ملحومة بطرفي الأنبوب تنقل القوة إلى البرغي.
• البرغي والجلبة والخابور: تربط الأنبوب بالكرة؛ تدير الجلبة البرغي أثناء الشد ويثبّت الخابور موضعه.
• الركيزة: الوصلة التي يجلس بها النظام على العمود أو الجسر وتنقل الحمل إلى المنشأ الحامل.

العناصر الثانوية والتغطية

• المدادات: عناصر ثانوية تُركَّب على قوائم فوق عقد الطبقة العلوية وتحمل التغطية.
• الروافد: عند الحاجة، عناصر فوق المدادات تُثبَّت عليها التغطية.
• تغطية السقف: ألواح ساندويتش أو صفائح ترابيزويدال أو وصلات قائمة أو بولي كربونات أو زجاج — الغلاف الذي يحمي المبنى.

أنواع الشبكات

الجمال والوظيفة

تخلق أنظمة الهياكل الفراغية فراغات داخلية رحبة بلا أعمدة وتمنح المصمم حرية الشكل. وعند تركها ظاهرة تصبح هندستها المنتظمة توقيع المبنى. ومع الأسطح الزجاجية أو البولي كربونات تُدخل ضوء النهار إلى الفراغ، وتُخفى تمديدات التهوية والإنارة داخل الشبكة.

أمثلة تطبيقية

• المطارات وحظائر الطائرات: أسقف الصالات ومظلات الساحات وحظائر بواجهة أبواب مفتوحة بالكامل.
• المراكز التجارية: أفنية مضاءة بضوء النهار وممرات واسعة وأسقف عالية.
• الساحات الرياضية والملاعب: بحور واسعة لا تحجب الرؤية بين المدرجات.
• مراكز المعارض والمؤتمرات: صالات كبيرة قابلة للتقسيم ومساحات عرض.
• المنشآت الصناعية والإنتاجية: مساحات إنتاج بلا أعمدة وهيكل قوي لأحمال الرافعات والتمديدات.
• محطات النقل: مظلات واسعة تجمع الأرصفة وصالات الانتظار تحت سقف واحد.
• المباني التعليمية والثقافية: أفنية الجامعات وقاعات المؤتمرات والقباب.