أنواع ومميزات نظام الأنبوب الهيكلي

يتم استخدام نظام الأنبوب الهيكلي في المباني الشاهقة لمقاومة الأحمال الجانبية مثل الرياح والقوى الزلزالية.

وتسمح أنظمة مقاومة الحمل الجانبي هذه للمبنى بالتصرف مثل أنبوب أسطواني مجوف ناتئ عمودي على الأرض.

وبالتالي، يُظهر الهيكل سلوكًا أنبوبيًا ضد الأحمال الجانبية.

وقد تم تطوير نظام الأنابيب من قبل المصمم الإنشائي الشهير فضل الرحمن خان في عام 1960، والذي يعتبر أب التصميم الأنبوبي في الهندسة الإنشائية.

حيث كان مبنى DeWitt Chestnut Apartment في شيكاغو أول هيكل أنبوبي صممه خان في عام 1963.

ميزات نظام الأنبوب الهيكلي

تطور نظام الأنبوب الهيكلي من مفهوم نظام الإطار الصلب وهو إطار ثلاثي الأبعاد قادر على مقاومة جميع الأحمال الجانبية بهيكل الواجهة.

يتكون النظام من ترتيب أساسي داخلي محاط بأعمدة خارجية.

وأعمدة المحيط الخارجي متقاربة ومتصلة ببعضها البعض مع عوارض عميقة تشكل إطارًا صلبًا.

وبالتالي، فإن هذا الترتيب يخلق جدارًا هيكليًا كثيفًا وقويًا على طول الجزء الخارجي من المبنى.

وقد تم تصميم الإطار الخارجي ليكون قويًا بما يكفي لمقاومة الأحمال الجانبية المؤثرة على المبنى،

وبالتالي السماح للجزء الداخلي من المبنى بمقاومة أحمال الجاذبية.

وتكون الأعمدة الداخلية قليلة العدد وتقع حول الهيكل الأساسي.

يمتد الإطار الأساسي والإطارات المحيطة بعوارض أو دعامات، حيث تساعد هذه الأعضاء في نقل أحمال الجاذبية داخل الهيكل.

وتعمل هذه الآلية على زيادة فعالية الأنبوب المحيط لمقاومة لحظات الانقلاب المتكونة بسبب الأحمال الجانبية.

أنواع نظام الأنبوب الهيكلي

الأنواع الرئيسية للأنظمة الهيكلية الأنبوبية هي:

1. نظام أنبوب مؤطر
2. نظام الأنبوب Trussed
3. نظام أنبوب في أنبوب
4. نظام الأنابيب المجمعة
5. نظام الأنبوب الهجين

1.      نظام الأنبوب الهيكلي المؤطر

نظام الأنبوب المؤطر هو أبسط وأول نظام هيكلي أنبوبي لخان.

ويمكن استخدام الأنبوب المؤطر لأشكال مختلفة من مخطط الأرضية مثل المربع، الدائري، المستطيل، والشكل الحر.

ويتكون النظام الهيكلي للأنبوب المؤطر من أعمدة خارجية متقاربة ومتصلة بشكل صارم مع عوارض عميقة تعمل بشكل مستمر على طول كل واجهة وحول زوايا المبنى.

يزيد هذا الترتيب من صلابة الشعاع والعمود عن طريق تقليل أبعاد الامتداد الواضحة وزيادة عمق العضو.

هذا النوع فعال للمباني التي يتراوح ارتفاعها من 38 إلى 300 متر.

2.      نظام الأنبوب الهيكلي Trussed

تتكون الأنظمة الهيكلية للأنبوب المدموج مثل أنظمة أنابيب الإطار من عدد أقل من الأعمدة الخارجية مقارنةً بأنظمة الأنابيب المؤطرة التي يتم وضعها بعيدًا عن بعضها البعض.

وترتبط هذه الأعمدة باستخدام دعامة فولاذية أو جدران قص خرسانية.

وهذا الترابط بين الأعمدة الخارجية يجعل صندوقًا صلبًا قادرًا على مقاومة القص الجانبي بالقوة المحورية في الأعضاء بدلاً من الانحناء أو التقويس (الانثناء).

يتيح توفير تباعد عريض بين الأعمدة في نظام الأنبوب المدبب مساحة خالية للنوافذ.

3.      نظام هيكل أنبوب في أنبوب

يُعرف النظام الهيكلي للأنبوب في الأنبوب أيضًا باسم ترتيب “الهيكل والأساس”.

ولكن هنا، الأنبوب الأساسي محاط بأنبوب خارجي.

ويحتوي الأنبوب الأساسي على العناصر الأساسية للمبنى الشاهق مثل المصاعد والقنوات والسلالم وما إلى ذلك.

إن الأنبوب الخارجي هو نظام الأنبوب المعتاد الذي يأخذ غالبية الجاذبية والأحمال الجانبية.

في هذا النظام، تتفاعل الأنابيب الداخلية والخارجية أفقيًا كمكونات قص وانثناء.

4.      نظام الأنبوب الهيكلي المجمّع

في النظام الهيكلي للأنابيب المجمعة، هناك العديد من الأنابيب المترابطة لتشكيل أنبوب متعدد الخلايا.

يقاوم هذا الترتيب معًا الأحمال الجانبية ولحظات الانقلاب.

نظام الأنبوب في الأنبوب هو تصميم المبنى الأكثر اقتصادا وتعدد الاستخدامات والذي يساعد على إنشاء أشكال مثيرة للاهتمام.

5.      النظام الهيكلي للأنبوب الهجين

عندما يكون تصميم المبنى رقيقًا أو أقل قوة وصلابة، يتم استخدام نظام هيكلي هجين.

يجمع النظام الهيكلي للأنبوب الهجين بين شكلين هيكليين أو أكثر في أجزاء مختلفة من الهيكل.

ويعد هذا النظام أكثر شيوعًا في تصميمات المباني المعقدة.

للاطلاع على المزيد من الأخبار المعمارية

استخدام كاميرات وبرامج الذكاء الاصطناعي لتحسين تتبع مشروعات البناء