اعتبارات تحليل مواقع التشييد المصغر والمسبق الصنع

القروض الحية: مرحلتا الحيازة والسرقة والتشييد

وتشمل الحمولات الحية جميع الحمولات المتغيرة التي يفرضها الشغل والأثاث والمعدات المنقولة وأنشطة البناء المؤقتة، وكثيرا ما تخدم المباني النموذجية أغراض الاستخدام المختلط - الفنادق، والشقق، والمكاتب، والفصول الدراسية - كل منها له احتياجات محددة من الحمولة الحية في الفصل السابع - ٢٢ )مثلا، ٤٠ رصفا للإقامة، ٥٠ رصفا للمكاتب، ١٠٠ رصف للممرات العامة(.

بناء أماكن إقامة حية

وأثناء عملية الانتصاب، يمكن أن تخضع الوحدات لتحميل مركزة من العمال والأدوات والمنصات المؤقتة، وينبغي النظر في هذه الحمولات الحية في مراحل التشييد بصورة منفصلة عن حمولات الخدمات، وكثيرا ما تنظم تصميم الدايبراغيمات الأرضية ولوحات الاتصال، واستخدام حد أدنى من الإنشاءات الحية يبلغ 20 رزما على الطوابق أثناء رفعها، على النحو الذي أوصت به المبادئ التوجيهية لتصميم معهد المباني النموذجي.

Roof Live Loads and Snow Drift

وكثيرا ما تستند الحمولات الحية من المباني النموذجية إلى الحد الأدنى لسقف الحاويات الذي تبلغه الهيئة الدولية للسوائب ٢٠ رصفا، ولكن تحميل الثلج يتطلب تحليلا مفصلا - لا سيما بالنسبة لأسطح متعددة الوحدات ذات الوديان والمظلات وخطوط السقف المتصاعدة، ويمكن أن تكون الحمولات العائمة أعلى بكثير من حمولات الثلج الأرضية ويجب أن تُحسب في إطار مقاطعات من الوحدات إلى العقيدات)ج(.

Environmental and Special Loads: Wind, Seismic, and Snow

ويجب أن تقاوم المباني النموذجية قوى الرياح والأحداث السيزمية وتراكم الثلج على كل منها يتطلب تحليلا دقيقا لمسارات الحمولة لأن الوحدات غالبا ما تكون متصلة بشكل طفيف أثناء التجمع الأولي، وقد تؤدي المرونة المتأصلة في الوحدات ووصلاتها إلى تضخم أكبر مما هو عليه في الهياكل التقليدية، مما يتطلب اهتماما خاصا للآثار التي تحدثها الدلتا والحدود العائمة فيما بين الصيغ.

القروض الفائزة بالهيكلات النموذجية

وتُحدد حمولات الرياح من خلال ارتفاع المباني، وفئة التعرض، والعوامل الطبوغرافية لكل من الـ 7-22، أما بالنسبة للمباني النموذجية، فإن التصفيق والإطار الهيكلي يسهمان في مقاومة الرياح، وعادة ما تكون لدى الوحدات نسبة عالية من التشعب إلى الوزن، مما يمكن أن يقلل الفترات ويزيد من حجم القاع مقارنة بالمباني الأكثر ثقلا، غير أن الروابط بين الوحدات النموذجية لتحميل الريح بالكامل.

السيزميات ودرجة العقيدات

Sismic design of modular buildings follows the same principles as conventional structures (using equivalent lateral force or modal response spectrum analysis per ASCE 7-22), but special attention must be paid to the deformation capacity of connections. Modular buildings often have a short fundamental period due to their lateral stiffness, which can attract higher seismic forces. The Seism Design category (SDC) must be determined based on ma’s risk

"اللوحات المُحدّدة"

ويمكن أن تكون السقف المتحركة أو المنخفضة النمو عرضة لتراكم الثلج، خاصة إذا كانت الوحدات تخلق مظلات أو كسور تعرقل رفوف الثلج، والنظر في حالات الحمل غير المتوازنة للثلوج المحددة في الدورة السابعة والعشرين لمؤتمر الأمن والتعاون في أوروبا، التي تتطلب أنماطاً من الحمولة تحفز الانجراف من جانب واحد من الحافة أو تغيير في قياسات السقف، وفيما يتعلق بالمباني المتعددة الوحدات، فإن أي ثغرات في الفصل بين الوحدات (اليات) ينبغي أن تمنع حدوث اختلالات اللاحقة.

جمعيات القروض ومصانع السلامة

وتأتي تركيبات القروض للهياكل النموذجية على نفس معايير القوة والصلاحية للخدمة القائمة على الرموز مثل المباني التقليدية، غير أن انخفاض التكرار في بعض الاتصالات النموذجية وانخفاض عدد المواصفات يمكن أن يبرر استخدام عوامل تحميل أعلى أو عوامل خفض، أما الطبعة الثالثة من تفاوت تصميمات مصانع الوحدات (MBI) [[جمع بين FLT:0]) فتوصي بمدونة نظم البناء المتحركة [ترتيبات: 1-1-1]

نقل ملكية الأراضي والارتباط الهيكلي

وربما يكون أكثر متطلبات تحليل الحمولة تمييزاً فيما يتعلق بالبناء النظامي هو تصميم وصلات تنقل القوى بين الوحدات المتاخمة وتصل إلى الأساس، ويجب أن تستوعب هذه الروابط الحمولات الرأسية (الجاذبية) والحمولات الأفقية، والقلبات في الوقت الذي تبسط فيه التجمع الميداني، كما أن عدم وجود صلة واحدة يمكن أن يعرقل مسار الشحن الكامل، مما يؤدي إلى انهيار تدريجي، ويتحقق إعادة توزيع الحمولات بواسطة أسوء وصلات.

نقل ملكية

وتُنقل حمولات الجاذبية من السطح والطابق الأرضي من خلال وصلات تحمل من النمط إلى الترميز، وعادة ما يتلقى عمود من الصلب أو الخرسانة من الوحدة الدنيا حمولة من عمود النمط الأعلى عن طريق لوحة تحمل، وكثيرا ما تكون هذه القواعد ذات الصبغة المضغوطة أو الخرفية للمواءمة، ويجب أن يكون الضغط المحمل ضمن الحدود المسموح بها للمواد (الطويل أو الخرسانة أو الخشبية).

النقل لاحقاً

وتُنقل الحمولات الأفقية (الريح والزلزال والضغط على الأرض) عن طريق وصلات مقصودة على مستوى سطح الأرض والسطح، ويمكن أن تكون هذه التحفّل مائلة، أو لوحات مبلّعة، أو زوايا فولاذية متشابكة، ويجب أن تكون الروابط متينة بما يكفي للحد من الانجراف بين الأسهم والقيم التي تحددها هيئة الإذاعة البريطانية (تشمل عادة H/400 للتسامح مع الريح، والتركيب في مجال الاستمرارية).

تصميم الربط بين أنواع الوحدات المختلفة

وتعتمد الوحدات الخرسانية (التي تستخدم في كثير من الأحيان في السجون أو الفنادق) على التعزيزات الثقيلة وربطات البقايا الرأسية المتناثرة، وتستخدم وحدات الصلب وصلات دقيقة مثبتة أو وصلات مغنطة بالغاز، وتستخدم وحدات الخشب ذات الإطار الخفيف أجهزة ربط الخشبية بالأخشاب مع موصلات هندسية مثل منتجات سيمبسون ستر - تي.

أماكن النقل والتركيب

وتعاني الرؤوس أثناء النقل والتركيب من فريد من نوعه في البناء المتحرك، وتعاني الوحدات من قوى دينامية من تعجيل الشاحنات، والتفاخر، والزوايا، وهزات الطرق، وأثناء رفعها ووضعها، تُحدث حمولات الرافعات ظروفا مؤقتة للشحن في نقاط الملتقط، ويمكن أن تكون هذه الحمولات المؤقتة أعلى بكثير من الحمولات المميتة في الخدمة إذا لم يتم التحكم بعناية في رفعها.

قوات التحرير ونقاط الاختراق

وينبغي أن ينظر تحليل رفع كل وحدة من الوحدات في عامل دينامي بنسبة 15 في المائة (في مدونة قواعد الممارسة الموحدة الصادرة عن لجنة الإشراف) على الحمولة المميتة، ويجب أن تكون هذه الوحدة نموذجية كشعاع مرن أثناء رفعها، مع وجود نقاط متحركة تقلل من لحظات الإقراض والانحرافات، ويجب أن تكفل أجهزة الإرسال المزودة بمعاملات لخفض زاوية الكابلات الرافعة وتفادي الضغط المفرط في أعلى وحدة من النوافذ.

وحدات النقل والمقيدات

وعلى مقطورة المسطحات، يجب تقييد الوحدة من التحركات الطويلة الجانبية والرأسية، وتصمم الشاحنات أو الحجب وفقا لمعايير تأمين الشحنات التي وضعتها إدارة النقل في الولايات المتحدة (49 CFR 393). وينبغي أن تُستحث الوحدة على مقاومة الإبطاء الطويل الأجل و 0.5g من التسارع الأفقي.

جيم - الترابط بين المؤسسة والتربة

وقد تختلف أسس البناء النموذجي عن الأسس التقليدية لأن الحمولات تُطبق في نقاط الأعمدة المتميزة بدلا من أن تُستخدم على الجدران المستمرة، وكثيرا ما تستخدم المباني النموذجية الأسس الضحلة (القدم أو الخيوط) التي تحتوي على لوحات أساس مصممة للوصلات المزروعة أو المزروعة، ويجب على المؤسسة ألا تقاوم الحمولات العمودية فحسب بل أن تلغي أيضا اللحظات المفاجئة، كما أن تنزلق القوى من خلال وصلات.

التسوية والتباين

ونظراً لأن الوحدات تُصنع لتسامح شديد (في كثير من الأحيان 1/16 بوصة)، فإن التسوية التفضيلية البسيطة يمكن أن تتسبب في سوء فهم في مفاصل الوحدات وتشدد على الروابط، وينبغي تصميم الأساس لتسوية أقصى درجة من التفاضل تبلغ 1/4 بوصة للمباني المتعددة الوحدات ما لم تكن الروابط مصممة للتشهير الميداني، كما أن استخدام أحواض التصل بالمستوى الخرساني أو الخيوط الصلبة في كل عمود من الأعمدة يجب أن يسمح بالتعديل من المخالفات.

خاتمة

أما تحليل النواقل للتشييد المعدني والمسبق التجهيز فهو تخصص متعدد الجوانب يتطلب تنسيقاً دقيقاً بين مراحل التصميم، والاختلاق، والنقل، والتجمع في الموقع، ويجب على المهندسين أن يتصدوا للشحنات الميتة بدقة، وأن يُشكلوا جميع الحمولات البيئية حسب المدونات الحالية، وربطات التصميم التي يمكن الاعتماد عليها في الوقت الذي يسمح فيه بالانحرافات، وأن يتأكدوا من أن التحميل المؤقت أثناء النقل والتصميم لا يتجاوز القدرات المحددة.

External Resources:]

• ASCE 7-22: الحد الأدنى من القروض المخصصة للتصميم والمعايير المرتبطة بها للمبنى والهياكل الأخرى
• ANSI/AISC 360-22: مواصفات لبنات الصلب الهيكلي ]
• Modular Building Institute: Standards and Guidelines]
• International Building Code (IBC) 2021]
• Engineering Discussions on Modular Load Paths]