أصبحت الهياكل المعدنية ثلاثية الأبعاد ، أو ما تُعرَف بالسبيس تراس (space truss) ، نقطة تحول حقيقية في عالم الهندسة المدنية و الهندسة المعمارية، حيث شهدت تقنيات البناء بالهياكل المعدنية تحولاً كبيرا مذهلاً بفضل السبيس تراس والهياكل المعدنية الذي ظهر في تشييد المباني. حيث تشهد هذه التقنيات تقدماً و مزايا وحلول إبداعية تُميزها عن الهياكل المعدنية التقليدية ، حيث تعتمد هذه التقنيات على مفاهيم متطورة كما تستخدم مواد عالية الجودة في إنشاء هياكل معدنية قوية و فعالة.
ما هو نظام سبيس تراس (Space Truss)؟
نظام السبيس تراس (Space Truss) هو أحد الهياكل المعدنية ثلاثية الأبعاد، فهو هيكل إنشائي صلب خفيف الوزن، يتم صناعته من الدعامات المتشابكة في نمط هندسي مثلث، وهو من أحسن الأنظمة التي تستخدم في تغطية مساحات كبيرة بدون الحاجة إلى أعمدة و دعامات داخلية.
ويعتبر المبدأ الأساسي للسبيس تراس (Space Truss) هو ارتباط المستوى العلوي و السُفلي للمبنى بواسطة وحدات متصلة على شكل هندسي فراغي مثل أضلاع الهرم ، حيث ترتبط قاعدة المثلث مع قمته ، كما يوفر نظام السبيس تراس (Space Truss) كفاءة عالية و صلابة نتيجة لشكل المثلث المُكوَن له، حيث يقوم بتوزيع قوة عزم الانحناء في الشد (Tension) والضغط (Compression) للأحمال على طول التصميم الإنشائي.
مكونات نظام سبيس تراس (Space Truss):
يتكون نظام ال سبيس تراس (Space Truss) من عدة أجزاء :
- وحدات مواسير اسطوانية معدنية (Members) و كور, تتصل مع بعضها في نقط إلتقاء ( joints ) ، عن طريق مسامير ، و صواميل (Nuts) ، و دُعامات (supports) ، تصل نُقط الالتقاء ببعضها والتي تُحَدد عن طريق عدة متغيرات (Parameters) تحددها المعايير المعمارية و الإنشائية للفراغ المراد تغطيته مما يضمن قوة التحمل و المرونة في التصميم.
- تُصنع هذه المواسير و الكور من الفولاذ C45 أو AISI-SAE1050 و هي مواد عالية الجودة، كما تُصنع بأقطار مختلفة وفقاً للمعايير الفنية.
- أما المسامير و الدعامات تُصنع وفقا للمعايير العالمية للجودة والمتانة.
- وبالنسبة للتشكيل المعماري فإن هذا النظام يوفر إمكانيات لا حدود لها، حيث يتم استخدام تقنيات حفر متقدمة ، كما تُعِد الألواح المتنوعة مثل: الساندوتش بانل ، وليكسان، و الصاج المُعرَج ، البولي كربونات ، و الزجاج، و الألومنيوم لتغطية الأسطح.
مزايا استخدام سبيس تراس (Space Truss) في المشاريع التجارية:
يعتبر السبيس تراس (space truss) من أحدث تكنولوجيا التصمييم الإنشائي في الهندسة المعمارية، حيث يتميز بمزايا متعددة، منها:
- يتميز السبيس تراس (space truss) بالمرونة في التشكيل، حيث تُغطي مساحة إنشائية كبيرة بدون دعامات داخلية.
- تتميز بالوزن الخفيف و الإنحراف القليل وشدة التماسك مما يجعلها تدوم لفترات طويلة.
- تدعم الأحمال الثقيلة عن طريق توزيع ثِقَل المبنى على أبعادها الثلاثية.
- توفير الوقت و تكلفة تشييد المباني، لسهولة البناء والتنصيب.
- تتميز بالمناظر الديكورية المميزة و الفريدة.
كيف يعزز نظام سبيس تراس (Space Truss) كفاءة الهياكل المعدنية؟
نظام السبيس تراس (space truss) يتميز بقدرته على تحمل المعادن والأوزان الكبيرة، كما يتميز بسهولة تركيبها، و هذه المزايا تعزز من كفاءة الهياكل المعدنية كما أنها تلعب دوراً حاسماً في استقرار الهيكل البنائي حيث تقوم بتوزيع الأحمال بشكل مساوٍ على الأبعاد الثلاثيه للأسطح والجدران فتتضمن الاستقرار الآمن والموثوق للمبنى.
أهم تطبيقات سبيس تراس (Space Truss) في المشاريع الصناعية:
من أهم تطبيقات السبيس تراس (Space Truss) في تغطية المساحات الكبيرة مثل:
- الستاد الرياضي
- المعارض
- القاعات والمسارح
- الورش
- المخازن
- مراكز التسوق
- صالات التدريب
- صالات المطارات و هناجر الطائرات
- حمامات السباحة
- الملاعب الرياضية
- محطات البنزين
- المعابر والكباري
الفرق بين نظام سبيس تراس (Space Truss) والهياكل المعدنية التقليدية:
إن الفرق بين نظام سبيس تراس (Space Truss) والهياكل المعدنية التقليدية يوجد في أنواع الهياكل المعدنية والتكوين الإنشائي لكلاً منهم، حيث أن:
- الهياكل المعدنية التقليدية: استخدمت منذ اكتشافها في المنشآت المعمارية و تشييد المشروعات الكبيرة و الضخمة ، حيث تنقسم الهياكل المعدنية التقليدية من حيث التكوين الإنشائي للمبنى إلى : هيكل مستوي، هيكل منحنى ، و هيكل كروي.
- هياكل السبيس تراس (space truss):عند إنتشار استخدام السبيس تراس في منتصف القرن التاسع عشر، أصبح من أهم أنواع الهياكل المعدنية و أقوى الطرُق الإنشائية المستخدمة التي تلجأ إليها شركات تصنيع هياكل معدنية كإختيار أمثل؛ فإن الأجزاء المكونة للهيكل تعمل على تحمل الأثقال الكبيرة عن طريق توزيع حمولة السقف على الأبعاد الثلاثية للمنشأ، فنظام السبيس تراس يوفر حلاً إقتصادياً للمساحات الكبيرة كما تتنوع أشكاله إلى : هيكل مائل، هيكل منحني، هيكل مستوي.
كيف يساهم سبيس تراس (Space Truss) في تقليل التكاليف وزيادة الكفاءة؟
نظام السبيس تراس (space truss) له مزايا متعددة منها أنه يساهم في تقليل تكاليف مشاريع البناء و زيادة الكفاءة حيث يتطلب نظام السبيس تراس كميات قليلة من المواد بسبب تصميمه الهندسي المتطور، ففي الأغلب تعتمد تكاليف البناء على عوامل منها التصميم و طريقة التشييد و المواد المُستخدَمة.
استدامة الهياكل المعدنية باستخدام سبيس تراس (Space Truss):
مع تزايد الإهتمام بإستدامة الهياكل المعدنية، فإن السبيس تراس (space truss) يعتبر اختيار مستديم في تشييد المباني، حيث تعتمد هذه الاستدامة على إستخدام المواد، و قابلية إعادة التدوير، و تأثير النظام على البيئة، مما يتطلب تقييم شامل للعوامل المتعلقة بالإستدامة و تأثيرها.
فيتميز السبيس تراس (space truss) بقدرته على تحمل الظروف الجوية القاسية مما يجعله مثالياً للإستخدام في المخازن و الكرفانات، كما يتميز بالمتانة و مقاومة الحرائق فتستخدم في تخزين المواد في الهناجر.
مستقبل الهياكل المعدنية وأهم الابتكارات القادمة في نظام السبيس تراس (Space Truss) :
نظام السبيس تراس (Space Truss) يتميز بقدرته على تحمل حمولة الأسقف العالية، و توفير الإستقرار الأفقي للمبنى، لذلك يتم إستخدامه في المباني ذات المساحات الواسعة، فيوجد في محطات المطارات، و أسطح الملاعب الرياضية، والقاعات والمباني الترفيهية، و الأسطح المعلقة.
لذلك فإن مستقبل السبيس تراس (Space Truss) واضح من خلال خصائصه المميزة و إستخداماته العديدة.
