كيفية اختيار مواصفات الصفائح المعدنية المُشكَّلة على البارد المناسبة

يُشكِّل اتخاذ القرار بشأن المواصفات الصحيحة للصفائح المعدنية المُشكَّلة على البارد قراراً هندسياً جاداً، ويؤثر تأثيراً مباشراً على المشروع من حيث السلامة والتكاليف وعمر المشروع. وهي عبارة عن صفائح فولاذية رفيعة مُزودة بتداخل دقيق تُستخدم في إنشاء الجدران الاستنادية وجدران مكافحة الفيضانات والطوابق السفلية والسدود المؤقتة. وعلى الرغم من أن الخبرة الشائعة في استخدامها تكون عادةً قصيرة الأجل، فإن اختيار المنتج المناسب في المدى القصير يُحدِّد الأداء المستقبلي لذلك المنتج بالتحديد. وبخلاف الصفائح المعدنية المُدرَّجة على الساخن ، تُصنَّع الصفائح المُشكَّلة على البارد عن طريق ثني شريط أو لوح فولاذي عند درجة حرارة الغرفة، وبالتالي تنتج مكونات أخف وزناً وأقل تكلفة يمكن استخدامها في عدة تطبيقات متوسطة إلى ثقيلة.

وهذه هي المعايير الواقعية الأساسية التي يجب أخذها في الاعتبار لاتخاذ قرارٍ مستنيرٍ بشأن المواصفات.

فهم الوظيفة الأساسية للمشروع والبيئة المحيطة به

الأداء الخاص بـ صفائح فولاذية يعتمد على الأداء المتوقع منه. والأسئلة التي تطرح في هذا السياق هي ما يلي:

هل هو دائم أم مؤقت؟ تُعرَّف السدود المؤقتة على أنها سدود يمكن تركيبها وتفكيكها بسهولة (ويمكن إعادة استخدامها)، أما الجدران الاستنادية الدائمة فهي تتطلب حلولًا أكثر دوامًا وأعلى تكلفة، وتتآكل تدريجيًّا بفعل التآكل مع مرور الزمن.

ما الذي يتم احتجازه؟ اكتب عن ما تبقى خلف الجدار: طبيعة التربة، وكمية المياه، والمواد الكيميائية الموجودة. فعلى سبيل المثال، التربة الرملية لا توصف من حيث الضغوط المترابطة بإحكام كما هو الحال في الطين المتماسك.

ما الظروف البيئية؟ هل المياه مالحة؟ أم أن الموقع حضري (يحتوي على مواد كيميائية غير ضارة نسبيًّا) أم ريفي؟ فهذه العوامل تؤثر في احتمال حدوث التآكل وتحدد الحاجة إلى طلاء واقٍ.

المعدات المتاحة للتركيب: يجب أن تكون أقسام الشدادات المستخدمة في التركيب متوافقة مع المطارق التصادمية أو المطارق الاهتزازية المتاحة، وذلك من حيث وزنها وحجمها وقوة تداخل أجزائها.

المواصفات الفنية الرئيسية التي يجب تقييمها

المتطلبات الفنية الرئيسية التي ينبغي أخذها في الاعتبار في المشروع المذكور في هذه الحالة هي:

أ. معامل القسم (Z):

ما المقصود به: دلالة على مقاييس القدرة الإنشائية. وهو مؤشرٌ على قدرة المقطع على مقاومة العزوم الانحنائية.

تطبيقاته العملية: سيتم تقدير العزوم الانحنائية الناتجة عن ضغط التربة والماء باستخدام التحليل الجيوتقني. ويجب أن تكون الصفائح المعدنية المُختارة ذات معامل قسم محسوب يساوي أو يفوق متطلبات التحميل المحسوبة، مع تطبيق عامل أمان مناسب. صفائح فولاذية ومن المخاطر في هذه الحالة أن يكون التصميم غير كافٍ (تحت المواصفات)، مما يؤدي إلى فشل إنشائي.

ب. قوة الارتباط بين الألواح (Interlock Strength):

ما هي: قوة الانفصال بين الألواح المجاورة، وتُقاس عادةً بوحدة الكيلو نيوتن لكل متر أو الرطل لكل قدم.

التطبيق: يجب أن يكون قادرًا على تحمل قوى القص المؤثرة على خط الجدار. ويعتمد مقدار القوة النهائية المطلوبة على عمق الجدار والعزم الانحنائي. وتُركَّب آلية القفل التداخلية بشكل فضفاض، ويمكن فك قفلها تحت حالة إجهاد.

ج. درجة الفولاذ وقوة الخضوع:

ماهيتها: الطبيعة المادية للمادة شريط فولاذي ، مثل S355GP (أدنى مقاومة خضوع تبلغ ٣٥٥ ميجا باسكال) وفقًا للمعيار EN 10249 أو أي معيار ASTM.

التطبيق: تسمح قوة الخضوع الأعلى باستخدام مقاطع أدق وأخف وزنًا عند الحاجة إلى نفس معامل العزم المقاوم للانحناء، وقد يؤدي ذلك إلى خفض تكاليف المواد وتكاليف النقل. ومع ذلك، فقد لا تكون الفولاذات ذات الدرجة العليا أكثر ليونةً، مما قد يؤثر سلبًا أيضًا على عملية غرز هذه الأعمدة في التربة الصلبة.

د. الأبعاد والوزن:

ما يشمله هذا: عمق العمود ككل، وسماكة الويب/الحافة، وعرض الألواح الفردية، بالإضافة إلى الوزن لكل متر مربع.

التطبيق: الجدران السميكة هي تلك التي تتميّز بصلابة أكبر في طبيعتها ولها معامل مقاومة عالي. أما استخدام وتشييد المساحات الخفيفة فهو أقل تطلبًا. والجوانب الأخرى تتعلق بالموازنة بين متطلبات الهيكل، وسماحية التآكل، والمنطقية اللوجستية للتركيب.

هـ. الطلاء وحماية التآكل:

ما هو: الطلاء إلزامي في البيئات العدائية أو في المشاريع طويلة الأمد.

التطبيقات: يُطبَّق عادةً على شكل غمر ساخن بالزنك (غلفنة بالغمر الساخن) أو تشطيب بوليمرى. وطبيعة الطلاء وسماكته المطلوبين (مثل عدد الميكرونات من الزنك) تكون ضرورية وتتوقف على توصيات الدراسات الاستكشافية للموقع أو الإرشادات القياسية مثل ISO 12944، وذلك تبعًا لعمر التصميم المتوقع للمشروع وتوقّع معدل التآكل.

عملية تحديد المواصفات: نهج تدريجي خطوة بخطوة

الاستكشاف الجيوتقني: الحصول على تقرير حول التربة (المعلمات: نوع التربة، التماسك، زاوية الاحتكاك، منسوب المياه الجوفية).

حساب الأحمال: يجب على المهندس المحترف المختص بحساب الأحمال أن يحسب ضغط التربة والماء الجانبيين، ثم يحسب عزم الانحناء والقوة القصية وقوة التداخل التي ستكون مطلوبة عند عمق الجدار قيد النظر.

الاختيار الأولي: اختر عنصرين أو ثلاثة عناصر من العوارض المعدنية (Pile) وفقًا لبيانات الشركة المصنعة، وليس تلك التي يكون معامل مقاومتها للانحناء ومعامل مقاومة تداخلها أقل من المتطلبات المحسوبة.

تحليل التكلفة خلال دورة الحياة: قارن السعر الأولي وسعر التركيب (سهولة الغرس) والصيانة طويلة الأمد (حماية من التآكل) للقائمة المختصرة. فقد لا تكون العارضة الأرخص سعرًا في البداية هي الأرخص على مدى دورة حياة مدتها 50 عامًا.

المراجعة والاعتماد النهائي: وذلك لضمان ألا يكون القرار النهائي متناقضًا مع جميع مواصفات البناء والمواد المحلية المتاحة (مثل EN 10249، ASTM A572/A572M).

الخلاصة: الدقة تكفل الأداء

تُعَدُّ مواصفات صفائح الحواجز المعدنية المُشكَّلة على البارد توازنًا بين علوم الجيوتقنية والميكانيكا الإنشائية والاقتصاد التطبيقي. ولا يكون من الواضح دائمًا لأحدٍ أن أفضل حائط حاجز هو بالضرورة الأفضل مطلقًا، بل هو ببساطة الأفضل في ظل ظروف موقعك الفعلية، والأحمال المؤثرة على البنية التحتية الموجودة تحته، ومتطلبات مشاريعك. وتتمحور الأهمية القصوى هنا حول الحكم الاحترافي للمهندس واستخدام البيانات الدقيقة المناسبة.

وفي مثل هذه المشاريع، شركة شاندونغ رونهاي ستيليس ستيل المحدودة سيتم توظيفنا لتوفير كافة المواد التي تهمكم، ألواح الفولاذ المثني والمنتجات الفولاذية الأخرى التي تستند مواصفاتها إلى المعايير المُعتمدة وتتميّز بالموثوقية. ومخزوننا من منتجات الفولاذ الكربوني , الصلب المطلي بالزنك كثيرٌ جدًّا، ويمكن إنتاجها لتلبية متطلبات مشاريعكم بكفاءة لوجستية اقتصادية. كما أن أنظمة إدارة المستودعات (WMS) وأنظمة إدارة علاقات العملاء (CRM) متطوّرة تقنيًّا، ما يمكّننا من معالجة الطلبات بدقة عالية وتنظيم عمليات التسليم وفقًا لمتطلبات قطاعات الإنشاءات والطاقة والهندسة المدنية، وذلك بفضل التكامل القوي مع سلاسل التوريد المحلية.