ዜና - የብረት መዋቅር፡ በዘመናዊ ምህንድስና ውስጥ ቁልፍ የሆነ የመዋቅር ስርዓት

በዘመናዊ አርክቴክቸር፣ ትራንስፖርት፣ ኢንዱስትሪ እና የኢነርጂ ምህንድስና፣የብረት መዋቅርበቁሳቁስም ሆነ በመዋቅር ረገድ ሁለት ጥቅሞች ያሉት ይህ ቴክኖሎጂ በኢንጂነሪንግ ቴክኖሎጂ ውስጥ ፈጠራን የሚያንቀሳቅስ ዋና ኃይል ሆኗል። ብረትን እንደ ዋና ጭነት ተሸካሚ ቁሳቁስ በመጠቀም፣ በኢንዱስትሪ የበለፀገ ምርት እና ሞዱላር ጭነት አማካኝነት የባህላዊ መዋቅሮችን ገደቦች ያልፋል፣ ለተለያዩ ውስብስብ ፕሮጀክቶች ቀልጣፋ መፍትሄዎችን ይሰጣል።

የአረብ ብረት አወቃቀር ፍቺ እና ተፈጥሮ
የብረት መዋቅር ማለት የጭነት ተሸካሚ መዋቅራዊ ስርዓትን ያመለክታልየብረት ሰሌዳዎችየብረት ክፍሎች (የኤች ጨረሮች, የዩ ቻናሎች, አንግል ብረትወዘተ)፣ እና የብረት ቱቦዎች፣ በብየዳ፣ በከፍተኛ ጥንካሬ ባላቸው ብሎኖች ወይም ሪቭስ የተጠበቁ ናቸው። ዋናው ነገር የአረብ ብረትን ከፍተኛ ጥንካሬ እና ጥንካሬ በመጠቀም ቀጥ ያሉ ጭነቶችን (የሟች ክብደት እና የመሳሪያ ክብደት) እና አግድም ጭነቶችን (ነፋስ እና የመሬት መንቀጥቀጥ) ከህንፃ ወይም ፕሮጀክት ወደ መሠረቱ በእኩል ማስተላለፍ ሲሆን ይህም መዋቅራዊ መረጋጋትን ያረጋግጣል። ከኮንክሪት መዋቅሮች ጋር ሲነጻጸር፣ የብረት መዋቅሮች ዋና ጥቅም በሜካኒካል ባህሪያቸው ላይ ነው፡ የመሸከም ጥንካሬያቸው ከ 345 MPa በላይ ሊደርስ ይችላል፣ ይህም ከተለመደው ኮንክሪት 10 እጥፍ በላይ ነው፤ እና እጅግ በጣም ጥሩው የፕላስቲክነታቸው በጭነት ስር ሳይሰበሩ እንዲበላሹ ያስችላቸዋል፣ ይህም የመዋቅር ደህንነት ድርብ ዋስትና ይሰጣል። ይህ ባህሪ በትላልቅ፣ በከፍተኛ ከፍታ እና በከባድ ጭነት ሁኔታዎች ውስጥ የማይተኩ ያደርጋቸዋል።

የብረት መዋቅሮች ዋና ዋና ዓይነቶች

(I) በመዋቅራዊ ቅርፅ መመደብ
የጌትዌይ ፍሬም መዋቅር፡- ይህ መዋቅር ከአምዶችና ከጨረሮች የተዋቀረ ሲሆን ከድጋፍ ስርዓት ጋር የተጣመረ "የጌትዌይ" ቅርጽ ያለው ማዕቀፍ ይፈጥራል። ለኢንዱስትሪ ፋብሪካዎች፣ ለሎጂስቲክስ መጋዘኖች፣ ለሱፐርማርኬቶች እና ለሌሎች መዋቅሮች ተስማሚ ነው። የተለመዱ ክፍተቶች ከ15 እስከ 30 ሜትር የሚደርሱ ሲሆን አንዳንዶቹ ከ40 ሜትር በላይ ናቸው። ክፍሎች በፋብሪካዎች ውስጥ አስቀድሞ ሊዘጋጁ ይችላሉ፣ ይህም በቦታው ላይ ከ15 እስከ 30 ቀናት ውስጥ እንዲጫኑ ያስችላል። ለምሳሌ፣ የJD.com የእስያ ቁጥር 1 የሎጂስቲክስ ፓርክ መጋዘኖች በዋናነት ይህንን አይነት መዋቅር ይጠቀማሉ።
የትራስ መዋቅር፡- ይህ መዋቅር በኖዶች የተገናኙ ቀጥ ያሉ ዘንጎችን ያቀፈ ሲሆን ይህም የሶስት ማዕዘን ቅርጽ ወይም የትራፔዞይድ ጂኦሜትሪ ይፈጥራል። ዘንዶቹ ለአክሲያል ኃይሎች ብቻ የተገዙ ሲሆኑ የብረት ጥንካሬን ሙሉ በሙሉ ይጠቀማሉ። የትራስ መዋቅሮች በስታዲየም ጣሪያዎች እና በድልድይ ዋና ዋና ስፔኖች ውስጥ በብዛት ጥቅም ላይ ይውላሉ። ለምሳሌ፣ የቤጂንግ ሰራተኞች ስታዲየም እድሳት 120 ሜትር አምድ የሌለው ስፋት ለማግኘት የትራስ መዋቅርን ተጠቅሟል።
የፍሬም አወቃቀሮች፡- ጨረሮችንና አምዶችን በጥብቅ በማገናኘት የተፈጠረ የቦታ ስርዓት ተለዋዋጭ የወለል ፕላኖችን ያቀርባል እና ለከፍተኛ ፎቅ የቢሮ ሕንፃዎችና ሆቴሎች ዋና ምርጫ ነው።
የፍርግርግ አወቃቀሮች፡- ብዙ አባላት ያሉት የቦታ ፍርግርግ፣ ብዙውን ጊዜ መደበኛ ትሪያንግል እና ካሬ ኖዶች ያሉት፣ ጠንካራ ታማኝነት እና እጅግ በጣም ጥሩ የመሬት መንቀጥቀጥ መቋቋምን ይሰጣል። በአየር ማረፊያ ተርሚናሎች እና በኮንቬንሽን ማዕከላት በስፋት ጥቅም ላይ ይውላሉ።

(II) በጭነት ባህሪያት ምደባ
ተጣጣፊ አባሎች፡- እነዚህ አባሎች በጨረሮች የተወከሉ ሲሆን፣ ከላይ መጭመቂያ እና ከታች ውጥረት ይቋቋማሉ። ብዙውን ጊዜ በኢንዱስትሪ ፋብሪካዎች ውስጥ እንደ ክሬን ጨረሮች ያሉ የኤች-ሴክሽን ወይም የተገጣጠሙ የቦክስ ክፍሎችን ይጠቀማሉ፣ እና የጥንካሬ እና የድካም መቋቋም መስፈርቶችን ማሟላት አለባቸው።
በአክሲያል የተጫኑ አባላት፡- እነዚህ አባላት እንደ ትራስ ክራባት ዘንጎች እና የፍርግርግ አባላት ላሉ የአክሲያል ውጥረት/መጭመቂያ ብቻ የተጋለጡ ናቸው። የማሰሪያ ዘንጎች ለጥንካሬ የተነደፉ ሲሆኑ የመጭመቂያ ዘንጎች ደግሞ መረጋጋት ያስፈልጋቸዋል። ክብ ቱቦዎች ወይም አንግል የብረት ክፍሎች በተለምዶ ጥቅም ላይ ይውላሉ። እርስ በርስ የተያያዙ የተጫኑ ክፍሎች፡- እነዚህ እንደ ፍሬም አምዶች ላሉ የአክሲያል ኃይሎች እና የመታጠፊያ ጊዜያት የተጋለጡ ናቸው። በጨረሩ ጫፎች ላይ ባለው ጭነት ኢኮንቲኔክቲቭነት ምክንያት፣ ኃይሎቹን እና መበላሸቶችን ለማመጣጠን ሲሜትሪክ መስቀሎች (እንደ የሳጥን አምዶች ያሉ) ያስፈልጋሉ።

የብረት መዋቅሮች ዋና ጥቅሞች
(I) እጅግ በጣም ጥሩ የሜካኒካል ባህሪያት
ከፍተኛ ጥንካሬ እና ዝቅተኛ ክብደት የብረት መዋቅሮች በጣም ጠቃሚ ጥቅሞች ናቸው። ለተወሰነ ጊዜ የብረት ምሰሶው ክብደት ከኮንክሪት ምሰሶው 1/3-1/5 ብቻ ነው። ለምሳሌ፣ የ30 ሜትር ስፋት ያለው የብረት ግንድ በግምት 50 ኪ.ግ/ሜ ክብደት ያለው ሲሆን የኮንክሪት ምሰሶው ደግሞ ከ200 ኪ.ግ/ሜ በላይ ክብደት አለው። ይህ የመሠረት ወጪዎችን (በ20%-30%) ከመቀነሱም በላይ የመሬት መንቀጥቀጥ ውጤቶችን ይቀንሳል፣ ይህም የመዋቅሩን የመሬት መንቀጥቀጥ ደህንነት ያሻሽላል።
(II) ከፍተኛ የግንባታ ቅልጥፍና
ከ90% በላይ የሚሆኑት የብረት መዋቅር ክፍሎች በፋብሪካዎች ውስጥ በ ሚሊሜትር ደረጃ ትክክለኛነት ቅድመ ዝግጅት ይደረግባቸዋል። በቦታው ላይ መትከል የሚፈልገው ማንሳት እና ግንኙነት ብቻ ነው። ለምሳሌ፣ የ10 ፎቅ የብረት ቢሮ ህንፃ ከክፍሎች ምርት እስከ ማጠናቀቂያ ድረስ ከ6-8 ወራት ብቻ ይወስዳል፣ ይህም ከኮንክሪት መዋቅር ጋር ሲነጻጸር የግንባታ ጊዜ በ40% ቀንሷል። ለምሳሌ፣ በሼንዘን ውስጥ አስቀድሞ የተዘጋጀ የብረት መኖሪያ ፕሮጀክት "በየሰባቱ ቀናት አንድ ፎቅ" የግንባታ ፍጥነት አስመዝግቧል፣ ይህም በቦታው ላይ የሰው ኃይል ወጪን በእጅጉ ቀንሷል።
(III) ጠንካራ የመሬት መንቀጥቀጥ መቋቋም እና ዘላቂነት
የአረብ ብረት ጥንካሬ በመሬት መንቀጥቀጥ ወቅት የብረት መዋቅሮች በመበላሸት ምክንያት ኃይልን እንዲያጠፉ ያስችላቸዋል። ለምሳሌ፣ በ2008 የዌንቹዋን የመሬት መንቀጥቀጥ ወቅት፣ በቼንግዱ የሚገኝ የብረት መዋቅር ፋብሪካ አነስተኛ የሆነ የቅርጽ ለውጥ ብቻ እና የመፈራረስ አደጋ አልነበረውም። ከዚህም በላይ፣ ፀረ-ዝገት ሕክምና (ጋላቫኒዚንግ እና ሽፋን) ከተደረገ በኋላ፣ አረብ ብረት የአገልግሎት ጊዜ ከ50-100 ዓመታት ሊቆይ ይችላል፣ የጥገና ወጪውም ከኮንክሪት መዋቅሮች በጣም ያነሰ ነው።
(IV) የአካባቢ ጥበቃ እና ዘላቂነት
የብረት መልሶ ጥቅም ላይ የማዋል መጠን ከ90% በላይ ሲሆን ይህም ከፈረሰ በኋላ እንደገና እንዲቀልጥና እንዲሰራ ያስችለዋል፣ ይህም የግንባታ ቆሻሻ ብክለትን ያስወግዳል። በተጨማሪም የብረት ግንባታ ምንም አይነት የቅርጽ ስራ ወይም ጥገና አያስፈልገውም፣ በቦታው ላይ አነስተኛ የእርጥበት ስራ የሚፈልግ ሲሆን የአቧራ ልቀትን ከኮንክሪት መዋቅሮች ጋር ሲነጻጸር በ60% ይቀንሳል፣ ይህም ከአረንጓዴ የግንባታ መርሆዎች ጋር የሚጣጣም ነው። ለምሳሌ፣ ለ2022 የቤጂንግ የክረምት ኦሊምፒክ የበረዶ ኩብ ቦታ ከተፈረሰ በኋላ፣ አንዳንድ ክፍሎች በሌሎች ፕሮጀክቶች ውስጥ እንደገና ጥቅም ላይ ውለዋል፣ ይህም የሀብት መልሶ ጥቅም ላይ ማዋልን አስገኝቷል።

የብረት መዋቅሮች በስፋት ጥቅም ላይ ማዋል
(I) ግንባታ
የሕዝብ ሕንፃዎች፡ ስታዲየሞች፣ አየር ማረፊያዎች፣ የኮንቬንሽን እና የኤግዚቢሽን ማዕከላት ወዘተ ትላልቅ ስፔሎችን እና ሰፋፊ ዲዛይኖችን ለማሳካት በብረት መዋቅሮች ላይ የተመሰረቱ ናቸው።
የመኖሪያ ሕንፃዎች፡- አስቀድሞ የተሰሩ የብረት መዋቅር ያላቸው ቤቶች ከጊዜ ወደ ጊዜ ተወዳጅ እየሆኑ መጥተዋል እና የግል መኖሪያ ቤቶችን መስፈርቶች ሊያሟሉ ይችላሉ።
የንግድ ሕንፃዎች፡- እጅግ በጣም ከፍተኛ ደረጃ ያላቸው የቢሮ ሕንፃዎች እና የገበያ ማዕከሎች፣ ውስብስብ ዲዛይኖችን እና ቀልጣፋ ግንባታዎችን ለማሳካት የብረት መዋቅሮችን የሚጠቀሙ።
(II) ትራንስፖርት
የድልድይ ምህንድስና፡- የባህር ተሻጋሪ ድልድዮች እና የባቡር ሐዲድ ድልድዮች። የብረት ድልድዮች ሰፋፊ መስመሮችን እና ኃይለኛ የንፋስ እና የመሬት መንቀጥቀጥን የመቋቋም አቅም ይሰጣሉ።
የባቡር ትራንስፖርት፡ የምድር ውስጥ ባቡር ጣቢያ ሸራዎች እና ቀላል የባቡር ሐዲድ ጨረሮች።
(III) ኢንዱስትሪያል
የኢንዱስትሪ ፋብሪካዎች፡- ከባድ የማሽነሪ ፋብሪካዎች እና የብረታ ብረት ፋብሪካዎች። የብረት መዋቅሮች ትላልቅ መሳሪያዎችን ጭነት መቋቋም እና ቀጣይ የመሳሪያ ማሻሻያዎችን ማመቻቸት ይችላሉ።
የመጋዘን ተቋማት፡ የቀዝቃዛ ሰንሰለት መጋዘኖች እና የሎጂስቲክስ ማዕከላት። የፖርታል ፍሬም መዋቅሮች ሰፊ የማከማቻ መስፈርቶችን የሚያሟሉ እና በፍጥነት ለመገንባት እና በፍጥነት ለማካሄድ የሚያስችሉ ናቸው።
(IV) ጉልበት
የኃይል ማመንጫዎች፡ የሙቀት ኃይል ማመንጫ ዋና ዋና ሕንፃዎች እና የማስተላለፊያ ማማዎች። የብረት መዋቅሮች ለከፍተኛ ጭነት እና ለከባድ የውጪ አካባቢዎች ተስማሚ ናቸው። አዲስ ኃይል፡ የንፋስ ተርባይን ማማዎች እና የፎቶቮልታይክ መጫኛ ስርዓቶች ቀላል ክብደት ያላቸውን የብረት መዋቅሮችን ለቀላል መጓጓዣ እና ለመጫን ያቀርባሉ፣ ይህም የንፁህ የኃይል ልማትን ይደግፋሉ።