EFP TCW للواجهات الزجاجية المرتفعة نظام

صُمم نظام EFP TCW – Truss Curtain Walling لمعالجة المشكلة الإنشائية التي تظهر عند تنفيذ واجهات زجاجية مرتفعة من دون تقسيمها بأعمدة وعوارض أفقية تقليدية. فكلما زاد ارتفاع الواجهة، ارتفع تأثير ضغط وشفط الرياح وازداد انحراف المقاطع؛ لذلك يعتمد النظام على تكوين جمالوني من مقاطع ألمنيوم دائرية مترابطة يرفع صلابة الهيكل ويحافظ على شفافية الواجهة.

التكوين الهندسي للمقطع

يتكون النظام عادةً من مقطع ألمنيوم دائري رئيسي يعمل بوصفه العنصر الإنشائي الحامل، وترتبط به أذرع دائرية أو وصلات جانبية تنقل أحمال الزجاج إلى الهيكل الرئيسي، ثم إلى نقاط التثبيت والمراسي المرتبطة بالمبنى.

يمكن استخدام مقطع رئيسي واحد في الواجهات ذات الارتفاع والأحمال المحدودة، أو تكوين مقطعين مترابطين على شكل جمالون عندما تتطلب الواجهة صلابة أكبر ومقاومة أعلى للانحراف.

لا تعني إضافة مقطع ثانٍ أن قدرة التحمل تتضاعف تلقائياً؛ لأن الزيادة الفعلية تعتمد على قطر كل مقطع، وسماكة جداره، والمسافة بين المقطعين، وطول أذرع الربط، ونوع الوصلات، وجودة تثبيتها.

أقطار المقاطع وسماكاتها

لا يعتمد نظام EFP TCW على قطر أو سماكة واحدة لجميع المشاريع. تُختار أقطار الأنابيب وسماكات جدرانها بعد تحديد:

• الارتفاع الحر للواجهة.

• المسافة بين نقاط التثبيت الإنشائية.

• عرض المساحة الزجاجية التي يحملها كل مقطع.

• ضغط وشفط الرياح في موقع المشروع.

• وزن الزجاج ونوع نقاط تثبيته.

• مقدار الانحراف المسموح للمقطع.

• سبيكة الألمنيوم وخواصها الميكانيكية.

• شكل الجمالون والمسافة بين أعضائه.

زيادة قطر المقطع ترفع مقاومته للانحناء بصورة كبيرة، بينما تؤدي زيادة سماكة الجدار إلى تحسين مقاومة المقطع ورفع قدرته على تحمل الإجهادات الموضعية عند الوصلات. لكن اختيار مقطع أكبر من المطلوب يزيد الوزن والكلفة، بينما يؤدي اختيار مقطع أصغر إلى انحراف الواجهة أو زيادة الإجهاد على الزجاج والوصلات.

وزن الزجاج

يبلغ الوزن التقريبي للزجاج 2.5 كغم لكل متر مربع عن كل مليمتر من السماكة. لذلك يكون الوزن التقريبي للوح زجاج مفرد بسماكة 12 مم نحو 30 كغم/م²، بينما يزن الزجاج المصفح المكوّن من طبقتين بسماكة 12 + 12 مم نحو 60 كغم/م²، من دون احتساب وزن طبقة الربط والإكسسوارات.

فإذا كانت مساحة اللوح الزجاجي 10 م² وكان تركيبه من طبقتين بسماكة 12 + 12 مم، فقد يصل وزن الزجاج وحده إلى نحو 600 كغم. لا ينتقل هذا الوزن إلى نقطة واحدة، بل يُوزع على نقاط التثبيت والأذرع والمقاطع والمراسي وفق تصميم النظام.

مقاومة أحمال الرياح

تؤثر الرياح على كامل مساحة الزجاج ثم تنتقل الأحمال من الزجاج إلى نقاط التثبيت، ومنها إلى الأذرع الدائرية، ثم إلى المقطع الرئيسي والمراسي الإنشائية.

لا يمكن تحديد مقاومة المقطع بوحدة Pa من قطره وحده؛ لأن ضغط الرياح المؤثر يتحول إلى حمل يعتمد على مساحة الزجاج التي يخدمها المقطع. فعند تعرض لوح زجاج مساحته 10 م² لضغط تصميم مقداره 1.5 kPa، يصبح الحمل الكلي المؤثر على اللوح نحو 15 kN، أي ما يعادل تقريباً 1,530 كغم قوة قبل تطبيق معاملات الأمان.

يجب فحص المقطع في حالتين منفصلتين:

• ضغط الرياح: يدفع الزجاج والهيكل باتجاه داخل المبنى.

• شفط الرياح: يسحب الزجاج والهيكل باتجاه الخارج، وقد يكون أكثر خطورة على الوصلات والمراسي.

مقطع منفرد أم مقطعان مترابطان؟

يكون المقطع الدائري المنفرد مناسباً عندما يكون الارتفاع الحر ومساحة الزجاج وحمل الرياح ضمن قدرة المقطع وحدود الانحراف المسموحة.

أما تكوين المقطعين المترابطين، فيعمل كجمالون ألمنيوم يزيد العمق الإنشائي للنظام ويرفع صلابته أمام الانحناء. وتتحقق الاستفادة الحقيقية عندما توجد مسافة مدروسة بين المقطعين مع أذرع ووصلات قادرة على نقل قوى الشد والضغط بينهما.

يُحدد الاختيار بين الحالتين من خلال مقارنة:

• أقصى إجهاد داخل المقاطع.

• مقدار الانحراف في منتصف الارتفاع.

• مقاومة الأذرع والوصلات.

• قدرة المراسي العلوية والسفلية.

• الأحمال المنتقلة إلى هيكل المبنى.

• حركة التمدد والانكماش الحراري.

• تأثير وزن الزجاج والأحمال الدائمة.

حدود الانحراف وسلامة الزجاج

لا تكفي سلامة المقطع من الكسر؛ فقد يكون المقطع آمناً من ناحية الإجهاد لكنه يتعرض لانحراف كبير يؤثر في الزجاج والسيليكون ونقاط التثبيت. لذلك يجب فحص مقاومة المقطع وصلابته معاً، وتحديد حد الانحراف المسموح بحسب الكود المعتمد ونوع الزجاج وتفاصيل تثبيته.

كما يجب دراسة حركة الواجهة الناتجة عن تغير درجات الحرارة وحركة المبنى، ومنع انتقال الأحمال غير المحسوبة إلى حواف الزجاج.

دراسة كل واجهة بصورة مستقلة

لا توجد قياسات أو أوزان زجاج أو قيم رياح ثابتة تصلح لجميع مشاريع EFP TCW. تُحدد المواصفات النهائية بعد إعداد نموذج إنشائي يشمل أبعاد الواجهة، أقطار المقاطع وسماكاتها، خواص الألمنيوم، نقاط تثبيت الزجاج، تفاصيل الوصلات والمراسي، وضغط الرياح الخاص بموقع المشروع.

دراسة الواجهة وتطوير تفاصيل النظام واختيار تكوين المقاطع المناسب، مع تحديد سماكة الزجاج ونقاط التثبيت والمراسي وفق الحسابات الإنشائية ومتطلبات كل مشروع.MAX GROUP ALUMINIUM تتولى 

لا تُعتمد أبعاد المقاطع أو سماكات الزجاج للتصنيع قبل إكمال الحسابات الإنشائية ومراجعتها من مهندس مختص.