العمود الصندوقي أم العمود المزدوج من جسور IPE؟ مقارنة تنفيذية للهياكل الفولاذية

في المباني ذات الهيكل الفولادي الصغيرة والمتوسطة، يتكرر خياران للأعمدة: العمود الصندوقي (مقطع مغلق مربع أو مستطيل) والعمود المزدوج المكوَّن من جسرين حديديين يُربطان بصفائح أو أشرطة. نقارن هنا بين الخيارين من زاوية التنفيذ والتوريد، لتكون نقاشاتكم مع المهندس الإنشائي وطلبات الشراء أدق. يبقى القرار النهائي بشأن نوع العمود وأبعاده للمهندس الإنشائي دائماً.

الخياران باختصار

العمود الصندوقي مقطع مغلق، إما جاهز من المصنع مثل المقاطع المربعة المجوفة (SHS) والمستطيلة (RHS) المتوفرة في كتالوج آهن آسا وفق المواصفة EN 10219-2 وبالرتبة S235JRH، وإما عمود «بوكس» يُصنَّع بلحام أربع صفائح سميكة مثل الصفائح السميكة S235JR.

العمود المزدوج يتكون من جسرين من الجسور الحديدية IPE (أو IPN أحياناً) يوضعان على مسافة محددة ويُلحمان بصفائح متصلة أو بأشرطة ربط متباعدة. وللتمييز بين النوعين انظر الفرق بين الجسور IPE و IPN.

سلوك المقطع: المحور الضعيف والالتواء

للجسر المفرد محور قوي ومحور ضعيف. مضاعفة الجسور والمباعدة بينهما تعوّض جزءاً من ذلك، لكن سلوك العمود يعتمد أيضاً على تفاصيل الربط بين الفرعين.

يرى معهد الأنابيب الفولادية (Steel Tube Institute) في مقال فني أن المقاطع المجوفة تقاوم الالتواء بأكثر من 200 ضعف مقارنة بالمقاطع المفتوحة ذات الوزن المماثل، وأنها لا تملك محوراً ضعيفاً، ما يقلل غالباً الحاجة إلى التدعيم في الأعمدة الطويلة، ويوصي بها لأعمدة الأركان حيث تهم المقاومة في الاتجاهين. كما تقول شركة Atlas Tube المصنّعة، في نص ترويجي، إن العمود المجوف يشغل مساحة أصغر من مقطع مفتوح بالقدرة المحورية نفسها. هذه مزايا عامة للمقطع وليست نتيجة تصميم لمبنى بعينه.

وصل الجسور بالعمود

• العمود المزدوج: الشفاه والفراغ بين الفرعين في متناول اللحّام، فتُركَّب المقاعد وصفائح الوصل والمقويات على أسطح مكشوفة ويسهل فحص اللحام بالنظر.
• العمود الصندوقي: بعد إغلاق المقطع لا يمكن الوصول إلى داخله، فأي صفائح داخلية تطلبها الوصلات الصلبة يجب تنفيذها قبل إغلاق الوجه الأخير أو بتفاصيل خاصة. ويوصي المعهد المذكور بصفيحة قص على وجه العمود بدلاً من صفيحة تخترق العمود بوصفها الخيار الأوفر، فيما تذكر الشركة المصنّعة خيار البراغي أحادية الجانب.

التصنيع والطلاء والتآكل

بحسب Atlas Tube، يملك المقطع المجوف محيطاً ومساحة سطح أقل من المقطع المفتوح ذي القدرة نفسها، فيحتاج مواد أقل للطلاء أو الحماية من الحريق، كما أن خلوّه من الزوايا الداخلية يسهّل الطلاء ويجعل سماكته عند الزوايا أكثر انتظاماً. في المقابل يجب منع الماء من دخول العمود المغلق وإحكام إغلاق أطرافه. وإذا كان العمود سيُجلفن بالغمس الساخن، تطلب إرشادات SN50 فتحات تهوية وتصريف قرب الطرفين في جهتين متقابلتين، وتمنع وجود حجرات مغلقة تماماً في القطعة المجلفنة.

ماذا تطلب؟

• عمود صندوقي جاهز: الأبعاد الخارجية وسماكة الجدار والطول والعدد من المخطط، من فئة المقاطع المجوفة.
• عمود بوكس مصنّع: قائمة صفائح حسب سماكة وعرض كل وجه وطول العمود مع هدر القص.
• عمود مزدوج: عدد الجسور الحديدية مع صفائح أو أشرطة الربط وصفيحة القاعدة.
• تحقق عند الاستلام من شهادة المصنع والرتبة المحددة في المخطط، ولا تقبل أي بديل إلا بموافقة مكتوبة من المهندس الإنشائي.

الخلاصة

كلا الخيارين شائع في الهياكل الفولادية. المقطع المغلق كفء في الالتواء والأحمال في الاتجاهين وأسهل في الطلاء، لكن داخله غير متاح ويحتاج تخطيطاً مسبقاً لتفاصيل الوصلات. والعمود المزدوج أسهل في الوصل والفحص لكنه يتطلب لحاماً ودقة تصنيع أكبر. وبعد اعتماد المخططات يمكنكم التواصل مع فريق آهن آسا لتجهيز قائمة المواد وطلب عرض سعر.