استخدامات الزوايا الحديدية في المنشآت: من التقوية القطرية والجملونات إلى أعتاب الفتحات

الزاوية الحديدية من أبسط المقاطع الفولاذية، لكنها حاضرة في أماكن كثيرة من المبنى: في التقوية القطرية للهياكل المعدنية، وفي جملونات الأسقف الخفيفة، وفوق الأبواب والنوافذ كأعتاب. نستعرض في هذا المقال استخدامات الزوايا الحديدية في المنشآت، وما يجب الانتباه إليه في كل استخدام، مع جدول أوزان الزوايا متساوية الأضلاع في كتالوج آهن آسا لتسهيل قراءة المقاس وتقدير الوزن قبل الطلب.

ما هي الزاوية الحديدية وكيف يُقرأ مقاسها؟

الزاوية مقطع على شكل حرف L يُنتج بالدرفلة على الساخن، وتكون متساوية الأضلاع أو غير متساوية. تحدد المواصفة الأوروبية EN 10056-1 الأبعاد الاسمية للنوعين، إذ تنص صفحة التعريف بها لدى معهد المواصفات البريطاني (BSI) على أنها تحدد متطلبات الأبعاد الاسمية للزوايا المدرفلة على الساخن متساوية الأضلاع وغير المتساوية.

يُكتب مقاس الزاوية متساوية الأضلاع بثلاثة أرقام: عرض الضلع الأول × عرض الضلع الثاني × السماكة، بالمليمتر. فيما يلي الزوايا المتوفرة في كتالوج آهن آسا، وكلها من الفولاذ S235JR ومطابقة للمواصفة EN 10056-1:

لتقدير الوزن اضرب الطول المطلوب في وزن المتر؛ فمثلاً 12 متراً من الزاوية 50×50×5 تزن نحو 45.24 كغ. الوزن الاسمي للتقدير فقط، أما الوزن الفعلي فيُحدَّد بالميزان عند التسليم.

الزوايا في التقوية القطرية

التقوية القطرية عنصر مائل يوفر استقرار الهيكل ويقاوم الأحمال الجانبية. وفق دليل Steel Construction Info، تُنفَّذ التقوية الرأسية عادةً بعناصر قطرية بين خطين من الأعمدة؛ فإذا اقتُصر على قطر واحد وجب تصميمه للشد أو الضغط، أما في التقوية المتقاطعة فيمكن استخدام عناصر نحيفة تعمل بالشد فقط.

ويذكر دليل «Steel Buildings in Europe» أربعة أشكال شائعة للتقوية الرأسية في المباني الصناعية: قطر واحد من مقطع مجوف، ومقاطع مجوفة على شكل K، وشرائح متقاطعة تُعدّ عاملة بالشد فقط، وزوايا متقاطعة. ويضيف أن المقاطع المجوفة فعالة جداً في الضغط فتغني عن التقوية المتقاطعة؛ إن كان هذا الخيار مطروحاً فراجع دليل شراء المقاطع المجوفة.

ملاحظة تصميمية مهمة: تُوصل الزاوية غالباً من ضلع واحد فقط، فلا يمر الحمل في محورها. ويشير المعهد الكندي للإنشاءات الفولاذية (CISC) إلى أن التقويات القطرية من زاوية مفردة تعمل عادةً بالشد فقط لمحدودية مقاومتها للضغط، وأنها إن وجب أن تتحمل ضغطاً كبيراً وهي موصولة من ضلع واحد فيجب تصميمها كعمود محمّل لا مركزياً. لذلك يؤخذ المقاس وتفاصيل الوصلة من المخططات الإنشائية فقط.

الزوايا في الجملونات والأبراج الخفيفة

وفق النشرة الفنية لجمعية الإنشاءات الفولاذية في نيوزيلندا (SCNZ)، تُستخدم الزوايا عادةً كعناصر في المنشآت المثلثية الخفيفة مثل الجملونات والأبراج، وميزتها الأساسية سهولة التصنيع، مع أن تصميمها أعقد من كثير من المقاطع الأخرى. ولاختيار مقاطع الأعمدة في الهياكل الخفيفة قد تفيدك مقارنتنا بين العمود الصندوقي والجسور المزدوجة.

الزوايا كأعتاب فوق الأبواب والنوافذ

يذكر دليل البناء في جامعة RMIT الأسترالية أن الأعتاب لازمة حيثما يمر الطوب فوق فتحات الأبواب والنوافذ، وأنها تكون عادةً زوايا أو شرائح أو مقاطع T من فولاذ طري مجلفن بالغمس الساخن، مع ضرورة ارتكاز كافٍ عند الطرفين. ويورد في جدوله زاوية 100×100×8 بارتكاز لا يقل عن 100 مم لبحر يزيد على 1 م وحتى 2.1 م، وهو مثال من دليل أجنبي لا يغني عن حسابات المصمم.

ويميز مقال Brian Trimble في مجلة STRUCTURE (2009) بين العتب الحر الذي يرتكز على جانبي الفتحة دون تثبيته بالهيكل، والزاوية الحاملة للواجهة (shelf angle) التي تُثبَّت بالبراغي في الهيكل، ويوصي بترك فراغ تحتها لاستيعاب الانحناء أو الدوران. ولأن هذه العناصر تتعرض لرطوبة الجدار، فالحماية من الصدأ مهمة؛ انظر دليل تخزين الحديد في الموقع.

قبل طلب الزوايا

• اكتب المقاس كاملاً من المخططات (عرض الضلعين والسماكة).
• تأكد من الدرجة والمواصفة: زوايا كتالوجنا من S235JR ومطابقة لـ EN 10056-1.
• يمكن الطلب بالكيلوغرام أو الطن أو المتر؛ حوّل الأطوال إلى وزن بالجدول أعلاه.
• للأعتاب والواجهات الخارجية نسّق مع المصمم بشأن الحماية من الصدأ.

تصفح جميع المقاسات في فئة الزوايا، ولطلب عرض سعر تواصل معنا عبر صفحة الاتصال.

الخلاصة

للزاوية الحديدية ثلاثة استخدامات رئيسية في المنشآت: التقوية القطرية (خاصة المتقاطعة العاملة بالشد)، وعناصر الجملونات والأبراج الخفيفة، والأعتاب والزوايا الحاملة للواجهات. ميزتها سهولة التصنيع والوصل، وقيدها الأهم ضعف أدائها في الضغط وأثر الوصل من ضلع واحد. يحدد المصمم المقاس والتفاصيل، ودور المشتري أن يقرأ المقاس بدقة ويقدّر الوزن ويتحقق من الدرجة والمواصفة قبل الطلب.