ملعب MACHS — سقف ETFE

تغطية السقف بوسائد ETFE

المساحة1,500 م²
نوع القماشETFE
المدينةالدمام
السنة2023
القطاعالرياضة

نبذة عن المشروع

ملعب MACHS هو الملعب الرياضي لكلية محمد المانع للعلوم الصحية (MACHS) في الدمام، وسقفه المقوّس طويل البحر مصنوع من وسائد ETFE مزدوجة الطبقة تتجاوز مساحتها 1,500 م². وشمل نطاق عمل TMSI التصميم والتوريد والتركيب، ويعود المشروع إلى عام 2023.

تبقى الوسائد منفوخة باستمرار بضغط 250–300 باسكال عبر وحدة مناولة هواء بمروحتين لتقاسم الحمل وتوفير الاحتياط، مع صمّامات عدم رجوع تحفظ الضغط في المنظومة. ويمنح الهواء المحبوس السقفَ صلابته الإنشائية وتجويفاً عازلاً، بقيمة U تقارب 2.9 W/m²K للتركيبة ثنائية الطبقة. وصُمّمت شبكة الوسائد بحيث لا يتجاوز بحر أي وسادة مستطيلة 3.5 م وفق الإرشاد التصميمي، ويمكن استبدال أي وسادة منفردة دون المساس ببقية السقف.

أما الهيكل الرئيسي فشبكة من الأقواس الحديدية الأنبوبية المدرفلة، صُنّعت وجُمّعت تجريبياً وطُليت في مصنع TMSI لتلائم البيئة الساحلية في المنطقة الشرقية، ثم جُمّعت على الأرض ورُفعت إلى موقعها. وخضعت كل وسادة ETFE لاختبار النفخ والفحص في المصنع قبل الشحن.

المشروع 03

نظام وسائد ETFE مزدوجة الطبقة · الدمام، السعودية

بيانات المشروع

بيانات المشروع
المشروعMACHS — كلية محمد المانع للعلوم الصحية
الموقعالدمام، السعودية
النظاموسائد ETFE مزدوجة الطبقة
المساحة التقريبية1,500+ م²
ضغط الوسادة250 – 300 Pa
النفخوحدة مناولة هواء بمروحتين
الهيكلشبكة أقواس حديدية أنبوبية مدرفلة
النطاقتصميم وتوريد وتركيب

نطاق الأعمال

  • التصميم الإنشائي للسقف المقوّس طويل البحر وتوزيع الوسائد
  • الدرفلة واللحام والتجميع المسبق لشبكة الأقواس الأنبوبية في المصنع
  • تصنيع وسائد ETFE مزدوجة الطبقة بحافة كيدر ملحومة
  • تركيب البروفيل الألمنيومي والوسائد ومواسير توزيع الهواء
  • تركيب منظومة النفخ ومعايرة الضغط والتسليم

وصف النظام

  1. 01نظام وسائد ETFE مزدوج الطبقة يمنح قيمة U تقارب 2.9 W/m2K.
  2. 02وسائد منفوخة باستمرار بضغط 250–300 Pa، تمنح الصلابة الإنشائية وتجويفاً هوائياً عازلاً.
  3. 03وحدة مناولة هواء بمروحتين لتقاسم الحمل والاحتياط، مع صمّامات عدم رجوع تحفظ الضغط.
  4. 04بروفيل ألمنيوم محيطي متكامل بمدخل هواء وإحكام مائي مدمج.
  5. 05شبكة أقواس حديدية أنبوبية مدرفلة مصنّعة في مصنع TMSI ومجمَّعة مسبقاً قبل الرفع؛ ويمكن استبدال أي وسادة منفردة دون المساس ببقية السقف.

MACHS — التصنيع والتركيب

كل لوح يُهندَس ويُنمَّط ويُلحَم في مصنعنا بالدمام، ثم يُسلَّم إلى الموقع مجموعةً منتهية ومرقّمة. والتسلسل أدناه يتبع مسار الإنتاج والتركيب الفعلي المستخدم في هذا المشروع.

  1. 01 إيجاد الشكل وتوزيع الوسائدتُطوَّر هندسة الأقواس وشبكة الوسائد معاً حتى لا تتجاوز أي وسادة مستطيلة بحر 3.5 متر الاسترشادي، وتُحلَّل لأحمال رياح الدمام وأحمالها الحرارية.
  2. 02 درفلة المواسير وتصنيع الحديدتُدرفل المقاطع الأنبوبية إلى نصف القطر المطلوب وتُقصّ وتُلحم قطعَ أقواس، ثم يُتحقَّق منها مقابل قالب التخطيط.
  3. 03 تجميع الأقواس والطلاءتُجمَّع القطع تجريبياً على جيغ لإثبات المقطع الكامل، ثم تُنظَّف بالجلخ وتُطلى لبيئة المنطقة الشرقية الساحلية.
  4. 04 التجميع المسبق في الموقعتُعاد الأقواس تجميعاً على مستوى الأرض بجوار المبنى، كاملةً بنقاط الرفع والتجهيزات، جاهزةً لرفعة واحدة.
  5. 05 الرفع والتنصيبتُرفع الأقواس الكاملة بالرافعة إلى موضعها وتُحاذى وتُربَط، مع إبقاء التدعيم المؤقت حتى تُغلق الشبكة.
  6. 06 الحديد الثانوي والمسحتُركَّب العناصر الثانوية وتُمسح الشبكة حتى يطابق خط البروفيل أبعاد الوسائد المصنَّعة تماماً.
  7. 07 البروفيل ومداخل الهواءيُركَّب البروفيل المحيطي بمقاطع الكبس والحشوات وفوّهات مداخل الهواء والمزراب والإحكام المائي المدمج.
  8. 08 تصنيع الوسائديُنمَّط الغشاءان العلوي والسفلي ويُلحمان حرارياً بحافة كيدر. وتُختبر كل وسادة بالنفخ وتُفحص في المصنع قبل الشحن.
  9. 09 تركيب الوسائدتُرفع الوسائد ويُدخَل الكيدر في البروفيل من كل الجهات وتُربَط ألواح الكبس بالعزم والتسلسل المحدَّدين.
  10. 10 النفخ والمعايرةتُمدّ مواسير الهواء إلى كل وسادة من وحدة المناولة ثنائية المروحة. ويُوازَن الضغط وتُثبت الإنذارات، ويُسلَّم النظام مع سجلات ما بعد التنفيذ.

التصميم والهندسة

MACHS — التصميم والهندسة

وصف موجز — المفهوم الإنشائي وهندسة السقف

أُعدّ تقرير الحساب الأوّلي هذا لمنشآت ETFE. والغاية منه التحقّق من التصميم المفاهيمي للمنشأ ومن شروط التحميل.

نموذج التحليل لسقف الوسائد ذي القبو الأسطواني، وشبكة الأقواس ظاهرة مع مساندها على الحافتين الطويلتين.
المفهوم الإنشائي وهندسة السقف

المخططات الإنشائية — المسقط والواجهة

المسقط الإنشائي لشبكة السقف أعلى، وواجهة الأقواس الطولية أسفل.
المسقط والواجهة

الأحمال — الميت والمصاحب والحي

الحمل الميت للعناصر الإنشائية أُخذ في الحساب بواسطة البرنامج. والحمل المصاحب مأخوذ 0.4 kN/m² × 4.5 m = 1.8 kN/m.

والحمل الحي مأخوذ 0.24 kN/m² بحسب ASCE 7-16.

نموذج التحليل وحالة الحمل الميت LC2 موزّعة على الأقواس، وأسهم الحمل بـkN/m.
LC2 : D — الحمل الميت [kN/m]
نموذج التحليل وحالة الحمل الحي LC3 موزّعة على سطح السقف، وأسهم الحمل بـkN/m².
LC3 : L — الحمل الحي [kN/m²]

حمل الرياح — ضغط السرعة (ASCE 7-16 / SBC 301)

حمل الرياح مأخوذ في الحساب 152 كم/س بحسب SBC 301.

نموذج التحليل وحالة حمل الرياح على الوسادة المغلقة LC5 مطبَّقة على السقف، وأسهم الضغط بـkN/m².
LC5 : Closed Cushion — الرياح [kN/m²]
نوع المنشأ
أسقف مقوّسة
السرعة
42 m/s · 94 mph · 152 km/h
منسوب الأرض
0.00 m
الارتفاع الوسطي
13.30 m · 43.64 feet
معامل تعرّض ضغط السرعة Kz
0.78
المعامل الطبوغرافي Kzt
1.00
معامل اتجاهية الرياح Kd
0.85
معامل منسوب الأرض Ke
1.00
ضغط السرعة qh
0.72 kN/m² · 15.1 psf
ضغط الرياح التصميمي الصافي P
0.61 kN/m² · 12.8 psf

qz = 0.613 KzKztKdKeV² (N/m²); V in m/s (26.10-1.si) · P = qz · G

ASCE 7-16: الحدّ الأدنى لأحمال التصميم والمعايير المرافقة للمباني والمنشآت الأخرى.

المسند المنزلق — أقصى الإزاحات والتفصيلة

مسقط السقف والمساند المنزلقة مؤشَّرة على إحدى الحافتين، وتحته التفصيلة المقيَّسة B للوح المسند المنزلق بمقياس 1:10.
المساند المنزلقة والتفصيلة B، 1:10

تحليل النظام الفولاذي — نسب التصميم في المنطقة A

مخطط نسب التصميم للأقواس الفولاذية، وكل عضو معنون بنسبته في حالة الحد الأقصى وحالة قابلية التشغيل.
RF-STEEL AISC CA1 — حالة الحد الأقصى وحالة قابلية التشغيل، أقصى نسبة تصميم

تصميم الكابلات — القوى الداخلية

مخطط القوى الداخلية في الكابلات بالقيم القصوى معنونةً على طول كل خط كابل.
القوى الداخلية في الأعضاء N — أقصى N 376.03 kN، أدنى N 33.62 kN

حساب تصميم الكابلات — تحديد المقطع

التعريفات والرموز والقيم — 28 صفاً
التعريفات والرموز والقيم
DefinitionsSymbolUnitValueFormulation
Cable tensionNges[kN]376.00
Quantity of cablesn[-]1
Cable tension in the single cableNseil[kN]376.00
Design CriteriaLRFD
Load Safety Factorγf[-]1.00
Material Safety FactorγR[-]1.00(usually 1.0)
Cable Type1X37
Cable Diameterd[mm]36
Tensile StrengthRr[N/mm²]1770
Youngs Modulus for variable actionEQ[kN/cm²]15000
Filling load factorf[-]0.750
Equavalent Diameter Factorfed[-]0.866
Equavalent Diameter (Sap2000)de[mm]31.18=de*fed
Reduction dirillingk[-]0.883
Self Weight factorw[kg/cm²]0.830
Breaking Load FactorK[-]0.520= π*f*k/4
Metallic Cross Sectional AreaAm[cm²]7.634
Nominal Metallic Areac FactorC[-]0.590
Stifness Single CableEA[MN]114.511
Stifness All cablesEAges[MN]114.511
Cable Weightg[kg/m]6.34=Am*w
Minimum Breaking Load CableFmin[kN]894.6= K*d2*Rr/1000
Socet TypeSwaged Socket
Loss factor (Due to cable fitting)ke[-]0.90
Characteristic value of the resistanceFuk[kN]805.2=Fmin*ke
Design Value of the cable tensionFEd[kN]376.00=Nseil*γf
Design value of the cable resistanceFrd[kN]536.78=Fuk/1.5*γR
Verification in the ultimate limit stateFed/Frd[-]0.70OK

تصميم الكابلات — الجداول المرجعية (الوزن الواحدي وقوة القطع)

الجداول المرجعية لحبل الخصلة الحلزونية: معامل الملء، ومعامل قوة القطع ومعامل المساحة المعدنية، ومعامل المرونة، والقيم المعتمدة مؤشَّرة بالأحمر.
معامل الملء، ومعاملا قوة القطع والمساحة المعدنية، ومعامل المرونة للأحمال المتغيّرة

تصميم رقاقة ETFE — قوى اتجاهَي السداة واللُحمة

مخطط قوى الغشاء في الوسائد في اتجاه السداة مع سلّم الألوان بـkN/m.
اتجاه السداة — أقصى n-x 7.09 kN/m
مخطط قوى الغشاء في الوسائد في اتجاه اللُحمة مع سلّم الألوان بـkN/m.
اتجاه اللُحمة — أقصى n-y 7.14 kN/m

تصميم الوصلة — المسند المفصلي

الفولاذ
S235
الخرسانة
4000 psi, C30
التحليل
إجهاد وانفعال / تحميل مبسّط
كود التصميم
AISC — LRFD 2016
الأعضاء — الهندسة — صف واحد
الأعضاء — الهندسة
NameCross-sectionβ – Direction [°]γ - Pitch [°]α - Rotation [°]Offset ex [mm]Offset ey [mm]Offset ez [mm]Forces in
M11 - CHS323.9/10.00,0-90,00,0000Node

تصميم الوصلة — تدقيق البراغي

البراغي — 8 صفوف
البراغي
ItemGradeLoadsF t [kN]V [kN]φR n,bearing [kN]Ut t [%]Ut s [%]Ut ts [%]Status
B1M24 8.8 - 1LE722,846,8311,011,238,4-OK
B2M24 8.8 - 1LE840,346,5311,019,838,1-OK
B3M24 8.8 - 1LE820,047,0311,09,838,6-OK
B4M24 8.8 - 1LE80,247,3311,00,138,8-OK
B5M24 8.8 - 1LE80,647,7311,00,339,0-OK
B6M24 8.8 - 1LE80,247,7311,00,139,1-OK
B7M24 8.8 - 1LE110,050,0311,00,041,0-OK
B8M24 8.8 - 1LE1123,749,9311,011,640,9-OK
بيانات التصميم — صف واحد
بيانات التصميم
GradeφR n,tension [kN]φR n,shear [kN]
M24 8.8 - 1203,4122,0

تصميم الوصلة — تدقيق اللحامات

اللحامات — 32 صفاً
اللحامات
ItemEdgeXuT h [mm]L s [mm]L [mm]L c [mm]LoadsF n [kN]φR n [kN]Ut [%]Status
PP1aRIB1aE70xx4,05,7749LE85,711,649,2OK
E70xx4,05,7749LE116,411,555,2OK
B1-arc 5RIB1aE70xx4,05,715510LE114,09,243,6OK
E70xx4,05,715510LE84,39,147,0OK
PP1aRIB1bE70xx4,05,7749LE106,211,753,1OK
E70xx4,05,7749LE106,511,357,6OK
B1-arc 13RIB1bE70xx4,05,715510LE104,49,347,3OK
E70xx4,05,715510LE104,79,251,0OK
PP1aRIB1cE70xx4,05,7749LE16,511,556,7OK
E70xx4,05,7749LE16,211,852,3OK
B1-arc 21RIB1cE70xx4,05,715510LE14,49,446,7OK
E70xx4,05,715510LE14,89,251,8OK
PP1aRIB1dE70xx4,05,7749LE125,711,549,3OK
E70xx4,05,7749LE44,210,939,0OK
B1-arc 29RIB1dE70xx4,05,715510LE123,49,336,2OK
E70xx4,05,715510LE123,99,142,8OK
PP1aRIB1eE70xx4,05,7749LE124,710,644,1OK
E70xx4,05,7759LE85,212,143,0OK
B1-arc 37RIB1eE70xx4,05,715510LE84,29,345,6OK
E70xx4,05,715510LE114,79,151,9OK
PP1aRIB1fE70xx4,05,77511LE107,513,655,5OK
E70xx4,05,77511LE107,513,555,4OK
B1-arc 44RIB1fE70xx4,05,715510LE105,69,559,1OK
E70xx4,05,715510LE105,09,950,4OK
PP1aRIB1gE70xx4,05,77511LE17,613,556,5OK
E70xx4,05,77511LE17,713,656,7OK
B1-arc 53RIB1gE70xx4,05,715510LE15,09,950,6OK
E70xx4,05,715510LE15,69,559,3OK
PP1aRIB1hE70xx4,05,77411LE84,513,533,6OK
E70xx4,05,77411LE116,313,446,8OK
B1-arc 60RIB1hE70xx4,05,715510LE124,49,148,3OK
E70xx4,05,715510LE123,69,538,3OK

تصميم الوصلة — تدقيق الانفعال والإجهاد المكافئ

تدقيق الانفعال ومخطط الإجهاد المكافئ للوصلة المفصلية تحت أثر الحمل LE1، مع مقياس الحدّ 150% وسلّم الألوان من 0 إلى 211.5 MPa.
تدقيق الانفعال، LE1 — 0.48% · الإجهاد المكافئ، LE1

مشروع مشابه؟ اطلب عرض سعر

أرسل لنا المساحة والمدينة والقماش المطلوب — ونعود إليك بالنظام وميزانية استرشادية.

920011060 الأحد–الخميس، 07:30–17:00 نردّ خلال يوم عمل واحد