اللمسة الجمالية لأغشية الشد في الهندسة المعمارية

[Makeyev]

اللمسة الجمالية لأغشية الشد في الهندسة المعمارية​

الخيمة مأوى يصنع من أغطية نسيجية أو أغطية أخرى تصنع من مواد أخرى، يتم نصب الخيمة على أعمدة وتشد وتثبت عن طريق الحبال والأوتاد، تتراوح أحجام الخيام من الخيم ذات السعة لشخص واحد إلى خيام السيرك الضخمة التي تستوعب آلاف الأشخاص.

الخيمة التقليدية في الصحراء هي رمز من رموز التراث الذي ميَّز البدو الرحل وسكان الصحراء وحدد خصوصيتهم، حيث كانت بيتهم الثابت والمتنقل حسب الحاجة والظروف التي يحددها المرعى والمشرب والأمن، كما تمثل الخيمة تجسيدًا للعلاقات الاجتماعية والروابط الأسرية، فخيمة الشخص تعني أسرته اذ يقال "تخيم الشخص" أي تزوج وصار رب بيت.​

---

هيكل الشد​

هياكل أغشية الشد (Tensile membrane structure) هو بناء هندسي يتكون من عناصر تحمل قوى الشد (Tension) ، وهو النوع الأكثر شيوعا من الهياكل القشرية الرقيقة.

معظم هياكل الشد يتم دعمها ببعض أشكال الضغط (Compression) أو الانحناء (Bending)، مثل الصواري (كما في مبنى قبة الألفية في لندن). وغالبًا ما يتم استخدام هيكل غشاء الشد في الأسقف والواجهات، لأنها يمكن أن تمتد لمسافات كبيرة بشكل جذاب واقتصادي.​

---

لمحة تاريخية​

لم ينتشر هذا النوع من الأبنية على نطاق واسع في الهياكل الكبيرة إلا في الجزء الأخير من القرن العشرين. لقد تم استخدام أغشية الشد منذ فترة طويلة بهياكل الخيام، حيث الحبال والأعمدة توفر شد في النسيج وتسمح له بتحمل الأحمال.

كان المهندس الروسي فلاديمير شوخوف من أوائل من طوروا الحسابات العملية من الضغوط والتشوهات بهياكل الشد، والأغشية. صمم شوخوف ثمانية هياكل شد قشرية رقيقة الهياكل لأجنحة المعرض لنوفغورود نيجني في عام 1896، التي غطت مساحة 27,000 متر مربع.

أول هيكل شد في العالم لـ فلاديمير شوخوف - روسيا عام 1895

وقد دافع عن هذا المفهوم في وقت لاحق المعماري الألماني والمهندس فراي أوتو، الذي كان أول من استخدام الفكرة في تشييد جناح ألمانيا الغربية في معرض إكسبو 67 في مدينة مونتريال.

كما استخدم أوتو الفكرة لسقف الاستاد الأولمبي لدورة الألعاب الأولمبية الصيفية المقامة عام 1972 في مدينة ميونيخ.​

---

نماذج لمشاريع في هذا المجال​

من أشهر النماذج في هذا المجال تصميم ملاعب كرة القدم حول العالم

ملعب أليانز أرينا - ألمانيا ملعب كراسنودار - روسيا


وأحد أبرز الأمثلة لكأس العالم 2022 هو استاد البيت في دولة قطر

 

[Makeyev]

مشاريع في المملكة العربية السعودية​

قصر طويق

إحتوى قصر طويق على أغشية الشد حيث تظهر في الصورة بكل وضوح وهي مصنوعة من مادة التفلون.

مشروع مدينة الخيام في مِنَى

من بين أكثر مشاريع نسيج الشد إثارة للاهتمام في السنوات الأخيرة مشروع وادي مِنَى في المملكة العربية السعودية. في كل عام، يحج مليونا من أتباع العقيدة الإسلامية إلى مدينة مكة المكرمة. وكجزء من الحدث، يسافر هؤلاء الحجاج إلى جبل عرفات القريب، حيث يقضون الليل في التخييم في وادي مِنَى.

بعد سلسلة من الكوارث المميتة التي بلغت ذروتها في حريق كبير في عام 1997، قررت الحكومة السعودية استبدال الهياكل القطنية الحالية بخيام زجاجية مغلفة بمادة التفلون المقاومة للحريق.

صورة توضح الفرق بين الخيام

مشروع مكتبة الملك فهد الوطنية

تم تطوير عناصر الواجهة خصيصًا للمبنى الجديد. وهي عبارة عن كسوة مكونة من مظلات نسيجية معينية ، تتميز بتلاعبها بالضوء كحاجب وكاشف. تعمل الأغشية البيضاء المُدرجة ، والمدعومة بهيكل كابل فولاذي ثلاثي الأبعاد ومضغوط بالشد ، كمظلات شمسية وتفسر تقاليد هيكل الخيمة العربية بطريقة تكنولوجية حديثة. هذا التسلسل القديم والجديد يخلق مظهرًا معماريًا شاملاً موحدًا ومرموقًا بتصميم مميز.

تتوهج الواجهة في الليل بضوء أبيض ناعم وتصبح منارة المدينة الثقافية

كما تجمع الواجهة الغشائية التي تم تحسينها فيما يتعلق بضوء الشمس عن طريق انكسار الضوء المعقد ثلاثي الأبعاد، بين الحماية المطلوبة من الشمس مع أقصى قدر من اختراق للضوء والشفافية
​

للإستزادة يمكن الإطلاع على موضوع​
هندسة تصميم الإضاءة​

مشروع خيام أبراج الساعة

كانت هناك حاجة إلى تصميم جمالي لأسطح المنازل في الأبراج السفلية حتى لا يتشوه المنظر من برج الساعة. ونظرًا لأن هذا القرار تم اتخاذه في وقت متأخر نسبيًا، لم تستطع أساسات الأبراج دعم أي أحمال إضافية. ونتيجة لذلك، تم تطوير سقف خفيف الوزن. شكله الأساسي مستوحى من الخيام البدوية التقليدية.​

 

[Makeyev]

المواد المستخدمة​

توجد عدة مواد للأنسجة المستخدمة في الهياكل الإنشائية، وأشهرها

- نسيج الألياف الزجاجية المطلية بمادة متعدد رباعي فلورو الإيثيلين (PTFE) وهو مستخدم في العديد من المشاريع مثل قصر طويق – مدينة الخيام في مِنَى – خيام أبراج الساعة

- الغشاء الإنشائي الشفاف (ETFE) تم استخدامه في عدة مشاريع منها على سبيل المثال ملعب فولغوغراد أرينا وملعب أليانز أرينا

تمتاز بعض هذه المواد بأنها تحمي من الأشعة فوق البنفسجية وتسمح بنفاذية للضوء بنسبة بسيطة!

كما تمتاز بأسطح ناعمة لا تسمح بإلتصاق الغبار والشوائب، كما تساعد الأمطار على تنظيف الأسطح

إحدى الشركات العاملة في هذا المجال هي مجموعة العبيكان للاستثمار حيث تمتلك مصنع العبيكان للهياكل الهندسية!
​

العبيكان للهياكل الهندسية الخفيفة شركة رائدة في هذا المجال منذ عام 1998، وأنجزت أكثر من 400 مشروع حول العالم. تشمل أشهر مشاريع العبيكان للهياكل الهندسية الخفيفة تصنيع وتركيب 40000 خيمة سلكية وسباكتها في منى لتوفير أماكن إقامة آمنة من الحريق للحجاج أثناء موسم الحج، وأكثر من 100000 متر مربع من التظليل للحماية من الشمس لموقف السيارات الرئيسي في مطار جدة الجديد.​

حوادث

يمكن أن تمثل قطع الثلج مشكلة خطيرة لهيكل الغشاء، حيث لا يتدفق الثلج غالبًا من الهيكل كما يفعل الماء. فعلى سبيل المثال، تسبب هذا في عام 2010 بانهيار (مؤقت) لـ ملعب هيربيرت همفري ميترودوم ، وهو هيكل منفوخ بالهواء في مدينة مينيابوليس بولاية مينيسوتا. كما تستخدم بعض الهياكل المعرضة التدفئة لإذابة الثلج الذي يستقر عليها.

برمجيات حاسوبية

تلعب برامج الحاسوب مخصصة لتصميم أغشية الشد في تسريع تجميع وثائق التصميم وتحسين جودة إعداد طلبات التصنيع لأي شكل من أشكال أغشية الشد. كما توفر البرامج أدوات مرئية وفعالة للغاية للمصممين للعمل مع الأسطح من أي تعقيد.

بالإضافة إلى ذلك، تقلل البرامج الحاسوبية بشكل كبير من الوقت المطلوب للعثور على شكل المغلف، وتصور الهيكل النهائي، وتحديد خط القطع، والقطع المكشوفة.

فعلى سبيل المثال شركة بورو هابولد التي عملت على مشروع قصر طويق ذكرت أهمية البرامج الحاسوبية​

---

حتى بمعايير اليوم، كان هذا التوجيه معقدًا، ولكن في الثمانينيات كان على فريقنا العمل جنبًا إلى جنب مع المهندس المعماري لتطوير تصميم يستجيب لهذه المطالب بدون مساعدة برنامج تصميم متطور باستخدام الحاسب الذي أصبح الآن مفيدًا للغاية. يتطلب إنشاء الجدار المتعرج وهياكل الخيام التكميلية هندسة معقدة للغاية وبعض الحسابات الدقيقة للغاية.​

---

تم استخدام البرنامج الألماني Easy في تصميم مدينة الخيام في مِنَى

كما تم تصميم الهياكل الغشائية لملعب فولغوغراد أرينا بالكامل وإجراء الحسابات باستخدام البرنامج الروسي K3-Tent

تنويه
تم الاعتماد على موقع ويكيبيديا في نقل الكثير من المعلومات في هذا الموضوع​

---

Makeyev​

---

 

[أبو بسام]

صالة الحجاج بجدة

 

[Saudi silent]

صراحة من أفضل واغرب المواضيع التي قرأتها
تفاصيل رائعة وتدفعك للبحث اكثر حول الموضوع​

 

[Makeyev]

​

مظلات المسجد النبوي​

كان واضحا منذ بداية التخطيط أن النسيج PTFE (بولي تترافلورو إيثلين) سيكون وحده قادر على تلبية المتطلبات الاستثنائية، فأي نسيج آخر لا يوفر حماية كاملة من الأشعة فوق البنفسجية المؤذية أو يلبي المواصفات الصارمة المطلوبة، كما يجب أن يتمتع النسيج بمقاومة عالية جـدا للشد بسبب قوة الرياح، وبمرونة وثبات لوني، ومقاومة للحريق وتظليل فعال ونفاذ ضوئي مناسب، النسيج PTFE الأبيض البالغ المتانة والذي طورته شركة Sefar للهندسة المعمارية خصيصا لمشروع مظلات المسجد النبوي، لا يمكن أن يكون أبيض اللون بسبب شدة الضوء، ولأن النفاذية القوية يمكن أن تبهر الأشخاص الموجودين تحت المظلة، لذلك تم اختيار نسيج رملي اللون بدلا منه، إضافة إلى ذلك اقتضى تزيين الوجه الأسفل للمظلات بزخارف مشرقية مصنوعة من أشرطة PTFE زرقاء اللون.​

المصدر: مظلات المسجد النبوي​

---

مطار جدة

 

[Makeyev]

مدينة الملك فهد الرياضية

صورة قديمة للملعب

صور تخيلية حديثة من تطوير المعلب

​

 

[Makeyev]

أبراج البحر

السمة المميزة للأبراج هي جدار واقي مكون من 2000 عنصر زجاجي يشبه المظلة تفتح وتغلق تلقائياً اعتماداً على موقع وشدة ضوء الشمس

وهو تصميم مستوحى من «المشربية»

وهي عبارة عن شاشات شبكية خشبية منحوتة بشكل هندسي، كانت توضع على نوافذ المنازل ذات العمارة العربية التقليدية لتوفر الحماية من أشعة الشمس.​

 

[Makeyev]

مشاهدة المرفق 513376
إحدى الشركات العاملة في هذا المجال هي مجموعة العبيكان للاستثمار حيث تمتلك مصنع العبيكان للهياكل الهندسية!
​

مقطع مرئي

تم إدراج ملف مرفق لشركة العبيكان​