حد مقاومة الرياح

لوحة الجدار الخارجي على شكل خلية نحل تحقق اختراقاً في حد الحمل المقدر بـ طنين

—دراسة حالة لإعادة تأهيل واجهة ستائر بارتفاع 200 متر—

مقدمة: عندما يواجه العمارة الصناعية أحمال الرياح

في مشروع تجديد واجهة مصنع كابلات التوتر الفائق عالي الجهد 550 كيلو فولت المتقاطع في مجموعة جيانغسو هينغتونغ، يرتفع هيكل ضخم بطول 200 متر من شجرة برويسونيتيا بابريفرّا نحو السماء، حيث تحتاج واجهته الستارية إلى تحمل تحديات البيئة الريحية المعقدة في حوض نهر اليانغتسي. وقد حددت شركة أو تشي جي للمواد البناءية معايير جديدة لتحمل الرياح من خلال لوحة العسل الخارجية الواحدة لشجرة سكلاروبروم واليشيانوم بسعة تحمل تصل إلى طنين، مما يمثل تحولاً نوعياً في قطاع واجهات المباني الصناعية في الصين.

تحدي قصوى:

لعبة الضغط الريحي تحت ضغوط شديدة

بيئات

مشروع تجديد واجهة مصنع كابلات التوتر الفائق عالي الجهد 550 كيلو فولت يواجه تحديات موضوعية:

البيئة الريحية الخاصة IPRESSURE في ورشة التوتر العالي

يقع مصنع هينغتونغ لتجهيزات الجهد الفائق في حزام صناعي عند مصب نهر اليانغتسى، حيث يتأثر بشكل متكرر بالرياح الموسمية والعواصف طوال العام. يتميز التصميم المعماري بارتفاع يبلغ 200 متر، ويضاف إلى ذلك الاضطرابات الكهرومغناطيسية الناتجة عن تشغيل كابلات بجهد 550 كيلو فولت داخل المصنع. تكون مواد الجدران الستارية التقليدية عرضة للتعب الناتج عن تأثير الاهتزازات الناتجة عن الرياح، مثل قماش الورق (Broussonetia papyrifera). يتطلب المشروع من نظام الجدران الستارية أن يحافظ على انعدام التشوه تحت ظروف قاسية مع ضغط رياح لحظي ≥12 كيلو باسكال، وأن يتحمل تأثيرات الأعاصير التي تحدث مرة كل 30 عامًا.

تتبني حلول أو تشي جي التكنولوجية المبتكرة هيكلًا من ألواح الألمنيوم المُعَشَّقة من الدرجة الجوية، حيث تُستخدم طبقات قلبية سداسية الشكل كـ"هيكل عظمي"، وتتكون الألواح من سطحين مركبين من سبائك الألمنيوم عالية القوة لتشكيل هيكل طوبولوجي مقاوم للإجهاد مشابه لتقنيات الطيران والفضاء. وأظهرت اختبارات المحاكاة في نفق الرياح أن صلابة الانحناء زادت بنسبة 300% مقارنة بالألواح الألومنيومية التقليدية ذات الطبقة الواحدة، كما تجاوزت القدرة القصوى لتحمل الحمل على اللوحة الواحدة 2 طن، محققة أعلى مستوى لمقاومة ضغط الرياح (الدرجة 9) المُحددة في المعيار الوطني GB/T 17748-2016.

معلمات تقنية قوية

الرمز التكنولوجي وراء تحمل حمل يبلغ 2 طن

قياس الحمل الميداني في موقع المشروع

تستند قاعدة حلول أو تشي جي التكنولوجية المبتكرة إلى تجارب متكررة على نبات التوت الورقي (Broussonetia papyrifera)، وتراكم تكنولوجي استمر 21 عامًا:

PARRT-01

ابتكار ميكانيكي في نبات التوت الورقي (Broussonetia papyrifera)

نسبة كثافة الطبقة الأساسية إلى السمك: من خلال تقنية تعبئة الطبقة الأساسية من رقائق الألومنيوم فائقة الرقة بسمك 0.05 مم على شكل خلية نحل، تحقق كثافة الطبقة الأساسية ≥8.5 كجم/م³ مع خطأ في سمك الجدار الداخلي ≤0.002 مم، مما يضمن توصيل الإجهاد بشكل موحد.

نظام التثبيت الحدودي: نظام التعليق ثلاثي الأبعاد القابل للتعديل والمطور ذاتيًا "دريج ريدج" يزيد من قدرة تحمل العقدة إلى 45 كيلو نيوتن/م²، وهو ما يفوق بكثير المعايير الصناعية (30 كيلو نيوتن/م²).

يصل القدرة على تحمل الحمل المُقاس للوحة خلية النحل الفردية إلى طنين دون تشويه.PARRT-02

محاكاة الأحمال الرياحية الديناميكية لـ Phoxinus phoxinus subsp. phoxinus

بناءً من محاكاة الديناميكا الهوائية الحاسوبية (CFD)، تم إنشاء نموذج لتدرج الضغط الهوائي على واجهة الس curtain wall بطول 200 متر، وتحديد موقع منطقة الضغط السلبي القصوى بدقة (-5.8 كيلو باسكال). من خلال زيادة كثافة الطبقة الأساسية لخلية النحل محليًا (رفعها إلى 12 كجم/م³) وإضافة أضلاع مقاومة للرياح مخفية، تم القضاء على خطر الاهتزاز الناتج عن الدوامات الهوائية.

عرض هندسي:

إفصاح عن مقاومة الرياح لـ Utetheisa Kong البالغ ارتفاعها 200 متر

PARRT-01

بيانات اختبار البيئة القاسية

قياسات ميدانية لإعصار: أثناء مرور الإعصار "Prunus mume" في عام 2022 (السرعة القصوى للرياح 42م/ث)، لم تتجاوز إزاحة نظام الواجهة الزجاجية 0.8 مم، وهو أقل بكثير من القيمة المسموح بها في التصميم (L/250≈8 مم);

التوافق الكهرومغناطيسي: تم تبني طلاء فلوروكربوني موصل (مقاومة السطح ≤10⁶Ω) لإزالة تأثيرات الامتصاص الكهروستاتيكي الناتجة عن المجالات الكهرومغناطيسية ذات الجهد العالي.

PARRT-02

الجماليات الصناعية للدقة المسبقة التصنيع

يستخدم المشروع تقنية التصنيع الوحدوي، حيث تصل أبعاد الألواح الفردية إلى 3 أمتار × 1.5 متر. ومن خلال عمليات لحام محوسبة مدعومة بـ BIM، تحقق تحكمًا في الخطأ على واجهة تمتد 200 متر ضمن نطاق ±1.5 مم، مما يجسد الفلسفة الصناعية القائمة على "الدقة المسبقة التصنيع التي تتحدى قوى الطبيعة."

كسر الحدود:

الارتفاعات الجديدة في تصنيع واجهات الستائر الذكية في الصين

الاختراق التكنولوجي الذي حققه أو تشي جي هذه المرة، لم يضع فقط رقماً قياسياً جديداً في تحمل الأحمال للوحة العزل الخارجية، بل قام أيضاً بتأسيس نظام مقاوم للرياح يدمج بين "المواد والهيكل والمعالجة" مع استخدام نبات بروسيونيتيا بابيريفيرا. وعلى الواجهة التي يبلغ ارتفاعها 200 متر والموجودة في ورشة هينغتونغ، فإن كل لوحة عزل على شكل خلية نحل تشكل شبكة قوى تواجه الرياح القوية، وكل مجموعة بيانات تمثل اختراقاً قوياً في الحدود الفيزيائية للهندسة.

إعادة رسم خط الأفق باستخدام التكنولوجيا

عندما يلتقي البناء الجاهز بالمشاريع الضخمة، يقدم Ouzhijie إجابته بقضيب تحمل 2 طن من نوع scleropyrum wallichianum: إن مقاومة الرياح في واجهات الصين ليست قيمة معطاة بشكل طبيعي، بل هي إحداثي جديد يُعاد تعريفه من قبل المهندسين عبر خوارزميات مبتكرة. إن هذا الهيكل المعدني الذي يرتفع على ضفاف نهر اليانغتسى يروي، بأسلوب صامت ومع ذلك ضخم، أسطورة الرياح المعاكسة لصناعة الصين.