يعمل المبنى المعدني من طابقين مثل المبنى من طابق واحد فيما يتعلق بالسقف والجدران، لكن كل شيء يتغير بمجرد إضافة أرضية في الهواء. فذلك المستوى الثاني يجب أن يحمل الناس والمعدات والتخزين، ولذلك يُخطط للإطار والأساسات والارتفاع حول الطابق العلوي بدلاً من إضافتها كفكرة لاحقة. ويصل معظم المالكين إلى تصميم من طابقين لسببين: إما يريدون مضاعفة المساحة القابلة للاستخدام دون شراء مزيد من الأرض، أو يجمعون بين وظيفتين، مثل ورشة عمل تحت المكاتب أو متجر تجزئة تحت صالة رياضية، على مساحة واحدة. ويتعامل الفولاذ مع كليهما بشكل جيد، لكن القرار الحقيقي يقع على الطابق العلوي، وليس على الهيكل. توقع أن يكلف التصميم من طابقين أكثر لكل قدم مربع من تصميم الطابق الواحد بنفس المساحة، لأنك تضيف عوارض أرضية وسطحًا وسلالمًا وأحمالًا أثقل. وكمية الزيادة تعتمد على الخيارات التالية. وهذه الهياكل شائعة في أنحاء المباني الصناعية الفولاذية وكذلك المشاريع المكتبية والمختلطة الاستخدام.
لماذا يناسب الفولاذ الطابق الثاني
إن نسبة مقاومة الفولاذ إلى الوزن هي السبب الرئيسي لملاءمته للطابق الثاني: إذ يستطيع الهيكل تحمل طابق علوي دون الحاجة إلى الكتلة التي قد يحتاجها الخشب أو البناء الحامل للأحمال عند نفس الارتفاع. كما أن الهيكل الفولاذي الصلب ينقل الأعمال الإنشائية إلى الأعمدة والعوارض، مما يسمح أيضًا بـ بناء بإطار فولاذي تترك مساحات كبيرة خالية أسفل المستوى العلوي. فصعود الدرج بدلاً من الامتداد يركز وزنًا أكبر في مركز ثقل أعلى، مما يجعل القوى الجانبية أكثر أهمية مما هي عليه في المبنى من طابق واحد. كما أن المبنى الأطول يواجه رياحًا أقوى، وبالتالي فإن الوصلات والدعامات التي تقاوم حمل الرياح تحمل نسبة أكبر من الأعمال. ولا يعني ذلك أن وجود طابق ثانٍ أمر مفروغ منه؛ بل يجعل الأمر متوقعاً بما يكفي ليتمكن المهندس من تصميم الهيكل المناسب.
طابق ثاني كامل أم ميزانين؟
يحل الطابق الثاني الكامل والميزانين مشكلة الطابق العلوي بشكل مختلف، وتظهر الفجوة بينهما في الأحمال والتكلفة وإمكانية العكس. فالطابق الثاني الكامل يمتد على معظم أو كل المساحة الأرضية ويُصمَّم كمستوى إنشائي دائم، وهو مناسب للمكاتب أو المساحات السكنية أو أي استخدام يحتاج إلى مساحة أرضية مكتملة ومطابقة لمعايير الكود في كامل المنطقة العلوية. أما الميزانين فهو مستوى وسيط جزئي، غالبًا ما يُستخدم للتخزين أو الأجزاء أو مكتب صغير، ويتناسب مع الارتفاع الكلي للمبنى ويمكن إعادة تعديله أو إزالته لاحقًا. والعوامل الحاسمة هي مقدار المساحة العلوية التي تحتاجها، وما ستتحمله تلك الأرضية، وكم ارتفاع الطنف الإجمالي الذي يمكنك بناؤه.
| عامل | الطابق الثاني الكامل | الميزانين |
|---|---|---|
| المساحة المغطاة | معظم أو كل | جزء من الأرضية |
| الاستخدام النموذجي | مكاتب، سكنية، إشغال كامل | التخزين، قطع الغيار، مكتب صغير |
| متطلبات الارتفاع | ارتفاعان كاملان من الأرضية إلى السقف | يناسب داخل هيكل واحد أطول |
| التكلفة النسبية | أعلى | أدنى |
| القابلية للعكس | شبه دائم | غالبًا ما يكون قابلًا للإزالة أو القابل للتوسيع |
بالنسبة لكثير من المالكين، يأتي الميزانين أولًا، حيث يُصمَّم الهيكل بحيث يمكن إضافة طابق كامل لاحقًا. وهذا لا ينجح إلا إذا كانت الأعمدة والأساسات مُصمَّمة منذ البداية لتحمل الحمولة المستقبلية الأثقل.
أحمال الأرضيات، الإطار، وأسطورة الامتداد الحر
يصف الامتداد الحر السقف والجدران، وليس الأرضية العلوية، وإن الخلط بينهما يعد خطأً مكلفًا في تخطيط المباني من طابقين. فالإطار ذو الامتداد الحر يحافظ على خلو المكان من الأعمدة عبر عرض المبنى، وهو أمر مفيد أسفل المستوى العلوي. أما الأرضية الإنشائية نفسها فهي مشكلة مختلفة: فالأرضية الثانية المحملة عادةً ما تستند إلى عوارض أرضية، وعندما يصبح الامتداد واسعًا، إما تزداد عمق هذه العوارض أو تُضاف أعمدة وسيطة. صوت تصميم المباني الفولاذية تُعامل الأرضية العلوية كمشكلة إنشائية منفصلة عن السقف، لأن تصميم الأرضية وكأنها خالية تمامًا من الأعمدة مثل السقف يؤدي إلى أرضيات مرتفعة وفشل في عمليات التفتيش.
يعتمد مدى ثقل تلك الأرضية على ما سيوضع عليها. فالأرضية الثانية المخصصة للمكاتب تُصمَّم لأحمال حية أخف من تلك المخصصة للتخزين أو المعدات، والأرقام الحاكمة تأتي من لوائح البناء وليس من الشركة المصنعة. فلوائح البناء الدولية ومعيار ASCE 7 للحمل يحددان الحد الأدنى لأحمال الأرضية حسب الإشغال، ويقوم المهندس بتطبيق ذلك مع التعديلات المحلية. كما يجب أن ينتقل الوزن إلى الأسفل؛ فالأرضية العلوية الأثقل تضغط بقوة أكبر عبر الأعمدة إلى الأساسات، ولذلك أساس المبنى المعدني يجب أن يُصمم ليتحمل حمولة الطابقين بأكملها، وليس حمولة الطابق الواحد فقط. حدد استخدامك للأرضية وتقديراته الأولية أحجام المباني المعدنية في وقت مبكر، لأن كلاهما يساهم في مسار الحمل. أما الأبعاد الدقيقة للعوارض وعمق الأساسات فهي عملية هندسية تعتمد على الأحمال المحلية والتربة، وليست مجرد رقم يمكن نسخه من دليل.
السلالم، مخرج الطوارئ، والارتفاع الصافي
تأخذ السلالم ومخارج الطوارئ مساحة حقيقية من الأرضية في كلا الطابقين، مما يجعلها موضوعًا للتخطيط أكثر من كونها مجرد تفصيل. فعلى كل درجة أن تنتهي في مكان ما على كل طابق، والفتحة التي تحتاجها تقتطع من المساحة القابلة للاستخدام التي تدفع مقابل بنائها، ولذلك يجب وضعها في المخطط منذ الرسم الأول. أما مخارج الطوارئ المطلوبة وعرض السلالم وأبعاد الدرابزين فتحددها لوائح البناء وفقًا لإشغال المبنى، ويقوم المهندس بتحديد أبعادها بناءً على ذلك وليس وفقًا لقاعدة عامة.
الارتفاع الصافي هو المتغير الآخر الذي يجب تحديده مبكرًا. فكل مستوى يحتاج إلى ارتفاع خاص به من الأرضية إلى السقف وفقًا لاستخدامه: فالأرضية المكتبية تبدو جيدة عند سقف قياسي، بينما الأرضية التي تحتوي على أبواب علوية أو أرفف أو رافعة تحتاج إلى ارتفاع أكبر. ويجب أن يغطي ارتفاع الطنف للمبنى كلا الارتفاعين النهائيين بالإضافة إلى عمق هيكل الأرضية بينهما. ولهذا السبب يبدو الهيكل المكون من طابقين أطول بكثير مما قد توحي به طابقان منفردان. كما أن تثبيت الارتفاع الصافي لكل مستوى مبكرًا يمنع الشعور بالضيق في الطابق العلوي ويضمن التوافق مع لوائح السلالم.
الاستخدامات الشائعة للمبنى المعدني ذي الطابقين
تناسب المباني المعدنية من طابقين المشاريع التي تجمع بين وظيفتين أو تضيف مكاتب فوق سطح العمل. هذا النمط شائع في البيئات الصناعية والتجارية، حيث يُقترن مساحة العمل في الطابق الأرضي بمساحة مجهزة في الطابق العلوي:
- مساحة تصنيع أو مستودع في الأسفل، مع مكاتب، وقسم ضمان الجودة، أو غرف استراحة في الطابق العلوي.
- متجر تجزئة، أو صالة عرض، أو صالة رياضية في الطابق الأرضي، مع إدارة أو استوديو في الطابق العلوي.
- متجر أو مرآب مقترن بمسكن، وهو تصميم «بارندومينيوم» الذي يدفع الكثير من الطلب السكني.
- عمليات ذات استهلاك كبير للتخزين تستخدم طابقاً نصف علوياً بدلاً من طابق علوي كامل.
يحدد كل استخدام حمله الحي للأرضية العلوية وارتفاعه الصافي، لذلك يمكن تصميم نفس الهيكل الخارجي بعرض 40 قدمًا بشكل مختلف تمامًا للمكاتب مقارنةً بمستودع الباليتات. ويعتبر ملاءمة المستوى العلوي للعمل أدناه الجزء الذي يتحكم فيه المالكون مباشرةً.
ما الذي يدفع التكلفة
لا يعني سعر المبنى من طابقين شيئًا إلا بعد معرفة ما إذا كان يشمل الهيكل فقط أم المبنى الجاهز المكتمل. فسعر الهيكل فقط (الإطار والسقف وكسوة الجدران) يقل كثيرًا عن الرقم الخاص بالمبنى المُركب والجاهز الذي يشمل بلاطة الأرضية والسلالم والتشطيبات الداخلية ونظام الطابق العلوي. وتختلف نطاقات الأسعار المنشورة لكل قدم مربع للمباني المعدنية اختلافًا كبيرًا حسب المصدر والمنطقة، ومعظمها يصف هياكل الطابق الواحد، ولذلك غالبًا ما يقع مشروع الطابقين فوق عرض الطابق الواحد ذي المساحة نفسها بدلاً من أن يتساوى معه.
تكاليف إضافية في بناء المبنى من طابقين تأتي من عدة أماكن يمكن التنبؤ بها:
- نظام الأرضية نفسه: العوارض، والأرضيات، وأي أعمدة وسيطة.
- السلالم ومخارج الطوارئ المطلوبة وفقاً للقوانين، والتي تستهلك أيضاً مساحة الأرضية.
- أساس مصمم ليتحمل الحمل المشترك الأثقل.
- ارتفاع أعلى للحدوة وتفاصيل الإطار اللازمة للوصول إليه.
قبل مقارنة العروض، قم بإجراء فحص سريع للنطاق: تحقق مما إذا كان كل رقم يشير إلى الهيكل فقط أم إلى المشروع الجاهز، وما إذا كان يشمل هيكل الطابق الثاني، وما الذي يستثنيه كل عرض. ومن الشائع استثناء تحسينات الأساسات، والعزل، والتشطيبات الداخلية، والتصاريح، والشحن. فغالبًا ما تكون العروض التي تبدو مختلفة جدًا مجرد تقديرات لنطاقات مختلفة.
تخطيط بناءك ذي الطابقين
يتكامل مخطط المبنى من طابقين عندما تُحدَّد القيود بالترتيب بدلاً من البدء بالسعر. ابدأ باستعمال كل مستوى، لأن ذلك يحدد حمل الأرضية الحي للطابق العلوي والارتفاع الصافي الذي تحتاجه. ثم قرر بين الميزانين والطابق الثاني الكامل، وبعد ذلك حدد أبعاد الأعمدة والأساسات لتلك الأرضية، بما في ذلك أي أرضية مستقبلية قد تُضاف. أما التكلفة فتأتي في النهاية، وتُقدَّم كنطاق، إما هيكليًا أو جاهزًا، وليس كرقم واحد. احصل على هذه العناصر الأربعة بالتتابع (الاستخدام، الحمل، نوع الأرضية، الأساسات)، وعندها يكف العرض عن أن يكون مجرد تخمين.
هذه هي السلسلة التي تتبعها شركة KAFA مع عملائها. وبصفتنا شركة تصنيع هياكل فولاذية تصمم وتُصنِّع وتُركب هياكلها الخاصة، يمكننا تحديد أبعاد الأعمدة والعوارض الأرضية والأساسات بناءً على حمل الطابق الثاني الفعلي بدلاً من القوالب العامة. فإذا كان لديك استخدام ومساحة تقريبية في الاعتبار، يمكنك اطلب عرض سعر وابدأ من الأرضية إلى الأعلى.
الأسئلة الشائعة
هل يمكنك بناء مبنى معدني ذي طابقين؟
نعم. تتحمل الهياكل الفولاذية الأحمال المتعددة المستويات بشكل جيد، وتُبنى المباني المعدنية من طابقين بشكل روتيني للاستخدامات التجارية والصناعية والسكنية. ونادرًا ما يكون السبب هو الفولاذ نفسه؛ بل يكمن في اللوائح المحلية وموافقة الكود على الارتفاع والإشغال ومخارج الطوارئ، والتي يجب التأكد منها قبل البدء بالتصميم.
كم يبلغ ارتفاع المبنى المعدني ذي الطابقين؟
تتراوح ارتفاعات الطنف للمباني المعدنية من طابقين ضمن نطاق واسع، لأن الارتفاع الصافي لكل مستوى يتحدد وفقًا لاستخدامه. فمستويات المكاتب تحتاج إلى ارتفاع أقل من تلك التي تحتوي على معدات أو أرفف علوية. والارتفاع الكلي هو مجموع الارتفاعين النهائيين بالإضافة إلى هيكل الأرضية بينهما، وليس رقمًا ثابتًا.
ما حمل الأرضية الذي يحتاجه الطابق الثاني؟
يعتمد حمل الأرضية الحي المطلوب على إشغال المستوى العلوي ويحدده الكود، وليس على التفضيلات الشخصية. فالأرضية المخصصة للمكاتب تُصمَّم بأحمال أخف من تلك المخصصة للتخزين أو المعدات؛ ويقوم المهندس بتطبيق الحد الأدنى المنصوص عليه في الكود لهذا الاستخدام بالإضافة إلى أي تعديلات محلية، ولذلك يجب تحديد الاستخدام المقصود قبل البدء بتصميم الأرضية.
هل الميزانين أرخص من طابق ثاني كامل؟
عادةً ما يكون الميزانين أقل تكلفة من الطابق الثاني الكامل لأنه يغطي جزءًا من المساحة الأرضية، ويحمل حملاً أخف أو مخصصًا للتخزين، وغالبًا ما يحتاج إلى ارتفاع أقل. كما أنه يبقى أكثر مرونة، إذ يمكن إعادة تعديل أو إزالة العديد منه لاحقًا، لكنه يوفر مساحة أقل مجهزة وجاهزة للاستخدام في المقابل.
هل يحتاج المبنى من طابقين إلى أساس خاص؟
يضع المبنى المعدني من طابقين حملاً أكبر على أعمدته مقارنةً بالمبنى من طابق واحد، ولذلك تُصمَّم الأساسات والألواح لتتحمل هذا الحمل الأثقل والمجمّع. ويتوقف الأمر سواء كانت الأساسات أكبر أو الأساس أعمق على نوع التربة والأحمال الأرضية فوقها، والتي يتم تحديدها أثناء التصميم وليس في الموقع.
مزيد من القراءة
- الكود الدولي للأبنية (IBC) — مجلس الكود الدولي — مدونة قواعد البناء المعتمدة في جميع الولايات القضائية بالولايات المتحدة؛ تُنظِّم ارتفاع الطوابق، ونسبة الإشغال، وأحمال الأرضيات، والسلالم، ومخارج الطوارئ للمباني متعددة الطوابق.
- ASCE 7: الحد الأدنى لأحمال التصميم والمعايير المرتبطة بها — ASCE — معيار الحمولة الذي يستخدمه المهندسون لتحديد الأحمال الحية للأرضية وقوى الرياح والزلازل لمبنى من طابقين.
- جمعية مصنعي المباني المعدنية (MBMA) — هيئة صناعية لأنظمة المباني المعدنية، توفر موارد تقنية وأدائية حول الإنشاءات الفولاذية منخفضة الارتفاع.
