مقدمة
كبير شاشات LED خارجية أصبحت شاشات العرض جزءًا لا غنى عنه من المشهد الحضري بفضل تأثيرها البصري الممتاز وتأثيرات العرض عالية الدقة ومحتوى التشغيل المرن. فهي لا تتحمل مسؤوليات الإعلان ونشر المعلومات المهمة فحسب، بل إنها أيضًا نوافذ مهمة لعرض الصور الحضرية ونشر الثقافة.
ومع ذلك، وباعتبارها "الهيكل العظمي" الذي يدعم هذه الشاشات، فإن جودة التصميم والبناء للهيكل الفولاذي مرتبطة بشكل مباشر باستقرار وسلامة الشاشة وتشكل المفتاح لضمان قدرة الشاشة على العمل على المدى الطويل وبشكل مستقر وآمن.
مع التقدم المستمر للتكنولوجيا والتوسع المتزايد للسوق، فإن نطاق وتعقيد شاشات LED الخارجية الكبيرة يتزايدان باستمرار، مما يفرض متطلبات أعلى على التصميم واختيار المواد والبناء وتركيب الهياكل الفولاذية.
1. المتطلبات الأساسية للهياكل الفولاذية لشاشات LED الخارجية الكبيرة
- السلامة والاستقرار
في تصميم الهيكل الفولاذي لشاشات LED الخارجية الكبيرة، تعتبر السلامة والاستقرار من الاعتبارات الأساسية. يجب أن يكون الهيكل الفولاذي قادرًا على ضمان بقاء الشاشة مستقرة ككل في ظل ظروف بيئية قاسية مختلفة، مثل الرياح القوية والزلازل والكوارث الطبيعية الأخرى، دون انهيار أو تشوه خطير.
ولتحقيق هذا الهدف، يلزم إجراء تحليل هيكلي مفصل أثناء عملية التصميم، بما في ذلك حساب القوى الخارجية مثل أحمال الرياح والأحمال الزلزالية لضمان سلامة الهيكل.
وفي الوقت نفسه، يجب أن يتجنب تصميم الهيكل الفولاذي أيضًا الإضرار بسلامة الهيكل ووظائف الاستخدام للمبنى المرفق لضمان التعايش المتناغم بين الاثنين.
بالإضافة إلى ذلك، فإن اتباع المعايير الوطنية ذات الصلة، مثل GB 50009 "كود الأحمال على الهياكل البنائية" وGB 50011 "كود التصميم الزلزالي للمباني"، يعد ضمانًا مهمًا لضمان عقلانية وسلامة تصميم الهيكل الفولاذي.
- متانة
تتعرض شاشات العرض LED الخارجية كبيرة الحجم للرياح والشمس والمطر والثلوج لفترة طويلة، مما يفرض متطلبات عالية للغاية على متانة الهياكل الفولاذية.
يجب أن تتمتع مواد الهياكل الفولاذية بمقاومة جيدة للتآكل ومقاومة للعوامل الجوية لمقاومة تآكل العوامل البيئية والحفاظ على التشغيل المستقر على المدى الطويل. ولتحقيق هذه الغاية، عند اختيار المواد، يجب إعطاء الأولوية للفولاذ المقاوم للصدأ ذو المقاومة الممتازة للعوامل الجوية أو الفولاذ الذي يتمتع بمعالجة خاصة مضادة للتآكل.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الصيانة الدورية هي أيضًا وسيلة مهمة لضمان متانة الهياكل الفولاذية، بما في ذلك التحقق من سلامة الطلاء، وإصلاح الأجزاء التالفة في الوقت المناسب، وما إلى ذلك، لإطالة عمر خدمة الهيكل الفولاذي.
- قابلية الصيانة
يجب أيضًا مراعاة قابلية الصيانة الكاملة للهيكل الفولاذي لشاشة العرض LED الخارجية الكبيرة عند التصميم. نظرًا للمساحة الكبيرة والبنية المعقدة لشاشة العرض، غالبًا ما تكون أعمال الصيانة والإصلاح اللاحقة صعبة.
لذلك، يجب أن يكون تصميم الهيكل الفولاذي مناسبًا لدخول موظفي الصيانة وتشغيلهم، بما في ذلك إنشاء قنوات صيانة معقولة، وقنوات تمرير الأسلاك، وما إلى ذلك، وذلك لتسهيل التفتيش والتنظيف والصيانة المنتظمة لشاشة العرض والهيكل الفولاذي.
في الوقت نفسه، يجب أن يكون التصميم الهيكلي معقولاً أيضاً لتقليل التعقيدات غير الضرورية والتكرار وتقليل صعوبة وتكلفة الصيانة. وهذا لا يحسن كفاءة الصيانة فحسب، بل يضمن أيضاً بقاء شاشة العرض في حالة عمل جيدة أثناء الاستخدام طويل الأمد.
2. اختيار ومواصفات مواد الهياكل الفولاذية
1) مقدمة للمواد الشائعة
في تصميم الهيكل الفولاذي لشاشات العرض LED الخارجية الكبيرة، من المهم اختيار المادة المناسبة. تشمل الفولاذ المستخدم بشكل شائع الأنابيب المربعة، والفولاذ القنوي، والفولاذ على شكل حرف H، والأنابيب المستديرة الملحومة، ولكل منها خصائصها الفريدة ومزاياها وعيوبها.
- أنبوب مربع:
تُستخدم الأنابيب المربعة على نطاق واسع بسبب شكلها المقطعي البسيط وسهولة إنتاجها. وتكمن ميزتها في أنها تتمتع بقدرة تحمل قوية ومناسبة للهياكل التي تتطلب صلابة أعلى؛ أما عيبها فهو أن مقاومتها للالتواء أضعف من المقاطع الأخرى.
- قناة الفولاذ:
الشكل المقطعي للفولاذ القنوي على شكل أخدود، مع مقاومة جيدة للانحناء، وهو مناسب للهياكل التي تحتاج إلى تحمل لحظات انحناء كبيرة. ومع ذلك، فإن مقاومته للالتواء محدودة أيضًا، وفي بعض الحالات، قد تكون هناك مشاكل في تركيز الإجهاد.
- الفولاذ على شكل حرف H:
يُطلق على الفولاذ على شكل حرف H اسمًا نسبة إلى شكل مقطعه العرضي، الذي يشبه الحرف الإنجليزي "H". يتمتع الفولاذ على شكل حرف H بقدرة تحمل ممتازة ومقاومة للانحناء. كما يتمتع بمعامل مقطع عرضي كبير وخفيف الوزن، مما يجعله مادة مفضلة في الهياكل الفولاذية الكبيرة. ومع ذلك، قد تكون تكلفته أعلى قليلاً من تكلفة المواد الأخرى.
- أنبوب دائري ملحوم:
يتم تصنيع الأنابيب المستديرة الملحومة من خلال عملية اللحام وتتمتع بمتانة ومرونة جيدة. شكلها المقطعي دائري، مما يساعد على مقاومة القوى في اتجاهات مختلفة، وسطحها أملس وجميل. ومع ذلك، فإن جودة اللحام لها تأثير كبير على أداء الأنبوب المستدير، وتحتاج عملية اللحام إلى التحكم الصارم.
عند اختيار المواد، لا بد من الأخذ بعين الاعتبار الاحتياجات المحددة لشاشة العرض وظروف الموقع.
على سبيل المثال، بالنسبة لشاشات العرض التي تحتاج إلى تحمل أحمال الرياح الكبيرة والأحمال الزلزالية، يجب اختيار الفولاذ على شكل حرف H ذو قدرة تحمل قوية ومقاومة جيدة للانحناء؛ بينما بالنسبة للمناسبات ذات المتطلبات الجمالية العالية، يمكن النظر في المواد ذات المظهر الأنيق مثل الأنابيب المستديرة الملحومة.
2) مواصفات المواد ومتطلبات الأداء
بعد تحديد نوع الفولاذ، لا بد من توضيح مواصفاته ومتطلبات أدائه بشكل أكبر.
- طريقة التعبير عن المواصفات:
تختلف طريقة التعبير عن المواصفات لكل نوع من الفولاذ قليلاً ولكنها عادةً ما تتضمن معلمات مثل الطول والعرض (أو الارتفاع) والسمك وما إلى ذلك.
على سبيل المثال، غالبًا ما يتم التعبير عن مواصفات الأنابيب المربعة على أنها "طول الجانب × سمك الجدار"، وتتضمن مواصفات الفولاذ على شكل حرف H ارتفاع الشبكة وعرض الحافة وسمك الشبكة والحافة. يجب تحديد اختيار هذه المعلمات بناءً على نتائج التصميم الهيكلي وتحليل القوة.
- متطلبات الأداء:
تتضمن متطلبات أداء الفولاذ بشكل أساسي الخواص الميكانيكية وخصائص اللحام ومقاومة التآكل. من حيث الخواص الميكانيكية، يجب تلبية مؤشرات معينة مثل قوة الشد وقوة الخضوع والاستطالة.
من حيث أداء اللحام، من الضروري التأكد من أن الفولاذ سهل اللحام وله أداء مستقر بعد اللحام من حيث مقاومة التآكل، ومن الضروري اختيار الفولاذ بمقاومة التآكل المقابلة أو اتخاذ تدابير مضادة للتآكل وفقًا لبيئة الاستخدام. إن تلبية متطلبات الأداء هذه هو المفتاح لضمان سلامة واستقرار ومتانة الهياكل الفولاذية.
3. النقاط الرئيسية في تصميم وبناء الهياكل الفولاذية
1) نقاط التصميم
في عملية تصميم الهيكل الفولاذي لشاشة LED الخارجية الكبيرة، هناك عدة عوامل يجب مراعاتها بشكل شامل لضمان عقلانية الهيكل وسلامته وقابليته للصيانة.
- اعتبارات عامل التحميل:
أولاً، يجب أن يأخذ التصميم الهيكلي بعين الاعتبار وزن شاشة العرض وأحمال الرياح والأحمال الزلزالية المحتملة. ستؤثر هذه الأحمال بشكل مباشر على استقرار وسلامة الهيكل، لذا من الضروري تحديد الشكل والحجم الهيكلي المعقولين من خلال الحسابات والتحليل التفصيلي.
- تصميم نظام الدعم:
إن تصميم نظام الدعم المعقول هو المفتاح لضمان تعرض الهيكل للإجهاد بشكل واضح وتقليل تركيز الإجهاد. يجب أن يكون نظام الدعم قادرًا على نقل وتوزيع الحمل بشكل فعال لتجنب الأضرار الهيكلية الناجمة عن الإجهاد المحلي المفرط.
وفي الوقت نفسه، يجب أن يأخذ تخطيط نظام الدعم في الاعتبار أيضًا متطلبات التثبيت والصيانة لشاشة العرض لضمان راحة التشغيل.
- حجز المساحة:
في التصميم، يجب تخصيص مساحة كافية لتلبية متطلبات التركيب والصيانة لشاشة العرض.
يتضمن ذلك تخصيص مساحة كافية لتركيب شاشة العرض وإنشاء قنوات ومنصات مناسبة لأعمال الصيانة والإصلاح اللاحقة. ستساعد هذه المساحات المحجوزة في تحسين كفاءة التركيب وقابلية صيانة شاشة العرض.
2) نقاط البناء
يعد بناء الهياكل الفولاذية حلقة وصل مهمة لضمان تحقيق غرض التصميم. أثناء عملية البناء، يجب التحكم بدقة في جودة كل حلقة لضمان استقرار وسلامة الهيكل النهائي.
- المعالجة المسبقة:
قبل البناء، يجب معالجة مكونات الهيكل الفولاذي مسبقًا بإزالة الصدأ والتصحيح وما إلى ذلك. يمكن أن يؤدي إزالة الصدأ إلى إزالة الصدأ والشوائب على سطح المكونات، وتحسين التصاق وتأثير مقاومة التآكل للطلاءات.
يمكن أن يضمن التصحيح أن حجم وشكل المكونات يلبي متطلبات التصميم ويقلل الأخطاء أثناء التثبيت.
- بناء اللحام:
اللحام هو أحد الروابط الرئيسية في بناء الهياكل الفولاذية. أثناء عملية اللحام، يجب اختيار تسلسل اللحام والعملية المعقولة لضمان جودة اللحام. يمكن أن يؤدي الترتيب المعقول لتسلسل اللحام إلى تقليل تشوه اللحام وتركيز الإجهاد، ويمكن لعملية اللحام المناسبة ضمان جودة وقوة اللحامات.
بالإضافة إلى ذلك، يجب مراقبة عملية اللحام واختبارها بشكل صارم للتأكد من أن جودة اللحام تلبي المعايير والمتطلبات ذات الصلة.
- التحكم في التثبيت:
أثناء عملية التثبيت، يجب التحكم بدقة في دقة الأبعاد لضمان تثبيت الهيكل في مكانه. ويشمل ذلك التحكم الدقيق في حجم المكونات وموقع التثبيت وعقد التوصيل والجوانب الأخرى.
من خلال اعتماد تكنولوجيا وأدوات القياس المتقدمة، يمكن تحقيق مراقبة دقيقة وتعديل عملية التثبيت لضمان استقرار وسلامة الهيكل النهائي.
وفي الوقت نفسه، ينبغي الاهتمام بقضايا السلامة أثناء عملية التثبيت، واتخاذ تدابير السلامة والتدابير الوقائية اللازمة لضمان سلامة العاملين في البناء.
4. متطلبات الهياكل الفولاذية في البيئات الخاصة
1) الظروف المناخية القاسية
في ظل الظروف المناخية القاسية مثل الرياح القوية والأمطار والثلوج، تواجه سلامة واستقرار الهياكل الفولاذية تحديات شديدة، لذا يجب اتخاذ سلسلة من تدابير التعزيز لضمان التشغيل الطبيعي للهيكل.
- تعزيز الدعم الهيكلي:
في المناطق ذات الرياح القوية، تحتاج الهياكل الفولاذية إلى إضافة دعامات قطرية أو عوارض هيكلية لتحسين الصلابة الكلية ومقاومة الرياح للهيكل. يجب حساب هذه الدعامات والعوارض القطرية بدقة وتصميمها لضمان استقرارها وسلامتها تحت أحمال الرياح الشديدة.
- تحسين قوة الموصلات:
تعتبر الموصلات من المكونات الرئيسية في الهياكل الفولاذية، وتؤثر قوتها بشكل مباشر على الأداء العام للهيكل. وفي ظل الظروف المناخية القاسية، من الضروري استخدام موصلات ذات قوة أعلى واعتماد طرق توصيل أكثر موثوقية، مثل اللحام أو وصلات البراغي عالية القوة، لضمان استقرار التوصيل.
- تعيين وصلات التمدد:
نظرًا لتأثير التمدد والانكماش الحراري على الهياكل الفولاذية، فمن الضروري وضع وصلات التمدد المعقولة في ظل ظروف ذات فروق شديدة في درجات الحرارة.
يجب أن يتم حساب وتصميم إعداد وصلات التمدد على أساس معامل التمدد والانكماش الحراري للصلب والحجم الفعلي للهيكل لضمان أن الهيكل يمكن أن يتمدد ويتقلص بحرية عندما تتغير درجة الحرارة لتجنب الإجهاد المفرط والتشوه.
- إجراءات مقاومة الماء والصرف الصحي:
في الطقس الممطر والثلجي، من السهل أن تتراكم المياه أو الثلوج على سطح الهياكل الفولاذية، ومن الضروري اتخاذ تدابير فعالة لمنع تسرب المياه والصرف. على سبيل المثال، ضع طلاء مقاوم للماء على سطح الهياكل الفولاذية، وحدد منحدرات تصريف معقولة وخنادق تصريف، وما إلى ذلك، لضمان تصريف المياه المتراكمة في الوقت المناسب لتجنب إتلاف الهيكل.
2) المناطق المعرضة للزلازل
يجب أن يتبع تصميم الهياكل الفولاذية في المناطق المعرضة للزلازل معايير زلزالية أعلى ويتبنى تدابير هيكلية زلزالية أكثر تعقيدًا لضمان سلامة واستقرار الهيكل أثناء الزلازل.
- اتبع مواصفات التصميم الزلزالي:
عند تصميم الهياكل الفولاذية في المناطق المعرضة للزلازل، من الضروري اتباع مواصفات التصميم الزلزالي الوطنية ذات الصلة بدقة، مثل "كود تصميم المباني الزلزالي". تحدد هذه المواصفات بالتفصيل متطلبات التصميم الزلزالي والتدابير الهيكلية للهياكل الفولاذية تحت شدة الزلازل المختلفة.
- اعتماد التدابير الهيكلية الزلزالية:
في تصميم الهياكل الفولاذية، هناك حاجة إلى تبني مجموعة متنوعة من التدابير الهيكلية الزلزالية لتحسين الأداء الزلزالي للهيكل. على سبيل المثال، إنشاء دعامات زلزالية، وتعزيز اتصالات العقد، واعتماد أجهزة امتصاص الصدمات التي تمتص الطاقة.
وتستطيع هذه التدابير امتصاص وتوزيع الطاقة الزلزالية بشكل فعال وتقليل درجة الضرر الذي يلحق بالهيكل أثناء الزلازل.
- إجراء اختبارات الأداء الزلزالي بشكل منتظم:
من أجل ضمان سلامة الهياكل الفولاذية في حالة الزلازل، من الضروري إجراء اختبارات أداء زلزالية منتظمة. يتضمن محتوى الاختبار تشوه الهيكل وتوزيع الإجهاد وحالة الموصلات وجوانب أخرى.
ومن خلال الاختبار، يمكن اكتشاف المخاطر والمشاكل الخفية في الهيكل في الوقت المناسب، ويمكن اتخاذ التدابير المناسبة لتعزيزه وصيانته.
- تعزيز التعزيز والصيانة:
في المناطق المعرضة للزلازل، قد تتأثر الهياكل الفولاذية بالزلازل المتعددة، لذا يلزم تعزيز أعمال التعزيز والصيانة. ويشمل ذلك التفتيش والصيانة والتعزيز المنتظم للهيكل.
يمكن أن يؤدي التعزيز والصيانة إلى تحسين مقاومة الهيكل للزلازل وإطالة عمره الافتراضي. في الوقت نفسه، بعد وقوع الزلزال، يجب فحص الهيكل وإصلاحه في الوقت المناسب لضمان استمرار استخدامه بأمان.
5. متطلبات الحماية من الصواعق والتأريض
1) تصميم الحماية من الصواعق
في تصميم الحماية من الصواعق لشاشات العرض LED الخارجية الكبيرة، يجب اتباع المعايير الوطنية ذات الصلة ومواصفات الصناعة مثل "كود تصميم الحماية من الصواعق للمباني" GB 50057 بشكل صارم لضمان سلامة شاشة العرض وهيكلها الفولاذي في الطقس الرعد والبرق. نقاط التصميم المحددة هي كما يلي:
- تأكيد مستوى الحماية من الصواعق:
أولاً، يجب تحديد مستوى الحماية من الصواعق بناءً على العدد المتوقع سنويًا للصواعق في المبنى الذي توجد به شاشة العرض، والخصائص الهيكلية للمبنى، والبيئة المحيطة. يساعد هذا في تحديد المتطلبات المحددة لتدابير الحماية من الصواعق اللاحقة.
- إعداد جهاز الحماية من الصواعق:
وفقًا لمستوى الحماية من الصواعق، يتم تثبيت أجهزة الحماية من الصواعق مثل قضبان الصواعق وشرائط الصواعق في الجزء العلوي أو بالقرب من الهيكل الفولاذي لشاشة العرض.
يجب حساب وتصميم طول وعدد قضبان الصواعق وفقًا لحجم وارتفاع شاشة العرض لضمان قدرتها على حماية شاشة العرض بشكل فعال من ضربات الصواعق المباشرة.
وفي الوقت نفسه، يجب وضع شرائط الصواعق على طول الجزء العلوي أو الجانبي من الهيكل الفولاذي لتشكيل مسار موصل مستمر لتوجيه الصواعق إلى الأرض.
- حماية مصدر الطاقة وخط الإشارة:
يتم تركيب مانعات الصواعق على خطوط الطاقة وخطوط الإشارة لشاشة العرض لمنع الصواعق من غزو الجزء الداخلي من شاشة العرض من خلال الخط.
يجب تركيب مانع الصواعق الكهربائي في صندوق التوزيع الخاص بشاشة العرض، بينما يجب تحديد مانع الصواعق الإشاري وتثبيته وفقًا لنوع واجهة الإشارة.
2) متطلبات التأريض
يعد التأريض رابطًا مهمًا في نظام الحماية من الصواعق، وهو مرتبط بشكل مباشر بمدى إمكانية إدخال تيار الصواعق إلى الأرض بسرعة وأمان. لذلك، في تصميم تأريض شاشات العرض LED الخارجية الكبيرة، يجب إيلاء اهتمام خاص للنقاط التالية:
- اتصال موثوق به:
يجب أن يكون الهيكل الفولاذي لشاشة العرض متصلاً بشكل موثوق بنظام التأريض الخاص بالمبنى. ويتم تحقيق ذلك عادةً عن طريق اللحام أو البراغي لضمان اتصال جيد ومقاومة منخفضة عند التوصيل.
وفي الوقت نفسه، ينبغي أيضًا الانتباه إلى مادة ومساحة المقطع العرضي لسلك التأريض لتلبية متطلبات نقل التيار.
- التحكم في مقاومة التأريض:
تُعد مقاومة التأريض مؤشرًا مهمًا لقياس أداء نظام التأريض. وفقًا للمعايير ذات الصلة، يُشترط أن تكون مقاومة التأريض لشاشات العرض LED الخارجية أقل من 10 أوم بشكل عام. إذا لم يتم استيفاء هذا المطلب، فيجب اتخاذ تدابير إضافية، مثل شبكات التأريض الاصطناعي، لتحسينها.
- التفتيش المنتظم:
يجب فحص نظام التأريض بانتظام للتأكد من سلامته وفعاليته. ويتضمن ذلك اختبار وتسجيل حالة توصيل سلك التأريض وقيمة مقاومة التأريض وما إلى ذلك. وبمجرد اكتشاف مشكلة، يجب اتخاذ التدابير اللازمة في الوقت المناسب لإصلاحها أو استبدالها لضمان موثوقية نظام التأريض.
خاتمة
باختصار، متطلبات الهيكل الفولاذي لشاشات العرض LED الخارجية الكبيرة هي مشروع منهجي يتضمن اختيار المواد والتصميم الهيكلي والبناء والتركيب والصيانة وغيرها من الجوانب.
لا يمكن ضمان استقرار وسلامة شاشة العرض إلا من خلال الالتزام الصارم بالمعايير والمواصفات ذات الصلة، مما يوفر دعمًا قويًا لعرض صورة المدينة والتواصل الثقافي.
أخيرًا، إذا كنت تريد معرفة المزيد عن شاشات LED، يرجى الحصول على اتصال معنا.
