مصعد زجاجي من الفولاذ المقاوم للصدأ

يتغلب العمل الجماعي والإبداع على تحديات لا تعد ولا تحصى لتقديم نظام قوي وممتع من الناحية الجمالية.

مقدم من John Virk، UT Elevator

عندما اتصل بنا مهندس معماري مقيم في أركنساس يصمم منزلًا في فلوريدا كيز، شعرت شركة UT Elevator (UTE) أن التحدي الرئيسي سيكون لوجستيًا، نظرًا لأن المشروع يبعد أكثر من 1,600 ميل عن المقر الرئيسي للشركة في تورنتو. وتحول المشروع بسرعة إلى مشروع أكثر تعقيدًا بكثير - وهو المشروع الذي من شأنه أن يختبر القدرات الكاملة لشركة UTE. وكما اتضح، فقد صادف المهندس المعماري مشروعًا سابقًا Project of the Year "لقد كان هذا هو ما يبحثون عنه بالضبط" هي العبارة التي نتذكرها في مجلة ELEVATOR WORLD حول UTE ("المصعد الزجاجي المائل"، EW، يناير 2016). في ذلك الوقت، لم نكن نعرف كل التحديات التي كان المشروع يخبئها لنا. 

عند الفحص الأولي للمبنى والحوار مع المهندس المعماري ، أصبح من الواضح أنه لن يكفي المصعد الزجاجي المخصص فقط. كان يجب أن يكون من شأنه أن يتحمل الهواء المالح الرطب القاسي والأعاصير في المنطقة. بعد وقت قصير من بدء المشروع في عام 2017 ، وصل الإعصار إيرما إلى اليابسة ، وكان له تأثير مباشر على موقع المشروع.

تم بناء المنزل كحصن ، مع أكثر من 50 ركيزة يبلغ ارتفاعها قدمين مدفوعين في الأساس الصخري أدناه وعوارض خرسانية تغطي الطابق الرئيسي بأكمله. سرعان ما أصبح واضحًا أن جزء المصعد في المشروع سيتطلب تفاني شركتنا في تصميم مصعد زجاجي وغطاء جسر الرافعة لتلبية ليس فقط الجماليات وجودة الركوب ، ولكن أيضًا مستوى جديد من القوة والمتانة.

لتحقيق ذلك ، يجب تنفيذ المشروع عبر خمسة مشاريع فرعية حددتها فرق الهندسة والتصميم لدينا:

1. تركيبات زجاجية وزجاجية للكابينة: تم تصنيف ألواح الكابينة على أنها آمنة مع زوايا متدرجة للحصول على مناظر مثالية وتم تجميعها بأجهزة مخصصة ومجموعة متنوعة من مواد التزجيج والمواد اللاصقة. كانت محطة السيارة عبارة عن زجاج مثبت على الحائط بأزرار تعمل باللمس بالسعة وهاتف مدمج يعمل بدون استخدام اليدين.
2. تجميع هيكلي في 316 من الفولاذ المقاوم للصدأ من الدرجة البحرية وقضبان توجيه مطلية حسب الطلب: تشطيب مصقول ومزج من الفولاذ المقاوم للصدأ "S" للسيارة وإطارات ثقل الموازنة ، وأقواس السكة ، ولوحة قاع الماكينة ولوحة الحفرة ، وقضبان التوجيه مغموسة ومغلفنة ، ثم الزنك - ومغلفة بمسحوق لتتناسب مع الفولاذ المقاوم للصدأ.
3. زجاج الرافعة والهيكل الفولاذي المقاوم للصدأ: مصعد من مستويين زجاجي بالكامل مدمج مع هيكل دعم المصعد المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ ، جنبًا إلى جنب مع مجموعة معقدة من القنوات الزجاجية المدمجة
4. أبواب زجاجية مدفوعة: جميع المكونات المعدنية من الفولاذ المقاوم للصدأ 316 ، ومجموعة الجنزير مؤمنة بزجاج الرافعة مع آليات هبوط مثبتة على أقواس هيكلية مصممة خصيصًا وملحقة بفولاذ المبنى
5. نظام محرك متغير الجهد ، متغير التردد (VVVF) وتوجيه كهربائي ، آلة محرك مغناطيسي دائم مصممة خصيصًا مع مكونات داخلية مغلفة في Armology TDC® والطاقة الكهربائية والإشارات الموجهة عبر القنوات المدمجة داخل الكابينة والممر لإبقائها نظيفة من العرض ومحمي من التعرض

تضمنت الحماية العامة للطقس زجاجًا معياريًا لرافعات منخفضة المستوى وباب مصمم للكسر في حالة حدوث فيضانات شديدة. كما تضمنت نظامًا فرعيًا كهربائيًا في قنوات محكمة السائلة مع توجيه فوق ارتفاع الفيضان الأساسي ؛ جميع المكونات الكهربائية حاصلة على تصنيف الرابطة الوطنية لمصنعي الكهرباء 4.

اعتمد تنفيذ كل مشروع فرعي بشكل كبير على التعاون بين المطور والمهندس المعماري ، وشمل غزوة في اتصالات الفيديو والتصميم الآلي للكمبيوتر (CAD) وتبادل الملفات عبر السحابة.

زجاج كابينة

حددت UTE المقصورة لتشمل أربعة ألواح عمودية وسقف زجاجي من جزء واحد. يبلغ ارتفاع الألواح العمودية حوالي 7 أقدام مع حواف زوايا بزاوية 45 درجة مع فتحات لتلائم محطة سيارة زجاجية تعمل باللمس بالسعة ، إلى جانب ثقوب في الجزء العلوي من كل لوحة لتثبيتها في إطار ملحوم أعلاه. يبلغ حجم كل لوحة 13.5 مم ، وتتكون من مصباحين مقوى يبلغ قطرهما 6 مم مغلفة مع طبقة داخلية من الراتنج المعالج. لقد تولى موردنا في شركة Concord ، ومقره كندا ، Accura Glass Bending Inc. عناية كبيرة لضمان بقاء الألواح مسطحة أثناء عملية التقسية وأن الثقوب والقواطع تمت محاذاتها بدقة أثناء التصفيح. كان هذا لضمان الحد الأدنى من تشويه الضوء بحيث ، عندما يتم تجميع الألواح ، ستكون وحدات التخفيف 45 درجة متوازنة تمامًا. لتحقيق أدوات التخفيف ، كانت حواف اللوحة عبارة عن أرضية دقيقة ومصقولة إلى البعد الكلي النهائي.

تم استخدام السيليكون الصافي للماء لربط الألواح للسماح بتبليل الاهتزاز والالتصاق الهيكلي ، بينما تم تثبيت مجموعات الألواح في قنوات زجاجية مدمجة في أرضية المقصورة أدناه ومثبتة بمسامير على مجموعة الإطار الملحوم في الجزء العلوي باستخدام مجموعة مخصصة مواجهات زجاجية 8 مم مع جوانب منخفضة.

تركيبات زجاجية

تم تضمين تركيبات زجاجية تعمل باللمس بالسعة في لوحة التحكم الزجاجية الجانبية للحصول على مظهر موحد ومتدفق. شكل التصميم تحديات عديدة وشمل اتصالاً وتنسيقاً مفصلاً مع شركة Vega srl ​​التي تتخذ من إيطاليا مقراً لها لتلائم جميع المكونات في المساحة المخصصة. تم تطوير مزاليج مخصصة لتثبيت لوحة الواجهة في الصندوق الخلفي بحيث يمكن إزالة اللوحة بأداة شفط. يجب أن تكون جميع ملامسات الأزرار وشعار الإضاءة الخلفية LED مضغوطًا في التصميم. تضمنت هذه العملية زيارات إلى UTE في تورنتو من ملكية وإدارة Vega. 

تضمن التحدي الرئيسي الآخر للتصميم إخفاء إشارات التجميع والتوجيه. نظرًا لأن الرافعة المحيطة بالنظام كانت زجاجية بالكامل ، فإن مجموعة التركيبات ستكون مرئية تمامًا من جميع الزوايا ، وقد طُلب منا الحفاظ على المواد والخطوط الموحدة سليمة. تضمن الحل مجموعة من الألواح الفولاذية المقاومة للصدأ النهائية الملتصقة بالجزء الخلفي من زجاج لوحة التحكم الذي تم تركيب صندوق التحكم فيه. غطاء خلفي ملحوم ومصقول حسب الطلب من الفولاذ المقاوم للصدأ مع مسامير ملحومة ثم يكسو صندوق التحكم ويتناسب بدقة مع أبعاد لوحات الربط الأمامية. تم بعد ذلك توجيه كابل الإشارة أسفل المنصة عبر أنبوب غير قابل للصدأ مصقول بدقة.

أكبر تحدي إنتاج لـ UTE حتى الآن

شكل الانتقال من صناعة الكربون النموذجي إلى صناعة الفولاذ المقاوم للصدأ من الدرجة البحرية 316 تحديًا كبيرًا لفريقنا ، مما أدى إلى عملية متعددة الخطوات تشمل مجموعة متنوعة من الموردين ومستوى كبير من التنسيق ومراقبة الجودة. وشمل ذلك ثلاث شركات تصنيع منفصلة (بما في ذلك UTE) ، واثنين من أدوات التلميع المحلية والتشطيب اليدوي في الموقع بالتنسيق مع المقاول العام.

يتطلب التحدي الكامن في تصنيع الفولاذ المقاوم للصدأ إلى تشطيب عالي المستوى بالإضافة إلى ذلك أن ينتقل فريق الإنتاج إلى منهجية كاملة التكوين ومُصنَّعة للأعضاء الهيكلية بدلاً من قناة C الهيكلية القياسية وتصنيع زاوية الحديد. سمح ذلك لجميع الأجزاء بالبدء بقطع بالليزر للصفائح الفولاذية المسطحة وفقًا لأنماط على غرار CAD وتصنيفها حسب سماكة المواد ، والتي بدورها ستسمح بخطوة التلميع السائبة الأولى الحاسمة والمتكاملة. تم تخميل كل مكون مسطح قبل التثقيب والتصنيع ، ثم اتبع عملية تصنيع لوجستية ومعقدة حيث تم تجميع الأجزاء عبر الأشكال الهندسية النهائية وتوجيه الإنتاج المطلوب.

كانت التجميعات الفرعية الوحيدة وليس الزجاج أو الفولاذ المقاوم للصدأ هي قضبان التوجيه ، على الرغم من أن عملية الإنتاج كانت صعبة بنفس القدر. لتلبية متطلبات حماية البيئة الخاصة بالمشروع ، خضع كل قضيب توجيه لعملية طلاء متعددة الخطوات تبدأ بالجلفنة بالغمس الساخن ، ثم طلاء الزنك التمهيدي ، وتطبيق طبقتين من طلاء المسحوق النهائي.

هيكل دعم الزجاج والفولاذ المقاوم للصدأ

تصور الفريق قطعة زجاجية مركزية في "الغرفة الكبيرة" بالطابق الرئيسي ، والتي ، عندما كان المصعد موجودًا ، ستظل توفر رؤية كاملة وواضحة للمحيط من خلال الحائط الساتر الجنوبي. يشتمل الجزء المركزي على هيكل دعم من الفولاذ المقاوم للصدأ مصمم بشكل فني والذي من شأنه أن يوفر الاستقرار الهيكلي ويكمل المشروع ككل. طورت UTE مفهوم هيكل دعم الزجاج والفولاذ ، ثم عملت بشكل وثيق مع المهندس المعماري والمقاول العام لتحقيق ذلك.

تم تصنيع زجاج الرافعة بألواح المستوى العلوي التي يبلغ ارتفاعها حوالي 10 أقدام × 6 أقدام لاثنين من جدران الرافعة وأقسام طولها 10 أقدام على جانب الهبوط الذي يتصل به نظام باب الهبوط. في المستوى السفلي يوجد أيضًا نظام دخول بواجهة زجاجية مجزأة مدمج مع باب الهبوط الزجاجي ذي المستوى الأدنى. كان هناك تحدٍ واضح في التعامل مع زجاج الرافعة ونقله ، حيث كانت الصناديق مصنوعة خصيصًا لكلا مجموعتي الزجاج ، حيث كان وزن صندوق الرافعة حوالي 1,500 رطل. كان التحدي الخاص هو تصنيع الزجاج في تورنتو بدرجة تحمل عالية جدًا مع توفير ما يكفي المرونة في التكيف مع الظروف الميدانية. 

تم إنشاء رسومات تخطيطية مفصلة ونماذج ثلاثية الأبعاد داخل الشركة لمحاكاة ظروف الموقع. سمح ذلك بإنشاء التجميع الكامل تقريبًا وتثبيته رقميًا. كان التثبيت الرقمي الوهمي أمرًا ضروريًا لنجاح المشروع.

بدأ هيكل الدعم المعقد المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ مع 1.5 بوصة. صفيحة حفرة صلبة مثقوبة مسبقًا واستغلالها لقبول هيكل هيكل المصعد. ثم سافر عبر 5 في. الأنابيب الهيكلية بطول 25 قدمًا مع أقواس زاوية ملحومة مسبقًا لقبول كتائف السكك الحديدية ومجموعة الهيكل. تمت الإشارة باعتزاز إلى تاج الهيكل باسم "الهالة". تم تصميمه ليكون متعدد الوظائف لتأمين الهيكل الداعم لشعاع السقف المعزز للمبنى ، ويحتوي على القنوات الزجاجية لقبول زجاج الرافعة الكبير ذي المستوى العلوي ووضعه.

بالإضافة إلى ذلك ، يتألف المستوى السفلي من دهليز "فاصل" من الفولاذ والزجاج ، تم تصميمه وبناؤه بواسطة UTE ، ويمتد إلى ما وراء واجهة الرافعة الزجاجية. تم تحديد مفهوم الانفصال بواسطة كود البناء المحلي في حالة حدوث فيضان شديد لمبنى ما "للانفصال" حتى لا يتم نقل الأحمال العالية إلى هيكل المبنى إذا لم تكن العناصر جزءًا لا يتجزأ منه. تم تصميم نظام باب الهبوط ذي المستوى السفلي في الواجهة الزجاجية لممر الرافعة بطريقة معيارية ، حيث يلزم أيضًا أن تكون جزءًا من النظام الانفصالي ، ويجب أن يؤدي التحميل المغمور إلى إزالة ألواح الأبواب.

مشغل UDD

من بين الشركات الأولى في أمريكا الشمالية التي طبقت مشغل الباب السفلي (UDD) للمصعد الزجاجي ، كنا واثقين من تكيفنا مع حل UDD من Fermator لهذا المشروع. لقد طُلب منا أن نكون على دراية بتطوير هذا النظام بحيث يمكن تشطيب مكونات الباب بـ 316 فولاذ مقاوم للصدأ والتأكد من إجراء التعديلات المناسبة للتكامل مع الرافعة الزجاجية. كان التنسيق المستمر مع مورد الأبواب الإسبانية يمثل تحديًا - ولكنه مجزٍ - حيث كان موظفوه متعاونين وشاملين.

يتميّز باب السيارة بلوحين زجاجيين مصفّحين مصنّفين بالسلامة بسمك 17 مم ، يحكمهما المغناطيس الدائم غير المدفوع ومحرك VVVF المدمج. يتفاعل باب السيارة مع مجموعتين من أبواب الهبوط الزجاجية ، كل واحدة منها متصلة بهيكل المبنى عبر أقواس آلية هبوط مصممة خصيصًا لدعم وتعديل الحمل الكامل وحمل المرور من الأسفل.

يتطلب تعقيد نظام باب UDD تجميعًا واختبارًا كاملين في منشأة تورنتو الخاصة بنا مع التوصيلات الكهربائية وتعديلات المعلمات وتعديلات لوحة الباب التي تم إجراؤها محليًا للسماح بأدنى حد من المعايرة في الموقع. خلق التجميع والتفكيك والشحن وإعادة التجميع في الموقع تحديات لا تعد ولا تحصى لضمان بقاء جميع التعديلات كما هي عند الوصول. 

تضمن تكامل مشغل باب السيارة مع منصة الكابينة درجة كبيرة من نمذجة التصميم والإعداد المحلي والاختبار. تم إزاحة الهيكل الكلي باتجاه الهبوط لموازنة التحميل الناتج من مشغل باب السيارة الثقيلة. طور فريق التصميم لدينا نظام قناة متكامل ملحوم من الفولاذ المقاوم للصدأ للسماح بالتجميع المعياري وتحديد المواقع في الموقع. 

نظام القيادة والنظام الفرعي الكهربائي

يوجد في مركز نظام القيادة محرك متزامن مغناطيسي دائم مصمم خصيصًا من شركة HIWIN Corp. تم تحديد إعدادات عزم الدوران والسرعة مسبقًا وتم طلاء المكونات الداخلية بـ Armoloy® للحماية من الأكسدة. تم استخدام نظام الشد 2: 1 لكفاءة التحميل للسماح لحجم الماكينة بالبقاء متماشياً مع متطلبات عرض المشروع. يوفر محرك التردد المتغير من KEB America جهدًا متحكمًا به للمحرك ، بالإضافة إلى استقبال إشارات تشفير ردود الفعل المغلقة. يتيح هذا النظام جودة الركوب التي تتناسب مع الجماليات. 

كانت إحدى المهام الأولى التي تم الاضطلاع بها عند بدء المشروع هي تحديد المسار لجميع كابلات الإشارة للوصول إلى مكونات المصعد المطلوبة والعودة إلى وحدة التحكم في المصعد عن بُعد. تم إنشاء شبكة قناة ثلاثية الأبعاد معقدة رقميًا ، ثم تم توصيلها إلى المقاولين العامين والكهربائيين عبر رسومات التخطيط. ثم قام المقاولون العموميون والكهربائيون بتنفيذ الشبكة خلال مرحلة التشييد الأولية. كانت هناك حاجة إلى طرق متعددة ، والتي تضمنت تضمين قنوات PVC في الخرسانة الأرضية الرئيسية وجعلها تصل إلى آليات باب الهبوط وآلة الرفع عبر عمود الدعم الهيكلي. سمح ذلك بعدم ظهور أي كبلات تقريبًا (بخلاف كابل السفر) من الرافعة الزجاجية بالكامل ، وهو إنجاز يتطلب إبداعًا كبيرًا. كانت هناك طبقة إضافية لتحدي التوجيه العام وهي تحقيق نفس المستوى من إخفاء الكابلات والمكونات للنظام الفرعي الكهربائي للسيارة.

جهد فريق حقيقي

اعتمد نجاح المشروع بشكل كبير على التنسيق الوثيق بين جميع أعضاء الفريق ، بما في ذلك الشركة المصنعة للمصعد / المثبت والمقاول العام والمقاولين من الباطن ومهندس المشروع. بدأ الإنتاج والهندسة بتركيب المشروع النهائي في طليعة التصميم. تضمن فريق تصميم UTE أن جميع الأجهزة قد تم تجميعها مسبقًا على مكونات (حيثما أمكن ذلك) لتسهيل التثبيت. 

مع تقدم البناء ، سيكون هناك تكرار لمكالمات الفيديو مع الموظفين الميدانيين لترحيل التعديلات أو التعديلات الطفيفة التي يمكن أن تؤثر على نظام المصعد. كان هناك أيضًا ثلاث زيارات ميدانية مخطط لها مسبقًا من قبل موظفي UTE عند نقاط تفتيش المشروع المحددة مسبقًا. سمحت هذه الزيارات "بإشعار" الإنتاج المحلي ، وهو أمر ضروري أيضًا للتنفيذ الشامل. كان الحل الرئيسي لتحدي توفير مثل هذا النظام المعقد والمتكامل هو التجميع المسبق للنظام الكامل تقريبًا في منشأة UTE في تورنتو.

الخدمات اللوجستية والموردين والشحن

يمكن القول إن الأبطال غير المعلنين لمثل هذه المشاريع المعقدة هم أعضاء في فريق الخدمات اللوجستية والشحن الذي يضمن أن جميع الأجزاء جاهزة ومخزنة ومحمية وتسليمها إلى الموقع بطريقة آمنة وفعالة. مع هذه المجموعة المعقدة من المشاركين ، لم يؤكد التحدي اللوجستي على الأساليب الحالية للشركة فحسب ، بل سمح بإصلاح شامل وفعال لإنشاء نظام رقمي لمراقبة المشروع.

كما كان متوقعًا ، كان التحدي الأكبر الذي واجهناه هو إنتاج الكابينة الزجاجية وألواح الرافعات في تورنتو ، ونظام الأبواب الزجاجية في إسبانيا وجعلهم يصلون إلى الموقع والمواقع الأرضية النسبية للمشروع في الوقت المناسب وبطريقة آمنة. وللمساعدة في تحقيق ذلك ، حرص فريق الخدمات اللوجستية في UTE على تجميع جميع المواد الزجاجية في صناديق مخصصة تسمح بالتعامل والتتبع المناسبين. 

نقلت عربة مقطورة مخصصة بطول 52 قدمًا جميع المكونات إلى الموقع ، حيث استلم المقاول العام والفريق الميداني لشركة UTE البضائع وقام بتفريغها. مرة أخرى ، كفل العمل الجماعي بين موظفي UTE وفريق العملاء التعامل الآمن مع جميع مكونات النظام وإزالتها وتخزينها ووضع نغمة لما سيصبح المشروع الرئيسي لشركتنا. اكتمل في مارس 2020.

المواصفات

• نوع النظام: مصعد من الفولاذ المقاوم للصدأ / الزجاج بدون تروس جر بدون تروس
• قيادة: محرك متزامن متزامن مع مغناطيس دائم بقوة 2 حصان مع تحكم في محرك متغير الجهد متغير الحلقة المغلقة
• مشغل باب: زجاج بباب تحت المحرك ومثبت تحت السيارة
• السفر والسرعة والقدرة: 12 قدمًا ، 40 قدمًا / دقيقة ، 750 رطلاً
• التركيبة: 316 الفولاذ المقاوم للصدأ ، والزجاج الرقائقي المقسى تصنيف السلامة
• الرافعة: زجاج بانورامي كامل ، هيكل دعم مدمج من الفولاذ المقاوم للصدأ

الشكر والتقدير

• مطور: شركة لي جاكسون للإنشاءات
• المهندس المعماري: تيري باركر وشركاه المهندسين المعماريين
• الصانع والمثبت: شركة UT Elevator Inc.
• الموردين: Accura Glass Bending Inc .؛ ACLA USA Inc. ؛ تصنيع الصلب المخصص D&R ؛ دراكا بريسميان. فيرماتور سا ؛ شركة HIWIN ؛ KEB America، Inc. ؛ ستيلا هـ ؛ Vega SRL ؛ وفوغان لتلميع المعادن المحدودة.