في تركيا، يتوقف الاختيار بين نظام AS/RS برافعات التكديس ونظام المكوكات رباعية الاتجاه لتخزين المنصات النقالة، في نظرنا، على أربعة أمور: هل المبنى قائم أم مستودع جديد، والمعاملات الزلزالية للموقع، وحركة المنصات الداخلة والخارجة في ساعة الذروة، ودرجة حرارة التخزين. فلمستودع جديد عالي الأرفف بنظام الأرفف الحاملة (rack-clad)، بأصناف كثيرة وعدد قليل من المنصات لكل صنف، نبدأ من تصميم برافعات التكديس. ولمبنى قائم بارتفاع صافٍ محدود أو مسقط غير منتظم، أو لمخزن مبرد، أو لاستثمار يجب تنفيذه على مراحل، يكون نظام المكوكات رباعية الاتجاه أسهل استيعابًا. وفي الحالتين، دون إحداثيات الموقع وتقرير جيوتقني، لا يكون ارتفاع الأرفف ووزن الفولاذ إلا تقديرات.
الإجابة المختصرة
- لمستودع منصات جديد بالأرفف الحاملة يزيد ارتفاعه على 25 m، نصمم عادةً نظام AS/RS برافعات التكديس أولًا، ونتخذ المكوكات رباعية الاتجاه أساسًا للمقارنة.
- في مبنى قائم، أو موقع على شكل حرف L، أو شبكة أعمدة كثيفة، لا يحتاج نظام المكوكات رباعية الاتجاه إلى ممرات للرافعات، فيستوعب على المساحة نفسها منصات أكثر مما يستوعبه مستودع رافعات أحادي العمق؛ أما مقدار الزيادة فلا يظهر إلا بعد رسم التخطيط حول الأعمدة.
- في تركيا، تؤخذ الحركة الأرضية للموقع من TBDY 2018 وخريطة المخاطر الصادرة عن AFAD؛ وأرفف المكوكات رباعية الاتجاه مستبعدة من نطاق EN 15512 ولا يتناولها EN 16681 على حدة، لذا اتفق على طريقة التحقق مع المهندس الإنشائي أولًا.
مبنى قائم أم مستودع جديد بالأرفف الحاملة: احسم هذا أولًا
في المبنى القائم، يكون الارتفاع الصافي وشبكة الأعمدة والأرضية ثابتة سلفًا. ونظام AS/RS برافعات التكديس يحتاج إلى ممر بمقاس يناسب المنصة والمقطع العرضي للرافعة. وفي مشاريعنا، مع منصات قياسية مخزنة بعمق واحد، تبلغ الفجوة بين الأحمال على الجانبين نحو 1.5 m (والرقم الفعلي يعطيه مخطط المقطع العرضي)، ويجب أن يحسب التباعد بين القوائم حساب بروز المنصة إضافةً إلى ذلك. وتشغل السكة الأرضية والسكة العلوية والهيكل العلوي للرافعة ارتفاعًا إضافيًا. ففي مبنى قديم بارتفاع صافٍ نحو 10 m، لا يتسع الممر الواحد إلا لبضعة مستويات، وتأتي التكلفة الثابتة لأساس السكة والرافعة، موزعةً على كل موقع منصة، مرتفعة. أما المباني بارتفاع 4–6 m فيتناولها دليلنا عن أتمتة المستودعات منخفضة السقف، فلن نكرر ذلك هنا.
أما أرفف المكوكات رباعية الاتجاه ففيها سكة رئيسية في كل مستوى، تتفرع منها سكك إلى قنوات التخزين. والسكة الرئيسية أضيق من ممر الرافعة، فيمكن لمواقع التخزين أن تتبع شبكة الأعمدة والحدود غير المنتظمة، وإن كانت المركبة لا تزال تحتاج إلى خلوص عند الأعمدة والمنعطفات. وحيث يصر المالك على رافعة تكديس لكنه لا يريد المساس بالأرضية، يستحق روبوت التكديس بلا سكك التقييم: لا سكة أرضية ولا أساس ثقيل، والطاقة تُحسب للمشروع.
وفي المباني الجديدة تنقلب الصورة. ففي المبنى ذي الأرفف الحاملة تكون الأرفف هي المبنى، وتُعلَّق عليها تكسية الجدران والسقف. وفي مشاريعنا السابقة تبلغ مستودعات الرافعات من هذا النوع 30–40 m، وكلما ارتفعت زاد عدد مواقع المنصات التي تخدمها كل رافعة. ونخطط أرفف المكوكات رباعية الاتجاه حتى نحو 30 m. وفوق ذلك تطول كل رحلة للمصعد، فيصبح المصعد أول ما يعجز عن مواكبة الطاقة المطلوبة.
أي كود يحكم التصميم الزلزالي للأرفف في تركيا؟
يتبع التصميم الزلزالي للمباني في تركيا كود الزلازل التركي للمباني TBDY 2018، النافذ منذ 1 يناير 2019. ويأخذ الكود معاملات أربعة مستويات للحركة الأرضية من خريطة المخاطر الزلزالية التركية الصادرة عن AFAD بإحداثيات الموقع، ثم يعدّلها وفق فئة التربة. والموقع المصنف ZF يحتاج إلى تحليل لاستجابة التربة خاص بالموقع.
ويغطي TBDY 2018 المباني، ولا يتضمن بنودًا عن أرفف المنصات النقالة. وللمنشآت الخارجة عن نطاقه، ينص على أن المعايير التركية لها الأولوية إلى حين صدور قواعد خاصة، وأنه يجوز استخدام معايير مكافئة معترف بها دوليًا، وفق مبادئ TBDY. ولمستودع رافعات بأرفف عوارض قائمة بذاتها، الممارسة الشائعة هي أخذ الحركة الأرضية من TBDY 2018، وتصميم العناصر وفق EN 15512، والمبادئ الزلزالية من EN 16681. وأمر يجب عدم الخلط فيه: أطياف الاستجابة في TBDY ومعاملات السلوك في EN 1998-1 لا تجتمع في حساب واحد، وينبغي أن يذكر التقرير الإنشائي أي مجموعة استُخدمت.
والمبنى ذو الأرفف الحاملة مبنى بحد ذاته. وفي مثل هذه المنشآت، لا يزيد دور EN 15512 وEN 16681 على استكمال ما لا يغطيه EN 1993 وEN 1998. أما القواعد التي تنطبق في مرحلة رخصة البناء، والأجزاء التي تخضع لـ TBDY 2018، فأمرها للجهة المحلية المختصة، وينبغي أن يؤكده المهندس الإنشائي المحلي. وينص فصل TBDY الخاص بالعناصر غير الإنشائية والمعدات على أن العنصر الذي يزيد وزنه على 10% من الوزن الكلي لطابقه يُحسب جزءًا من الهيكل الرئيسي. أما هل ينطبق ذلك على الأرفف، فأمر يعود أيضًا إلى المهندس الإنشائي والجهة المختصة.
وتحتاج المكوكات رباعية الاتجاه إلى خطوة إضافية. فالمعيار EN 15512 يستبعد أنظمة المكوكات من نطاقه، ومعها أرفف الدخول والعبور (drive-in/drive-through). ويستبعد EN 16681 أيضًا أرفف الدخول والعبور، ولا يتناول أيٌّ من المعيارين أرفف المكوكات رباعية الاتجاه الموجهة بالسكك على حدة. ولدى FEM إرشاد بشأن تصميم أرفف المكوكات (FEM 10.2.19). ولم نطّلع على نصه، لذا فإن انطباقه على أرفف المكوكات رباعية الاتجاه، وصلته بالتحقق الزلزالي، أمران يجب تأكيدهما بندًا بندًا مع المهندس الإنشائي أيضًا. واحسم طريقة التحقق في مرحلة المفهوم؛ فتركها إلى حين طلب الرخصة يأتي متأخرًا. وفي المواقع ذات المعاملات الزلزالية المرتفعة، تثقل القوائم والتدعيمات وبراغي التثبيت والأساسات كلها، وأحيانًا يوضع سقف لارتفاع الأرفف. وهذه التكلفة لا تُحسب إلا موقعًا بموقع.
الإنتاجية والتكرار الاحتياطي: الممرات والمركبات والمصاعد
حدّد الإنتاجية على بيانات ساعة الذروة، لا على المتوسطات اليومية. لنفترض أن ساعة الذروة فيها 120 منصة داخلة و120 خارجة في الوقت نفسه. تُحدَّد طاقة رافعة التكديس على الدورات المزدوجة، أي إيداع واحد واستخراج واحد. وفي مشاريع فريقنا السابقة، تنجز الرافعة الواحدة نحو 30 إلى 60 دورة مزدوجة في الساعة، بحسب ارتفاع الأرفف وطول الممر وموضع نقطة الإدخال/الإخراج. وهذه الذروة تحتاج إلى 120 دورة مزدوجة، أي 2 إلى 4 ممرات مع هامش. وإذا كانت الذروة كلها تقريبًا استخراجًا مع قليل جدًا من الإيداع، فلا تستطيع الرافعة إلا تنفيذ دورات أحادية. أما كيف تُحسب الدورات المزدوجة بالنقاط المرجعية في FEM 9.851 فيتناوله دليلنا عن إنتاجية رافعات التكديس.
ثم افحص عدد الممرات مقابل السعة التخزينية. فإذا كانت السعة يكفيها 2 من الممرات بينما تحتاج الإنتاجية إلى 4، فالممران الإضافيان يُدفع ثمنهما من أجل السرعة وحدها، وهذه هي الحالة التي يستحق فيها نظام المكوكات رباعية الاتجاه حسابًا جادًا.
وطاقة نظام المكوكات رباعية الاتجاه هي الأصغر بين ثلاثة: أسطول المركبات، ومصاعد المنصات النقالة، وناقلات المنصات النقالة الأمامية. وليس لمصاعد المنصات الترددية حد قياسي في الساعة؛ فالمسافة الأطول والمنصات الأثقل تخفضان الطاقة كلتاهما. وإذا كانت المنصات الـ 240 في الساعة في المثال أعلاه تمر كلها عبر المصاعد، فحدد عدد المصاعد على الطاقة الفعلية للطراز المختار مع هامش، وحدد حجم الأسطول بالمحاكاة. ويمكن إضافة المركبات لاحقًا، أما مواقع المصاعد فتُثبَّت عند إنشاء المستودع، لذا ينبغي للمشروع المرحلي أن يحجز من البداية آبار المصاعد اللاحقة وواجهات الربط مع الناقلات الأمامية.
وتتوقف الكثافة على توزيع الأصناف. فالرافعات مزدوجة العمق تضيّق الفارق مع المكوكات رباعية الاتجاه؛ أما الشوكات التلسكوبية ثلاثية العمق فتسوء معها أزمنة الدورة وخلوصات المواقع معًا، ونادرًا ما نستخدمها. ويتبع عمق القنوات في مستودع المكوكات رباعية الاتجاه توزيع الأصناف أيضًا. فمع عشرات المنصات لكل صنف يمكن أن تكون القنوات عميقة؛ ومع منصة أو منصتين لكل صنف يجب أن تكون ضحلة، فتتقلص ميزة الكثافة وتزداد عمليات إعادة الترتيب.
والتكرار الاحتياطي هو الموضع الذي يختلف فيه النظامان أكثر من غيره من حيث البنية. فمستودع الرافعات فيه رافعة واحدة لكل ممر: حين تتوقف الرافعة لا يمكن استخراج أي شيء من ذلك الممر، لذا ينبغي توزيع كل صنف على عدة ممرات. وحين تتعطل مركبة مكوك، يجب إخراجها من السكك أولًا، وإلا سدّت سكتها الرئيسية أو قناتها. ونقطة العطل المنفردة هي المصعد، وحيث يلزم التكرار الاحتياطي تحصل كل منطقة على مصعدين على الأقل. وتكمن تعقيدات نظام المكوكات رباعية الاتجاه في برمجيات إدارة الأسطول. وينبغي أن يختبر FAT توزيع المهام على عدة مركبات والأعطال النموذجية، لكن إنتاجية المستودع كاملًا واسترداد المركبات لا يُختبران اختبارًا كاملًا إلا في الموقع.
ما الذي يُفحص في المخازن المبردة والأرضيات
لمخازن التجميد عند -25 ℃، يتوفر للنظامين إصدارات للحرارة المنخفضة. ومستودع المكوكات رباعية الاتجاه لا يحتاج إلى ممرات، فيكون الحجم الواجب تبريده أقل للعدد نفسه من المنصات، ويمكن أن يجري التشغيل اليومي دون أشخاص في الداخل. والثمن أن شحن البطاريات أو المكثفات الفائقة في الحرارة المنخفضة، واسترداد المركبات المعطلة، يجب أن يُصمَّما من البداية. أما مخازن التبريد بالرافعات فتكون عادةً بالأرفف الحاملة، مع ألواح عازلة معلقة على الأرفف: فالغلاف أقل تكلفة، لكن الصيانة تعني الدخول إلى الممر. وتحتاج أرضية مخزن التجميد إلى حماية من انتفاخ التربة بالصقيع، بالتسخين تحت الأرضية أو بالتهوية، وتفصيلة مرور براغي التثبيت عبر العزل وحاجز البخار تحتاج إلى تصميم خاص بها. والمنصات الخشبية الرطبة تتجمد وتتشوه بمجرد دخولها.
وتتركز أحمال عجلات الرافعة على السكة الأرضية، لذا تحتاج السكة في المبنى القائم إلى أساس شريطي أو تدعيم موضعي تحتها؛ وفي المبنى ذي الأرفف الحاملة يكون الأساس هو أساس المبنى، ويُصمَّم لمقاومة الهبوط التفاضلي استنادًا إلى التقرير الجيوتقني. أما أرفف المكوكات رباعية الاتجاه فتقف على البلاطة، فينتقل استواء الأرضية وهبوطها إلى السكك في كل مستوى. والمعيار EN 15620، الذي يُستشهد به عادةً لتفاوتات الأرفف، لا يغطي الأرضية نفسها ويستبعد الأنظمة الخاصة مثل مركبات المكوك التابع (satellite) (ويشير دليلنا عن المستودعات منخفضة السقف إلى ذلك أيضًا)، لذا يجب أن يحدد المورّد تفاوتات السكك، وأن تدخل في العقد. وفي المبنى القائم نمسح الاستواء أولًا، ونفحص سماكة البلاطة وتسليحها وفواصلها، ثم نتحقق من شد براغي التثبيت وقصها تحت حالة التحميل الزلزالي.
متى تكون رافعة التكديس أو المكوك رباعي الاتجاه خيارًا خاطئًا؟
| نظام AS/RS برافعات التكديس | المكوكات رباعية الاتجاه | |
|---|---|---|
| المبنى المناسب | مستودع جديد عالي الأرفف بالأرفف الحاملة، موقع مستطيل منتظم | مبنى قائم، ارتفاع صافٍ محدود، موقع غير منتظم |
| ارتفاع الأرفف (نطاق من الخبرة) | بالأرفف الحاملة، نحو 30–40 m | حتى نحو 30 m؛ وفوق ذلك احسب المصاعد أولًا |
| كثافة التخزين | أقل بعمق واحد، ومتوسطة بعمق مزدوج | أعلى من مستودع رافعات أحادي العمق، وتتوقف على توزيع الأصناف |
| التنفيذ على مراحل | على مراحل حسب الممر؛ ويصعب توسيع المبنى ذي الأرفف الحاملة | إضافة المركبات أو مناطق الأرفف سهلة نسبيًا |
| الزلازل والأرضية | الأرفف العالية تعني متطلبات زلزالية مرتفعة؛ والسكة الأرضية تحتاج إلى أساس | طريقة التحقق يُتفق عليها مع المهندس الإنشائي أولًا؛ حساس لاستواء الأرضية |
وتكون رافعة التكديس غالبًا خيارًا خاطئًا في مبنى قائم بارتفاع صافٍ متواضع وشبكة أعمدة كثيفة، أو حين تكون السعة التخزينية صغيرة وعدد الممرات تفرضه السرعة، أو حين يريد المالك أن يستثمر في جزء الآن ويوسّع لاحقًا.
ويكون المكوك رباعي الاتجاه غالبًا خيارًا خاطئًا لمستودع جديد عالي الأرفف فوق 30 m؛ أو حين تتجاوز حمولة الوحدة القيمة المعتمدة بعد الفحص المشترك للمركبة والسكك والمصاعد (والمركبات القياسية عادةً ضمن 1,500 kg)؛ أو حين تكثر الأصناف كثرة كبيرة بمنصة أو منصتين لكل منها مع وجوب إخراج أي منصة بسرعة؛ أو حين تكون الذروة مركزة ولا تلحق بها المصاعد؛ أو حين لا يستطيع المالك صيانة برمجيات إدارة الأسطول ولا تتوفر خدمة محلية موثوقة.
وقبل تقديم السعر نطلب مقاسات المنصات وأوزانها، والمنصات الداخلة والخارجة في ساعة الذروة، وتوزيع عدد المنصات لكل صنف، والمخطط العام، والتقرير الجيوتقني، وكيف يتصل خط الرص على المنصات الأمامي أو الرافعات الشوكية ذاتية القيادة (AGV). ودون المعاملات الزلزالية وإنتاجية الذروة، قد يبتعد تقدير التكلفة كثيرًا عن الواقع.
الأسئلة الشائعة
نخزن المنصات في مبنى قائم بارتفاع صافٍ نحو 12 m. رافعة تكديس أم مكوكات رباعية الاتجاه؟
أدخل الاثنين في المقارنة. نرسم مواقع المنصات لكل منهما على المقطع العرضي، ثم ننظر إلى عدد المنصات لكل صنف، وإنتاجية الذروة، وهل سيُنفَّذ المشروع على مراحل. ومع شبكة أعمدة كثيفة، يُرجَّح أن تتقدم المكوكات رباعية الاتجاه.
هل يمكن أن يتبع التصميم الزلزالي للأرفف في تركيا EN 16681 ببساطة؟
لأرفف العوارض القائمة بذاتها، نعم، لكن الحركة الأرضية للموقع يجب أن تؤخذ من TBDY 2018 وخريطة AFAD. أما المباني ذات الأرفف الحاملة وأرفف المكوكات رباعية الاتجاه فلا يمكن تطبيقه عليها ببساطة؛ والمرجع هنا الجهة المحلية المختصة والمهندس الإنشائي.
إذا تعطلت مركبة مكوك واحدة، هل يتوقف المستودع كله؟
لا. فإلى أن تُخرج المركبة المعطلة من السكك، تبقى سكتها الرئيسية أو قناتها خارج الاستخدام. والخطر الأكبر توقف مصعد، لذا حيث يلزم التكرار الاحتياطي تحصل كل منطقة على مصعدين.
الأمثلة التطبيقية حالات نموذجية؛ والأرقام المستمدة من الخبرة مصدرها مشاريع فريقنا السابقة، وهي توجيه أولي فقط. ويُحسب كل مشروع على بياناته الخاصة.
المراجع
- كود الزلازل التركي للمباني TBDY 2018 (Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği)، الجريدة الرسمية التركية، 18 مارس 2018، العدد 30364 (عدد مكرر): https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2018/03/20180318M1-2.htm
- النص الكامل لـ TBDY 2018 (القسم 1.1 النطاق، الفصل 2 الحركة الأرضية، الفصل 6 العناصر غير الإنشائية): https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2018/03/20180318M1-2-1.pdf
- AFAD، خريطة المخاطر الزلزالية التركية (TDTH): https://tdth.afad.gov.tr/
- EN 16681:2016, Steel static storage systems: Adjustable pallet racking systems: Principles for seismic design (النطاق): https://knowledge.bsigroup.com/products/steel-static-storage-systems-adjustable-pallet-racking-systems-principles-for-seismic-design
- EN 15512:2020+A1:2022, Steel static storage systems: Adjustable pallet racking systems: Principles for structural design (النطاق): https://www.sis.se/en/produkter/materials-handling-equipment/storage-equipment/ss-en-155122020a12022/
- EN 15620:2021, Steel static storage systems: Tolerances, deformations and clearances (النطاق): https://evs.ee/en/evs-en-15620-2021
- FEM (الاتحاد الأوروبي لمناولة المواد)، قائمة الإرشادات الفنية، ومنها FEM 9.851 لأزمنة دورات رافعات التكديس وFEM 10.2.19 لتصميم أرفف المكوكات: https://fem-eur.com/technical-guidance/
نحن فريق EMMANUEL التقني. أرسلوا إلينا المخطط العام والبيانات الجيوتقنية وأرقام الإدخال والإخراج في ساعة الذروة عبر نموذج التواصل، لنحسب معكم مواقع المنصات والإنتاجية والاستثمار للخيارين على بيانات مشروعكم.