استراکچر فلزی چیست؟

استراکچر فلزی چیست؟

با استراکچر فلزی بیشتر آشنا شوید

استفاده از فولاد به‌عنوان مصالح ساختمانی حدوداً از اوایل قرن ۲۰ آغاز شد و در حین جنگ دوم جهانی به‌صورت قابل‌توجهی گسترش یافت. 
بعد از جنگ دوم جهانی تهیه فولاد امری به‌مراتب راحت‌تر از قبل شده بود و قیمت فولاد کاهش چشمگیری داشت که این مسئله باعث شد بسیاری از طراحان از اسکلت فلزی برای ساخت ساختمان‌های گوناگون استفاده نمایند.
به موازات پیشرفت جوامع بشری و گسترش سریع شهرسازی، نحوه ایجاد ساختمان ها نیز دگرگون شد و چهره متفاوتی به خود گرفت. 
ابرسازه های بزرگ جای بناهای سنتی و کوچک را گرفتند و آهن و فولاد و بتن ، به جای سنگ و چوب و مصالح اولیه در ساخت سازه ها مورد استفاده قرار گرفت . 
این پیشرفت تنها منحصر به بناهای مسکونی نمی شد و بخش صنعت نیز از این قاعده مستثنی نبود.

در چه جاهایی از استراکچر فلزی استفاده می شود؟

استفاده از استراکچر فلزی به موازات رشد صنعت فولاد در جهان نیز افزایش یافت  و امروزه هم در بخش ساختمان و هم در ساخت سوله شاهد استفاده گسترده از فولاد و اسکلت فلزی هستیم .
البته در امر ساخت و ساز، رقیب هایی هم برای این سازه وجود دارد که مهم ترین آنها اسکلت بتنی است. 
با مطالعه دقیق این مقاله با علل برتری استراکچر فلزی آشنا خواهید شد . 

استراکچر فلزی

 

مشخصات مکانیکی فولاد

مهمترین مشخصه مکانیکی فولاد نمودار تنش _ کرنش آن می‌باشد که از روی آن تنش تسلیم یا تنش جاری شدن بدست می‌آید.

آنچه فولاد را به عنوان یک مصالح ساختمانی مناسب معرفی کرده می‌تواند شامل موارد زیر باشد:

  • تغییر شکل دراثربارگذاری و ایجاد تنش یکنواخت
  • وجود خاصیت الاستیک و پلاستیک
  • شکل‌پذیری
  • خاصیت چکش خواری و تورق
  • خاصیت خمش پذیری
  • خاصیت فنری و جهندگی
  • خاصیت چقرمگی
  • خاصیت سختی استاتیکی و دینامیکی
  • مقاومت نسبی بالا
  • ضریب ارتجاعی بالا
  • جوش پذیری
  • همگن بودن
  • امکان استفاده از ضایعات
  • امکان تقویت مقاطع در صورت نیاز

انواع استراکچر فلزی کدام است؟

از منظر فرآیند ساخت و مهم تر از آن به لحاظ نوع اتصالات اجزا، به سه دسته مجزا تقسیم می شود که عبارتند از:

استراکچر فلزی با اتصالات جوشی

حتماً ساختمان های اسکلت فلزی که از چند دهه قبل به صنعت ساختمان وارد شدند و هم اینک نیز کماکان مورد استفاده قرار می گیرند را به خاطر دارید. 
تیر آهن جزء اصلی ساخت اسکلت این بناها محسوب می شود که با کمک بادبند ها و انواع مهاربند تکمیل می شود.
 انواع مختلفی از تیر آهن که در بازار موجود است و توسط سازندگان، مورد استفاده قرار می گیرد ، تیر آهن بال پهن یا تیر هاش ( H ) ، تیر آهن لانه زنبوری و … می باشد . 

استراکچر فلزی با اتصالات پیچ و مهره ای

سازه با اتصالات پیچ و مهره صورت دیگری از استراکچر فلزی است که بسیار هم مورد توجه قرار می گیرد. 
از آنجایی که تولید قطعات این سازه ها در کارگاه های صنعتی و به صورت پیش ساخته صورت می پذیرد، عملیات نصب با سرعت بسیار بالا در محل پروژه صورت خواهد گرفت. 
سوله پیش ساخته سازه ای است که دقیقاً از این مکانیزم تبعیت می نماید که علاوه بر سرعت عمل بالا در ساخت و تحویل فوری سوله، امکان پاسخگویی به کلیه نیازهای مشتریان در کلیه کاربری ها را دارا می باشد.

استراکچر فلزی با اتصالات ترکیبی

گاهی این نیاز پیش می آید که از هر دو مکانیزم ذکر شده در اتصالات استراکچر فلزی استفاده می شود و بنای نهایی، ترکیبی از اتصالات جوشی و اتصالات پیچ و مهره ای را دارا خواهد بود. 
در چنین سازه هایی، معمولاً 80 درصد اتصالات را پیچ و مهره ها برقرار می کنند و تنها در 20 درصد موارد بالاجبار از جوشکاری در محل نصب استفاده خواهد شد.

 

اسکلت فلزی بهتر است یا بتنی ؟

با مقایسه این دو سازه  به این مسئله پی خواهیم برد .در مقاله ی دیگری نیز در مورد قیمت سوله و همچنین  قیمت استراکچر فلزی و مقایسه ی آن با اسکلت بتنی صحبت میکنیم .

مزایای سازه اسکلت فلزی

  • کم وزن بودن اسکلت فلزی
  • پیروی فولاد از قانون هوک تا تنش‌های بزرگ (خاصیت ارتجاعی فولاد)
  • مقاومت بسیار بالای قطعات فلزی و ارتباط مقاومت به وزن؛ که این خود باعث می‌شود در دهانه سوله مورد استفاده قرار گیرند.
  • کارا بودن آن در سازه‌های طویل
  • خاصیت یکنواختی: معمولاً فلز در کارخانه‌های بسیار بزرگ با دقیق تهیه می‌شود، به همین علت می‌توان به یکنواخت بودن خواص اطمینان کرد.
  • فولاد دوام بسیار بالایی دارد که در ساختمان‌های فلزی بسیار مناسب می‌باشد و این باعث استفاده از آن در مدت زمان طولانی می‌گردد.
  • فولاد معمولاً توانایی تحمل ضربه را دارد که یکی از علل مقاومت در مقابل خرابی است.
  • قطعات فلزی و فولاد همگن هستند (پیوستگی).
  • مقاومت متعادل فلز و فولاد: مصالح فلزی در مقابل کشش و فشار رفتاری یکسان و همچنین در برش نیز خوب هستند. در زمان تغییر وضعیت بار، بر اثر نیروی وارده قابل تعویض و همین‌طور در بارهای پیش‌بینی شده معمولاً در نتیجهٔ برش نشات گرفته از آن هستند.
  • امکان مقاوم‌سازی: اگر در قسمتی از ساختمان بخشی به علت محاسبات غیر دقیق و اشتباه یا تغییر در اجرا درست اجرا نشده باشد می‌توان با پرچ کردن یا جوش و … آن را تقویت نمود ویا قسمت‌هایی اضافه نمود.
  • ساخت و نصب راحت 
  • سرعت نصب: سرعت نصب قطعات فلزی بسیار کمتراز اجرای بتن در ساختمان است.
  • پرتی مصالح: اسکلت فلزی نسبت به اجرای بتن و … در ساختمان پرتی کمتری دارد.
  • اشغال فضا: اسکلت فلزی از نظر ابعاد کوچکتر از ساختمانهای بتنی است، سطح بلا استفاده در ساختمانهای بتنی بیشتر ایجاد می‌شود.

مزایای سازه بتنی

  • هزینه سازه‌های بتنی نسبت به سازه‌های فلزی کمتر است و با توجه به هزینه سازه‌های بتنی مقاوم تر است.
  • بتن آرمه از لحاظ مقاومت و در مقابل شرایط محیطی سخت‌تر است.
  • بتن آرمه یا همان اسکلت بتنی به دلیل شکل‌پذیری بالایی که دارد در تمام پروژه‌ها از جمله پل، ساختمان و… قابل استفاده است.
  • بتن آرمه و در واقع انواع اسکلت بتنی در مقابل آتش و حرارت بسیار مقاوم تر است و زمان بیشتری زمان می‌برد تا فولاد داخلی بتن در برابر حرارت تغییر نشان دهد.
  • طول عمر سازه‌های بتنی از دیگر سازه‌ها بیشتر است.
  • با توجه به این که سازه‌های فلزی زمان کمتری برای نصب و پیاده‌سازی می‌برند، سازه‌های بتنی زمان بیشتری برای انجام کار احتیاج دارند.
  • برای کارفرمایانی که قصد دارند با توجه به پیشرفت پروژه خرد خرد پرداخت هزینه‌ها را داشته باشند اسکلت بتنی بهترین انتخاب می‌باشد.
  • اجرای اسکلت بتنی در مقایسه با اسکلت فلزی از ظرافت، تخصص و حساسیت کمتری برخوردار است و با توجه به تعدد اجرای این نوع اسکلت، پیمانکاران با تجربه ای آن را اجرا می‌کنند.
  • استاندارد و دوام اسکلت فلزی منوط به ساختن قطعات در کارخانه، استفاده از اتصالات پیچ و مهره و انجام آزمایشات تست جوش است. اما انجام این اقدامات در کشور ما هزینه‌های ساخت را بشدت بالاتر می‌برد.
  • کمانش اجزاء در انواع اسکلت بتنی ساختمان کمتر است و علت آن تفاوت رفتار بتن و آهن در برابر نیرو است.
  • هزینه نگهداری اسکلت بتنی ساختمان کمتر است. به مرور زمان سطح بیرونی اسکلت فلزی دچار خوردگی شده و رفته رفته از ضخامت آن کاسته می‌شود، اقداماتی که این روند را کنترل می‌کنند هزینه بالایی دارند.