ساختمان سازی بدون شک از بزرگترین صنایع هر کشوری به حساب می‌آید و تقریبا تمام صنایع دیگر به این موضوع وابستگی دارند. اهمیت بالای این صنعت باعث می‌شود روش‌های ساخت و ساز نیز به سرعت پیشرفت کنند و برای هر موقعیت، راه حل متفاوت و مناسبی وجود داشته باشد.
یکی از این اختلاف در روش‌ها، ساخت ساختمان اسکلت ساختمان بوسیله بتن یا فولادی است که به ان اسکلت بتنی یا فولادی می‌گویند. انی سصازه‌ها تفوات‌های بسیاری با یکدیگر دارند و در شرایط متفاوت انتخاب بین آنها از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مقاله به بررسی تفاوت اسکلت فولادی و بتنی پرداخته‌ایم و بعد از مقایسه این 2 نوع اسکلت ساختمان، معایب و مزایای هر کدام را شرح خواهیم داد.
یکی از قدیمی‌ترین عناصری که بعد از چوب، مورد استفاده بشر قرار گرفت فلز بود و یکی از پرکاربردترین فلز در ساختمان‌سازی، آهن است.
در گذشته و در ساخت اسکلت های فلزی از چدن استفاده می‌کردند، اما از آنجایی که استفاده از فولاد باعث می‌شد تا سازه ترک برندارد، به مرور چدن جای خود را به فولاد داد. اما فولاد مزایای دیگری مثل خم‌پذیری، شکل پذیری، مقاومت بالا، جوش پذیری و... هم داشت که باعث شد جای چدن را بگیرد.
این اسکلت‌ها بر اساس باری که بر آنها وارد میشوند، در سه دسته جای می‌گیرند:
و اما اسکلت‌های بتنی:
می‌توان گفت یکی از جدیدترین سازه‌هایی که در ساختمان‌سازی مورد استفاده قرار میگیرد، بتن و بتن‌آرمه است و اگر بخواهیم تعریفی کلی از تفاوت این دو ارائه کنیم، باید اینطور بگوییم که:
بتن معمولی از سنگدانه های ریز و درشت و ماده‌ای چسبنده که معمولا سیمان است تشکیل می‌شود.
درحالی که در ساختار بتن آرمه میلگردهای فولادی هم اضافه میشوند. همین اضافه شدن میلگردها باعث می‌شود تا مقاومت کششی بیشتر شود، اما با توجه به قیمت‌ها و البته با توجه به قیمت آهن آلات، باید یکی از این سه سازه را انتخاب کرد.
برای محاسبه هزینه اجرای پروژه‌هایی که با این دو اسکلت کار میشوند باید عوامل مختلفی را در نظر گرفت و با توجه به نوسانات قیمت در ایران، نمی‌توان قیمت دقیقی برای آن در نظر گرفت. اما به طور کلی می‌توان عوامل زیر را در نظر گرفت و بر اساس یکسری فرمول‌ها به صورت حدودی، هزینه‌ها را محاسبه کرد.
نکته: در شرایطی که نوسانات قیمتی بازار زیاد است، مدت زمان اجرای پروژه تاثیر بسیار زیادی روی قیمت تمام شده هر مترمربع از ساختمان دارد.
همیشه این سوال در ایران مطرح بوده که کدام سازه در برابر زلزله مقاومت بیشتری نشان می‌دهد و گمانه‌زنی‌های مختلفی در این رابطه وجود دارد. برخی معتقدند که سازه فلزی مقاومت بیشتری دارد و برخی دیگر اعتقاد دارند که سازه بتنی مقاومت بیشتری دارد.
در این میان عده‌ای دیگر از کارشناسان صنعت ساختمان معتقد هستند که نوع سازه در بحث مقاومت ساختمان تاثیری ندارد و عوامل دیگری مثل نوع اتصالات، نوع مصالح ساختمانی، نما، دیوارها، پنجره‌ها، پی ساختمان و... هم تاثیر به‌سزایی دارند. از همین‌رو به یکسری موارد اشاره می‌کنیم و تصمیم‌گیری درباره نوع سازه را به شما واگذار می‌کنیم. برای مثال:
مقدار آهن مصرفی بستگی به موارد مختلفی دارد که یکی از این موارد، نوع مهاربندی است که در سازه استفاده می‌شود تا نیروهای ناشی از زلزله را کاهش دهد. اما به طور کلی می‌توان در قالب موارد زیر، میزان حدودی آهن مصرفی را به صورت سرانگشتی محاسبه کرده و ساخت و ساز را با توجه به این موارد شروع کرد.
البته علاوه بر مواردی که گفته شد، مقداری آهن نبشی هم برای اتصالات نمای ساختمان نیاز است و محاسبه قیمت آن هم کاملا بستگی به قیمت پروفیل آهن دارد.
برای اجرای هر مترمربع اسکلت بتنی، نیاز به 800 کیلوگرم تا یک تُن بتن دارید ولی محاسبه قیمت تمام شده این مقدار بتن به عوامل مختلفی از جمله عوامل زیر بستگی دارد:
همیشه انتخاب بین سازههای فلزی و بتنی سخت بوده و بستگی به کاربردها، مزایا و معایب هر کدام دارد. اما این انتخاب باید با توجه به یکسری موارد صورت گیرد که در ادامه به طور خلاصه به هر یک از آنها می‌پردازیم:
شرایط آب و هوایی: در شرایط آب و هوایی مرطوب و شهرهایی که بارندگی زیادی را در سال تجربه می‌کنند، انتخاب سازه فلزی پیشنهاد نمی‌شود. چرا که احتمال زنگ‌زدگی و خوردگی، افزایش می‌یابد.
البته ناگفته نماند که تست جوش در سازه فلزی هزینه زیادی داشته و همین موضوع باعث می‌شود تا اتصالات ضعیف‌تری صورت گیرد. هرچند که این نگرانی هم با اتصالات پیچ و مهرهای تا حدودی برطرف می‌شود.
همانطور که اشاره شد ساختمانهای پیچ و مهرهای مزایایی دارند که باعث میشوند تا حد زیادی نگرانی‌ها در مورد اتصالات سازههای فولادی کمتر شود. اما این مزایا چیست؟
تفاوت اسکلت فولادی و بتنی در مقاله بالا مورد بررسی قرار گرفت و مزایا و معایب هرکدام به صورت مختصر ذکر شد. البته در نظر داشته باشید که در بسیاری از موارد، فاکتورهای ذکر شده در نظر گرفته نمی‌شوند؛ به عنوان مثل در زمانیکه محدودیت بودجه برای اجرای پروژه وجود دارد، تنها گزینه موجود اسکلت فلزی است و طراحان برای بهینه سازی هزینه‌های ساخت باید این نوع سازه را انتخاب کنند.
باید اضافه کنیم تنها نباید به فاکتورهای ذکر شده در مقاله بالا بسنده کرد و اهمیت بالایی دارد که در هنگام انتخاب اسکلت فلزی یا بتنی از تجربه و دانش کافی برخوردار باشیم تا سازه متناسب با شرایط طراحی شود.
سیستم های سازه ای از دو قسمت تشکیل شده است: سیستم باربر اعضای قائم و سیستم باربر اعضای جانبی. در ابتدای کار بدون بررسی هیچ گونه جنبه علمی می توان گفت که هر سیستم باربر سازه ای از هردو قسمت تشکیل شده است اما گاهی با ترکیب چند سیستم مثل سیستم قاب خمشی با سیستم مهاربندی می توانیم نتایج بهتری بگیریم.
درهر سیستم باربر سازه ای اعضای باربرقائم از طریق 4 عملیات یک بار ثقلی را دفع می کنند.
1-در مرحله اول بارهای قائم به سقف ها وارد می شود.
2-در مرحله دوم بارهای وارده ازطریق سقف ها به شاهتیرها منتقل می شود.
3-درمرحله سوم که شاهتیرها بارهای ثقلی را از سقف گرفته به دو سرتکیه گاه خود یعنی محل حضور ستونها منتقل
می کنند.
4-در مرحله چهارم ستون ها بارها را از محل اتصال تکیه گاه های شاهتیرها می گیرند و در نهایت به شالوده ها منتقل
می کنند.
سامانه باربر جانبی قسمتی از کل سازه است که برای تحمل بارهای جانبی ناشی از باد و زلزله به کارگرفته می شود. در ساختمان های بلند اسکلت فلزی مرکب ازتیر و ستون، استحکام و مقاومت آنها درمفابل نیروهای جانبی (باد و یا زلزله) بستگی به درجه گیرداری اتصالات تیر و ستونشان دارد.
اگر اتصالات بین تیر و ستون طوری مستحکم باشند که زاویه میان آنها تغییر نکند، ساختمان می تواند نیرو های جانبی را تحمل کند و از حالت شاقولی خارج نشود. اگر گیرداری بین تیر و ستون موجود نباشد و یا مثل اتصالات نزدیک به مفصلی باشد با وارد شدن نیروهای جانبی، زاویه بین تیر و ستون ها تغییر خواهد کرد و ساختمان به یک طرف متمایل می شود. واضح است که در این وضع، حالت تعادل پایدار نیست و سرانجام به خرابی ساختمان منجرخواهد شد.
قاب خمشی به سیستمی می گویند که از تیر و ستون و اتصالات تشکیل شده است. هنگامی که از قاب های خمشی صحبت می کنیم باید به این نکته دقت کنیم که اتصالات صلب می باشد و همچنین تکیه گاه ها گیردار می باشند.
به طور کلی میتوانیم بگوییم که این سیستم منحصر به فرد دارای معایب و حسن های متفاوتی می باشد که به ترتیب شامل موارد زیراست:
1-آزادی عمل بالا در معماری
2-انعطاف پذیری مناسب
3-مناسب تا 25 طبقه
4-اتصالات سنگین و پیچیده
5-بالا رفتن وزن سازه
6-هزینه بالا
7- تغییرمکان های جانبی زیاد (دریفت)
قاب های خمشی در طیف گستره باعت استهلاک انرژی جریان می شوند اما مسئله مهم، رفتار این قاب های خمشی با توجه به میزان استهلاک انرژی جریان است. به طور کلی می توان گفت که این سیستم قاب گونه به سه دسته معمولی، متوسط و ویژه تقسیم می شود که در زیر به توضیحی ازهرکدام می پردازیم:
قاب خمشی معمولی به قابی اطلاق می شود که اجزای تشکیل دهنده آن دارای آن چنان جزئیاتی است که تغییرشکل های فراارتجاعی اندکی را در برابر زلزله طرح از خود نشان بدهد.
قاب خمشی متوسط به قابی اطلاق می شود که در برابر نیروهای جانبی زلزله بتواند، تغییر شکل های فرا ارتجاعی محدودی را تحمل کند. در طراحی این قاب ها سعی بر آن است که در یک یا دو انتهای تیر، در خارج از محدوده اتصال تیر به ستون، مفصل های پلاستیک تشکیل شوند. مفاصل پلاستیک دارای ظرفیت دورانی به حدی باشند که دوران نظیر تغییرمکان جانبی نسبی طبقه حداقل به 2/0 رادیان باشد که حدود 1/0 رادیان آن در ناحیه فرا ارتجاعی برسد.
قاب خمشی متوسط به قابی اطلاق می شود که در برابر نیروهای جانبی زلزله بتواند، تغییر شکل های فرا ارتجاعی قابل توجهی را تحمل کند. در طراحی این قاب ها سعی بر آن است که در یک یا دو انتهای تیر، در خارج از محدوده اتصال تیر به ستون، مفصل های پلاستیک تشکیل شوند و مفاصل پلاستیک دارای ظرفیت متناظرتغییر مکان جانبی نسبی طبقه حداقل به 4/0 رادیان باشد که حدود 3/0 رادیان آن در ناحیه فرا ارتجاعی برسد.
صنعت ساختمان یکی از مهم ترین صنایع در کشور است که با پیشرفت علم و تکنولوژی و پر رنگ شدن اهمیت آن روز به روز شاهد نظارت بیشتر بر طراحی و اجرای سازه های مختلف هستیم. هر چه سرمایه گذاری و نظارت بر این صنعت بیشتر باشد، شاهد رشد و شکوفایی بیشتری خواهیم بود. همانطور که می دانید بنیادی ترین بخش هر سازه، اسکلت آن است، از این رو همواره توجه ویژه بدان معطوف می گردد. اسکلت ساختمان باید از دوام و استحکام کافی برخوردار باشد تا در برابر عوامل و فشارهای مختلف پا برجا باقی مانده و ایمنی ساختمان را تضمین کند.
در حال حاضر ساختمان ها در کشور به دو روش اسکلت فلزی و اسکلت بتنی ساخته می شوند که انتخاب هر کدام از این دو روش به فاکتورهای متعددی نظیر منطقه آب و هوایی، میزان بودجه، شرایط و کیفیت اجرا، مسائل فنی سازه و … مرتبط است و تشخیص آن بر عهده مهندسین باتجربه می باشد. مهندسین و کارفرمایان با بررسی عوامل مختلف نوع اسکلت بندی بنا را تعیین می کنند. در این نوشته از ساختمانچی به معرفی و بررسی معایب و مزایای اسکلت فلزی ساختمان می پردازیم. با ما همراه باشید.
اسکلت فلزی از گذشته های دور تا امروز در ساختمان ها اجرا می شود و مقاومت بالای آن در برابر عوامل مختلف باعث شده این نوع اسکلت بندی در اکثر سازه ها و ساختمان ها به چشم بخورد. اسکلت فلزی همانطور که از نامش پیداست با استفاده از مقاوم ترین متریال یعنی فولاد ساخته می شود. پیشینه اجرای این روش در بحث ساخت و ساز بسیار طولانی است. در اوایل این سازه ها را با استفاده از چدن می ساختند اما با گذشت زمان چدن جای خود را به آهن چکش خوار داد و امروزه تنها از فولاد در اجرای این سازه استفاده می شود. از این رو اسکلت فلزی این روزها با نام اسکلت فولادی نیز شنیده می شود.
در اجرای اسکلت فلزی از تیر، ستون و فولاد استفاده می شود. در این سازه ها نحوه قرارگیری ستون ها به شکل عمودی و افقی است، از این رو آن ها از تعادل نسبی برخوردار هستند. تمام مراحل کنترل کیفیت اسکلت فلزی تحت نظارت قرار می گیرند، به همین دلیل می توان گفت این سازه، اسکلتی مقاوم و قابل اطمینان برای ساختمان در نظر گرفته می شود.
از جمله مزایای این نوع اسکلت بندی می توان به موارد زیر اشاره نمود:
معایب اسکلت فلزی به شرح زیر می باشند:
انواع اسکلت فلزی معمولاً شامل ستون های عمودی و تیرهای افقی هستند که به وسیله میخ یا پیچ و مهره و یا جوش بهم متصل می شوند. تیرهای فولادی افقی و ستون های عمودی در واقع اسکلت و ساختار اصلی ساختمان را شکل داده و قدرت آن را بالا می برند. انواع اسکلت فلزی شامل اسکلت فلزی پیچ و مهره ای، اسکلت فلزی جوشی و اسکلت فلزی میخی است که در این مقاله قصد داریم دو نوع اسکلت فلزی پیچ و مهره ای و اسکلت فلزی جوشی را معرفی و بررسی کنیم. هرکدام از این اسکلت ها کاربردهای خاص، مزایا و معایبی دارند که قرار است در این مقاله به این موارد هم پرداخته شود.
ساختمان اسکلت فلزی نوعی سازه است که برای ساخت انواع ساختمان های ساده و بزرگ مثل گاراژ، ساختمان های کشاورزی، سوله و انبار و ساختمان های بلند چندین طبقه ای مورد استفاده قرار می گرفت. ولی اکنون استفاده از این سازه فلزی گسترده تر شده و برای ساخت ادارات، کارخانجات، مدارس، ساختمان های عمومی و منازل مورد استفاده قرار می گیرد.
انواع اسکلت فلزی دارای ویژگی هایی از قبیل پایداری، مقرون به صرفگی، و مقاومت بالا هستند و به همین جهت گزینه خوبی برای بسیاری از پروژه های مختلف عمرانی به شمار می روند. انواع اسکلت فلزی مانند اسکلت فلزی پیچ و مهره ای و اسکلت فلزی جوشی در ادامه توضیح داده شده اند.
در این نوع اسکلت فلزی تمام ستون ها و تیرهای فولادی از قبل در کارخانه و یا کارگاه تولید شده و بعد توسط کامیون و یا تریلی به محل ساخت و ساز فرستاده می شوند. در آنجا ستون ها و تیرهای فولادی به وسیله پیچ و مهره بهم متصل می شوند و در نهایت اسکلت فلزی اولیه ساختمان را شکل می دهند. اسکلت فلزی پیچ و مهره ای بهترین اسکلت فلزی در بین بقیه اسکلت ها است. اندازه و سایز ساختارهای فولادی به اندازه کامیون و یا تریلی بستگی دارند. طول یک کامیون معمولاً ۶ متر و طول یک تریلی بلند هم ۱۲ متر است.
سرعت ساختمان سازی با اسکلت فلزی پیچ و مهره ای به مراتب بیشتر از بقیه انواع اسکلت فلزی است. زیرا تنها کاری که نیاز است در محل ساخت و ساز انجام شود آوردن تیر و ستون های فولادی و پیچ و مهره کردن آن هاست و تمام!
اسکلت فلزی پیچ و مهره ای نسبت به بقیه انواع اسکلت فلزی مورد قبول تر است زیرا تمام ساختارهای مورد نیاز ساختمان سازی در کارخانه توسط ابزار صحیح و تحت شرایط کاری مناسب ساخته می شوند.
اسکلت فلزی پیچ و مهره ای کاربردهای زیادی دارد. این سازه فلزی از پیش ساخته، برای ساختمان های بزرگ مثل آسمان خراش که متراژ بالایی دارند مورد استفاده قرار می گیرد. برای انجام پروژه های بزرگ این چنینی نیاز به سرعت عمل بالا و دقت زیاد است و اسکلت فلزی پیچ و مهره ای این نیاز‌ها را برآورده می کند. همچنین ساختمان های بزرگ مثل همین آسمان خراشی که مثال زدیم، اسکلت فلزی باید توان تحمل بار سنگین را داشته و به اندازه کافی مستحکم باشد تا بتواند ساختمان را در شرایط مختلف سالم نگه دارد.
اگر کوچک ترین خللی در ساخت اسکلت فلزی به وجود آید و یا به اندازه کافی محکم نباشد و یا حتی در محل اتصال تیر و ستون ها دقت کافی به عمل نیامده باشد، احتمال ریزش ساختمان در هر شرایطی وجود دارد که این امر یک فاجعه است. به این دلایل استفاده از اسکلت پیچ و مهره ای قابل قبول تر از نوع جوشی است زیرا ایمنی کار را تا چندین برابر بالا می برد.
اسکلت فلزی پیچ و مهرهای نیز برای ساختمان هایی که نقشه پیچیده تری دارند بیشتر استفاده می شود زیرا در این ساختمان ها قطعات باید با دقت و به اندازه برش بخورند و این امر در کارخانه میسرتر است.
اسکلت فلزی پیچ و مهره ای مزایا و معایبی هم دارد. البته بهترین اسکلت فلزی همان است که مزایای آن بیشتر از معایب آن باشند. قطعات این اسکلت در کارخانه تهیه می شود و بنابراین در محل ساخت و ساز ازدحام صورت نمی گیرد، و یا حتی اگر ازدحام و سد معبری صورت بگیرد خیلی سریع جمع می شود. از دیگر مزایای انواع اسکلت فلزی پیچ و مهره ای این است که چون قطعات در محل صحیح تهیه می شوند، بنابراین متغیرهای مختلف مثل آب و هوا تأثیری روی روند کار نمی گذارند.
یکی از مهم ترین معایب انواع اسکلت فلزی پیچ و مهره ای این است که اگر قطعات به درستی تهیه نشده باشند، در محل اجرا و ساخت و ساز اتصال آنها با مشکل مواجه می شود و از این رو مرجوع کردن و از نو ساختن قطعات زمان زیادی را تلف خواهد کرد.
در انواع اسکلت فلزی جوشی همه مراحل کار در محل ساخت و ساز انجام می پذیرد. قطعات تیر و ستون ها در محل ساخت و ساز برش خورده و برای ایجاد شکل نهایی اسکلت فلزی این تیر و ستون ها بهم جوش زده می شوند.
برای ایجاد انواع اسکلت فلزی جوشی بهتر است جوشکارهای متخصص و کار آزموده استخدام شوند. زیرا اگر تیر و ستون ها به درستی جوش نخورند، تحت تأثیر شرایط آب و هوا مثل رطوبت زیاد و یا حرارت بالا از هم باز شده و حتی ممکن است باعث ریزش کل ساختمان هم بشوند.
انواع اسکلت فلزی جوشی برای ساختمان های کوچک تر که متراژ کمتری هم دارند استفاده می شوند. برای ساختمان هایی که نقشه ساده تری دارند تهیه اسکلت جوشی سریع تر و مقرون به صرفه تر خواهد بود.
به طور کل ساختمان اسکلت فلزی دارای مزایای متعددی است که مهندسین را وا می‌دارد برای انواع ساختمان ها به جای اسکلت بتنی و چوبی از انواع اسکلت فلزی استفاده کنند.
تعدادی از مزایای ساختمان اسکلت فلزی را در اینجا با هم مرور می کنیم.
ممکن است عجیب به نظر برسد ولی چگالی اسکلت فلزی کمتر از انواع دیگر اسکلت است و این امر حمل و نقل را آسان تر و هزینه حمل و نقل را نیز کاهش می دهد.
سرعت عمل در انجام هر پروژه ای برابر است با بهره وری بالاتر از همان پروژه. انواع اسکلت فلزی به دلیل استحکام بالا و نیاز به زمان کم برای تهیه، بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند.
اسکلت فلزی باعث کاهش هزینه ها می شود زیرا از نوع مواد بازیافتی است. این اسکلت به دلیل پایداری و نیاز به نگهداری کمتر، عمر بالاتری داشته و همچنین نیاز به تعمیر و جایگزینی کمتری نسبت به بقیه انواع اسکلت دارد.
قطعات فولادی انواع اسکلت فلزی در هر سایزی و برای تحمل هر نوع فشاری به صورت سفارشی قابل تهیه و اجرا هستند.
تحمل حرارت بالا توسط اسکلت فلزی استفاده از آن را در میان بقیه انواع اسکلت گسترده تر کرده است زیرا خطر آتش سوزی به مراتب در این نوع اسکلت پایین تر است.
اسکلت فلزی، ساختمان را از شر انواع حشرات و حیوانات موذی در امان نگاه می دارد.
تطبیق پذیری فولاد غیر قابل انکار است زیرا این فلز محکم به هر شکلی قالب می گیرد. معماران انواع اسکلت فلزی را به بقیه اسکلت ها ترجیح می دهند زیرا می توانند انواع طراحی های خلاقانه را به واسطه آن اجرا کنند.
از آنجا که اسکلت فلزی از مواد قابل بازیافت تهیه می شود، بعد از اتمام عمر مفید به راحتی قابل بازیافت بوده و مجدداً به چرخه ساخت و ساز باز می گردد. استفاده از انواع اسکلت فلزی همچنین باعث کاهش استفاده از اسکلت چوبی و قطع بی رویه درختان می شود.
ساختمان اسکلت فلزی قطعاً معایبی هم دارد ولی از آنجا که مزایای آن خیلی بیشتر است، دانستن این معایب به پیشبرد بهتر کار با این سازه کمک شایانی می کند.
می دانیم که فلزات رسانای خوبی برای حرارت هستند. بنابراین استفاده از اسکلت فلزی در ساختمان سازی باید به همراه تدابیر مختلفی باشد تا جلوی مشکلات احتمالی گرفته شود.
از آنجا که قطعات اسکلت فلزی در بیرون از محل اجرا و در کارخانه تولید می شوند، امکان ایجاد تغییر در ساخت و ساز در محل اجرا وجود ندارد و برای ایجاد هرگونه تغییر باید قطعات اسکلت فلزی مرجوع و جایگزین شوند. این امر هم از لحاظ زمان و هم از حاظ هزینه مقرون به صرفه نیست.
پایان کلام
این روزها استفاده از ساختمان اسکلت فلزی بسیار وسیع شده است. استفاده از اسکلت فلزی برای خلق شاهکارهای معماری و ساختمان های خلاقانه برای استفاده هرچه بیشتر از انرژی به یک رقابت تنگاتنگ تبدیل شده است. اسکلت فلزی باید به گونه‌ای طراحی شود که جلوی هدر رفتن انرژی داخل ساختمان را بگیرد و همچنین از انرژی خارج از ساختمان مثل نور آفتاب نهایت بهره را بگیرد. معماران و مهندسان با استفاده از خاصیت فرم دهی فلزات میتوانند این ویژگی ها را روی انواع اسکلت فلزی و در نهایت ساختمان اسکلت فلزی اعمال کنند.
یکی از مهم ترین شیوه های اجرایی نوین برای انواع سازه های ساختمانی و صنعتی که کاملاً از نظر مهندسی مورد نظارت قرار می گیرد اسکلت فلزی می باشد. قبل از اینکه اسکلت های فلزی برای پایه و تکیه گاه ساختمان ها استفاده شود از اسکلت های چوبی استفاده می شده است. اما امروزه با پیشرفت تکنولوژی و علم مهندسی اکثراً از سازه های فلزی ساخته شده با انواع فولاد برای اسکلت بندی ساختمان استفاده می شود. به دلیل نقش مهمی که اسکلت فلزی در ساختمان دارد نصب آن نیز باید مانند طراحی بسیار مورد توجه قرار گیرد. برخی از خطاها و سهل انگاری های هنگام نصب هرگز جبران پذیر نخواهند بود و همین موضوع اهمیت یادگیری نصب اسکلت فلزی برای کارگران در این زمینه را مشخص می کند.
با توجه به اینکه امروزه اکثر سازه ها با اسکلت فلزی ساخته می شوند، آموزش نصب اسکلت فلزی به افرادی که قصد فعالیت در این رشته را دارند یکی از حساس ترین موارد در ساخت ساختمان است. اگر این کار به درستی انجام شود ایمنی ساختمان و مقاومت آن در برابر بلایای طبیعی مانند سیل و زلزله افزایش پیدا خواهد کرد. اما در صورت عدم دقت و آگاهی لازم هنگام نصب اسکلت فلزی ممکن است موارد اشتباهی صورت گرفته و کل ساختمان به دلیل یک سهل انگاری از بین برود و یا حتی خسارات جانی ایجاد شود.
معمولاً اسکلت های فلزی برای ساختمان های چند طبقه انتخاب می شوند و به همین دلیل از نظر مهندسی اهمیت زیادی در ساختمان دارند. هر چند در ساختمان های تک طبقه نیز می توان از این اسکلت ها استفاده کرد. تمام نکات مهندسی شده هنگام طراحی با نصب صحیح اسکلت فلزی عمل می کنند و اگر این کار به درستی انجام نشود این محاسبات و نتیجه آن نیز تغییر خواهد کرد. پس نصب اسکلت فلزی هم دقت و دانش کافی می خواهد و هم نیاز به تجربه و مهارت دارد.
هر اسکلت فلزی از قسمت های مختلفی تشکیل شده است که برای نصب آن باید آموزش ها هم به صورت تئوری و هم به صورت عملی انجام شود. معمولاً سازمان فنی و حرفه ای در این زمینه در هر استان از کشور در بعضی از زمان های سال دوره های مهارتی را برگزار می کند. در این مقاله نیز ما به صورت مختصر برای آشنایی شما موارد مهم در هر زمینه را توضیح خواهیم داد. اصول کلی نصب اسکلت فلزی بر اساس استاندارد های نوشته شده و آیین نامه های مهندسی برای ساخت سازه های مختلف آورده شده است که می توانید از این مراجع نیز استفاده کنید.
اولین و مهم ترین مرحله برای بالا بردن یک ساختمان نصب اسکلت فلزی است و اولین قطعات این اسکلت شامل بولت های صفحه ستون می باشد که باید به طور دقیق در محل خود یعنی آکس صفحه ستون ها نصب شوند. برای اینکه محل نصب این صفحات با دقت بالایی انجام شود و نیاز به جابجایی مجدد آن ها نباشد، باید از دوربین های نقشه برداری برای مکان یابی آن ها استفاده کرد. از طرفی بولت ها باید طوری در مکان خود قرار بگیرند که وقتی بتن ریزی روی آن ها انجام شد از جای خود تکان نخورده و جابه جا نشوند. این کار با استفاده از شابلون مخصوص صفحه ستون و چهار پایه تثبیت بولت به راحتی انجام می شود. این شابلون صفحه ای با ابعاد مشابه صفحه ستون است که جنس چوبی یا فلزی دارد و برای ثابت کردن بولت ها و نصب دقیق صفحه ستون اصلی استفاده می‌شود.
روش دیگر نصب صفحه ستون اصلی به طور دقیق روی فونداسیون است که در این روش ابزاری مانند جرثقیل نیاز است و به همین دلیل زمان بر خواهد بود. از طرفی در این روش مشکلات اجرایی بیشتری وجود دارد و اگر دقت زیادی در اجرای آن نشود، ممکن است بعداً برای نصب تیرها با مشکل مواجه شوید. نکته آخری که باید هنگام نصب بولت ها در نظر داشته باشید این است که قبل از بتن ریزی قسمت های رزوه شده هر بولت باید کاملاً به گریس آغشته شده و با گونی یا نایلون بسته شوند. این کار باعث می شود بعد از بتن ریزی باز و بسته کردن مهره های صفحه ستون به راحتی انجام شود.
وقتی اسم ستون به گوش ما می رسد واژه هایی مثل مقاومت، تکیه گاه و پایداری به ذهنمان خطور می کند. زیرا ستون ها همیشه نماد استحکام و پابرجا بودن هر چیزی هستند. بنابراین در مرحله بعدی نصب اسکلت فلزی شما باید یاد بگیرید که چگونه ستون ها را به درستی نصب کنید تا ساختمان پایداری از نظر مهندسی داشته باشیم. وظیفه اصلی ستون ها در هر سازه انتقال بارهای وارد شده به پی یا فونداسیون آن می باشد، بنابراین باید طوری نصب شوند که این نقش را به خوبی ایفا کنند. بهترین نوع مقاطع برای ستون ها از نظر مهندسی مربعی شکل و H شکل هستند. این مقاطع مقاومت بالاتری نسبت به شکل های دیگر دارند و برای زدن ستون ها هم از مقاطع نورد تک و هم از نوع مرکب آن ها استفاده می شود. نوع مرکب معمولاً برای تحمل نیروهای فشاری بیشتر و لنگرهای خمشی وارد شده بر ستون استفاده می گردد، بنابراین اینکه از چه ستونی استفاده کنیم به بار کل سازه بستگی دارد.
مثلاً برای ساخت مقطع IPE دوبل روی یک سطح صاف دو تیرآهن را طوری باید قرار دهید که بال تیرآهن ها به سمت بالا قرار بگیرند. سپس اول وسط و انتهای بال ها را به هم جوش داده و سپس ستون را برگردانده و وجه زیرین را به همین ترتیب جوش دهید. این کار از پیچیدگی ستون به خاطر حرارت جوشکاری جلوگیری می کند. همچنین ممکن است نیاز باشد که با ورق های تقویتی برای بارهای بیشتر ستون ها را مقاوم سازی کنید. بعد از ساخت ستون های مورد نظر طبق نقشه اجرایی آن ها را در مکان دقیق خود قرار داده و جوشکاری آن را تکمیل می کنیم. سپس باید زنگ زدایی و رنگ آمیزی ستون ها را انجام دهید تا کار ستون ها تکمیل شود. ممکن است برای برخی از پروژه ها ستون ها در مکان پروژه آماده شوند و در بعضی از پروژه ها در کارگاه ساخته می شوند. این موضوع بیشتر به مکان پروژه و نظر کارفرما بستگی دارد.
اگر ستون ها دقیقاً به صفحه ستون به صورت عضوی واحد متصل نشود، باید قبل از نصب ستون ها محل دقیق نشیمن ستون با جوش دادن نبشی و ورق های سخت کننده روی کف ستون مشخص شوند تا ستون ها دقیقاً در محل طراحی شده قرار بگیرند. بعد از قرارگیری نیز باید با استفاده از شاقول تراز ستون کنترل شده و بعد جوش را انجام دهیم. در غیر این صورت احتمال سقوط ستون با کوچک ترین باد وجود دارد. نکته پایانی در نصب ستون ها این است که اگر ارتفاع ستون ها بیشتر از ۱۲ متر بود و باید ارتفاع ستون های موجود را افزایش دهید، همه مراحل قبلی را دوباره برای اتصال ستون بعدی باید انجام دهید.
بعد از ستون ها به سراغ ساخت و نصب تیرها می رویم. ساخت و نصب تیرها به طور مستقیم به نوع اتصال شامل جوشی، پیچی یا پرچی و همچنین گیردار بودن یا ساده بودن اتصالات بستگی دارد. هنگام نصب تیرها باید به نکاتی مانند طول جوش، طول تیرها، رعایت رواداری های تیر، نوع جوش، بعد جوش، نوع پیچ های مورد نیاز، الکترود مورد نیاز برای جوش و … توجه کامل داشته باشید. برای ساخت و نصب تیرها معمولاً یکی از چهار روش کشویی، اسپالیسی، مفصلی و فلنجی بسته به شرایط پروژه و نظر کارفرما یا پیمانکار انتخاب می شود. ساده ترین روش در میان این چهار تا روش کشویی است که در نصب اسکلت فلزی کاربرد بیشتری دارد.
بادبندها وظیفه مهار نیروهای جانبی اضافی مانند نیروی باد و زلزله را به عهده دارند. بنابراین یک نوع مصالح مقاوم سازی به شمار می آیند و به همین دلیل از اهمیت ویژه ای برخور دارند و باید دقیقاً طبق نقشه اجرا شوند تا عملکرد صحیحی داشته باشند. نصب بادبندها با توجه به نوع بادبند و اسکلت فلزی انجام می شود. پروفیل های مشخص شده برای بادبندها باید دقیقاً در محل خود قرار گرفته و جوشکاری های لازم برای آن ها انجام شود. معمولاً قطعات بادبندها بر اساس نوع آن بین ستون ها و تیرها جوش داده می شوند.
بعد از کامل شدن مراحل نصب اسکلت فلزی باید کنترل نهایی توسط پیمانکار و مهندسین ناظر انجام شود. در این کنترل نکات زیادی مانند چک لیست های ساخت و نصب اسکلت فلزی، استانداردهای مورد نیاز برای نصب اسکلت فلزی، بررسی اندازه ها و محاسبات انجام شده باید در نظر گرفته شوند.
سخن آخر
شاید به جرات بتوان گفت نصب اسکلت فلزی مهم ترین قسمت ساخت یک سازه بعد از فونداسیون آن می باشد. در واقع هر نوع محاسبات انجام شده و احتمالات سنجیده شده توسط مهندس طراح در این اسکلت فلزی نهفته است. بنابراین در صورتی که به درستی انجام شود یک ساختمان با ایمنی بالا و مهندسی شده خواهیم داشت اما در غیر این صورت اصلاً مشخص نیست این سازه چقدر دوام خواهد آورد و یا چه خسارات مالی و جانی را ایجاد می کند.
اسکلت فلزی یکی از انواع اسکلت با سابقه طولانی در ایران است. از سازه فلزی در ساختمانهای فلزی و برج‌ها استفاده می‌شود ولی استفاده از آن در سازههای کوتاه و ساختمانهای چند طبقه نیز مرسوم بوده است. در حال حاضر به دلیل ارزان بودن اسکلت بتنی نسب به اسکلت فلزی، استقبال از این اسکلت کمتر صورت میگیرد. در این مقاله به بررسی مراحل ساخت اسکلت فلزی ساختمان دو طبقه پرداخته‌ایم.
در ادامه به ارائه اطلاعاتی در زمینه نحوه اجرا و مراحل اجرای اسکلت فلزی در ساختمآن‌های چند طبقه پرداخته شده است که توجه شما را به آن جلب می‌کنم.
گودبرداری مرحله‌ای است که چه در سازههای فولادی و چه در سازههای بتنی باید اجرا شود. اصولاً گودبرداری تا رسیدن به زمین بکر انجام میگیرد و برای سازه‌هایی که طبقه زیر زمین در آنها ساخته می‌شود، گودبرداری بیشتر نیز انجام می‌شود.
بتن ریزی (بتن مگر)
پس از گودبرداری و نمونه برداری از خاک و انجام آزمایشات مکانیک خاک، نوبت به بتن ریزی می‌رسد. این بتن ریزی به منظور حفاظت از بتن پی و ایجاد یک سطح صاف برای ادامه روند ساخت، انجام می‌شود. بتن مگر همانطور که گفته شد، باید یک سطح صاف برای ادامه کار را فراهم کند به همین دلیل از عیار سیمان کمی برخوردار است تا بتواند به راحتی روان شود و سطوح را بپوشاند و در نهایت سطح صافی به دست دهد.
آرماتور بندی
پس از مرحله اجرای بتن مگر و نگهداری از آن، نوبت به آرماتوربندی می‌رسد. آرماتور بندی در هر دو سازههای بتنی و فولادی مشاهده می‌شود و یک ضرورت است. پس از آرماتوربندی، مشخص کردن جای صفحات نصب ستونها و قالب گیری انجام می‌شود. این مرحله در دو نوع سازه تفاوتی ندارد. لازم به ذکر است که آرماتور بندی باید طبق اصول استاندارد مقررات ملی ساختمان صورت گیرد.
بتن ریزی (بتن پی)
پس از آرماتور بندی و قالب گیری، عملیات بتن ریزی آغاز می‌شود. این مرحله از بتن ریزی به منظور اجرای پی انجام می‌شود. بتن مورد استفاده از آنجایی که حجم کمی دارد، میتواند در کارگاه آماده شود و یا از شرکت‌های بتن سازی خریداری شود. در هر صورت پیش از اجرای بتن، باید میکسر باید به خوبی بتن را مخلوط کرده باشد تا از همگن بودن بتن اطمینان پیدا کنیم.
بتن در این مرحله باید از فاصله نزدیک روی آرماتورها ریخته شود و پس از هر مرحله بتن ریزی باید با ویبراتور، عملیات مخلوط و همگن کردن انجام شود. به منظور عدم خوردگی بتن و ایجاد ترک باید سطح آن مرطوب نگه داشته شود که به این مرحله نگهداری از بتن گفته می‌شود. پس از گیرش اولیه بتن، قالب‌ها از آن جدا میشوند و روند نگهداری و مرطوب کردن بتن ادامه پیدا می‌کند.
صفحه گذاری فرآیندی است که در آن صفحات فولادی که تیرها روی آنها سوار میشوند، بر روی آرماتورهای مخصوص محکم میشوند. بخشی از عملیات صفحه گذاری که هواگیری نام دارد، در زمانی که بتن هنوز کامل خشک نشده است انجام می‌شود. در مرحله هواگیری مقدار زیادی بتن شل زیر صفحات فولادی ریخته می‌شود و سپس صفحات در جای خود با فشار پیچ میشوند تا هیچ فضای خالی در زیر صفحات باقی نماند.
لازم به یاد آوری است که وجود فضای خالی زیر صفحات، باعث می‌شود زمانی که ستونها اجرا میشوند با افزایش وزن، نشستی در ستونها اتفاق بیفتد، به همین منظور از بتن شل زیر آنها برای هواگیری استفاده می‌شود.
اجرای ستونها
برای اجرای ستونها از تیر آهن استفاده می‌شود که به کارخانه سفارش داده می‌شود. برای اجرای ستونها ابتدا ارتفاع ستون را اندازه گیری کرده و تیر آهن‌ها را به مقدار مورد نیاز در می‌آورند و سپس تیرآهن‌های با شمار کمتری را با استفاده از صفحات فلزی برای اجرای طبقه دوم به تیر آهن‌های طبقه اول جوش می‌دهند. این کار برای کاهش بار مرده ساختمان و کاهش ضخامت ستونها انجام می‌شود.
وقتی تیرها آماده شدند، با استفاده از جرثقیل به صورت عمودی در می‌آیند و در محل خود یعنی صفحات فلزی که در مرحله آرماتور بندی و صفحه گذاری، برای این کار آماده شده بودند، محکم میشوند. اتصال ستون به صفحه معمولاً با روش جوشکاری یا پیچ مهره انجام می‌شود. نا گفته نماند که در روی صفحات نیز از قبل نبشی‌هایی به منظور اتصال بهتر ستون به صفحه پیچ داده شده‌اند.
تیرها قطعات فلزی بلندی هستند که ستونها را به هم وصل می‌کند و در ادامه روند کار با اجرای عملیات تیرچه ریزی، کف یا سقف سازه روی تیرها سوار می‌شود. تیرآهنی که برای تیرها استفاده می‌شود متفاوت از تیرآهنی است که برای ستونها استفاده می‌شود. برای اجرای تیرها ابتدا تیرها را به منظور ایجاد مقاومت بیشتر به صورت لانه زنبوری در می‌آورند. در این مرحله با استفاده از شابلون و دستگاه برش هوا گاز، برش‌هایی به شکل شش ضلعی روی بدنه تیرآهن در فواصل مشخص ایجاد می‌کنند تا مقاومت تیر را افزایش دهند، سپس از صفحات شش ضلعی باقیمانده برای اتصال تیر به ستونها استفاده می‌شود.
می‌توان گفت که آخرین مرحله از اجرای اسکلت فلزی اجرای بادبندها است. معمولاً برای اجرای بادبندها از ناودانی‌های جفت و تک استفاده می‌شود و به صورت ضربدری از محل اتصال ستون و تیر به هم به محل اتصال ستون و تیر بعدی وصل می‌شود. در انتها نیز در محل تقاطع بادبندها از صفحات فلزی به منظور مقاومت هرچه بیشتر اسکلت در برابر نیروهای جانبی استفاده می‌شود. البته اجرای بادبندها ریز جزئیات و نکات اجرای خاص خود را دارد که طرح این موضوع در این مبحث نمی‌گنجد.
مراحل ساخت ساختمان اسکلت فلزی ممکن است برای بسیاری از دست اندرکاران حوزه عمرانی و یا کسانی که علاقه‌مند به موضوغات مرتبط با ساختمان‌سازی هستند، مهم باشد. ساختمانهای اسکلت فولادی با هر نوع طرح معماری سازگار هستند و به طور معمول در انواع پروژه‌های ساختمانی (مسکونی، تجاری، اداری و موارد بیشتر) مورد استفاده قرار می‌گیرند. درست است که سازههای قاب فلزی بسیار بادوام، قابل اعتماد و مقرون به صرفه بود و در برابر زلزله مقاوم هستند، ولی اگر مراحل ساخت آن به درستی انجام نگیرد و بر طبق استانداردها و قوانین اجرا نشوند، خطرآفرین خواهند بود.
به طور معمول سازه فولادی به سیستمهای ساختمانی اطلاق میشوند که در آن المان‌های عمودی و افقی که قاب‌ها را تشکیل می‌دهند از فلز ساخته شده باشند. حال با این تعریف ساده، حال به سراغ مراحل ساخت سازههای فلزی به شرح زیر می‌رویم:
سازه فلزی با ساخت فونداسیون یا پی آن آغاز می‌شود. به طور کلی، انواع فونداسیون مورد نیاز برای ساختار باید براساس ظرفیت تحمل خاک بنا انتخاب و طراحی شود. در بررسی خاک از اکتشاف سطحی و زیرسطحی برای ارزیابی وضعیت خاک که ساختار قاب فولادی در آن استوار است استفاده می‌شود. به عنوان مثال، هنگامی که بارهای متوسط یا کم به پایه منتقل می‌شود، توصیه میتواند استفاده از پی منفرد و یا نواری باشد. این نوع پی‌ها بارهایی را به خاک انتقال می‌دهند که توانایی پشتیبانی از بارهای منتقل شده را دارند. اگر استحکام خاک ضعیف باشد و بار تحمیلی زیاد! بهتر است از فونداسیون گسترده (رادیه) یا شمع استفاده شود. فونداسیون‌ها با استفاده از نقشه‌های سازه میلگرد گذاری شده و بتن ریزی میشوند.
نکته: بتن مگر به ضخامت ۱۰ سانتی‌متر برای صاف و تمیز کردن سطح زیر پی انجام می‌شود که باید در دستور کار قرار گیرد.
نکته: بعد از قرار گرفتن میلگردهای طولی و عرضی و خاموت‌ها، باید با استفاده از نقشه‌های سازه اقدام به بتن ریزی از طریق تراک میکسر کرد.
یکی از مهم‌ترین مراحل ساخت ساختمان اسکلت فلزی ، قرار دادن ستون‌های فولادی است. ستون‌های فلزی اغلب در مقاطع IPE، IPB، قوطی و ناودانی تک یا دوبل با نمره مختلف برحسب میزان بار وارده از سوی تیرهای اصلی (شاه‌تیر) انتخاب میشوند. مهم‌ترین نکته در نصب ستون، اتصال بین فونداسیون و ستون و شکاف بین این دو است. با توجه به پایه و اتصالات ستون، صفحات فولادی (بیس پلیت) تا انتهای ستونها جوش داده میشوند. همچنین ممکن است با استفاده از بولت به داخل پی متصل شوند. باید دانست که مطلوب‌ترین شکل بیس پلیت، شکل مستطیلی و مربعی است، زیرا به انتقال نیروها از ستون به بیس پلیت و از بیس پلیت به فونداسیون بهتر عمل می‌کنند. فاصله بین بیس پلیت و فونداسیون نیز توسط گروت پُر می‌شود.
نکته: جانمایی ستونها باید با استفاده از دوربین‌های نقشه برداری انجام شوند. این مرحله قبل از بتن‌ریزی فونداسیون و یا قرار دادن بیس پلیت صورت میگیرد.
مقاطع مختلف تیر پیش ساخته اعم از IPE و IPB، قوطی، ناودانی، نبشی و یا لانه‌زنبوی به صورت تک یا دوبل در طی مراحل ساخت ساختمان اسکلت فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرند. تیرها معمولاً بارها را از کف و سقف به ستونها منتقل می‌کنند. اعضای تیر فولادی میتوانند تا ۱۸ متر طول داشته باشند، اما معمولی‌ترین اندازه دهانه تیرها از ۳ متر تا ۹ متر می‌باشند. اتصال بین تیر و ستون اغلب به دو روش جوش و پیچ انجام میگیرد. اما از نظر سازهای اتصال تیر به ستون انواع مختلف وجود دارد که بر اساس نوع و میزان بار تعیین می‌شود، به عنوان مثال، اتصال مفصلی برای عدم حضور نیروی خمشی و اتصال گیردار به دلیل حضور نیروی خمشی کاربرد دارد. همچنین تیرها به دو نوعِ تیرهای اصلی و فرعی تقسیم میشوند، که بار تیرهای فرعی به تیرهای اصلی وارد می‌شود.
انواع مختلفی از سیستمهای سقف وجود دارند که میتوانند در ساخت سازههای فلزی مورد استفاده قرار گیرند. بعد از ساخت تیرها، حال نوبت انتخاب نوع سیستم سقف و اجرای آن است. نه تنها سیستمهای سقف از بارهای عمودی پشتیبانی می‌کنند بلکه عملکردی به مانند دیافراگم‌ها دارند و در اثر استفاده از بادبندها، در برابر بارهای جانبی (زلزله و باد) مقاومت می‌کنند. نمونه‌هایی از انواع سقف که در ایران بسیار محبوب هستند را می‌توان به سقف تیرچه بلوک و عرشه فولادی اشاره کرد. هر دو این سقفها از نظر سازه ای عملکردی مشابه دارند و اغلب به صورت یکطرفه بار را به تیرها انتقال می‌دهند.
یکی دیگر از مراحل ساخت ساختمان اسکلت فلزی ، اختصاص دادن بادبندها است. از بادبند یا مهاربندی عرضی برای مقاومت در برابر نیروهای جانبی اعم از زلزله و باد استفاده می‌شود. بادبندها، نیروهای جانبی را به ستون منتقل می‌کنند. مقطع فولادی مورد استفاده در بادبندها نیز معمولاً ناودانی یا نبشی به صورت تک یا دوبل می‌باشند. همچنین از طریق جوش و با استفاده از پلیت (صفحه فلزی) از یک سمت به بادبند و از سمت دیگر به ستون یا تیر متصل میشوند. شکل مهاربندی بست به نوع و میزان نیروهای وارده انتخاب میشوند که معمولاً به انواع ضربدری، همگرا، واگرا، K شکل، هشتی شکل (۸) و هفتی شکل (۷) هستند.
به اجرای قاب فولادی و اعضایی که نقش سازهای دارند، سفت کاری می‌گویند. ولی در این قسمت صحبت ما درباره اعضای غیرسازه‌ای هستند که معمولاً با عنوان نازک کاری شناخته میشوند. مراحل نازک کاری ساختمان هم در سازههای اسکلت فولادی و هم در سازههای اسکلت بتنی مشابه است. این مراحل شامل عایق کاری، اندودکاری، برق کاری، کانال کشی، دیوارسازی خارجی و داخلی، کاشی کاری، نصب تأسیسات، سنگ کاری، نماسازی، نقاشی و موارد دیگر می‌باشند.
از آنجايي كه اسكلت اكثر ساختمان‌ها، فلزي يا بتني است و ساختمان‌هاي بنايي غير مسلح با محدوديت‌هاي خاص ساخته مي‌شوند، آشنايي با مراحل ساخت اسكلت فلزي مي‌تواند در تصميم گيري مالكين و مهندسين نقش اساسي داشته باشد.
براي اجراي يك ساختمان اسكلت فلزي بايد ابتدا تلاش كرد زمين مورد ساختمان سازي داراي مقاومت كافي بوده تا بتواند نيروي وزن ثقلي ساختمان را تحمل كند و دچار نشست نشود. براي اين منظور ابتدا از طرف مهندسين اقدام به عمليات بررسي مقاومت فشاري زمين مورد نظر مي‌نمايند. براي اين امر اقدام به گمانه زني نموده و از خاك طبقات مختلف زمين نمونه برداري كرده و براي مشخص نمودن مقدار بار قابل تحمل نمونه را به آزمايشگاه فرستاده تا مورد آزمايش قرار بگيرد.
پس از اين كه آزمايشگاه اقدام به مشخص نمودن مقاومت فشاري خاك نمود، مهندس طبق اين مقاومت فشاري خاك محاسبه پي سازي را انجام مي‌دهد. كه هر چه اين عدد كوچكتر باشد، بايد ابعاد پي بزرگتر و هر چه اين عدد بزرگتر باشد ابعاد پي بزرگتر مي‌شود كه معمولاً اين عدد نزديك به يك كيلوگرم بر سانتيمتر مربع است.
بعد از خاكبرداري بايستي با بتن مگر به ضخامت ۱۰ سانتيمتر زير پي ريخته شود. بتن مگر، بتني با عيار كم سيمان در حدود ۱۵۰ كيلوگرم بر سانتيمتر مكعب است. تنها هدف از ريختن آن جدا نمودن سطح زمين از سطح پي اصلي و ايجاد سطحي صاف و يكنواخت در زير پي است. زمين را بايستي بعد از خاكبرداري تراز كرده كه به دو صورت با دوربين نيو (Nevo) يا با شلنگ تراز بايستي تراز كنند. با گچ رنگ جايي كه پي قرارا مي‌گيرد مشخص مي‌كنند و زير آن را مقداري بزرگتر ار ابعاد پي و شناژ به اندازه ۱۰ الي ۲۰ سانتيمتر بيشتر با سنگ و ملات سيمان تراز مي‌كنند و بهتر است كه كل زمين خاكبرداري را تراز كنند و سطح آن را با ملات ماسه سيمان و سمگ صاف كنند. پس از ريختن بتن مگر طبق نقشه محاسباتي اقدام به آرماتوربندي مي‌نمايند.
آرماتورگذاري طبق نقشه‌هاي محاسباتي بايستي اجرا شود و آن را طبق ديتايل‌ها بايستي اجرا و كنترل كرد. بعد از عمل آرماتوربندي پي اقدام به قالب‌بندي مي‌كنند. از انواغع قالب‌هاي چوبي، فلزي و .. استفاده مي‌كنند و اگر از قالب‌هاي چوبي يا فلزي استفاده كنند بايستي حتماً سطح داخل آن را چرب كرد.
بعد از قالب بندي، آرماتورهاي بولت كه براي اتصال صفحه ستون به آن است، در محل مورد نظر قرار مي‌گيرند. اين بولت‌ها با صفحه بايستي دقيقاً طبق نقشه در يك خط يعني مركز آنها، همه از يك خط از دو طرف قرار گيرند. و همه آنها در يك تراز باشند كه نياز به استاد كار ماهر دارد. بايستي از دو طرف ريسمان كشي شود و دقيقاً در محل تقاطع ريسمان‌ها آن قدر صفحه را تغيير دهند تا دقيقاً در آن جا قرار گيرند.
جزئيات اتصال ستون فلزي به شالوده بتني به نيروي موجود در پاي ستون بستگي دارد. در ستون با انتهاي مفصلي فقط نيروي فشاري و برشي از ستون به شالوده منتقل مي‌شوند. اگر لنگر خمشي را به شالوده منتقل كنند، در آن صورت، نياز به طرح اتصال مناسب براي اين كار خواهند داشت كه اتصال گيردار خوانده مي‌شود.
نكاتي كه در هنگام بتن ريزي بايستي رعايت شود.
مقاومت فولاد بالا بوده و نسبت مقاومت به وزن آن از بتن بزرگتر است. اين موضوع در سوله‌هاي با دهانه‌هاي بزرگ و ساختمان‌هاي مرتفع و ساختمان‌هائي كه بر روي زمين‌هاي سست احداث مي‌شوند، از اهميت بيشتري برخوردار است.
مقاومت فولاد در كشش و فشار يكسان و در برش، خوب و نزديك به كشش و فشار است. در تغيير وضع بارها، نيروي وارده فشاري و كششي قابل تعويض بوده و مقاطع به خوبي عكس العمل نشان مي‌دهند. ولي مقاومت بتن در فشار مناسب بوده و در كشش يا برش كم است. پس اگر مناطقي تحت نيروي كششي قرار گرفته و مسلح نشده باشند، تخريب مي‌شوند.
به علت همگن بودن فولاد، خواص ارتجاعي محاسباتي آن با تقريب بسيار خوبي مصداق عملي دارد. فولاد تا محدوده وسيعي از تنش‌ها از قانون هوك بخوبي پيروي مي‌كند. بعنوان مثال، ممان اينرسي يك مقطع فولادي را مي‌توان با اطمينان در محاسبات وارد نمود. حال اينكه در مورد بتن اين ارقام خيلي معين و قابل اطمينان نيستند.
در قالب‌هاي بتن مسلح به علت وزن بيشتر، ضريب نيروي لرزه‌اي از قاب‌هاي فلزي بزرگتر است.
يكي از خواص مهم مصالح فلزي شكل پذيري آنهاست. فلزات قادرند تمركز تنش را كه در واقع علت شروع خرابي است و نيروهاي ديناميكي و ضربه اي را تحمل نمايند، در حالي كه بتن ترد و شكننده بوده و عملكرد آن در مقابل اين نيروها بسيار ضعيف است.
فولاد در داخل كارخانه و تحت نظارت دقيق تهيه مي‌شود، لذا خواص آن بر خلاف بتن يكنواخت است. اطمينان در يكنواختي خواص مصالح باعث انتخاب ضريب اطمينان كوچكتر مي‌شود كه اين به نوبه خود منجر به صرفه جويي در مصرف مصالح مي‌شود.
دوام فولاد بسيار خوب است. اگر در نگهداري ساختمان‌هاي فلزي دقت كافي صورت گيرد، براي ساليان متمادي قابل بهره برداري خواهند بود.
قطعات فلزي عموماً با توجه به مواد متشكه آن پيوسته و همگن هستند، ولي در قطعات بتني در هر زلزله به پوشش بتني روي ميلگرد صدمه وارد مي‌شود. ترك‌هائي كه در پوشش بتن پديد مي‌آيد، موجب ضعف قطعه شده و احتمال دارد كه ساختمان در پس لرزه يا زلزله بعدي تخريب شود.
ميانگين وزن اسكلت فولادي بين ۲۵۰ تا ۳۹۰ كيلوگرم بر مترمربع يا ۸۰ تا ۱۳۰ كيلوگرم بر مترمكعب است. در حالي كه در ساختمان‌هاي بتن مسلح اين ارقام به ترتيب بين ۴۸۰ تا ۷۸۰ كيلوگرم بر مترمربع يا ۱۶۰ تا ۲۵۰۰ كيلوگرم بر مترمكعب است.
در دو ساختمان مشابه از نظر ارتفاع و ابعاد، ستونها و تيرهاي ساختمان فلزي از نظر ابعاد كوچكتر از ساختمان بتني هستند، يعني سطح اشغال اسكلت يا فضاي مرده در ساختمان‌هاي بتني بيشتر است.
اعضاء ضعيف ساختمان فلزي (در اثر محاسبات اشتباه، تغيير مقررات و ضوابط ، اجراء و …. ) را مي‌توان با اضافه نمودن قطعات جديد، تقويت نمود، ولي در مورد اسكلت بتني اين عمل به راحتي قابل انجام نيست.
تهيه قطعات فلزي در كارخانه و نصب آن در محل، در هر شرايط جوي با اعمال تهميدات لازم قابل انجام است. در مورد ساختمان‌هاي بتني محدوديت‌هاي بيشتري در اين رابطه وجود دارد.
سرعت نصب قطعات فلزي نسبت به قطعات بتني بسيار بيشتر است.
با توجه به اينكه قطعات اسكلت فلزي در كارخانه توليد مي‌شود، ميزان هدر رفتن مصالح نسبت به تهيه و بكارگيري بتن كمتر است.
مقاومت فلز با افزايش دما كاهش مي‌يابد. اگر دماي اسكلت فلزي به حدود ۶۰۰ درجه سانتي گراد برسد، تعادل ساختمان به خطر مي‌افتد.
ساختمان‌هاي اسكلت فلزي در مقابل عوامل جوي دچار خوردگي شده و از ابعاد مفيد آنها كاسته مي‌شود. ضمناً مخارج نگهداري و محافظت آنها هم زياد است.
با توجه به اينكه تعداد قطعات فلزي زياد بوده و ابعاد آنها معمولا” كوچك است، تمايل به كمانش در اين قطعات زياد بوده و اين موضوع يك نقطه ضعف محسوب مي‌شود.
استفاده از پيچ و مهره و تهيه قطعات در كارخانه، اقتصادي‌ترين و فني‌ترين كار بوده كه در كشور ما براي ساختمان‌هاي متداول انجام چنين كاري مقدور نيست. استفاده از جوش براي اتصالات، به علت مهارت كم جوشكاران، قديمي بودن ماشين آلات، عدم كنترل دقيق توسط مهندسين ناظر، گران بودن هزينه آزمايش جوش و …… بزرگترين ضعف اسكلت‌هاي فلزي است.
براي كسب اطلاعات بيشتر يا سفارش ساخت اسكلت فلزي مي توانيد به سايت تپكو مراجعه نماييد.
اسكلت فلزي و اسكلت بتني دو روش اجراي ساختمان است كه هر كدام مزايا و معايب خود را دارد. براي انتخاب نوع اسكلت‌بندي ساختمان، مهندس محاسب بايد به موارد بسياري توجه كند. مسائلي همچون عوامل اقتصادي، شرايط اجرا، خصوصيات آب‌وهوايي محل اجرا، كيفيت اجرا، عوامل فني سازه‌اي و همچنين درخواست كارفرما.
بدون در نظر گرفتن موارد فوق و همچنين بررسي خصوصيات ساختمان با اسكلت فلزي يا بتني، نمي‌توان تصميم قطعي و درستي دربارۀ نوع اسكلت گرفت. انتخاب اسكلت‌بندي مناسب براي ساختمان بسيار حائز اهميت است، زيرا پس از شروع عمليات ساخت‌وساز امكان تغيير آن وجود ندارد؛ مگر با تخريب اسكلت قبلي.
در اين مطلب شما را با ويژگي‌هاي اسكلت فلزي و اسكلت بتني، تفاوت‌ها و نقاط ضعف و قدرت هر كدام آشنا مي‌كنيم.
اسكلت فلزي، كه به اسم اسكلت فولادي يا سازۀ فلزي هم شناخته مي‌شود، به مجموعه‌اي از اعضاي باربر ساخته‌شده از نيم‌رخ‌هاي فولادي يا ورق فلزي گفته مي‌شود كه به كمك اتصالات به يكديگر وصل مي‌شوند. از آنجا كه روش‌هاي توليد نيم‌رخ يا همان پروفيل فولادي تكامل يافته شده و آزمون و خطاي بسياري را پشت سر گذاشته است، اين مقاطع در اغلب موارد رفتار مطلوب و مناسبي را از خود نشان مي‌دهند.
موضوع حائز اهميت در اين سازه‌ها، رفتار اتصالاتي است كه براي ساخت اعضاي مركب از پروفيل و ورق در محل گره‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
روش‌هاي مرسوم اتصالات در سازه‌هاي فلزي به اين شرح است:
استفاده از اسكلت فلزي در ساختمان‌ها پيشينه‌اي طولاني دارد. در ابتدا براي اجراي چنين سازه‌هايي از چدن استفاده مي‌شد اما پس از مدتي آهن كم‌كربن يا همان آهن چكش‌خوار جاي چدن را گرفت. با استفاده از اسكلت فلزي ساخت سازه‌هايي با طرح‌ها و شكل‌هاي مختلف و متنوع امكان‌پذير شد.
چدن و آهن كم‌كربن هم به مرور جاي خود را به فولاد دادند. امروزه فولاد بيشترين كاربرد را در اسكلت فلزي ساختمان‌ها دارد؛ تا جايي كه گاه به جاي به كار بردن عبارت «اسكلت فلزي» از «اسكلت فولادي» استفاده مي‌كنند.
مزاياي اسكلت فلزي باعث شده از آن به صورت گسترده در ساخت سوله‌ها و ساختمان‌هاي بزرگ استفاده كنند. اين نوع اسكلت در شلوغ‌ترين و كم‌حجم‌ترين مكان‌ها هم قابل اجراست و به همين دليل در شهرهاي بزرگ با استقبال خوبي از طرف معماران و مهندسان سازه مواجه شده است. اسكلت فلزي كيفيت ساخت را بالا برده و پرتي مصالح را پايين مي‌آورد.
بهترين روش اجراي اسكلت فلزي پيچ و مهره است و كشورهاي اروپايي جز در متراژ و وزن كم، اجازۀ استفاده از اتصالات جوشي را نمي‌دهند؛ زيرا به نسبت روش پيچ و مهره از مقاومت كمتري برخوردار است.
از مزاياي استفاده از اسكت فلزي مي‌توان به اين موارد اشاره كرد:
امروزه ساخت و ساز در دو شکل کلی صورت میگیرد ساخت و ساز با سازه های بتنی و استفاده از سازه های فلزی برای ساخت اسکلت فلزی بنا ، سازه های بتنی عموما متداول تر هستند و بیشتر استفاده میشوند، اما دانستن اینکه ساخت اسکلت فلزی چه مزایایی بر سازه های بتنی دارد میتواند راهگشای بسیاری از سوال های ما باشد.
با توجه به توسعه کلان شهر های ایران و حرفه ای و صنعتی شدن ساخت و ساز باید به تدریج روش های مدرن در ساخت و ساز را با روش های سنتی جایگزین کنیم ، سازه های فلزی میتوانند به خوبی در برابر حوادث غیر مترقبه و در طی روال ساخت تقویت شده و در برابر حوادث ایمن شوند . سرعت تولید و توسعه بالا دارند، زمان لازم برای ساخت محصول نهایی را کاهش می دهند و میتوانند به سبک تر شدن سازه ساختمان و افزایش مقاومت ساختمان کمک کنند.
اسکلت فلزی متشکل از فولاد، تیر و ستون می باشد. ستون های سازه اسکلت فلزی به دو صورت عمودی و افقی قرار گرفته اند و امروزه پیکر ساختمان های زیادی در سطح شهرهای کشور را پوشش داده اند. بنیادی ترین مصالح به کار رفته در اسکلت فلزی فولاد می باشد که در حال حاضر از پراهمیت ترین مصالح در صنایع ساخت و ساز به شمار می رود. از حائز اهمیت ترین مزایای فولاد که موجب گردیده تا در اسکلت فلزی به کار برده شود مقاومت بالا، جوش پذیری، شکل پذیری، خم پذیری، همگن بودن و ارتجاعیت محسوب می شود.
به کار بردن اسکلت فلزی در سازه ها و ساختمان ها موجب گردیده تا از وزن کمتری بهره ببرند و در برابر هرگونه ضربه، فشار و عوامل بیرونی نظیر زلزله مقاومت و استحکام بیشتری نشان دهند. پس می توان گفت سازه های دارای اسکلت فلزی دارای تعادل نسبی بیشتری می باشند.
گروه فنی قائم صنعت سپاهان سازنده و نصاب انواع اسکلت های فلزی جوشی ، پیچ و مهره ای در منتاژ های سبک و سنگین و ساخت انواع سوله و جرثقیل سقفی و دروازه ای میباشد.
پیمانکاری با هدف ساخت انواع سازه های فلزی در کاربرد های مختلف و با سابقه کاری بالای ۱۵ سال سعی در خدمت به سرمایه گذاران و هموطنان محترم داشته است.
مزایایی که اسکلت فلزی در مقایسه با اسکلت بتنی دارد باعث این امر گردیده است ، همانطور که در مقالات قبلی به مزایای اسکلت فلزی نسبت به اسکلت بتنی اشاره شده که در یل به اختصار بیان می گردد.
قاومت فولاد در کشش و فشار یکسان و در برش نیز خوب و نزدیک به کشش و فشار است. در تغییر وضع بارها، نیروی وارده، فشاری و کششی قابل تعویض بوده و مقاطع به خوبی عکس العمل نشان می دهند. ولی مقاومت بتن در فشار مناسب بوده و در کشش و یا برش کم است. پس اگر مناطقی تحت نیروی کششی قرار گرفته و مسلح نشده باشند ، تخریب می شوند.
به علت همگن بودن فولاد، خواص ارتجاعی محاسباتی آن با تقریب بسیار خوبی مصداق عملی دارد. به عنوان مثال، ممان اینرسی یک مقطع فولادی را می توان با اطمینان در محاسبات وارد نمود. حال اینکه در مورد بتن این ارقام خیلی معین و قابل اطمینان نیستند.
دوام فولاد بسیار خوب است. اگر در نگهداری ساختمان های فلزی دقت کافی صورت گیرد، برای سالیان متمادی قابل بهره برداری خواهند بود.
در دو ساختمان مشابه از نظر ارتفاع و ابعاد، ستون ها و تیرهای ساختمان فلزی از نظر ابعاد کوچکتر از ساختمان بتنی هستند، یعنی سطح اشغال اسکلت یا فضای مرده در ساختمانهای بتنی بیشتر است.
دسته‌ها، آخرین‌ها، آمار و ابزارهای کاربردی در یک نگاه.
شنبه 06 تیر 1405 21:22
634
شنبه 06 تیر 1405 21:22
555
شنبه 06 تیر 1405 21:22
640
شنبه 06 تیر 1405 21:22
525
شنبه 06 تیر 1405 21:22
539
شنبه 06 تیر 1405 21:22
567
شنبه 06 تیر 1405 21:22
519
شنبه 06 تیر 1405 21:22
489
شنبه 06 تیر 1405 21:22
523
شنبه 06 تیر 1405 21:22
514
نام کاربری یا ایمیل خود را وارد کنید
کد ۶ رقمی ارسالشده به ایمیل و رمز عبور جدید را وارد کنید.
در چند ثانیه حساب کاربری خود را بسازید
دیدگاه خود را با ما در میان بگذارید
ورود کاربران
خوش آمدید! لطفا وارد حساب خود شوید