بلاگ

سازه فلزی

سازه فلزی نوعی سازه میباشد که مصالح اصلی آن که برای تحمل نیروها و انتقال آنها استفاده می شود از فلز (فولاد) درست شده است.اتصالات به کار رفته در این سازه فلزی ها از نوع جوشی، پرچی و یا پیچ است و بسته به نوع اتصالات قطعات طرح شده و کنترل‌های مربوطه بر روی آنها انجام می گردد.

مهمترین مصالح ساختمانی فلز می باشد.فولاد (فلز) از احیا شدن سنگ آهن، به همراه کک و اکسیژن در کوره‌های بلند با درجه حرارت زیاد حاصل می شود. همچنین عامل زمان در ساخت سازه فلزی ها اهميت دو چندان يافته و اين موضوع گرايش به سازه فلزی های پيش ساخته را افزايش داده است .همچنین با رشد جمعيت جوامع بشری علاقه به داشتن فضاهای بزرگ بدون حضور ستون های مياني طرفداران زیادی پيدا كرده است.

سازه فلزی چیست؟

به سازه ای كه عملکرد سه بعدی داشته باشد، طوريكه به هيچ شکلی نتوان رفتار كلی آن را با استفاده از يك يا چند مجموعه مستقل دوبعدی تقريب زد، سازه فضاكار گفته مي شود . با اين تعريف طيف گسترده ای از سازه ها يعنی حتی برخی از قوس ها و گنبدهای آجری گذشته نيز جزو سازه های فضاكار به حساب مي آیند ، ولی در اينجا منظور سازه های سه بعدی ویژه هستند كه معمولا دارای اعضای مستقيم با اتصالات صلب يا مفصلی مي باشند.که به آنها سازه فلزی گفته می شود.

مزایای سازه های فلزی

از وقتی که درخواست ساخت داده می شود تا زمان نصب هیچ سیستم ساخت و ساز دیگری با سیستم سازه های فولادی پیش ساخته از لحاظ مقرون به صرفه بودن اقتصادی ، انعطاف پذیری، سرعت ساخت بالا و نصب آسان قابل مقایسه نیست و بعلاوه به علت اینکه فولاد در کارخانه تولید می گردد و شرایط بهتر کنترل کیفیت فولاد نسبت به بتن ، فولاد و سازه های فلزی را نسبت به بتن و سایر مصالح ساخت و ساز متمایز می نمایید.

مزایای سازه فلزی:

از جمله مزایای اسکلت فلزی می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• امکان توسعه سازه بعد از اتمام
• امکان اتصال چند قطعه به یکدیگر
• اجرا و نصب آنها با سرعت بالا
• قطعات پیش ساخته کارخانه ای
• اشغال فضای کمتر بنسبت به بتن
• در ارتفاع زیاد کاربرد دارد

یکی از علت های پیشرفت سریع کشورهای نو ظهور از نظر کارشناسان استفاده از سازه های فولادی پیش ساخته درساخت و سازهای سریع همراه با کیفیت زیر ساخت های تجاری،درمانی،صنعتی و مسکونی این کشورها است.

بیشتر بخوانید : سقف‌ عرشه فولادی چیست؟

مزایای سازه های فلزی

مقاومت زیاد فلز

همانطور که اطلاع دارید مقاومت قطعات فلزی زیاد است و نسبت مقاومت به وزن از مصالح بتن بزرگتر است، این موضوع در دهانه های بزرگ سوله ها و ساختمان های مرتفع ، خصوصاً ساختمان هایی که بر زمین های سست قرار می گیرند بسیار اهمیت دارد.

خواص یکنواخت فلز

فلز در کارخانجات بزرگ تحت نظارت دقیق تهیه و تولید می گردد و می توان به یکنواخت بودن خواص آن اطمینان کرد و خواص آن بر خلاف بتن با عوامل خارجی تحت تأثیر قرار نمی گیرد . اطمینان در یکنواختی خواص مصالح، در انتخاب ضریب اطمینان کوچک تاثیر دارد، که خود صرفه جویی در مصرف مصالح را موجب می شود .

دوام فولاد

دوام فولاد بسیار زیاد است، اگر در نگهداری ساختمان های فلزی دقت لازم صورت گیرد، برای مدت طولانی قابل استفاده هستند.

خواص ارتجاعی فولاد

خواص ارتجاعی فولاد با تقریب بسیار مناسبی مصداق عملی دارد ، فولاد در تنش های بزرگ از قانون هوک پیروی می نماید.

شکل پذیری فلز

یکی از خواص مثبت فلزها ، شکل پذیری آنها می باشد که می توانند از تمرکز تنش که در واقع دلیل شروع خرابی است جلوگیری کنند و نیروی دینامیکی و ضربه را تحمل نمایند، در حالیکه است که مصالح بتنی شکننده هستند در مقابل این نیروها فوق العاده ضعیف هستند.

این عامل سبب می شود تا سازه های فولادی در زمان شروع خرابی به صورت ناگهانی خراب نشده و وقت لازم جهت تخلیه افراد و تعمیرات در آنها وجود داشته باشد .

پیوستگی قطعات فلزی

قطعات فلزی با توجه به اینکه مواد متشکله آنها همگن و پیوسته هستند، ولی قطعات بتنی صدمات وارده در هر زلزله به پوشش بتنی روی میلگرد وارد می گردد و ترکهایی در پوشش بتن به وجود می آید که قابل کنترل نیستند و احتمالاً ساختمان در پس لرزه یا زلزله بعدی ضعف بیشتری داشته و تخریب می گردد .

مقاومت متعادل مصالح فلزی

مصالح فلزی در کشش و فشار یکسان و در برش نیز دارای مقاومتی نزدیک به کشش و فشار می باشند ، در نتیجه تغییر وضع بارها بدون تخریب امکان دارد ، یعنی در صورت تبدیل نیروی وارده فشاری به کششی مسأله خاصی اتفاق نمی افتد. در ساختمان های بتنی مسلح، مقاومت بتن در فشار خوب ولی در کشش و یا برش کم می باشد ، بنابر این در صورتی که مناطقی احتمالاً تحت نیروی کششی قرار بگیرند و مسلح نشده باشند تولید ترک و خرابی می نمایند .

انفجار

سازه های فولادی نسبت به ساختمان های بتنی، دارای رفتار بهتری در برابر انفجار هستند .

شرایط آسان ساخت و نصب

تهیه قطعات فلزی در کارخانجات و نصب آن در موقعیت های مختلف جوی با تمهیدات لازم قابل اجرا است .

اشغال فضا

در دو ساختمان مساوی از نظر ارتفاع و ابعاد ستون ؛ تیرهای ساختمان فلزی از نظر ابعاد کوچکتر از تیرهای ساختمان های بتنی می باشند . سطح اشغال یا فضای مرده در ساختمان های بتنی نسبت به ساختمان های فلزی بیشتر ساخته می شود .

سرعت نصب

سرعت اجرا و نصب قطعات فلزی نسبت به اجرای قطعات بتنی به صورت فوق العاده بالاتر است . پایان سریع پروژه ، امکان بهره برداری به موقع از پروژه و بازگشت سریع تر هزینه های انجام شده را امکان پذیر می سازد .

تقویت پذیری و امکان مقاوم سازی

قطعات ضعیف ساختمان فلزی را که در اثر اشتباه محاسباتی، تغییر در مقررات و یا ضوابط اجرا یی به وجود می آیند را می توان با جوش ، پرچ و پیچ کردن قطعات جدید تقویت کرد و قسمت یا دهانه هایی اضافه نمود .

هدر رفتن مصالح

با توجه به اینکه قطعات سازه فلزی کارخانجات تولید می شود، دور ریز یا پرت مصالح آنها نسبت به تهیه و بکارگیری بتن کمتر می باشد .

وزن کم ساختمان های فولادی

میانگین وزن ساختمان های فولادی را می توان بین 245 تا 390 کیلوگرم بر متر مربع و یا بین 80 تا 128 کیلوگرم بر متر مکعب حدس زد ، در حالیکه در ساخمان های بتنی مسلح ، این رقم هابه ترتیب بین 480 تا 780 کیلوگرم بر متر مربع یا 160 تا 250 کیلوگرم برمتر مکعب هست .

افزایش کیفیت اسکلت سازه

افزایش کیفیت اسکلت سازه به دلیل کنترل های قبل ، حین و پس از اجرای سازه ها ، همچنین کنترل کامل مصالح و وجود سیستم کنترل کیفی مقیم در مجموعه ساخت ، از نظر ابعادی و جوش ، موجب ساخت قطعات پیش ساخته فلزی با کیفیت بالا می گردد .

ضریب نیروی لرزه ای

حرکت زمین در اثر زلزله باعث اعمال نیروهای درونی در اجزای ساختمان می گردد . به عبارت دیگر ساختمان بر روی زمینی که به صورت تصادفی و غیر همگن در حال ارتعاش است بایستی ایستایی داشته و ارتعاش زمین را تحمل نماید. در قاب های بتن مسلح که وزن بیشتری دارند ضریب نیروی لرزه ای بیشتر از قاب های فلزی است ، تجربه نشان می دهد که خسارات وارده بر ساختمان های کوتاه و صلب که در زمین های محکم ساخته شده اند زیاد است همچنین ساختمان های بلند و انعطاف پذیری که در زمین های نرم ساخته می شوند صدمات زیادی از زلزله می بینند . به عبارت دیگر ساخت ساختمان های کوتاه در زمینهای نرم که پریود ارتعاش زمین نسبتاً بزرگ است نتایج بهتری دارد و برعکس ساخت ساختمان های بلند در زمین های سفت با پریود کوچک احتمال خرابی کمتری در بر خواهد داشت . عکس العمل ساختمان ها در برابر حرکت زلزله بستگی به مشخصات خود ساختمان از نظر صلبیت و یا انعطاف پذیری دارد ، مهمترین مشخصه ساختمان در رفتار مقابل زلزله ، پریود طبیعی ارتعاش ساختمان می باشد .

بیشتر بخوانید : اجرای سقف عرشه فولادی در سازه بتنی

برگشت پذیر بودن کامل مصالح

برگشت پذیر بودن کامل مصالح سازه های فلزی و امکان استفاده دوباره آنها را به ویژه در اسکلت های پیچ و مهره ای امکان پذیر می سازد .

ساخت سوله

یکی از عمده ترین و کاربردی ترین سازه های فلزی ساخت سوله است . سوله به سازه ای با سقف شیب دار می گویند که دارای کاربری های زیادی در صنعت هست و از جزئیات ذیل تشکیل گردیده است:

میل مهار یا سگراد ، سینه بند ، پیچ و مهره ، سایبان ، بولت ، ستون ، رفتر ، پرلین ، استرات ، وال پست ، بادبند سقفی و جانبی

سوله به خاطر کاربرد عمدتاً صنعتی از نظر طراحی با سایر سازه ها گوناگون استبه ویژه آنکه قاب ها در این نوع سازه ها کاملا مختلف بوده و دارای شیب می باشند و دهانه ها نیز نسبت به سایر سازه ها بزرگتر است. به دلیل بزرگ بودن ابعاد تیرها و ستون ها، جهت ساخت سوله باید از تیرورق استفاده کرد.

تفاوت سازه های فلزی و سازه های بتونی

سازه با اسکلت بتنی بهتر است يا اسکلت فولادی ؟

هر روز موقع عبور از خيابان‌های شهر شاهد ساخت و سازه های روز افزونی هستيم، ساختمان‌های گوناگون از يک طبقه تا چند طبقه که جلوی آنان انواع مصالح ديده مي‌شود، سازه هايی که گاه از بتن ساخته مي‌شوند و گاه از فولاد.

ده ها سال است که بحث و اختلاف سليقه در بين ساختمان سازان و مهندسين سازه در انتخاب و برتری سازه های فولادی و سازه های بتنی نسبت به يکديگر موجب گرديده که اين سوال و ابهام همواره ذهن متخصصين و حتی مردم عادی رابه خود جلب کند و بهمين دليل کارفرمايان و سازندگان اغلب تا آخرين لحظات قبل از طراحی سازه خود در انتخاب نوع سازه با ترديد روبرو ميشوند . شايد استمرار اين ابهام به اين دليل باشد که اصولاً انتخاب نوع سازه تابعي است از مسائل اقتصادی ، اقليمی ، فنی ، اجرايی و دلايل ديگر و به عبارتی هيچکدام از اين نوع سازه ها برتری مطلقی نسبت به يکديگر نداشته باشند ، بلکه در هر شرايطی هر کدام به يک برتری نسبی بر ديگری دست يابند.

1398-04-11