ساختمان اسکلت فلزی چیست
ساختمان اسکلت فلزی نوعی ساختار سازه‌ای است که در آن اسکلت اصلی ساختمان از فولاد تشکیل شده است. این سیستم سازه‌ای متشکل از فولاد سازه‌ای و میلگردهای تقویت‌کننده بوده و در اسکلت اصلی آن از انواع پروفیل‌ها، ورق، میلگرد و سایر مقاطع فولادی استفاده می‌شود. این اجزا به منظور تحمل بارها و ایجاد استحکام کافی، از طریق اتصالات جوشی یا پیچی به یکدیگر متصل می‌شوند.
فولاد به عنوان ماده اصلی در اجرا سازه فلزی، آلیاژی است که از ترکیب آهن و حداکثر ۲ درصد کربن و ۱ درصد سایر فلزات یا غیرفلزات تهیه می‌شود. این ماده به دلیل استحکام بالا در فشار، خمش و چرخش در مقایسه با سایر مصالح ساختمانی، به یکی از محبوب‌ترین مصالح در صنعت ساخت‌وساز جهانی تبدیل شده است.
مزایای ساختمان اسکلت فلزی
قابلیت اطمینان بالا
سازه‌های فولادی به دلایل متعددی از قابلیت اطمینان بالاتری نسبت به سازه‌های بتنی برخوردار هستند. سازگاری و یکنواختی در خواص مکانیکی، کنترل کیفیت بهتر به دلیل ساخت کارخانه‌ای، الاستیسیته زیاد و قابلیت شکل‌پذیری بالا از جمله این دلایل هستند. هنگامی که نمونه‌های مختلفی از فولاد در آزمایشگاه از نظر تنش تسلیم، استحکام نهایی و ازدیاد طول مورد آزمایش قرار می‌گیرند، تغییرات نتایج در مقایسه با مواد دیگری مانند بتن و چوب بسیار ناچیز است.
رفتار صنعتی و کنترل کیفیت
یکی از مزایای قابل توجه در اجرای سازه فلزی، ماهیت صنعتی تولید مقاطع فولادی است. مقاطع نورد شده در کارخانه‌ها تحت شرایط کنترل شده تولید می‌شوند که این امر امکان آماده‌سازی آن‌ها تا مرحله نصب نهایی را فراهم می‌سازد. در بسیاری از موارد، قسمت‌هایی از سازه در کارخانه مونتاژ شده که این موضوع منجر به کاهش خطاهای دستی و افزایش دقت در اجرا می‌شود.
زمان ساخت کمتر و سرعت برپایی بالاتر
ماهیت صنعتی ساخت‌وساز فولادی باعث افزایش سرعت پیشرفت پروژه می‌شود. این افزایش سرعت نه تنها در کاهش هزینه‌های نیروی کار مؤثر است، بلکه باعث کاهش هزینه‌های سربار روزانه نیز می‌گردد. علاوه بر این، سازه‌های فولادی امکان بهره‌برداری سریع‌تر را فراهم می‌آورند که این موضوع خود یک مزیت اقتصادی قابل توجه محسوب می‌شود.
استحکام بالا در کنار وزن سبک
ابعاد تیر و ستون در سازه‌های فولادی در مقایسه با سازه‌های بتنی به میزان قابل توجهی کوچک‌تر است. این امر ناشی از استحکام بالای فولاد در واحد وزن میباشد. به عنوان مثال، نسبت مقاومت به وزن برای فولاد درجه یک حدود ۳ است، در حالی که این نسبت برای بتن ۰.۳، برای آجر و سنگ ۰.۱ و برای چوب حدود ۱ میباشد. این ویژگی منجر به ایجاد بار مرده کمتر و سازه سبک‌تر شده و همچنین تأثیر مثبتی بر معماری فضاها دارد.
یکنواختی و دوام طولانی‌مدت
فولاد ماده‌ای همگن و یکنواخت است که این ویژگی، مفروضات اساسی اکثر فرمول‌های تحلیل و طراحی سازه‌ای را برآورده می‌سازد. در صورت نگهداری مناسب از طریق رنگ‌آمیزی و روش‌های حفاظتی دیگر، خواص فولاد با گذشت زمان تغییر محسوسی نمی‌کند. در مقابل، خواص بتن در سازه‌های بتن مسلح با گذشت زمان به طور قابل توجهی تغییر می‌یابد. یک سازه فولادی خوش‌ساخت که به خوبی نگهداری شود، می‌تواند بیش از ۳۰ سال دوام داشته باشد.
شکل‌پذیری و هشدار پیش از شکست
ویژگی شکل‌پذیری فولاد این قابلیت را ایجاد می‌کند که تغییرشکل‌های گسترده‌ای را بدون شکست تحت تنش‌های کششی بالا تحمل کند. این خاصیت انعطاف‌پذیری به این معناست که پیش از وقوع گسیختگی نهایی، نشانه‌هایی از ضعیف شدن سازه یا شکست قریب‌الوقوع آن قابل مشاهده خواهد بود. این هشدار اولیه فرصت لازم برای برداشتن بارهای اضافی از سازه و جلوگیری از فروریختن کامل را فراهم می‌سازد و در موارد بسیاری به ساکنان ساختمان فرصت تخلیه ایمن را می‌دهد.
قابلیت توسعه و گسترش
سازه‌های فولادی این قابلیت را دارند که به سهولت گسترش یابند. افزودن فضاهای جدید به سازه موجود در ساختمان‌های با اسکلت فلزی به آسانی امکان‌پذیر بوده و ایجاد اتصال بین ساختارهای جدید و موجود با روش‌های استاندارد قابل انجام است.
قابلیت استفاده مجدد
سازه‌های فولادی از دیدگاه زیست‌محیطی مزایای قابل توجهی دارند. مقاطع فولادی پس از جداسازی از سازه، امکان استفاده مجدد را دارا هستند و حتی در صورتی که به شکل فعلی قابل استفاده نباشند، دارای ارزش ضایعاتی می‌باشند. این ویژگی در چارچوب اصول ساخت‌وساز پایدار قرار می‌گیرد.
مناسب برای سازه‌های با دهانه بلند
فولاد سازه‌ای برای ساخت ساختمان‌های بلند، پل‌های با دهانه طولانی و دکل‌های بلند برق ایده‌آل است. در ساختمان‌های صنعتی، امکان طراحی سازه تا دهانه ۹۰ متر با استفاده از تیرهای مرکب یا خرپا وجود دارد که این امر نشان‌دهنده قابلیت‌های گسترده فولاد در پوشش دهانه‌های بزرگ است.
مناسب برای ساخت‌وسازهای موقت
در پروژه‌های موقت، اجرای سازه فلزی همواره گزینه ترجیحی محسوب می‌شود. این سازه‌ها را می‌توان با باز کردن اتصالات پیچی، جدا کرده و اجزای تشکیل‌دهنده آن‌ها را به مکان جدیدی انتقال داد و سازه را به راحتی مجدداً مونتاژ نمود.
معایب ساختمان اسکلت فلزی
هزینه نگهداری بالا و مسئله خوردگی
با توجه به اینکه فلز اصلی در آلیاژ فولاد، آهن است، در صورت قرارگیری در معرض هوا و رطوبت، مستعد خوردگی و اکسید شدن (زنگ‌زدگی) میباشد. این ویژگی necessitates رنگ‌آمیزی دوره‌ای و مراقبت ویژه دارد که مستلزم هزینه‌های اضافی است. در صورت عدم نگهداری مناسب، اعضای فولادی می‌توانند سالانه ۱ تا ۱.۵ میلی‌متر از ضخامت خود را از دست بدهند. چنین سازه‌هایی می‌توانند در طول عمر طراحی شده خود تا ۳۵ درصد وزن کم کرده و تحت بارهای خارجی دچار شکست شوند.
هزینه‌های مقاوم‌سازی در برابر حریق
اگرچه اعضای فولادی غیرقابل احتراق هستند، اما استحکام آن‌ها در دماهای متداول در آتش‌سوزی به شدت کاهش می‌یابد. در دمای حدود ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد، فولاد دچار پدیده خزش می‌شود. خزش به معنای تغییرشکل پلاستیک تحت یک بار ثابت در مدت زمان طولانی است که منجر به ایجاد تغییرشکل‌های بسیار بزرگ در اعضای اصلی شده و سایر اعضا را مجبور به تحمل تنش‌های بالاتر می‌کند که در نهایت ممکن است به فروپاشی سازه بینجامد. بنابراین، در اجرای ساختمان اسکلت فلزی، نیاز به هزینه‌های اضافی برای مقاوم‌سازی در برابر آتش‌سوزی وجود دارد.
خلاصه
ساختمان‌های اسکلت فلزی با توجه به مزایای متعددی از جمله استحکام بالا، سرعت اجرا، قابلیت اطمینان و انعطاف‌پذیری در طراحی، گزینه مناسبی برای بسیاری از پروژه‌های ساختمانی محسوب می‌شوند. با این حال، معایبی همچون هزینه نگهداری بالا و نیاز به مقاوم‌سازی در برابر حریق نیز باید در نظر گرفته شوند. انتخاب این سیستم سازه‌ای باید با توجه به شرایط خاص پروژه، ملاحظات اقتصادی و الزامات فنی صورت پذیرد.
شرکت cft با سال‌ها تجربه در زمینه طراحی و اجرای سازه‌های فولادی، آماده ارائه خدمات تخصصی در این حوزه میباشد. کارشناسان مجرب این شرکت قادرند با ارائه راهکارهای بهینه، شما را در دستیابی به بهترین نتایج در پروژه‌های ساختمانی راهنمایی کنند.
پاسخ دهید