استراکچر فلزی ساختمان
با استراکچر فلزی بیشتر آشنا شوید
استراکچر چیست؟
اصطلاح استراکچر یا همان سازه به هر چیزی که از قطعات بهم پیوسته با یک مکان ثابت روی زمین ساخته می شود اطلاق می گردد.
این اصطلاح می تواند به هر جسمی که برای تحمل بار طراحی شده اشاره کند. مانند تونل ها. پل ها و غیره ولی بیشتر برای ساختمان ها استفاده می شود.در ادامه مقاله به مبحث استراکچر ساختمانی و انواع آن خواهیم پرداخت.
شاید تاریخ دقیقی برای شروع استفاده ازساختمان های استراکچر فلزی در دست نباشد! به موازات پیشرفت جوامع بشری و گسترش سریع شهرسازی، نحوه ایجاد ساختمان ها نیز دگرگون شد و چهره متفاوتی به خود گرفت. بناهای سنتی و کوچک، جای خود را به ابر سازه های بزرگ دادند و به جای سنگ و چوب و مصالح اولیه، آهن و فولاد و بتن 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.
به موازات رشد صنعت فولاد در جهان، استفاده از استراکچر فلزی نیز افزایش یافت و امروزه شاهد استفاده گسترده از فولاد و اسکلت فلزی ساختمان هم در بخش ساختمان و هم در ساخت سوله هستیم. البته در امر ساخت و ساز، رقیب هایی هم برای این سازه وجود دارد که مهم ترین آنها اسکلت بتنی است. مطالعه دقیق این مقاله به شما کمک خواهد کرد تا با علل برتری استراکچر فلزی آشنا شوید.
استراکچرساختمانی
استراکچر ساختمانی، شامل بخشی از حجم ساختمان است که بار و نیروهای وارده بر ساختمان را تحمل کرده. و آن را به محیط اطراف خود، انتقال می‌دهد و از کل ساختمان و مصالح آن در برابر این تنشها و بار، محافظت می‌کند.. درواقع مهمترین هدف برای استفاده از این سازهها ایجاد یک تعادل پایدار در کل بنا است.
هنگامی که نوبت به ساخت و انتخاب مصالح مورد نیاز برای استراکچر ساختمانی می‌رسد،. لیستی از روش‌های موجود ساخت و ساز از چوب گرفته تا تکنیک‌هایی مانند اسکلت فلزی سبک وزن، محبوبیت دارند؛. و همینطور روش‌هایی مانند ساخت بلوک‌های خاکی و سنگ تراشی که در پروژه‌های خاص استفاده میشوند.
حال چگونه متریال و روش ساختی را که متناسب با نیاز شما باشد انتخاب کنید؟. اجازه دهید ابتدا با اصول رایج در ساخت و ساز آشنا شویم.
بیشتر ساختمانها (چه مسکونی و چه تجاری) در اطراف قابی ساخته شده‌اند که ساختار و پشتیبانی ساختمان را فراهم می‌کند.. فریم‌بندی به طور معمول به دو دسته تقسیم میشود: فریم‌بندی سنگین و فریم‌بندی سبک.
در فریم‌بندی سنگین از تیرهای بزرگ و با وزن بالا استفاده میشود،. و همینطور از فریم‌های فولادی ای که به طور معمول در آسمان خراش‌ها و دیگر ساختمانهای بزرگ تجاری دیده میشوند. و اسکلت ساختاری ساختمان از چوب یا اجزای فولادی، قطعه قطعه مونتاژ میشود.
در سایر روش‌های ساخت و ساز مانند سنگ تراشی (ساختمان با سنگ‌های جداگانه یا آجرهایی که با ملات به هم چسبیده‌اند شکل میگیرد). بتن مسلح یا غیرمسلح (ماده‌ای به دست آمده از مخلوط شن، ماسه، سیمان و آب). بلوک‌های خاک ریز (بلوک‌های ساختمانی ساخته شده از خاک فشرده)،. و پنل‌های عایق ساختاری (SIP) که می‌توانند به طور مستقل. و یا همراه با فریم برای ساخت خانه استفاده شوند
انواع استراکچرفلزی کدام است؟
از منظر فرآیند ساخت و مهم تر از آن به لحاظ نوع اتصالات اجزا، استراکچر فلزی 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 از جمله تیر آهن بال پهن یا تیر هاش، تیر آهن لانه زنبوری و … در بازار موجود است و توسط سازندگان، مورد استفاده قرار می گیرد. برای ساخت این نوع اسکلت بهتر از متخصصان یا افراد باتجربه کمک گرفته شود؛ زیرا اگر قطعات بهم خوب جوش نخورند ایراد بزرگی برای ساختمان محسوب میشود و میتواند خسارات جبران ناپذیری به سازه وارد کند. این نوع اسکلت برای ساختمانهای کوچک که نقشه‌‌‌‌‌‌ی ساده‌‌‌‌‌‌ای دارند مناسب‌‌‌‌‌‌تر خواهد بود. همه‌‌‌‌‌‌ی مراحل ساخت و ساز اسکلت فلزی جوشی در محل ساخت و ساز انجام میشود. ستونها در همان محل برش خورده و در همانجا بهم جوش می‌‌‌‌‌‌خورند و متصل میشوند.
علت اهمیت اسکلت فلزی جوشی
در تجربه های اخیر در بناهای خصوصا غرب و مناطث زلزله زده متاسفانه شاهد سهل انگاری برخی پیمانکاران اسکلت
فلزی جوشی بودیم. به نحوی که زلزله ای که به بناهای مقاوم آسیب چندانی وارد نکرده بود در برخی از اسکلت ها تقریبا باعث تخریب صد در صد ساختمان شده بود.
پس توانایی ساخت اسکلت جوشی بی نقص همچنان که یک وظیفه است می تواند یک چالش خطرناک نیز باشد.
اگر در جوشکاری سازه های فلزی جوشی یا سهل انگاری رخ دهد از قسمت های جوش خورده اسکلت شروع
به باز شدن و همینطور باعث افزایش فشار به سایر نقاط و از هم پاشی اسکلت می گردد.
خوشبختانه در بیشتر شرکت های تولید کننده و یا سازنده ی اسکلت فلزی جوشی دستگاههای آزمایش
و یا تست جوش وجود دارد. البته باید این نکته را نیز در نظر گرفت که اسکلت فلزی پیچ و مهره مزیت های بهتری نسبت
به این نوع اسکلت فلزی دارد.البته برای برخی جوشکاران نیز کارت صلاحیت صادر شده و نظام مهندسی نیز بر
این امر نظارت دقیق دارد.با توجه به اینکه پروسه ی نصب یک اسکلت فلزی جوشی کمی زمان بر است اما اگر
استاندارد در ساخت این نوع اسکلت رعایت شود می تواند تبدیل به یک سازه فوق العاده مستحکم تبدیل شود.
در اسکلت فلزی جوشی برخی قطعات از سازه ها بسیار راحت تر از نوع پیچ و مهره ای اتصال داده می شوند و نیاز به مصالح زیاد هم ندارند. در اسکلت نوع پیچ و مهره ای برای اتصالات گاهی نیاز به طراحی های پیچیده و حساس است که این موضوع در کارخانه کمی زمان بر و دشوار تر نسبت به جوش است. البته نمی توان منکر شد که اسکلت فلزی نوع پیچ و مهره از اسکلت فلزی جوشی مقاومت بیشتری دارد و چون در کارخانه ساخته می شود، در محل اجرا سرعت آن ها بالاتر است ولی استفاده از این نوع اتصالات برای هر اسکلتی پیشنهاد نمی شود بطوریکه در کشور های اروپایی هم برای سازه های سبک تر و متراژ پایین سعی می کنند از اتصالات جوشی استفاده کنند چون زمان زیادی برای اجرا نمی خواهد و جوشکاری آن هم آسان تر از طراحی پیچ و مهره برای هر بخش آن است. برای ساخت اسکلت فلزی جوشی جوشکار هایی بسیار ماهر باید مورد استفاده قرار گیرند و نظارت به کنترل جوشکاری باید بطور مداوم انجام شود؛ هم قبل ، هم در حین جوشکاری و هم پس از اتمام آن. جوش بسیار حساس است و اگر درست انجام نشود باعث می شود با حرارت ها ، رطوبت ها ویا عوامل بیرونی دیگر از هم باز می شود. گروه ناظران سازه با بکار گیری افرادی با مدرک بین المللی و با سابقه در قسمت نظارت جوش اقدام به خدمت رسانی می کند.
– استراکچر فلزی با اتصال پیچ و مهرهای
اسکلت فلزی پیچ و مهرهای بهترین نوع اسکلت فلزی است. تمام ستونهای این اسکلت از قبل در کارگاه یا کارخانه‌‌‌‌‌‌ها ساخته شده و به محل ساخت و ساز برده میشوند و از آنجا توسط پیچ و مهره بهم اتصال پیدا می‌کنند. ساخت و ساز این نوع اسکلت از بقیه انواع آن سریع‌تر است زیرا فقط باید قطعات مورد نیاز بهم متصل شوند و به دلیل اینکه تمام قطعات در کارخانه تحت کنترل و شرایط استاندارد تولید میشوند، قابلیت اطمینان بالایی دارند. اسکلت پیچ و مهرهای بر خلاف سایر سازهها معایبی ندارد، تنها نقطه ضعفی که میتوان به آن اشاره کرد این است که اگر قطعات به درستی تهیه نشده باشند یا در مرحله‌‌‌‌‌‌ی اتصال مشکلی رخ دهد، مرجوع کردن آنها زمان زیادی می‌برند و این موضوع پروسه ساخت بنا را به تعویق می‌‌‌‌‌‌اندازد.
کاربرد
این نوع اسکلت‌‌‌‌‌‌ها کاربردهای زیادی دارند مثلا برای ساخت آسمان‌‌‌‌‌‌خراش‌‌‌‌‌‌ها. این نوع سازهها نیازمند دقت بالا و سرعت زیاد هستند. آسمان‌‌‌‌‌‌خراش‌‌‌‌‌‌ها باید مقاومت بالایی داشته باشند و بتوانند وزن زیادی را تحمل کنند. پس بهترین انتخاب برای این نوع سازه، اسکلت پیچ و مهرهای است.
مزایای ساخت اسکلت فلزی پیچ و مهره ای
- سرعت اجرا: سازه‌های فلزی پیچ و مهرهای نسبت به اتصالات جوشی بالاتر میباشد و زمان ساخت سازه فلزی پیچ و مهرهای کمتر از سازه‌های با اتصالات جوشی است و با توجه به مدت زمان بالای اجرای پروژه‌های کشورمان این نوع از سازهها جهت کاهش زمان ساخت پیشنهاد میگردد.
- سرعت نصب: در این گونه از سازهها به دلیل حذف کامل جوشکاری در محل نصب سازه، فقط با جایگذاری قطعات و بستن تعدادی پیچ و مهره محدود میشود که این عامل باعث افزایش چشمگیر سرعت نصب میشود و خطاهای نصب به حداقل خود می‌رسد.
- هزینه کمتر: اجرای ساختمان پیچ و مهرهای به لحاظ اقتصادی میتواند هزینه کمتری را به مالک تحمیل کند ولی این بدان معنی نیست که در دو سازه که کاملاً مقاطع آن یکسان است سازه پیچ و مهرهای کم هزینه‌تر باشد. ولی به دلیل باز بودن دست طراح در بهینه سازی و ساخت مقاطع با وزن کمتر، امکان کاهش وزن سازه توسط طراح به راحتی امکان پذیر است.
- کیفیت ساخت: کیفیت ساخت و ساز با امکانات موجود در کارخانه و طبق نقشه‌های طراحی شده و تحت نظارت واحد کنترل کیفی قابل مقایسه با سازه‌های جوشی که در محل نصب سازه ساخته میشوند نمی‌باشد.
- پرت مصالح: در ساختمان با سازه فلزی پیچ و مهرهای امکان اجرا و تولید مقاطع سبک‌تر و مقاومت بیشتر وجود دارد و استفاده از ورق در ساخت مقاطع و پرت آهن آلات به حداقل می‌رسد.
- ایمنی و پایداری سازه: چه به لحاظ تئوری و چه به لحاظ عملی ثابت شده که ساختمانهای پیچ و مهرهای به دلیل کیفیت بهتر، پایداری و مقاومت بیشتری در برابر زلزله و نیروهای جانبی دارند.
- مقاومت در برابر آتش سوزی: در دمای بالا، سازه فلزی پیچ و مهرهای مقاومت بیشتری در برابر حرارات دارند و امکان تخریب سازه کمتر از اتصالات جوشی است.
- رواج جهانی: در تمامی کشورهای آمریکایی و اروپایی تمامی سازهها به صورت پیچ و مهرهای اجرا میشود مگر در سازه‌های بسیار کم اهمیت که اتصالات آن جوشی اجرا میشود. از دلایل مهم استفاده از این نوع سازهها در این کشور‌ها، عملکرد بهتر آن و تجربه بیشتر آن کشور‌ها در ساخت سازه‌های فولادی است.
- خوردگی سازه: در سازه‌های پیچ و مهرهای قبل از رنگ آمیزی، قطعات داخل دستگاههای سندبلاست و وایربرس تحت نظر واحد کنترل کیفی زنگ زدایی میشوند که در سازه‌های جوشی این عملیات انجام نمی شود و همچنین در سازه‌های جوشی بجای رنگ غنی شده با روی، که در سازه‌های پیچ و مهرهای استفاده میشود، ضد زنگ بکار می‌‌رود که این امر باعث خوردگی سریع سازه میشود.
- شرایط محیطی کار: برای اجرای مناسب اتصالات جوشی لازم است درجه حرارت محیط، تهویه هوا، محل استقرار و نیز فضای دسترسی به اتصال در شرایط مناسب و قابل قبولی باشد. در حالی که محدودیت‌های ذکر شده در اجرای سازه‌های فولادی به کمک اتصالات پیچی به مراتب کمتر است. مشکل عمده در اجرای سازه‌های فولادی با اتصالات پیچی در اثر اجرای غلط و نامناسب سوراخ‌ها و عدم رعایت میزان پیش تنیدگی در پیچ‌ها و عدم انطباق آنها هنگام اجرا و نصب پدید می‌آید. بنابراین در تعبیه سوراخ‌های اعضا در کارگاه‌های صنایع فلزی باید به دقت محل سوراخ‌ها تعیین و با وسایل و تجهیزات مناسب عمل سوراخ نمودن اعضا صورت گیرد.
- امکان استفاده در مدیریت حوادث: با توجه به امکان جابجایی این گونه سازهها امکان جابجایی و نصب آن در مناطق بحران زده مانند سیل و زلزله امکان پذیر است
مقایسه سازه های جوشی با سازه های پیچ و مهره ای
اسکلتهایی که در محوطه پروژه های ساختمانی تولید می شوند بخاطر محدودیت در تامین برق مکفی و بکار گیری دستگاه های جوش مدرن (با نرخ نفوذ بالا و استاندارد)، عدم وجود ابزار صنعتی سنگین، تیم های مجرب، رنگ آمیزی و زنگ زدایی صحیح و … نه تنها فاقد کیفیت هستند بلکه کاملاً دست و پاگیر و دارای پروسه ای زمان بر هستند که بلاشک منجر به ایجاد ترافیک در معبر و مزاحمت همسایگان میشود. روش سنتی ساخت اسکلت در محل از لحاظ اتصال و برپایی نیز علاوه بر موارد ذکر شده هزینه بالایی از بابت جرثقیل دارد. با توجه به زلزله خیز بودن کشور ما و حوادث ناگواری که در سالهای گذشته خصوصاً در بم و کرمانشاه صورت گرفت رویکرد و نگرشی جدید به تولید صنعتی و استاندارد اسکلتهای ساختمانی پدید آمده است، زیرا این نوع ساختمانها با طراحی خاص و اجرا بصورت صنعتی و مدرن، مقاومت شایانی در مقایسه با اسکلتهای سنتی دارند. نکته اقتصادی دیگر پایین تر بودن هزینه تولید و نصب نسبت به روش سنتی معمول در کل است که در مواقع کمبود عرضه و افزایش قیمت تیرآهن درصدی قابل توجه میگردد. با توجه به گستره طراحی در تیر ورقها و سازه های پیش ساخته، محاسبات، فضاسازی و بارگذاری نیز با آزادی عمل بالایی صورت میپذیرد.
اسکلت فلزی پیکره اصلی ساختمان های امروزی محسوب می شود. ساختمان هایی که با آن بنا نهاده می شوند از استحکام و مقاومت بالایی در برابر انواع فشارها برخوردار هستند. اسکلت فلزی از فولاد, تیر و ستون هایی ساخته می شود که به صورت عمودی و افقی به یکدیگر متصل شده اند. این اسکلت سرعت اجرای پروژه ساخت و ساز را بالا می برد و به مقدار قابل توجه از وزن ساختمان می کاهد. استفاده از این سازه این امکان را فراهم می کند که در هر مرحله از ساخت بتوان بدون ایجاد هیچ گونه تخریب به رفع عیب پرداخت. همچنین اجرای آن باعث کاهش حجم فونداسیون شده و در تمام مراحل اجرا امکان بازرسی و انجام تست های غیر مخرب را فراهم می کند.
مقایسه علمی میان استراکچر فلزی و سازه بتنی
جدی ترین رقیب استراکچر فلزی، اسکلت بتنی است که کاربرد بسیار زیادی هم در بخش مسکونی و هم در بخش صنعت دارد و قیاس میان این دو سازه عملاً کار ساده ای نیست. زیرا هیچ یک از این دو سازه به طور مطلق بر دیگری برتری ندارند و هر کدام در برخی ویژگی ها پیشتاز هستند. لذا به طور قطع نمی توان گفت که کدام یک بهتر از دیگری است؛ اما با تکیه بر شواهد متعدد می توان گفت که اسکلت فلزی برتری نسبی بر همتای بتنی خود دارد.
سرعت در اجرای استراکچر فلزی را به هیچ عنوان نمی توان با اسکلت بتنی مقایسه نمود؛ چرا که در اسکلت بتنی، پس از هر مرحله بتن ریزی می بایست به اجزا استراحت داد تا و سپس به ادامه کار ساخت سوله پرداخت. مورد بعدی وزن نهایی سازه است که در این آیتم هم اسکلت فولادی با اختلاف پیروز میدان است. سازه بتنی پس از اتمام، وزن بسیار بالایی خواهد داشت؛ تا جایی که در گروه سازه های سنگین قرار گرفته و شاخص وزنی در هر متر مربع از آن، عمدتاً به نیم تن میل خواهد کرد. این در حالی است که وزن تمام شده استراکچر فلزی در نهایت به 300 کیلوگرم بر متر مربع نخواهد رسید و این یک برتری قاطع است.
مزایای منحصر به فرد استراکچرفلزی
در مورد مزیت های استراکچر فلزی سخن بسیار است. دلایل متعددی برای انتخاب این نوع از سازه وجود دارد که هر گروه از سازندگان، روی بخشی از آنها تکیه بیشتری دارند. چند مورد از مهمترین ویژگی های منحصر به فرد این سازه ها را در این بخش بر خواهیم شمرد. بدیهی است سازه های مشابه یا این قابلیت ها را ندارند و یا امتیاز به مراتب کمتری در آنها کسب خواهند نمود و همین امر، رجوع بالای متقاضیان ساخت و اجرا استراکچر فلزی را توجیه می نماید.
- مقاومت زیاد و استحکام بالا
تولید یکپارچه فولاد در فرآیندی پیوسته در کارخانه تولید فولاد، باعث می شود تا این ماده در تمام قسمتها دارای خواص یکسان و همگن باشد و همین موضوع، باعث بالا رفتن مقاومت استراکچر فلزی در برابر انواع فشارها و تنش ها می گردد.
- ساختار پذیری بالا و انتقال نیروی بهینه
همان طور که می دانید، فولاد در حقیقت آلیاژ کنترل شده آهن و کربن است که از رهگذر عملیات حرارتی معین، به درجات بالای مورد انتظار از سختی دست پیدا می کند. به دلیل حضور کربن در بافت فولاد، سو سختی پذیری فولاد افزایش می یابد و در عین حال، ساختار اتمی آن به مراتب منسجم تر می شود. این موضوع باعث می شود که عبور نیروها در طول المان هایی نظیر تیرها و ستون های فولادی، با کیفیت بالایی صورت پذیرد که این موضوع بسیار حائز ارزش و ضروری است. این موضوع از آن جهت در ساحتمان سازی اهمیت می یابد که نیروهایی وارده به سوله پیش ساخته می بایست در راستای طول سازه منتقل شده و از تجمع بار به صورت نقطه ای، جلوگیری به عمل آید.
- سرعت بالا در اجرای پروژه
سرعت اجرای پروژه موضوع بسیار مهمی است و به عنوان یک اصل در مدیریت پروژه به حساب می آید. هیچ کارفرمایی دوست نداردتحویل به موقع و احیانا زودترازموقع را از دست بدهد و از سمت مقابل، تمام سازندگان هم مایلند زودتر کار با کیفیت را تحویل مشتری داده و حقوق مادی خود را تمام و کمال دریافت نمایند. بر همین اساس استراکچر فلزی ساخنمان را به سهولت می توان در یک بازه زمانی مشخص و دقیق به انجام رساند؛ حال آنکه ساختمان اسکلت بتنی دست کم 5/1 برابر این زمان را نیاز دارد تا تکمیل شود.
- وزن تمام شده پایین تر
ساختمان فلزی در نهایت چه با اسکلت فلزی و چه از طریق اسکلت بتنی ساخته شده باشد، سر انجام در زمره سازه های سنگین قرار می گیرد و در این موضوع شکی نیست. در صنعت ساختمان سازی اگر دو بنای مشابه با متراژ برابر و نقشه یکسان را در نظر بگیریم، وزن نهایی سازه اسکلت بتنی چیزی در حدود 2/1 تا 3/1 برابر وزن ساختمان اسکلت فلزی خواهد شد و این نشان می دهد که وزن استراکچر فلزی به مراتب پایین تر است.
- عمر طولانی
در صورتی که از ساختمانهای دارای این نوع اسکلت به خوبی نگهداری شود، این ساختمانها برای سالهای زیادی قابل استفاده و بهره‌‌‌‌‌‌برداری هستند.
- تقویت پذیری
این نوع اسکلت توانایی تقویت‌‌‌‌‌‌پذیری دارد یعنی اگر به هر دلیلی، مثل اشتباه در انجام محاسبات یا اجرای نادرست اسکلت، اسکلت به شکل غلطی ساخته شود، میتوان اسکلت را در حین کار با روش‌های موجود تقویت کرد.
- صرفه‌جویی در مصالح
فلزها خواص یکنواختی دارند؛ یعنی خواص فلزات ؛ برخلاف بتن تحت ثاثیر عوامل خارجی قرار نمی‌‌‌‌‌‌گیرند و تغییر نمی‌‌‌‌‌‌کنند، پس میتوان در استفاده از مصالح صرفه جویی کرد.
- تغییر پذیری
اگر در هر قسمتی از اسکلت اشکالی رخ بدهد، میتوان بدون تخریب یا تغییر سازه، آن قسمت را تعمیر و رفع غیب کرد
معایبی که در استفاده ازاستراکچر فلزی باید بدانید
- در دمای بالا، مقاومت این نوع اسکلت کاهش می‌‌‌‌‌‌یابد و دچار مشکل میشود.
- فولاد دچار زنگ‌‌‌‌‌‌زدگی میشود، این خوردگی‌ها، باعث کاهش ابعاد قطعات میشوند در نتیجه برای نگهداری ساختمان باید هزینه‌‌‌‌‌‌ی زیادی صرف شود.
- یکی از انواع اسکلتهای فلزی، اسکلت جوشی میباشد که درصورت وجود جوش‌‌‌‌‌‌های نامناسب، ممکن است برای ساختمان مشکل ایجاد شود.
عوامل تاثیرگذار بر قیمت گذاری ساخت اسکلت فلزی یا اسکلت بتنی
شاید در اولین نگاه در باب آنالیز قیمت ساخت این دو نوع اسکلت به هزینه ی تمام شده در تامین متریال مورد نیاز بیاندیشید. اینکه قیمت آهن تا میلگرد و بتن در سطح بازار کشور به چه مقدار است، و چه نوساناتی را دنبال می کند، قطعا می تواند در بررسی قیمت ساخت اسکلت فلزی و یا اسکلت بتنی تأثیرگذار باشد؛ اما عوامل متعدد دیگری نیز در این بین تأثیرات زیادی خواهند گذاشت. عواملی مانند مدت زمان اجرای پروژه در کنار هزینه های بالاسری، فاکتور های اصلی در بررسی قیمت ساخت اسکلت فلزی می باشند.
هر چه طول مدت زمان اجرای پروژه کوتاه تر باشد، قطعاً بار مالی کمتری متوجه پروژه خواهد شد. در کنار اجرای اصولی و مهندسی و کاملاً دقیق ساخت اسکلت ، این نکته نیز باید در نظر گرفته شود. مدت زمان اجرای اسکلت های بتنی تقریباً سه برابر مدت زمان اجرای یک اسکلت فلزی خواهد بود. این تفاوت فاحش می تواند نشان دهنده ی تفاوت قابل توجه در قیمت تمام شده ی بنا باشد.
از طرفی بررسی هزینه های بالاسری نیز می تواند تاثیرات عمیق بر آنالیز قیمت ساخت اسکلت فلزی در کنار اسکلت بتنی داشته باشد. هزینه های بالاسری را می توان به دو دسته ی هزینه های بالاسری عمومی همراه با هزینه های بالاسری کار تقسیم بندی نمود. مواردی مانند دستمزد پرسنل از ماهر تا کارگر ساده در مدت زمان اجرای پروژه، اجاره ی دستگاه ها، ماشین آلات و یا تجهیزات مورد نیاز و مواردی مانند پرداخت بیمه، عوارض و هزینه های عمومی در ردیف کلی هزینه های بالاسری قرار دارند.
در نظر داشته باشید که سازه های بتنی در مقایسه با سازه ی اسکلت فلزی نیاز به مدت زمان بیشتری در ساخت دارند. که این موضوع علاوه بر افزایش هزینه های بالاسری می تواند ریسک اجرای پروژه را به درجات بالاتری برساند. مشکلات ناشی از این موضوع در فضای ساختمان سازی داخل کشور به وضوح در سازه های اسکلت بتنی دیده می شود. جایی که تورم روزانه می تواند گریبانگیر ادامه ی ساخت ساختمان های کند باشد. اگر چه تاثیر تورم را در آنالیز قیمت ساخت اسکلت فلزی نمی توان به شکل مستقیم در نظر گرفت؛ اما به یقین می توان گفت که سازه ها با سرعت ساخت بالاتر به مراتب کمتر اسیر نوسانات بازار خواهند شد.
نکته ی بعدی در آنالیز قیمت ساخت اسکلت فلزی در مقام مقایسه با اسکلت بتنی در حجم مورد نیاز در ساخت می باشد. ستون ها در اسکلت بتنی به مراتب بیشتر از اسکلت فلزی فضای داخلی ساختمان ها را اشغال می کنند. فضایی که در دنیای گران امروزی بسیار پر اهمیت است. این موضوع به شکل غیر مسقیم اما با اهمیت در آنالیز قیمت ساخت اسکلت فلزی دیده می شود.
ارزانترین اسکلت ساختمان
برآورد هزینه های ساختمان مجموعی از هزینه هایی می باشد که پروژه را با خود درگیر می کند. به عنوان مثال سقف ساختمان یک از مواردی می باشد که با انتخاب نوعی ارزان از آن در برآورد کلی هزینه ها نقش موثری خواهد داشت. در میان انواع سقف ها سقف متال دک یا عرشه فولادی می تواند از هزینه های بالای ساخت و ساز کم کند. این نوع سقف با حذف قالب بندی و بدون استفاده از میلگرد و تنها با استفاده از ورق گالوانیزه ذوزنقه شکل اجرا می شود به علاوه که وزن آن به میزان ۳۰ تا ۶۰ درصد کمتر از سایر سقف ها می باشد. کاهش وزن کلی ساختمان تاثیر زیادی در افزایش مقاومت سقف در برابر زمین لرزه دارد. سرعت اجرای این سقف از دیگر مزایای آن است به گونه ای که تا میزان ۱۲ برابر بیشتر از سقف های معمولی می باشد. با این توضیحات اگر تمامی این موارد را در کنار یکدیگر بچینید خواهید دریافت که هزینه های تمام شده این سقف کمتر از سایر سقف ها خواهد شد.
آنالیز قیمت ساخت اسکلت فلزی در نگاه تخصصی
فاکتور های بسیاری در آنالیز قیمت ساخت اسکلت فلزی تاثیرگذار هستند. فاکتور هایی که عدم توجه کافی به آنها می توانند بار مالی مضاعفی بر مسیر ساخت اسکلت فلزی بنا داشته باشد.
وزن آهن مصرفی
مهمترین فاکتور در آنالیز قیمت ساخت اسکلت فلزی، تعیین دقیق وزن آهن مصرفی در مسیر ساخت سازه می باشد. از آنجا که آهن تنها متریال مصرفی در ساخت اسکلت فلزی می باشد و آن را به وزن خریداری می کنند، دانستن اطلاعات دقیق وزنی می تواند در تعیین دقیق آنالیز قیمت ساخت اسکلت فلزی بسیار پر اهمیت باشد.
قیمت خرید آهن
بسته به نوع آهن مصرفی از تیرآهن گرفته تا ورق و اتصالات در کنار حجم مورد نیاز، آنالیز قیمت ساخت اسکلت فلزی صورت می گیرد.
میزان دستمزد اجرت و هزینه ی ساخت
از آنجا که غالب سازه های فلزی به شکل طراحی و ساخت در کارخانجات ساخت اسکلت فلزی انجام می شود، انتخاب کارخانه، موقعیت جغرافیایی کارخانه در کنار دستمزدی که بابت ساخت قطعات فولادی طلب خواهد شد، اولین فاکتور در زمینه ی تحلیل دستمزد در آنالیز قیمت ساخت اسکلت فلزی می باشد. دستمزد در مراحل نصب و مونتاژ همراه با هزینه هایی چون ماشین آلات، بیمه، تهیه ی غذا، هزینه های ایمنی در حین کار و… نکات بسیار ریزی هستند که باید در آنالیز قیمت ساخت اسکلت فلزی دیده شوند.
اجرای اسکلت :
اجرای اتصال بیس پلیت Base Plate (صفحه زیر ستون) و بولت Bolt
دلایل استفاده از صفحه زیرستون و بولت : ستونهای یک ساختمان اسکلت فلزی ، نقش انتقال دهنده بارهای وارد شده را به فونداسیون (به صورت نیروی فشاری ، کششی ، برشی یا لنگر خمشی) به عهده دارند. در این میان ، ستون فلزی با صفحه ای فلزی که از یک سو با ستون و از سوی دیگر با بتن درگیر شده است روی فونداسیون قرار می گیرد. توجه به اینکه ستون فلزی به علت مقاومت بسیار زیاد تنشهای بزرگی را تحمل می کند و بتن قابلیت تحمل این تنشها را ندارد ؛ بنابراین صفحه ستون واسطه ای است که ضمن افزایش سطح تماس ستون با پی ، سبب می گردد توزیع نیروهای ستون در حد قابل تحمل برای بتن باشد.
کار اتصال صفحه زیر ستونی با بتن بوسیله میله مهار بولت (Bolt) صورت می گیرد و برای ایجاد اتصال ، انتهای آن را خم می کنیم و مقدار طول بولت را محاسبه تعیین می کند. تعداد بولت ها بسته به نوع کار از دو عدد به بالا تغییر می کند ، حداقل قطر این میله های مهاری میلگرد نمره ۲۰ است ؛ در حالی که صفحه تنها فشار را تحمل می کند ، بولت نقش عمده ای ندارد و تنها پایه این است که حتما انتهای ستون سنگ خورده و صاف باشد تا تمام نقاط مقطع ستون بر روی صفحه بیس پلیت بنشیند و عمل انتقال نیرو بخوبی انجام پذیرد . از آنجا که علاوه بر فشار ، لنگر نیز بر صفحه زیر ستونی وارد می شود ، طول بولت باید به اندازه ای باشد که کشش وارد شده را تحمل نماید که این امر با محاسبه تعیین خواهد شد.
نصب ستونها
قبل از اینکه ستونها نصب گردند توسط جوشکاران و با توجه به نقشه تیپ بندی ستونها در روی زمین قبلاً آماده می شوند که در زیر شرح آن آمده است .
باتوجه به ارتفاع فاصله دو ارتفاع و فاصله دو پروفیل که در یک ستون شرکت دارند آنها قبلاً به ارتفاع مورد نظر بریده شده و روی پروفیل قرار داده می شوند واین پروفیلها عمود بر هم هستند تا پروفیل ستون که جوشکاری می شود از زمین فاصله داشته باشد و راحت تر بتوان آن برگرداند تا دو طرف آن جوشکاری شود.
بعد از اینکه دو پروفیل مورد نظر در محل قرار گرفت با توجه به اینکه چه پلیتهایی روی آن جوشکاری شود که معمولاً در طبقات پائین برای ساختمان چند طبقه از پلیت سرتاسری استفاده می شود . عملیات جوشکاری انجام می گیرد .
پلیتها به اندازه ها و ارتفاع مورد نظر و در فواصل مشخص شده در نقشه جوشکاری می شوند که در محل اتصال سقف از پلیتهای بزرگتری استفاده می شود و اگر در محل اتصال سقف بادبند نیز اتصال داده شود از پلیتهای بزرگتر نسبت به پلیتهای سقف استفاده می شود که همه در نمای تیپ بندی ستون در نقشه داده شده است.
بعد از اینکه ستونها آماده شدن روی بیس پلیتها نبشی هایی را در یک جهت که باهم ریسمان هستند جوش می دهند و محل قرار گیری ستون را مشخص می کند بعد هم توسط جرثقیل ستونها روی بیس پلیت قرار داده شده و به نبشی ها تکیه داده می شوند و در واقع کار نبشی ها این است که نگذارد ستونها تکان بخورد سپس ستونها را از چهار طرف جوشکاری می کنند و شاغول می نماید بدین ترتیب ستونها جهت اتصال تیرها آماده می شود .
تیرریزی
با توجه نبشی های زیر سری که برای اتصال تیرها و شاه تیرها قرار داده شده است عملیات تیر ریزی صورت می پذیرد در پلان تیر ریزی شماره تیرها و محل اتصال آنها مشخص شده است اگر تیر لانه زنبوری باشد قبلاً روی زمین توسط جوشکاران ساخته می شود ودر محل نصب می گردد ودر واقع سقف جهت اجرا آماده می شود که معمولاً از تیرچه بلوک استفاده می شود .
انواع بادبند و نحوه اتصال آن
بادبندهایی که برای مقابله با نبروهای جانبی مورد استفاده قرار می گیرند عبارتنداز :
ـ بادبند ضربدری
ـ بادبند V شکل شامل Vشکل باز و بسته است
ـ بادبند ۸ شکل شامل ۸ شکل باز و بسته است
ـ بادبند K شکل و …
– بادبندهای EBF
بادبندها اعضا کششی فشاری هستند که برای مقابله با نیروهای جانبی در نظرگرفته می شوند و مانع کج شدن اسکلت ساختمان درهنگام اعمال نیروی جانبی می گردند که باید در یک ساختمان به صورت متقارن اجرا گردند یعنی در هر چهار طرف ساختمان باید بکار گرفته شوند که بر حسب دلایل معماری میتوان از انواع بادبند استفاده کرد .
بطور مثال در جاهایی که می خواهیم از پنجره یا نور گیر و حتی در استفاده کنیم باد بند ۸ شکل باز بهترین گزینه برای ما خواهد بود ولی از لحاظ مقاومت K شکل بهترین حالت برای یک دیوار بادبندی می باشد .
عرض و ارتفاع پلیتها قبلاً با توجه به طول جوش و زاویه اتصال تیر بادبند محاسبه شده است و اینکه نوع تیر باد بند از نبشی یا ناودانی را سالم به دو پلیت گوشه جوش می دهند و توسط لقمه که پلیت کوچکی دو ناودانی را به هم جوش می دهند و در جهت دیگر ناودانی دو قسمت کرده ودر قسمت اتصال و تیر قبلی توسط پلیت به هم جوش می دهند و بدین ترتیب دیوار بادبندی آماده می شود .
اما اگر بادبند ۸ شکل باز یا بسته باشد تمام ناودانی سالم و طول مورد جوش داده می شود اجرای آن راحتر است .
اجرای پله
برای ساختمان اسکلت فلزی معمولااز پله فلزی با شمشیری های پروفیل آهن استفاده می شود که اندازه آنها در پلان تیرریزی داده می شود و طول آن نیز مشخص و توسط جوشکار قبلاً آماده و در محل نصب می گردد .
برای پوشش بین شمشیریهای پله می توان از مصالح سقف استفاده کرد مانند تیرچه بلوک که تیرچه های آن هم مثل تیرچه های سقف سفارش داده شده و حمل تا در محل مورد نظر قرار گیرد و همانند عملیات سقف تیرچه بلوک بتن ریزی می شود.
گروت ریزی:
گروت ریزی با گروت سیمانی مناسب می باشد که دارای خاصیت غیر انقباضی و مقاومت بسیار بالا می باشد. گروت ریزی را می توان جهت پر کردن فضای خالی بین صفحات نشیمن و دستگاه های صنعتی و سازه های سنگین که نیاز به تحمل لرزه و فشار بسیار زیاد است استفاده می کنند گروت ساخت فابیر مطابق با استاندارد طراحی و ساخته شده است و مناسب برای گروت ریزی میباشد.
معمولا امکان گروت ریزی قبل از نصب سازه های فلزی وجود ندارد. (زمانی که قصد گروت ریزی زیر استراکچر یا ستون میباشد و ویا گروت برای بیس پلیت) گروت ریزی بعد از نصب بیس پلیت و تراز کردن انجام میگیرد که برای گروت ریزی بهتر است یک گروت منبسط شونده باشد.
گروت ریزی برای این انجام می شود که فضای خالی زیر بیس پلیت و فونداسیون را تراز کند و در واقع گروت ریزی برای تنظیم تراز بیس پلیت بکار می رود بنابراین قبل از نصب اسکلت، بیس پلیت باید تراز باشد. البته در بعضی سازه های کوچک و دکل های جدار پوسته ای اسکلت با بیس پلیت همزمان است که در این حالت بعد از نصب بیس پلیت گروت ریزی می کنند.
طراحی ساختمان سازه‌های فلزی
سه طرح و روش اصلی برای ساخت سازه‌های فلزی وجود دارد. اولین ساختارSimple Design است. این ابتدایی‌ترین و سنتی‌ترین طراحی سازه‌های فلزی است و معمولاً توسط شرکت‌ها مورد استفاده قرار میگیرد.
این نوع طراحی هنگام مقاومت در برابر بارهای جانبی بهترین است. از نوعی مهاربند برای ایجاد ثبات بیشتر و محافظت در برابر تاب خوردن استفاده میشود. هسته‌های بتونی را می توان برای ساختمانهای چند طبقه اضافه کرد.
نوع دیگر طراحی، Continuous Design نام دارد.
در این نوع طراحی اتصالات سخت‌تر میشوند به طوری که انتقال تعادل لحظه به اعضا وجود دارد. عملکرد قاب مانند ستونها و خم تیرها مواردی هستند که ثبات قاب را محافظت کرده و از تاب خوردگی محافظت می‌کنند.
در این نوع طراحی معمولاً از برنامه‌ها و نرم افزارهای رایانه‌ای برای تنظیم طرح استفاده میشود زیرا نوع آن پیچیده‌تر است.
نوع سوم، طرح نیمه مداوم است. این پیچیده‌ترین نوع طراحی است زیرا نمای واقعی‌تری از پاسخ مشترک سازه وجود دارد. در این مورد، برای تعیین رفتارهای اتصال به برنامه‌های پیشرفته رایانه‌ای نیاز است.
جزئیات اسکلتهای فولادی شامل چه موارد میشود؟
سازه‌های فلزی از اجزای مختلف تشکیل شده است که در ادامه این جزییات را بیشتر بررسی خواهیم کرد.
پایه
برای حمایت از قاب فولادی، باید یک پایه محکم وجود داشته باشد. نوع فونداسیون مورد استفاده بستگی به ظرفیت تحمل خاک دارد. پیمانکاران معمولاً محققین خاک را استخدام می کنند تا هم سطح و هم سطح زیر زمین را کاوش کنند تا نحوه استراحت قاب فولاد را تعیین نمایند.
یک پایه نواری
پایه نواری در صورت وجود بار کم تا متوسط، مورد نیاز است.
این نوع پایه میتواند بارهای منتقل شده را تحمل نماید. با این حال، اگر مقاومت خاک در حد مطلوبی نبوده و نیاز به بار زیادی باشد، پیمانکاران باید یک پایه شمع را انتخاب کنند. این نوع پی‌ها وزن بار از سازه را در خاک توزیع می‌کنند.
ستون فولادی
پس از پی ریزی، ستونهای فولادی بعدی قرار می‌گیرند. نوع ستون فولادی که استفاده خواهد شد نیز به بار تحمیل شده بستگی دارد. اینها معمولاً پیش ساخته هستند.
هنگام نصب، باید یک اتصال قوی بین ستون و پایه وجود داشته باشد. در انتهای ستونها، از صفحات پایه مربع یا مستطیل شکل برای تقویت اتصال آن به پی استفاده میشود. این اشکال معمولاً نسبت به دیگر موارد ترجیح داده میشوند؛ زیرا فاصله مناسب و متعادل‌تری را برای پیچ و مهره‌ها ایجاد می‌کنند.
تیرآهن
تیرهای فولادی معمولاً برای سازه‌های چند طبقه استفاده میشوند. برای انتقال بار از پشت بام به کف از طریق ستونها به تیرها اعتماد میشود. دامنه پرتوی فولادی بین ۳ تا ۹ متر است؛ اما برای ساختار بلندتر و گسترده تر میتواند تا ۱۸ متر هم برسد.
سیستم کف
همزمان با نصب تیرها میتوان آن را نصب کرد. سیستم کف همچنین به پشتیبانی از بار عمودی سازه کمک می‌کند.
با این حال، آنها همچنین می‌توانند برخی از ضربه‌های ناشی از بارهای جانبی را با کمک مهاربند تحمل کنند. برخی از انواع متداول سیستم‌های کف که برای سازه‌های فلزی استفاده میشوند ، دال‌ها و تیرهای Slimflor هستند. آنها همچنین می توانند با مواد کامپوزیتی ترکیب شوند.
مهاربندی و روکش
مهاربند به انحراف نیروی جانبی کمک می‌کند. همچنین برخی از بارهای جانبی را از سازه به ستون منتقل خواهد کرد.
برای روکش، بسته به نوع شکل ظاهری صاحبان ساختمان، انواع مختلفی از مواد برای انتخاب وجود دارد.
روکش ورق معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد؛ زیرا به راحتی قابل نصب است و همچنین از داخل سازه محافظت کافی می کند. روکش آجر نیز می تواند جایگزین مناسبی باشد. این خاصیت عایق بندی بهتری دارد که می تواند گرما را در تابستان منحرف کند.
سخن آخر!
ما در این مطلب سعی کردیم، تمامی نکات مرتبط با اسکلت فلزی را به صورت کامل بررسی نماییم. اینکه اسکلت فلزی چیست، نحوه اتصال آن چگونه است، چه مزایایی دارد در چه مواردی استفاده میشود و به صورت کلی سعی کردیم از این نوع اسکلت اطلاعات کاملی را در اختیار شما قرار دهیم. در صورتی که پس از مطالعه این مطلب، نیاز به اطلاعات بیشتری داشتید، می‌توانید با کارشناسان ما تماس بگیرید.