سازه های فولادی چیست؟
امروزه سازه فلزی یا Steel Structure یکی از پر استفاده ترین مصالح در دنیای ساختمان سازی شناخته می شوند. جنس اصلی انواع سازه های ساخته شده از فولاد می باشد. در حقیقت فولاد از آلیاژِ آهن و کربن ساخته شده است که با قابلیت های زیادی که دارد به یکی از کارآمد ترین مصالح ساختمانی مبدل گردیده است. سازه های فولادی از جایگاه ویژه ای در بخش ساخت و ساز تشکیل شده که در بعضی از پروژه های ساخت و ساز نمی توان آن را با هیچ یک از مصالح دیگر جایگزین کرد.
از مهم ترین و اصلی ترین انواع سازه های فلزی می توان به سازه فولادی قابی، سازه فولادی پوسته ای، سازه فولادی معلق و سازه فولادی خرپا اشاره کرد. در این مقاله با کاربرد ها، مزیت ها و انواع سازه های فلزی آشنا می شوید.
کاربرد سازه های فلزی چیست؟
فولاد، از مهم ترین فلز ها در صنعت ساخت و ساز محسوب می شود. قطعات فولادی زمانی که با شکل و قاعده ی خاصی در کنار هم قرار بگیرند، برحسب قابلیت های خود، کاربرد های متفاوتی پیدا خواهند کرد. باید گفت که انواع سازه های فلزی در ساخت انواع پل ها، اسکلت ساختمان مخصوصا ساختمان های بلند، مخزن نگه داری سیالات و سایر سازه های ثابت و غیره کاربرد دارند.
مزایای استفاده از انواع سازه های فلزی چیست؟
دلیل محبوبیت روزافزون انواع سازه های فلزی به ویژگی ها و برتری های آن ها نسبت به بتن مرتبط می باشد. ویژگی های فولاد مثل استحکام و در عین حال قابلیت شکل دهی آسان، چکش خواری، پذیرش جوش، خاصیت فنری و الاستیکی آن به همراه ویژگی های جذاب هر یک از انواع سازه های فولادی، رمز گرایش زیاد به این نوع سازه ها می باشد.
از ویژگی های انواع سازه های فولادی به استحکام بالا در برابر کشش و فشار، عمر طولانی، قابلیت مقاوم سازی بیشتر و تعویض راحت تر، انتقال فشار لرزه ای کمتر به ساختمان هنگام زلزله، نصب آسان، قابلیت از پیش ساخته شدن، خاصیت ارتجاعی و کیفیت یکنواخت انواع سازه های فولادی می توان نام برد.
سازه های فولادی دارای مدل های متنوعی است. از انواع سازه های فلزی می توان به سازه قابی که با استفاده از تیر ها و ستون ها ایجاد می شود، اشاره کرد. سازه شبکه ای شامل سازه فولادی مشبک و گنبدی بوده، سازه از پیش تقویت شده، سازه خرپا که با استفاده از میلگرد و اجزاء مثلثی شکل ایجاد می گردد، سازه طاقی شکل، پل کمانی شکل، پل تیری، پل کابلی، پل معلق و پل خرپایی می باشد.
سقف عرشه فولادی به چهار گروه اساسی طبقه بندی می شود:
- اول، سازه های قابی (framed structure) :
معمولاً از مجموعه ای متشکل از تیر ها (اعضای افقی) و ستون ها (اعضای قائم) تشکیل شده است.
- دوم، سازه های پوسته ای (shell structure) :
از ورق پیوسته با اشکال هندسی خاص مانند استوانه و کروی تشکیل می گردد.
- سوم، سازه های معلق ( suspension structure) :
در اعضای آن ها نیروی کششی حاکم است.
- چهارم، سازه های خرپایی (truss structure) :
اعضای آن ها، نیرو های محوری (کششی یا فشاری) را تحمل و منتقل می کند
با توجه به پیشرفت تکنولوژی در صنعت ساخت و ساز ساختمان ها، شما می توانید شاهد انواع سازه های مختلف باشید که در میان این سازه ها، سازه فلزی قابی به دلیل داشتن برتری ها و مزایای بسیار زیادی از پر طرفدار ترین و پر تقاضا ترین سازه های کارفرمایان می باشد. به دلیل این که زمان و سرعت ساخت ساختمان ها برای کارفرمایان و سرمایه گذاران از اهمیت بسیار ویژه ای برخوردار است؛ این امر سبب شده که سازه فلزی قابی بیشتر مورد توجه واقع شود.
بسیاری از متخصصین و شرکت های تولید سازه های فلزی در سال های اخیر توانسته اند مقاوم ترین و با کیفیت ترین سازه های فلزی قابی را تولید و طراحی کنند. هم چنین سعی شده است تا تمام نیازها و خواسته های کارفرمایان و مشتریان در این سازه ها گنجانده شود. شما می توانید شاهد استفاده از سازه فلزی قابی در ساختمان هایی از جمله مراکز فرهنگی، برج های رادیویی، مراکز خرید، سالن های اجتماعات و مراکز تفریحی باشید.
سازه های فلزی قابی از انواع قاب ها در اسکلت فلزی استفاده می باشد؛ که در زیر به انواع سازه فلزی قابی اشاره کردیم:
اول، سازه فلزی قابی با تیر های افقی:
در این حالت اسکلت ساختمان به صورت بسته بوده و ستون ها به شکل افقی ساخته شده اند. از این نوع قاب بندی برای ساختمان هایی که حداقل ۳ طبقه دارند استفاده می شود.
دوم، سازه فلزی قابی با تیر های مورب: سازه فلزی قابی با تیر های مورب، به دو حالت طراحی و ساخته می شود:
-حالت سوله: فاصله قاب ها در این حالت از یک دیگر ۵/۴ تا ۱۰ متر متغیر می باشد. از این حالت سازه فلزی در ساختمان های یک طبقه ای مورد استفاده قرار می گیرد. هم چنین برای ساخت سوله هایی با دهانه ی ۹ تا ۶۰ متری نیز می توان از این نوع سازه های فلزی قابی استفاده کرد. نمونه های دیگر این سازه را می توان در انبار های بزرگ، کارگاه ها و سردخانه ها مشاهده کرد.
-حالت خرپا: امروزه استفاده از این حالت در ساختمان ها بسیار کمتر شده و حالت سوله جایگزین خوبی برای حالت خرپا شده است.
شما می توانید با توجه به نوع ساختمانی که دارید یکی از این انواع سازه های فلزی قابی را انتخاب و طراحی کنید.ه ف سته ای
یکی از انواع سازه های فلزی اصلی، سازه فولادی پوسته ای است. به بیان ساده، سازه فولادی پوسته ای سازه ای با حجم فضایی مانند کروی یا استوانه ای بوده که برای ساخت سیلو ها و مخازن نگه داری سیالات در کارخانه ها و… مورد استفاده قرار می گیرد.
سازه فولادی پوسته ای:
سازه فولادی پوسته ای چگونه ساخته می شود؟
سازه فولادی پوسته ای، نوعی از انواع سازه های فلزی است که با شکل هندسی ویژه اش شناخته می شود. سازه فولادی پوسته ای جسم صلب سه بعدی بوده که ضخامت آن در مقایسه با سایر ابعاد کم است. ضرورتاً یک سازه فولادی پوسته ای با استفاده از دو روش ایجاد می شود؛ شکل دادن به سطح میانی پلیت به عنوان یک سطح یک بار یا دو بار خم شده و یا با استفاده از اعمال بار و فشاری که با پلیت تولیدکننده فشار زیاد، هم صفحه است.
سازه فولادی معلق یکی دیگر از انواع سازه های فلزی است. سازه فولادی معلق به سازه هایی با سطوح افقی گفته می شود که در آن ها طبقات با استفاده از کابل های آویزان شده سهمی شکل با قدرت زیاد پشتیبانی می شوند. قدرت یک سازه فولادی معلق از شکل کابل های قوی تاب دار سهمی شکل حاصل می شود.
جهت کارآمدی بیشتر این نوع از انواع سازه های فلزی، فرم سهمی گونه آن طوری طراحی می شود که شکل آن کاملاً نزدیک به فرم دقیق نمودار لحظه ای باشد. کابل تاب دار، تحت شرایط فشار متقارن دارای ثبات بیشتری است؛ زیرا کابل قابلیت تغییر شکل جهت تنظیم کردن خود با فشار خارج از مرکز را دارد. این قابلیت در کابل باعث فشار ثانویه در سطح افقی و تغییر شکل بیشتر می شود. علت وجود انحنای سهمی گونه در سازه فولادی معلق، مقاوم سازی این سازه در برابر فشار های خارج از مرکز یا جانبی مانند فشار ناشی از باد یا ارتعاش و مانند آن است.
یکی دیگر از انواع محبوب سازه های فلزی، خرپا ها هستند. برای شناخت سازه فولادی خرپا ابتدا باید خرپا را شناخت. خرپا یک سازه تشکیل شده از تیر ها و سایر المان هاست؛ به نحوی که یک ساختار مشبک را تشکیل دهند. در علوم مهندسی، یک خرپا سازه ای مشتمل بر اجزایی است که دو نیرو ایجاد می کنند. یک جزء دو نیرویی عبارت است از سازه ای که در آن نیرو فقط به دو نقطه وارد می شود. در این نوع سازه، اجزا به گونه ای کنار هم قرار گرفته اند که ترکیب کلی به مثابه یک شی واحد عمل کند.
خرپا ها عموماً شامل 5 واحد مثلثی شکل یا بیشتر هستند. این مثلث ها دارای اجزاء مستقیم و صاف بوده که انتهای آن ها در مفاصل به یکدیگر متصل شده اند. به این مفاصل، گره Node گفته می شود. در این نوع ساختار، نیرو های خارجی و واکنش ها به این نیرو ها، فقط در ناحیه مفاصل اعمال می شوند و منجر به ایجاد نیرو در اجزای کششی یا فشاری می شوند.