وبلاگ

درباره ی سازه های فلزی چه می دانید؟

سازه های فلزی قابی
به این نوشته رای بدین! post

همه ی دست سازهای مهندسی را سازه ی فلزی می نامند. این سازه ها می توانند هم در ابعاد کوچک و هم در ابعاد بزرگ ساخته شوند. ابتدا و با ساخت پل ‌های قوسی چدنی، سازه های فلزی وارد صنعت ساخت و ساز شده و امروزه بسیاری از سازندگان مشهور در سرتاسر دنیا با استفاده از این سازه های فلزی به ساخت برج ایفل، گلدن گیت، برج خلیفه دبی و … پرداختند. در ادامه ی این مقاله به معرفی انواع سازه های فولادی می پردازیم؛ پس با ما همراه بمانید.

انواع سازه های فلزی را بشناسید:

سازه های فلزی یا فولادی با توجه به نوع تحمل نیرو های وارده بر آن ها به چهار دسته اصلی تقسیم می شوند که به شرح زیر هستند:

  • اول، سازه قابی یا قاب بندی شده (Framed structure).
  • دوم، سازه پوسته ‌ای (Shell structure).
  • سوم، سازه معلق (Suspension structure).
  • چهارم، سازه خرپایی (Truss structure).

سازه های فلزی قابی یا قاب بندی شده:

از رایج ترین سازه های فلزی، نوع قابی بوده که می‌توانیم آن ها را به همه ی سازه‌ هایی که اسکلت آن ها از پروفیل‌ های آی (I) شکل فولادی ساخته شده اند نسبت دهیم.

سازه فولادی

از این مدل سازه ها برای ساخت سازه های مرتفع، برج ‌ها، ساختمان ‌های مسکونی، صنعتی، سازه ‌های ورزشی و سوله ‌ها استفاده می کنند. نوع متداول ساختمان اسکلت فلزی، سازه های فلزی قابی نام دارند.

این سازه تشکیل دهنده ی تنها بخش اسکلت، قاب یا چارچوب سازه بوده و قسمت های دیگر آن مانند سقف و دیوار ها از مصالح ساختمانی دیگر می ‌تواند استفاده شود. در برخی از موارد از سقف ‌های فولادی با عنوان عرشه ی فولادی نیز جهت سازه‌ های فلزی قابی استفاده می‌ گردد که با توجه به بودجه و طراحی سازه صورت می پذیرد.

بیشتر بخوانید: درباره ی میلگرد ادکا یا اوتکا چه می دانید؟

در سازه فلزی قابی از پروفیل ‌های فولادی استفاده می شود و به وسیله ی آن، اقدام به ساخت تیر ها و ستون ‌های سازه به کمک پیچ و مهره صورت گرفته که در کارخانه یا در کارگاه انجام می گردد. در برخی مواقع ممکن است از روش جوشکاری جهت اتصال تیر ها و ستون ‌ها استفاده می شد که این روش منسوخ شده و مورد تأیید سازمان نظام مهندسی ساختمان نمی باشد.

لازم به ذکر است که در مواردی جهت اجرای سازه فلزی قابی، از پروفیل‌ های فولادی با سطح مقطع مربع یا دایره نیز استفاده می ‌گردد که در مرحله طراحی سازه متناسب با وزن سازه و نیرو های وارده بر آن محاسبه شده و تعیین خواهد شد.

سازه فولادی پیش ساخته چیست؟

فولادی پیش ساخته یا انواع سازه فلزی، سازه ‌هایی می باشند که اسکلت آن‌ ها در کارخانه آماده می ‌شوند. از این سازه‌ ها جهت اجرای سریع ساختمان‌ هایی با دهانه ی بلند مانند انبار ها استفاده می شود. از قاب های پیش ساخته نیز در اجرای ساختمان‌ های مسکونی یک طبقه و کم ارتفاع نیز استفاده می نمایند.

سازه قاب فولادی سبک، یکی از محبوب ‌ترین روش‌ های اجرای این سیستم می باشد. سازه فولادی پیش ساخته جهت مقاومت در برابر بار های سقف و باد طراحی می‌ گردند. عملکرد این سازه ها را کیفیت و صلبیت اتصالات آن ها تعیین می کنند.

سازه فولادی با دیوار برشی و باربر:

دیوار برشی، با عنوان المان های عمودی طراحی شده جهت مقاومت در برابر بار های جانبی مانند باد و زلزله، در مهندسی سازه، می گویند. در سازه های فولادی از دیوار های برشی آجری، بتنی و یا فولادی استفاده می گردد.

سازه فلزی پوسته ‌ای:

سازه ‌های فلزی پوسته‌ ای یا (Shell structure) نوع دیگر سازه فلزی یا فولادی بوده و به سازه‌ هایی گفته می ‌شود که در آن ها با استفاده از ورق ‌های فولادی اقدام به ساخت پوسته یا جداره یک سازه می شود.

در این نوع سازه ‌ها، امکان پوشش مساحت‌ های بزرگ وجود دارد و این کار بدون استفاده از ستون انجام می گیرد. این در حالی است که تا سال ها بتن آرمه جهت ساخت پوسته به کار می ‌رفته، اما امروزه به دلیل پیشرفت ‌های اخیر، امکان استفاده از فولاد برای سقف ‌های منحنی ایجاد شده است. پوسته ‌های فولادی، زیبا و در اشکال بسیار متنوع موجود هستند. وزن آن ها بسیار سبک بوده و به خوبی برای پیش مونتاژ قطعات مناسب هستند.

سازه های فلزی

این سازه ها نیازی به قالب و داربست در زمان ساخت و ساز نخواهد داشت. توجه داشته باشید که این نوع سازه، محدودیت ‌های خاص خود را دارا هستند. از مهم ‌ترین معایب این سازه ها، عدم امکان خم عرضی و طولی قطعات در کارگاه می باشد. توجه داشته باشید که می‌ توان از مکمل ‌های فرعی به عنوان اجزای پوسته ‌های خمیده استفاده نمایید. در اغلب موارد از این سازه ‌ها در زمینه ی ساخت تانکر های آب، سیلو های گندم و مخازن سیالات در پتروشیمی ‌ها کاربرد دارد.

بیشتر بخوانید  مزیت استفاده از میلگرد FRP در سازه های بتنی

درباره ی سازه ی فلزی معلق چه می دانید؟

از انواع دیگر سازه فلزی یا فولادی بوده که با اشاره به عنوان سازه فلزی معلق (Suspension structure)، پل‌ های معلق یادآوری می گردند. از جمله سازه‌ هایی که به وسیله ی فولاد و با استفاده از نیروی کشش طناب ساخته می ‌شود، پل معلق نام دارد. لازم به ذکر است که از این فناوری جهت تهیه ی انواع سایبا ن‌های فلزی، مسقف کردن پارکینگ‌ های روباز و همچنین خطوط لوله بهره می گیرند.

در سازه ‌های فلزی معلق، عناصر اصلی تحمل کننده بار تحت تاثیر نیرو های کششی قرار می گیرند که شامل سیم، کابل، زنجیر، دیافراگم ورقی شکل و غیره می باشند. سازه‌ های معلق امکان استفاده از خواص مکانیکی و مصالح را ممکن خواهد ساخت. از آن ها به علت وزن سبک، می توان در سازه ‌هایی که دهانه بسیار بزرگی دارند، استفاده کرد.

بیشتر بخوانید: هر آنچه باید درباره ی پروفیل بدانید!

نصب این سازه‌ ها کاری نسبتاً ساده بوده؛ چرا که آن ها بسیار ایمن می باشند و معماری متمایز و جالبی دارند. سازه های معلق در واکنش حرکتی بالا نسب به ورود نیرو و حساسیت زیاد، باعث تغییر شکل شده و تحت تنش‌ های موضعی قرار می گیرد. امکان دارد این مسئله با نصب عناصر تثبیت کننده ای مثل سیم ‌های فلزی، تخته‌ های متقاطع، تیر های تقویتی و پیش تنیدگی سازه برطرف گردد.

سازه های معلق امکان دارد تا به صورت صفحه ای یا فضایی تهیه گردند. ساده ‌ترین شکل ساختار صفحه ای بوده که کابل‌ ها به تکیه گاه متصل گشته و عناصر معلق بر روی آن قرار می گیرد تا فشار موضعی را تحمل نماید.

درباره ی ساختار سازه‌ های فضایی فولادی چه می دانید؟

این سازه های فلزی یک ساختار فضایی بوده که از متصل شدن چندین میله با گره ‌های مختلف در شبکه ای خاص تشکیل می شود. انواع مختلف این شبکه‌ ها بر اساس استاندارد های مختلف طبقه بندی شده اند.

روش‌ های مختلف ترکیب این نوع اتصال:

  • اول، شبکه‌ های سیستم خرپایی متقاطع.
  • دوم، شبکه ‌های سیستم مخروطی مثلثی.
  • سوم، شبکه‌ های سیستم مخروطی چهار ضلعی.
  • چهارم، شبکه ‌های سیستم مخروطی شش ضلعی.

شبکه تخت متشکل از آکورد، توری مورب، گره ‌های میانی، گره ‌های پشتیبانی و غیره می باشد.

سازه های فلزی خرپایی را بشناسید:

سازه های فلزی خرپایی (Truss structure) از دیگر انواع سازه فلزی رایج بوده که در ساخمان سازی از آن ها استفاده می شود. این سازه ها با کمک تیر های فولادی مثلثی شکل و با متصل شدن مفصلی به تکیه‌گاه ‌ها نیرو های وارده بر سازه را به زمین منتقل می نماید.

سپس تیر ها، تکیه گاه ‌ها و مابقی اجزای خرپا به کمک یکدیگر یک ساختار مشبک را تشکیل داده که معمولاً شامل 5 واحد مثلثی شکل یا بیشتر می باشند. این واحد ها شامل قسمت های مستقیم و صاف می باشد که انتهای آن ‌ها در مفصل‌ ها به یکدیگر وصل شده است.

سازه فلزی

نیرو های خارجی و واکنش ‌ها به این نیرو ها تنها در مفصل‌ ها اعمال شده که باعث ایجاد نیرو در قست های کششی یا فشاری خواهد شد. در نهایت، بخش ها به‌ نحوی در کنار یکدیگر قرار گرفته ‌اند که ترکیب کلی در عمل همانند یک شکل واحد عمل خواهد کرد.

مزیت های سازه‌ های اسکلت فولادی در چیست؟

همانطور که پیش از این اشاره شد، امروزه کاربرد سازه ‌های فولادی بسیار گسترش پیدا کرده و علت آن نیز برتری و مصارف زیاد این سازه‌ ها می باشد. مزایای دیگر این سازه را در زیر شرح داده ایم:

  • اول، خواص مکانیکی مناسب: استحکام بالا و مقاومت زیاد در برابر کشش و فشار.
  • دوم، امکان کنترل کیفیت فولاد در کارخانه در زمان تولید، نسبت به بتن و مصالح بنایی.
  • سوم، امکان توسعه سازه.
  • چهارم، امکان پیش ساخته کردن قطعات.
  • پنجم، سرعت نصب بالا.
  • ششم، اشغال فضای کمتر.
  • هفتم، قابلیت استفاده در ارتفاع زیاد از سطح زمین.
  • هشتم، قابلیت اتصال چند قطعه به یکدیگر توسط جوش یا پیچ و مهره.

معایب سازه ‌های اسکلت فولادی را بشناسید:

همانطور که پیش از این نیز بیان شد، فولاد در برابر رطوبت هوا و حرارت بالا، حساس می باشد و همین امر موجب زنگ‌ زدگی اسکلت فولادی خواهد شد؛ درنتیجه برای جلوگیری از آن، باید از روش‌ هایی مثل رنگ آمیزی با رنگ ‌های ضد زنگ، پوشش ضد حریق، رنگ ضد حریق و دیگر روش‌های حفاظتی بهره برد.

از جمله معایب آن، احتمال اتصال بد و با کیفیت نامطلوب در جوشکاری و مقاومت کم در برابر حریق وجود دارد. با این وجود، امروزه  مهندسین در سرتاسر دنیا با ارائه ی مناسب ترین راهکار ها، تا حد زیادی این مشکلات را برطرف نموده اند.

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.