فلز دارای ویژگی ها و مزایای بسیاری است که یکی از مهم ترین کاربرد آن در ساخت و ساز رخ نشان می دهد و انواع سازه های فلزی یکی از رایج ترین ها در ساختمان سازی می باشد که امروز قصد معرفی سازه های فلزی، انواع، مزایا و معایب آن را داریم، پس تا پایان با ما همراه باشید.
تعریف کلی سازه های فلزی
به تمام دست سازهای از جنس فلز که به وسیله مهندسان ساخته و قابل اجرا می باشد، در یک تعریف کلی سازه فلزی می گویند. اولین نوع این سازه ها همان پل های قوسی چدنی بوده که رسما حضورش را به عرصه صنعت ساخت و ساز معرفی کرد. امروزه سازه‌های فلزی از پرکاربردترین مصالح در صنعت ساختمان سازی هستند. جنس اصلی این سازه‌ها فولاد بوده که از آلیاژ آهن و کربن ساخته می‌شود. این سازه‌ها در برخی موارد هیچ جایگزینی ندارند.
سازه های فلزی معروف جهان
پروژه های بزرگی در سراسر دنیا برای شکل گیری از سازه های فلزی کمک گرفته اند که مهم ترین آنها شامل: برج ایفل، گلدن گیت، برج خلیفه دبی، برج میلاد و… می باشد.
انواع سازه های فلزی
سازه های فلزی با توجه به نوع کارکرد و نوع تحمل نیروها، دارای دسته بندی متفاوتی از قبیل: سازه های قابی، پوسته ای، معلق و خرپا می شود که در ادامه به شرح این چهار نوع پرداخته ایم.
سازه های فلزی قابی یا قاب بندی شده
لقب رایج ترین سازه فلزی را سازه های فلزی قابی به خود گرفته اند که می توان به تمام سازه‌هایی که اسکلت آنها با استفاده از پروفیل‌های آی (I) شکل فولادی ساخته شده است نسبت داد. بیشترین کاربرد این سازه فلزی در ساخت برج ها، ساختمان های مسکونی، صنعتی، ورزشی و سوله ها می باشد. جهت مشاهده‌ی انواع پروفیل و خرید پروفیل گالوانیزه به سیوان لند مراجعه کنید.
همانطور که از نام سازه فلزی قابی پیدا است، این سازه تنها بخش اسکلت، قاب یا چارچوب سازه را تشکیل می‌دهد و بخش‌های دیگر آن مانند سقف و دیوارها از مصالح ساختمانی دیگر می‌تواند استفاده شود. البته گاهی از سقف‌های فولادی با نام تجاری عرشه فولادی نیز برای سازه‌های فلزی قابی استفاده می‌شود که با توجه به بودجه و طراحی سازه انجام می‌گیرد.
در سازه فلزی قابی با استفاده از پروفیل‌های فولادی اقدام به ساخت تیرها و ستون‌های سازه با استفاده از روش پیچ و مهره می‌شود که در کارخانه یا در کارگاه انجام می‌شود. البته گاهاً نیز از روش جوشکاری هم برای اتصال تیرها و ستون‌ها استفاده می‌شود که منسوخ شده و مورد تأیید سازمان نظام مهندسی ساختمان نیست.
سازه‌های فلزی پوسته‌ای
از دیگر انواع سازه فلزی یا فولادی است و به سازه‌هایی گفته می‌شود که در آنها با استفاده از ورق‌های فولادی به ساخت پوسته یا جداره یک سازه، اقدام شود از مزایای این نوع سازه‌ها امکان پوشش مساحت‌های بزرگ بدون استفاده از ستون است. این در حالی است که بتن آرمه سال‌ها برای ساخت پوسته به کار می‌رفته است، لذا پیشرفت‌های اخیر امکان استفاده از فولاد را برای سقف‌های منحنی فراهم کرده است. پوسته‌های فولادی زیبا و از نظر شکل بسیار متنوع هستند. وزن آنها بسیار سبک بوده و به خوبی برای پیش مونتاژ قطعات مناسب است.
این نوع سازه نیازی به قالب و داربست در هنگام ساخت و ساز ندارد. البته این نوع سازه محدودیت‌های خاص خود را نیز دارد. از مهم‌ترین این ایرادات عدم امکان خم عرضی و طولی قطعات در کارگاه است. با این حال، می‌توان از مکمل‌های فرعی به عنوان اجزای پوسته‌های خمیده استفاده کرد. از این سازه‌ها در بیشتر در زمینه ساخت تانکرهای آب، سیلوهای گندم و مخازن سیالات در پتروشیمی‌ها استفاده می‌شود.
سازه های فلزی معلق
از دیگر انواع سازه فلزی یا فولادی است. با اشاره به نام سازه فلزی معلق (Suspension structure)، پل‌های معلق یادآور می‌شوند. بله یکی از سازه‌هایی که با استفاده از فولاد و با استفاده از نیروی کشش طناب ساخته می‌شود، پل معلق است. البته از این فناوری برای ساخت انواع سایبان‌های فلزی و مسقف کردن پارکینگ‌های روباز و خطوط لوله نیز استفاده می‌شود.
سازه های فلزی خرپایی
سازه فلزی خرپایی (Truss structure) از انواع سازه فلزی رایج در ساخمان سازی است و به سازهای گفته می‌شود که در آن به وسیله تیرهای فولادی مثلثی شکل با اتصال مفصلی به تکیه‌گاه‌ها نیروهای وارده بر سازه را به زمین انتقال می‌دهد. در نهایت تیرها، تکیه گاه‌ها و سایر اجزاء خرپا یک ساختار مشبک را تشکیل می‌دهند که معمولاً شامل 5 واحد مثلثی شکل یا بیشتر هستند. این واحدها دارای اجزاء مستقیم و صاف بوده که انتهای آنها در مفصل‌ها (Node) به یکدیگر متصل شده‌اند.
در این سازه فلزی نیروهای خارجی و واکنش‌ها به این نیروها، فقط در ناحیه مفصل‌ها اعمال می‌شوند و منجر به ایجاد نیرو در اجزای کششی یا فشاری می‌شوند. در کل اجزا به‌گونه‌ایی کنار هم قرار گرفته‌اند که ترکیب کلی در عمل مانند یک شکل واحد عمل کند.
مزایای سازه‌های اسکلت فولادی
همانطور که گفته شد کاربرد سازه‌های فولادی بسیار گسترش یافته است و علت آن نیز برتری و مصارف زیاد این سازه‌ها است. از جمله این مزایای این سازه می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.
- خواص مکانیکی مناسب مانند استحکام بالا و مقاومت زیاد در مقابل کشش و فشار
- امکان کنترل کیفیت فولاد در کارخانه به هنگام تولید، نسبت به بتن و مصالح بنایی
- امکان توسعه سازه
- امکان پیش ساخته کردن قطعات
- سرعت نصب بالا
- اشغال فضای کمتر
- قابلیت استفاده در ارتفاع زیاد از سطح زمین
- قابلیت اتصال چند قطعه به یکدیگر توسط جوش یا پیچ و مهره
معایب سازه‌های اسکلت فولادی
همانطور که در بخش سازه فلزی قاب بندی شده گفته شد، فولاد در برابر رطوبت هوا و حرارت بالا حساس بوده و این به زنگ‌زدگی اسکلت فولادی می‌انجامد؛ لذا برای جلوگیری از این امر، باید از روش‌هایی مانند رنگ آمیزی با رنگ‌های ضدزنگ، پوشش ضد حریق، رنگ ضد حریق و دیگر روش‌های حفاظتی استفاده کرد.شما می‌توانید رنگ‌های موردنیاز خود را به صورت آنلاین از سیوان لند خریداری کنید. جهت خرید و استعلام قیمت رنگ به سیوان لند مراجعه کنید.
همچنین از معایب این سازه‌ها می‌توان به احتمال اتصالات بد با کیفیت نامطلوب در جوشکاری و مقاومت کم در برابر حریق هم اشاره کرد.
کاربرد سازه های فلزی
به طور کلی فولاد به تنهایی در صنعت ساخت و ساز کاربرد فراوانی دارد حال اگر اجرای آن به شکل و قاعده‌ی خاصی کنار یکدیگر قرار بگیرند، قابلیت‌ها و کاربردهای مختلفی پیدا می‌کنند. از کاربردهای انواع سازه‌های فلزی می‌توان به: ساخت پل‌ها، اسکلت ساختمان خصوصا ساختمان‌های بلند، مخزن نگه داری سیالات و سایر سازه‌های ثابت اشاره کرد.
مزایای انواع سازه های فلزی
این سازه‌ها به دلیل ویژگی‌ها و برتری‌های آن نسبت به بتن و مصالح دیگر، محبوبیت زیادی در بین ساختمان سازان دارند. فولاد به دلیل ویژگی‌هایی همچون: استحکام، شکل دهی آسان، چکش خواری، پذیش جوش، خاصیت فنری و الاستیکی آن و دیگر قابلیت‌های منحصر به فرد آن سبب شده که در ساخت سازه های فلزی به کار گرفته شود.
جهت خرید و استعلام قیمت بتن به سیوان لند مراجعه کنید.
مشخصات و ویژگی‌های سازه های فلزی
- استحکام بالا در برابر کشش و فشار
- عمر طولانی
- قابلیت مقاوم سازی بیشتر
- تعویض راحت
- انتقال کمتر فشار لرزه‌ای به ساختمان در زمان بروز زلزله
- نصب آسان
- قابلیت از پیش ساخته شدن
- خاصیت ارتجاعی
- کیفیت بالای سازه های فلزی
کلام آخر
سازه های فلزی خدمات گسترده ای را به صنعت ساخت و ساز داده اند و به همین علت آگاهی از انوع، مزایا و معایب این نوع سازه ضروری بوده که در این مقاله به شرح دقیق آن پرداختیم.
