مزایای سازه های فولادی
استفاده از فولاد در ساخت و ساز سالهاست مورد توجه سازنگان و معماران قرار داشته است. از مهمترین مزایای سازه های فولادی می توان به مواردی همچون سرعت بالای ساخت و ساز، امکان استفاده در کارگاه های کوچک، امکان استفاده در مناطق دور افتاده و همچنین آلودگی زیست محیطی پایین این محصول اشاره کرد. باید در نظر داشت به دلیل پیش ساخته بودن تعداد زیادی از مقاطع فولادی نظیر میلگرد، تیرآهن، نبشی و ناودانی، استفاده از این محصولات می تواند سرعت ساخت و ساز را به میزان قابل توجهی افزایش دهد. از مواد دیگری که استفاده از فولاد را بین سازندگان محبوب کرده است می توان به عدم وابستگی به وضعیت آب و هوایی و دمای محیط کار اشاره نمود. در ادامه به بررسی جامع مزایای سازه های فولادی خواهیم پرداخت.
مزایای سازه های فولادی
الف) سرعت ساخت:
سرعت ساخت در بسیاری پروژه‌های ساختمانی از نظر اقتصادی اهمیت ویژه‌ای دارد.سرعت ساخت به عوامل زیر وابسته است :
- سرعت در طراحی دقیق ساختمان
- استفاده از قطعاتی که به‌صورت پیش‌ساخته نصب می‌شوند
- برنامه‌ریزی دقیق عملیات اجرایی
اگر این اصول علاوه بر مرحله ساخت سیستم سازه‌ای، در مرحله ساخت و نصب پوشش‌ها و تأسیسات داخلی ساختمان رعایت شود، زمان کلی ساخت بسیار کوتاه خواهد بود . با استفاده از خصوصیات سازه‌های فولادی، می‌توان مدت‌زمان ساخت را تا حد امکان کاهش داد. از جمله عوامل مؤثر در زمان اجرای ساختمان می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
عملیات نصب در زمان کوتاه: یک ساختمان فلزی از نظر سرعت عملیات نصب بسیار ایده‌آل به نظر می‌رسد. زیرا از اجزای پیش‌ساخته تشکیل شده است که به‌وسیله جرثقیل قابل نصب است. قطعات اسکلت فلزی به طور موقت در محل خود نصب می‌شوند و پس از اتمام عملیات مونتاژ قطعات، اتصالات تکمیل می‌شود. استفاده از جرثقیل، مناسب در دقت و سرعت عملیات نصب نقش زیادی ایفا می‌کند.
عملیات ساخت بدون توجه به وضعیت آب و هوایی: عملیات نصب اسکلت فلزی به وضعیت هوا در فصول مختلف بستگی ندارد. هوای گرم تابستان و هوای سرد زمستان اشکالی در مراحل ساخت و نصب اسکلت فلزی ساختمان به وجود نمی‌آورد. (این در ساختمان‌های بتنی بسیار مهم است و در بسیاری از مواقع باعث تأخیر زیادی در زمان عملیات اجرایی ساختمان می‌شود).
تکمیل سریع ساختمان: پس از ساخت اسکلت فلزی ساختمان، عملیات ساخت سقف‌ها، پلکان، دیوارهای خارجی داخلی و بام می‌تواند آغاز شود به همین دلیل پس از گذشت زمان کوتاهی ساختمان شکل اصلی و نهایی خود را به دست می‌آورد . (در این مرحله استفاده از قطعات پیش‌ساخته، در هر یک از مراحل ساخت باعث افزایش سرعت عملیات اجرایی می‌شود).
ب) امکان ساخت در محوطه‌های کارگاهی کوچک:
جهت ساخت قطعات فلزی اسکلت ساختمان در کارگاه، فضای کمی نیاز است. با برنامه‌ریزی دقیق با توجه به سرعت نصب و مشخصات جرثقیل همچنین سرعت ساخت قطعات، می‌توان نیاز به فضاهای انبار و ذخیره قطعات ساخته شده را در کارگاه مرتفع کرد؛ ولی در کارگاه‌های شهری با شرایط خاص، لازم است برنامه‌ریزی و روش‌های مناسب اجرایی انتخاب شود تا عملیات ساخت متوقف نشود .
ج) حفاظت محیط‌زیست:
عملیات نصب قطعات فلزی نسبت به بتن درجا با ایجاد مزاحمت کمتری اجرا می‌شود. این عملیات فاقد هرگونه زباله و مواد اضافی می‌باشد و همچنین در محیط‌های پرتراکم گردوغبار نیز در حین کار ایجاد نمی‌شود این خصوصیات همچنین در هنگام تخریب و بهسازی ساختمان‌ها نیز در نظر گرفته می‌شود.
د) امکان استفاده در کارگاه‌های دور دست:
استفاده از ساختمان‌های فلزی، به دلیل اینکه نیاز به تجهیزات خاصی برای ساخت و ساز وجود ندارد و صرفا عملیات حمل مود نیاز است یکی از بهترین روش‌های ساخت در مناطق کوهستانی و صعب‌العبور است.
ساختمان‌های فولادی
سازه‌های فولادی به سه گروه اساسی طبقه‌بندی می‌شوند
الف: سازه‌های قاب‌بندی شده که مجموعه‌ای از اعضای محوری، خمشی و یا محوری-خمشی می‌باشند
ب: سازه‌های پوسته‌ای که در اعضای آنها نیروی محوری قالب است.
پ: سازه‌های معلق که در اعضای آنها نیروی کششی حاکم است.
سازه‌های قاب‌بندی شده
اکثر ساختمان‌های متداول دارای اسکلت قاب‌بندی شده می‌باشند سازه‌های قاب‌بندی شده ترکیبی تیرها و ستون‌ها می‌باشند که با استفاده از اتصالات صلب و یا ساده به یکدیگر متصل شده‌اند. سازه هی قاب‌بندی شده ممکن است به‌صورت ساختمان‌های چند طبقه و یا ساختمان‌های صنعتی باشند.
به‌طورکلی سازه‌های قاب‌بندی شده از ترکیب دوسری قاب صفحه‌ای عمود برهم به وجود آمده و تشکیل قاب فضایی را می‌دهند. لیکن عملکرد قاب‌های موجود در هر امتداد، تأثیری بر عملکرد قاب‌های امتداد دیگر ندارد؛ بنابراین تحلیل قاب‌های هر امتداد به طور مستقل به‌صورت صفحه‌ای انجام می‌شود قاب‌های ساختمانی باید قادر به حمل نیرو‌های قائم و جانبی باشند برای حمل بارهای جانبی یا از اتصالات صلب و یا از سیستم مهاربندی استفاده می‌شود. پل‌ها نیز از انواع سازه‌های قاب‌بندی شده هستند.
سازه‌های پوسته‌ای
سازه‌های پوسته‌ای به صور گوناگون از قبیل منابع نگهداری مایعات و گازها تحت‌فشار، سیلوها، سقف‌های گنبدی و موارد مشابه در عمل مورداستفاده قرار می‌گیرند. مشخصه اصلی این سازه‌ها این است که به علت اندرکنش اجزای موجود در امتدادهای مختلف نمی‌توان آنها را به صورت ترکیبی از سازه‌های صفحه‌ای در نظر گرفت و برای تحلیل باید کل سازه به عنوان یک مجموعه واحد طراحی شود. تحلیل و طراحی چنین سازه‌هایی احتیاج به مهارت ویژه‌ای دارد.
سازه‌های معلق:
سازه‌های معلق اغلب در پوشش‌ها (سقف) و پل‌های دهانه بلند مورد استفاده قرار می‌گیرند در چنین سازه‌هایی یک اسکلت قاب‌بندی شده وجود دارد که توسط آویزهایی از کابل‌های کششی اصلی آویزان است. استفاده از سازه‌های معلق در پل‌ها بیا متداول است.
نتیجه گیری
در این مقاله مزایای سازه های فولادی مورد بررسی قرار گرفت و دلایل استقبال سازندگان از این محصول مطرح شد که از آن جمله می توان به مواردی همچون سرعت ساخت، استفاده در مکان های صعب العبور، استفاده در محیط های کارگاهی کوچک و سازگاری با محیط زیست اشاره کرد. در ادامه انواع سازه های رایج فولادی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفتند سازه هایی همچون سازه های قاب بند شده، سازه های پوسته ای و سازه های معلق که در تمامی این موارد از فولاد به عنوان محصول اصلی ساخت و ساز استفاده شده است.