سازه فولادی با مقاومت بالا، وزن قابل قبول آن نسبت به بتن، شکل پذیری ذاتی فولاد و سازه‌های فلزی با ساخت پل‌های قوس دار چدنی باعث رشد صنعت شده است، که می توان به کشتی های بزرگ، پل ها و سوله های عظیم با کاربری‌های گوناگون اشاره کرد.
فولاد، آلیاژی است که از دو ماده آهن و کربن تشکیل شده و با مواد افزودنی (گوگرد، کروم، نیکل، فسفر، و منگنز) ترکیب می شود که ویژگی خاص به دست می‌آورد.
در گذشته نه چندان دور از ستون های چوبی برای ساختمان سازی استفاده می شد. دقیق بعد از افتتاح پل آهنی رودخانه سن در انگلیس سازه های فولادی رواج پیدا کرد. در ادامه به مباحث زیر خواهیم پرداخت. با ما همراه شوید...
- انواع سازه های فولادی
- محاسن و معایب استفاده از سازه فولادی در ساخت و ساز
- اجزای سازه فولادی
انواع سازه های فولادی
سازه های فولادی یا فلزی بر اساس میزان تحمل نیروها دسته بندی می شوند.
- سازه خرپایی (Truss structure): این نوع سازه به علت وزن کم و استفاده مناسب از فولاد از محبوبیت خاصی برخوردار هستند. در ابتدا باید خرپا را شناسایی کرد(خرپا یک سازه متشکل از تیر و آلمان می باشد به طوری که یک ساختار مشبک را تشکیل می دهد) شبیه به مثلث بوده که دارای اجزاء صاف و مستقیم می باشد که انتهای آنها در مفصل وصل می شوند(Node)، بنابراین به‌خوبی می‌تواند نیروی کششی و فشاری را تحمل کند. سازه خرپایی به سه نوع ساده، مرکب و پیچیده تولید می شود.
- سازه پوسته‌ای (Shell structure): این نمونه از سازه با شکل خاص هندسی( استوانه و کره‌ای ) و با ضخامت کمی می باشد، که بیشتر برای ساخت سیلو، گنبد، طرح های مخروطی، ساختمان هایی با طراحی خاص کاربرد دارد. از مزیت های این نوع سازه امکان پوشش مساحت‌های بزرگ بدون استفاده از ستون است. مقاومت این سازه در برابر نیروهای برشی، کششی و فشاری بالا می باشد. این سازه در هنگام ساخت و ساز نیازی به قالب و داربست ندارد. وزن کمی دارند و برای پیش مونتاژ قطعات بسیار مناسب است.
- سازه معلق (Suspension structure): به نمونه ایی از سازه‌هایی با سطوح افقی که با استفاده از فولاد و نیروی کشش طناب ساخته شود، پل معلق گویند، که برای سایبان های فلزی و مسقف کردن پارکینگ های روباز استفاده می شود. عناصر اصلی تحمل کننده بار در سازه فلزی معلق؛ دیافراگم ورقی شکل، کابل، سیم و زنجیر می باشد که تنها تحت تاثیر نیروهای کششی قرار می گیرند. وزن سبک این سازه باعث می شود تا بتوان سازه ایی که دهانه بزرگی دارند را ساخت. نصب سازه معلق به نسبت ساده می باشد، بسیار ایمن و معماری متمایزی دارند.
- سازه قابی یا قاب بندی شده (Framed structure): سازه قالب بندی شده یک اسکلت فلزی ساختار منظم متشکل از ستون‌های عمودی فولادی و تیرهای افقی به شکل I است که در آخر شبکه‌های مستطیلی فولادی را تشکیل می‌دهند.بیشتر در ساخت پل ها، سازه ساختمانی چند طبقه(آسمان خراش) و صنعتی از سازه قابی استفاده می شود.
محاسن و معایب استفاده از سازه فولادی در ساخت و ساز
1. محاسن
- مقاومت بالا در فشار، کشش و خمشی
- تقویت سازه فولادی در هر زمانی مقدور است.
- امکان توسعه سازه
- سرعت نصب بالا
- اشغال فضای کمتر
- امکان پیش ساخته کردن قطعات
- قابلیت بکارگیری در ارتفاع زیاد از سطح زمین
- قابلیت اتصال چند قطعه به یکدیگر توسط جوش یا پیچ و مهره
- امکان کنترل کیفیت فولاد در کارخانه به هنگام تولید، نسبت به بتن و مصالح بنایی
- خاصیت شکل‌پذیری آسان، جوش‌پذیری و فنری
- سازه های فولادی دارای ارزش چقرمگی(توانایی یک ماده برای جذب انرژی) بالایی هستند که برای کاربردهای ساختمانی بسیار مناسب هستند.
2. معایب
- پر هزینه تر بودن نسبت به سایر سازه ها
- احتمال اتصال بد با کیفیت نامطلوب در جوشکاری و مقاومت کم در برابر حریق
- هر سازه ایی که از سازه های فولادی ساخته شود بالاخص اگر در معرض آب و هوای مرطوب باشد با خوردگی روبرو می شود بنابراین به تعمیر و نگهداری منظم نیازمند می باشد.
- حساسیت در برابر حرارت و رطوبت که منجر به زنگ زدگی اسکلت می شود.
اجزای سازه فولادی
سازه فولادی بنا به ساختاری از متصل شدن چند ابزار ساخته می شود که این ابزار را تیرها، ستون ها، اجزای کششی و اجزای خمشی/فشاری تشکیل می دهند.
- تیر: یکی از مهمترین عضو و جدانشدنی یک سازه فلزی تیرها هستند؛ یعنی بدون وجود تیر نمی‌توان یک سازه را تکمیل کرد، صفحه ستون،کف پله‌ها و ورق های باربر از اعضاء تیر می باشند.
- ستون: ستون برای یک سازه فلزی ضروری می باشد. از تیرآهن، پروفیل یا قوطی برای ساخت ستون به کار می رود. در صورتی که از قوطی پروفیل استفاده شود؛ باید داخل ستون‌ها را بتن ریزی کنند تا سازه استحکام بیشتری داشته باشد.
- اجزای کششی: اجزای کششی یک سازه فولادی، برای نگهداری و انتقال بارهای محوری کششی طراحی می‌شوند.
- اجزای خمشی و فشاری(اتصالات): اتصالات سخت در سازه که به شکل صلیب اجرا می شود. مهمترین بخش سیستم قاب خمشی تیرها هستند، این اتصالات باید به گونه ایی مقاوم و با استحکام باشد که سازه در برابر فشارها مقاومت زیادی داشته باشد.
سازه های فولادی با مقاومت بالا، وزن قابل قبول نسبت به بتن و شکل پذیری فولاد یکی از پر مصرف ترین سازه ها می باشد که با چوب یا بتن قابل قیاس نیست. برای مشاهده لیست تأمین کنندگان این صنعت به وب سایت فولاد24 مراجعه نمایید.
منبع : گروه تأمین محتوا فولاد24