اصول ساختمان سازی
23 ژانویه 2018
ساخت و نصب سازه فلزی
امروزه با پیشرفت علوم و تکنولوژی نیازها و خواسته های جدیدی در زمینه مهندسی سازه فلزی رخ نموده است. عامل زمان در ساخت سازه های فلزی اهمیت دوچندان یافته و این امر گرایش به سازه فلزی های پیش ساخته را افزایش داده است همچنین با افزایش جمعیت جوامع بشری علاقه به داشتن فضاهای بزرگ بدون حضور ستون های میانی خواهان بسیار پیدا کرده است.
در این راستا از اوایل قرن حاضر تعدادی از متخصصین مجذوب قابلیت های منحصر بفرد سازه های فضاکار گشته و پاسخ بسیاری از نیازهای جدید را در این سازه ها جسته اند و البته به نتایج بسیار مثبتی نیز دست یافتند . با انتشار این نتایج روز به روز این عرصه با اقبال بیشتری مواجه گردید به گونه ای که با گذشت چندین دهه هنوز هم مطالعه سازه های فضاکار در کانون تحقیقات متخصصین و دانشجویان قرار دارد.
در این مقاله منظور از عبارت سازه فضاکار سیستم های اسکلت فلزی بوده که از بافت تعداد زیادی المان یا مدول با شکلهای استاندارد به یکدیگر تشکیل می شوند و نهایتا یک سیستم سبک را ایجاد می کنند. سازه های فضاکار در اشکال بسیار متنوعی ساخته می شوندکه مهمترین آنها عبارتند از: شبکه های مسطح دو یا چند لایه، چلیک ها، گنبدها و قوس ها. علاوه بر این، سازه های فضاکار دارای بافتار متنوعی نیز می باشند.
بدین ترتیب که با تغییر در آرایش المان ها می توان بافتار جدید ایجاد کرد و بدیهی است که کارآیی هر بافتار باید در مقایسه با بافتارهای دیگر سنجیده شود. مثال های متعددی از سازه های فضاکاری که در دنیا و ایران ساخته شده است وجود دارد: از جمله استادیوم های ورزشی، مراکز فرهنگی، سالن های اجتماعات، مراکز خرید، ایستگاه های قطار، آشیانه های هواپیماها، مراکز تفریحی، برجهای رادیویی و …
مقاومت زیاد سازه فلزی
مقاومت قطعات فلزی زیاد بوده و نسبت مقاومت به وزن از مصالح بتن بزرگتر است، به این علت در دهانه های بزرگ سوله ها و ساختمان های مرتفع، ساختمان هایی که بر زمین های سست قرارمی گیرند، حائز اهمیت فراوان می باشد.
خواص یکنواخت سازه فلزی
فلز در کارخانجات بزرگ تحت نظارت دقیق تهیه می شود یکنواخت بودن خواص آن میتوان اطمینان کرد و خواص آن بر خلاف بتن با عوامل خارجی تحت تاثیر قرار نمی گیرد، اطمینان در یکنواختی خواص مصالح در انتخاب ضریب اطمینان کوچک مؤثر است که خود صرفه جویی در مصرف مصالح را باعث می شود.
نصب سازه و اسکلت فلزی:
نصب سازه و اسکلت فلزی، امروزه تشکیل دهنده پیکره اکثر ساختمان‌ها میباشد و امروزه این واژه در عرصه ساختمان سازی بسیار شنیده می‌شود. اسکلت های فلزی از جنس فولاد و از تیر و ستون‌هایی که به صورت عمودی و افقی به هم متصل شده‌اند تشکیل می‌گردد که اسکلت به کمک همین ستون‌ها ساختمان را پایدار نگه می‌دارند.
ساختمان‌هایی که با اسکلت فولادی ساخته می‌شوند، مقاومت و استحکام بسیار بالایی در مقابل فشارها و عوامل بیرونی دارا هستند. چون ثبوت خواص در فلزها بسیار بالاتر از سازه های بتنی است و این باعث می‌شود تغییر پذیری آنها خیلی کمتر و طولانی‌تر باشد. به علاوه بهتر است بدانید وزن کمتر اسکلت فلزی همواره باعث می‌شود ساختمان‌هایی که با این نوع سازه ساخته شده‌اند، تعادل بهتری نسبت به ساختمان‌های بتنی داشته باشند. اسکلت فلزی‌ها برحسب نوع اتصالات بین آنها به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند از جمله اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ای، اسکلت فلزی جوشی، پرچی و… که بسته به نیاز و محل مورد استفاده طراحی و ساخته می‌شوند.
اسکلت فلزی پیچ و مهره ای:
سرعت اجرای سازه های با اتصالات پیچ و مهره ای نسبت به اتصالات جوشی بالاتر و کاملا قابل لمس می باشد و زمان ساخت سازه های پیچ و مهره ای کمتر از سازه های با اتصالات جوشی است و با توجه به مدت زمان بالای اجرای پروژه های کشورمان این نوع از سازه ها جهت کاهش زمان ساخت پیشنهاد می گردد.
- سرعت نصب: در این گونه از سازه ها بدلیل حذف کامل جوشکاری در محل نصب سازه، فقط با جایگذاری قطعات و بستن تعدادی پیچ و مهره محدود می شود که این عامل باعث افزایش چشمگیر سرعت نصب می شود و خطاهای نصب به حداقل خود می رسد.
- کیفیت ساخت: کیفیت ساخت سازه با امکانات موجود در کارخانه و طبق نقشه های طراحی شده و تحت نظارت واحد کنترل کیفی قابل مقایسه با سازه های جوشی که در محل نصب سازه ساخته می شوند نمی باشد پرت مصالح معمولا در محاسبات دست محاسب در انتخاب مقاطع خاص تیرآهن بسته میباشد و مجبور است با اضافه کردن ورق و جوشکاری به مقطع مورد نظر برسد حال انکه در ساختمان پیچ و مهره ای امکان اضافه کردن مقاطع سبکتر و با مقاومت بیشتر وجود دارد که استفاده از ورق در ساخت مقاطع پرت آهن آلات را به حداقل می رساند.
- ایمنی و پایداری سازه: چه به لحاظ تئوری و چه به لحاظ عملی ثابت شده است که ساختمان های پیچ و مهره ای به دلیل کیفیت بهتر پایداری بیشتری در برابر زلزله و نیروهای جانبی دارند.
اسکلت فلزی جوشی
در اسکلت فلزی جوشی برخی قطعات از سازه ها بسیار راحت تر از نوع پیچ و مهره ای اتصال داده می شوند و نیاز به مصالح زیاد هم ندارند. در نصب اسکلت فولادی از نوع پیچ و مهره ای برای اتصالات گاهی نیاز به طراحی های پیچیده و حساس است که این موضوع در کارخانه کمی زمان بر و دشوار تر نسبت به جوش است.
البته نمی توان منکر شد که اسکلت فلزی نوع پیچ و مهره از اسکلت فلزی جوشی مقاومت بیشتری دارد و چون در کارخانه ساخته می شود، در محل اجرا سرعت آن ها بالاتر است ولی استفاده از این نوع اتصالات برای هر اسکلتی پیشنهاد نمی شود بطوریکه در کشور های اروپایی هم برای سازه های سبک تر و متراژ پایین سعی می کنند از اتصالات جوشی استفاده کنند چون زمان زیادی برای اجرا نمی خواهد و جوشکاری آن هم آسان تر از طراحی پیچ و مهره برای هر بخش آن است.
برای ساخت اسکلت فلزی جوشی جوشکار هایی بسیار ماهر باید مورد استفاده قرار گیرند و نظارت به کنترل جوشکاری باید بطور مداوم انجام شود؛ هم قبل، هم در حین جوشکاری و هم پس از اتمام آن. جوش بسیار حساس است و اگر درست انجام نشود باعث می شود با حرارت ها، رطوبت ها و یا عوامل بیرونی دیگر از هم باز می شود.
اسکلت فلزی پرچی:
پرچ ها یکی از وسایل بسیار قدیمی برای اتصالات سازه های فولادی است. اغلب پل های قدیمی فلزی از پرچ به عنوان یک وسیله اتصال استفاده می‌کردند. پل‌ها با دهانه های بزرگ، نظیر پل‌های در مسیر رودخانه ها و راه آهن دارای اتصالات پرچی هستند.
در کشورهای اروپایی آمریکایی سازه‌هایی با تعداد طبقات زیاد، سازه های صنعتی و مخازن نفت نیز با اتصالات پرچی ساخته می‌شوند. مصالح پرچ ها از فولاد مخصوص هستند و می‌توانند توسط نورد سرد و گرم تهیه شوند. پرچ‌ها با قطرهای ۱ تا ۴ سانتیمتر در کارخانه ها ساخته می‌شوند.
