استفاده از آهن و فولاد در ساختار اسکلت فلزی

اگرچه سازه‌های آهن و فولاد کاملا در محدوده این مقاله قرار نمی‌گیرند، اما موقعیت‌های زیادی وجود دارند که در آن اجزای فلزی در کنار آجر، سنگ و سازه‌های چوبی استفاده می‌شود که به طور خلاصه در این مقاله به بررسی شایع‌ترین ساختارهای آهنی و فولادی مورد استفاده برای حمایت از دیوارهای سنگی و سوله‌ها و سایر جزئیات کارهای فلزی در ارتباط با مصالح بنایی خواهیم پرداخت.

شاه تیرها و تیرهای نعل درگاه، تمام بازشوها در دیوارهای سنگی و آجری که امکان ساخت با ایجاد قوس را ندارند باید با اتصالات آهنی و یا فولادی پشتیبانی شوند تا بتوانند از مصالح بنایی بالای خود حمایت کنند. طرح و جنس مواد اولیه این سازه‌های ساخته شده از آهن و فولاد در ساخت و  قیمت سوله تاثیر خواهند داشت. در هر سوله و یا ساختمانی که با آجر و یا بلوک یا هر مواد دیگری دیوارها ساخته می‌شود، باید به وسیله شاهتیرهایی محافظت شوند تا بتوانند وزن دیوار بالایی را تحمل کنند و این بار بر روی دیوار زیرین قرار نگیرد.

 

 

آهن و فولاد برای پشتیبانی از سازه‌های بنایی با ساختار اسکلتی

از آنجایی که قیمت آهن و فولاد نورد شده تا حد زیادی کاهش یافته است، شاهتیرها و تیرهای نعل درگاه برای حمایت از دیوارهای آجری و سنگی به طور کلی از فولادهای I شکل یا شاهتیرهای ساخته شده از ورق‌های فولادی و زاویه دار ساخته می‌شوند. به جز دهانه‌های عریض و بارهای بسیار سنگین، تیرهای فولادی I شکل ممکن است به لحاظ اقتصادی بهترین پشتیبانی را ارائه دهند.

به عنوان مثال، باید حداقل از دو تیر ساخته شده از آهن و فولاد باید برای حمایت از یک دیوار 9 اینچی یا 12 اینچی و سه تیر برای یک دیوار 16 اینچی، بسته به اندازه تیرها و البته بار وارده بر روی آنها استفاده شود. تیرها باید در انتها و در فواصل 4 یا 5 فوتی با جداکننده‌ها و پیچ و مهره به یکدیگر متصل شوند تا یک ساختار مستحکم ایجاد کنند. شاهتیرها باید در هر انتها یک بالشتک حداقل 6 اینچی داشته باشند و همچنین بر روی صفحات فولادی با اندازه بزرگ قرار بگیرند تا بتوانند به خوبی وزن را تحمل کنند.

اگر دیوار مورد حمایت از آجر ساخته شده است، اولین قسمت در بالای شاهتیر، باید دارای پوشش مناسبی باشد. در این صورت وزن دیوار بالایی تاثیری بر روی دیوار زیر خود ندارد و هر دیوار با استفاده از شاهتیرهایی از جنس آهن و فولاد مجزا می‌شود. عرض شاهتیر معمولا 2 اینچ کمتر از عرض دیوار انتخاب می‌شود. در هنگام محاسبه وزنی که باید توسط یک شاهتیر پشتیبانی شود، ساختار دیوار اهمیت زیادی دارد. اگر دیوار بدون بازشو باشد و از تیرهای کف پشتیبانی نکند، فقط بخشی از دیوار که دارای قسمت‌های باز و یا بر روی آن سازه دیگری اجرا می‌شود باید توسط شاهتیر پشتیبانی شود.

با این حال که تیرها که از جنس آهن و فولاد هستند، در این مورد باید بسیار مستحکم و سخت باشند تا خیز بسیار کمی داشته باشند. اگر چندین بازشو در بالای شاهتیرها وجود داشته باشد و به ویژه اگر یک ستون در بالای مرکز شاهتیر وجود داشته باشد، همان طور که انتظار می‌رود، باید با شیوه‌ای که وزن بر روی شاهتیر اعمال می‌شود، به دقت مورد توجه قرار گیرد. در مواردی که دیوار وزن زیادی را تحمل کند، کل بار مرده باید بر روی محور شاهتیر در نظر گرفته شود و شاهتیر به گونه‌ای طراحی شود تا بتواند بیشتر بار را به صورت متمرکز در مرکز خود تحمل کند. ساخت اسکلت فلزی ،پیچ و مهره‌ای و جوشی و سوله توسط مجموعه آونگ گروپ با بهترین طراحی و اجرا برای سازه‌های شما انجام پذیر است.

یک سیستم ساختمانی متفاوت با سازههای اسکلت فلزی

موج گسترده‌ای از مقررات ساختمان سبز مسیر خود را در سراسر دنیا باز کرده‌اند و هدف آنها دستیابی به بازدهی انرژی خالص بالا و حداقل میزان تولید زباله است. این مقررات برای تغییر صنعت ساختمان، تاثیرات عمیقی را بر روش‌های خانه سازی داشته‌اند و سیستم‌های ساختمانی جدیدی مانند سازه‌های اسکلت فلزی ساخته شده در کارخانه را معرفی کرده‌اند.

فن آوری‌های ساخته شده سیستماتیک (اغلب پیش ساخته، مانند مدولار، پانل، و غیره) به عنوان “جایگزین‌های ساختمانی” معرفی می‌شدند، از طرف دیگر افراد متخصص به وسیله دستگاه‌های پیشرفته با ساخت اسکلت فلزی در کارخانه آماده‌اند تا شکاف بین استانداردهای ساختمانی فعلی و الزامات بازدهی بالای انرژی را پر کنند. هر ساله سیستم‌های ساختمانی در حال پیشرفت است، زیرا مزایای بسیاری را برای صاحبان خانه‌ها به ارمغان می‌آورند.

سیستم‌های سازه‌های اسکلت فلزی به دلیل دارا بودن ساختار فولادی و عایق کاری با کارایی بالا به طور ویژه‌ای یک سیستم منحصر به فرد هستند. در حالی که این تکنولوژی شباهت‌هایی با سیستم‌های پیش ساخته و مزایای مرتبط با آن (مانند اجزای تولید شده) دارد، مزایای دیگری را نیز ارائه می‌دهد بعضی از آنها را ما در ادامه پوشش می‌دهیم.

بر خلاف ساخت و سازهای سنتی، تنظیمات کارخانه‌ای کنترل شده مورد استفاده در سیستم‌های ساختمان معمولا تحت کنترل کیفیت قرار می‌گیرند و روش‌های ساده‌تر ساخت را با فرآیند تولیدی متفاوت از شرکتی به شرکت دیگر ارائه می‌دهند.

 

 

مزایای کلیدی سازه‌های اسکلت فلزی

قبل از سفارش محصول، کل خانه به طور مجازی در فضای 3 بعدی مدل می‌شود، که از تناسب آن در محل سایت اصلی اطمینان حاصل شود. با این مدل سه بعدی، تمام جوانب در نظر گرفته می‌شود و تغییرات قبل از اجرا اعمال شده و با این کار پیش بینی‌های لازم صورت خواهد گرفت.

 

بهره وری انرژی

با تولید متمرکز بر مجموعه‌ای از المان‌ها و یا عناصر ساختمانی، خانه‌های ساخته شده سیستماتیک به طور کلی بهتر عایق‌بندی شده و با دقت طراحی می‌شوند که در نتیجه منجر به افزایش بهره‌وری انرژی آنها می‌شود. ترکیبی از پانل‌های پلی استرین گسترش یافته و عایق‌های فوم پلی اورتان محفظه‌های هوا، عایق حداقل R28.5 دیواری و عایق سقفی R53 یا بالاتر را فراهم می‌کنند. اجزای کلیدی استخراج حرارتی را به حداقل می‌رسانند.

 

کاهش زباله

تولید قطعات ساختمانی در محیط کارخانه اجازه می‌دهد تا بتوانید استفاده مؤثرتری از مواد و روش‌های ساختمانی داشته باشید و در نتیجه زمان ساخت و ساز سریع‌تر شده و میزان تولید زباله را کاهش می‌دهد. اجزای سازه‌های اسکلت فلزی در کارخانه‌های مشابه خودروسازی و صنایع هوا فضا تولید می‌شوند تا در محل سایت دقیق‌تر مونتاژ شوند.

خانه‌های ساخته شده از قطعات سازه‌های اسکلت فلزی در بسته بندی‌های مسطح به محل حمل شده و در محل توسط کارگران محلی بدون نیاز به هیچ ابزار تخصصی و یا آموزشی مونتاژ می‌شوند. اسکلت فلزی تولید شده در کارخانه باعث می‌شود در کارگاه ساختمانی هیچ عملیات ساخت مورد نیاز نبوده و با این کار مزاحمتی برای انجام عملیات دیگر ساختمانی بوجود نخواهد آمد و ساخت و ساز سریع‌تر پیش خواهد رفت.

 

انعطاف پذیری در طراحی

خانه‌های ساخته شده سیستماتیک، اگر به صورت مناسب طراحی شوند، اغلب دارای انعطاف پذیری‌های بسیاری در طراحی با مجموعه‌ای از ماژول‌های حجمی یا اجزای پیش ساخته هستند، زیرا اکثر شرکت‌ها میزان خاصی از سفارشی سازی را در مدل‌های استاندارد ارائه می‌دهند.

 

فرآیند طراحی با تکنولوژی ادغام شده است

پنجره‌های کف تا سقف، دهانه‌های باز عریض و ارتفاع سقف تا 6?70 متر، ویژگی‌های طراحی موجود در تمام خانه‌های سفارشی ساخته شده از قطعات سازه‌های اسکلت فلزی هستند. از آنجایی که خانه‌هایی با سازه‌های اسکلت فلزی در سایت مونتاژ می‌شوند، طراحی آنها می‌تواند برای موارد چالش برانگیز با دسترسی دشوار، بهینه شود.

در حالی که استثنائاتی در این موارد به طور کلی وجود دارد، خانه‌های ساخته شده سیستماتیک مزیت‌های قابل توجهی نسبت به ساخت و سازهای سنتی دارند و می‌توانند کاملا پاسخگوی تقاضای رو به رشد بازار مسکن در زمینه بازدهی انرژی باشند.

در مورد سازه‌های اسکلت فلزی بیشتر بدانید

انواع ساخت و سازهای فولادی

سه نوع ساخت و ساز مختلف برای ساختمان‌ های فولادی وجود دارد. ساخت و ساز فولادی همچنین تحت عنوان مونتاژ فولادی نیز شناخته می‌شود. در این مقاله سعی بر این داریم که در مورد سازه‌های اسکلت فلزی اطلاعات بیشتری در اختیارتان بگذاریم تا از مواردی که می تواند در قیمت اسکلت فلزی تاثیر بگذارد آگاه باشید. پس با ما همراه باشید.

 

ساخت و ساز معمولی فولادی

زمانی است که تیم‌های سازندگان فولاد، تیر‌های فولادی را در طول‌های صحیح برش می‌دهند و سپس آنها را به هم جوش می‌کنند تا سازه نهایی بوجود بیاید. این می‌تواند به طور کامل در سایت ساخت و ساز انجام شود، که زحمت زیادی می‌برد، یا در کارگاه ساخت قطعات فولادی انجام شود که شرایط کار در آن بهتر بوده و زمان ساخت کاهش می‌یابد.

ساخت و ساز پیچی فولادی

این مورد زمانی اتفاق می‌افتد که سازندگان فولاد قطعات کامپوزیت فولادی را آماده کرده و رنگ آمیزی کرده‌اند و سپس به محل کار منتقل می‌کنند و به سادگی در محل به یکدیگر پیچ می‌شوند. این روش توصیه شده برای ساخت سازه‌های فولادی است؛ چرا که بخش عمده‌ای از ساخت آن می‌تواند در کارگاه‌ها با ماشین آلات، روشنایی و شرایط کاری بهتر انجام شود.

برای حمل این اجزای فولادی بسته به اندازه آنها از کامیون یا تریلر استفاده می‌شود، معمولا حداکثر ۶ متر (۲۰ فوت) توسط کامیون‌های معمولی و ۱۲ متر (۴۰ فوت) با تریلر‌های طولانی حمل می‌شوند. از آنجا که تنها کاری که در سایت باید انجام شود، بلند کردن اجزای فولادی (با جرثقیل) و قرار دادن آنها در محل موردنظر و پیچ کردن آنها می‌باشد، کار در سایت ساختمانی بسیار سریع پیش می‌رود. ساختمان‌های مهندسی از پیش طراحی شده نمونه‌ای از ساخت و ساز پیچی فولاد هستند که توسط یک شرکت طراحی، ساخت، حمل و نصب شده اند.

ساخت و ساز فولادی سبک

روشی است که برای ساختمان‌های مسکونی و کوچک در آمریکای شمالی و بخش‌های اروپایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این شبیه به سازه‌های با قاب چوبی است، به جز اینکه در اجزای فولادی به جای دو چوب از معادل چهار چوب استفاده می‌شود. فولاد سبک نوعی از فولاد است که به شکل ورق نازک (۱-۳ میلی متر) از فولاد است که دارای سطح مقطع C شکل یا Z شکل است.

 

وزن سازه‌های اسکلت فلزی

یک ساختمان یک طبقه ۵ × ۸ متر (۱۶ × ۲۶ فوت) فولادی را در نظر بگیرید. ابتدا فرض کنید می‌خواهیم آن را از بتن بسازیم، با چهار ستون در گوشه‌ها، تیرهایی که بین ستونها قرار گرفته اند و یک عرشه بتنی با ضخامت ۱۵۰ میلیمتر (۶ اینچ). وزن چنین سازه ای حدود ۸۰۰ کیلوگرم در متر مربع یا ۳۲ تن (۳۲۰۰۰ کیلوگرم) در مجموع است. اگر این سازه را بخواهیم از فولاد، با سقف شیب دار با ورقه های فلزی عایق بسازیم، وزن آن فقط ۶۵ کیلوگرم در هر متر مربع خواهد بود.

ساختمان‌های با اسکلت فلزی تنها ۲٫۶ تن (۲۶۰۰ کیلوگرم) وزن خواهند داشت. بنابراین ساختمان بتنی بیش از ۱۲ برابر سنگین تر از ساختمان فولادی است. این تنها برای یک سازه یک طبقه است، در سازه‌های چند طبقه، این تفاوت کمتر خواهد بود، زیرا در ساختمان های فولادی چند طبقه‌ای عرشه ها به لحاظ مسائل اقتصادی از بتن ساخته می‌شوند، اما تفاوت همچنان قابل توجه است. این وزن کم در ساخت اسکلت فلزی در ساختمان‌ها به این معنی است که آنها باید به فونداسیون پیچ شوند تا در برابر نیروهای باد مقاومت کنند؛ در غیر این صورت آنها ممکن است مانند چتر به پرواز دربیایند!

سازه‌های با اسکلت فلزی

بیشتر ساخت و سازهای فولادی با نوعی از فولاد تحت عنوان فولاد نرمه انجام می‌شود. فولاد نرمه ماده‌ای بسیار قوی است. یک میله فولادی با سطح مقطع دایره‌ای قطر ۲۵ میلیمتر را انتخاب کنید. اگر شما این میله را به خوبی به سقف خود متصل کنید، می‌تواند ۲۰،۰۰۰ کیلوگرم (۲۰ تن) معادل ۱۸ خودروی سواری هوندا یا ۲ و نیم فیل آفریقایی یا ۱ و نیم اتوبوس دوطبقه شهر لندن را تحمل کند. این موارد نشان دهنده قدرت بالای فولاد نرمه می‌باشد که از آن در ساخت اسکلت فلزی ساختمان ها بعنوان تیر آهن استفاده می‌شود و باعث استحکام بالای سازه‌های فلزی می‌شود. این فولاد نرمه در صورتی که از زنگ زدگی محافظت شود عمر بالایی هم دارد.

این مقاومت فوق العاده مزایای زیادی برای ساختمان‌ها را به ارمغان می‌آورد. یکی دیگر از ویژگی‌های مهم قاب‌های فولادی، انعطاف پذیری آنها است. این مصالح می‌توانند بدون ترک خوردگی خم شوند، که یکی دیگر از مزایای بزرگ آن است که باعث می‌شود یک ساختمان فولادی انعطاف پذیر بوده و هنگامی که توسط بارهای جانبی مانند باد و یا یک زلزله تحت فشار قرار می‌گیرد بتواند به راحتی تغییرشکل دهد.

ویژگی سوم فولاد، پلاستیسیته یا شکل پذیری آن است. این بدان معنی است که هنگامی که تحت نیروی عظیمی قرار می‌گیرد، به طور ناگهانی مثل شیشه ترک نمی‌خورد، بلکه به آرامی تغییر شکل داده و خم می‌شود. این ویژگی به ساختمان‌های فولادی اجازه می‌دهد تا به آرامی تغییر شکل دهند، در نتیجه به ساکنان زمان کافی برای فرار داده می‌شود. خرابی در قاب‌های فولادی ناگهانی نیست و سازه های فولاد به ندرت فرو می‌ریزند. فولاد در اکثر موارد به علت این ویژگی‌ها، در مقابله با زمین لرزه عملکرد به مراتب بهتری نسبت به سایر مصالح از خود نشان می‌دهد.

با این حال یکی از ویژگی‌های مهم فولاد این است که به سرعت مقاومت خود را در برابر آتش از دست می‌دهد. در حدود ۵۰۰ درجه سانتیگراد (۹۳۰ درجه فارنهایت)، فولاد نرمه می‌تواند تقریبا نیمی از مقاومت خود را از دست بدهد. این همان چیزی است که در فروپاشی برج های تجارت جهانی در سال ۲۰۰۱ اتفاق افتاد. بنابراین، فولاد در ساختمان‌ها باید در برابر آتش سوزی یا درجه حرارت بالا محافظت شود. این معمولا با پوشاندن آنها با صفحات یا اسپری موادی تحت عنوان محافظ در برابر آتش انجام می‌شود که در مواقع آتش سوزی مانع رسیدن حرارت به اسکلت فولادی ساختمان شده و باعث پایداری سازه شود.

 

از سازه‌های با اسکلت فلزی در چه مواردی استفاده می‌شود

سازه‌های فولادی اغلب در موارد زیر استفاده می‌شوند:

• ساختمان‌های بلند به دلیل مقاومت بالا، وزن کم و سرعت ساخت و ساز
• ساختمان‌های صنعتی به دلیل توانایی آنها برای پوشش فضاهای بزرگ با هزینه کم
• ساختمان‌های انبار به دلایل مشابه
• ساختمان‌های مسکونی به خاطر یک تکنیک تحت عنوان سازه‌های فولادی سبک
• سازه‌های موقت به این دلیل که می‌توانید آنها را به سرعت راه اندازی و حذف کنید

 

در محیط هایی که در آن رطوبت کم می‌باشد یکی از بهترین گزینه‌ها برای ساخت و ساز ساختمان‌هایی با اسکلت فلزی هستند که هم زمان ساخت کوتاهی دارند و هم دارای مقاومت بالا بوده و طول عمر بالایی هم دارند که برای ساختمان‌های مسکونی یک گزینه مناسب به شمار می‌آیند.