انواع سازه های فلزی و ویژگی های آن ها

فلز نمونه ای از عناصر مهم در ساختمان سازی می باشد که عموما از آن برای ساخت سازه فلزی Steel Structure استفاده می شود. این متریال نمونه ای از مهم ترین و پرکاربردترین انواع مصالحی است که امروزه در ساختمان سازی مورد استفاده قرار می گیرد.

آن چه که در این مطلب از ساختمانچی به بیان آن خواهیم پرداخت، معرفی انواع سازه های فلزی و ویژگی های هر یک از آن ها می باشد. در ادامه با ما همراه باشید.

انواع سازه فلزی

به طور کلی سازه های فلزی به چهار گروه اصلی تقسیم بندی می شوند. سازه قاب بندی شده، سازه پوسته ای، سازه معلق و سازه خرپایی از انواع سازه های فلزی محسوب می شوند. در ادامه به بیان ویژگی های هر یک می پردازیم:

سازه های قاب بندی شده یا سازه های قابی

سازه های قاب بندی شده ترکیبی از ستون ها و تیرها هستند. به طور کلی می توان گفت این گونه سازه ها مجموعه ای از اعضای قائم می باشند. در ساختار این گونه سازه ها از دو قاب صفحه ای عمود بر هم استفاده می شود.

ترکیب قاب های صفحه ای عمود بر هم باعث تشکیل قاب فضایی می شود. این ستون ها و تیرها با استفاده از اتصالات ساده و یا صلب به یکدیگر متصل می شوند.

در ساخت بسیاری از ساختمان های امروزی از سازه قاب بندی استفاده می شود. علاوه بر ساختمان های صنعتی و چند طبقه از سازه های قاب بندی برای ساخت پل ها نیز استفاده می شود.

سازه پوسته ای

انواع سازه های پوسته ای نمونه ای از سازه هایی هستند که از آن ها در ساخت سازه های مهم مانند مخازن نگهداری از سیالات تحت فشار، سیلوها و سقف های گنبدی استفاده می شود.

سازه معلق

از سازه های معلق برای ساخت پل هایی با دهانه های بلند و سقف ها استفاده می شود. ساختار سازه های معلق به گونه ای است که در آن ها از یک اسکلت قابی استفاده می شود و این اسکلت با استفاده از آویزهایی از کابل های کششی اصلی معلق می شوند.

از این رو از این سازه در ساخت پل های معلق استفاده می شود. از دیگر موارد استفاده از سازه های معلق می توان به استفاده از آن ها در ساخت اسکلت سقف و عرشه پل نیز اشاره کرد.

سازه خرپایی

ساختار سازه های خرپا به گونه ای است که در آن ها نیروها به وسیله ترکیبی مثلثی شکل از اعضا با اتصال مفصلی به تکیه گاه ها انتقال داده می شود.

در سازه های خرپایی نیروی محوری کششی و فشاری ایجاد می شود. اما در عمل این امکان وجود دارد که یک تنش خمشی در میان اتصالات اعضا ایجاد شود.

مزایای استفاده از سازه های فلزی

استفاده از سازه های فلزی مزایایی به همراه دارد که در این جا به بیان مهم ترین آن ها می پردازیم:

• همان گونه که می دانید، فلز از جمله عناصری است که از استحکام بالایی برخوردار می باشد. از این رو می توان گفت یکی از مزایای بارز استفاده از سازه های فلزی استحکام و مقاومت بالای این گونه سازه ها در برابر کشش و فشار می باشد.
• از آن جایی که امکان کنترل کیفیت فولاد در هنگام تولید وجود دارد می توان نمونه مرغوب و مناسبی از آن را انتخاب و مورد استفاده قرار داد.
• از دیگر مزایای استفاده از سازه های فلزی می توان به امکان توسعه سازه اشاره کرد.
• استفاده از سازه های فلزی این امکان را فراهم می کند که قطعات مورد نیاز را قبل از اجرا پیش ساخت کرد.
• سرعت نصب و اجرای این گونه سازه ها بالا می باشد.
• به کارگیری سازه های فلزی این امکان را فراهم می کند که از آن ها در فواصل زیاد از سطح زمین استفاده کرد.
• سازه های فلزی فضای کمتری اشغال می کنند.
• این گونه سازه ها در برابر زلزله از مقاومت بالایی برخوردار می باشند.
• موادی که در ساخت قطعات فلزی مورد استفاده قرار می گیرند همواره پیوسته و همگن می باشند. بنابراین می توان گفت پیوستگی و مقاومت پایدار در فلز از دیگر مزایای سازه های فلزی می باشد.
• همگن بودن فلز سبب می شود خواص ارتجاعی محاسباتی آن به شکل عملی نیز عینیت داشته باشد.
• استفاده از فلز به نسبت سایر مصالح از پرت کم تری برخوردار می باشد.
• هم چنین امکان استفاده مجدد از فلز نیز وجود دارد.
• شکل پذیری از دیگر ویژگی های فلز شناخته می شود. این ویژگی سبب می شود از تمرکز تنش و ارتعاش جلوگیری به عمل آید و در نتیجه از خرابی ساختمان جلوگیری شود.

معایب استفاده از سازه فلزی

در کنار مزایایی که در بالا به آن ها اشاره کردیم، استفاده از سازه های فلزی معایبی نیز به همراه دارد که در زیر شرح می دهیم:

• از جمله معایب استفاده از این گونه سازه ها می توان به عدم مقاومت آن ها در برابر رطوبت و در نتیجه زنگ زدگی اشاره کرد. البته برای جلوگیری از این اتفاق از روش هایی مانند رنگ آمیزی استفاده می شود.
• همچنین از دیگر معایب استفاده از این گونه سازه ها می توان به وجود امکان اتصالات نادرست باکیفیت نامطلوب به هنگام جوشکاری اشاره کرد.
• این گونه سازه ها در برابر حریق از مقاومت بالایی برخوردار نیستند و تغییر شکل می دهند.

انواع فولاد شکل داده شده

قطعات فولاد را می توان با توجه به نوع کاربرد به شکل های مختلف شکل داد. این کار به وسیله حرارت، سرما و یا جوش دادن پلیت های صاف و خم شده به یکدیگر انجام می شود. از رایج‌ترین قطعات فولادی می‌‌توان به HSS، مدل کانالی، زاویه‌‌دار و تیرهای I شکل اشاره کرد.

سازه فولادی قابی

قاب فولادی که یکی از انواع سازه فولادی است یک تکنیک ساختمان سازی می باشد که در آن از یک اسکلت فلزی استفاده می شود. این اسکلت از ستون‌‌های فولادی عمودی و تیرهای افقی I شکل که به‌ صورت شبکه‌‌های مستطیلی ساخته‌ شده‌‌اند تشکیل می‌‌شود.

کاربرد اصلی این شبکه، پشتیبانی از طبقات، سقف و دیوارها که به اسکلت متصل هستند می باشد. قاب فولادی این امکان را داد تا انسان بتواند آسمان خراش ها را با این ارتفاع عظیم بسازد.

کاربرد سازه فولادی قابی

• ساختمان‌های چند طبقه
• آسمان‌خراش‌ها
• ساختمان‌های صنعتی
• انبار
• ساختمان مسکونی
• سازه‌های موقت

سازه فولادی معلق چیست؟

سازه فولادی معلق به سازه‌هایی با سطح افقی گفته می‌شود، که در آن طبقات با استفاده از کابل‌های آویزان شده سهمی شکل با قدرت زیاد پشتیبانی می‌شود. قدرت یک سازه فولادی معلق از شکل کابل‌های قوی تاب‌دار سهمی شکل حاصل می‌شود. از سازه فولادی معلق در ساخت عرشه پل، پل معلق و در ساخت اسکلت سقف استفاده می‌‌شود.

سازه فولادی پوسته ای چیست؟

سازه فولادی پوسته ای با شکل هندسی ویژه‌اش که به شکل جسم صلب سه‌ بعدی است و ضخامت آن در مقایسه با سایر ابعاد کم است. این نوع یا با روش شکل دادن به سطح میانی پلیت به‌ عنوان یک سطح یک‌ بار یا دو بار خم‌ شده و یا با استفاده از اعمال بار و فشاری که با پلیت تولیدکننده فشار زیاد، هم صفحه است، ایجاد می شود.

سازه فولادی خرپا چیست؟

خرپا یک سازه تشکیل‌ شده از تیرها و سایر المان‌هاست به‌ نحوی‌ که یک ساختار مشبک را تشکیل دهند. در این نوع سازه اجزا به‌ گونه‌ای کنار هم قرار گرفته‌اند که ترکیب کلی به‌ مثابه یک شی واحد عمل کند. خرپاها که شامل 5 واحد مثلثی شکل یا بیشتر هستند، دارای اجزای مستقیم و صاف بوده که انتهای آن ها در مفصل ها Node به یکدیگر متصل شده اند. در این نوع ساختار نیروهای خارجی و واکنش‌‌ به این نیروها، فقط در ناحیه مفصل‌ها اعمال شده و منجر به ایجاد نیرو در اجزای کششی یا فشاری می‌‌شوند.

کلام پایانی

آن چه در این نوشته از ساختمانچی به بیان آن پرداختیم، ارائه نکاتی در خصوص معرفی انواع سازه های فلزی و ویژگی های آن ها می باشد.

همانطور که گفتیم سازه های فلزی مزایای زیادی دارند از جمله این که از استحکام بالایی برخوردار می باشند و در برابر زلزله مقاوم اند.

امیدواریم نکات ارائه شده در این مطلب اطلاعات مفیدی را در اختیار شما عزیزان قرار داده باشد. در صورت تمایل نقطه نظرات، انتقادات و پیشنهادات خود را به منظور بهبود کیفیت مطالب با ما در میان بگذارید.

سوالات متداول