طراحی اسکلت بتنی و فلزی
اسکلت ساختمان یکی از مهمترین بخشهای یک ساختمان است. اسکلت نقش مهمی را در استحکام ساختمان و مقاومت آن در برابر آتشسوزی و زلزله ایفا میکند. برای طراحی اسکلت ساختمان از دو نوع اسکلت بتنی و فلزی استفاده میشود. انتخاب اسکلت مناسب براساس فاکتورهایی نظیر منطقه آب و هوایی، بودجه، شرایط اجرای سازه و مواردی مانند آن انجام میشود. طراحی اسکلت بتنی در پله، ستون و فوندانسیون ساختمان استفاده میشود. در این مقاله میخواهیم در باره چگونگی طراحی اسکلت بتنی ، طراحی اسکلت فلزی و معایب و مزایای هرکدام صحبت کنیم. اگر برای شما هم سوال است که اسکلت بتنی و اسکلت فلزی چیست و بهتر است کدام سازه را در ساختمانسازی استفاده کنیم، تا انتهای مقاله همراه ما باشید.
همه چیز درباره طراحی اسکلت بتنی
در طراحی اسکلت بتنی که نام دیگر آن سازه بتنی است، از بتن آرمه یا بتن مسلح استفاده میشود. مواد تشکیل دهنده بتن آرمه عبارتند از سیمان، شن، ماسه، فولاد، میلگرد ساده و میلگرد آجدار. بتن مقاومت فشاری بالا دارد که از مزایای آن محسوب میشود. در مقابل مقاومت کششی آن پایین است که یکی از معایب این نوع سازه محسوب میشود. از این رو از بتن آرمه برای افزایش مقاومت کششی سازههای بتنی استفاده میشود. اتصالات در طراحی اسکلت بتنی ، در نود و نه درصد موارد خمشی هستند و از اتصالات لولایی در یک درصد اتصالات استفاده میشود.
در خدمات نقشهکشی ، اسکلت بتنی از دو بخش تشکیل میشود. بخش عمودی و بخش افقی. بخش عمودی شامل ستونها و بخش افقی دربرگیرنده تیرها میباشد. از اسکلت بتنی در فونداسیون، راه پلهها، سقف و دیوار برشی استفاده میشود. تقویت سازههای بتنی از سه طریق صورت میگیرد: اضافه کردن اعضای جدید به سازه، تقویت اعضای جدید سازه و درنهایت کاهش بارهای وارد بر سازه.
از مزایای سازههای بتنی میتوان به هزینه کمتر نسبت به سایر سازهها، مقاومت بالا و شکل پذیری آن اشاره کرد.
مزایای طراحی اسکلت بتنی
از مزایای طراحی اسکلت بتنی ، مقاومت و دوام بالای بتن آرمه در محیط طبیعی است. همانطور که گفتیم برای افزایش مقاومت سازه بتنی از بتن آرمه استفاده میشود. این نوع سازه همچنین شکلپذیری بالایی دارد به نحوی که میتوان از آن برای پروژههای مختلف مانند پل استفاده کرد. مزیت دیگر این سازه مقرون به صرفه بودن و کاهش هزینههاست. طراحی اسکلت بتنی در مقابل طراحی اسکلت فلزی هزینه کمتری دارد. از این رو استفاده از آن هزینهها را تا اندازه زیادی کاهش میدهد. این سازه در برابر آتشسوزی مقاومت بالایی دارد. بتن آرمه به کار رفته در سازه بتنی باعث میشود فولاد داخل بتن در مدت زمان طولانیتری نسبت به حرارت واکنش دهد.
طراحی نقشه سازه بتنی و اجرای آن در مقایسه با سازه فلزی زمان کمتری را نیاز دارد. طول عمر این سازه نسبت به سایر سازهها بیشتر است و اجرای طراحی سازه بتنی در مقایسه با سازه فلزی سادهتر است. هزینه نگهداری این سازه نسبت به سایر سازهها پایینتر بوده و در مقابل نیروی وارد شده کمانش کمتری را خواهد داشت. شرکت مهندسی آرین پاراکس ، یک شرکت ساختمانسازی است که مهارت و تخصص طراحی و اجرای انواع سازه های بتنی و فلزی را دارا میباشد.
معایب اسکلت بتنی
وزن این سازه بسیار زیاد است که باعث افزایش وزن کلی سازه میشود. مقاومت این سازه در برابر نیروی کششی پایین است و میزان هدر رفت مصالح در این سازه بالاست. برای سازههای بتنی باید از سقف کاذب استفاده کرد. این سازهها بعد از گذشت مدت زمانی از ساخت دچار افت و خزش میشوند که ممکن است باعث عملکرد ضعیف هنگام وقوع زلزله شوند. در آخر اینکه سازههای بتنی گرما و سرمای محیط بیرون را به داخل خانه هدایت میکنند و موجب هدر رفت انرژی میشوند. از این رو در این سازهها باید از عایق حرارت و صدا استفاده کرد. بازسازی و ترمیم این سازهها در صورت بروز هرگونه آسیب بسیار دشوار است. در نهایت اینکه هنگام وقوع انفجار میزان تخریب پذیری آنها بالاست.
از معایب سازههای بتنی میتوان به عایق نبودن آن در برابر گرما و سرما، تخریب پذیری بالا به هنگام انفجار و افت و خزش با گذشت زمان اشاره کرد.
چگونگی اجرای سازههای بتنی
برای اجرای سازه بتنی بعد از طراحی اسکلت بتنی، ابتدا باید در محل احداث ساختمان، عملیات زیرسازی انجام داد. سپس نوبت به گودبرداری میرسد که باید سطح موردنظر را براساس اصول و ضوابط گودبرداری کرد. بعد از گودبرداری باید آرماتوربندی فونداسیون را انجام داد. سپس بتن ریزی فونداسیون را باید انجام دهیم. بعد از بتن ریزی باید به مدت یک هفته، بتنها را آبیاری کرد تا مرطوب بمانند. تا این مرحله ما بتن ریزی و آرماتور بندی فونداسیون را انجام دادهایم. بعد از این مرحله باید به بتن ریزی و آرماتور بندی ستونها بپردازیم. در مرحله بتن ریزی و آرماتور بندی ستونها باید تیرچه بلوکها را در سازه خود قرار دهیم. در این مرحله برای اجرای بتن ریزی بعد از قالببندی دیوارها، باید میلگردهای سقف را قرار دهیم. در نهایت هم نازک کاری و دیوار چینی و بعد از آن نماسازی سازه بتنی انجام میشود.
طراحی اسکلت فلزی
برای طراحی نقشه سازه از اسکلت فلزی با تیرآهن های موجود در بازار یا کارخانه ای استفاده می گردد. این نوع سازه به دلیل مقاومت بالا در برابر عوامل مختلف، در ایران بسیار مورد استفاده قرار میگیرد. ماده اصلی این نوع اسکلت فولاد است که از مقاومترین مواد و متریال محسوب میشود. از این رو به اسکلت فلزی اسکلت فولادی نیز گفته میشود. اسکلت فلزی با استفاده از تیر، ستون و فولاد اجرا میشود. ستونها در سازه فلزی به صورت افقی و عمودی قرار میگیرند. همین موضوع علت تعادل نسبی سازههای فلزی است.
از آنجا که باید تمام مراحل کنترل کیفیت سازههای فلزی تحت نظر متخصصان انجام شود، این سازه در دسته سازههای مقاوم و استاندارد برای ساختمان طبقه بندی میشود. این سازه بیشتر در شهرها و به ویژه کلانشهرها استفاده میشود. فولاد در ساخت سازههای فلزی به کار میرود و مقاومت بالایی دارد.
یکی از خصوصیات اسکلت فلزی ابعاد آن است که در ساختمان های مسکونی بین 20 تا 25 سانتی متر است اما اگر ساختمانی مشابه را با اسکلت بتنی بخواهیم اجرا کنیم حداقل ابعاد ستون 45 سانتی متر را باید در محاسبات خود لحاظ کنیم بنابراین اگر ساختمان شما عرض زیادی ندارد مهندس طراح معماری قطعا اسکلت فلزی را به شما پیشنهاد خواهد داد.
مزایای طراحی اسکلت فلزی پیچ و مهره
طراحی اسکلت فلزی و اجرای آن در مکانهای شلوغ و پر رفت و آمد به سادگی امکانپذیر است. از همین رو استفاده از سازه فلزی در شهرها رواج دارد. فولاد به کار رفته در اسکلت فلزی تحت نظارت تولید میشود. از این رو موجب افزایش کیفیت اسکلت ساختمان میشود. همین افزایش کیفیت اسکلت، باعث کاهش میزان پرتی مصالح مصرفی میشود. وزن اسکلت فلزی پیچ و مهره نسبت به اسکلت بتنی بسیار کمتر است و وزن نهایی اسکلت فلزی نسبت به اسکلت بتنی کمتر خواهد بود.
طراحی اسکلت فلزی و اجرای آن در مقایسه با اسکلت بتنی با سرعت بالاتری انجام میشود و زمان انجام پروژه عمرانی کوتاهتر خواهد بود. عمر مفید فولاد به کار رفته در اسکلت فلزی و دوام آن بسیار بالاست. از آنجا که استحکام قطعات اسکلت فلزی بسیار بالاست، از این سازه در زمینهای سست و زمینهای مرتفع استفاده میشود. فولاد شکلپذیری بالایی دارد و در برابر ضربه بسیار مقاوم است. این نوع سازه امکان مقاوم سازی را از طریق جوش یا پرچ کردن دارا میباشد.
سایز و حجم تیرهای مصرفی در این سازه نسبت به سازه بتنی بسیار کمتر است و این موضوع باعث کاهش فضای مرده ساز و کاهش حجم فونداسیون میشود. فولاد در برابر انفجار بسیار مقاوم بوده و قطعات به کار رفته در این سازه چند بار مصرف هستند. یعنی در سازههای جدید نیز امکان استفاده از آنها وجود دارد. زیربنای ساختمان در صورت استفاده از اسکلت فلزی افزایش مییابد. همچنین در صورت بروز مشکل در سازه تعمیر و رفع عیب و ایراد بدون تخریب و به سادگی امکانپذیر است.
از مزایای سازههای فلزی میتوان به سرعت بالای اجرای آن اشاره کرد
معایب سازه فلزی
از جمله معایب طراحی اسکلت فلزی میتوان گفت که فولاد در برابر زنگ زدگی مقاومت ندارد. این موضوع باعث کاهش ابعاد سازه میشود که در این صورت سازه نیاز به تعمیر و بازسازی دارد. به دلیل کوچک بودن قطعات سازه ، این قطعات به کمانش گرایش دارند. در صورتی که نظارت درستی در هنگام اجرای سازه وجود نداشته باشد، مقاومت سازه با مشکل روبهرو خواهد شد.
مقایسه طراحی اسکلت فلزی و اسکلت بتنی
در ادامه به مقایسه طراحی اسکلت فلزی و بتنی از چندین جهت خواهیم پرداخت.
هزینه و قیمت: هزینه پروژههای عمرانی تحت تأثیر قیمت میلگرد، تیرآهن و … است. اما به طور کلی باید گفت چون در اسکلت فلزی از مصالح فولادی استفاده میشود، هزینه آن بالاتر است. هزینه سازه بتنی نسبت به سازه فلزی پایینتر است.
از جمله معایب سازههای فلزی هزینه بالای آن نسبت به سازههای بتنی است
مدت زمان مورد نیاز برای اجرای سازه مورد نظر: در طراحی اسکلت فلزی و اجرای آن تمام اسکلت سرهم شده و بعد از آن سقف و دیوار به آن متصل میشوند. جوشکاری نیز بیرون از محیط پروژه انجام میشود. اما در سازه بتنی باید بعد از بنای ستون هر طبقه، سقف را نیز ساخت. به همین دلیل سرعت اجرای سازه فلزی بیشتر از سازه بتنی است.
مقاومت در برابر زلزله: مقاومت هر دو سازه در برابر زلزله مناسب است به شرطی که طراحی و اجرای آن دو به درستی انجام شده باشد.
مقاومت در برابر آتش: فولاد در هنگام مقابله با دمای بالا مقاومت مکانیکی آن کاهش مییابد. به همین دلیل سازه بتنی در برابر آتش سوزی مقاومت بیشتری دارد.
طول عمر: طول عمر سازههای بتنی به دلیل خزش از سازههای فلزی کمتر است.
ارزش اسقاط: با تمام شدن عمر مفید سازه نیاز به بازسازی و تعمیر آن وجود دارد. اما اجزای استفاده شده در طراحی اسکلت فلزی بعد از اسقاط ارزش بیشتری دارند.
دستمزد اجرا: دستمزد در طراحی اسکلت بتنی براساس متر مربع محاسبه میشود و در اسکلت فلزی براساس وزن محاسبه میشود. به دلیل ساخته شدن اجزای اسکلت فلزی از قبل نیاز به نیروی انسانی کمتر شده و این موضوع باعث کاهش هزینهها میشود. برای اطلاعات بیشتر میتوانید با شرکت آرین پاراکس تماس بگیرید.
مقاوم سازی اسکلت ساختمان
در ساختمان های قدیمی برای افزایش تعداد طبقات یا مقاومت آن در برابر زلزله اقدام به مقاوم سازی می نمایند ، که این کار بعد از کشیدن کروکی ساختمان و جانمایی ستون های موجود صورت می پذیرد.
مقاوم سازی کاری پیچیده و حساس است که توسط تیم متخصص در این کار انجام می شود ، مقاوم سازی برای آثار ملی و یا ساختمان های فاقد سازه نیز اجرا می گردد که پس از بررسی های فنی وضع موجود ساختمان طراحی اسکت فلزی و بتنی انجام و سپس عملیات عمرانی آغاز می شود.
پیامتان را بنویسید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.