معرفی انواع اسکلت فلزی ساختمان

اسکلت سازه‌ها معمولاً شامل ستون‌‌های عمودی و تیرهای افقی هستند که به‌ وسیله میخ یا پیچ و مهره و یا جوش بهم متصل می‌‌شوند. تیرهای فولادی افقی و ستون‌‌های عمودی در واقع اسکلت و ساختار اصلی ساختمان را شکل داده و استحکام آن را بالا می‌‌برند. انواع اسکلت فلزی شامل اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ ای، اسکلت فلزی جوشی و اسکلت فلزی میخی است که در این مقاله قصد داریم دو نوع اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ ای و اسکلت فلزی جوشی را معرفی و بررسی کنیم. هرکدام از این اسکلت‌‌ها کاربردهای خاص، مزایا و معایبی دارند که قرار است در این مقاله به این موارد پرداخته شود.

ساختمان اسکلت فلزی چیست؟

ساختمان اسکلت فلزی نوعی سازه است که برای ساخت انواع ساختمان‌‌های ساده و بزرگ مثل گاراژ، ساختمان‌‌های کشاورزی، سوله، انبار و ساختمان‌‌های بلند چندین طبقه‌ گزینه مناسبی است؛ اکنون استفاده از این سازه فلزی گسترده‌‌تر شده و برای ساخت انواع سازه با کاربری‌های متفاوت (ادارات، کارخانجات، مدارس، ساختمان‌‌های عمومی و منازل) مورد استفاده قرار می‌‌گیرد.

انواع اسکلت فلزی دارای ویژگی‌‌هایی از قبیل پایداری، قیمت مناسب، وزن پایین و مقاومت بالا هستند به همین جهت گزینه خوبی برای بسیاری از پروژه‌‌های مختلف عمرانی به شمار می‌‌روند. با انواع اسکلت فلزی مانند اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ ای و اسکلت فلزی جوشی در ادامه آشنا خواهیم شد.

اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ ای

در این نوع اسکلت فلزی، تمام ستون‌‌ها و تیرهای فولادی از قبل در کارخانه و یا کارگاه تولید شده و بعد توسط کامیون و یا تریلی به محل پروژه فرستاده می‌‌شوند. در آنجا ستون‌‌ها و تیرهای فولادی به‌ وسیله پیچ و مهره بهم متصل شده و در نهایت اسکلت فلزی اولیه ساختمان، شکل می‌‌گیرد.

اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ ای بهترین اسکلت فلزی در بین همه اسکلت‌‌هاست. برای حمل و نقل باید ابعاد وسیله نقلیه متناسب با سازه باشد؛ طول یک کامیون معمولا 6 متری یا 12 متری است. سرعت ساختمان‌ سازی با اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ ای به‌ مراتب بیشتر از بقیه انواع اسکلت فلزی است.

تنها کاری که نیاز است در محل ساخت‌ و ساز انجام شود آوردن تیر و ستون‌‌های فولادی و پیچ و مهره کردن آنهاست و تمام! اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ ای نسبت به بقیه انواع اسکلت فلزی مورد قبول‌‌تر است زیرا همه ساختار‌های مورد نیاز ساختمان‌ سازی در کارخانه توسط ابزار صحیح و تحت شرایط کاری مناسب ساخته می‌‌شوند.

کاربردهای اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ ای

اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ ای کاربردهای زیادی دارد؛ این سازه فلزی از پیش‌ ساخته برای ساختمان‌‌های بزرگ مثل آسمان‌ خراش‌ها که متراژ بالایی دارند مورد استفاده قرار می‌‌گیرد. برای انجام پروژه‌‌های بزرگ این‌ چنینی نیاز به‌ سرعت عمل بالا و دقت زیاد است که اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ ای این نیاز‌ها را برآورده می‌‌کند.

از طرفی ساختمان‌‌های بزرگ باید تحمل بار سنگین را داشته و به‌ اندازه کافی مستحکم باشند تا ساختمان را در شرایط مختلف سالم نگه دارد. اگر کوچکترین خللی در ساخت اسکلت فلزی به وجود آید و یا به‌ اندازه کافی محکم نباشد و یا حتی در محل اتصال تیر و ستون‌‌ها دقت کافی به عمل نیامده باشد، احتمال ریزش ساختمان در هر شرایطی وجود دارد که این امر یک فاجعه است.

به این دلایل استفاده از اسکلت پیچ و مهره‌ ای قابل‌ قبول‌‌تر از نوع جوشی است زیرا ایمنی کار را تا چندین برابر بالا می‌‌برد. اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ای نیز برای ساختمان‌‌هایی که نقشه پیچیده‌‌تری دارند بیشتر استفاده می‌‌شود زیرا در این ساختمان‌‌ها، قطعات باید با دقت و به‌ اندازه برش بخورند و این امر در کارخانه میسر است.

مزایا و معایب اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ ای

اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ ای مزایا و معایبی هم دارد. البته بهترین اسکلت فلزی همان است که مزایای آن بیش از معایب آن باشند! در ادامه با ویژگی‌های این نوع اسکلت آشنا خواهیم شد:

• قطعات این اسکلت در کارخانه تهیه شده و بنابراین در محل ساخت‌ و ساز ازدحام صورت نمی‌‌گیرد و یا حتی اگر ازدحام و سد معبری صورت بگیرد خیلی سریع جمع می‌‌شود.
  
• از دیگر مزایای انواع اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ ای این است که چون قطعات در محل مناسبی تهیه می‌‌شوند، بنابراین متغیرهای مختلف مثل آب‌ و هوا تأثیری روی روند کار نمی‌‌گذارند.
  
• یکی از مهمترین معایب انواع اسکلت فلزی پیچ و مهره‌‌ای این است که اگر قطعات به‌ درستی تهیه نشده باشند در محل اجرا و ساخت‌ و ساز اتصال آنها با مشکل مواجه شده و از این‌ رو مرجوع کردن و از نو ساختن قطعات زمان زیادی را تلف خواهد کرد.

اسکلت فلزی جوشی

همه مراحل مورد نیاز اسکلت جوشی در محل ساخت‌ و ساز انجام می‌‌‌گیرد. قطعات تیر و ستون‌‌ها در محل ساخت‌ و ساز برش خورده و برای ایجاد شکل نهایی اسکلت فلزی این تیر و ستون‌‌ها بهم جوش زده می‌‌شوند.

برای ایجاد انواع اسکلت فلزی جوشی بهتر است جوشکارهای متخصص و کار آزموده استخدام شوند. زیرا اگر تیر و ستون‌ها به‌ درستی جوش نخورند، تحت تأثیر شرایط آب‌ و هوا مثل رطوبت زیاد و یا حرارت بالا از هم باز شده و حتی ممکن است باعث ریزش کل ساختمان هم بشوند.

کاربردهای اسکلت فلزی جوشی

انواع اسکلت فلزی جوشی برای ساختمان‌‌های کوچکتر با متراژ پایین نیز استفاده می‌‌شوند. برای ساختمان‌‌هایی که نقشه ساده‌‌تری دارند تهیه اسکلت جوشی سریع‌‌تر و مقرون به‌ صرفه‌‌تر خواهد بود. این نوع اتصال براساس قطعات و موقعیت آنها در انواع مختلفی دسته‌بندی می‌شوند:

• اتصال لب به لب
• اتصال روی هم
• اتصال سپری
• اتصال گوشه گونیا
• اتصال پیشانی

مزایا و معایب اسکلت فلزی جوشی

اتصال اسکلت فلزی به روش جوشی علاوه بر مزایا معایبی نیز دارد که در ادامه به همه موارد اشاره می‌کنیم:

• اگر سازه تحت نیروی پیچشی قرار گیرد، استفاده از اتصال جوشی گزینه مناسبی است.
• استفاده از اتصال جوشی در سازه می‌تواند جلوه بصری بهتری به ساختمان بدهد.
• اتصال جوشی هیچ انعطافی ندارد! یعنی در برابر حرکات انقباضی، هیچ انبساطی از خود نشان نمی‌دهد.
• حرارت جوشکاری می‌تواند آب موجود در فولاد را تبخیر کند که نتیجه آن می‌تواند اعوجاج تیرها شود.
• اگر جوشکاری توسط افراد نابلد انجام شود و فولاد بیش از اندازه در معرض حرارت قرار گیرد محل اتصال با خستگی مواجه خواهد شد.
• هنگام بازرسی اتصالات جوش داده شده، باید موارد بسیار زیادی چک شود و اگر استانداردها رایت نشده باشد، ممکن است سازه در معرض خطرات بسیار قرار گیرد.

مقایسه اسکلت سازه فلزی پیچ و مهره و جوشی

جدول مقایسه اتصال جوشی با اتصال پیچ و مهره
ردیف	ویژگی	اسکلت فلزی جوشی	اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ای
1	سرعت اجرا	پایین	بالا
2	سرعت نصب	پایین	بالا
3	کیفیت ساخت	پایین‌تر	بالاتر
4	پرتی مصالح	بیشتر	کمتر
5	ایمنی و پایداری سازه	کمتر	بیشتر
6	هزینه‌ها	بیشتر	کمتر
7	عدم نیاز به فضای کار	ندارد	دارد
8	رواج جهانی	کمتر	بیشتر
9	امکان استفاده در مدیریت حوادث	کمتر	بیشتر

مقایسه اسکلت سازه فلزی و بتنی در یک نگاه

جدول مقایسه سازه فلزی و سازه بتنی
ردیف	موارد مقایسه	سازه فلزی	سازه بتنی
1	ماده اولیه	فلز و بتن (قالب فلزی)	بتن و فلز (قالب بتنی)
2	کاربرد	ساختمان‌های بلند و برج‌ها	ساخت تونل، پل و البته ساختمان‌های کوچک
3	سادگی در اجرا	ساده‌تر از بتنی	سخت‌تر از فلزی
4	مقاومت در برابر زلزله	مقاومت کمتر به دلیل وزن پایین	مقاومت بیشتر در برابر لرزش به دلیل وزن بالا
5	طول عمر	عمر بالاتر نسبت به سازه بتنی	عمر مفید بین 50 تا 60 سال
6	مقاومت در برابر آتش	در برابر آتش کیفیت و مقاومت خود را از دست می‌دهد	در برابر آتش مقاومت بسیار خوبی از خود نشان می‌دهد
7	مقاومت در برابر رطوبت	هوای شرجی روی کیفیت سازه فلزی تاثیر منفی دارد	در هوای مرطوب مقاومت بسیار خوبی از خود نشان می‌دهد
8	ارزش اسقاط	به دلیل قیمت بالای آهن پس از عمر مفید اجزای فلزی آن ارزش دارند	بعد از تخریب تنها مقداری نخاله داریم که برای محیط زیست هم ضرر دارد
9	هزینه‌ها	آهن از فلز گران‌تر است	بتن از آهن ارزانتر است
10	نحوه پرداخت هزینه سازه	پس از محاسبه و طراحی همه آهن آلات مورد نیاز باید یکجا خریداری شود	اجرای آن مرحله به مرحله است و پرداخت نیز به همین صورت است
11	سرعت اجرا	سرعت اجرا نسبت به سازه بتنی بالاتر است	سرعت پایین به دلیل گیرش اولیه وبتن و دیگر مصالح
12	فضای بهینه	سطح مقطع کوچکتر و به دنبال آن ستون‌های ظریف‌تر که برابر است با فضای بهینه	ستون‌های حجیم که فضای بیشتری را اشغال می‌کنند

ساختمان اسکلت فلزی بهتر است یا اسکلت بتنی؟

به‌ طور کل ساختمان اسکلت فلزی دارای مزایای متعددی است که مهندسین را وا می‌دارد برای انواع ساختمان‌‌ها به‌ جای اسکلت بتنی و چوبی از انواع اسکلت فلزی استفاده کنند. موارد زیر می‌تواند شما را به سمت انتخابی بهتر هدایت کنند:

• ساختمان اسکلت فلزی به نسبت اسکلت بتنی سبکتر است

ممکن است عجیب به نظر برسد ولی چگالی اسکلت فلزی، کمتر از انواع دیگر اسکلت است و این امر حمل‌ و نقل را آسان‌‌تر و هزینه حمل‌ و نقل را نیز کاهش می‌‌دهد.

• انواع اسکلت فلزی عملیات ساخت‌ و ساز را سرعت می‌‌بخشند

 سرعت عمل در انجام هر پروژه‌‌ای برابر است با بهره‌‌وری بالاتر از همان پروژه! انواع اسکلت فلزی به دلیل استحکام بالا و نیاز به زمان کم برای تهیه، بیشتر مورد استفاده قرار می‌‌گیرند.

• ساختمان اسکلت فلزی مقرون‌ به‌ صرفه است

این نوع اسکلت به دلیل پایداری و نیاز به نگهداری کمتر، عمر بالاتری داشته و همچنین نیاز به تعمیر و جایگزینی کمتری نسبت به بقیه انواع اسکلت دارد.

• قطعات انواع اسکلت فلزی در سایزهای مختلف به‌ راحتی قابل تهیه است

قطعات فولادی انواع اسکلت فلزی در هر سایزی و برای تحمل هر نوع فشاری به‌ صورت سفارشی قابل تهیه و اجرا هستند.

• انواع اسکلت فلزی مقاوم به آتش هستند

تحمل حرارت بالا توسط اسکلت فلزی استفاده از آن را در میان بقیه انواع اسکلت گسترده‌‌تر کرده است زیرا خطر آتش‌‌سوزی به‌ مراتب در این نوع اسکلت پایین‌تر است.

• معمولا انواع اسکلت فلزی ضد حشرات موذی هستند

اسکلت فلزی، ساختمان را از شر انواع حشرات موذی در امان نگه می‌‌دارد زیرا فولاد جایگاه خوبی برای حشرات موذی نیست.

• انواع اسکلت فلزی بسیار تطبیق‌‌پذیر و چند کاربردی هستند

تطبیق‌‌پذیری فولاد غیر قابل‌ انکار است! زیرا این فلز محکم به هر شکلی قالب می‌‌گیرد. معماران انواع اسکلت فلزی را به بقیه اسکلت‌‌ها ترجیح می‌‌دهند چون می‌‌توانند انواع طراحی‌‌های خلاقانه را به‌ واسطه آن اجرا کنند.

• استفاده از انواع اسکلت فلزی به طبیعت کمک می‌‌کند

از آنجا که اسکلت فلزی از مواد قابل بازیافت تهیه می‌‌شود، بعد از اتمام عمر مفید به‌ راحتی قابل بازیافت بوده و مجدداً به چرخه ساخت‌ و ساز باز می‌‌گردد. از طرفی استفاده از انواع اسکلت فلزی باعث کاهش استفاده از چوب و قطع بی‌‌رویه درختان می‌‌شود.

معایب ساختمان اسکلت فلزی

ساختمان اسکلت فلزی قطعاً معایبی هم دارد ولی از آنجا که مزایای آن خیلی بیشتر است، دانستن این معایب به پیشبرد بهتر کار در سازه کمک کننده است. در ادامه با معایب ان آشنا شوید:

• رسانای حرارت

می‌‌دانیم که فلزات رسانای خوبی برای حرارت هستند. بنابراین استفاده از اسکلت فلزی در ساختمان‌‌سازی باید به همراه تدابیر مختلفی باشد تا جلوی مشکلات احتمالی گرفته شود.

• عدم انعطاف‌‌پذیری در محل ساخت‌ و ساز

از آنجا که قطعات اسکلت فلزی در بیرون از محل اجرا و در کارخانه تولید می‌‌شوند، امکان ایجاد تغییر در محل اجرا وجود ندارد و برای ایجاد هرگونه تغییر باید قطعات اسکلت فلزی مرجوع و اصلاح شوند. این امر هم از لحاظ زمان و هم از لحاظ هزینه، مقرون‌ به‌ صرفه نیست.

نتیجه گیری

این روزها استفاده از اسکلت فلزی برای انواع سازه بسیار رواج یافته است؛ در واقع انتخاب این نوع سازه برای خلق شاهکارهای معماری و ساختمان‌‌های جدید گزینه خوبی است. اسکلت فلزی باید به‌ گونه‌ای طراحی شود که جلوی هدر رفتن انرژی داخل ساختمان را بگیرد و همچنین از انرژی خارج از ساختمان مثل نور آفتاب نهایت بهره را بگیرد. معماران و مهندسان با استفاده از خاصیت فرم‌ دهی فلزات می‌توانند این ویژگی‌‌ها را روی انواع اسکلت فلزی و در نهایت ساختمان اسکلت فلزی اعمال کنند.