اسکلت فلزی

مزایای ساختمان های فی اسکلت فی

مقاومت بالا : مقاومت فولاد بالا بوده و نسبت مقاومت به وزن آن از بتن بزرگتر است . این موضوع در سوله های با دهانه های بزرگ و ساختمان های مرتفع و ساختمانهائی که بر روی زمینهای سست احداث می شوند ، از اهمیت بیشتری برخوردار است . مقاومت متعادل مصالح : مقاومت فولاد در کشش و فشار یکسان و در برش نیز خوب و نزدیک به کشش و فشار است . در تغییر وضع بارها ، نیروی وارده فشاری و کششی قابل تعویض بوده و مقاطع به خوبی عکس العمل نشان می دهند . ولی مقاومت بتن در فشار مناسب بوده و در کشش و یا برش کم است . پس اگر مناطقی تحت نیروی کششی قرار گرفته و مسلح نشده باشند ، تخریب می شوند.

خواص ارتجاعی : به علت همگن بودن فولاد ، خواص ارتجاعی محاسباتی آن با تقریب بسیار خوبی مصداق عملی دارد . فولاد تا محدوده وسیعی از تنشها از قانون هوک بخوبی پیروی می کند . بعنوان مثال ، ممان اینرسی یک مقطع فولادی را می توان با اطمینان در محاسبات وارد نمود . حال اینکه در مورد بتن این ارقام خیلی معین و قابل اطمینان نیستند .

ضریب نیروی لرزه ای : در قالبهای بتن مسلح به علت وزن بیشتر ، ضریب نیروی لرزه ای از قابهای فی بزرگتر است .

شکل پذیری : یکی از خواص مهم مصالح فی شکل پذیری آنهاست . فات قادرند تمرکز تنش را که در واقع علت شروع خرابی است و نیروهای دینامیکی و ضربه ای را تحمل نمایند ، در حالیکه بتن ترد و شکننده بوده و عملکرد آن در مقابل این نیروها بسیار ضعیف است .

خواص یکنواخت : فولاد در داخل کارخانه و تحت نظارت دقیق تهیه می شود ، لذا خواص آن بر خلاف بتن یکنواخت است . اطمینان در یکنواختی خواص مصالح باعث انتخاب ضریب اطمینان کوچکتر می شود که این به نوبه خود منجر به صرفه جویی در مصرف مصالح می شود .

دوام: دوام فولاد بسیار خوب است . اگر در نگهداری ساختمانهای فی دقت کافی صورت گیرد ، برای سالیان متمادی قابل بهره برداری خواهند بود .

پیوستگی مصالح : قطعات فی عموما با توجه به مواد متشکه آن پیوسته و همگن هستند ، ولی در قطعات بتنی در هر زله به پوشش بتنی روی میلگرد صدمه وارد می گردد . ترکهائی که در پوشش بتن پدید می آید ، موجب ضعف قطعه شده و احتمال دارد که ساختمان در پس لرزه یا زله بعدی تخریب شود .

وزن کم : ‌میانگین وزن اسکلت فولادی بین 250 تا 390 کیلوگرم بر مترمربع و یا 80 تا 130 کیلوگرم بر مترمکعب است ، درحالی که در ساختمانهای بتن مسلح این ارقام به ترتیب بین 480 تا 780 کیلوگرم بر مترمربع یا 160 تا 250 کیلوگرم بر مترمکعب می باشد .

اشغال فضا :‌ در دو ساختمان مشابه از نظر ارتفاع و ابعاد ، ستون ها و تیرهای ساختمان فی از نظر ابعاد کوچکتر از ساختمان بتنی هستند ، یعنی سطح اشغال اسکلت یا فضای مرده در ساختمانهای بتنی بیشتر است .

امکان مقاوم سازی : اعضاء ضعیف ساختمان فی (در اثر محاسبات اشتباه ، تغییر مقررات و ضوابط ، اجراء و ) را می توان با اضافه نمودن قطعات جدید ، تقویت نمود ، ولی در مورد اسکلت بتنی این عمل به راحتی قابل انجام نمی باشد .

شرایط آسان ساخت و نصب : تهیه قطعات فی در کارخانه و نصب آن در محل ، در هر شرایط جوی با اعمال تهمیدات لازم قابل انجام است . در مورد ساختمانهای بتنی محدودیتهای بیشتری در این رابطه وجود دارد .

سرعت اجرا  اسکلت فی پیچ و مهره: سرعت نصب قطعات فی نسبت به قطعات بتنی بسیار بیشتر است .

پرت مصالح : با توجه به اینکه قطعات اسکلت فی در کارخانه تولید می شود ، میزان هدر رفتن مصالح نسبت به تهیه و بکارگیری بتن کمتر است .

معایب ساختمانهای فی اسکلت فی پیچ و مهره

ضعف در برابر حرارت : مقاومت ف با افزایش دما کاهش می یابد . اگر دمای اسکلت فی به حدود 600 درجه سانتی گراد برسد ، تعادل ساختمان به خطر می افتد .

خوردگی ف در مقابل عوامل خارجی : ساختمان های فی در مقابل عوامل جوی دچار خوردگی شده و از ابعاد مفید آنها کاسته می شود . ضمنا مخارج نگهداری و محافظت آنها هم زیاد است .

تمایل قطعات فشاری به کمانش : با توجه به اینکه تعداد قطعات فی زیاد بوده و ابعاد آنها معمولا" کوچک است ، تمایل به کمانش در این قطعات زیاد بوده و این موضوع یک نقطه ضعف محسوب می شود .

جوش نامناسب : استفاده از پیچ و مهره و تهیه قطعات در کارخانه ، اقتصادی ترین و فنی ترین کار می باشد که در کشور ما برای ساختمانهای متداول انجام چنین کاری مقدور نیست . استفاده از جوش برای اتصالات ، بعلت مهارت کم جوشکاران ، قدیمی بودن ماشین آلات ، عدم کنترل دقیق توسط مهندسین ناظر ، گران بودن هزینه آزمایش جوش و برزگترین ضعف اسکلتهای فی می باشد.

چرا سازه های فی پیش ساخته
از زمان درخواست ساخت تا لحظه نصب هیچ سیستم ساخت و ساز دیگری  با سیستم سازه های فولادی پیش ساخته از لحاظ صرفه اقتصادی ،  انعطاف پذیری،  سرعت ساخت و نصب قا بل مقایسه نیست . همچنین به علت تولید فولاد در کارخانه  و شرایط بهتر کنترل کیفیت آن نسبت به بتن ، فولاد و سازه های فی را نسبت به بتن و سایر مصالح ساخت و ساز متمایز می سازد. از دیگر مزایای اسکلت فی می توان به امکان توسعه سازه ، اتصال چند قطعه به یکدیگر ، پیش ساخته بودن قطعات در کارخانه ، سرعت در اجرا و نصب ، اشغال فضای کمتر نسبت به بتن و قابلیت کاربرد در ارتفاع زیاد اشاره کرد . بسیاری از کارشناسان یکی از دلایل پیشرفت سریع کشورهای نو ظهور و توسعه یافته را، استفاده از سیستم سازه های فولادی پیش ساخته در ساخت و سازهای سریع و با کیفیت زیر ساختهای صنعتی،تجاری،درمانی و مسی این کشورها می دانند . در این قسمت به برخی از مزایای سازه های فی اشاره    می کنیم . .

   مزایای سازه های فی -اسکلت فی

 مقاومت زیاد

مقاومت قطعات فی زیاد بوده و نسبت مقاومت به وزن از مصالح بتن بزرگتر است،  این امر در دهانه های بزرگ سوله ها و ساختمان های مرتفع ، خصوصاً ساختمانهایی که بر زمین های سست قرار می گیرند حائز اهمیت فراوان می باشد.

 خواص یکنواخت

ف در کارخانجات بزرگ تحت نظارت دقیق تهیه می شود و به یکنواخت بودن خواص آن می توان اطمینان کرد و خواص آن بر خلاف بتن با عوامل خارجی تحت تأثیر قرار نمی گیرد .  اطمینان در یکنواختی خواص مصالح، در انتخاب ضریب اطمینان کوچک موثر است،  که خود صرفه جویی در مصرف مصالح را باعث می شود .

 دوام

دوام فولاد بسیار خوب است، چنانچه در نگهداری ساختمانهای فی دقت لازم به عمل آید،  برای مدت طولانی قابل بهره برداری خواهند بود .

 خواص ارتجاعی

خواص مفروض ارتجاعی فولاد با تقریب بسیار خوبی مصداق عملی دارد ، فولاد تا تنشهای بزرگ از قانون هوک به خوبی پیروی می نماید، مثلاً می توان ممان اینرسی یک مقطع فولادی را با اطمینان در محاسبات وارد نمود ، حال اینکه در مورد مقاطع بتنی ارقام مربوطه چندان معین و قابل اطمینان نمی باشند .

 شکل پذیری

از دیگر خواص مثبت مصالح فی، شکل پذیری آنها است که قادرند از تمرکز تنش که در واقع علت شروع خرابی است جلوگیری کرده و نیروی دینامیکی و ضربه ای را تحمل نمایند،  در حالیکه مصالح بتنی به دلیل  ترد و شکننده بودن در مقابل این نیروها فوق العاده ضعیف می باشند ،که  این عامل باعث می شود تا سازه های فولادی به صورت ناگهانی تخریب نشده و زمان لازم جهت تخلیه افراد و تعمیرات در آنها وجود داشته باشد .

 پیوستگی مصالح

قطعات فی با توجه به مواد متشکله آنها پیوسته و همگن می باشند ،  ولی در قطعات بتنی صدمات وارده در هر زله به پوشش بتنی روی میلگرد وارد می گردد و ترکهایی در پوشش بتن پدید می آید که  قابل کنترل نبوده و احتمالاً ساختمان در پس لرزه یا زله بعدی ضعف بیشتری داشته و تخریب می شود .

 مقاومت متعادل مصالح

مصالح فی در کشش و فشار یکسان و در برش نیز دارای مقاومتی نزدیک به کشش و فشار می باشند ، بنابراین تغییر وضع بارها بدون تخریب امکان دارد ، یعنی در صورت تبدیل نیروی وارده فشاری به کششی مسأله خاصی اتفاق      نمی افتد.  در ساختمانهای بتنی مسلح،  مقاومت بتن در فشار خوب ولی در کشش و یا برش کم است ، پس در صورتی که مناطقی احتمالاً تحت نیروی کششی قرار بگیرند و مسلح نشده باشند تولید ترک و خرابی می نمایند .

 انفجار

سازه های فولادی نسبت به ساختمان های بتنی،  دارای رفتار بهتری در برابر انفجار می باشند .

 تقویت پذیری و امکان مقاوم سازی

قطعات  ضعیف ساختمان فی را که در اثر اشتباه محاسباتی،  تغییر در  مقررات ویا ضوابط اجرا یی به وجود می آیند را  می توان با جوش ، پرچ  و پیچ کردن قطعات جدید تقویت نمود و قسمت یا دهانه هایی اضافه کرد .

 شرایط آسان ساخت و نصب

تهیه قطعات فی در کارخانجات و نصب آن در موقعیت های متفاوت جوی با تمهیدات لازم قابل اجرا است .

 سرعت نصب

سرعت اجرا و نصب قطعات فی نسبت به اجرای قطعات بتنی به صورت چشمگیری بالاتر است . پایان سریع کار ، امکان بهره برداری به موقع از پروژه و بازگشت سریعتر هزینه های انجام شده را میسر می سازد .

 پرت مصالح

با توجه به تهیه قطعات سازه فی  از کارخانجات ؛ پرت مصالح آنها  نسبت به  تهیه و بکارگیری بتن کمتر است .

 وزن کم

میانگین وزن ساختمانهای فولادی را می توان بین 245 تا 390 کیلوگرم بر متر مربع و یا بین 80 تا 128 کیلوگرم بر متر مکعب تخمین زد ، در حالیکه در ساخمانهای بتنی مسلح ،  این ارقام به ترتیب بین 480 تا 780 کیلوگرم بر متر مربع یا 160 تا 250 کیلوگرم برمتر مکعب می باشند .

  اشغال فضا

در دو ساختمان مساوی از نظر ارتفاع و ابعاد ستون ؛ تیرهای ساختمان فی از نظر ابعاد کوچکتر از تیرهای ساختمان های بتنی می باشند . سطح اشغال یا فضای مرده در ساختمان های بتنی نسبت به ساختمان های فی بیشتر ایجاد می شود .

 ضریب نیروی لرزه ای

حرکت زمین در اثر زله موجب اعمال نیروهای درونی در اجزای ساختمان می شود .  به عبارت دیگر ساختمان بر روی زمینی که به صورت تصادفی و غیر همگن در حال ارتعاش است بایستی ایستایی داشته و ارتعاش زمین را تحمل کند . در قاب های بتن مسلح که وزن بیشتری دارند ضریب نیروی لرزه ای بیشتر از قاب های فی است ، تجربه نشان می دهد که خسارات وارده بر ساختمان های کوتاه و صلب که در زمینهای محکم ساخته شده اند زیاد است همچنین ساختمان های بلند و انعطاف پذیری که در زمین های نرم ساخته می شوند صدمات زیادی از زله می  بینند . به عبارت دیگر ساخت ساختمان های کوتاه  در زمینهای نرم که ارتعاش زمین نسبتاً بزرگ است نتایج بهتری دارد . و برعکس ساخت ساختمان های بلند در زمینهای سفت با کوچک احتمال خرابی کمتری در بر خواهد داشت  . عکس العمل ساختمان ها در مقابل حرکت زله بستگی به مشخصات خود ساختمان از نظر صلبیت و یا انعطاف پذیری دارد ، مهمترین مشخصه ساختمان در رفتار مقابل زله ،  طبیعی ارتعاش ساختمان است . 

 افزایش کیفیت اسکلت سازه

افزایش کیفیت اسکلت سازه به دلیل کنترل های قبل ، حین و بعد از اجرای سازه ها ،  همچنین کنترل کامل مصالح و وجود سیستم کنترل کیفی مقیم در مجموعه ساخت ،  از نظر ابعادی و جوش ، باعث ساخت قطعات پیش ساخته فی با کیفیت بالا می شود . 

 برگشت پذیر بودن کامل مصالح

برگشت پذیر بودن کامل مصالح سازه های فی ؛ امکان استفاده مجدد آنها را مخصوصاً در اسکلت های پیچ و مهره ای  میسر می سازد . 

آماد پیچ تولید کننده پیچ و مهره اسکلت فی و وارد کننده پیچ و مهره اسکلت فی