اسکلت فلزی چیست و چه کاربردهایی دارد؟

اسکلت ساختمان‌ها ضروری‌ترین جزء آنهاست و بدون اسکلت درواقع ساختمان سازی هیچ معنایی ندارد. در این میان اسکلت بناها را از متریال‌های گوناگون می‌سازند که ازجمله محبوب‌ترین و پرکاربردترین آنها اسکلت فلزی است. اسکلت‌های فلزی مزایای بسیار زیادی در ساختمان سازی دارند و قرار است در این مقاله بعد از آشنایی با تاریخچۀ این اسکلت‌ها و بررسی چگونگی و مراحل ساختشان، مزایا و نقاط ضعف آنها را هم بررسی کنیم.

تاریخچه اسکلت‌های ساختمانی

اسکلت یا همان چارچوب ساختمان‌ها وظیفۀ تحمل وزن کلی بناها را به عهده دارند و دیوارهای سازه نیز از آنها پشتیبانی می‌کنند. ساختن بنا با اسکلت‌های ساختمانی از قرون وسطی رواج پیدا کرد. در آن دوره اسکلت‌ها را با آجر پر و مقاوم می‌کردند. درواقع اولین بار این ویلیام لو بارون جنی در شیکاگو بود که اسکلتی از فولاد و آهن ساخت. البته با آغاز قرن بیستم، اسکلت‌های بتنی هم به عنوان اصلی‌ترین رقیب اسکلت فلزی و فولادی وارد بازار شدند.

انواع اسکلت‌های ساختمانی

به صورت کلی اسکلت بندی ساختمان‌ها به دو گروه سبک و سنگین تقسیم می‌شود.

اسکلت‌های فلزی و چوبی سبک در دستۀ اسکلت‌های سبک و اسکلت‌های بتنی و همچنین فلزی و چوبی سنگین، در دستۀ اسکلت‌های ساختمانی سنگین قرار می‌گیرند. در ادامه با هر یک از انواع این اسکلت‌ها بیشتر آشنا خواهیم شد.

اسکلت ساختمانی چوبی

برای ساختن بناها و ساختمان‌های کوچک معمولاً از اسکلت‌های چوبی استفاده می‌کنند. این اسکلت‌ها ارزان و سبک هستند و قابلیت شکل پذیری نسبتاً خوبی دارند. حمل و نقل و جابجایی آنها راحت است و همچنین برای اجرا کردنشان به تجهیزات پیشرفته و ماشین‌های حرفه‌ای نیازی نیست.

اسکلت چوبی یکی از پیشرفته‌ترین گزینه‌ها برای مناطقی است که شرایط آب و هوایی سازگار با چوب را دارند. در اسکلت‌های چوبی تحمل بار و نیروهای محوری به عهدۀ الوارهای چوبی است و فضای بین چوب‌ها را نیز معمولاً با متریال‌های عایق پر می‌کنند. به همین دلیل هم هست که ساختمان‌هایی که اسکلت‌شان چوبی است، عایق خوبی برای گرما و صوت هستند. اصلی‌ترین نقطه ضعف اسکلت‌های چوبی این است که در برابر حوادثی مثل سیل، آتش سوزی، صاعقه، طوفان و… مقاومت کمی دارند.

اسکلت بتنی

اسکلت‌های بتنی درواقع شبکه‌ای متشکل از ستون‌ها و تیرهای بتنی هستند که به یکدیگر متصل شده‌اند. این شبکه‌ها را بر روی یک پایۀ بتنی می‌سازند و در آن از کف‌ها، سقف، روکش‌های فلزی، دیوارها و… برای پشتیبانی و به‌عنوان تکیه‌گاه استفاده می‌شود.

برای ساختن اسکلت‌های بتنی از بتن‌های مسلح که شامل ماسه، شن، سیمان و میلگردهای فولادی هستند استفاده می‌کنند. درواقع یکی از اجزای اصلی در ساختار اسکلت بتنی میلگردها هستند که در شکل‌های ساده و آج دار به کار می‌روند. وظیفۀ تحمل بار اصلی نیز در این اسکلت‌ها به عهدۀ تیرهای سقفی است.

برخلاف اسکلت‌های فلزی، نسازی به رنگ آمیزی اسکلت بتنی برای جلوگیری از زنگ زدگی نیست و قیمتشان نیز پایین‌تر از اسکلت فلزی است. اما اسکلت‌های بتنی در دستۀ اسکلت‌های سنگینی قرار دارند که میزان بار کلی ساختمان‌ها را افزایش می‌دهند و فرایند اجرایشان هم زمان‌بر و طولانی‌تر از دیگر انواع اسکلت‌هاست.

اسکلت فلزی

اسکلت فلزی را معمولاً از نوعی فولاد که دارای درصد کربن کم و بسیار مقاوم است می‌سازند. یکی از مهم‌ترین مزایای اسکلت‌های فولادی این است که در کنار مقاومت زیاد و تحمل بار، میزان انعطاف پذیری زیادی هم دارند. میزان مقاومت اسکلت‌های ساختمانی فلزی به اندازه‌ای است که اگر میزان بار بیش از تحمل به آنها وارد شود، به جای ترک خوردن، خم می‌شوند و ساختار کلی آنها دستخوش تغییر نمی‌شود. خم شدن اسکلت‌ها درواقع هشداری جدی به سازندگان ساختمان‌هاست که فکری جدی برای بارهای اضافی بنا و کاستن از میزان آنها بکنند.

توجه داشته باشید با اینکه میزان مقاومت و استحکام اسکلت‌های فلزی بالاست، اگر در معرض آتش سوزی با بیش از ۵۰۰ درجه حرارت قرار بگیرند، حدود نیمی از استحکام و مقاومت خود را از دست خواهند داد.

اسکلت فلزی یا سازه فولادی چیست؟

اسکلت فلزی که با نام‌های اسکلت فولادی و سازه فولادی هم آن را می‌شناسند، یکی از رایج‌ترین انواع اسکلت‌های ساختمانی است که برای ساخت آن از فولادهای ساختمانی استفاده می‌کنند. در ساختار بسیاری از مجتمع‌های مسکونی و تجاری بلند، پل‌های معلق و پل‌های کابلی، سوله‌های صنعتی و… اسکلت فلزی به کار می‌برند.

در ساختار اسکلت فلزی به طور معمول از تیرهای افقی و ستون‌های عمودی فلزی که در یک خط مستقیم پرچ شده، جوش خورده یا با استفاده از پیچ و مهره‌های مختلف به هم متصل می‌شوند استفاده شده است.

وظیفۀ تیرها مقاومت در برابر بارهایی است که به محور آنها وارد می‌شود و ستون‌ها هم وظیفۀ انتقال فشارهای واردشده را دارند.

مقایسه اسکلت فلزی و اسکلت بتنی

ساختمان سازان همچنان از هر دو نوع اسکلت بتنی و فلزی در کار خود استفاده می‌کنند و هیچ کدام از این دو نوع، نتوانسته است جای دیگری را بگیرد. به طور معمول برای ساختن ساختمان‌های مرتفع و بلند از اسکلت فلزی استفاده می‌کنند؛ زیرا ساختن اسکلت فلزی برای چنین بناهای بلندی وقت گیر است و همچنین موجب افزایش بار کلی بنا نیز خواهد شد. از سوی دیگر، برای ساختن تونل‌ها و پل‌ها و همچنین ساختمان‌های کوچک‌تر با تعداد طبقات محدود، معمولاً استفاده از اسکلت‌های بتنی رایج‌تر است.

در ادامه ویژگی‌های مختلف اسکلت‌‌های فلزی و بتنی را با یکدیگر مقایسه می‌کنیم تا با مزیت‌ها و نقاط ضعف هر کدام از آنها بیشتر آشنا شوید:

مقاومت در مقابل زلزله

عموم مردم باور دارند که مقاومت ساختمان‌های دارای اسکلت فلزی در برابر زلزله بیشتر از مقاومت اسکلت‌های بتنی است. گروه دیگری هم نظر مخالف دارند و به نظرشان اسکلت‌های بتنی به دلیل ویژگی‌ها و ساختاری که دارند، در برابر زلزله مقاوم‌تر هستند. اما هر دو این باورها به نوعی اشتباه است. هم اسکلت‌های فلزی و هم بتنی در صورتی که به صورت اصولی و مطابق با استانداردهای مخصوص طراحی و اجرا شده باشند، مقاومت خوبی در مقابل زلزله خواهند داشت.

البته لازم به ذکر است که به دلیل بالا بودن وزن کلی ساختمان‌هایی که با اسکلت بتنی ساخته شده‌اند، در زمان زلزله نیروی به نسبت بیشتری متحمل خواهند شد. این مسئله را نیز استفاده از بتن‌های سبک حل خواهد کرد.

ماندگاری و طول عمر

همان طور که می‌دانید، اسکلت‌های بتنی عمر طراحی دارند. به این معنا که در همان زمان ساخت برای عمر مشخصی که معمولاً بین ۵۰ تا ۶۰ سال است طراحی می‌شوند. بعد از گذشت زمان، در ساختار کلی اسکلت‌های بتنی خزش و افت ایجاد می‌شود و همین مسئله نیز در وقوع زلزله خطرآفرین و مشکل ساز خواهد بود. این مشکل در اسکلت‌های فلزی وجود ندارد و درواقع مزیت بسیار مهمی برای این سازه‌ها به شمار می‌آید.

مقاومت در برابر حریق و آتش سوزی

فولاد با گرم شدن بیش از اندازه، بخش زیادی از مقاومت خود را از دست می‌دهد، در صورتی که مقاومت بتن در برابر گرما بسیار بیشتر از آن است. به همین دلیل هم هست که سازه‌های بتنی در برابر آتش سوزی مقاومت بیشتری دارند.

ارزش و بهای اسقاط

نکته‌ای که معمولاً در ساخت و سازهای کشور ایران به آن توجه کمی می‌شود، در نظر گرفتن ارزش اسقاطی مصالح ساختمانی و بهای آنهاست. میزان آسیب سازه‌های فلزی در زمان تخریب ساختمان بسیار کمتر است و به بهای خوبی هم فروخته می‌شوند. این در صورتی است که سازه‌های بتنی بعد از تخریب تقریباً هیچ بهای اسقاطی نخواهند داشت. همین ویژگی نیز ازلحاظ اقتصادی بودن می‌تواند یکی از مزایای اسکلت فلزی محسوب شود.

تفاوت قیمت اسکلت فلزی و بتنی

اسکلت‌های بتنی معمولاً ارزان‌تر از اسکلت‌های فلزی هستند و یکی از مهم‌ترین دلایل این مسئله نیز ساده‌تر بودن فرایند ساختن اسکلت‌های بتنی است. بنابراین ساختمان سازانی که اقتصادی و کم هزینه بودن نهایی پروژه برایشان اهمیت زیادی دارد، معمولاً به سراغ اسکلت‌های بتنی می‌روند.

سادگی اجرا در اسکلت فلزی

اجرای سازه‌های فلزی به دلیل حساسیت‌های زیادی که در زمان برش، جوشکاری و نصب آنها وجود دارد سخت‌تر است و به نیروی انسانی بیشتری هم نیاز دارد تا کار را به دقت انجام دهند. این در حالی است که اجرای اسکلت بتنی به نیروی انسانی و دقت و ظرافت کمتری نیاز دارد . در نتیجه ساده‌تر است.

سرعت اجرا

از آنجایی که اسکلت‌های فلزی معمولاً به صورت همزمان برای تمامی طبقات اجرا و نصب می‌شوند، سرعت پیشرفت کار در زمان استفاده از آنها هم بالاتر است. علاوه بر این، اغلب اسکلت‌های فلزی در کارخانه‌ها ساخته و سر هم بندی می‌شوند و همین مسئله هم سرعت اجرا را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد. بالا بودن سرعت اجرای سازه‌های فلزی در مقایسه با سازه‌های بتنی موجب کاهش قابل توجه هزینه‌های نهایی ساخت و ساز و بهره برداری پروژه نیز خواهد شد.

مزایای استفاده از اسکلت فلزی در ساختمان‌ها

استفاده از سازه‌های فلزی در ساختمان سازی مزایای زیادی دارد که در ادامه به مهم‌ترین آنها اشاره می‌شود:

مقاومت زیاد

سازه‌های فلزی معمولاً از فولاد ساخته می‌شوند و مقاومت و میزان تحمل بار این فلز بسیار زیاد است. به همین دلیل هم اغلب در ساخت بناهایی که روی زمین‌های سست انجام می‌شود، ساخت ساختمان‌های مرتفع یا مکان‌هایی مثل سوله، از اسکلت‌های فلزی استفاده می‌کنند.

دوام و ماندگاری

عمر و ماندگاری فولاد بسیار زیاد است و ساختمانی که با این اسکلت ساخته شده باشد، دوام زیادی خواهد داشت.

سبک بودن اسکلت فلزی

وزن ساختمان‌های دارای اسکلت فلزی به صورت میانگین ۲۴۵ تا ۳۹۰ کیلو گرم بر متر مربع است. این عدد در مقایسه با وزن ساختمان‌های اسکلت بتنی که به صورت میانگین بین ۴۸۰ تا ۷۸۰ کیلوگرم بر متر مربع است، بسیار کمتر بوده و بنابراین سبک‌تر است و بار اضافی ساختمان را به میزان زیادی کاهش خواهد داد.

داشتن خواص یکنواخت

سازه‌های فلزی معمولاً پیش ساخته هستند و در کارخانه‌ها و تحت نظارت‌ها و استانداردهای بسیار دقیق ساخته می‌شوند. به همین دلیل هم بخش‌های مختلف آنها یکسان و یکنواخت است و خیلی کمتر از سازه‌های بتنی تحت تأثیر محیط قرار می‌گیرند.

شکل پذیر بودن

میزان شکل پذیری فلزات و علی الخصوص فولاد بسیار زیاد است. به همین دلیل هم هست که سازه‌های فلزی می‌توانند نیروی ضربه‌ای و دینامیکی و همچنین تمرکز تنش را به خوبی تحمل کنند. اما سازه‌های بتنی در مقایسه با اسکلت فلزی شکننده و ضعیف‌تر هستند.

نصب آسان و سریع اسکلت فلزی

همان طور که اشاره شد، سازه‌های فلزی در کارخانه‌ها طراحی و ساخته می‌شوند. همین مسئله نیز هم فرایند ساخت آنها را ساده‌تر می‌کند و هم سرعت نصب و اجرای آنها در ساختمان را در مقایسه با سازه‌های بتنی به میزان چشمگیری افزایش می‌دهد.

کاهش ضایعات و پرتی مصالح

ضایعات و آسیب دیدگی سازه‌های بتنی به دلیل حساس و شکننده بودن بافتشان بسیار زیاد است. این در حالی است که سازه‌های فلزی دورریز و پرتی مصالح بسیار کمی دارند و استفاده از آنها از این نظر نیز اقتصادی‌تر و به صرفه است.

اشغال کمتر فضاها

ابعاد تیرها و ستون‌ها در ساختمان‌های فلزی در مقایسه با سازه‌های بتنی کوچک‌تر است. به همین دلیل هم در ساختمان‌هایی که اسکلت فلزی دارند فضای مرده یا همان سطح اشغال ساختمان‌ها کمتر است.

پیوستگی مصالح

همۀ موارد تشکیل دهندۀ سازه‌های فلزی، همگن و پیوسته هستند و درنتیجه کل ساختار اسکلت‌های فلزی نیز پیوستگی و یکدستی بیشتری نسبت به سازه‌های بتنی دارند. این در حالی است که در زمان وقوع زلزله صدمات به صورت مستقیم به پوشش بتنی روی میلگردها وارد شده و موجب ترک خوردن بتن‌ می‌شود. درنتیجه احتمال تخریب ساختمان بتنی در زمان زلزله یا پس از آن به میزان قابل توجهی افزایش می‌یابد.

تقویت پذیر بودن اسکلت فلزی

سازه‌های فلزی ساختمان‌ها تقویت پذیر هستند؛ به این معنا که در صورت نیاز و لزوم می‌توان طی اقداماتی آنها را مقاوم سازی کرد. اگر در زمان ساختمان سازی اشتباهات محاسباتی یا تغییراتی در فرایند اجرا و مققرات و ضوابط کلی ایجاد شده باشد و همۀ این عوامل موجب عملکرد و کارایی ضعیف بنا باشد، می‌توان بخش‌های مختلف سازه‌های فلزی از جمله پرچ‌ها، پیچ‌ها و جوش‌ها را تعمیر یا تعویض کرد و قطعات جدیدی را با هدف تقویت سازه جایگزین آن کرد. چنین امکانی در ساختمان‌های دارای اسکلت بتنی وجود ندارد.

معایب اسکلت فلزی چیست؟

از جمله نقاط ضعف و معایب اسکلت‌ها و سازه‌های فلزی که پیش از ساخت و ساز باید از آنها آگاه باشید می‌توان به این موارد اشاره کرد:

ضعف در مقابل افزایش دما

با اینکه مزایای زیادی برای اسکلت‌های فلزی برشمردیم، اما آسیب پذیر بودن در دماهای ۵۰۰ الی ۶۰۰ درجۀ سانتی گراد یکی از نقاط ضعف سازه‌های فلزی محسوب می‌شود. اگر فولاد در مجاورت این بازۀ دمایی قرار بگیرد، مقاومت خود را به میزان قابل توجهی از دست داده و سست و آسیب پذیر خواهد شد.

احتمال خوردگی اسکلت فلزی در مواجهه با عوامل خارجی

ممکن است بعضی از قسمت‌ها و قطعه‌های سازه‌های فلزی با قرار گرفتن در معرض عوامل جوی دچار خوردگی یا آسیب‌هایی از این دست شده و درنتیجه تغییراتی در ابعادشان رخ داده و کوچک‌تر شوند. جبران این خوردگی‌ها نیز هزینه‌ها و زحمات زیادی به دنبال خواهد داشت.

جوش خوردگی غیراصولی

همان طور که می‌دانید، اتصال قطعات به یکدیگر در سازه‌های فلزی با روش‌هایی نظیر جوشکاری، پیچ و مهره و پرچ انجام می‌شود. ساخت پیچ‌ و مهره‌های مخصوص برای این کار، فرایندی دقیق و بسیار تخصصی و حساس است که متأسفانه در حال حاضر امکان آن در کشور ما فراهم نیست. بنابراین از جمله مشکلات نسبتاً شایعی که در زمان نصب و اجرای اسکلت‌های فلزی ممکن است ایجاد شود می‌توان به جوشکاری‌های غیراصولی و اشتباه توسط جوشکاران مبتدی، استفاده از ماشین آلات قدیمی، گران بودن هزینه‌های مربوط به آزمایش جوش، عدم کنترل دقیق و تخصصی مهندسان ناظر و… اشاره کرد.

هزینه اولیه زیاد

در ساختمان‌هایی که قرار است سازۀ آنها فلزی باشد، در همان ابتدای فرایند ساخت و ساز لازم است که هزینۀ قابل توجهی را به منظور خریداری قطعات فلزی و ابزارها و تجهیزات مورد نیاز برای نصب و اجرای آنها پرداخت. با توجه به این که قیمت مصالح ساختمانی در سال‌های اخیر چندین برابر شده و به تبع آن قدرت خرید سازندگان و مجریان پروژه‌ها نیز کاهش یافته است، میزان ساخت و ساز با اسکلت‌های فلزی نیز به دلیل هزینه‌های گزاف آن، به نسبت قابل توجهی در مقایسه با قبل کاهش داشته است.

تیر ریزی اسکلت فلزی چیست؟

یکی از مهم‌ترین کارهایی که باید در ساخت اسکلت فلزی با دقت و محاسبات فنی دقیق انجام شود، ساختن تیرهای اصلی است که به آنها پل هم می‌گویند.

بعد از اتمام تسمه سازی و برشکاری بال‌ها را روی هم مونتاژ کرده و بعد از نصب دیاق‌ها با کمک دستگاه‌های زیر پودری جوشکاری، جوش‌های طولی انجام می‌شوند. لازم به ذکر است که در بعضی کارخانه‌ها برای افزایش کیفیت و سرعت کار از دستگاه‌های اتوماتیک H ساز هم به این منظور استفاده می‌کنند.

بعداز اتمام فرایند ساخت، با همین دستگاه H انحناهای تیر ورق‌ها را با صاف کن اصلاح می‌کنند. در ادامه نیز کنترل و بازرسی جوش‌ها را انجام می‌دهند و در صورتی که همۀ این موارد تأیید شود، سازه را به مرحلۀ رنگ زنی منتقل می‌کنند.

پس از فرستادن این قطعات به کارگاه‌های نصب، تیرهای اصلی که با شمارۀ هر قطعه متناسب هستند را به ترتیب از طبقه پایینی تا طبقات بالا به دقت در محل خودشان نصب می‌کنند.

یکی از مشکلات رایجی که در ساخت پل‌ها یا همان تیرهای اصلی وجوو دارد، اعوجاج و کج شدن تیرها آن هم به دلیل نازکی ورق‌های فلزی‌شان است. در صورتی که میزان این مشکلات از حد استاندارد عبور کند، ظرفیت باربری سازه کم شده و کیفیت آنها نیز افت خواهد کرد. برای پیشگیری از بروز چنین مشکلاتی که حل آنها زمان بر و پرهزینه‌ است، باید در مرحلۀ جوشکاری و همچنین توالی پاس‌های جوش و چگونگی مهار تیرها به شاسی نهایت دقت را به کار برد.

انواع تیرها در اسکلت فلزی

 تیرها قطعه‌هایی در سازه‌های فلزی ساختمان‌ها هستند که به طور معمول به صورت افقی یا شیبدار قرار می‌گیرند و وظیفۀ اصلی آنها انتقال بارهای قائم بر محور خودشان به تکیه گاه‌هاست. تکیه‌ گاه‌ها نیز معمولاً ستون‌ها هستند. در اسکلت‌های فلزی از انواع مختلفی از تیرها، برحسب وظیفه‌ای که به عهده دارند، استفاده می‌کنند که در ادامه با نام این تیرها آشنا خواهیم شد.

تیرهای اصلی یا شاه‌تیر

این تیرها اعضای اصلی باربر در سقف‌ها هستند و وظیفۀ آنها انتقال بارهای واردشده از تیرچه‌ها به ستون‌هاست.

تیرهای فرعی یا تیرچه‌ها

تیرچه‌ها تیرهای سبکی هستند که کار انتقال بار سقف به شاه‌تیرها یا تیرهای اصلی را انجام می‌دهند.

نعل درگاهی

به تیرهایی که در قسمت فوقانی بازشوهای ساختمان، مثل پنجره‌ها ودرها، قرار می‌گیرند نعل درگاهی گفته می‌شود.

تیرهای کناری یا لبه‌ای

این تیرها در پیرامون ساختمان‌ها قرار می‌گیرند و در کنار تحمل بار سقف، بار دیوارهای کناری ساختمان‌ها را هم حمل می‌کنند. درواقع این تیرها نقش کلاف بندی ساختمان‌ها را هم به عهده دارند.

لاپه

تیرهایی هستند که نیمرخ آنها به شکل حرف Z یا I است و وظیفۀ حمل باروشش‌های سبک را در ساختمان‌ها و مراکز صنعتی به عهده دارند.

تیر ورق

همان طور که می‌دانید نمی‌توان ورقه‌های ضخیم فلزی را با تکنیک فرم دادن به شکل‌های نیمرخ درآورد. در این شرایط باید ورق‌های بال و جان را در طول و عرض‌های مورد نیاز برش داده و با جوش به یکدیگر وصل کنید تا به نیمرخ مورد نظرتان برسید. به این مقاطع در اصطلاح فنی تیر ورق می‌گویند.

تیر لانه زنبوری

تیرهای لانه زنبوری در طول خودشان حفره‌هایی توخالی (درجان) دارند که شبیه لانۀ زنبور است. به همین دلیل هم هست که به آنها لانه زنبوری گفته می‌شود. هدف از ساختن چنین تیرهایی این است که بتواند با خیز و وزن کمتر، بارهای وارد شده را تحمل و منتقل کند.

مراحل ساخت یک ساختمان با اسکلت فلزی

مقاوم سازی اسکلت فلزی

شاید بتوان گفت یکی از بزرگ‌ترین مزایای استفاده از اسکلت‌های فلزی در ساختمان‌ها این است که امکان مقاوم سازی و تقویت آنها در صورت لزوم وجود دارد. ممکن است سازۀ فلزی به دلایل مختلف ازجمله اشتباه در محاسبات، ایجاد تغییرات در ضوابط و مقررات، اجرای غیر اصولی و… مقاومت کافی نداشته باشد. در این صورت می‌توان به‌ راحتی و با استفاده از راه‌هایی مثل جوشکاری، پیچ یا پرچ کردن قطعات جدید و… قسمت‌هایی از اسکلت فلزی را تقویت و تعمیر و حتی بخش‌هایی را نیز به آن اضافه کرد.

کاربردهای اسکلت فلزی

اسکلت فلزی کاربردهای زیادی دارد که در ادامه به مهم‌ترین و رایج‌ترین آنها اشاره شده است:

ساخت و ساز

از مهم‌ترین کاربردهای اسکت‌های فلزی می‌توان به استفاده در انواع ساخت و سازهای ساختمانی اشاره کرد. فولاد فلزی سخت است که ظرفیت زیادی برای تحمل بارهای سنگین دارد و به همین دلیل متریال مقاوم و بادوامی برای استفاده شدن در ساختار اسکلت‌های فلزی ساختمان‌هاست.

خودروسازی

میزان انعطاف پذیری و شکلذیری فلز فولاد قابل توجه است و به همین دلیل در صنعت خودرو و ساخت قطعه‌های مختلف از این فلز استفاده‌های زیادی می‌شود.

از دیگر جاهایی که در ساخت آنها از اسکلت فلزی استفاده می‌شود می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• پل‌ها
• پایانه‌های فرودگاهی
• ساختمان‌های چند طبقه
• سوله‌ها و کارخانه‌های صنعتی
• برج‌ها
• و…

مناسب‌ترین سقف برای اسکلت فلزی چیست؟

انواع مختلفی از سقف‌ها در سازه‌های فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای اینکه بدانیم بهترین سقف برای اسکلت‌های فلزی چیست، باید با همۀ سقف‌ها، مزایا و معایب هر کدام آشنا باشیم. رایج‌ترین سقف‌های مورد استفاده در ساختما‌ن‌ها عبارتند از:

سقف‌های کرومیت

به این سقف‌ها تیرچه فولادی یا تیرآهن‌های جان باز نیز می‌گویند. این سقف‌ها شباهت‌های زیادی با تیرچه‌های بلوک در اسکلت‌های بتنی دارند؛ البته از جهات بسیاری نیز با آنها متفاوت‌اند.

تیرچه‌های بلوکی

معمولاً در اسکلت ساختمان‌های چند طبقه از تیرچه‌ها و بلوک‌ها استفاده می‌کنند. این سقف‌ها از بتن‌های ریخته‌گری ساخته می‌شوند و ساختار آنها به گونه‌ای است که بلوک‌ها به فاصلۀ معینی از یکدیگر و به صورت کاملاً منظم در کنار هم قرار می‌گیرند. در مرحلۀ بعدی نیز تیرها در میان بلوک‌ها جاگذاری خواهند شد.

سقف‌های عرشه فولادی

از دیگر سقف‌هایی که استفاده از آنها در اسکلت‌های فلزی رایج است می‌توان به سقف عرشه فولادی اشاره کرد. این سقف‌ها درواقع سازه‌هایی فلزی و موج‌دار هستند و از مزایای آنها می‌توان به وزن کم، اجرای ساده و ارزان بودن اشاره کرد. در ساختار این سقف‌ها از ورق‌های رنگی و گالوانیزۀ فولادی استفاده می‌کنند.

سقف مختلط یا کامپوزیت

برای ساخت این سقف‌ها از فولاد و بتن به‌صورت ترکیبی استفاده می‌شود و به همین دلیل به آنها مختلط هم می‌گویند. برای ساختن این سقف‌ها باید در قسمت زیرین آنها قالب بندی انجام شود. بین تیرچه‌های به کار رفته در این سقف‌ها باید حداقل یک متر فاصله باشد. لازم به ذکر است که به دلیل تنوعی که در این سقف در انتخاب تیرچه‌ها وجود دارد، سازندگان قدرت انتخاب بیشتری خواهند داشت.

سقف‌های مشبک کندویی یا لانه زنبوری

برای اجرای این سقف‌ها از قالب‌های مکعبی فایبرگلاس، فولاد یا پلی پروپیلن استفاده می‌کنند. این قالب‌ها باید به گونه‌ای در کنار یکدیگر قرار بگیرند که در چهارچوب آزاد بوده و در بین آنها میلگردهای کششی تعبیه شده باشد. این قالب‌ها بسیار محکم هستند و توانایی تحمل بارهای وارده در زمان ساخت و ساز را خواهند داشت.

انواع ترک در ساختمان‌های اسکلت فلزی

ترک‌هایی که در ساختمان‌ها ایجاد می‌شوند به لحاظ ساختاری به دو دستۀ ترک‌های سازه‌ای و غیرسازه‌ای تقسیم می‌شوند.

ترک‌های سازه‌ای

به ترک‌هایی می‌گویند که دلیل ایجاد آنها ضعف در طراحی و اجراست. واضح است که ترک‌های سازه‌ای ایمنی ساختمان را کاهش می‌دهند. این ترک‌ها معمولاً روی بخش‌هایی مثل تیرها، ستون‌ها، دال ها و فونداسیون ساختمان ایجاد می‌شوند.

ترک‌های غیر سازه‌ای

ترک‌هایی هستند که به دلیل افزایش میزان بارهای وارد بر اجزای ساختمان، تغییرات دمایی، تغییر میزان رطوبت و… ایجاد می‌شوند.

انواع ترک‌های ساختمانی از لحاظ جهت

ترک‌های ساختمان از لحاظ جهت سه حالت افقی، مورب و عمودی دارند.

ترک‌های افقی

مهم‌ترین دلایل ایجاد این ترک‌ها عبارتند از:

• به دلیل اجرای دو مرحله‌ای دیوارها، ممکن است در محل اتصال دو مرحله به دلیل نشست، گرد و غبارهایی ایجاد شود. در صورتی که بنا و کارگرها این محل‌های اتصال را به خوبی تمیز نکنند، ترک‌های افقی ایجاد خواهند شد.
• در صورتی که دیوار یک مرحله‌ای اجرا شده باشد، کمانش کرده و به اصطلاح شکم خواهد داد. این مسئله به تدریج باعث ایجاد ترک افقی روی دیوار نیز خواهد شد.

ترک‌های مورب

به ترک‌هایی که نسبت به راستای افقی زاویۀ حدود ۴۵ درجه‌ای داشته باشند، جزو ترک‌های مورب محسوب می‌شوند. علت ایجاد این ترک‌ها معمولاً نشست دیوارهاست. این ترک‌ها بسیار خطرناک هستند و نشانه‌های اولیۀ شکستن دیوار در آینده‌ای نزدیک محسوب می‌شوند.

ترک‌های عمودی

ترک‌های عمودی معمولاً جزو ترک‌های سازه‌ای هستند و در صورتی که عمق و عرضش آنها زیاد باشد باید علت ایجاد آنها را جدی گرفت و برطرفشان کرد. از مهم‌ترین دلایل ایجاد این ترک‌ها می‌توان به عوامل زیر اشاره کرد:

• حرکت کردن پی زیر دیوار و جابجایی آن
• اجرای اشتباه و غیر اصولی هشتگیر در تقاطع دیوارها
• کمبود یا نبودن شناژ قائم و یا فاصلۀ زیاد بین آنها

تقسیم بندی ترک‌های ساختمانی ازلحاظ عرض و ضخامت

ترک‌هایی که روی بدنۀ ساختمان‌ها ایجاد می‌شوند عرض‌های مختلفی دارند که عبارتند از:

ترک های نازک

عرض این ترک‌ها کمتر از یک میلی متر است.

ترک‌های متوسط

عرض ترک‌های متوسط بین یک تا دو میلی متر است.

ترک‌های ضخیم

ترک‌های ضخیم به ترک‌هایی گفته می‌شود که عرض‌های بیش از دو میلی متری داشته باشند.

روش‌های ترمیم انواع ترک‌ها در ساختمان‌های اسکلت فلزی

برای ترمیم و اصلاح ترک‌های ایجاد شده روی بدنۀ ساختمان‌های اسکلت فلزی چند راه وجود دارد که در ادامه به معرفی و توضیح دربارۀ هر کدام از آنها و نحوۀ اجرایشان خواهیم پرداخت.

دوختن ترک‌ها  (Crack Stitching)

دوختن ترک‌ها یک شیوۀ دائمی برای ترمیم و اصلاح ترک‌های ایجادشده روی قسمت‌های مختلف ساختمان‌هاست. در این شیوه در مسیر ترک‌ها شیارهای متقاطع حفر و با نصب کردن گیره‌های دوخت در جهت‌های مناسب نسبت به مسیر ترک‌ها، بخش‌های ترک خورده را با چسب‌های اپوکسی تعمیر و ترمیم می‌کنند.

تزریق کردن رزین اپوکسی  (Epoxy Resin Injection)

در این روش برای ترمیم ترک‌ها از تزریق اپوکسی با فشار پمپ به داخل ترک استفاده می‌کنند. از شیوۀ تزریق اپوکسی معمولاً زمانی استفاده می‌شود که ترک از کاور بتن نیز عبور کرده و یا در دسترس نیست.

تزریق اپوکسی به دو روش انجام می‌شود:

• تزریق از سطح با سوراخ کاری در راستای ترک‌ها
• تزریق از عمق با سوراخ کردن از کنار و با زاویۀ ۴۵ درجه

لازم است سطح بتن را قبل از تزریق با یک فرچۀ سیمی یا مینی فرز تمیز و بعد از تزریق نیز دوباره نسبت به صاف سازی سطوح اقدام کنند. با تزریق رزین اپوکسی ترک‌ها به صورت کامل پر شده و بتن در دو لبۀ ترک متصل می‌شود. درواقع رزین با ایجاد یک لایۀ چسبنده بتن را در مقابل سولفات، آب و سایر مواد خورنده محافظت خواهد کرد.

استفاده از کامپوزیت FRP

از دیگر روش‌های ترمیم ترک‌های ساختمانی می‌توان به شیوۀ استفاده از نوارهای الیاف کربن ( CFRP Straps) اشاره کرد. در این روش ابتدا به‌صورت موضعی سطح ترک خورده را ترمیم کرده و در ادامه نوارهای الیاف کربن را با استفاده از رزین اپوکسی بر روی سطوح ترک خورده می‌چسبانند.

مسیریابی و آب بندی  (Routing & Sealing)

اگر ترک‌ها غیر سازه‌ای و محدود به کاور باشند، برای ترمیم آنها می‌توان از شیوۀ مسیریابی و آب بندی استفاده کرد. در این روش در ابتدا کمی عرض ترک را زیاد کرده و سپس داخل آن را با ماده‌ای خمیری شکل پر می‌کنند.

خورانش ثقلی رزین  (Gravity Filling)

در این روش از تزریق اپوکسی که تحت وزن خودش پر شده استفاده می‌کنند. از این روش معمولاً برای پر کردن ترک‌ اعضای بتنی اعم از پل‌ها، سقف‌های طبقات، پارکینگ‌ها و… استفاده می‌کنند. درواقع این روش مخصوص پر کردن و ترمیم ترک‌هایی است که به قسمت‌های پایینی سطوح افقی گسترش یافته‌اند.

اضافه کردن آرماتور  (Additional Reinforcement)

در روش اضافه کردن آرماتور، روی صفحه و سطحی که ترک دارد سوراخ‌هایی ایجاد می‌کنند و بعد از تمیز کردن سطوح، ترک‌ها را به صورت سطحی درزگیری کرده و سوراخ‌ها را با تزریق اپوکسی و درنهایت با قرار دادن میلگرد پر می‌کنند. استفاده از اپوکسی موجب متصل شدن میلگردها به جداره‌های سوراخ شده می‌شود و سطح ترک دار را به خوبی خواهند پوشاند. لازم به ذکر است که قطر میلگردهایی که در این شیوه استفاده می‌کنند اغلب بین ۱۳ تا ۱۴ میلی متر است.

سفارش اسکلت فلزی

دیوال آمادۀ همکاری با مشتریان عزیز خود در زمینۀ طراحی و اجرای اسکلت فلزی برای انواع ساختمان‌ها از جمله مسکونی، صنعتی و تجاری است. شما می‌توانید سفارش یا سؤالات خود در زمینۀ همکاری با ما را در این لینک ثبت یا با پست الکترونیکی Info@Diwallco.com در ارتباط باشید.

پاسخ به پرسش‌های متداول

سخن پایانی

در این مقاله سعی کردیم به صورت کامل به تمام نکات مورد نیاز پیرامون اسکلت فلزی ساختمان‌ها، نحوۀ ساخت و اجرا، مزایا و معایب و انواع این سازه‌ها اشاره کنیم. در صورتی که همچنان ابهامی برای شما باقی مانده یا سؤالی دارید که در این مقاله پاسخ آن را پیدا نکردید، می‌توانید از بخش کامنت‌ها با ما در ارتباط باشید. کارشناسان ما در اولین فرصت پاسخ شما را خواهند داد.