ساخت و نصب اسکلت فلزی

اصلی ترین و تخصصی ترین بخش هر ساختمان ، اسکلت آن ساختمان می باشد که بطور کلی به دو بخش تقسیم می شود : اسکلت فلزی و اسکلت بتنی اسکلت فلزی عمده ترین بخش سازه های ساختمانی و یا صنعتی را به خود اختصاص داده است.


ساخت و ساز معمولی فولادی زمانی است که تیم‌های سازندگان فولاد، تیر‌های فولادی را در طول‌های صحیح برش می‌دهند و سپس آنها را به هم جوش می‌کنند تا سازه نهایی بوجود بیاید. این می‌تواند به طور کامل در سایت ساخت و ساز انجام شود، که زحمت زیادی می‌برد، یا در کارگاه ساخت قطعات فولادی انجام شود که شرایط کار در آن بهتر بوده و زمان ساخت کاهش می‌یابد.

ساخت و ساز پیچی فولادی این مورد زمانی اتفاق می‌افتد که سازندگان فولاد قطعات کامپوزیت فولادی را آماده کرده و رنگ آمیزی کرده‌اند و سپس به محل کار منتقل می‌کنند و به سادگی در محل به یکدیگر پیچ می‌شوند. این روش توصیه شده برای ساخت سازه‌های فولادی است؛ چرا که بخش عمده‌ای از ساخت آن می‌تواند در کارگاه‌ها با ماشین آلات، روشنایی و شرایط کاری بهتر انجام شود.
برای حمل این اجزای فولادی بسته به اندازه آنها از کامیون یا تریلر استفاده می‌شود، معمولا حداکثر ۶ متر (۲۰ فوت) توسط کامیون‌های معمولی و ۱۲ متر (۴۰ فوت) با تریلر‌های طولانی حمل می‌شوند. از آنجا که تنها کاری که در سایت باید انجام شود، بلند کردن اجزای فولادی (با جرثقیل) و قرار دادن آنها در محل موردنظر و پیچ کردن آنها می‌باشد، کار در سایت ساختمانی بسیار سریع پیش می‌رود. ساختمان‌های مهندسی از پیش طراحی شده نمونه‌ای از ساخت و ساز پیچی فولاد هستند که توسط یک شرکت طراحی، ساخت، حمل و نصب شده اند.

ساخت و ساز فولادی سبک روشی است که برای ساختمان‌های مسکونی و کوچک در آمریکای شمالی و بخش‌های اروپایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این شبیه به سازه‌های با قاب چوبی است، به جز اینکه در اجزای فولادی به جای دو چوب از معادل چهار چوب استفاده می‌شود. فولاد سبک نوعی از فولاد است که به شکل ورق نازک (۱-۳ میلی متر) از فولاد است که دارای سطح مقطع C شکل یا Z شکل است

مزایای اسکلت فلزی

* مقاومت بالا
- مقاومت فولاد بالا بوده و نسبت مقاومت به وزن آن از بتن بزرگتر است. این موضوع در سوله‌های با دهانه‌های بزرگ و ساختمان‌های مرتفع و ساختمان‌هائی که بر روی زمین‌های سست احداث می‌شوند‌، از اهمیت بیشتری برخوردار است.
* مقاومت متعادل مصالح
- مقاومت فولاد در کشش و فشار یکسان و در برش، 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 می‌دهند. ولی مقاومت بتن در فشار مناسب بوده و در کشش ‌یا برش کم است. پس اگر مناطقی تحت نیروی کششی قرار گرفته و مسلح نشده باشند‌، تخریب می‌شوند.
* 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 می‌کند. بعنوان مثال‌، ممان اینرسی یک مقطع فولادی را می‌توان با اطمینان در محاسبات وارد نمود. حال اینکه در مورد بتن این ارقام خیلی معین و قابل اطمینان نیستند.
* ضریب نیروی لرزه‌ای
- در قالب‌های بتن مسلح به علت وزن بیشتر‌، ضریب نیروی لرزه‌ای از قاب‌های فلزی بزرگتر است‌.
* شکل پذیری
- یکی از خواص مهم مصالح فلزی شکل پذیری آنهاست. فلزات قادرند تمرکز تنش را که در واقع علت شروع خرابی است و نیروهای دینامیکی و ضربه‌ ای را تحمل نمایند‌، در حالی که 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 می‌شود‌، لذا خواص آن بر خلاف بتن یکنواخت است. اطمینان در یکنواختی خواص مصالح باعث انتخاب ضریب اطمینان کوچکتر می‌شود که این به نوبه خود منجر به صرفه جویی در مصرف مصالح می‌شود‌.
* دوام
- دوام فولاد بسیار خوب است. اگر در نگهداری ساختمان‌های فلزی دقت کافی صورت گیرد‌، برای سالیان متمادی قابل بهره برداری خواهند بود.
* پیوستگی مصالح
- قطعات فلزی عموماً با توجه به مواد متشکه آن پیوسته و همگن هستند‌، ولی در قطعات بتنی در هر زلزله به پوشش بتنی روی میلگرد صدمه وارد می‌شود. ترک‌هائی که در پوشش بتن پدید می‌آید‌، موجب ضعف قطعه شده و احتمال دارد که ساختمان در پس لرزه یا زلزله بعدی تخریب شود‌.
* وزن کم
- میانگین وزن اسکلت فولادی بین ۲۵۰ تا ۳۹۰ کیلوگرم بر مترمربع‌ یا ۸۰ تا ۱۳۰ کیلوگرم بر مترمکعب است. در حالی که در ساختمان‌های بتن مسلح این ارقام به ترتیب بین ۴۸۰ تا ۷۸۰ کیلوگرم بر مترمربع یا ۱۶۰ تا ۲۵۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب است.
* اشغال فضا
- در دو ساختمان مشابه از نظر ارتفاع و ابعاد‌، ستون‌ها و تیرهای ساختمان فلزی 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 فلزی (در اثر محاسبات اشتباه‌، تغییر مقررات و ضوابط ، اجراء و …. ) را می‌توان با اضافه نمودن قطعات جدید‌، تقویت نمود‌، ولی در مورد اسکلت بتنی این عمل به راحتی قابل انجام نیست.
* شرایط آسان ساخت و نصب
- تهیه قطعات فلزی 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
- سرعت نصب قطعات فلزی نسبت به قطعات بتنی بسیار بیشتر است.
* پرت مصالح
- با توجه به اینکه قطعات اسکلت فلزی در کارخانه تولید می‌شود‌، میزان هدر رفتن مصالح نسبت به تهیه و بکارگیری بتن کمتر است.


معایب ساختمان‌های اسکلت فلزی

* ضعف در برابر حرارت
- مقاومت فلز با افزایش دما کاهش می‌یابد. اگر دمای اسکلت فلزی به حدود ۶۰۰ درجه سانتی گراد برسد‌، تعادل ساختمان به خطر می‌افتد.
* خوردگی فلز در مقابل عوامل خارجی
- ساختمان‌های اسکلت فلزی در مقابل عوامل جوی دچار خوردگی شده و از ابعاد مفید آنها کاسته می‌شود. ضمناً مخارج نگهداری و محافظت آنها هم زیاد است.
* تمایل قطعات فشاری به کمانش
- با توجه به اینکه تعداد قطعات فلزی زیاد بوده و ابعاد آنها معمولا” کوچک است‌، تمایل به کمانش در این قطعات زیاد بوده و این موضوع یک نقطه ضعف محسوب می‌شود.
* جوش نامناسب
- استفاده از پیچ و مهره و تهیه قطعات در کارخانه‌، اقتصادی‌ترین و فنی‌ترین کار بوده که در کشور ما برای ساختمان‌های متداول انجام چنین کاری مقدور نیست. استفاده از جوش برای اتصالات‌، به علت مهارت کم جوشکاران‌، قدیمی بودن ماشین آلات‌، عدم کنترل دقیق توسط مهندسین ناظر‌، گران بودن هزینه آزمایش جوش و …… برزگترین ضعف اسکلت‌های فلزی است.