سازه فولادی

بهینه سازی سازه‌ فولادی و کاهش هزینه‌های ساخت یک پروژه

سبک سازی سازه ها یکی از مهمترین عواملی است که امروز در ساخت و ساز به آن توجه می شود. با توسعه عمران و آبادانی و لزوم ساخت ساختمان های جدید به منظور برطرف کردن نیازهای جمعیت رو به رشد، بهینه سازی سازه ها و کاهش وزن آن ها از اهمیت بالایی برخوردار است. در ادامه به بررسی لزوم بهینه سازی سازه ها و سبک سازی آن ها به منظور بهبود کیفیت ساختمان و کاهش هزینه ها می پردازیم.

در گذشته از مصالحی مانند گل، خشت و آجر برای ساخت سازه ها استفاده می شد. با وجود مقاومت خوب این سازه ها نسبت به انتقال گرما و سرما در شرایطی مانند سیل، طوفان و زلزله سازه های ذکر شده مقاومت خوبی نداشتند و با گذشت زمان ساخت سازه ها با مصالحی مانند بتن و فولاد صورت گرفت. (برای آشنایی با انواع سازه فلزی و مزایا و معایب آن بیشتر بخوانید.) در این دوره بهینه سازی سازه ها به روش های مختلف از جمله سبک سازی سازه ها به دغدغه اصلی سازندگان تبدیل شد.

با توجه به اینکه ایران کشوری زلزله خیز است و بسیار در معرض زلزله قرار دارد بهینه سازی سازه ها به منظور افزایش مقاومت به زلزله و همچنین کاهش تلفات ناشی از آن اهمیت زیادی پیدا می کند. در کنار کاهش وزن سازه و افزایش مقاومت، کاهش هزینه های ساخت نیز از عوامل مهم در اثرگذار در سبک سازی سازه ها و بهینه سازی آن است.

سبک سازی سازه‌های فلزی

سبک سازی سازه های فولادی به دو روش انجام می شود:

  1. تغییر نقشه های ساختمانی و استفاده کمتر از ستون ها و مصالح سنگین
  2. استفاده از مصالح ساختمانی مدرن و سبک

بیشتر وزن سازه ها ناشی از اسکلت آن است. وزن اسکلت ساختمان عمدتا ناشی از وزن ستون ها، دیوارها و کف است. با کاهش وزن اسکلت می توان در راستای بهینه سازی سازه و سبک سازی وزن آن گام برداشت.

با توجه به این که امروزه استفاده از اسکلت فلزی برای ساخت سازه‌های مختلف کاربردهای فراوانی دارد، بهینه سازی سازه‌ فولادی از اهمیت بالایی برخوردار است. در ابتدا بهینه سازی سازه های فولادی به نحوی انجام می‌شد که در پایان مورد تایید مهندسین سازه و ناظر پروژه قرار نمی‌گرفت. اما در حال حاضر با پیشرفت نرم افزارها در این حوزه بهینه سازی سازه با در نظر گرفتن استحکام آن انجام می‌شود. پیش از آنکه هرگونه اقدامی در راستای ساخت سازه صورت بگیرد، ستون ها، دیوارها و سایر اجزای ساختمان طراحی شده و مشخصات، استحکام و تحمل آن ها در دسترس ناظران قرار می گیرد.

بهینه سازی علاوه بر اسکلت‌های فولادی در زمینه سازه‌های بتنی، ساختمانی و صنعتی نیز قابل انجام است.

سازه‌های بتنی مسلح شامل دو نوع مصالح هستند که باید بهینه سازی هر دوی آن‌ها فرموله شود تا نتیجه بهینه سازی مطلوبی حاصل شود. اسکلت بتنی شامل میلگردهای آهنی و بتن است. برای سبک سازی اسکلت کلی می توان از بتن های سبک در کنار کاهش وزن مصالح فولادی استفاده کرد.

بهینه‌ سازی سازه‌ای باید به گونه‌ای صورت بگیرد که بهترین طراحی استخراج شود به ترتیبی که وزن، هزینه و دیگر معیارهای انتخاب شده برای سازه را در یک شرایط بارگذاری تامین نماید، در حالیکه الزامات مقاومت، سختی، پایداری، کارکردی، و حتی زیباشناختی را برآورده سازد. این مسئله توجه بسیاری از کارفرمایان را در دنیا به خود جلب نموده است.

به طور کلی توانایی ‌ها در زمینه بهینه سازی را می‌توان به موارد زیر خلاصه کرد:

  •  مشاوره، طراحی، بهینه سازی و مقاوم سازی سازه‌های فلزی، بتنی، ساختمانی و صنعتی
  •  تولید نرم افزارهای مهندسی در حوزه‌های مهندسی عمران، مهندسی صنایع و مهندسی مکانیک
  •  استفاده از راه حل‌های خاص جهت پردازش‌های سنگین همچون پردازش موازی و رایانش ابری
  •  استفاده از امکانات خاص بستر وب برای نرم افزارها همچون نمایش سه بعدی تحت وب

روش‌های بهینه سازی عملی برای طراحی سازه‌ها

  1. انتخاب المان‌های مناسب با استفاده از الگوریتم‌های ریاضی
  2. کاهش وزن مصالح مورد استفاده
  3. بهینه سازی ساخت مانندکاهش دور ریز ورق در ساخت اسکلت فلزی
  4. استفاده از مدل سازی و تحلیل دقیق‌تر مانند تحلیل غیرخطی دینامیکی واندرکنش خاک و سازه

اسکلت فولادی سبک  (LSF)

این نوع اسکلت از ورق های فولادی گالوانیزه ساخته شده است که به صورت سرد برش داده شده اند و همین امر موجب استحکام بالای آن ها می شود. استفاده از اسکلت فولادی سبک یکی از روش های بهینه سازی سازه ها است. این نوع اسکلت وزن کمتری داشته و باعث سبک سازی سازه در کنار کاهش هزینه ها می شود. از دیگر مزایای این نوع اسکلت قابلیت بازیافت آن است که هم یک روش دوستدار محیط زیست است و هم باعث کاهش هزینه های بازسازی می شود. سرعت اجرای بالا در کنار هزینه کمتر و انعطاف در سراحی سازه های مختلف باعث شده این نوع اسکلت مورد توجه سازندگان قرار بگیرد. (با کلیک روی لینک در مورد مقاطع سرد نورد شده بیشتر بخوانید.)

یکی دیگر از روش های سبک سازی سازه ها، سبک کردن وزن نمای ساختمان با استفاده از فوم ها به جای سیمان و سنگ های سنگین است.

مثالی از پروژه‌های موفق

پروژه اسکلت فولادی کارخانه‌ای واقع در قزوین

  • نوع پروژه: صنعتی
  • مصالح استفاده شده در پروژه: هاش، تیرآهن، پروفیل، ورق و …
  • وزن سازه در طراحی اولیه: 1900 تن مقاطع فولادی
  • وزن سازه بعد از بهینه سازی: 1000 تن مقاطع فولادی
  • در مجموع 47 درصد بهینه سازی روی وزن سازه این پروژه انجام شد.

پروژه اسکلت بتنی ساختمانی واقع در اصفهان

  • نوع پروژه: مسکونی
  • مصالح استفاده شده در پروژه: میلگرد آجدار، میلگرد ساده
  • وزن سازه در طراحی اولیه: 1350 تن مقاطع فولادی و بتن
  • وزن سازه بعد از بهینه سازی: 1100 تن مقاطع فولادی و بتن

بهینه سازی سازه فولادی

بهینه سازی سازه فولادی

با توجه به وزن زیاد مصالح فولادی، کاهش وزن آن‌ها باعث کاهش هزینه چشمگیری برای تامین مصالح پروژه میشود. آیرومارت با بهره گیری از کارشناسان و مهندسان عمران سازه آماده مشاوره دهی به شما در زمینه بهینه سازی سازه می باشد. شما می توانید با تماس با کارشناسان آیرومارت و اطلاع از قیمت میلگرد و سایر مقاطع فولادی بهترین انتخاب را برای سبک سازی سازه خود داشته باشید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *