تحمل و انتقال بار دو عامل تکمیل کننده همدیگر هستند و اگر عضوی از سازه نتواند یکی از این دو وظیفه را به خوبی انجام دهد، سازه را به سازه ای نامناسب تبدیل می کند. در پروژه های عمرانی سازه ها بر اساس مصالح مصرفی در اسکلت در دو نوع فلزی و بتنی استفاده می شوند. مصالح مصرفی  در سازه بتنی، بتن و میلگرد است. سازه بتنی از تیر، ستون، پی ، سقف و دیوار های برشی تشکیل شده است. جهت آگاهی از قیمت میلگرد کلیک کنید.

سازه فلزی

استفاده از فلز به عنوان ماده مصرفی سازه فلزی به اواسط قرن ۱۸ میلادی با ساخت پل قوسی در انگلستان بر می گردد. استفاده از سازه فلزی ابتدا در پل سازی و کشتی سازی رونق گرفت و بعد ها  به ساختمان سازی ورود پیدا کرد.  در ادامه به توضیح اجزای سازه فلزی می پردازیم.

اجزای سازه فلزی

تیرآهن

یکی از مقاطع فولادی مورد استفاده در سازه فلزی تیرآهن است. تیرآهن وظیفه تحمل تنش های حاصل از نیروی برشی و لنگر خمشی را برعهده دارد. تیرآهن به سه دسته IPE یا تیرآهن معمولی، INP و  IPB و تیرآهن بال پهن یا هاش تقسیم می شود.

IPE: از پرکاربردترین و محبوب ترین انواع تیرآهن، تیرآهن IPE است. وقتی از هر دو سر تیرآهن به آن نگاه کنید، ضخامت بال  های ابتدا و انتهای آن کاملا یکنواخت و یکسان است. قیمت تیرآهن IPE را با کلیک روی این لینک مشاهده کنید.

INP: اگر به سر این تیرآهن نگاه کنید ضخامت آن از ابتدا تا انتها به صورت یکنواخت افزایش می یابد. تیر آهن های INP بیشتر در کشور چین و روشیه تهیه و تولید می شود.

هاش (تیرآهن بال پهن)

تیرآهن این گروه به تیرآهن بال پهن و تیرآهن هاش معروف هستند که بر اساس افزایش وزن تیرآهن به سه دسته HEA یا هاش سبک، HEB یا هاش سنگین و HEM یا هاش فوق سنگین تقسیم می شود.  هاش سبک ضخامت و در نتیجه وزن کمتری نسبت به هم سایز نوع سنگین خود دارد. برای آگاهی از قیمت هاش سبک و سنگین روی لینک کلیک کنید.

همچنین هاش سنگین هم در مواردی که نیاز به مقاومت خمشی بیشتر وجود دارد، استفاده میشود. هاش سنگین در مقایسه با هاش سبک ضخامت بیشتری دارد.

تیر ورق

تیر ورق از دو ورق بال و یک ورق جان تشکیل شده است . به عنوان تکیه گاه برای بار های سنگین هنگامی که لنگر خمشی از مقاومت خمشی مقطع نورد شده بزرگتر باشد در طول مسافت های طولانی به کار می رود. در حقیقت دو بال در برابر نیروهای فشاری و کششی محوری ناشی از لنگر های خمشی مقاومت می کند و جان در برابر نیرو های برشی مقاومت می کند.

تیر ورق نسبت به سیستم خرپایی علاوه بر ارتفاع و هزینه کمتر، اجرای اتصال راحت تری دارد. برای تولید تیر ورق ها می توان از جوشکاری اتوماتیک استفاده کرد که به زیبایی ظاهری آن کمک می کند. با نصب اتصالات برشی در بال بالایی تیر ورق می توان از مزیت های مقطع مرکب فولاد و بتن بهره برد.

ورق کله گاوی

یکی از انواع اتصال تیر به ستون ورق کله گاوی، ورق روسری یا ورق WFP نام دارد. این ورق برای جلوگیری از جدا شدن تیر از ستون در اثر چرخش با جوش متصل می شود. ورق کله گاوی از سه بخش ورق روسری، ورق زیر سری و ورق نبشی جان تشکیل شده است.

عرشه

عرشه فولادی به محصول حاصل ازشکل دهی ورق گالوانیزه می گویند. استحکام خمشی عرشه باعث می شود که سقف سازی و یا کف سازی مورد استفاده قرار گیرد. در حقیقت عرشه فلزی در اسکلت فلزی حکم تیرچه بلوک در سازه بتنی را دارد. برای اطلاع از قیمت روز این محصول روی لینک قیمت عرشه فولادی کلیک کنید.

در شکل زیر اجزای اتصال یک تیر افقی به ستون جعبه ای را میتوانید مشاهده کنید:

اجزای اتصالات در سازه فلزی

 انواع سازه‌های فلزی

سازه قابی

سازه قابی از ستون ها و تیر ها که به صورت ساده یا گیردار( خمشی-صلب) به هم متصل می شوند، گفته می شود.سازه فلزی قابی به دلیل تحمل نیرو های عمودی و افقی در ساخت ساختمان های صنعتی و چند طبقه و پل استفاده می شود. به دلیل اهمیت داشتن زمان و سرعت ساخت برای کارفرمایان و سرمایه گذاران، سازه فلزی قابی بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. انواع سازه فلزی قابی شامل سازه قابی با تیرهای افقی،سازه قابی با تیر های مورب، سوله و خرپا میشود.

مزایا و معایب سازه قابی:

وزن بسیار کم در برابر سازه های بتنی، استفاده بیشتر از فضای زیر پوشش، وزن بسیار کم،استفاده بهینه در مصالح، خواص ارتجاعی بالا، پیوستگی مصالح، شکل پذیری، انتقال آسان سازه و سرعت نصب بالا از جمله مزیت هایی است که می توان برای سازه فلزی قابی نام برد.

در دما های بالا( بالاتر از ۶۰۰درجه سانتی گراد) سازه فلزی قابی مقاومت خود را از دست می دهد و  دچار تغییر شکل می شود. قطعات کوچکی در ساخت این سازه فلزی به کار برده شده است. به دلیل کم بودن کشش فشاری در این سازه ها قطعات تمایل به کمانش دارند. در اثر تماس اجزای سازه فلزی با عوام خورنده، دچار خوردگی می شود. گاهی به دلیل عدم مهارت جوشکاران از سو و از سوی دیگر گرانی هزینه های تست جوشکاری، سازه فلزی قابی جوش مناسبی ندارد.

سازه معلق

سازه فلزی معلق،اسکلت قابی است که توسط کابل کششی معلق شده است. این سازه در برابر نیرو های کششی که به اجزای سازه فلزی وارد می شود مقاوم است.در ساخت پل با دهانه بلند، پل های معلق، اسکلت سقف و عرشه پل از سازه فلزی معلق استفاده می شود.

مزایا و معایب سازه معلق:

سازه های معلق از مزایایی مثل هزینه کم، زمان کوتاه در اجرا و زیبایی برخوردارند اما به دلیل ساختار معلق طول عمر کمتری نسبت به سازه های بتنی دارند. در طول زمان به حفظ و نگهداری نیاز دارند و قطعات اتصال به ویژه کابل کششی بایستی دائما بازرسی شوند.

سازه پوسته ای

سازه فلزی پوسته ای سازه ای نازک که از ورق های استوانه ای و کره ای به صورت به هم پیوسته تشکیل می شود. این سازه فلزس در برابر نیرو های کششی، فشاری و برشی مقاوم هستند. برای ساخت ساختمان ها با طرح هایی مثل جمجه، تخم مرغ و … از سازه پوسته ای استفاده می کنند. هم چنین در ساخت بدنه هواپیماف بدنه کشتی، مخزن  و سیلو ها نیز این سازه فلزی به کار رفته است.سازه فلزی پوسته ای به صورت پوسته های کلاستیک شکل ناپذیر مثل گنبد ها،اشکال قابل توسعه مثل مخروط و ایتوانه  و اشکال آنتی کلاستیک مثل زین اسب یافت می شوند.

مزایا و معایب سازه پوسته ای:

در این نو سازه ها وزن به صورت قابل توجهی پایین است. سازه به دلیل طراحی زیبایی بدون نیاز به  تزئین زیبایی چشم نوازی دارد. در صورت طراحی و ساخت درست سازه در اثر فشار سازه آسیب نمی بیند.

سازه فلزی پوسته ای به دلیل ساختار نازک خود در برابر خمش های ناحیه ای  وراد شده از بار های متمرکز مقاوم نیستند.

سازه خرپایی

یال تحتانی، یال فوقانی، اجزای قائم و اجزای قطری مجموعه تشکیل دهنده سازه فلزی خرپا هستند.سازه فلزی خرپایی نیرو های کششی و فشاری را تحمل و منتقل می کنند. تقسیم بندی سازه فلزی خرپایی بدین صورت است: خرپای ساده، خرپای مرکب و خرپای پیچیده. عمده استفاده خرپا ها در ساخت پل ها است.

مزایا و معایب سازه خرپایی:

سازه خرپایی قابلیت استفاده مجدد را دارد. طراحی ساده ای دارد و برای اجرا به تخصص و دستگاه خاصی نیازی ندارد. در شرایط مختلف امکان استفاده از آن وجود دارد.

سرعت اجرای سازه خرپایی نسبت به سازه های فلزی دیگر کمتر است. فضای زیادی را اشغال می کنند و حتما به هنگام اجرا بایستی بخشی از خاک برداری با دست صورت گیرد.