تفاوت اسکلت فلزی با بتنی
تفاوت اسکلت فلزی با بتنی
به طور کلی در سراسر جهان از 3 روش متداول برای ساخت ساختمان استفاده می شود که شامل ساختمان با اسکلت بتنی، ساختمان با اسکلت فلزی و ساختمان با مصالح بنایی می باشد. البته در ایران بیشتر ساختمان ها دارای سازه بتنی و سازه فلزی هستند انتخاب نوع اسکلت فلزی یا اسکلت بنتی به عوامل مختلفی بستگی خواهد داشت از جمله مهم ترین این عوامل می توان به مواردی مانند مقاومت مورد نیاز سازه، منطقه جغرافیایی که قرار است سازه در آن احداث شود، زمانی که برای تحویل پروژه درنظر گرفته شده است و همین طور بودجه لازم برای پروژه بستگی اشاره نمود.
مصالح مورد استفاده در سازه فلزی
مصالح مورد استفاده در سازه‌های فلزی عموماً شامل موارد زیر می‌شوند:
1. فولاد: فولاد، به عنوان ماده اصلی سازه فلزی، به دلیل استحکام بالا و انعطاف پذیری خوب، در بسیاری از سازه‌های فلزی استفاده می‌شود. فولاد می‌تواند به صورت تیرآهن،تیر ورق و پروفیل‌ها، لوله‌ها، ورق‌ها و میلگردهای معمولی یا پیش‌تنیده استفاده شود.
2. اتصالات: اتصالات فلزی استفاده شده در سازه‌های فلزی برای اتصال قطعات فلزی به هم مورد استفاده قرار می‌گیرند. این اتصالات می‌توانند شامل جوشکاری، پیچ و مهره، بولت و نیروگاه باشند.
3. نرده و گوشه‌بندی: نرده‌ها و گوشه‌بندهای فلزی به منظور تقویت و استحکام‌بخشی به سازه استفاده می‌شوند. آنها به عنوان عناصر سازه‌ای مثل تیرها، ستون‌ها و بالشتک‌ها استفاده می‌شوند.
4. پوشش‌ها و روکش‌ها: در برخی از سازه‌های فلزی، ممکن است نیاز به پوشش‌ها و روکش‌هایی مانند رنگ‌ها، روغن‌کاری یا روکش‌های ضدخوردگی باشد. این روکش‌ها به منظور حفاظت از فلز در برابر خوردگی، زنگ زدگی و آسیب‌های دیگر استفاده می‌شوند.
همچنین، در برخی از سازه‌های فلزی ممکن است مواد دیگری نظیر چوب، شیشه، مصالح ساختمانی مرغوب، سیستم‌های عایق برای صدا و حرارت، روکش‌های مقاوم در برابر حریق و غیره نیز مورد استفاده قرار بگیرند.
و همچنین مصالح مورد استفاده در سازه‌های بتنی شامل موارد زیر می‌باشد:
1. سیمان: سیمان، به عنوان ماده اصلی بتن، برای ایجاد اتصال بین ماسه و سنگدانه‌ها استفاده می‌شود. نوع رایج سیمان استفاده شده در سازه‌های بتنی عموماً سیمان پرتلند است.
2. ماسه و سنگدانه: ماسه و سنگدانه‌ها به عنوان مصالح خرد شده در بتن استفاده می‌شوند. آنها به عنوان پرکننده‌های مخلوط بتن عمل میکنند و به ایجاد استحکام و سختی در بتن کمک میکنند.
3. آب: آب به عنوان ماده مخلوط کننده و تجمع‌دهنده استفاده می‌شود. آب با سیمان تعامل کرده و به تشکیل ماتریس سیمانی می‌پردازد که بعداً به صورت بتن سفت می‌شود.
4. مواد افزودنی: مواد افزودنی مانند پلیمرها، مواد شیمیایی و آدمیکسچرها به منظور بهبود خصوصیات بتن مورد استفاده قرار می‌گیرند. این مواد می‌توانند بهبود قدرت، مقاومت به آب، پلاستیسیته و ویژگی‌های دیگر بتن را فراهم کنند.
5. فولاد: در سازه‌های بتنی با بارهای کششی بالا، معمولاً از قرار دادن میلگردهای فولادی استفاده می‌شود. این میلگردها به عنوان تسلیحات بتن به صورت شبکه یا استوانه‌ها درون بتن قرار می‌گیرند تا به مقاومت کششی بتن کمک کنند.
همچنین، در برخی از سازه‌های بتنی ممکن است از مصالح دیگری نظیر الیاف پلیمری، الیاف فلزی، الیاف سنگی،یونولیت و ... استفاده شود.
اسکلت فلزی و بتنی چه تفاوتی دارند؟
در هنگام ساخت و ساز انتخاب این موضوع که کدام اسکلت مناسب است به عوامل مختلفی بستگی دارد. از جمله مهم ترین این عوامل می توان به شرایط آب و هوایی، منطقه مورد نظر، میزان گرما و خشکی، میزان رطوبت و بارندگی، زلزه خیر بودن منطقه، عوامل فنی مربوط به سازه، در خواست کارفرما و...... اشاره نمود. در کل در زمان ساخت و ساز فاکتور ها و ملاک های مختلف را در نظر داشته باشید که یکی از اصلی ترین این ملاک ها انتخاب اسکلت و سازه مناسب برای ساختمان است.
در واقع اگر از سازه مناسب استفاده کنید در زمان ساخت و ساز با مشکل روبه رو نخواهید شد. این سازه ها ممکن است بتنی یا فلزی باشند و انتخاب صحیح آن ها حیاتی است. با توجه به این که باید از سازه های پرقدرت استفاده شود پس ممکن است این سوال برای شما ایجاد گردد که اسکلت فلزی بهتر است یا اسکلت بتنی؟ در جواب این سوال باید به بررسی تفاوت های اسکلت فلزی با بتنی بپردازید. در کل سازه بتنی تشکیل شده از مقاطع فولادی همچون شاخه های میلگرد و بتن می باشد. اما سازه فلزی تنها از مقتاطع فولادی مانند تیرآهن، میلگرد، تیر ورق و... تشکیل شده است. در نتیجه وزن مقاطع فولادی که در اسکلت بتنی استفاده می شود حدودا 35 درصد کمتر از میزان مقاطع فلزی می باشد که در ساختمان با اسکلت فلزی استفاده شده است. بررسی تفاوت اسکت فلزی با بتنی به شما کمک می کند تا مناسب ترین سازه را انتخاب کنید. این تفاوت ممکن است به مواردی مانند میزان مقاوم سازی، زمان اجرا، هزینه لازم و.. را برای شما مشخص کند.
در کل اسکلت فلزی و اسکلت بتنی با یک دیگر تفاوت هایی دارند. این تفاوت ها شامل موارد زیر است:
- زمان و نوع اجرا
- هزینه ساخت
- شکل پذیری
- نحوه طراحی
- اتصالات
- میزان وزن
مزایا سکلت بتنی چیست؟
ساختمان‌های سکلت بتنی دارای مزایای زیادی هستند.مزایای آنها به شرح زیر است:
- استحکام و سختی: ساختمان‌های سکلت بتنی دارای استحکام بسیار بالا و سختی قابل توجهی هستند. بتن به خوبی تحمل بارهای سنگین را دارد و به طور معمول قادر است به خوبی با تنش‌های ناشی از بارگذاری ساختمان کنار بیاید.
- مقاومت در برابر زلزله: ساختمان‌های سکلت بتنی به دلیل استحکام بالا و قابلیت تحمل تنش‌های پویا، مقاومت بیشتری در برابر زلزله دارند. با توجه به اینکه بتن علاوه بر مقاومت در فشار، مقاومت مناسبی در برابر کشش نیز دارد، برخی از سازه‌های جانبی نظیر استفاده از استیل در قاب‌ها و اجزای ساختمانی می‌توانند برای افزایش مقاومت در برابر زلزله به کار گرفته شوند.
- طول عمر بالا: ساختمان‌های سکلت بتنی، به دلیل مقاومت بتن در برابر تاثیرات آب، رطوبت، روغن‌ها و سایر مواد شیمیایی، طول عمر بالایی دارند. بتن به طور عمده غیرقابل سایش است و در مقابل عوامل محیطی و آب و هوایی مقاومت خوبی دارد.
- ایمنی آتش: بتن غیرقابل اشتعال است و در برابر آتش مقاومت دارد. این ویژگی باعث می‌شود ساختمان‌های سکلت بتنی بتوانند در مواجهه با حریق‌ها به عنوان پناهگاه ایمن عمل کنند.
- اقتصادی: برای ساختمان‌های بزرگ و با ارتفاع زیاد
مزایای اسکلت فلزی چیست؟
- وزن سبک: ساختمان‌های اسکلت فلزی به دلیل استفاده از فلزهای سبک مانند فولاد، وزن سبکتری نسبت به ساختمان‌های سنتی دارند. این موضوع باعث کاهش بارهای زنده و زلزله بر سازه می‌شود و امکان افزایش ارتفاع ساختمان را فراهم می‌کند.
- قابلیت اجرا و سرعت ساخت: فلزها مانند فولاد به راحتی قابل اجرا، قابل قطع و جوش دادن هستند. این ویژگی‌ها باعث می‌شوند ساختمان‌های اسکلت فلزی به سرعت ساخته شوند و زمان ساخت کوتاه‌تری نسبت به ساختمان‌های سنتی داشته باشند.
- انعطاف پذیری طراحی: اسکلت فلزی اجازه می‌دهد تا به راحتی انواع فرم‌ها و طرح‌های مختلفی را در ساختمان‌ها به اجرا درآورید. این ویژگی به طراحان امکان می‌دهد تا در طراحی ساختمان‌ها خلاقیت بیشتری داشته باشند و به راحتی به نیازهای معماری و زیبایی‌شناسی پاسخ دهند.
- مقاومت در برابر زلزله: ساختمان‌های اسکلت فلزی به دلیل استحکام و انعطاف پذیری فلزها، مقاومت بسیار بالایی در برابر زلزله دارند. فلزها قابلیت جذب انرژی زلزله را دارند و توانایی تغییر شکل و جذب تنش‌های پویای ناشی از زلزله را به خوبی کنترل میکنند.
معایب اسکلت های فلزی
ساختمان‌های اسکلت فلزی همچنین معایبی نیز دارند:
- حساسیت به خوردگی: فلزهای استفاده شده در ساختمان‌های اسکلت فلزی، به خوردگی حساس هستند. در صورت عدم انجام روش‌های مناسب محافظتی مانند رنگ‌آمیزی و استفاده از پوشش‌های مقاوم در برابر آب و رطوبت، فلزها ممکن است زودتر خراب شوند و عمر مفید ساختمان کاهش یابد.
- انتقال حرارت و صدا: فلزات منتقل کننده‌های خوب حرارت و صدا هستند. در ساختمان‌های اسکلت فلزی، انتقال حرارت و صدا از طریق فلزها می‌تواند مشکلاتی ایجاد کند. این مسئله می‌تواند نیاز به استفاده از عایق حرارتی و صوتی مناسب را به همراه داشته باشد.
- هزینه: ساختمان‌های اسکلت فلزی معمولاً هزینه بیشتری نسبت به ساختمان‌های سنتی دارند. فلزات و مصالح فلزی هزینه بالایی دارند و در طراحی و اجرای ساختمان‌های اسکلت فلزی نیاز به تجهیزات و فناوری‌های خاصی نیز وجود دارد.
- احتمال انقلابی شدن: در صورت عدم در نظر گرفتن ضوابط و استانداردهای مناسب در طراحی و اجرای ساختمان‌های اسکلت فلزی، احتمال انقلابی شدن (برخوردار شدن اجزا از جای خود) در صورت بروز زلزله وجود دارد. بنابراین، اهمیت رعایت نکات طراحی و اجرایی صحیح در ساختمان‌های اسکلت فلزی بسیار حائز اهمیت است.
به طور خلاصه انتخاب بین ساختمان‌های اسکلت فلزی و بتنی بستگی به شرایط و نیازهای خاص هر پروژه دارد. هر دو نوع ساختمان دارای مزایا و معایبی هستند.
اسکلت فلزی:
- مزایا:
- وزن سبک و سرعت ساخت بالا.
- انعطاف پذیری در طراحی و امکان اجرای فرم‌های متنوع.
- قابلیت انتقال بار بالا و مقاومت در برابر زلزله.
- قابلیت اجرا و تغییرات سریع در طرح ساختمان.
- معایب:
- حساسیت به خوردگی و نیاز به روش‌های حفاظتی.
- انتقال حرارت و صدا بیشتر.
- هزینه بالاتر در مقایسه با ساختمان‌های بتنی.
اسکلت بتنی:
- مزایا:
- استحکام و سختی بالا.
- مقاومت در برابر آتش و زلزله.
- مقاومت در برابر شرایط محیطی و طول عمر بالا.
- هزینه نسبتاً کمتر در مقایسه با ساختمان‌های فلزی.
- معایب:
- وزن سنگین و محدودیت در طراحی.
- زمان ساخت بلندتر و نیاز به زمان خشک شدن بتن.
- مشکلات تعمیر و نگهداری در صورت بروز خرابی.
به طور کلی، در پروژه‌هایی که نیاز به سرعت ساخت، انعطاف پذیری در طراحی و وزن سبک دارند، ساختمان‌های اسکلت فلزی ممکن است مناسب‌تر باشند. در عوض، در پروژه‌هایی که مقاومت در برابر زلزله، طول عمر بالا و مقاومت در برابر شرایط محیطی مهم است اسکلت بتنی ایده‌آل تر است.
به کارگیری همزمان فولاد و بتن
استفاده همزمان از فولاد و بتن در ساختمان‌سازی، به عنوان یک روش سازه‌گری ترکیبی، مزایای زیادی دارد. این روش که به عنوان ساختمان‌های سازه فولادی-بتنی یا ساختمان‌های هیبریدی شناخته می‌شود، با ترکیب قدرت‌ها و خصوصیات این دو ماده سازه‌ای، امکان ایجاد ساختمان‌هایی با عملکرد و ظاهر بهینه را فراهم می‌کند. در زیر، برخی از مزایای استفاده همزمان از فولاد و بتن را ذکر می‌کنم:
- مقاومت و استحکام: فولاد به دلیل استحکام بالا و بتن به دلیل خصوصیات فشاری خوب، ترکیبی قدرتمند از استحکام فشاری و کششی را ارائه می‌دهند. این ترکیب مقاومت بالا را در برابر بارهای ثقلی، زلزله و بارهای دیگر فراهم می‌کند.
- انعطاف پذیری طراحی: استفاده همزمان از فولاد و بتن به طراحان اجازه می‌دهد تا از انعطاف پذیری طراحی در ساختمان‌ها بهره ببرند. فولاد قابلیت ایجاد اشکال پیچیده و فرم‌های مختلف را فراهم می‌کند، در حالی که بتن به عنوان ماده‌ای قابل فرم‌دهی و ریخته‌گری، اجزای ساختمان را با فرم‌های خاصی تأمین می‌کند.
- عمر مفید: فولاد به دلیل مقاومت در برابر زنگ زدگی و بتن به دلیل مقاومت در برابر عوامل محیطی، باعث افزایش عمر مفید ساختمان می‌شوند. استفاده از فولاد به عنوان ستون‌ها و بالشتک‌ها و بتن به عنوان پوسته سازه کاربردی است.
محاسبه هزینه در اسکلت فلزی و بتنی به چه عواملی بستگی دارد؟
تفاوت قیمت بین سازه فلزی و بتنی به عوامل مختلفی بستگی دارد و نمی‌توان آن را به طور کلی تعیین کرد. اما در برخی موارد عمومی می‌توان به تفاوت‌های زیر اشاره کرد:
- هزینه مواد: مصالح استفاده شده در سازه فلزی اغلب گران‌تر از مصالح استفاده شده در سازه بتنی هستند. فولاد، به عنوان ماده اصلی سازه فلزی، هزینه بالاتری نسبت به بتن دارد.
- هزینه نصب و اجرا: نصب و اجرای سازه فلزی در مراحل اولیه ممکن است هزینه بیشتری داشته باشد. این موضوع معمولاً به دلیل پیچیدگی بیشتر نصب سازه فلزی و نیاز به تجهیزات خاص می‌باشد.
- زمان ساخت: سازه‌های فلزی به طور کلی سریع‌تر از سازه‌های بتنی ساخته می‌شوند. این مسئله می‌تواند هزینه‌های کارگری و زمانی را کاهش دهد.
- هزینه نگهداری: سازه فلزی در برخی موارد نیاز به هزینه نگهداری کمتری نسبت به سازه بتنی دارد. به عنوان مثال، فلزات معمولاً حساسیت کمتری به رطوبت و خوردگی دارند و نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری دارند.
مهم است توجه داشت که هزینه ساخت و نگهداری یک ساختمان تحت تأثیر عوامل بسیاری قرار می‌گیرد که شامل اندازه و پیچیدگی ساختمان، شرایط محیطی، بازار مصالح و قیمت‌ها، زمان ساخت و نیاز به تجهیزات و کارگران می‌شود. بنابراین، در هر پروژه‌ای، برآورد هزینه ها بستگی به پروژه دارد.