مقاطع فولادی در ساختمان سازی
فهرست مطالب
چه مقدار آهن برای ساخت خانه نیاز داریم
بیشترین مقاطع آهنی مورد نیاز در ساخت خانه
میلگرد و تیرآهن فولادی بیشترین مقاطع مورد نیاز در ساخت سازه
انواع مقاطع فولادی پر مصرف برای ساخت سازه در سراسر جهان
از ورق فولادی در ساخت سازه چه استفاده ای می شود؟
چگونه از آهن در سازه‌های مسلح استفاده می‌شود؟
چگونه از آهن در سازه در مقابل خوردگی محافظت می‌شود؟
چه مقدار آهن برای ساخت خانه نیاز داریم
برای ایجاد یک ساختمان، نیاز به مقدار دقیق آهن بر اساس ابعاد، نوع سازه، و استانداردهای ساختمانی دارید. مقدار آهن مورد نیاز به عوامل زیادی اعمال می‌شود که شامل ابعاد بنا (طول، عرض، ارتفاع)، نوع استفاده از ساختمان (مسکونی، تجاری، صنعتی و غیره)، شرایط زلزله، استانداردهای ملی ساختمانی، و سایر عوامل است. برای محاسبه دقیق نیاز به آهن، معمولاً از مهندسین سازه و متخصصان ساختمانی کمک گرفته می‌شود. آنها با بررسی جزئیات مشخصه‌های ساختمانی و استفاده از نرم افزارهای مهندسی سازه، می‌توانند مقدار مناسب آهن را محاسبه کنند. در کل، نمی‌توان یک مقدار دقیق برای مصرف آهن در ساخت خانه مشخص کرد بدون داشتن اطلاعات دقیق در مورد طراحی و نقشه‌های ساختمان.
بیشترین مقاطع آهنی مورد نیاز در ساخت خانه
مقاطع آهنی مورد نیاز در ساخت یک خانه به اندازه‌های وظیفه‌های مختلف سازه‌ها و قسمت‌های ساختمانی بستگی دارد. در اینجا چند نمونه از بیشترین مقاطع آهنی استفاده شده در ساخت خانه آورده شده‌اند:
- تیرها (Beams): برای حمایت از بارهای عمودی ناشی از سقف و دیگر بخش‌ها، مقاطع I-beam یا H-beam معمولاً استفاده می‌شوند.
- ستون‌ها (Columns): مقاطع HSS (Hollow Structural Sections) یا I-beam برای ستون‌ها استفاده می‌شوند. این مقاطع باید توانایی تحمل بارهای عمودی را داشته باشند.
- سازه‌های چهارچوبی (Frame Structures): در برخی از خانه‌ها از سازه‌های چهارچوبی با مقاطع H-beam یا سازه‌های مشابه برای افزایش استحکام و پایداری استفاده می‌شود.
- پیچشی (Rebar): برای تقویت بتن در سازه‌های ساختمانی، استفاده از استیل پیچشی (rebar) یا میلگرد معمولی برای ایجاد ارتباط بین بتن و فولاد معمولی الزامی است.
- سازه‌های فلزی (Metal Structures): در برخی از موارد، برای اجزای خاص مانند پله‌ها یا نرده‌ها از مقاطع فلزی مختلف استفاده می‌شود.
تعیین مقاطع دقیق آهنی نیازمند بررسی مهندسی جزئیات ساختاری ساختمان و محاسبات طراحی است. بنابراین، توصیه می‌شود که در هنگام طراحی و ساخت خانه، با یک مهندس سازه مشورت کنید تا مقاطع آهنی مناسب و ایمن بر اساس نیازهای خاص ساختمانی شما انتخاب شود.
میلگرد و تیرآهن فولادی بیشترین مقاطع مورد نیاز در ساخت سازه
در ساخت سازه‌ها، میلگرد و تیرآهن فولادی از بین مقاطع مختلف برای انجام وظایف مختلف استفاده می‌شوند. بیشترین مقاطع مورد نیاز ممکن است با توجه به نیازهای خاص سازه و بارهای مختلف تعیین شود. در زیر، برخی از مقاطع معمولاً استفاده شده برای میلگرد و تیرآهن فولادی آورده شده‌اند:
- میلگرد (Rebar) که شامل میلگرد معمولی (Plain Round Bar) است؛ برای تقویت بتن و جلوگیری از ترک خوردگی در سازه‌ها استفاده می‌شود. میلگرد دوپوششی (Deformed Rebar): با سطح دارای خمیدگی‌ها برای افزایش چسبندگی با بتن و تقویت بیشتر.
- تیرآهن فولادی (Structural Steel Shapes): تیرآهن I- بیم (I-Beam): برای استفاده در تیرها و ستون‌ها به منظور حمایت از بارهای عمودی به کار برده می‌شود. تیرآهن H-بیم (H-Beam): مشابه I-بیم اما با قسمت‌های عریض‌تر، برای حمایت از بارهای عمودی و افزایش استحکام سازه. تیرآهن C-بیم (C-Channel): برای استفاده در تیرها و ستون‌ها به عنوان یک ساختار مستطیلی با ارتفاع کم.
همه این مقاطع به عنوان بخش‌های اصلی در سازه‌های فولادی استفاده می‌شوند. اما تعیین دقیق مقاطع نیازمند بررسی جزئیات مهندسی و محاسبات طراحی است. برای ساخت سازه‌ها، همواره توصیه می‌شود با یک مهندس سازه یا متخصص ساختمانی همکاری کنید تا مقاطع مناسب با توجه به نیازهای ویژه سازه‌ی شما انتخاب شوند.
انواع مقاطع فولادی پر مصرف برای ساخت سازه در سراسر جهان
در سراسر جهان، برای ساخت سازه‌های فولادی از انواع مختلف مقاطع فولادی استفاده می‌شود. انتخاب مقطع معمولاً به نیازهای سازه، بارهای مورد نیاز، و استانداردهای ملی مرتبط با سازه و مهندسی سازه بستگی دارد. در زیر، برخی از انواع مقاطع فولادی پر مصرف برای ساخت سازه در سراسر جهان آورده شده‌اند.
- تیرها: تیرآهن I-بیم (I-Beam): مورد استفاده برای حمایت از بارهای عمودی و تراکم‌های بزرگ. این تیرآهن‌ها دارای قسمت‌های عریضی به شکل "I" هستند. تیرآهن H-بیم (H-Beam): مشابه I-بیم اما با قسمت‌های عریض‌تر، که برای سازه‌های بزرگ مفید است
- ستون‌ها: ستون‌های مستطیلی و مربعی برای تحمل بارهای عمودی و حفاظت از تراکم‌های مختلف. ستون‌های مدولار (Modular Columns): استفاده در سازه‌های فولادی با طراحی مدولار.
- تیرآهن C-بیم (C-Channel): برای استفاده در تیرها و ستون‌ها به عنوان یک ساختار مستطیلی با ارتفاع کم استفاده می‌شود.
- تیرآهن U-بیم (U-Channel): برای ساختمان‌های فلزی و سازه‌های مختلف با ارتفاع کم
- میلگردها (Rebars): میلگرد دوپوششی (Deformed Rebar): برای تقویت بتن در سازه‌ها
- لوله‌های فولادی (Steel Pipes) یا لوله‌های مدولار (Modular Pipes): برای استفاده در سازه‌های فولادی و نقلیه‌های مدولار. لوله‌های جداره ضخیم (Hollow Structural Sections - HSS): برای ستون‌ها و تیرها با قسمت‌های جداره‌ای
- پروفیل‌های زنجیره‌ای (Chain Sections): برای سازه‌های خاص و نیازمند به استحکام بالا.
توجه داشته باشید که این توضیحات تنها یک بررسی کلی از انواع مقاطع فولادی مورد استفاده در ساخت سازه‌هاست. انتخاب مقطع فولادی مناسب نیاز به محاسبات دقیق و ارزیابی توسط مهندسان متخصص دارد. همچنین، استانداردها و نیازها در هر کشور ممکن است متفاوت باشند، بنابراین تطابق با استانداردهای ملی نیز بسیار مهم است.
از ورق فولادی در ساخت سازه چه استفاده ای می شود؟
از ورق فولادی در ساخت سازه‌های مختلف با اهداف مختلف استفاده می‌شود. ورق‌های فولادی اغلب به عنوان یک جزء اساسی در سازه‌های فولادی، سازه‌های بتنی مسلح، و حتی سازه‌های چوبی برای افزودن استحکام، ایستایی، و خصوصیات مکانیکی به سازه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. در زیر چند کاربرد اصلی ورق فولادی در ساخت سازه آورده شده است. در ساخت سازه‌های فولاد معموبلا از ورق فولادسی استفاده می‌شود. ورق فولادی به عنوان مواد اصلی در ساختارهای فولادی مانند تیرها، ستون‌ها، ناودانی‌ها و سایر عناصر سازه استفاده می‌شود.
مهندسان معمولا از سازه‌های بتنی مسلح برای استحکام بخشی به سازه استفاده می‌کنند. در این سازه‌ها، ورق فولادی به عنوان استرپ (استرپ) مسلح در سازه‌های بتنی مورد استفاده قرار می‌گیرد تا تحمل نیروهای کششی و افت تنش‌های ناشی از تغییر حرارتی و انقباض بتن را بهبود بخشد. پوشش‌دهی ساختمان نیز یکی دیگر از موارد مصرف ورق فولادی است. برخی از سازه‌ها از ورق فولادی به عنوان مواد پوششی برای حفاظت در برابر عوامل محیطی مانند باران، برف، خوردگی و تغییرات دما استفاده می‌کنند. در هنگام نصب صفحات کف سازه از ورق فولادی استفاده می‌شود.
در برخی از ساختمان‌ها، ورق فولادی به عنوان صفحات کف استفاده می‌شود. این استفاده معمولاً در سازه‌های صنعتی و تجاری مشاهده می‌شود. در ساخت پل‌ها و سازه‌های عظیم به وفور از ورق فولادی استفاده می‌شود. در ساخت پل‌ها و سازه‌های عظیم دیگر، ورق فولادی برای ساخت اجزاء اصلی مانند تیرها، ستون‌ها و ناودانی‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای سازه‌های دریایی و فضایی از مقاطع فولادی استفاده می‌شود. در سازه‌های دریایی مانند سکوهای نفتی و سازه‌های فضایی، ورق فولادی به دلیل ویژگی‌های مکانیکی بالا و مقاومت به شرایط سخت محیطی به کار می‌رود. استفاده از ورق فولادی در سازه‌ها به دلیل استحکام، انعطاف‌پذیری، و مقاومت به عوامل محیطی یکی از راهکارهای رایج در صنعت ساخت و ساز است.
چگونه از آهن در سازه‌های مسلح استفاده می‌شود؟
استفاده از آهن در سازه‌های مسلح به عنوان یک جزء اساسی در ساختمان‌ها و سازه‌های مختلف به منظور افزودن استحکام و مقاومت در برابر تنش‌های مختلف انجام می‌شود. این فرآیند معمولاً به نام "مسلح کردن" یا "آرماتور کاری" شناخته می‌شود. در زیر، مراحل استفاده از آهن در سازه‌های مسلح توضیح داده شده است:
- طراحی و مهندسی: در مرحله طراحی، مهندسین سازه بر اساس نیازها و استانداردهای ملی، ساختمانی را طراحی می‌کنند. در این مرحله، نوع و مقدار آهن مسلح، ابعاد اجزا و جزئیات اتصالات تعیین می‌شود.
- آماده‌سازی محل: محل ساختمان یا سازه آماده می‌شود. این شامل حفر یا حفاری لازم برای قرار دادن آهن میلگرد در سازه است.
- قرار دادن میلگرد: میلگردها به شکل مستقیم یا به صورت توریهای مسلح در موقعیت‌های تعیین شده در سازه قرار داده می‌شوند. این شامل میلگردهای افقی (معمولاً نامیده می‌شوند تقویت کننده یا تیری) و عمودی (ستونی) می‌شود.
- اتصال میلگردها: محل اتصال میلگردها با استفاده از گیره‌ها، توریهای جوش داده شده یا تکنیک‌های دیگر به مهندسی جزئیات تعیین شده در نقشه‌های سازه متصل می‌شوند.
- تعبیه بتن: بتن به عنوان یک ماده کامپوزیتی با آهن مسلح، با توجه به طراحی، حول میلگردها تعبیه می‌شود. این فرآیند به نام "مسلح کردن بتن" شناخته می‌شود
- کنترل کیفیت و تایید نهایی: پس از مسلح کردن و تعبیه بتن، کنترل کیفیت صورت می‌گیرد تا اطمینان حاصل شود که همه جزئیات طراحی رعایت شده‌اند و سازه آماده به کار است.
- ساخت سازه: پس از تمام شدن فرآیند مسلح کردن، سازه با سایر اجزاء سازه ساخته می‌شود. این شامل اجرای دیگر اجزاء سازه نظیر تیرها، ستون‌ها، و دیوارها است.
استفاده از آهن مسلح به سازه‌ها قدرت کشش و استحکام بیشتری می‌بخشد و از ترک‌ها و تغییرات حجمی جلوگیری می‌کند. این فرآیند باعث مقاومت بهتر سازه در برابر نیروهای مختلف و شرایط محیطی می‌شود.
چگونه از آهن در سازه در مقابل خوردگی محافظت می‌شود؟
محافظت از آهن در سازه‌ها در برابر خوردگی یکی از نکات مهم در صنعت ساخت و ساز است، زیرا خوردگی می‌تواند به طور مستقیم تأثیر منفی بر مقاومت و عمر مفید سازه‌ها داشته باشد. برخی از روش‌های معمول برای محافظت از آهن در سازه‌ها عبارتند از:
گالوانیزه کردن: این روش شامل پوشش دادن سطح آهن با لایه‌ای از روی به‌وسیله فرایند گالوانیزه کردن است. این لایه روی باعث ایجاد یک حاشیه محافظتی بر روی آهن می‌شود و مقاومت به خوردگی را افزایش می‌دهد.
استفاده از بتن مسلح: آهن درون بتن به خوبی از خوردگی محافظت می‌کند. وقتی آهن درون بتن قرار می‌گیرد، تماس مستقیم آهن با هوا و عوامل محیطی کاهش می‌یابد.
استفاده از فولادهای مقاوم به خوردگی: برخی از فولادها مقاوم به خوردگی هستند و در شرایط محیطی خاص مانند مناطق دریایی یا محل‌های با اقلیم مرطوب مورد استفاده قرار می‌گیرند.
پوشش آبکاری: استفاده از پوشش‌های آبکاری (Painting) بر روی سطح آهن به عنوان یک لایه محافظ از خوردگی محافظت می‌کند. این پوشش‌ها معمولاً شامل رنگ‌های ضدخوردگی و مواد حاوی فلزات محافظتی هستند.
استفاده از آلیاژهای مقاوم به خوردگی: استفاده از آلیاژهای خاصی از آهن که مقاومت به خوردگی بالا دارند، می‌تواند به محافظت از سازه کمک کند.
نگهداری و تعمیرات منظم: اجرای برنامه‌های نگهداری و تعمیرات منظم به صورت دوره‌ای می‌تواند از حفظ و تقویت محافظت‌های اعمال شده بر روی سازه کمک کند. استفاده از یک یا ترکیبی از این روش‌ها به توجه به محیط و شرایط سازه می‌تواند موثر باشد. برای تعیین بهترین روش محافظتی، معمولاً تحلیل محیطی و شرایط سازه توسط مهندسین سازه انجام می‌شود.