تفاوت اسکلت بتن و اسکلت فلز چیست؟

امروزه از اسکلت بتن و اسکلت فلز در ساختمان ها استفاده می کنند. که ابتدا به معرفی اسکلت بتن می پردازیم:

اسکلت بتن مقاوم ترین اسکلت ساختمان نسبت به حرارت و رطوبت

سازه اسکلت بتنی نوع بسیار متداولی از نوع ساختمان مدرن در سطح بین المللی است. این نوع سازه از یک قاب با اسکلت بتونی تشکیل شده است. این قالب شامل؛ شبکه ای از ستون ها و تیرهای اتصال است که “اسکلت” ساختمان را تشکیل می دهد. این شبکه تیرها و ستون ها به طور معمول بر روی یک پایه بتونی ساخته می شوند.

یکی از مهمترین قسمت های سازه ستون است، که وظیفه اصلی باربری ساختمان را برعهده دارد. اگر به تیر یا دال در یک ساختمان صدمه ای وارد شود فقط یک طبقه را تحت تأثیر قرار می دهد. اما آسیب رسیدن به یک ستون می تواند کل ساختمان را خراب کند.

وقتی در ساخت و ساز می گوییم بتن، در واقع منظورمان بتن مسلح یا RCC است. RCC شامل؛ میله های فولادی که به میله های تقویت کننده یا میلگرد معروفند. این ترکیب بتن با میله های فولادی دارای مقاومت بالایی هستند، زیرا بتن از نظر فشرده سازی بسیار محکم و فولاد هم در کشش بسیار قوی است.

عیار استاندارد بتن در فوندانسیون ۱۵۰-۲۰۰، ستون ۴۰۰ و سقف ۳۵۰ است.

چگونه بتن مسطح ساخته می شود؟

برای ساخت بتن مسطح، ابتدا قالب آن تهیه می شود که این قالب حاوی بتن مایع است و فرم و شکل مورد نظر را به آن می دهد. سپس شخص به نقشه ها و مکان های مهندسی سازه در میله های تقویت کننده فولادی نگاه می کند و آن ها را با استفاده از سیم آرماتور بندی در جای خود محکم می کند. فولاد گره خورده را قفس تقویت کننده می نامند.

هنگامی که فولاد در جای خود قرار گرفت، با مخلوط کردن سیمان، شن شسته، ماسه، شکسته و آب در خراطه بتن آماده می شود. بعد مخلوط بتن را در قالب بتن می ریزند. بتن در عرض چند ساعت سفت خواهد شد، اما یک ماه طول می کشد تا به مقاومت کامل خود برسد. برای افزایش مقاومت بتن در روزهای اول باید آب پاشی به صورت منظم انجام شود.

اجزای مهم سازه های اسکلت بتنی کدامند؟

دیوارهای برشی: ازعناصر مهم در ساختمان های بلند است، که اساساً ستون های بسیار بزرگی هستند. آن ها می توانند به راحتی ضخامت ۴۰۰ میلی متر در طول ۳ متر را بسازند و باعث می شوند مانند دیوار و به عنوان ستون به نظر برسند. عملکرد آن ها در یک ساختمان به صورت مراقبت از نیروهای افقی در مقابل بار، باد و زلزله است.

به طور معمول، ساختمان ها تحت بارهای عمودی جاذبه قرار دارند. دیوارهای برشی، این نوع بارها را حمل می کنند. درک این نکته مهم است که آن ها فقط برای بارهای افقی در یک جهت کار می کنند. این موارد معمولاً در سازه های کم ارتفاع مورد نیاز نیستند.

آسانسور: تونل عمودی است که آسانسور در آن بالا و پایین می رود. به طور معمول هر آسانسور در تونل بتنی خود محصور شده است. این تونل ها هم چنین عناصر ساختاری بسیار خوبی هستند. آن ها به مقاومت در برابر بارهای افقی و هم چنین حمل بارهای عمودی کمک می کنند.

مواد مورد استفاده برای ساخت دیوار در ساختمان های دارای قاب بتنی

سازه های اسکلت بتنی محکم و مقرون به صرفه هستند. از این رو تقریباً می توان از هر نوع موادی برای ساخت دیوار استفاده کرد. دیوارهای سنگین تر شامل: دیوارهای سنگ تراشی از آجر، بلوک بتونی یا سنگ است. دیوارهای سبک تر شامل: دیوارها از گچ، استیل سبک و چوب ساخته شده اند که با تخته های ورق پوشانده شده اند.

از دیوارهای سبک در صورت نیاز به محفظه های محکم، ایمن و ضد صدا استفاده می شود. از دیوارهای سنگین در صورت نیاز به پارتیشن های سبک و انعطاف پذیر استفاده می شود.

نکته: از یونولیت برای عایق بین دو سازه در اسکلت بتنی استفاده می شود که مانع نفوذ رطوبت به سازه مجاور می شود.

بهترین مواد برای روکش کاری اسکلت بتنی

ساختمان های اسکلت بتنی را می توان با هر نوع ماده روکش کاری روکش کرد. مواد روکش معمولا از جنس شیشه، پانل های آلومینیوم، مواد نانو، ورق های سنگ و نمای سرامیک است.

آشنایی با انواع بارهای ساختمانی

بارهای مرده: نیروی رو به پایین که شامل وزن خود ساختمان از جمله؛ عناصر سازه ای، دیوارها، نماها و موارد مشابه وارد می شود.
بارهای زنده: نیروی رو به پایین که شامل وزن مورد انتظار ساکنان و دارایی آن ها از جمله؛ مبلمان، کتابخانه و غیره است. معمولاً این بارها در کدهای ساختمان مشخص می شود. مهندسان سازه باید ساختمان هایی را برای حمل بارهای بیشتر طراحی کنند. این بارها نسبت به فضاهای مسکونی، اداری و صنعتی متفاوت خواهد بود، به عنوان مثال: کدهای مورد نیاز به بارهای زنده برای ساختمان های مسکونی حداقل ۲۰۰ کیلوگرم در مترمربع، دفاتر ۲۵۰ کیلوگرم در متر مربع و صنعتی ۱۰۰۰ کیلوگرم در متر مربع می باشد که برابر با ۱T / متر مربع است. این بارهای زنده را بعضی اوقات بارهای تحمیلی می نامند.
بارهای پویا: این موارد معمولاً در پل ها و زیرساخت های مشابه اتفاق می افتد. از جمله بارهای پویا که در اثر ترافیک ایجاد می شوند، بارهای ترمز و شتاب دهنده هستند.
بارهای باد: این یک فاکتور طراحی بسیار مهم به ویژه برای، ساختمان های بلند یا ساختمان هایی با سطح زیاد است. ساختمان ها طوری طراحی شده اند، که در برابر شرایط باد روزمره مقاوم باشند. هم چنین باید در شرایط شدید که هر ۱۰۰ سال یک بار یا بیشتر اتفاق می افتد مقاومت لازم را دارا باشند. این موارد را بادگیرهای طراحی می نامند، که در کدهای ساختمان مشخص شده اند.
بارهای زلزله: زمین لرزه زمین ساختمان را به صورت افقی و عمودی به شدت تکان می دهد. این لرزش می تواند باعث از بین رفتن ساختمان شود. هرچه ساختمان سنگین تر باشد، نیروی وارد بر آن بیشتر می شود.

۹ مزیت استفاده از اسکلت بتن

بتن مسلح در مقایسه با سایر مصالح ساختمانی از مقاومت فشاری بالایی برخوردار است.
اسکلت بتن می تواند مقدار زیادی از تنش کششی را تحمل کند.
مقاوم بودن در برابر آتش و رطوبت
سیستم ساختمانی با بتن آرمه از دوام بیشتری نسبت به سایر سیستم های ساختمانی برخوردار است.
بتن آرمه، به عنوان یک ماده سیال می تواند در یک محدوده تقریباً نامحدود از اشکال قالب ریزی شود. از آن جا که بتن مسلح می تواند به هر شکل دلخواهی قالب ریزی شود، پس به طور گسترده در اجرای سازه پیش ساخته از آن استفاده می شود.
هزینه نگهداری بتن مسلح بسیار کم است.
در سازه هایی مانند پایه، سدها، اسکله ها و غیره بتن مسلح اقتصادی ترین مصالح ساختمانی است.
مانند یک عضو سفت و سخت و با حداقل انحراف عمل می کند.
در مقایسه با فولاد در سازه، بتن مسلح برای نصب سازه به نیروی ماهر کمتری احتیاج دارد.

معایب استفاده از اسکلت بتن چیست؟

بتن دارای مقاومت کششی بسیار کمی است، پس نیاز به استفاده از میله های تقویت کننده در منطقه کششی دارد.
در سازه هایی با طول بلند، در صورت وجود اختلاف زیاد دما در منطقه، لازم است از اتصالات انبساطی استفاده شود.
خصوصیات بتن به دلیل تغییر در نسبت و اختلاط آن بسیار متفاوت است.
نمک های محلول در بتن در صورت واکنش با رطوبت باعث شوره زدگی می شود.
نحوه قرار دادن و عمل آوری بتن به اندازه تولید سایر مواد مانند؛ فولاد سازه ای، چوب و غیره با دقت کنترل نمی شود.
بتن نیمه شکننده است و یک رفتار نرم در برابر فشار را نشان می دهد.
در مقایسه با فولاد، بتن مقاومت کمی دارد. مقاومت بتن فقط ۱-۲٪ از فولاد است.
جمع شدگی در بتن باعث ایجاد ترک و از بین رفتن مقاومت می شود.
بتن نیاز به نصب قالب دارد و باید آن را به شکل قالب درآورد تا وزن ساختمان را تحمل کند.
مقاومت کامل در بتن نیاز به عمل آوری مناسب تا ۲۸ روز دارد، به این معنی که بتن نیاز به مراقبت بیشتر و مقدار کافی آب دارد که آن را به عنوان یک نقطه ضعف می دانند.
روند ساخت بتن سازگار با محیط زیست نیست، زیرا انرژی بسیار زیادی مصرف می کند و نسبت به سایر مصالح ساختمانی مانند؛ فولاد و شیشه، مقدار بیشتری دی اکسید کربن منتشر می کند.
بتن نسبت به فولاد یا چوب حجیم تر است و باعث افزایش بار مرده ساختار می شود.
با افزایش بارگیری مداوم و تغییر شکل در طول زمان خزش ساختمان را افزایش می دهد.
امکان ایجاد انقباض در طول زمان به دلیل کاهش حجم ناشی از تبخیر آب جذب شده وجود دارد.

افزایش سرعت ساخت پروژه با اسکلت فلز

اسکلت فلزی یک تکنیک ساختمانی است، که دارای یک ” اسکلت” از ستون های فولادی عمودی و تیرهای افقی I است، که در یک شبکه مستطیل شکل ساخته شده است تا کف، سقف و دیوارهای ساختمان را پشتیبانی کند و همه اجزا به قاب متصل هستند. اسکلت فلزی بدنه اصلی ساختمان های امروزی است. ساختمان هایی که با استفاده از اسکلت فلز ساخته شده اند از مقاومت بالایی در برابر انواع فشارها برخوردار هستند. این اسکلت پروژه ساخت را سرعت می بخشد و به طور قابل توجهی از وزن ساختمان می کاهد. استفاده از این سازه امکان رفع مشکل در هر مرحله از ساخت و ساز را فراهم می کند بدون اینکه صدمه ای وارد کند. هم چنین، اجرای آن اندازه پی را کاهش می دهد و امکان بازرسی و آزمایش غیر مخرب را در تمام مراحل اجرا فراهم می کند.

مراحل اجرای اسکلت فلز به چه صورت انجام می شود؟

پس از حفاری و قبل از ساخت اسکلت فلزی، زمین باید از نظر مقاومت فشار ارزیابی شود. برای این کار، مهندسان با گرفتن نمونه از لایه های مختلف زمین و ارسال آن به آزمایشگاه، مقاومت زمین را آزمایش می کنند تا وزن ساختمان را تخمین بزنند. سپس بعد از تعیین مقاومت فشار خاک، محاسبات فونداسیون بر اساس آن انجام می شود. هنگامی که خاک برداری انجام شد، با استفاده از دوربین یا شیلنگ تراز سطح زمین تسطیح می شود. و بعد از آن محل پی مشخص شده و سطح زیر آن را با ملات سیمان و سنگ تراز می کنند.

بتن محل حفاری را برای تقویت آماده می کنند. اصولاً این بتن زمین را از پایه اصلی جدا کرده و یک سطح یکنواخت در زیر پی ایجاد می کند. پس از ریختن بتن، آرماتوربندی مطابق با نقشه های محاسبه انجام می گیرد، سپس قالب گیری توسط انواع مختلف قالب های فلزی، چوبی و غیره انجام می شود. پس از قالب گیری، آرماتور پیچ و مهره در محل تعیین شده قرار می گیرد تا صفحه ستون به آن ها متصل شود.
بعد از انجام این مراحل نوبت بتن ریزی است. بتن مورد نیاز برای بتن ریزی یا در محل پروژه آماده یا از کارخانه بتن تهیه می شود. بررسی مقاومت فشاری بتن بسیار مهم است، بنابراین برای آزمایش و تعیین مقاومت فشاری نمونه به آزمایشگاه ارسال می شود.

۸ نکته مهم در هنگام بتن ریزی

قبل از ریختن بتن در محل مورد نظر، بتن باید در میکسر به خوبی مخلوط شده باشد و بتن ریزی باید از فاصله نزدیک انجام شود. اگر بتن از فاصله زیاد ریخته شود، دانه بندی آن مختل می شود.
بسته به میزان آرماتور مورد استفاده و نوع کار، برای فشرده سازی بتن باید از ارتعاش استفاده شود.
برای از بین بردن هوای داخل بتن پس از ریختن هر لایه باید عملیات ارتعاش انجام شود.
بتن ریزی سقف باید از یه گوشه شروع شود و کم کم تا قسمت وسط ادامه یابد. ریختن تمام بتن در قسمت وسط سقف سازه باعث سنگین شدن و ریزش سقف می شود.
پس از بتن ریزی سطح بتن باید مرطوب نگه داشته شود تا از ترک خوردگی و ضعف بتن جلوگیری شود.
یک روز بعد از بتن ریزی باید قالب ها باز شده و بتن تا چند روز اول بتن سیرآب شود.
وقتی صفحات ستون در جای مناسب خود قرار گرفتند، باید مقداری بتن سست در زیر صفحه ریخته شود و گاهی اوقات در وسط صفحه ستون سوراخ ایجاد می شود و بتن را در آن ریخته می ریزند. سپس با بستن پیچ های صفحه ستون، هوای اضافی صفحه تخلیه می شود. این کار به منظور جلوگیری از نشست صفحات به دلیل فشار ستون ها و خالی نبودن فضای زیر آن ها انجام می شود.
به منظور تسریع در روند نصب و مهار تیرهای ستون، یک گوشه و یک ورق اتصال بر روی صفحه ستون جوش داده می شود که با قرار دادن ستون در محل مناسب و اطمینان از قائم بودن آن، جوش کاری انجام می شود.

مراحل ساخت ستون در اسکلت فلزی

در ساخت ستون، مراحلی مانند؛ برش ستون و پروفیل های آن، اتصال آن ها، برش ورق های ستون، اتصال ورق ها روی ستون و در آخر ساختن تیرها و اتصال آن ها بر روی ستون انجام می شود. به منظور کاهش بار اضافی در طبقات فوقانی ساختمان، از تیرهای درجه پایین استفاده می شود و اختلاف ضخامت با اتصال صفحه ستون در طرفین و جوشکاری آن به منظور کاهش اندازه ستون انجام می شود. سپس ستون ها با استفاده از جرثقیل بلند شده و در جای مناسب قرار می گیرند. پس از جوشکاری اولیه و قرارگیری ستون، گوشه ها و صفحات دیگر به پایه ستون و صفحه آن جوش داده می شوند.

مهم ترین نکته در نصب ستون ارتباط بین پی و ستون و اتصالات بین ستون ها است. در مورد اتصالات پی به ستون، صفحات پایه تا انتهای ستون ها جوش داده می شوند. مطلوب ترین شکل صفحه پایه به شکل مربع و مستطیل است، زیرا این صفحات بیشترین فاصله را بین پیچ و مهره ایجاد می کنند که یک ویژگی مطلوب است. و جوشکاری بین اتصال ها حتما بیاید به صورت دقیق و طبق ضوابط جوشکاری انجام گیرد.

نصب صحیح تیرهای فولادی در سازه

تیرها معمولاً بارها را از کف و سقف به ستون ها منتقل می کنند. اعضای تیرهای فولادی می توانند تا ۱۸ متر طول داشته باشند، اما معمول ترین دامنه دهانه های تیرهای فولادی از ۳ متر تا ۹ متر است. در حالی که تیرهای فولادی برپا می شوند، اتصال ستون به تیر و اتصال تیر به تیر انجام می شود. انواع مختلف اتصال ستون به تیر وجود دارد که براساس نوع بارهای وارد شده به ستون، اتصال تیر انجام می گیرد.

به عنوان مثال، اگر اتصال فقط تحت فشارهای عمودی قرار گیرد، از اتصالات ساده استفاده می شود. صفحه انتهایی انعطاف پذیر، صفحه باله و چوب زاویه ای دو گوشه نمونه هایی از اتصالات ساده هستند.

بهترین نحوه نصب باد بند در ساختمان اسکلت فلز

بادبند مقاومت ساختمان را در برابر نیروهایی مانند زلزله و باد افزایش می دهد. برای نصب بادبند از یک جفت گل میخ استفاده می شود. پس از انتخاب نوع پروفیل، بادبند از یک سر ستون به سر دیگر در قسمت چپ و راست نصب می شود و با جوشکاری در دو طرف محکم می شود. طرف دیگر نیز به همین ترتیب انجام می شود و در نهایت به صورت ضربدری در می آید. سپس تقاطع دو صلیب با یک صفحه به هم وصل می شوند.

مزایای استفاده از اسکلت فلز در ساختمان

این نوع اسکلت گزینه خوبی برای ساخت سازه های بلند است.
دوام و مقاومت فولاد بسیار زیاد است و می توان از آن برای مدت طولانی استفاده و بهره برداری کرد.
ساخت و اجرای یک قاب فلزی آسان است. وزن آن کمتر از اسکلت بتنی است، بنابراین وزن ساختمان کاهش می یابد.
فلز دارای خصوصیات یکنواخت است، زیرا با نظارت دقیق تولید می شود. این ماده به دلیل مواد به کار رفته در تولید آن همگن است.
ساختمان های ساخته شده با این سازه در برابر عوامل مختلف مانند؛ انفجار بسیار مقاوم هستند.
شکل پذیری یکی از ویژگی های بارز مواد فلزی است که در برابر فشار، ضربه و نیروی دینامیکی آستانه تحمل بالایی دارند.
عملکرد قطعات فلزی زیاد است و در زمان کمتری نسبت به قطعات بتونی نصب می شوند.

معایب استفاده از اسکلت فلز در سازه

سازه های اسکلت فلزی دارای یکسری معایب هستند که در اینجا به آن ها اشاره می کنیم:

هدایت حرارتی: فولاد رسانای گرما است. مواد در تماس با فولاد، داغ شده و اغلب باعث آتش سوزی می شود و به سرعت به بخش های مختلف سازه گسترش می یابد. هم چنین به دلیل رسانایی بالا باعث اتلاف انرژی ساختمان نیز می شود.
کاهش انعطاف پذیری در محل: یکی از مزایای استفاده از اجزای سازه ای چوبی امکان تنظیم آن ها در محل است. این بدیهی است که در مورد فولاد اتفاق نمی افتد. اندازه گیری های فولاد باید از قبل دقیقاً محاسبه شود، زیرا یک ساخت فولاد در شکل نهایی خود به محل تحویل داده می شود و آماده است تا به داخل ساختمان جوش بخورد. این البته یکی از مزایای بزرگ فولاد است، اما اگر به هر دلیلی این ساخت و ساز منجر به یک جز نادرست شده باشد، ممکن است پروژه متوقف شود و چارچوب برای تنظیم مجدد به کارگاه ارسال می شود.
ساختارهای پشتیبانی کننده: سازه های اسکلت فلزی به ندرت خود به خود کار می کنند. آن ها معمولاً برای تلفیق ساختمان به دیوارهای خشک، غلاف، عایق و اجزای چوبی تکمیلی احتیاج دارند. به نظر برخی از مشاغل ساختمانی، این موضوع سبب طولانی تر شدن زمان ساخت و ساز می شود.
کمانش: کمانش از مسئله سازه های فلزی است. با افزایش طول قطعه فلز، احتمال کمانش نیز افزایش می یابد.
حمل و نقل: فولاد فقط در کارخانه های تولید فولاد موجود است. باید برای مسافت های طولانی تا محل احداث انتقال داده شود. مانند بتن در محل توسعه قابل دسترسی نمی باشد.
امکان زنگ زدگی در فولاد
نداشتن انعطاف و افزایش شکستگی
بالا بودن هزینه نگهداری و سرمایه گذاری