مزایای اسکلت فلزی نسبت به اسکلت بتنی چیست؟

مقاومت بالا

مقاومت قطعات فلزی زیاد بوده و نسبت مقاومت به وزن آن از مصالح بتنی بزرگتر است، به این علت در دهانه های بزرگ سوله ها و ساختمان های مرتفع و ساختمانهائی که برزمینهای سست قرارمیگیرند، حائز اهمیت فراوان میباشد.

خواص یکنواخت

فولاد در داخل کارخانجات بزرگ و تحت نظارت دقیق تهیه می شود ، لذا خواص آن بر خلاف بتن یکنواخت است . اطمینان در یکنواختی خواص مصالح باعث انتخاب ضریب اطمینان کوچکتر می شود که این به نوبه خود منجر به صرفه جویی در مصرف مصالح می شود.

دوام

دوام فولاد بسیار خوب است و ساختمانهای با سازه فلزی که در نگهداری آنها دقت گردد برای مدت طولانی قابل بهره برداری خواهند بود.

خواص ارتجاعی

به علت همگن بودن فولاد، خواص ارتجاعی محاسباتی آن با تقریب بسیار خوبی مصداق عملی دارد. فولاد تا محدوده وسیعی از تنشها از قانون هوک بخوبی پیروی می کند مثلآ ممان اینرسی یک مقطع فولادی را میتوان با اطمینان در محاسبه وارد نمود. حال اینکه در مورد مقطع بتنی ارقام مربوطه چندان معین و قابل اطمینان نمی باشد.

شکل پذیری

از خاصیت مثبت مصالح فلزی شکل پذیری آن است که قادرند تمرکز تنش را که در واقع علت شروع خرابی است ونیروی دینامیکی و ضربه ای را تحمل نماید در حالیکه مصالح بتنی ترد و شکننده در مقابل این نیروها فوق العاده ضعیف اند. یکی از عواملی که در هنگام خرابی ، خود عضو خبر داده و ازخرابی ناگهانی وخطرات آن جلوگیری میکند.

پیوستگی مصالح

قطعات فلزی با توجه به مواد متشکه آن پیوسته و همگن می باشند ولی در قطعات بتنی صدمات وارده در هر زلزله به پوشش بتنی روی سطح میلگرد وارد میگردد وترکهائی که در پوشش بتن پدید می آید ، قابل کنترل نبوده و احتمالا” ساختمان در پس لرزه یا زلزله بعدی ضعف بیشتر داشته و تخریب شود.

مقاومت متعادل مصالح

مقاومت فولاد در کشش و فشار یکسان و در برش نیز خوب و نزدیک به کشش و فشار است. در تغییر وضع بارها ، نیروی وارده فشاری و کششی قابل تعویض بوده و مقاطع به خوبی عکس العمل نشان می دهند و همچنین مقاطعی که در بار گذاری عادی تنش برشی در انها کوچک است، در بارهای پیش بینی شده ،تحت اثر پیچش و در نتیجه برش ناشی از آن قرار میگیرند. در ساختمانهای بتنی مسلح مقاومت بتن در فشار خوب ، ولی در کشش و یا برش کم است. پس در مناطقی که احتمالا تحت نیروی کششی قرار گرفته و مسلح نشده باشد تولید ترک و خرابی مینماید.

انفجار

در ساختمانها بارهای وارده توسط اسکلت ساختمان تحمل شده و از قطعات پرکننده مانند تیغه ها و دیواره ها استفاده نمی شود . نیروی تخریبی انفجار سطوح حائل را از اسکلت جدا می کند و انرژی مخرب آشکار میشود، ولی ساختمان اسکلت فلزی کلا ویران نخواهد گردید ولی در ساختمانهایی بتن مسلح خرابی دیوارها باعث ویرانی ساختمان خواهد شد.

تقویت پذیری و امکان مقاوم سازی

اعضاء ضعیف ساختمان اسکلت فلزی را در اثر محاسبات اشتباه ، تغییر مقررات و ضوابط ، اجراء و …. میتوان با جوش یا پرچ یا پیچ کردن قطعات جدید ، تقویت نمود و یا قسمت یا دهانه هائی اضافه کرد.

شرایط آسان ساخت و نصب

تهیه قطعات فلزی در کارخانجات و نصب آن در موقعیت ، شرایط جوی متفاوت با تهمیدات لازم قابل اجراء است.

سرعت نصب

نصب قطعات فلزی نسبت به اجراء قطعات بتنی مدت زمان بسیار کمتری می طلبد.

پرت مصالح

با توجه به تهیه قطعات از کارخانجات ، پرت مصالح نسبت به تهیه و بکارگیری بتن کمتر است.

وزن کم

میانگین وزن ساختمان فولادی را می توان بین 245 تا 390 کیلوگرم بر مترمربع و یا بین 80 تا 128 کیلوگرم بر مترمکعب تخکین زد ، درحالی که در ساختمانهای بتن مسلح این ارقام به ترتیب بین 480 تا 780 کیلوگرم برمترمربع یا 160 تا 250 کیلوگرم برمترمکعب می باشد . (دوستان توجه داشته باشند وزن همه المانهای ساختمان مد نظر است نه فقط اسکلت)

اشغال فضا

در دو ساختمان مساوی از نظر ارتفاع و ابعاد، ستون و تیرهای ساختمانهای اسکلت فلزی از نظر ابعاد کوچکتر از ساختمانهای بتنی میباشد، سطح اشغال یا فضای مرده در ساختمانهای بتنی بیشتر ایجاد میشود.

ضریب نیروی لرزه ای

حرکت زمین در اثر زلزله موجب اعمال نیروهای درونی در اجزاء ساختمان میشود ، بعبارت دیگر ساختمان برروی زمینی که بصورت تصادفی و غیر همگن در حال ارتعاش است ، بایستی ایستایی داشته و ارتعاش زمین را تحمل کند . در قابهای بتن مسلح که وزن بیشتر دارد ، ضریب نیروی لرزه ای بیشتر از قابهای فلزی است.

تجربه نشان میدهد که خسارت وارده برساختمانهای کوتاه و صلب که در زمینهای محکم ساخته شده اند، زیاد است. درحالیکه در ساختمانهای بلند و انعطاف پذیر، آنهائی که در زمینهائی نرم ساخته شده اند، صدمات بیشتری از زلزله دیده اند. بعبارت دیگر در زمینهای نرم که پریود ارتعاش زمین نسبتا بزرگ است، ساختمان های کوتاه نتایج بهتری داده اند و برعکس در زمینهای سفت با پریود کوچک ، ساختمان بلند احتمال خرابی کمتر دارند.

عکس العمل ساختمانها در مقابل حرکت زلزله بستگی به مشخصات خود ساختمان از نظر صلبیت و یا انعطاف پذیری آن دارد و مهمترین مشخصه ساختمان در رفتار آن در مقابل زلزله، پریود طبیعی ارتعاش ساختمان است که اسکلتهای فلزی عملکرد به مراتب بهتری دارند.

معایب ساختمانهای اسکلت فلزی

ضعف در دمای زیاد

مقاومت ساختمان فلزی با افزایش دما نقصان می یابد . اگر دمای اسکلت فلزی از 500 تا 600 درجه سانتی گراد برسد، تعادل ساختمان به خطر می افتد.

خوردگی و فساد فلز در مقابل عوامل خارجی

قطعات مصرفی در ساختمان فلزی در مقابل عوامل جوی خورده شده و از ابعاد آن کاسته میشود و مخارج نگهداری و محافظت آن زیاد است.

تمایل قطعات فشاری به کمانش

با توجه به اینکه مقاومت قطعات فلزی زیاد و ابعاد مصرفی معمولا کوچک است، تمایل به کمانش در این قطعات یک نقطه ضعف بحساب می رسد.

جوش نامناسب

در ساختمانهای سازه فلزی مانند سقف عرشه فولادی اتصال قطعات به همدیگر با جوش ، پرچ و پیچ صورت میگیرد. استفاده از پیچ و مهره وتهیه و ساخت قطعات در کارخانجات اقتصادی ترین و فنی ترین کار می باشد که در کشور ما برای ساختمانهای متداول چنین امکاناتی مهیا نیست. اتصال با جوش بعلت عدم مهارت جوشکاران ، استفاده از ماشین آلات قدیمی ، عدم کنترل دقیق توسط مهندسین ناظر ، گران بودن هزینه آزمایش جوش و غیره بزرگترین ضعف میباشد.

تجربه ثابت کرده است که سوله ها و اسکلتهای ساخته شده در کارخانجات درصورت رعایت مشخصات فنی و استاندارد، این عیب را نداشته و دارای مقاومت سازه ای مناسب در برابر بارهای وارده و نیروی زلزله است.