مقاومت اسکلت فلزی بیشتر است یا بتنی؟

در حال حاضر، سازه‌های بتن‌آرمه و فولادی به عنوان یکی از مهم‌ترین و رایج‌ترین سازه‌های در حال اجرا در ایران به شمار می‌آیند. به همین دلیل آگاهی از مزایا و معایب بتن و فولاد که اثرات کاربرد آن‌ها در سازه‌های بتن‌آرمه و فولادی به صورت واقعی نمود پیدا می‌کنند، بسیار حائز اهمیت است. تصمیم‌گیری درباره نوع اسکلت یک ساختمان، تحت تاثیر شرایط مختلفی از جمله شرایط محیطی و آب و هوایی، شرایط مالی و کاری، شرایط اجرایی و مدیریتی و نیز نظرات کارفرما قرار دارد.

با توجه به این شرایط، تشخیص اینکه کدام نوع سازه برای ما مناسب‌تر است، کار آسانی نیست. از این‌رو بررسی و مقایسه مقاومت اسکلت فلزی و بتنی می‌تواند تا حد زیادی راه‌گشا باشد. در این مقاله، ما با تحلیل مزایا و معایب هر کدام از دو سازه و بررسی تفاوت اسکلت فلزی و بتنی، سعی در ارائه دقیق‌ترین راهنما به منظور انتخاب بهترین سازه برای پروژه را داریم.

آشنایی با اسکلت بتنی

فرانسه از سال ۱۸۵۰ میلادی به تکنولوژی بتن مسلح دست یافت و استفاده از آن در ساخت اسکلت بتنی در اواخر قرن ۱۸ میلادی میسر شد. در اوایل قرن ۱۹ میلادی، اولین ساختمان چند طبقه بتنی در پاریس به پایان رسید. پس از آن، با توجه به پیشرفت‌هایی که در صنعت و تکنولوژی رخ داد، ساخت سازه‌های بتنی نیز بهبود یافت.

سازه بتنی از موادی نظیر سیمان، شن، ماسه، و میلگرد بهره می‌برد. در این سازه، ابتدا با استفاده از میلگردهای ساده و آجدار، فونداسیون، ستون و تیرهای اصلی بافته می‌شوند، سپس نما و طرح کار مشخص می‌شود.

اسکلت بتنی در واقع یک ساختار در هم تنیده از اجزایی است که هرکدام به سختی به یکدیگر متصل هستند. استحکام اسکلت بتنی و فلزی نیز در همین تنیدگی است. این سازه‌ها در ۹۹.۹٪ موارد، دارای اتصالات خمشی هستند. اتصالات لولایی و دیگر اتصالات نیز در سازه‌های فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرند. انتظار اصلی از اسکلت‌های بتنی، مقاومت در برابر بارهای مختلفی است که در طول زمان به آن وارد می‌شود. این بارها شامل بارهای مرده (وزن اجزا مانند دیوارها)، بارهای زنده (وزن ساکنان و دارایی‌ها)، بارهای دینامیکی، بارهای باد و بارهای زلزله می‌شوند.

آشنایی با اسکلت فلزی

سازه فلزی Steel Structure به تمام سازه‌های ساخته شده از فولاد اطلاق می‌شود. فولاد به عنوان یک آلیاژ ساخته شده از آهن و کربن، به عنوان یکی از مصالح پرکاربرد در ساخت و ساز شناخته می‌شود. در ساخت پروژه‌های عمرانی و ساختمانی از ترکیبات مختلف فولاد استفاده می‌شود که لیست قیمت میلگرد آلیاژی با نظر به سطح ترکیبات آن تعیین می‌شود. اصلی‌ترین انواع سازه‌های فلزی عبارتند از: سازه فلزی قابی، سازه فلزی پوسته‌ای، سازه فلزی معلق و خرپا که در بخش‌های مختلف ساختمان‌سازی به‌کار می‌روند.

مزایای اسکلت بتنی

انجام پروژه‌های ساخت و ساز با بتن روشی بسیار سریع، ارزان و با دوام است. برای مقایسه مقاومت اسکلت فلزی و بتنی نیازمند بررسی مزایا و معایب هر یک از این سازه‌ها هستیم. برخی دیگر از مزایای سازه های بتنی عبارتند از:

• فراوانی، ارزانی و در دسترس بودن مواد اصلی مورد استفاده در بتن (شن و ماسه)
• طول عمر بالای قطعات بتنی و مقاومت آن‌ها در برابر عوامل نامطلوب جوی
• مقاومت بالا در برابر حرارت ناشی از آتش‌سوزی

معایب سازه‌های بتنی

در زمان طراحی، همگن در نظر گرفتن بتن و فولاد با واقعیت سنخیت ندارد. به همین دلیل در ساخت و اجرا، خطاهای ساخت افزایش می‌یابد. همچنین مقاومت واقعی مصالح قابل محاسبه نیست.

مزایای اسکلت فلزی

علت کاربرد روزافزون اسکلت‌های فلزی به دلیل مزایا و ویژگی‌هایی است که این سازه نسبت به سازه بتنی دارد. اگرچه نباید از معایبی که سازه فلزی دارد، غافل ماند. مزایای اسکلت فلزی عبارتند از:

• مقاومت بالا: نسبت مقاومت به وزن المان‌های فلزی از المان‌های بتنی بزرگ‌تر است.
• سرعت نصب: سرعت نصب قطعات فلزی در زمان اجرای پروژه بسیار بالاتر از سرعت نصب قطعات بتنی است.
• پرت شدگی مصالح: پرت‌شدگی مصالح در سازه فلزی بسیار کمتر از سازه بتنی است. به طور مثال قطعات باقی مانده پروفیل برش داده شده، در جای دیگر قابل استفاده است، اما بتن اضافی در میکسر را باید دور ریخت.

معایب سازه فلزی

• خوردگی فلز: فلز تحت شرایط جوی مختلف دچار خوردگی می‌شود در نتیجه هزینه تعمیر و نگهداری از آن زیاد است.
• با توجه به اینکه المان های فلزی مقاطع ظریفی دارند، تمایل به کمانش در اعضای فشاری آن‌ها یک نقطه ضعف به شمار می‌آید.

مقایسه مقاومت اسکلت فلزی و بتنی؟ کدامیک برای پروژه ما مناسب خواهد بود؟

به طور معمول تمامی پروژه‌ها و سازه‌هایی که در کشور در حال انجام و ساخت هستند، تحت نظر مهندسان و تیم اجرایی مربوطه هدایت می‌شوند. از زمانی که شما تصمیم به ساخت سازه‌ای چند طبقه می‌گیرید، از همان ابتدا، طراحی صحیح یک سازه و شیوه مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله طبق اصول مهندسی توسط مهندسان و ناظرین به شما داده می‌شود.

ما مهمترین عواملی را که در انتخاب نوع اسکلت یک پروژه دخیل هستند در زیر برایتان شرح دادیم:

• موقعیت جغرافیایی

در مناطقی که رطوبت هوا بسیار زیاد است و میزان بارندگی زیادی هم دارد، بی­شک استفاده از اسکلت فلزی گزینه مناسبی نخواهد بود. شما چاره­ای جز انتخاب اسکلت بتنی نخواهید داشت.

• معماری و متراژ سازه

مقاومت سازه فلزی و بتنی تحت تاثیر طراحی آن است. اما در مواقعی که متراژ سازه زیاد است یا پروژه به صورت دو نبش می­باشد، هزینه اجرا اسکلت فلزی بسیار زیاد خواهد بود و به همین خاطر بهتر است از اسکلت بتنی استفاده کنید.

• زمان اتمام پروژه

زمان اجرا اسکلت­های فلزی کمتر است اما برای اسکلت بتنی شما به زمان بیشتری نیاز خواهید داشت. اجرا اسکلت بتنی حدود ۳ برابر نوع فلزی زمان می­برد. از این رو اگر زمان کافی نداشته باشید، چاره­ای جز انتخاب اسکلت فلزی برایتان نمی­ماند.

• مقاومت کششی

مقاومت کشی سازه­های فلزی و فولادی نسبت به بتن بیشتر است.

• هزینه نگهداری و تعمیر

نکته مهمی که نباید از آن غافل شوید، هزینه نگهداری و تعمیر است. شما می­توانید اسکلت­های فلزی را به راحتی تعمیر و بازسازی کنید. تعمیر آن هزینه زیادی هم برایتان نخواهد داشت. این در حالی است که تعمیر اسکلت بتنی سخت، زمان­بر و البته هزینه­بر است.

• سرمایه اولیه

از آنجایی که ساخت سازه فلزی در سریع­ترین زمان و به صورت یکپارچه انجام می­شود، شما نیاز به سرمایه اولیه بیشتری دارید. درحالی که اجرا سازه بتنی زمان­بر می­باشد و شما می­توانید با سرمایه اولیه کمتر کارتان را آغاز کنید و به مرور با تامین هزینه، کار را پیش ببرید. البته باید بدانید که هزینه اسکلت فلزی تحت تاثیر نوسانات بازار قرار می­گیرد و ممکن است با گذشت زمان قیمت تمام شده آن برای شما بیشتر شود. بهتر است قبل از شروع پروژه اطلاع کاملی از تمام مقاطع فولادی کسب کنید. از کیفیت و کاربرد قطعات گرفته تا قیمت آنها. یکی از منابع معتبری که می توانید لیست قیمت میلگرد و دیگر مقاطع فولادی را در آن مشاهده کنید سایت آسن است که هر روز نرخ مقاطع فولادی در آن آپدیت می شود.

مقایسه سازه فلزی و بتنی از نظر هزینه

مصالح مورد نیاز در سازه‌های بتنی با قیمت پایین و به وفور در داخل هر شهر و استان یافت می‌شود و این موضوع در پایین آمدن هزینه ساخت در این سازه‌ها بسیار موثر است. این در حالی است که مصالح سازه‌های فلزی به خصوص میلگرد از کارخانه و با هزینه ارسال تامین می‌گردد. از این‌رو هزینه ساخت پروژه در صورتی که از سازه‌ بتنی استفاده شود، پایین‌تر خواهد بود.

معماری ساختمان چه تاثیری در مقاومت سازه فلزی و بتنی دارد؟

اسکلت بتنی بسیار حجیم­تر از نوع فلزی است. همین عامل خود باعث می­شود تا برخی تصور کنند که مقاومت سازه فلزی و بتنی یکسان نیست و ممکن است معماری ساختمان را تحت تاثیر قرار دهد. این نگرانی برای بخش­هایی همچون پارکینگ های ساختمان نیز وجود دارد، اما هنر معماری امروز با استفاده از ایجاد پلان و طراحی­های متنوع توانسته طرح های جذاب و دلچسبی ارائه دهد که ستون­های بتنی یا حتی فلزی به چشم نیایند و زیبایی و کارآمد بودن سازه تحت تاثیر قرار نگیرد.

جمع‌بندی

در رابطه با مقایسه مقاومت اسکلت فلزی و بتنی، باید خاطر نشان کرد که با توجه به مزایا و معایب هر کدام در زمینه‌ای برتری دارند. در انتخاب بین این دو نوع سازه، عواملی نظیر شرایط محیطی، مالی و نظرات کارفرما تاثیرگذارند. انتخاب مناسب‌ترین سازه برای هر پروژه نیاز به بررسی دقیق مزایا و معایب آن دارد.