اسکلت فلزی و خرپا
ساخت و نصب اسکلت فلزی و خرپا
همه چیز درباره اسکلت فلزی و مراحل نصب آن
حتماً تابه‌حال نام اسکلت فلزی را زیاد شنیده‌اید. اسکلت یک سازه، اصلی‌ترین و تخصصی‌ترین بخش یک سازه است و به دو بخش کلی اسکلت فلزی و اسکلت بتنی دسته‌بندی می‌شود. در گذشته اسکلت چوبی به‌عنوان تکیه‌گاه سازه‌ها مورداستفاده قرار می‌گرفت. اما با پیشرفت علم و تکنولوژی، مهندسان سازه به استفاده از اسکلت فلزی روی آوردند که به دلیل مزایای بی‌شمار آن به‌سرعت موردتوجه عموم سازندگان ساختمان قرار گرفت. امروزه اسکلت فلزی عمده‌ترین بخش سازه‌های ساختمانی و یا صنعتی محسوب می‌شود. به‌عبارتی‌دیگر می‌توان گفت اسکلت فلزی، پیکره اصلی ساختمان‌های امروزی را به خود اختصاص داده است.
در ساخت اسکلت فلزی از قطعات فولادی استفاده می‌شود که به‌وسیله جوش و یا پیچ و مهره و به‌صورت عمودی و افقی به یکدیگر متصل می‌گردند. به همین دلیل سازه‌های ساخته شده با اسکلت فلزی، مقاومت و استحکام بسیاری در برابر انواع فشارها دارند. امکان ساخت سازه‌های فلزی به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد فولاد، در تمام شرایط آب‌وهوایی وجود دارد.
تمام ساختمان‌ها – از خانه‌ها گرفته تا پارکینگ‌ها، مدارس و آسمان‌خراش‌ها – برای مقاومت خود به فولاد احتیاج دارند. از فولاد همچنین در سقف‌ها و به‌عنوان روکش دیوارهای خارجی استفاده می‌شود. در سازه‌های بلندمرتبه نیز اسکلت فلزی یکی از ارکان اصلی ساخت به شمار می‌رود.
طبق گزارش جدید سازمان ملل در سال 2019 ، انتظار می‌رود در 30 سال آینده جمعیت جهان 2 میلیارد نفر افزایش یابد. این امر با شهرنشینی سریع همراه خواهد بود. ازآنجاکه نیاز به ساختمان‌ها و زیرساخت‌ها در سراسر جهان همچنان درحال‌رشد است، کاهش مصرف منابع طبیعی بسیار مهم است.
درحالی‌که بهره‌برداری از ساختمان‌ها 28٪ از انتشار CO2 در کل جهان را تشکیل می‌دهد، سازندگان فولاد در سراسر جهان به طور فزاینده‌ای در حال ارائه راه‌حل‌هایی هستند که ساخت ساختمان‌های کم‌مصرف و کم‌کربن را امکان‌پذیر می‌کند. فولاد نه‌تنها مقرون‌به‌صرفه است بلکه ویژگی‌های ذاتی مانند استحکام، قابلیت انعطاف‌پذیری، در دسترس بودن، ایمنی، دوام و قابلیت بازیافت 100٪ دارد که امکان بهبود عملکرد محیطی را در کل چرخه عمر ساختمان فراهم می‌کند.
فولادهای پیشرفته با استحکام بالا در تعدادی از صنایع مرتبط کاربردهایی دارند. سکوهای نفتی، پل‌ها، ماشین‌های عمرانی و ساختمانی، کالسکه‌های ریلی، مخازن تحت‌فشار، نیروگاه‌های هسته‌ای، حرارتی و برق‌آبی از ویژگی‌های فولادهای مدرن بهره‌مند می‌شوند. در ساخت‌وسازهای مدرن سازه‌های فلزی تقریباً برای هر نوع سازه‌ای از جمله ساختمان‌های مرتفع، زیرساخت‌ها، پل، برج، ترمینال فرودگاه، کارخانه‌های صنعتی و غیره استفاده می‌شود.
مزایای استفاده از فولاد در ساخت‌وساز
- فولاد قابل‌استفاده مجدد و قابل بازیافت بی‌وقفه است.
- حداقل 25٪ فولاد بازیافت شده است.
- بهره‌وری انرژی را در ساختمان‌ها و پروژه‌های ساختمانی فعال می‌کند.
- مستحکم است، به نگهداری کمتری نیاز دارد و فضای باز قابل‌استفاده بیشتری را فراهم می‌کند.
- باعث صرفه‌جویی در منابع می‌شود و تأثیر مخرب کمتری بر محیط‌زیست است.
- انعطاف‌پذیر در هنگام ترکیب با مواد دیگر است.
- فولاد به دلیل شکل‌پذیری، در برابر زلزله مقاوم است.
- امکان ساخت سریع در محل برای ساختمان‌های پیش‌ساخته وجود دارد.
- بادوام است و قابلیت چکش خواری دارد.
صفر تا صد مراحل ساخت اسکلت فلزی
مراحل ساخت اسکلت فلزی به شرح زیر است:
- ساخت پی سازه اسکلت فلزی
- ساخت ستون فولادی
- نصب تیرهای فولادی
- سیستم‌های کف مورداستفاده در ساختار اسکلت فلزی
ساخت پی سازه‌های فلزی
آغاز ساخت سازه اسکلت فلزی، ساخت پی یا فونداسیون آن است. به‌طورکلی انواع فونداسیون موردنیاز برای یک ساختار خاص، به ظرفیت تحمل خاک بستگی دارد. قبل از انجام کار باید وضعیت خاکی که ساختار قاب فولادی بر روی آن قرار گرفته، ارزیابی شود. توجه داشته باشید که اجرای یک فونداسیون بد، تمام کار را خراب خواهد کرد. پس باید در اجرای نقشه فونداسیون به‌صورت اصولی و استاندارد دقت کافی صورت گیرد و توسط تیمی متخصص طراحی و اجرا گردد.
به‌عنوان‌مثال هنگامی‌که بار متوسط یا کم تحمیل می‌شود، توصیه می‌شود از پی‌های تحمل بتن مسلح یا پایه نوار استفاده کنید. این نوع پی‌ها، بارهای تحمیل شده را به خاک منتقل می‌کنند و خاک توانایی تحمل بارهای منتقل شده را دارد.
ساخت ستون فولادی
مرحله بعدی برای ساخت اسکلت فلزی، قراردادن ستون‌های فولادی است. نوع ستون معمولاً بر اساس بار تحمیل شده انتخاب می‌شود. در ستون‌های فولادی، اندازه‌های مختلفی برای انتخاب وجود دارد و این ستون‌های فولادی معمولاً از قبل تولید می‌شوند. مهم‌ترین نکته در نصب ستون، ارتباط بین پی و ستون و اتصالات بین ستون‌ها است. در مورد اتصالات پی به ستون، صفحات پایه تا انتهای ستون‌ها جوش داده می‌شوند. مطلوب‌ترین شکل صفحه پایه به شکل مربع و مستطیل است، زیرا این نوع صفحات بیشترین فاصله را بین پیچ‌ومهره ایجاد می‌کنند که مطلوب است.
نصب تیرهای فولادی
بخش‌های مختلفی از تیرهای پیش‌ساخته در دسترس است تا در ساخت یک سازه فلزی چندطبقه ساخته شود. تیرهای استفاده شده در سازه معمولاً بارهای منتقل شده را از کف و سقف به ستون‌ها منتقل می‌کنند. طول تیرهای فولادی تا 18 متر هم می‌تواند باشد، اما بیشترین اندازه استفاده شده توسط مهندسان، دامنه دهانه تیرهای فولادی از 3 متر تا 9 متر است. غالباً مقطع تیرها به شکل قوطی، IPB، IPE و یا ناودانی است.
در هنگام نصب تیرهای فولادی، اتصالات ستون به تیر و اتصالات تیر به تیر مشاهده می‌شود. اتصالات شافت به تیر انواع مختلفی دارد که بر اساس نوع بارهای وارد شده به شافت به درز تیر انتخاب می‌شوند. به‌عنوان‌مثال، اگر اتصال فقط تحت فشارهای عمودی قرار گیرد، از اتصالات ساده استفاده می‌شود.
سیستم‌های کف که در ساخت سازه‌های فلزی استفاده می‌شود
سیستم‌های کف انواع مختلفی دارند و می‌توان از آنها در ساخت سازه‌های فلزی استفاده نمود. کف‌سازی معمولاً هنگام نصب تیرها انجام می‌شود. سیستم‌های کف‌پوش نه‌تنها از بارهای عمودی پشتیبانی می‌کنند، بلکه مانند غشاها عمل کرده و در اثر بارهای جانبی در برابر فشار جانبی مقاومت می‌کنند.
مهاربندی و روکش
انجام مهاربندی و انتقال برخی از بارهای جانبی از سازه به ستون، به انحراف نیروی جانبی کمک می‌کند.
خرپا چیست؟
خرپا، سازه‌ای است از قطعاتی که به‌صورت مثلث‌های متصل‌به‌هم تشکیل شده‌اند تا مجموع کلی مانند یک جسم واحد رفتار کند و معمولاً به‌عنوان سازه نگهبان مورداستفاده قرار می‌گیرد. به‌عبارتی‌دیگر، خرپا متشکل از شبکه‌ای از مثلث‌ها است که به یکدیگر متصل شده‌اند تا توزیع برابر وزن را امکان‌پذیر کرده و کشش و فشار متغیر را بدون خم شدن و برش کنترل کند. این مثلث از نظر هندسی پایدار است و هنگامی با یک‌شکل چهار طرفه (یا بیشتر) مقایسه می‌شود که برای جلوگیری از برش، نیاز به بستن اتصالات گوشه‌ای دارد.
به‌طورکلی از خرپاها برای موارد زیر استفاده می‌شود:
- رسیدن به مسافت‌های طولانی
- کاهش وزن سازه
- کاهش انحراف سازه
- پشتیبانی از بارهای سنگین
انواع خرپا و سازه فلزی خرپایی:
از جمله انواع خرپا می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
- خرپای دوبعدی
- خرپای سه‌بعدی
- خرپای چندگانه
- خرپای کی (K)
انواع سازه‌های فلزی خرپایی نیز شامل سازه فلزی خرپایی ساده، مرکب و فضایی می‌باشند.
نحوه نصب اسکلت فلزی و خرپا:
نصب و راه‌اندازی سازه‌های فلزی شامل مونتاژ اجزای فولادی به‌صورت یک قاب در محل است. این فرایندها شامل بلندکردن و قراردادن اجزا در موقعیت و سپس اتصال آنها به یکدیگر می‌باشد. به‌طورکلی این امر از طریق پیچ‌ومهره حاصل می‌شود، اما گاهی اوقات از جوشکاری در محل استفاده می‌شود. قبل از اتمام پیچ‌ومهره، چارچوب مونتاژ شده باید تراز شود و سازه تحویل پیمانکار اصلی شود.
غالباً اتمام این فرایند با خیال راحت، سریع و اقتصادی به طور قابل‌توجهی تحت تأثیر تصمیمات اولیه گرفته شده و طراحی مراحل کار قبل از شروع نصب است. مهم است که طراحان تأثیری را که تصمیمات آنها در نتیجه نهایی کار می‌تواند داشته باشد، به‌وضوح درک کنند.
دلایل برتری اسکلت فلزی نسبت به اسکلت بتنی
- صرفه‌جویی در هزینه
ساخت و نصب سازه‌های فلزی ارزان است و در مقایسه با دیگر روش‌های قدیمی، نیازی به نگهداری خاصی ندارند. به همین دلیل امروزه سازه‌های فلزی در اکثر پروژه‌ها نقشی کلیدی را ایفا می‌کنند.
- خلاقیت
زیبایی طبیعی فولاد یکی از دلایل محبوبیت آن در بین معماران است و هیچ شک و تردیدی برای استفاده از آن در سازه باقی نمی‌گذارد. استفاده از سازه فولادی به شما امکان می‌دهد نور طبیعی در سازه بیشتر باشد.
- کنترل و مدیریت
سازه‌های فلزی را می‌توان در کارخانه ساخت و سپس به محل موردنظر انتقال داد و آن را نصب کرد. این فرایند روند ساخت را ایمن می‌کند و مدیریت کار را آسان‌تر می‌نماید.
- دوام و مقاومت بالا
سازه فلزی نسبت به بتن می‌تواند در برابر نیروهای شدید یا شرایط سخت آب‌وهوایی مانند باد شدید، زمین‌لرزه، آتش‌سوزی، طوفان، باران و برف سنگین مقاومت کند. همچنین این سازه‌ها برخلاف قاب‌های چوبی تحت تأثیر موریانه، کپک و قارچ قرار نمی‌گیرند.
- کاهش وزن ساختمان
استفاده از اسکلت فلزی، وزن سازه را به‌صورت قابل‌توجهی کاهش می‌دهد.
بهترین کیفیت ساخت و نصب اسکلت فلزی و خرپا
ساخت و نصب اسکلت فلزی و خرپا توسط تیم متخصص بنیان سقف مطابق با نیازهای مشتریان و همراه با عملکرد بالا، کارایی و استانداردهای بین‌المللی کیفیت انجام می‌شود. اگر به دنبال قیمت رقابتی و بهترین کیفیت ساخت و نصب سازه فلزی و خرپا هستید، برای مشاوره با ما تماس بگیرید. ما آماده پاسخگویی به هرگونه سؤال در مورد پروژه‌های شما هستیم.
همچنین می‌توانید برای درخواست پیشنهاد به تیم مشاوره حرفه‌ای بنیان سقف، ایمیل خود را برای ما ارسال کنید. متخصصان ما در اولین فرصت جزئیات را بررسی می‌کنند و با شما تماس می‌گیرند. نمونه پروژه‌های ساخت و نصب اسکلت فلزی و خرپا نیز در سایت موجود است تا کارهای ما را مورد بررسی قرار دهید.