ساختمان اسکلت فلزی و مراحل اجرایی آن

یکی از مهم‌ترین بخش‌های هر ساختمان که باعث ایجاد استحکام آن می‌شود، اسکلت بندی آن است. امروزه اسکلت بندی ساختمان ‌ها به دو شیوه بتنی و اسکلت فلزی ساخته می‌شود. اسکلت فلزی به دلیل مزایای بسیار زیادی که دارد به یکی از مهم‌ترین بخش‌ها در احداث ساختمان‌های مسکونی و تجاری و انواع پروژه‌های ساختمانی، تبدیل شده است. و هر روز بیشتر از گذشته مورد توجه قرار می‌گیرند. اسکلت‌ آهنی ساختمان در واقع از ستون‌های عمودی و تیرهای افقی تشکیل شده که به هم متصل می‌شوند تا به عنوان اعضای باربر ساختمان به کار گرفته شوند. برای آشنایی بیشتر با انواع اسکلت فلزی، مزایا و معایب آن و روش اجرای اسکلت فلزی با این مقاله همراه شوید.

اسکلت فلزی ساختمان چیست؟

همانطور که گفته شد اسکلت فلزی، که به اسم اسکلت فولادی یا سازۀ فلزی هم شناخته می‌شود، ستون‌های عمودی و تیرهای افقی هستند که مسئولیت تحمل فشار و نیرو‌های وارده بر ساختمان را برعهده دارند. امروزه اسکلت‌های فلزی به دلیل پایداری، مقرون‌ به‌ صرفه بودن، و مقاومت بالا نسبت به سایر اسکلت بندی‌های ساختمان مانند اسکلت بندی بتنی و چوبی ترجیح داده می‌شوند.

تاریخچه استفاده از اسکلت فولادی به اواخر 1800 باز می‌گردد. البته در گذشته به جای فولاد ابتدا از چدن و سپس اسکلت آهنی ساختمان از نوع چکش خوار استفاده می‌کردند که بسیار سنگین بود. اما با پیشرفت تکنولوژی، فولاد کم‌کربن جایگزین آنها شد. استفاده از فولاد باعث شده که اسکلت‌های فلزی مزایای بیشتری پیدا کنند. در ادامه مزایای اسکلت فلزی و معایب آن را بررسی خواهیم کرد.

مزایای ساختمان اسکلت فلزی

علت استفاده روزافزون از اسکلت فلزی، مزایای بسیار زیاد آن است که برخی از آنها عبارت‌اند از:

1. اجرای اسکلت فلزی توسط اسکلت کار ساختمان در مقایسه با اسکلت بتنی وزن کمتری به سازه تحمیل می کند.
2. از آنجایی که فولاد مقاومت بالایی دارد، اسکلت فولادی نیز مقاومت بالایی از خود نشان می‌دهد.
3. در صورت مراقب مناسب، ساختمان‌های ساخته شده با اسکلت فلزی، عمر و دوام طولانی تری خواهند داشت.
4. سرعت ساخت اسکلت‌های فلزی به دلیل نصب راحت تر قطعات، نسبت به اسکلت‌های بتنی بیشتر است.
5. به دلیل خواص ارتجاعی فولاد، اجرای اسکلت‌ فلزی باعث می شود سازه در برابر ضربات و تنش‌ها از خود خواص ارتجاعی و مقاومت بیشتری نشان ‌دهد.
6. اسکلت فلزی فضای کمتری نسبت به اسکلت بتنی اشغال می‌کند و با استفاده از اسکلت فلزی می‌توان زیربنای ساختمان را افزایش داد.
7. در صورت وجود عیب و ایراد می‌توان بدون تخریب اسکلت آهنی را تعمیر کرد.
8. فلزها خواص یکنواختی دارند به همین دلیل باعث مقاومت متعادل مصالح می‌شوند.

معایب ساختمان اسکلت فلزی

ساختمان اسکلت فلزی در کنار مزایای بسیار زیادی که دارد، معایبی نیز دارد. برخی از آنها عبارت‌اند از:

• مهم‌ترین عیب اسکلت‌های فلزی، امکان خوردگی و زنگ‌زدگی فولاد است که ممکن است باعث کاهش ابعاد و مقاومت قطعات فلزی شود و در نتیجه نیاز به تعمیر و نگهداری داشته باشد.
• در دماهای بالای 500 تا 600 درجه مقاومت این نوع اسکلت کاهش پیدا می‌کند و در صورت آتش سوزی امکان ریزش ساختمان وجود دارد.
• اگر قطعات اسکلت فلزی به صورت مناسبی توسط اسکلت کار ساختمان به هم جوش نخورده باشند، برای ساختمان مشکل ایجاد می‌کنند.

آشنایی با انواع اسکلت فلزی ساختمان

به‌طورکلی دو نوع ساختمان اسکلت فلزی در دنیا وجود دارد. نوع اول اسکلت فلزی پیچ‌ومهره‌ای و نوع دوم متریال جوشی است که در ادامه آنها را بررسی خواهیم کرد.

اسکلت پیچ‌ومهره‌ای ساختمان

در این مدل تمامی‌ بخش‌های اسکلت آهنی ساختمان و متریال‌ها در کارخانه و کارگاه تولید می‌شود. سپس با سیستم حمل‌ونقل به محل ساخت‌وساز ارسال می‌شود. در مرحله بعدی ستون‌ها تیرها و متریال‌ها به وسیله پیچ‌ومهره به هم متصل می‌شوند و اسکلت فلزی اولیه ساختمان شکل می‌گیرد. اسکلت فلزی پیچ‌ و مهره‌ای بهترین و ایده‌آل‌ترین گزینه در مقایسه با دیگر موارد است. سرعت بالای اجرا و امکان استفاده از آن در ساختمان‌هایی که نیاز به اجرای سریع دارند یکی از مهم‌ترین موارد از کاربرد اسکلت فلزی پیچ و مهره‌‌ای است. البته حساسیت زیادی برای ساخت اسکلت پیچ‌ومهره‌ای وجود دارد. لازم است که برای ساختمان‌هایی که نقشه پیچیده دارند استفاده شوند. قطعات نیز تماماً باید به‌درستی و با کیفیت بالا برش بخورند.

مزایا و معایب اسکلت پیچ و مهره‌ای

از آنجایی که قطعات اسکلت پیچ و مهره‌ای در کارخانه تولید می‌شوند، کارهای نصب و اجرای آن کم هزینه است. همچنین نصب آن سر و صدای کمی‌ ایجاد می‌کند و نیازی به کارگر ماهر وجود ندارد. یکی دیگر از مزایای اسکلت پیچ و مهره‌ای این است که قابلیت استفاده مجدد آن وجود دارد. همچنین به دلیل تولید قطعات در کارخانه، شرایط آب و هوایی بر روند کار ساختمان تاثیر نمی‌گذارد.

بزرگترین عیبی که در هنگام کار با اسکلت پیچ و مهره‌ای ممکن است با آن مواجه شوید، این است که به دلیل عدم وجود دقت کافی در هنگام ساخت، سوراخ‌ها با یکدیگر منطبق نباشند. در این صورت نیاز به تولید مجدد قطعه وجود دارد که زمان زیادی را تلف خواهد کرد.

اسکلت فلزی جوشی

این اسکلت فلزی همان‌طور که از نامش مشخص است بر پایه جوش و دستگاه جوش انجام می‌شود. جوشکاری آن نیز باید با سرعت و دقت بالا انجام شود. اجرای اسکلت فلزی جوشی معمولاً توسط جوشکاران معمولی قابل انجام نیست. زیرا درصورتی‌که ستون و تیر به‌درستی جوش نخورند، تحت‌تأثیر شرایط بد آب‌وهوایی و رطوبت و یا حتی برف‌وباران می‌تواند دچار مشکل و ریزش پی ساختمان شود. معمولاً بیشتر کاربرد اسکلت فلزی جوشی برای پروژه‌هایی که در متراژ کم اجرا می‌شوند. ضمن این که در اجرای نقشه ساده شما کار آسان‌تری با این روش جوش دارید.

مقاطع فلزی کاربردی در اسکلت فلزی

در جزئیات ساختمان اسکلت فلزی بر حسب کاربری مورد نظر از مقاطع فولادی متفاوتی استفاده می‌شود که مهمترین آنها عبارتند از:

تیرآهن

تیرآهن مهم ترین مقطع فولادی در ساخت سازه اسکلت فلزی و هر نوع ساختمانی است. تیرآهن به دلیل خواص و مقاومت بسیار خوبی که دارد به عنوان عنصر اساسی در اسکلت فلزی و جهت  تحمل و انتقال بارها و فشارهایی که به ساختمان وارد می‌شود به کار گرفته می‌شود. به همین علت قیمت تیر آهن یکی از موارد بسیار تاثیرگذار در قیمت نهایی اسکلت فلزی است. برای قیمت هاش ذوب آهن اصفهان کلیک کنید. 

پروفیل‌های فلزی

پروفیل‌های فلزی که بیشتر با عنوان قوطی فلزی شناخته می‌شوند، مقاطع فلزی توخالی هستند که در ساخت جزئیات ساختمان اسکلت فلزی و بخش‌های مختلف آن به کار برده می‌شوند. 

ورق فلزی

یکی دیگر از بخش‌های جدایی ناپذیر ساخت اسکلت فلزی، ورق‌های فلزی یا فولادی هستند. به طور معمول در ساخت ساختمان ورق‌های سیاه، روغنی و گالوانیزه برای مصارف گوناگونی به کار برده می‌شوند.

مراحل اجرایی اسکلت فلزی

تا به اینجای مقاله با اسکلت فلزی آشنا شدید و تقریبا همه چیز درباره اسکلت فلزی را فهمیدید. در ادامه مقاله مراحل اجرای اسکلت فلزی برای بنای یک ساختمان را بررسی خواهیم نمود. توجه داشته باشید این مراحل ساخت ساختمان اسکلت فلزی برای  انواع اسکلت ساختمان تا حد زیادی مشابه هستند.

خاک‌برداری در ساختمان اسکلت فلزی

این مرحله اولین بخش اجرایی ساخت ساختمان با اسکلت فلزی است. در این مرحله موانعی که پیش و روی ساختمان‌ساز قرار دارند حذف می‌شوند. یک سطح زمین را در نظر بگیرید که هموار نیست. کلوخ، سنگ، پستی‌وبلندی در آن وجود دارد. این پستی‌ها و بلندی‌ها حذف می‌شوند. زمین ناهموار صاف و هموار می‌شود. همین‌طور در مکان‌هایی که حفره و گودی وجود خواهد داشت. برای ایجاد یک سطح هموار از عملیات خاکریزی استفاده خواهد شد. ضمن این که بعد از خاک‌ریزی روی زمین آب می‌ریزند که این سبب می‌شود به‌خوبی فشرده‌سازی انجام گیرد.

اجرای نقشه فونداسیون

البته این مرحله از مراحل ساخت ساختمان اسکلت فلزی خود یک بخش جداگانه نیست و شامل یکی از مراحل بعد از خاک‌برداری است. ابتدا شمال مشخص شده و سپس نقشه را با فونداسیون پیش و رو مطابقت می‌دهند. در مرحله بعدی یک محور مبنای طولی یا عرضی مشخص شده و بقیه نقشه بر اساس این محور پیاده‌سازی خواهند شد.

می‌دانیم که استحکام سازه در فونداسیون مشخص خواهد شد. در اجرای یک اسکلت فلزی معمولاً اتصال آن اهمیت زیادی دارد. ازاین‌ رو نباید فاصله میلگردها تا سطح آزاد بتن کمتر از 4 سانتی‌متر باشد. ضمن این که پس از آن باید قالب‌بندی با دقت و سرعت خوبی انجام شود. نصب بولت مرحله بعدی است برای این که اسکلت فلزی پیش برود لازم است که بولت‌ها روی صفحه ستون نصب شوند. دراین‌خصوص قبلاً در پیوان صحبت کردیم که بولت چیست و چه کاربردی دارد از شابلون‌هایی برای اجرای دقیق بولت‌ها استفاده می‌شود.

گودبرداری

یکی از مهم‌ترین، حساس‌ترین و اساسی‌ترین بخش‌ها در مراحل ساخت ساختمان اسکلت فلزی و  پیاده‌سازی ساختمان اسکلت فلزی و همین‌طور راه‌اندازی پروژه عمرانی گودبرداری است. باید شرایط سنجیده شود. مواردی چون چسبندگی ذرات خاک، مقاومت فشاری و… ضمن این که ارتفاع خاک اندازه‌گیری شده و ممکن است در این پروسه، دیواره‌های گود در حین کار دچار ریزش شوند. برای رفع این مشکل شمع‌بندی و استحکام سازی انجام می‌شود. همین‌طور می‌توان عملیات گودبرداری مرحله‌به‌مرحله را انجام داد.

بتن مگر

بتن مگر مثل دیگر مدل‌ها از ترکیب شن، ماسه، سیمان و آب است. برای زیرسازی استفاده خواهد شد و معمولاً به دلیل این که استحکام بالایی ندارد از سطح زمین برای جدا کردن پی، 10 تا 15 سانتی‌متر بتن مگر ایجاد می‌گردد. در این حالت مقاومت سازه‌ای بالا می‌رود.

آرماتوربندی در ساختمان اسکلت فلزی

مرحله کلیدی و احتمالا یکی از حساس ترین مرحله ساخت ساختمان با اسکلت فلزی آرماتوربندی خواهد بود. این کار بر اساس نقشه در محل اجرای فونداسیون و توسط اسکلت کار ساختمان پیش می‌رود؛ فاصله هرکدام از آرماتورها از بتن مگر 4 سانتی‌متر خواهد بود.

بیشتر بخوانید: شابلون میلگرد و کاربرد آن در ساخت و ساز 

اسکلت فلزی بهتر است یا بتنی؟

حالا این پرسش مطرح می‌شود که در نهایت اسکلت فلزی بهتر است یا بتنی؟ در درجه اول در مورد مقاومت صحبت می‌کنیم. فولاد مقاومت کم‌تری در مقابل حرارت دارد. مقاومت سازه بتنی در مقابل آتش‌سوزی به‌مراتب بیشتر است. اما در بسیاری از موارد توجیه اقتصادی برای اجرای پروژه‌ها بر پایه فلز وجود ندارد. ضمن این که سازه‌های فلزی و بتنی هر دو مورد تأیید سازمان نظام‌مهندسی هستند.

سرعت اجرا در پروژه‌های فلزی بیشتر از مدل‌های بتنی است. معمولاً باید در پروژه‌های بتنی ابتدا طبقه اول و بعد ادامه طبقات یکی پس از دیگری ساخته شوند. ضمن این که با استفاده از اسکلت فلزی پروژه در مدت‌زمان کم‌تری اجرا می‌شود. به‌تبع روی بازگشت سرمایه می‌تواند تأثیر ویژه‌ای داشته باشد. در هزینه ساخت اسکلت‌های بتنی یکی از مهم‌ترین مسائل قیمت سیمان، میلگرد و همین‌طور متریال‌های مکمل میلگرد است. البته برای سازه‌های بتنی در هر مترمربع 45 کیلوگرم وزن میلگرد استفاده می‌شود. این رقم به‌صورت تقریبی اندازه‌گیری شده است. عدد دقیق آن نیز باید توسط مهندس سازه بیان شود.

به‌طورکلی برای اجرای یک پروژه بتنی و فولادی چند موضوع مهم وجود دارد. اول این که طول عمر اسکلت فلزی و بتنی در تمامی شرایط یکسان نیست. اما بتن باگذشت زمان دچار فرسایش می‌شود. همین‌طور مهندسی که پروژه را اجرا می‌کند می‌تواند تخمین بزند یک ساختمان بتنی پس از چه مدتی دیگر غیرقابل‌اطمینان خواهد بود. در ساختمان اسکلت فلزی موقعیت جغرافیایی، معماری، تأثیر طراح و مجری طرح و مسئله مقاومت در مقابل حادثه‌ها و عوامل طبیعی بسیار کلیدی است.

مراحل اصلی اجرای فونداسیون ساختمان اسکلت فلزی

می‌دانیم که استحکام سازه در فونداسیون مشخص خواهد شد. در اجرای یک متریال فلزی معمولاً اتصال آن اهمیت زیادی دارد. ازاین‌رو نباید فاصله میلگردها تا سطح آزاد بتن کمتر از 4 سانتی‌متر باشد. ضمن این که پس از آن باید قالب‌بندی بادقت و سرعت خوبی انجام شود. نصب بولت مرحله بعدی است برای این که ساخت ساختمان با اسکلت فلزی پیش برود لازم است که بولت‌ها روی صفحه ستون نصب شوند. از شابلون‌هایی برای اجرای دقیق بولت‌ها استفاده می‌شود. مرحله بعدی در یک پروژه ساختمان اسکلت فلزی، نصب ستون است. ستون‌های مربعی و هاچ شکل اجرا می‌شوند. همین‌طور در این مرحله باید یک نظارت دقیق و حرفه‌ای روی پروژه انجام شود. نصب تیرها نیز بخش کلیدی و مهم دیگری است. تیرها به‌صورت افقی و شیب‌دار اجرا می‌شوند. وظیفه آن‌ها انتقال بارهای قائم به ستون‌ها است.

راه ‌پله اگر نیاز باشد باید پس از نصب تیرها اجرا شود. به‌هرحال راه‌پله‌ها نیز در این‌گونه پروژه‌ها از متریال فولادی هستند. موضوع مهم و بخش نهایی در مراحل ساخت ساختمان اسکلت فلزی و بخش‌بندی‌های ساختمان اسکلت فلزی اجرای مهاربند یا همان بادبند خواهد بود. معمولاً از میلگرد، ناودانی و نبشی، نیم‌رخ‌های نوردی و همین‌طور تسمه‌ها برای این‌گونه کارها استفاده می‌شود. فرایند ساخت نیز با عملیات جوشکاری در ساختمان فلزی پیش می‌رود.

جمع بندی

برای ساخت یک سازه پس از بنای فونداسیون در درجه اول نیاز به بنای اسکلت آن به وسیله اسکلت کار ساختمان است. این اسکلت به طور معمول از دو جنس بتن یا فلزی ساخته می شود. اسکلت آهنی ساختمان به دلیل وزن کمتر و مقاومت بالاتر در برابر ضربه و فشار معمولا محبوب تر از انواع اسکلت بتنی می باشند. البته که هر کدام از انواع اسکلت فلزی و بتنی ویژگی های خود را داشته و انتخاب یکی از آنها برای ساخت سازه بستگی به شرایط و ویژگی های پروژه دارد. چنانچه در این زمینه نیاز به کسب مشاوره از متخصصان را دارید، می توانید با شماره 45171-021 تماس گرفته و مشاوره رایگان بگیرید.

سواات متداول