تفاوت اسکلت فلزی و بتنی و شرایط اجرایی هر کدام از آن‌ها

تفاوت‌های زیادی میان روش‌های ساخت انواع سازه و ساختمان در دنیا وجود دارد. برخی افراد ترجیح می‌دهند در بخش عظیمی از ساختمان از فلز استفاده کنند. البته در کشور ما بیشتر سازه‌ها با استفاده از بتن مسلح شده‌اند. به‌هرحال مسئله‌ای که وجود دارد بحث کیفیت، تفاوت قیمت اسکلت فلزی با بتنی و مزایا و معایب هرکدام از این روش‌ها است که آشنایی با آن‌ها می‌تواند در انتخاب بهترین حالت ممکن به شما کمک کند. در این مبحث از پیوان در مورد تفاوت قیمت اسکلت فلزی با بتنی که می‌تواند متاثر از تفاوت قیمت میلگرد باشد، به بحث و گفتگو می‌پردازیم. ناگفته نماند که قیمت روز تیرآهن نیز می‌تواند موجب تفاوت قیمت اسکلت فلزی و بتنی شود.

اجزای اسکلت سازه

اسکلت سازه متشکل از تیر، ستون، دال و… است که وظیفه‌ی کنترل باربری سازه را برعهده دارند. اسکلت سازه انواع مختلف فلزی، بتنی و چوبی دارد که در زمان درنظر گرفتن مراحل ساخت، همچون مراحل ساخت سوله  باید به نوع آن توجه ویژه‌ای داشت. در اسکلت فلزی صرفاً از مقاطع فولادی و در اسکلت بتنی از ترکیب بتن و مقاطع فولادی در کنار یکدیگر استفاده می‌شود. نکته‌ای که باید به آن توجه کنید این است که وزن مقاطع فولادی مورد نیاز برای اسکلت بتنی حدود ۳۵ درصد پایین‌تر از مقاطع مورد نیاز در اسکلت فلزی است. بنابراین با توجه به هزینه‌ی مورد نیاز برای خرید بتن و دستمزد اجرای آن و میلگرد مصرفی همچون میلگرد تقویتی، اختلاف هزینه‌ی پایین‌تر اسکلت بتنی در مقایسه با اسکلت فلزی جبران می‌شود. البته تفاوت اسکلت فلزی و بتنی صرفاً به این موارد محدود نمی‌شود. در قسمت‌های بعد به صورت کامل به بررسی مزایا و معایب اسکلت فلزی و بتنی و ماهیت هرکدام از آن‌ها می‌پردازیم.

شناخت انواع سازه

پیش از پرداختن به تفاوت میان انواع سازه‌های فولادی و بتنی بهتر است این مسئله را روشن کنیم که سازه‌ها شامل دو نوع کلی هستند:

۱. سازه طبیعی (در طبیعت یافت می‌شوند)

۲. سازه مصنوعی (ساخته‌ی دست افراد هستند)

همانطور که مشخص است،‌ انواع سازه‌های بتنی و فلزی زیر مجموعه‌ی سازه‌ی مصنوعی هستند.

مزایای استفاده از فولاد و بتن در ساختمان

شما به هیچ‌عنوان نمی‌توانید به تنهایی از بتن در ساختمان‌سازی استفاده کنید. چرا که بتن در برابر نیروهای کششی مقاومت کافی نداشته و به سرعت ترک می‌خورد. بنابراین برای جبران این مسئله از فولاد که به شکل میلگرد درون تیر، ستون، دیوار برشی، فونداسیون و… قرار می‌گیرد، استفاده می‌کنند. به این ترتیب بتن نیروهای کششی را به خوبی نیروهای فشاری تحمل کرده و سازه از هرگونه آسیب محافظت می‌شود. برای انتخاب اسکلت مناسب می‌توانید به جدول زیر مراجعه کنید:

بیشتر بخوانید: مزایا و معایب سقف وافل را آگاهانه بشناسیم

اسکلت فلزی ساختمان چیست؟

اسکلت فلزی متشکل از فولاد، تیر و همین‌طور ستون است. ستون‌های استفاده شده در اسکلت فلزی به دو شکل عمودی و افقی روی‌هم قرار گرفته و در حال حاضر در بسیاری از پیکره‌ها برای ساخت ساختمان‌هایی با ارتفاع بلند از این مصالح استفاده می‌شود. یکی از اصلی‌ترین و مهم‌ترین عناصر به کار گرفته در این‌گونه ساختمان‌سازی‌ها فولاد است که مقاومت بسیار بالایی در برابر فشار، ضربه و همین‌طور وزن دارد. این فلز در مقایسه با دیگر فلزات، جوش‌پذیری مناسب، شکل‌پذیری و قابلیت خم شدن و مقاومت بالایی دارد. در نتیجه در ارتجاع نیز بسیار عملکرد خوبی دارد؛ بنابراین وزن نهایی ساختمان به میزان چشمگیری کاهش یافته و مقاومت و استحکام بیشتری در برابر عوامل خارجی از قبیل زلزله و تخریب ساختمان از خود نشان می‌دهد.

مزایای استفاده از اسکلت فلزی

البته استفاده از فلزات در پی و اسکلت ساختمان مزایای خاص خود را دارد که به شرح زیر است:

• کاهش حجم فونداسیون و پی با استفاده از اسکلت فلزی
• کاهش وزن سازه
• افزایش سرعت احداث پروژه به دلیل امکان اجرای همزمان طبقات
• امکان بازرسی و بررسی تمامی بخش‌های ساختمان در مدت‌زمان بسیار کوتاه
• افزایش قابل توجه میزان سطح زیربنا در مقایسه با اسکلت‌های بتنی
• امکان اصلاح و رفع مشکل و عیب در هر مرحله بدون نیاز به تخریب سازه
• مقاومت بالا در برابر کشش و فشار
• امکان استفاده در ارتفاع زیاد
• اشغال فضای کمتر

معایب استفاده از اسکلت فلزی

مهم‌ترین معایب استفاده از اسکلت فلزی شامل موارد زیر است:

• تمایل قطعات به کمانش: تعداد بالای قطعات فلزی و ابعاد پایین آن‌ها، امکان کمانش این قطعات را افزایش می‌دهد.
• امکان خوردگی و زنگ‌زدگی در اثر گذشت زمان
• استفاده از دستگاه‌های قدیمی یا ماهرنبودن جوشکار و… باعث می‌شوند که جوشکاری قطعات با خطا همراه شود که به خودی خود می‌تواند امنیت سازه را با مشکل مواجه کند.
• با رسیدن به دمای ۶۰۰ درجه سانتی‌گراد مقاومت فلزات به کار رفته در اسکلت کاهش یافته و امنیت سازه در معرض خطر قرار می‌گیرد. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد مقاوم‌سازی ساختمان اسکلت فلزی و بتنی کلیک کنید.

اسکلت بتنی ساختمان چیست؟

یکی دیگر از روش‌های محبوب در ایران ساختمان‌سازی با استفاده از اسکلت بتنی است که با عنوان سازه بتنی نیز از آن یاد می‌شود. این روش برای مقاوم‌سازی بیشتر سازه مورداستفاده قرار می‌گیرد. بخش‌های داخلی پله‌ها، ستون‌ها و همین‌طور فونداسیون نیز با استفاده از این روش مسلح می‌شوند. به‌طورکلی اسکلت‌های بتنی جز رایج‌ترین سبک ساخت در ساختمان‌های مدرن محسوب شده و شامل یک چهارچوب بتنی هستند. در واقع سازه‌ی بتنی دارای اسکلتی از بتن آرمه است که از ترکیب سیمان، شن، ماسه، فولاد و کاشت میلگرد ساده یا آجدار تشکیل شده است. مهندسان طراح سازه این اسکلت‌ها را برای مدت زمان مشخصی طراحی می‌کنند؛ برای مثال ممکن است که عمر یک سازه‌ی بتنی حدود ۵۰ سال باشد.

مزایای سازه‌هایی با اسکلت بتنی

قطعاً اسکلت‌های بتنی نیز مزایای خاص خود را دارند که بعد از صدور مجوز ساخت و ساز موردتوجه قرار می‌گیرند. در ادامه به مزایای سازه‌هایی با اسکلت بتنی اشاره شده است:

• ارزان بودن در مقایسه با دیگر روش‌های ساخت
• استحکام و مقاومت بالا در برابر فشار و زلزله
• قابلیت شکل‌پذیری و انعطاف در ساخت سازه به اشکال و فرم‌های مختلف
• هنگام زلزله به دلیل استفاده از آرماتور کمترین آسیب به ساختمان وارد می شود
• مقاومت قابل توجه بتن در مقابل آتش
• نیاز کمتر به مراقبت و نگهداری
• قیمت پایین اجزای تشکیل‌دهنده‌ی بتن
• استحکام و مقاومت در برابر رطوبت و آب
• اتصال درست بدنه و تیر سقف به یکدیگر به دلیل همگن بودن مصالح

بیشتر بخوانید: همه چیز درباره لوله فنس گالوانیزه و لوله گالوانیزه برق

معایب استفاده از اسکلت بتنی

معایب اسکلت بتنی به شرح زیر است:

• مقاومت کمتر در برابر نیروی کششی
• وزن بیشتر سازه بتنی در مقایسه با سازه فلزی
• نیاز به عایق‌‌بندی به منظور صرفه‌جویی در مصرف انرژی
• هدر رفتن بیشتر مصالح
• نیاز به ساخت سقف کاذب
• در صورت آسیب سازه امکان ترمیم بافت‌های آن وجود ندارد.
• تأثیرپذیری از شرایط آب و هوایی

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد نقش خرپا در ساختمان کلیک کنید.

تفاوت اسکلت بتنی با فلزی سازه

فلز بعد از چوب یکی از قدیمی‌ترین عناصر مورد استفاده توسط بشر است. در گذشته در ساختار اسکلت‌های فلزی از چدن استفاده می‌شد؛ اما به دلیل مزایای مختلف فولاد از قبیل مقاومت بالا، شکل‌پذیری، جوش‌پذیری و خم‌پذیری این فلز به تدریج جایگزین چدن شد. در سازه‌های فلزی ستون‌های مختلفی وجود دارد که هرکدام نقش متفاوتی را برعهده دارند. براین اساس باید اشاره کنیم که ستون‌های وسط وظیفه‌ی تحمل بار کل ساختمان، ستون‌های کناری وظیفه‌ی تخمل نصف بار ساختمان و ستون‌های گوشه سازه وظیفه‌ی تحمل یک چهارم بار آن را برعهده دارند. در حال حاضر بیشتر ساختمان‌ها با استفاده از اسکلت بتنی ساخته می‌شوند. سازه‌های بتنی که به‌دلیل مقاومت و ایستایی خود مورد توجه قرار گرفته‌اند، متشکل از اعضای افقی یعنی میله‌ها و اعضای عمودی یعنی ستون‌ها هستند.

بیشتر بخوانید: اتصالات میلگرد (کوپلینگ میلگرد)

تفاوت قیمت اسکلت فلزی با بتنی

همیشه یک مقایسه کلی بین اسکلت‌های بتنی و فلزی در بحث تفاوت قیمت آن‌ها وجود دارد. به دلیل مصرف بالاتر فولاد در اسکلت‌های فلزی هزینه‌ی اجرای آن‌ها معمولاً بیشتر از اسکلت‌های بتنی است. بنابراین بتن معمولاً گزینه‌ی مقرون‌به‌صرفه‌تری است. برمبنای آمارهای ارائه شده هزینه‌ی ساخت هر متر سازه بتنی در دی سال ۱۳۹۷ بین ۵۵۰ تا ۷۰۰ هزار تومان و هزینه‌ی ساخت هر متر سازه‌ی فلزی بین ۶۰۰ تا ۸۰۰ هزار تومان بوده است. به‌علاوه هزینه‌ی مورد نیاز برای میلگرد، سیمان و قالب‌ها به مرور پرداخت می‌شود؛ اما در سازه‌ی فلزی باید در همان ابتدا تمام هزینه‌ی مورد نیاز را پرداخت کرد. یکی دیگر از مواردی که باید به آن توجه کنید این است که بعد از ساخت سازه‌ی فلزی به منظور ممانعت از اکسیدشدن و زنگ‌زدن باید از آن مراقبت کنید که خود مستلزم پرداخت هزینه‌های جانبی است؛ در حالی که در سازه‌ی بتنی این مسئله وجود ندارد.

دستمزد مربوط به اجرای اسکلت‌های بتنی عموماً کمتر بوده و مدت زمان اجرای آن به تعداد سقف، محل و همین‌طور شرایط مکانی و جغرافیایی وابسته است. بر این مبنا می‌توان گفت که مدت‌زمان عملیات اجرایی در اسکلت‌های بتنی 3 برابر بیشتر از اسکلت‌های فلزی است. پس اگر مسئله قیمت خیلی برای شما مهم نیست و کیفیت و همین‌طور سرعت اجرا برای شما در اولویت اول است؛ باید از نیروی کار بیشتری استفاده کرده و عملیات ساخت سازه با بتن را انتخاب کنید. در غیر اینصورت می‌توانید به سراغ اجرای سازه با استفاده از اسکلت فلزی بروید.

بیشتر بدانید: تیرآهن 18 چیست؟ مشخصات تیرآهن IPE 18

مقایسه‌ی سازه‌های فلزی و بتنی از نظر اشتغال فضا و اختلال در ساختمان

سازه‌های بتنی در مقایسه با سازه‌های فلزی بزرگ و حجیم بوده و به‌دلیل ابعاد بالای تیرها و ستون‌ها نقاط مرده‌ی بیشتری در آن‌ها وجود دارد. در نتیجه محدودیت فضای مفید و قابل استفاده منجر به محدودیت در قسمت‌های مختلف سازه از جمله پارکینگ می‌شود. به‌علاوه در دهانه‌های بزرگ به منظور ممانعت از تغییر شکل و کمانش تیر، ارتفاع آن افزایش یافته که به نوبه‌ی خود ارتفاع مفید کف را کاهش می‌دهد. مسئله‌ی دیگری که باید به آن توجه کنید این است که در سازه‌های فولادی برخلاف سازه‌های بتنی نیازی به نصب سقف کاذب نیست. البته بتن نیز مزایای خاص خود را دارد که از جمله‌ی آن‌ها می‌توان به تنوع مقاطع بتنی و امکان ساخت بخش‌ها با استفاده از مقاطع گوناگون اشاره کرد.

مقایسه سازه فلزی و بتنی از نظر اطمینان و کنترل کیفیت

در محاسبات مرتبط با سازه‌های بتنی اعداد از طریق ساده‌سازی معادله‌ها و به‌صورت تقریبی محاسبه می‌شوند. در مقابل در محاسبات مرتبط با سازه‌های فولادی اعداد به‌دست آمده از مقادیر واقعی نیز قطعی‌تر هستند. نکته‌ی دیگری که باید در نظر بگیرید این است که بتن معمولاً‌ در محل سازه و فولاد در کارخانه تحت نظارت و دقت بالا تولید می‌شود؛ بنابراین کیفیت نهایی آن بسیار بیشتر از بتن است.

بیشتر بخوانید:‌ نبشی‌کشی ساختمان

مقایسه سازه فلزی و بتنی از نظر محل احداث

اگر محل ساخت پروژه شرایط آب و هوایی مرطوب و بارانی دارد؛‌ استفاده از اسکلت فلزی در آن توصیه نمی‌شود. در نتیجه سازه‌های فلزی به دلیل احتمال بالای زنگ‌زدن برای مناطق شمالی کشور گزینه‌ی مناسبی نیستند. یکی دیگر از عوامل موثر در انتخاب نوع اسکلت، گسل‌های منطقه و عملکرد سازه در برابر زلزله است. به‌علاوه باید به تأمین مصالح و لوازمی همچون پروفیل بر (در صورت نیاز) پرداخت.  مثلاً‌ در صورت نزدیکی محل سازه به کارخانه بتن یا آهن‌آلات هزینه‌ی حمل و نقل به میزان چشمگیری کاهش می‌یابد. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد کلیک کنید.

مقایسه سازه بتنی و فولادی از نظر میزان مقاومت

نسبت مقاومت فولاد به وزن آن در مقایسه با بتن بیشتر است. به‌علاوه این مقطع در برابر نیروهای کششی، فشاری و برشی نیز مقاومت قابل توجهی داشته و عملکرد مناسبی از خود نشان می‌دهد. در مقابل بتن صرفاً در برابر نیروهای فشاری مقاومت مناسبی دارد؛ اما در برابر نیروهای کششی و برشی به راحتی ترک برمی‌دارد. مسئله‌ی دیگر این که همگن بودن مواد و شکل‌پذیری بالا باعث شده تا فولاد به خوبی نیروهای دینامیکی و ضربه‌ای را تحمل کند؛ در حالی که ساختار ناهمگن بتن منجر به مقاومت بسیار پایین آن در برابر این نیروها، ترک خوردن و اختلال در عملکرد ساختمان می‌شود.

بررسی میزان مقاومت اسکلت فلزی یا بتنی در برابر زلزله

بعضی از افراد تصور می‌کنند که سازه‌های فلزی در برابر زلزله مقاوم‌تر هستند و تعدادی دیگر نیز معتقد هستند که سازه‌های بتنی مقاومت بیشتری در برابر زلزله دارند. حقیقت امر این است که هر دو دسته‌ی این باورها اشتباه هستند. چرا که مهم‌ترین عاملی که باعث مقاومت یک سازه در برابر زلزله می‌شود، نحوه‌ی طراحی آن است. بنابراین یک سازه‌ی فلزی یا بتنی در صورت طراحی مناسب می‌تواند در برابر زلزله مقاوم باشد.

بررسی میزان مقاومت سازه بتنی و فولادی در برابر آتش‌سوزی

همانطور که در قسمت‌های قبل به آن اشاره کردیم، فولاد در مقایسه با بتن مقاومت پایینی در مقابل آتش‌سوزی دارد و در اثر گرم‌شدن استحکام خود را از دست می‌دهد. البته می‌توان با ایجاد تمهیداتی در سازه‌های فلزی که نیازمند پرداخت هزینه‌های بالا هستند، مقاومت آن‌ها را در برابر آتش‌سوزی افزایش داد.

مقایسه اسکلت فلزی و بتنی از نظر سرعت اجرا

از جمله تفاوت میان انواع سازه‌های فولادی و بتنی سرعت اجرای آن‌ها است. سرعت پیشرفت سازه‌های فولادی به دلیل امکان اجرای همزمان طبقات در مقایسه با سازه‌های بتنی بیشتر است. به‌علاوه ساخت اسکلت فلزی در کارخانه باعث می‌شود که مدت زمان ساخت و اتمام پروژه نیز کاهش یابد. این بالا بودن سرعت، هزینه‌های سرسام‌آور پروژه را کاهش داده و در عین حال باعث بهره‌برداری هرچه سریع‌تر آن می‌شود.

مهم‌ترین تفاوت‌های سازه‌ی فلزی و بتنی

با توجه به ترکیب اسکلت بتنی و فلزی و موارد فوق می‌توان مهم‌ترین تفاوت‌های این دو سازه را به‌صورت زیر خلاصه کرد:

۱. استحکام سازه‌های فلزی در برابر شرایط نامساعد آب و هوایی همانند رطوبت و بارش باران در مقایسه با سازه‌های بتنی پایین‌تر است.

۲. وزن سازه‌های فلزی پایین‌تر است.

۳. دستمزد اسکلت فلزی ۱۴۰۰ در مقایسه با اجرای اسکلت بتنی پایین‌تر است.

۴. سرعت اجرای سازه‌های فلزی در مقایسه با بتنی به مراتب بالاتر است.

۵. هزینه‌ی تخریب سازه‌ی فلزی پایین‌تر بوده و ارزش اسقاط آن بالاتر است.

۶. در سازه‌های بتنی فضای مرده یا سطح اشغال بیشتری وجود دارد.

۷. فولاد در مقایسه با بتن دوام بیشتری دارد.

سخن پایانی

در این مطلب تلاش کردیم تا مزایا و معایب اسکلت فلزی و بتنی را به طور کامل شرح دهیم. شما با توجه به مطالب موجود در این بخش و نیازهای پروژه‌ی خود می‌توانید مناسب‌ترین نوع اسکلت را انتخاب کرده و به این ترتیب در هزینه‌های خود نیز صرفه‌جویی کنید. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد تفاوت ساختمان شناژی و بتنی و میزان استحکام سازه‌های فلزی از طریق شماره ۴۵۱۷۱ با کارشناسان پیوان تماس بگیرید.