پاورپوینت-اجرای اصولی سازهای بتنی و فلزی

دسته بندي : فنی و مهندسی » معماری
هزینه نگهداری اسکلت بتنی کمتر است. به مرور زمان سطح بیرونی اسکلت فلزی دچار خوردگی شده و رفته رفته از ضخامت آن کاسته می شود، اقداماتی که این روند را کنترل می کنند هزینه بالایی دارند.

هزینه اجرا

از نظر هزینه اجرا، اسکلت بتنی به سه صورت زیر به صرفه تر است:

1- با احتساب کل هزینه ها، قیمت تمام شده اسکلت بتنی کمتر است.

2-هزینه خرید میلگرد، سیمان و قالب آرماتور در طول دو یا چند ماه باید پرداخت شود، اما در اسکلت فلزی همه هزینه های اجرا در دو هفته یا کمتر باید پیشپرداخت شود.

3-استاندارد و دوام اسکلت فلزی منوط به ساختن قطعات در کارخانه، استفاده از اتصالات پیچ و مهره و انجام آزمابشات تست جوش است. اما انجام این اقدامات در کشور ما هزینه های ساخت را بشدت بالاتر می برد.

حساسیت کمتر در اجرا

اجرای اسکلت بتنی در مقایسه با اسکلت فلزی از ظرافت، تخصص و حساسیت کمتری برخوردار است و با توجه به تعدد اجرای این نوع اسکلت، پیمانکاران با تجربه ای آن را اجرا می کنند.

کمانش اجزاء

کمانش اجزاء در اسکلت بتنی کمتر است و علت آن تفاوت رفتار بتن و آهن در برابر نیرو است.

دوام

در صورت رعایت استانداردهای ساخت، اسکلت بتنی با دوامتر است و در برابر عوامل محیطی کمتر فرسوده می شود.

شکل پذیری بیشتر

بدلیل امکان شکل گیری آرماتور، تنوع شکل در اسکلت بتنی بیشتر است و مقاطع متنوع تری را می توان با اسکلت بتنی ایجاد کرد.

مزایای اسکلت فلزی نسبت به اسکلت بتنی:

وزن کمتر سازه
اسکلت فلزی نصف اسکلت بتنی معادل خود وزن دارد.

ضریبی بعنوان مقاومت در واحد وزن وجود دارد، که در اسکلت فلزی این ضریب بزرگتر از اسکلت بتنی است. به بیان دیگر مقاومت قابل تحمل توسط یک کیلوگرم اسکلت فلزی بیشتر از یک کیلوگرم اسکلت بتنی است. در هر متر مربع ساختمان، با اسکلت فلزی (با احتساب متراژ کلیه واحدها و پارکینگ و راه پله) 250 تا 390 کیلوگرم تیر آهن استفاده می شود، اما این عدد برای ساختمان با اسکلت بتنی بین 480 تا 780 کیلوگرم در هر متر مربع است.

از نظر حجمی، در هر مترمکعب ساختمان (طول*عرض*ارتفاع سازه) با اسکلت فلزی 80 تا 130 کیلوگرم آهن استفاده می شود، اما در ساختمانهای بتنی وزن اسکلت در هر مترمکعب سازه 160 تا 250 کیلوگرم است.

تحمل نیروی کششی بیشتر

اجزاء اسکلت ساختمان (بتنی یا فلزی) در شرایط مختلف (عادی، زلزله، باد و .. ) انواع نیروهای کشش، فشار و برش را متحمل می شوند. مقاومت اسکلت فلزی در برابر نیروهای کشش، فشار و برش، نزدیک به هم و قابل قبول است، اما مقاومت اسکلت بتنی در نیروهای فشار قابل قبول بوده، اما در برابر نیروهای کششی ضعیفتر از اسکلت بتنی است.

نزدیکی محاسبات با واقعیت

تیر آهن (اسکلت فلزی) از جنس همگن و یکنواختی (فولاد) تشکیل شده و انواع خواص و رفتار آن در اسکلت ساختمان از نظر مهندس محاسب با دقت بالایی قابل پیشبینی است. مثلا خواص ارتجاعی آهن در اسکلت ساختمان با تقریب خوبی قابل محاسبه است اما خواص ارتجاعی بتن با چنین دقتی قابل محاسبه نیست. خواص اسکلت بتنی به عوامل بسیاری همچون دما و رطوبت هوا در حین اجرا، نوع و کارخانه سازنده سیمان، نوع و کیفیت افزودنی های سیمان و ... بستگی دارد.

سرعت در اجرا

سرعت اجرا و بالا رفتن ساختمان با استفاده از اسکلت فلزی بسیار بیشتر است. علی الخصوص وقتی تعداد سقف ها بیشتر از 6 طبقه باشد.

شرایط جوی و محدودیت اجرا

نصب اسکلت فلزی در شرایط جوی مختلف محدودیت های کمتری دارد، اما اسکلت بتنی در دماهای بسیار پایین و بارندگی های شدید متوقف می شود.

تقویت پس از اجرا

پس از اتمام اجرای اسکلت فلزی، در صورتیکه نیاز به افزایش مقاومت در قسمتهایی از آن وجود داشته باشد (تغییر در آیین نامه، اشتباه در محاسبات، اضافه شدن به بار ساختمان و ... ) این کار را با اضافه کردن قطعات جدید به اسکلت می توان انجام داد. اما در اسکلت بتنی چنین امکانی وجود ندارد.

مساحت اشغال شده کمتر

مساحت اشغال شده توسط اسکلت فلزی نصف اسکلت بتنی است. فضای اشغال شده توسط اسکلت، جزو مساحت آپارتمان محاسبه می شود اما قابل استفاده توسط ساکنین نیست.

سطح مقطع ستون در اسکلت فلزی بمراتب کوچکتر است و از یکسو فضای مفید بیشتری را برای تامین پارکینگ و انباری ایجاد کرده و از سوی دیگر نقشه زیباتری را برای واحدهای مسکونی ایجاد می کند.

به همین دلیل سازه هایی که در زمینهای کوچک (کمتر از 200 مترمربع) ساخته می شوند، معمولا از اسکلت فلزی استفاده می کنند.

هدر رفتن مصالح

هدر رفتن مصالح کار در اسکلت فلزی کمتر است.

ارزش آتی بیشتر

در صورت پایان عمر مفید ساختمان و تصمیم برای تخریب، اسکلت فلزی (تیر آهن) در بازار جهانی و ایران دارای ارزش مشخصی است و اسکلت ساختمان کهنه قابل فروش خواهد بود. اما در ساختمان های بتنی، از یکسو مقدار میلگرد استفاده شده به مراتب کمتر است و از سوی دیگر هزینه تخریب اسکلت بتنی بیشتر از اسکلت فلزی است.

نیازی به سقف کاذب ندارد

در اجرای اسکلت فلزی، نیازی به اجرای سقف کاذب نیست، ولی در صورت اجرای اسکلت بتنی، مجری برای حفظ زیبایی سقف ناگزیر از اجرای سقف کاذب خواهد بود.

منابع:

مباحث 22 گانه مقررات ملی ساختمان - وزارت مسکن و شهرسازی
نشریه 55 سازمان برنامه ریزی و بودجه
نشریات موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران - مباحث ساختم

مزایای ساختمان های فلزی

مقاومت بالا : مقاومت فولاد بالا بوده و نسبت مقاومت به وزن آن از بتن بزرگتر است . این موضوع در سوله های با دهانه های بزرگ و ساختمان های مرتفع و ساختمانهائی که بر روی زمینهای سست احداث می شوند ، از اهمیت بیشتری برخوردار است . 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 . ولی مقاومت بتن در فشار مناسب بوده و در کشش و یا برش کم است . پس اگر مناطقی تحت نیروی کششی قرار گرفته و مسلح نشده باشند ، تخریب می شوند.

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 . بعنوان مثال ، ممان اینرسی یک مقطع فولادی را می توان با اطمینان در محاسبات وارد نمود . حال اینکه در مورد بتن این ارقام خیلی معین و قابل اطمینان نیستند .

ضریب نیروی لرزه ای : در قالبهای بتن مسلح به علت وزن بیشتر ، ضریب نیروی لرزه ای از قابهای فلزی بزرگتر است .

شکل پذیری : یکی از خواص مهم مصالح فلزی شکل پذیری آنهاست . فلزات قادرند تمرکز تنش را که در واقع علت شروع خرابی است و نیروهای دینامیکی و ضربه ای را تحمل نمایند ، در حالیکه بتن ترد و شکننده بوده و عملکرد آن در مقابل این نیروها بسیار ضعیف است .

خواص یکنواخت : فولاد در داخل کارخانه 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 . اگر در نگهداری ساختمانهای فلزی دقت کافی صورت گیرد ، برای سالیان متمادی قابل بهره برداری خواهند بود .

پیوستگی مصالح : قطعات فلزی عموما با توجه به مواد متشکه آن پیوسته و همگن هستند ، ولی در قطعات بتنی در هر زلزله به پوشش بتنی روی میلگرد صدمه وارد می گردد . ترکهائی که در پوشش بتن پدید می آید ، موجب ضعف قطعه شده و احتمال دارد که ساختمان در پس لرزه یا زلزله بعدی تخریب شود .

وزن کم : ‌میانگین وزن اسکلت فولادی بین 250 تا 390 کیلوگرم بر مترمربع و یا 80 تا 130 کیلوگرم بر مترمکعب است ، درحالی که در ساختمانهای بتن مسلح این ارقام به ترتیب بین 480 تا 780 کیلوگرم بر مترمربع یا 160 تا 250 کیلوگرم بر مترمکعب می باشد .

اشغال فضا :‌ در دو ساختمان مشابه از نظر ارتفاع و ابعاد ، ستون ها و تیرهای ساختمان فلزی از نظر ابعاد کوچکتر از ساختمان بتنی هستند ، یعنی سطح اشغال اسکلت یا فضای مرده در ساختمانهای بتنی بیشتر است .

امکان مقاوم سازی : اعضاء ضعیف ساختمان فلزی (در اثر محاسبات اشتباه ، تغییر مقررات و ضوابط ، اجراء و .... ) را می توان با اضافه نمودن قطعات جدید ، تقویت نمود ، ولی در مورد اسکلت بتنی این عمل به راحتی قابل انجام نمی باشد .

شرایط آسان ساخت و نصب : تهیه قطعات فلزی در کارخانه و نصب آن در محل ، در هر شرایط جوی با اعمال تهمیدات لازم قابل انجام است . در مورد ساختمانهای بتنی محدودیتهای بیشتری در این رابطه وجود دارد .

سرعت اجرا : سرعت نصب قطعات فلزی نسبت به قطعات بتنی بسیار بیشتر است .

پرت مصالح : با توجه به اینکه قطعات اسکلت فلزی در کارخانه تولید می شود ، میزان هدر رفتن مصالح نسبت به تهیه و بکارگیری بتن کمتر است .

معایب ساختمانهای فلزی

ضعف در برابر حرارت : مقاومت فلز با افزایش دما کاهش می یابد . اگر دمای اسکلت فلزی به حدود 600 درجه سانتی گراد برسد ، تعادل ساختمان به خطر می افتد .

خوردگی فلز در مقابل عوامل خارجی : ساختمان های فلزی در مقابل عوامل جوی دچار خوردگی شده و از ابعاد مفید آنها کاسته می شود . ضمنا مخارج نگهداری و محافظت آنها هم زیاد است .

تمایل قطعات فشاری به کمانش : با توجه به اینکه تعداد قطعات فلزی زیاد بوده و ابعاد آنها معمولا" کوچک است ، تمایل به کمانش در این قطعات زیاد بوده و این موضوع یک نقطه ضعف محسوب می شود .

جوش نامناسب : استفاده از پیچ و مهره و تهیه قطعات در کارخانه ، اقتصادی ترین و فنی ترین کار می باشد که در کشور ما برای ساختمانهای متداول انجام چنین کاری مقدور نیست . استفاده از جوش برای اتصالات ، بعلت مهارت کم جوشکاران ، قدیمی بودن ماشین آلات ، عدم کنترل دقیق توسط مهندسین ناظر ، گران بودن هزینه آزمایش جوش و ...... برزگترین ضعف اسکلتهای فلزی می باشد.

هر روز هنگام عبور از خیابان‌های شهر شاهد ساخت و سازهای روز افزونی هستیم، ساختمان‌های مختلف از یک طبقه تا ۶۰ طبقه که جلوی آنها انواع مصالح دیده می‌شود؛ سازه‌هایی که گاه از بتن ساخته می‌شوند و گاه از فولاد.در مورد اینکه کدام نوع سازه بر دیگری برتری دارد، اختلاف نظر شدیدی بین سازندگان ساختمان‌ها وجود دارد. معمولاً معیارهای ساخت، جواب‌های متفاوتی برای ما به همراه دارند.

عمده عوامل مؤثر در این روند، هزینه، زمان و کیفیت ساخت هستند. هزینه ساخت و سود حاصل از این سرمایه‌گذاری با زمان اتمام طرح رابطه تنگاتنگی دارند. بدیهی است هر چه زمان طرح طولانی‌تر ‌شود شاهد افزایش قیمت مصالح، قیمت تمام شده طرح، هزینه‌های متفرقه و بازگشت دیرتر سرمایه خواهیم بود که خوشایند هیچ سازنده‌ای نیست.

-سازه‌های بتن آرمه در مقابل سازه‌های فولادی معمولاً نیاز به هزینه کمتر و زمان بیشتری برای ساخت دارد؛ در حالی‌که سازه‌های فولادی ابتدا نیاز به سرمایه زیادی برای خرید آهن آلات دارد ولی در عوض شاهد سرعت اجرای بالاتری خواهیم بود. بنابراین در ساختمان‌های عادی کمتر از ۶ طبقه د