همه شما کم و بیش با نام سازه فلزی آشنایی دارید و در محیط زندگی خود و یا رسانه‌ها، این سازه را دیده‌اید. از سازه فلزی برای تحمل نیرو و انتقال آن در ساخت بناهای گوناگون استفاده می‌شود؛ به همین علت، معمولا از فلز فولاد ساخته می‌شود. اتصالات به کار رفته در انواع سازه و اسکلت فلزی از نوع جوش، پرچ و یا پیچ است. اگر بخواهیم تعریفی ساده و عامیانه از این سازه پرکاربرد بیان کنیم؛ می‌توان آن را به اسکلت بدن انسان تشبیه کرد که تمامی اجزا و قسمت‌های مختلف بدن را به یکدیگر متصل نموده و سبب یکپارچگی و استحکام آن می‌شود؛ سازه‌های فلزی تیز، همین کار را در صنعت ساختمان سازی انجام می‌دهند و در انواع مختلف استراکچر ساختمانی و تیر با جان سینوسی طراحی و ساخته شده‌اند. از این سازه‌های مستحکم و مقاوم در ساخت سوله، ساختمان، مجتمع‌های مسکونی و کارگاهی، صنایع فولاد، پتروشیمی و … استفاده می‌گردد. در این بخش قصد داریم با بررسی دقیق‌تر سازه‌های فلزی، انواع مختلف آن و کاربردهای هرکدام از آنها، شما را با این بنای مفید و عظیم الجثه، بیشتر آشنا سازیم.
سازه فلزی یا اسکلت فلزی چیست؟
با توجه به پیشرفت و توسعه صنعت ساختمان سازی در شهرها و روستاها و همین‌طور صنعتی و حرفه‌ای شدن سازه‌ها، روش‌های ساخت و سازی قدیمی و سنتی از بین رفته و روش‌های مدرن جایگزین آن شده است. سازه فلزی به دلیل افزایش مقاومت ساختمان، وزن سبک سازه و کاهش مدت زمان ساخت، به عنوان یکی از بهترین روش‌های ساخت و ساز شناخته شده است. به طور کلی به قاب یا اسکلت فلزی که از ستون‌های عمودی و تیرهای افقی، به شکل شبکه‌های مستطیلی شکل به هم متصل شده‌اند، سازه یا اسکلت فلزی گفته می‌شود. این زیربنای فلزی که از فولاد ساخته شده، سبب نگهداری طبقه‌ها، سقف‌ها و دیوارهای ساختمان می‌شود. شاید برای شما این سؤال پیش بیاید که “امروزه اکثر ساخت و سازها بتنی هستند، چرا ما در مورد سازه فلزی صحبت می‌کنیم؟” در ادامه با بیان ویژگی‌ها و مزایای سازه‌های فلزی نسبت به سایر سازه‌ها، به این سؤال پاسخ خواهیم داد.
انواع سازه فلزی
سازه‌های فلزی در سه نوع پیچ و مهره‌ای، جوشی و پرچی وجود دارند. هر یک از این مدل‌ها دارای ویژگی، مزایا و معایب خاص خود هستند که با توجه به سلیقه، نحوه و میزان کاربرد، معماران و مهندسان یکی از آنها را انتخاب نموده و برای ساخت سازه و بنا، از آن استفاده می‌کنند.
سازه فلزی پیچ و مهره‌ای
ستون‌ها و تیرهای عمودی و افقی این سازه، به وسیله پیچ و مهره به یکدیگر متصل می‌شوند. از این اسکلت فلزی در ساخت ساختمان‌های بزرگ مثل برج‌ها و آسمان‌خراش‌ها که متراژ بالایی دارند، استفاده می‌شود. در صنایعی نظیر فولاد، پتروشیمی و دیگر صنایع وابسته نیز از استراکچر صنعتی و دیگر سازه‌های فلزی پیچ و مهره‌ای استفاده می‌گردد. با توجه به بررسی‌های صورت گرفته، مشخص شده که ساخت سوله با سازه های فلزی، از قیمت پایین‌تری نسبت به سازه بتنی برخوردار است. علاوه بر این، وزن سبک بنای فلزی ایجاد شده در ساختمان و سوله‌های ساخته شده، سبب افزایش استحکام و طول عمر بنا می‌گردد. البته به یاد داشته باشید که عدم رعایت اصول ایمنی و سهل‌انگاری در ساخت سازه فلزی پیچ و مهره‌ای در هنگام اتصال تیرها و ستون‌ها، ممکن است سبب ریزش ساختمان و از هم گسیختگی آن گردد. از آنجایی که این امر یک فاجعه محسوب می‌شود؛ می بایست در هنگام اجرا و نصب این سازه، تمامی اصول و استانداردهای لازم را رعایت نموده و از افراد باتجربه و کارآمد در این زمینه استفاده کرد.
برای مناطق صعب العبور، پتروشیمی‌ها، فولاد و دیگر صنایع از این قبیل، به دلیل کمبود فضا جهت ساخت آن از اسکلت فلزی پیش ساخته استفاده می‌گردد. بدین صورت که در محیط‌های کارگاهی و فضای باز، این سازه فلزی روی هم نصب می‌شود و در آخر به وسیله ماشین آلات و دستگاه‌های بزرگ به محل موردنظر حمل می‌شود و در مکان مورد نظر نصب می‌گردد.
سازه فلزی جوشی
این سازه فلزی از نظر ظاهری کاملاً شبیه به سازه پیچ و مهره‌ای است. با این تفاوت که برای نصب در محل ساخت و ساز، تیرها و ستون ها اندازه گیری شده، برش می‌خورند و در آخر آنها را به هم جوش می‌دهند. برای افزایش استحکام و دوام سازه، از جوشکاران متخصص و باتجربه استفاده می‌گردد. به طور کلی هزینه ساخت سوله از این طریق، به نسبت، از سایر روش‌های موجود کمتر خواهد بود. البته از این سازه جوشی اغلب برای ساختمان‌های کوچک که دارای متراژ کمتری هستند، استفاده می‌شود. به شما پیشنهاد می‌کنیم قبل از نصب، راه اندازی و اجرای این سازه، حتماً ابعاد، اندازه و محل قرارگیری بنا را مورد سنجش و ارزیابی قرار دهید و سپس نسبت به انتخاب روش مناسب ساخت سازه اقدام کنید.
مزایای ساختمان اسکلت فلزی
به‌طور کلی، سازه‌های فلزی دارای مزایای متعددی هستند که در هنگام نصب و اجرا در ساختمان، سبب انتقال این مزیت‌ها به تمام محیط و فضای آن می‌گردند. مهم‌ترین و اصلی‌ترین این مزایا عبارت‌اند از:
- امکان توسعه سازه بعد از اتمام؛ در سازه فلزی برخلاف سازه‌های بتنی، امکان توسعه و گسترش سازه وجود دارد. این ویژگی سبب شده تا در ساخت استراکچر صنعتی، به‌منظور راه‌اندازی و اجرای کارخانه‌ها و سیستم‌های صنعتی، از این سازه استفاده شود؛ به‌طوری که به راحتی می‌توان بعد از اتمام کار سازه، در صورت نیاز آن را توسعه داد. لازم به ذکر است که سازه فلزی پیچ و مهره‌ای، یکی از گزینه های مناسب برای ساخت انواع سازه فلزی، استراکچر صنعتی و ساختمانی است.
- امکان اتصال چند قطعه به یکدیگر؛ یکی دیگر از مزایای این سازه، امکان اتصال قطعات آن به یکدیگر است. برخلاف سازه‌های بتنی، اسکلت فلزی را می‌توان به یکدیگر متصل کرد. به طوری که چند قطعه (تیرها و ستون‌ها) به‌وسیله پیچ و مهره یا جوش به یکدیگر وصل می‌شوند. هنگام احداث سوله؛ برای اینکه مراحل ساخت سوله سریع‌تر پیش برود، می‌توانید از این روش برای اجرای اسکلت و زیرسازی بنا استفاده کنید.
- اجرا و نصب آنها با سرعت بالا؛ مراحل اجرا و نصب سازه فلزی، به نسبت از سازه‌های بتنی سریع‌تر است و با سرعت بیشتری پیش می‌رود. به همین دلیل در اکثر صنایع و ساخت و سازهایی که زمان از اهمیت بالایی برخوردار است، از این روش برای ساخت اسکلت بنا استفاده می‌گردد.
- قطعات پیش ساخته کارخانه ای؛ همان‌طور که در ابتدا به آن اشاره کردیم، در برخی مناطق به دلیل کمبود فضا و یا صعب‌العبور بودن محیط، از اسکلت فلزی پیش ساخته کارخانه‌ای استفاده می‌شود. این کار نه تنها سبب افزایش بهره‌وری در ساخت می‌شود، بلکه تا حد بسیار زیادی زمان ساخت و اجرای سازه را کاهش می‌دهد.
- اشغال فضای کمتر نسبت به بتن؛ سازه‌های بتنی فضای زیادی را برای ساخت و اجرا، اشغال می‌کنند. این در حالی است که سازه فلزی با توجه به نحوه اجرا و راه اندازی، فضای کمتری را اشغال نموده و سبب افزایش فضای محیط و بهره‌وری از آن می‌گردد. در ساخت سوله به منظور به حداقل رساندن نقاط کور (بلا استفاده) و استفاده بهینه از فضای سوله، از سازه های فلزی استفاده می‌گردد.
- سازه فلزی به نسبت از سازه بتنی سبک‌تر بوده و سبب افزایش طول عمر بنا می‌شود.
- با توجه به شرایط و قیمت تهیه مواد اولیه، ساخت سازه‌های فلزی از سازه‌های بتنی مقرون به صرفه تر است.
- برگشت پذیر بودن مصالح؛ سازه های فلزی به ویژه از نوع پیچ و مهره‌ای را به‌راحتی می‌توان به حالت اولیه بازگرداند و دوباره از آن استفاده کرد. به عبارت دیگر، در صورت تخریب یک سوله با اسکلت فلزی، می‌توان سازه در هم تنیده شده آن را از هم جدا نموده و مجدداً مورد استفاده قرار داد.