اسکلت فلزی از از فولاد، تیر و ستون تشکیل شده است. ستون های سازه به صورت عمودی و افقی قرار می گیرند. مهمترین متریال مورد استفاده در اسکلت فلزی فولاد است که در حال حاضر یکی از مهمترین مصالح در صنعت ساختمان می باشد. یکی از مهمترین ویژگی ها و مزایای فولاد که منجر به استفاده از آن در اسکلت های فولادی می شود مقاومت بالا، جوش پذیری، شکل پذیری، خم پذیری، همگن بودن و ارتجاعیت است. استفاده از این سازه در ساختمان ها وزن کمتر و مقاومت و استحکام بیشتری را در برابر هرگونه ضربه، تنش و عوامل خارجی مانند زلزله نشان می دهد. به عبارت دیگر می توان گفت سازه اسکلت فلزی از پایداری نسبی بیشتری برخوردار است. در زیر به چند روش مقاوم سازی ساختمان های فلزی می پردازیم. با شرکت مقاوم سازی آشیان پی همراه باشید.
اسکلت فلزی چیست؟
اسکلت فلزی سازه ای فولادی است که از قطعات مختلف فولادی تشکیل شده است. به اسکلت فلزی اسکلت فولادی یا سازه فلزی هم می گویند. همان طور که در مقدمه هم گفته شد اسکلت فلزی متشکل از فولاد تیر و ستون است. قطعات اسکلت فلزی با روش هایی مانند جوش یا پیچ و مهره به یکدیگر متصل می شوند. در اسکلت فلزی، تیر فولادی قسمت افقی اسکلت است که بار وارد شده به محور خود را تحمل می کند. ستون فلزی قسمت عمودی اسکلت است که فشار را منتقل می کند. به اسکلت فولادی به لاتین Steel structure می گویند. در اجرای اسکلت فلزی از پروفیل های فولادی مانند تیر آهن، قوطی آهنی و سایر پروفیل ها مورد استفاده قرار می گیرد.
مزایای اسکلت فلزی
- مقاومت بالا
- خواص ارتجاعی
- ضریب نیروی لرزه ای
- شکل پذیری
- خواص یکنواخت
- دوام
- پیوستگی مصالح
- وزن کم
- اشغال فضا
- امکان مقاوم سازی
- شرایط آسان ساخت و نصب
- سرعت اجرا
معایب اسکلت فلزی
- ضعف در برابر حرارت
- خوردگی فلز در مقابل عوامل خارجی
- تمایل قطعات فشاری به کمانش
- جوش نامناسب
کاربرد ساختمان های اسکلت فلزی
مهمترین کاربرد ساختمان های فلزی منازل مسکونی، ویلاها، مجتمع های اداری و … می باشد. می توان گفت اکثر ساختمان های شهری به دلیل گرانی و محدودیت زمین از اسکلت فلزی استفاده می کنند. به همین دلیل است که تقویت اسکلت های فلزی مهم است زیرا ارتباط نزدیکی با زندگی انسان دارد.
روش های مقاوم سازی سازه اسکلت فلزی
رایج ترین راه های افزایش مقاومت اسکلت فلزی عبارتند از:
1. مهاربند و بادبند
مهاربند به عنوان عنصر سختی دهنده به سازه شناخته می شود. در واقع افزایش مقاومت و استحکام سازه در برابر نیروهای خارجی مانند بادهای شدید یا زلزله با کمک المان‌های استاندارد مانند میله‌ها، لوله‌ها، تیرها و غیره امکان‌پذیر است. مهاربندها معمولاً به صورت مثلث برای تثبیت و استحکام سازه در برابر تغییر شکل ناشی از نیروهای جانبی قرار می گیرند. این مقاطع باید در نقاط استراتژیک سازه به ویژه در نقاط ضعف مورد استفاده قرار گیرند. بادبند نوعی مهاربند است که برای جلوگیری از انفجار سازه در اثر باد و حفظ استحکام ساختمان استفاده می شود.
2. دیوارهای برشی
روش کاربردی دیگری که در افزایش مقاومت سازه های فلزی تأثیر مفیدی دارد، دیوارهای عمودی ساخته شده از بتن مسلح یا بلوک های سبک است. تقویت مقاومت برشی، کاهش جابجایی های جانبی، افزایش مقاومت کلی، اجرای آسان و حفاظت از جان و مال ساکنین از مزایای اصلی این نوع دیوارها می باشد. در نظر بگیرید که برای استفاده از دیوارهای برشس باید توسط مهندسین زبده در زمینه مقاوم سازی اسکلت فلزی طراحی و اجرا گردد.
3. تیر بتنی با فولاد یا مقاوم سازی ترکیبی
این روش شامل ترکیب مقاومت فولاد و بتن برای بهبود عملکرد سازه در برابر زلزله و بهبود عملکرد سازه در شرایط حساس مانند زلزله می باشد. ترکیب بتن و فولاد باعث افزایش ظرفیت باربری سازه می شود. در نتیجه مقاومت ساختمان در برابر بارهای استاتیکی و دینامیکی نیز افزایش می یابد. افزایش استحکام و سختی، قابلیت استفاده از فضاهای خالی، افزایش پایداری در اثر فشارهای خارجی و رطوبت از مزایایی است که با مقاوم سازی ترکیبی به سازه اضافه می شود.
مقاوم سازی سازه ها در برابر زلزله: بررسی استانداردها و روش های مقاوم سازی سازه در برابر زلزله
4. استفاده از مصالح FRP
اگر هدف شما مقاوم سازی سازه در برابر در مقابل رانش و ارتعاش است می توان از پلیمرهای تقویت شده با الیاف، معروف به FRP استفاده کرد. از جمله الیاف استفاده شده در این زمینه شیشه و کربن خواهد بود. مقاوم سازی با FRP در پروژه های ساخت و ساز و مقاوم سازی مطمئناً مشکل جدیدی نیست. و چندین دهه است که در کشورهای پیشرفته و صنعتی اجرا می شود.
5. میراگر
میراگر برای ساختمان هایی با تعداد طبقات بالا مناسب است. دستگاه های خاصی وجود دارند که انرژی ورودی به سازه را جذب کرده و اثر مخرب زلزله را تا 99 درصد کاهش می دهند. در این سازه ها از روش مقاوم سازی استفاده می شود. البته میراگر ها به روش های مختلفی نصب می شوند و کنترل ارتعاش در سازه به صورت فعال یا غیرفعال خواهد بود. در تمام تکنیک ها باید به این اصل توجه کنید که میراگر ها نیز می توانند از هزینه های اضافی جلوگیری کنند.
6. ژاکت بتنی یا تقویت ستون فلزی
ژاکت بتنی یک روش مهندسی برای تقویت سازه های بتنی یا فولادی و افزایش مقاومت آن ها در برابر نیروهای زلزله، تغییر شکل های نامطلوب یا شکست های سازه ای می باشد. این روش به «مقاوم سازی ژاکت بتنی» نیز معروف است. ژاکت بتنی به مجموعه ای از لایه های بتن، میلگرد طولی و خاموت بسته گفته می شود. دلیل اصلی استفاده از این روش مقاوم سازی فونداسیون زمین ساختمان می باشد.
کلام آخر
از آنجایی که از اسکلت های فلزی در ساخت ساختمان های مسکونی و تجاری استفاده می شود، نیاز به مقاوم سازی مناسب دارند. مقاوم سازی اسکلت فلزی این ساختمان ها زندگی و سلامت افراد ساکن در این ساختمان ها را تضمین می کند. بنابراین تقویت اسکلت های فلزی از اهمیت بالایی برخوردار است و روش های مختلفی برای این کار استفاده می شود. در این مقاله به همین روش ها پرداختیم و سعی شد به طور کلی نحوه مقاوم سازی اسکلت های فلزی توضیح داده شود.
