انواع سازه‌های فلزی امروزه در ساخت پل، مخزن نگه‌داری سیالات، ساختمان، سیلو و غیره دیده می‌شود؛ سازه‌های فولادی امروزه جایگاه بسیار ویژه‌ای در حوزه ساخت و ساز دارند، چرا که فولاد یکی از مهم‌ترین مصالح در ساخت یک پروژه به شمار می‌رود. اولین پروژه‌ای که در آن از یک سازه فلزی استفاده شد، پل قوسی انگلستان در اواسط قرن 18 میلادی بود. اینکه انواع این سازه به چه دسته‌هایی تقسیم می‌شود و هرکدام در چه بخش‌هایی مورد استفاده قرار می‌گیرند را می‌توانید در ادامه این متن بخوانید:
چند نوع سازه فلزی وجود دارد؟
سازه‌های فلزی به 4 دسته زیر تقسیم می‌شوند:
1. سازه معلق (suspension structure)
2. سازه قابی (framed structure)
3. سازه خرپایی (truss structure)
4. سازه پوسته‌ای (shell structure)
1. آشنایی با سازه معلق
معمولاً در پل‌های معلق، یا پل‌هایی با دهانه بلند و سقف‌های طویل، از سازه معلق استفاده می‌شود که در آن‌ها نیروی کششی زیادی بر اعضای سازه وارد می شود. اسکلت قاب‌بندی شده در این نوع از سازه‌ها، توسط کابل‌های کشیده شده آویزان و به اصطلاح معلق است.
2. کاربرد سازه فولادی قابی چیست؟
قبل از آشنایی با کاربرد این سازه، باید بدانید که سازه قابی چیست؟ سازه قابی یک اسکلت فلزی متشکل از ستون‌های عمودی فولادی و تیرهای افقی به شکل I است که درنهایت شبکه‌های مستطیل شکل فولادی را تشکیل می‌دهند. معمولاً در پروژه‌هایی که قصد دارند سازه ارتفاع زیادی داشته باشد، از سازه قابی حتماً استفاده می‌کنند؛ چراکه این سازه از طبقات، سقف و دیوارها به درستی پشتیبانی می‌کند. امروزه در بسیاری از ساختمان‌ها نیز از سازه قابی استفاده می‌شود. یکی از مهم‌ترین اجزای تشکیل دهنده یک سازه قابی، تیرآهن است؛ بنابراین قیمت تیرآهن یکی از عوامل بسیار مؤثر در افزایش یا کاهش قیمت نهایی پروژه یا سازه قابی است.
3. سازه خرپایی یا truss structure
خرپاها معمولاً ظاهری مثلثی شکل دارند و نیروی کششی و فشاری را ابتدا تحمل و سپس به پی سازه منتقل می‌کنند؛ سازه‌های خرپایی در سه نوع ساده، مرکب و پیچیده تولید می‌شوند که قابلیت استفاده مجدد را هم دارند.
4. سازه پوسته‌ای فولادی چیست و چه کاربردی دارد؟
سازه پوسته‌ای از ورق‌های نازک استوانه‌ای و کره‌ای ساخته می‌شود؛ عمده استفاده از این نوع سازه در ساخت ساختمان‌هایی با طرح خاص، ساخت سیلو، کارخانه‌ها، گنبد، طرح های مخروطی و غیره است. این سازه در برابر نیروهای فشاری، برشی و کششی بسیار مقاوم است. در سازه‌های پوسته‌ای به دلیل استفاده از ورق‌های نازک، وزن آن به‌طور قابل توجهی کاهش می یابد.
انواع سازه‌های فولادی از چه اجزایی تشکیل می‌شوند؟
اعضای تشکیل دهنده یک سازه یا اسکلت فلزی عبارت است از:
1. تیر
2. ستون
3. اجزای کششی
4. اجزای خمشی-فشاری-کششی
1. تیر؛ عضو جدانشدنی از سازه فلزی
تیرها عملاً مهم‌ترین عضو سازه هستند که نمی‌توان آن‌ها را از یک سازه حذف کرد. تیر یک عنصر خمشی در سازه است که با دیگر اجزا ترکیب شده و سازه را تشکیل می‌دهد؛ صفحه ستون‌ها، کف پله‌ها و ورق‌های باربر نیز عضو کوچکی از تیر به شمار می‌روند.
2. ستون در سازه فلزی
ستون‌ها در یک سازه عملاً بارهای فشاری را تحمل می‌کنند و معمولاً به صورت افقی و عمودی از آن‌ها استفاده می‌شود. ستون‌ها در سازه معمولاً یا از تیرآهن ساخته می‌شود یا از قوطی پروفیل؛ استفاده از تیرآهن برای ستون سازه محدودیتی ندارد و می‌توان از هر سه نوع ipe, ipb و cnp استفاده کرد. نحوه استفاده از قوطی پروفیل برای ستون نیز بدین صورت است که داخل قوطی‌ها را بتن‌ریزی می‌کنند تا استحکام بیشتری به اسکلت ببخشند. پیش از استفاده از این روش ابتدا باید قیمت پروفیل را بدانید.
3. اجزای کششی در سازه چیست؟
این اجزا برخلاف ستون‌ها، بار محور کششی را تحمل می‌کنند.
4. اجزای خمشی-فشاری-کششی چه تأثیری بر سازه دارند؟
این اعضا به اصطلاح 2 منظوره بوده و هم‌زمان تحت فشار یا کشش قرار می‌گیرند.
انواع اتصالات در یک سازه فولادی
مهم‌ترین نقش را در یک سازه علاوه بر اجزای تشکیل دهنده، اتصالات آن بر عهده دارند؛ چراکه اگر اتصالات به درستی صورت نگیرد ممکن است مقاومت سازه کاهش پیدا کرده و خطرات زیادی داشته باشد. اتصالات در سازه انواع مختلفی دارد که عبارت است از:
• اتصالات گیردار
• اتصالات مفصلی
• اتصال بادبندها
تعریف اتصالات گیردار:
در این نوع، اتصالات کاملاً به صورت صلب بوده و تیرها اجازه حرکت در هیچ جهتی را ندارند؛ این اتصال از طریق ورق زیر سری و روسری به عنوان نشیمن و نبشی صورت می‌گیرد. البته این اتصال را هم می‌توان از طریق پیچ و مهره، توسط فلنج ، با استفاده از ورق اسپلایس و همچنین جوشکاری، انجام داد.
اتصال مفصلی چیست؟
اتصال مفصلی در 2 جهت مانع حرکت آن عضو شده و اتصال از طریق جوش صورت می‌گیرد؛ این اتصال تنها دارای یک نشیمن و جان است. هنگام ایجاد اتصال مفصلی از طریق پیچ و مهره، تنها یک ورق جان کافی است.
اتصال بادبندها به چه صورت است؟
وظیفه بادبند در سازه، تحمل بار و انتقال نیروهای جانبی است و عملکرد اصلی خود را زمانی نشان می‌دهند که زلزله یا طوفان اتفاق بیفتد. در اتصال بادبندها می‌بایست نکاتی چون: ضخامت ورق‌های اتصالی، اندازه پروفیل‌های انتخاب شده در بادبند، هم محور شدن پروفیل‌ها در یک نقطه بعد از اتصال و ابعاد جوش، رعایت شوند.
در این مقاله آهنگر سعی کردیم تا شما را با انواع سازه فولادی آشنا سازیم و مزایا و کاربرد هریک از آن‌ها را مورد بررسی قرار دهیم. اما موضوعی که در همه سازه‌ها مشترک است، پی‌ریزی و فونداسیون آن‌هاست؛ میلگرد عضو مشترک و بسیار مهم در همه سازه‌ها و فونداسیون آن‌ها است که عملاً بدون وجود میلگرد در فونداسیون، مقاومت سازه و بتن کاهش یافته و عمر سازه کمتر خواهد شد. بنابراین قیمت میلگرد هم می‌تواند یکی از عوامل مؤثر بر هزینه کل پروژه شما باشد.