تصمیم گرفتن در مورد این که چه نوع اسکلتی را انتخاب می نمایید به عوامل مختلفی ارتباط خواهد داشت از جمله آن می توان به منطقه ای که قصد ساخت و ساز در آن را دارید، شرایط آب و هوایی، رطوبت و بارندگی، خشکی و گرما، زلزله خیز بودن و روی گسل قرار گرفتن، درخواست کارفرما، عوامل فنی سازه ای و… . برای بررسی و مقایسه بیشتر می توانید تا انتهای مقاله با ما همراه  باشید.

در ساخت و سازه یک ساختمان باید ملاک های بسیار زیادی را در نظر بگیریم و همه فاکتور ها را بررسی کنیم.همانطور که میدانید برای ساخت و ساز یک خانه از وسیله ها و ابزار های بسیاری استفاده میشود اما یکی از مهمترین ملاک و معیار این است که از سازه های مناسب استفاده کرد.

باید از سازه های متناسب و درست استفاده کرد که در طول ساخت و ساز دچار مشکل نشود.درست متوجه شده اید سازه ها میتوانند فلزی و یا بتنی باشند و انتخاب یکدام  از ان ها بسیار مهم و حیاتی است.دقت داشته باشید که حتما باید از سازه های پرقدرت استفاده کنید. یکی از متداول ترین سوالاتی که برای مهندسان پیش می آید این است که، از سازه بتنی و یا سازه فلزی استفاده شود؟در ساختمان سازی انتخاب نوع اسکلت سازه همواره یکی از دغدغه های افراد بوده است.در این پست نیز قصد داریم تا توضیح دهیم که مزایای استفاده از سازه بتنی چیست و از طرفی مزایا و یا معایب استفاده از سازه فلزی چیست؟

چرا که با دانستن تفاوت های میان این دو نوع اسکلت و مقاوم سازی سازه های بتنی چه از لحاظ هزینه ها و چه از لحاظ میزان مقاومت اسکلت می توانند به انتخاب درستی میان این دو دست پیدا کنند.به طور کلی اسکلت بتنی متشکل از بتن و مقاطع فولادی مانند کاشت میلگرد و اسکلت فلزی متشکل از تنها مقاطع فولادی می باشد.با این حساب وزن مقاطع فولادی مورد استفاده در اسکلت بتنی تقریبا ۳۵ درصد کمتر از مقاطع فولادی مورد نیاز در نوع فلزی می باشد که با احتساب هزینه حجم بتن همچنین دستمزد اجرای بتن و میلگرد مصرفی این اختلاف هزینه کمتر اسکلت بتنی نسبت به فولادی جبران خواهد شد.

در ساختمان سازی انتخاب نوع اسکلت سازه همواره یکی از دغدغه های افراد بوده است. چرا که با دانستن تفاوت های میان این دو نوع اسکلت و مقاوم سازی سازه های بتنی چه از لحاظ هزینه ها و چه از لحاظ میزان مقاومت اسکلت می توانند به انتخاب درستی میان این دو دست پیدا کنند.

به طور کلی اسکلت بتنی متشکل از بتن و مقاطع فولادی مانند کاشت میلگرد و اسکلت فلزی متشکل از تنها مقاطع فولادی می باشد. با این حساب وزن مقاطع فولادی مورد استفاده در اسکلت بتنی تقریبا ۳۵ درصد کمتر از مقاطع فولادی مورد نیاز در نوع فلزی می باشد که با احتساب هزینه حجم بتن همچنین دستمزد اجرای بتن و میلگرد مصرفی این اختلاف هزینه کمتر اسکلت بتنی نسبت به فولادی جبران خواهد شد.

در ساختمان سازی انتخاب نوع اسکلت سازه همواره یکی از دغدغه های افراد بوده است. چرا که با دانستن تفاوت های میان این دو نوع اسکلت و مقاوم سازی سازه های بتنی چه از لحاظ هزینه ها و چه از لحاظ میزان مقاومت اسکلت می توانند به انتخاب درستی میان این دو دست پیدا کنند. استفاده از متریال فولاد و بتن در امر ساخت و ساز ساختمان ها و هم چنین دیگر سازه ها بسیار جا افتاده و مرسوم می باشد. این دو متریال به عنوان مستحکم ترین و بهترین مصالح برای ساخت و ساز شناخته شده اند، اما تفاوت های بسیاری با یک دیگر دارند. در این مقاله از وب سایت آرین تیس، به تفاوت های میان سازه های فلزی و سازه های بتنی می پردازیم، بنابراین برای کسب اطلاعات بیشتر تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید.

اسکلت سازه :

اسکلت سازه شامل تیر ها و ستون ها و دال می باشد که تمامی این ها جزء المان های سازه ایی هستند که باربری سازه را کنترل می کنند.به طور کلی باید بیان شود که اسکلت بتنی متشکل از بتن و مقاطع فولادی مانند کاشت میلگرد و اسکلت فلزی متشکل از تنها مقاطع فولادی می باشد. با این حساب وزن مقاطع فولادی مورد استفاده در اسکلت بتنی تقریبا ۳۵ درصد کمتر از مقاطع فولادی مورد نیاز در نوع فلزی می باشد که با احتساب هزینه حجم بتن و هم چنین دستمزد اجرای بتن و میلگرد مصرفی این اختلاف هزینه کمتر اسکلت بتنی نسبت به فولادی جبران خواهد شد.

سازه های بتنی و فلزی هر دو در صنعت مقاوم سازی ساختمان با frp و مقاوم سازی کاربردهای زیادی دارند. اما باید دید که تفاوت سازه های بتنی و فلزی چیست و در مقایسه این دو نوع سازه، هر کدام در چه زمینه هایی کاربرد بیشتری داشته، اتصالات آن ها چگونه انجام می شود و مزایا و معایب هر کدام نسبت به دیگری چیست.

 مقاوم سازی ساختمان ها در گرو  افزایش پایداری و مقاوم سازی سازه های بتنی یا فلزی است. در ساختمان سازی سازه های مختلفی وجود دارد که هر کدام از سازه ها دارای مزایا و معایبی نیز می باشند که استفاده از هر کدام از سازه ها باعث تغییر در عملکرد ساختمان در برابر حوادث و فرآیند ها می شود. سازه ها یا طبیعی هستند ( در طبیعت یافت می شوند ) یا ساخته شده اند ( ساخته شده توسط افراد ).

آنچه در این مقاله خواهید خواند :

۱. تفاوت سازه های فلزی و بتنی

۲. انواع سازه ها

۳. مقایسه اسکلت بتنی و فلزی ساختمان

۴. تفاوت های سازه های فلزی با بتنی سه نوع ساختار وجود دارد

۵. مزایای سازه های بتنی و فلزی

۶. مهم ترین تفاوت سازه های فلزی و بتنی

با ما تا انتهای مقاله همراه باشید.

تفاوت سازه فلزی و بتنی

دانستن تفاوت هایی که میان سازه های فلزی و بتنی وجود دارد امکان انتخاب نوع مناسب آن را فراهم می آورد. شاید این تفاوت ها مقاوم سازی سازه های بتنی و فلزی، میزان هزینه اجرا و .. را شامل شود که با یک جمع بندی نهایی می توان بهترین انتخاب را انجام دارد. اسکلت بتنی و فلزی تفاوت های بسیاری با یک دیگر دارند که در به مقایسه اسکلت بتنی و فلزی می پردازیم ( این مقایسه به صورت کاملا کلی بوده و موارد کلی در آن ذکر می شود ) :

• از لحاظ نوع اجرا و هم چنین زمان اجرا این دو اسکلت با یک دیگر تفاوت های بسیاری دارند
• هزینه ساخت سازه بتنی با سازه فلزی با یک دیگر متفاوت است
• شکل پذیری سازه فولادی با سازه بتنی تفاوت دارد
• اتصالات دو اسکلت بتنی و فولادی با یک دیگر متفاوت می باشد
• نحوه طراحی آن ها با یک دیگر تفاوت دارد
• میزان وزن سازه با اسکلت بتنی و فولادی با یک دیگر متفاوت هستند
• رفتار دو اسکلت به هنگام وقوع زلزله با یک دیگر تفاوت های بسیاری دارد و ...

در واقع همان گونه که در ابتدای مقاله ذکر شد،  اسکلت بتنی از بتن و مقاطع فولادی مانند کاشت میلگرد  تشکیل شده است. و اسکلت فلزی از مقاطع فولادی تشکیل شده است. با این حساب وزن مقاطع فولادی مورد استفاده در اسکلت بتنی تقریبا ۳۵ درصد کمتر از مقاطع فولادی مورد نیاز در نوع فلزی می باشد.

سازه های بتنی و فلزی هر دو در صنعت مقاوم سازی کاربردهای زیادی دارند. اما آنچه اهمیت دارد دریافت  تفاوت سازه های بتنی و فلزی است  برای مقایسه این دو سازه پاسخ به سوالاتی از قبیل اینکه  هر کدام در چه زمینه هایی کاربرد بیشتری دارند؟ اتصالات آنها چگونه انجام می شود؟ مزایا و معایب هر کدام نسبت به دیگری چیست؟ ضروری است.

از جمله تفاوت ساختمان بنایی و بتنی مهمی مانند استفاده و یا عدم استفاده از پیچ و مهره در اتصالات این سازه ها. اطلاع از این جزئیات علاوه بر مهندسان جوان رشته هایی چون عمران، راه و ساختمان و معماری، حتی برای شهروندان عادی می تواند مفید باشد. به ویژه کسانی که تمایل به خرید خانه و یا واحدهای آپارتمانی نوساز دارند.

مزایای استفاده از فولاد و بتن در ساختمان چیست؟

جالب اینجاست که استفاده از این روش به دلیل مزایای استفاده از فولاد و بتن در ساختمان ها بسیار رایج شده است. در واقع می توان کاستی های بتن و فولاد را جبران کرد و از آنها نهایت استفاده را برد.مقایسه ساختمان های بتنی و فلزی و در نظر گرفتن مزایا و معایب هر یک از آن مواردی است که هر مهندس عمران باید به آن توجه داشته باشد.

موضوع دیگر در مقایسه هزینه این دو سازه، بحث مراقبت و نگهداری پس از ساخت است که سازه های بتنی نیاز به مراقبت خاصی ندارند و عمر مفید بالایی دارند، اما سازه های فلزی برای مراقبت از خوردگی نیاز به هزینه های اضافی دارند.

اما در صورت استفاده از فولاد، دوام و طول عمر سازه های بتنی افزایش می یابد. از مزایای سازه های فولادی از نظر هزینه، یکی کاهش ضایعات مصالح (به دلیل کارخانه تولید آهن) و در نتیجه کاهش هزینه سازه های فولادی است. همچنین ضایعات فلزی باقی مانده پس از تخریب اسکلت فلزی دارای ارزش نسبی است در حالی که پس از تخریب اسکلت بتنی فقط ضایعات ساختمانی باقی می ماند و در عین حال تخریب اسکلت بتنی دشوارتر و هزینه تمام شده است.

انواع سازه:

در ابتدا باید این مسئله را روشن کنیم که برخلاف تصور بسیاری از افراد، سازه ها در اصل بر دو نوع هستند:

•         سازه طبیعی

•         سازه مصنوعی

این دسته بندی نیازی به معرفی ندارد ولی نوع دوم یا سازه های مصنوعی خود به چندین دسته تقسیم بندی می شوند از جمله:

•         سازه بتنی

•         سازه فلزی

3 مشکل اصلی سازه های بتنی:

1. زمان ساخت سازه های بتنی بیشتر از سازه های فلزی است.

2. سازه بتنی سنگین است.

3. آزمایشگاه مکانیک خاک برای آزمایش بتن مورد نیاز است.

معایب اسکلت فلزی:

از معایب سازه های فلزی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1.این ساختار گران تر است.

2. بدون اتصالات مناسب در زلزله نسبت به سازه های بتنی آسیب بیشتری می بینند.

3. این سازه ها قابلیت اکسید شدن و زنگ زدگی را دارند.

4. مقاوم در برابر حرارت نیستند، در صورت آتش سوزی تغییر شکل می دهند و ممکن است صدمات جبران ناپذیری ایجاد کنند.

مزایا و معایب اسکلت بتنی

بتن استفاده شده در اسکلت بتنی از  مزایا و معایب مختلفی برخودار می باشد که عبارت است از :

• استحکام و دوام و شکل پذیری بالا
• هزینه پایین نگهداری بتن
• تحمل دمای زیاد
• مقاوم در برابر آب و باد

معایب اسکلت بتنی عبارت است از:

• مناسب نبودن برای سازه های مرتفع به دلیل وزن بالا
• سازگار نبودن با محیط زیست به دلیل تولید حجم بالای کربن دی اکسید
• شکنندگی، انقباض و ترک خوردگی
• تغییر شکل به دلیل بارگذاری مداوم در طول زمان

مقایسه اسکلت بتنی و فلزی ساختمان :

یکی از قدیمی‌ترین عناصری که بعد از چوب، مورد استفاده بشر قرار گرفت فلز بود و یکی از پرکاربردترین فلز در ساختمان‌سازی، آهن است. در گذشته و در ساخت اسکلت های فلزی از چدن استفاده می‌کردند، اما از آنجایی که استفاده از فولاد باعث می‌شد تا سازه ترک برندارد، به مرور چدن جای خود را به فولاد داد. اما فولاد مزایای دیگری مثل خم‌پذیری، شکل پذیری، مقاومت بالا، جوش پذیری و... هم داشت که باعث شد جای چدن را بگیرد.

فلز آهن را می توان به عنوان یکی از عناصر پر کاربرد در صنعت ساخت و ساز در نظر گرفت. در گذشته از زمانی که فلز بجای چوب برای مقاوم سازی سازه ها مورد توجه قرار گرفت استفاده از فلز چدن مرسوم بود ولی به مرور با پی بردن به مزایای فولاد از جمله استحکام و مقاومت بالا، خم پذیری، جوش پذیری، انعطاف و .. این فلز جای چدن را گرفت.

به این صورت اسکلت های فلزی با استفاده از فولاد شکل گرفتند. سازه های فلزی از ستون هایی تشکیل شده است که هر کدام با توجه به جایگاهی که دارند نقش مشخصی را در استحکام و تحمل بار سازه ایفا می کنند.  در واقع می توان گفت  تحمل کل بار ساختمان توسط ستون های وسط امکانپذیر است و ستون های کناری نیز قابلیت تحمل نصف بار ساختمان را دارند و در نهایت ستون هایی که در گوشه سازه تعبیه می شوند امکان تحمل یک چهارم بار سازه را دارا می باشند.

در سازه های بتنی که امروزه بیشترین ساختمان ها از این سازه ها  تشکیل شده است یک اسکلت بتنی برای مقاومت و ایستایی سازه مورد توجه قرار می گیرد. این سازه ها از اعضای افقی شامل میله ها و اعضای عمودی شامل ستون ها تشکیل شده است.

سازه های بتنی را می توان با frp مقاوم سازی نمود، این سازه های  بتنی را می توان با روکش های متنوعی مانند شیشه، آلومینیوم،  سنگ، سرامیک و .. پوشش داد و به این صورت زیبایی و مقاومت آن را تضمین نمود. استفاده از نماد های سنگی و پیاده سازی طرح های مدرن در سازه های بتنی مورد توجه قرار گرفته است.

این اسکلت‌ها بر اساس باری که بر آن‌ها وارد می‌شوند، در سه دسته جای می‌گیرند:

1. ستون‌های وسط که بار کل ساختمان را روی دوش خود دارند.
2. ستون‌های کناری که می‌توانند نصف بار ساختمان را تحمل کنند.
3. ستون‌های گوشه که می‌توانند یک‌چهارم بار ساختمان را تحمل کنند.

در تفاوت سازه های فلزی با بتنی سه نوع ساختار وجود دارد :

• قاب : ساخته شده از اعضای جداگانه ( معمولاً قطعات نازک ) در کنار هم می باشد
• بدنه ساختمان : محصور یا حاوی محتویات خود سازه است
• توده سخت :  تقریباً و به طور کامل از ماده ساخته شده است.

استفاده همزمان از فولاد و بتن در ساختمان سازی چه مزیتی دارد ؟

باید بیان شود که هرگز نمی توان از بتن تنها به عنوان یک مصالح سازه ایی برای ساخت ساختمان ها استفاده کرد و اگر قصد ساخت و ساز سازه های بتنی را دارید، باید فولاد و بتن را هم زمان با یک دیگر استفاده کنید. فولاد هایی که در ساخت سازه های بتنی مورد استفاده قرار می گیرند به صورت میلگرد هایی هستند که در درون تیر ها و ستون ها و دیوار های برشی و فونداسیون و ... به کار برده می شوند. بتن به صورت کلی در برابر نیرو های فشاری از خود مقاومت مطلوب را نشان می دهد اما در برابر نیرو های کششی مقاومتی نداشته و به سرعت ترک می خورد، به همین دلیل است که برای جبران این ضعف از فولاد استفاده می کنند تا بتواند نیرو های کششی را به خوبی تحمل کرده و آسیبی به سازه وارد نشود.

مزایای سازه های بتنی و فلزی :

شاید اشاره به مزایای سازه های بتنی و فلزی به صورت جداگانه امکان مقایسه بهتر این دو سازه را فراهم آورد در زیر به مزایای این دو سازه به صورت جدا گانه اشاره می کنیم.

سازه ی بتنی :

سازه های بتنی بسیار معمولی هستند یا شاید شایع ترین نوع ساختمان سازی مدرن در سطح بین المللی. این نوع ساختمان از یک قاب یا اسکلت بتنی تشکیل شده است. اعضای افقی این فریم را میله ها تشکیل می دهند و اعضای عمودی آن شامل ستون ها می باشد. مقاله مقاوم سازی سازه های بتنی با frp شما را با مقوله مقاوم سازی با FRP بیشتر آشنا میسازد. ساختمانهای قابهای بتنی می تواند با هر نوع پوشش روکش شوند. مواد روکش معمول عبارتند از شیشه، پانل های آلومینیومی، ورق های سنگی و نمادهای سرامیکی. از آنجا که این سازه ها می توانند برای بارهای سنگین طراحی شوند، می توان آنها را حتی در ساختمان های با دیوارهای اجری با سنگی نیز قرار داد.

مزایای سازه های بتنی :

• برخورداری از مقاومت حرارتی بالا  در برابر حوادثی مانند آتش سوزی.
• مقاومت بالا در برابر رطوبت که  البته عدم تاثیر رطوبت بر این سازه ها نیاز به اجرای درست آن ها دارد.
• برخورداری از استحکام خمشی بالا در هر دو راستای سازه.
• اجرای آسان در کنار نتیجه مطلوب.
• اتصال بسیار مناسب تیر و بدنه سقف به دلیل همگن بودن مصالح.

سازه های فلزی :

فلزات حدود دو سوم از تمام عناصر و حدود ۲۴ درصد از جرم این سیاره را تشکیل می دهند. آنها در اطراف ما در قالب هایی مانند سازه های فولادی، سیم مسی، فویل آلومینیومی و جواهرات طلا هستند. فلزات به طور گسترده ای به دلیل ویژگی هایشان مورد استفاده قرار می گیرد: مقاومت، انعطاف پذیری، نقطه ذوب بالا، هدایت حرارتی و الکتریکی، و ... تمام عناصر فلزات، از اتم تشکیل شده است. استحکام فلزات نشان می دهد که این اتم ها با هم پیوندی قوی دارند.

مزایای سازه های فلزی :

• عدم وجود مشکلاتی مانندکاهش مقاوت در گذشت زمان و طول عمر بالا.
• برخورداری از سرعت اجرای بالا به دلیل همزمانی در اجرای طبقات.
• امکان خرید اسکلت های فولادی به صورت پیش ساخته که راه حل آسانی است.
• قابلیت ترمیم و تعمیر آسان در صورت آسیب به اسکلت.
• انعطلف پذیری بالا در سازه های فلزی.

برای فراگیری مطالب بیشتر در خصوص تفاوت سازه های فلزی با بتنی به مقاله  مزایا و معایب ساختمانهای فلزی نیز میتوانید مراجعه نمایید.

مزایا و معایب سازه های فلزی و بتنی از نظر اشغال فضا و اختلال در ساختمان:

سازه‌های بتنی سنگین‌تر و حجیم‌تر از فلز هستند و به دلیل بزرگی تیرها و ستون‌ها در سازه‌های بتنی، ساختمان‌های ما نقاط مرده بیشتری دارند؛ به عبارت دیگر، در مقایسه با دو ساختمان بتنی و فلزی یکسان، در سازه‌های بتنی قرار داریم. فضای کمتر مفید و قابل استفاده در ساختمان باشد که باعث ایجاد محدودیت در ساختمان بخصوص در بحث تامین پارکینگ می شود. همچنین در دهانه های بزرگ ارتفاع تیر (به دلیل جلوگیری از تغییر شکل و کمانش) افزایش می یابد که باعث کاهش ارتفاع مفید کف می شود.

نکته دیگر این است که سازه های فولادی نیازی به نصب سقف کاذب ندارند، اما معمولا برای سازه های بتنی سقف کاذب نصب می کنیم. از نکات مثبت بتن می توان به تنوع مقاطع بتنی و امکان ایجاد اعضای با مقاطع مختلف اشاره کرد.

قابلیت اطمینان و کنترل کیفیت

در محاسبه سازه های بتنی اعداد با تقریب و ساده سازی معادلات به دست می آیند اما در سازه های فولادی به دلیل همگن بودن فولاد اعداد محاسبه شده قطعی تر از مقادیر واقعی هستند. از آنجایی که بتن معمولاً در محل با کنترل کیفی کمتری تهیه می‌شود، اما فولاد در کارخانه با نظارت و دقت بالا تولید می‌شود، فولاد را از نظر اطمینان کمتر و صرفه‌جویی در مصرف مواد می‌دانیم.

مهمترین تفاوت سازه های فلزی و بتنی

در این قسمت لیستی از تفاوت های این دو سازه را بیان می کنیم.

• قطعات فلزی نسبت به بتن استحکام بیشتری دارند.
• سطح اشغال یا فضای مرده در ساختمان های بتنی بیشتر ایجاد می شود در واقع در سازه های بتنی فضای پرت  نسبت به سازه های فلزی بیشتر است.
• سازه های فلزی وزن کمتری دارند.
• در هنگام وقوع زلزله سازه ی بتنی ضعف بیشتری در برابر سازه ی فلزی دارد و تخریب می شود در واقع مقاومت سازه فلزی در برابر زلزله بیشتر از سازه بتنی است.
• شکل پذیری سازه های  فلزی بیشتر از سازه های بتنی است. اما مصالح بتنی ترد و شکننده هستند.
• دوام فولاد نسبت به بتن بسیار خوب است.
• سرعت اجرای سازه فلزی کمتر از سازه بتنی است.
• مقاومت سازه های بتنی در برابر حرارت نسبت به سازه های فلزی بیشتر است.
• سازه فلزی ارزش اسقاط بالاتر و هزینه تخریب کمتری نسبت به سازه ی بتنی دارد به عبارتی ارزش سازه فلزی در زمان تخریب بیشتر از سازه بتنی است و هزینه تخریب آن کمتر می شود.
• در محل اجرای سازه ی بتنی باید آزمایشگاه های مکانیک خاک در دسترس باشد چرا که نیاز به آزمایشگاه مکانیک خاک در اجرای سازه بتنی وجود دارد.

تفاوت قیمت سازه فلزی و بتنی :

قیمت ساخت سازه های فلزی و بتنی با یک دیگر تفاوت های بسیاری دارند و می توان اذعان داشت که در مقایسه هزینه اسکلت فلزی و بتنی، قیمت ساخت سازه فلزی بالاتر از سازه بتنی می باشد به دلیل آن که مصالح فولاد از مصالح بتنی گران تر است و هم چنین مصالح ساخت بتن قابل دسترس تر هستند. بنابراین هزینه ساخت سازه فولادی از بتنی بیشتر می شود.

سخن پایانی

طی سال های اخیر پیشرف های زیادی در زمینه علوم و فن آوری به ویژه در حوزه ی صنعتی ایجاد گردیده،طراحی سازه های فلزی نیز از این قاعده جدا نمی باشد  و در جهت سبک تر شدن سازه ها، ضمن حفظ مقاومت آن که قاعدتا ً این کاهش وزن منجر به کاهش هزینه ها و مقرون به صرفه تر شدن این نوع سازه ها خواهد شد. در نهایت می توان جهت کسب اطلاعات بیشتر به وب سایت آرین تیس مراجعه نمایید.