امروزه استفاده از اسکلت فولادی و اسکلت بتنی در ساخت و بازسازی همچنان رایج است و هیچ‌کدام نتوانسته است بر دیگری ارجحیت پیدا کند. معمولا در ساختمان‌های بلند و مرتفع  از اسکلت فلزی استفاده می‌کنند؛ زیرا ساخت اسکلت بتنی برای این برج‌ها بسیار سخت، دشوار و زمان‌بَر می‌باشد.اسکلت بتنی بیشتر برای تونل‌ها، پل‌ها و ساختمان‌های کوچک استفاده می‌گردد.

اسکلت فولادی و اسکلت بتنی هرکدام مزیت‌ها و معایب مربوط به خود را دارند. شرکت فنی و مهندسی ژوپین با بیش از 7 سال تخصص در زمینه بازسازی، پیمانکاری پروژه‌های عمرانی و ... قصد دارد در این مقاله شما را با این 2 سازه عمرانی آشنا نماید.

مقاله مرتبط : انواع سقف ساختمانی را بشناسید

مقایسه سازه‌ های بتنی و فلزی

سازه‌ها دونوع هستند: 1- سازه طبیعی 2- سازه مصنوعی 

ضمن این که سازه‌های مصنوعی خود به دو دسته تقسیم می‌شوند: 1-سازه بتنی و 2- سازه فلزی

امروزه ساختمان‌ها را با اسکلت فلزی و یا اسکلت بتنی می‌سازند که هرکدام مزایا و معایب مختص به خود را دارد. اسکلت فلزی به دو سبک ساخته می‌شود:

1- اسکلت فلزی جوشی

2- اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ای 

نحوۀ انتخاب سازه مناسب:

سازه‌های بتنی و فلزی هرکدام مزایایی نسبت به یکدیگر دارند؛ ولی اغلب مهندسان از این دو روش استفاده می‌کنند که نوع انتخاب آن بستگی به شرایط زیر دارد:

1-شرایط آب و هوایی

2-زیربنا و فضای موجود

3-ارتفاع ستون‌ها

4-جنس خاک منطقه

5-مقاوت سازه در برابر زلزله و طوفان 

6-پایداری در برابر آتش‌سوزی

7-دوام سازه و ... 

معمولا سازندگان واحدهای مسکونی یا اداری براساس این ویژگی‌ها نوع سازه را انتخاب می‌کنند.

بیشتر بخوانید : پل حرارتی چیست؟

سازه بتنی:

امروزه سازه‌های بتنی یکی از پرکاربردترین نوع سازه در جهان هستند و بسیاری از ساختمان‌های معروف از اسکلت بتنی ساخته شده‌اند. سازه‌های بتنی بخش عمده‌ای از سازه‌ها در دنیای امروز هستند. جهت ساخت سازه‌های بتنی باید از بتن و میلگرد استفاده شود.

برای ایجاد یک سازه بتنی در ابتدا باید طراحی و محاسبات خاصی اعمال شود. سپس از میلگرد در مسلح کردن پِی ساختمان و ستون سازه استفاده می‌شود. بعد با ریختن بتن قالب آماده می‌شود، پس از این مراحل بافت‌های میلگرد با قالب‌های فلزی یا چوبی محصور می‌شوند و سپس عملیات بتن‌ریزی در قالب‌ها صورت می‌گیرد. به همین دلیل ساخت و سازهای بتنی بیشتر از سازه‌های فلزی طول می‌کشند.

مزایای اسکلت بتنی:

1-شکل‌پذیری میلگرد و امکان قالب‌گیری بتن در اشکال مختلف

2-هزینه کمتر ساخت پروژه‌های عمرانی

3-مقاومت بیشتر در برابر رطوبت 

4-داشتن مقاومت بالا در برابر آتش 

5-در دسترس بودن و فراوانی مصالح مانند بتن و سیمان و میلگرد

6-عدم نیاز به جوشکاری و یا نصب پیچ و مهره 

7-مناسب‌تر بودن اتصالات ستون‌ها 

معایب سازه‌های بتنی:

1-دخیل بودن عوامل خارجی حین بتن‌ریزی که می‌تواند باعث ناهمگونی خواص بتن شود.

2-نیاز به صرف زمان بیشتر و افزایش وزن نسبت به سازه های فلزی

3-کاهش مقاومت و پایداری به مرور زمان 

4-نیاز به سقف کاذب

5-وارد شدن فشار بیشتر هنگام زلزله

6-هدر رفتن بیشتر مصالح ساختمانی

مهم است بدانید : ممیزی انرژی در ساختمان یعنی چه؟

سازه فلزی:

اجزای این سازه و اتصالات آن‌ها از مقاطع فولادی تشکیل شده است، قیمت تیرآهن، ورق و ستون‌ جعبه‌ای که به عنوان مقاطع اصلی  در ساختمان‌سازی هستند بر قیمت نهایی ساختمان تاثیر می‌گذارد. اتصالات در سازه‌های فولادی توسط پیچ و مهره، پرچ و یا جوشکاری انجام می‌شود.

امروزه از آلیاژها و فولاد جهت ساخت و ساز بسیاری از بناهای زیبا استفاده می‌شود. استفاده از فلزات به دلیل داشتن نقطه ذوب مناسب قابلیت هدایت جریان الکتریکی، قابلیت جوش، قابلیت انعطاف‌پذیری نسبت به موارد دیگر بسیار به‌صرفه‌تر و مناسب‌تر است.

درسازه‌های فلزی باید نکاتی همچون احتمال آتش‌سوزی و نوع اتصالات و یا وجود رطوبت را باید در نظر گرفت. هزینه ساخت و ساز و پیاده‌سازی سازه یا اسکلت فلزی از سازه‌های بتنی یا اسکلت بتنی بیشتراست؛ ولی در عوض کار پروژه‌های ساختمانی با سرعت بیشتری پیش می‌رود.

مزایای سازه فلزی:

1-یکپارچگی بیشتر اعضای سازه در مقایسه با اسکلت بتنی؛

2-مصالح اسکلت فلزی از پیش تولید شده و برخلاف بتن در محل تولید نمی‌شود؛

3-ارزش اسکلت فولادی پس از تخریب، بیشتر به علت وجود فولاد در سازه و امکان بازیافت آن؛

4-سرعت نصب و پیاده‌سازی بیشتر؛ 

5-ساده‌تر بودن ترمیم و برطرف کردن آسیب‌های احتمالی؛ 

6-انعطاف‌پذیری بیشتر فلز نسبت به بتن؛

7-داشتن وزن کمتر نسبت به سازه بتنی؛

8-استفاده بهینه‌تر از فضای ساختمانی؛

9-پایداری بیشتر نسبت به زلزله‌های شدید؛

10-تخریب آسان‌تر؛

11-نزدیک‌تر بودن محاسبات اولیه با واقعیت؛

12-امکان ایجاد تغییر و یا اضافه کردن بخش‌های جدید پس از ساخت طبقات؛ 

13-هدر رفتن کمتر مصالح؛ 

14-عدم نیاز به سقف کاذب.

معایب سازه‌های فولادی:

1-دشواری و ایجاد اتصالات در اجزای سازه

2-مقاومت کمتر فولاد در برابر آتش سوزی 

3-هزینه بیشتر

4- امکان خوردگی فلز در برابر عوامل مختلف

5- نیاز به جوشکاری دقیق و پیچ و مهره استاندارد

6- نیاز به بررسی دقیق جوشکاری

7- امکان زنگ‌زدگی در مناطق مرطوب 

حالا به ساده‌ترین روش ممکن تفاوت این دو اسکلت ساختمانی را بررسی می‌کنیم:

خوب است بخوانید : وال پست چه کارایی دارد؟

مقاومت اسکلت بتنی و اسکلت فولادی در برابر زلزله

معمولا اکثریت باور دارند که اسکلت فلزی در برابر زلزله نسبت به اسکلت بتنی مقاوم‌تر است؛ اما این باور کاملا غلط است. بلکه هریک از این اسکلت‌ها برای مقاومت‌های مختلف طراحی شده است که هر دو به صورت مورد نظر در زلزله عمل می‌کنند.

طول عمر سازه بتنی و سازه فولادی:

سازه‌های بتنی دارای عمر معینی هستند که این عمر مفید 50 یا 60 سال می‌باشند و به مرور زمان دچار اُفت می‌شوند. افت سازه‌ها نهایتا باعث تأثیر منفی در عملکرد سازه هنگام زلزله می‌شود. اما در سازه‌های فلزی مشکل اُفت مقاومت با افزایش عمر وجود ندارد. این یک مزیت برای اسکلت فولادی محسوب می‌شود.

ارزش اسقاط اسکلت بتنی و اسکلت فولادی:

در زمان تخریب سازه، ساختمان‌های فلزی دارای ارزش اسقاط به مراتب بالاتر و هزینۀ تخریب کمتر هستندکه این یک مزیت دیگر اسکلت فلزی محسوب می‌شود. اما سازه‌های بتنی ارزش اسقاط بسیار اندکی دارند.

آگاه شوید : میلگرد بستر چه مزایایی دارد؟

مقاومت در برابر آتش‌سوزی اسکلت فلزی و بتنی:

مقاومت فولاد در آتش‌سوزی پایین است، بدین صورت که با گرم‌شدن مقاومت خود را از دست می‌دهد؛ در صورتی که اسکلت بتنی مقاومت به مراتب بیشتری در برابر آتش از خود نشان می‌دهد. مقاومت بیشتر اسکلت بتنی در آتش‌سوزی به عنوان یک مزیت قلمداد می‌گردد.

سهولت در اجرای سازه بتنی یا فلزی

اسکلت فلزی به علت حساسیت در عملیات برشکاری، جوشکاری، حمل و نصب تخصص و دقت بیشتری نسبت به ساخت اسکلت بتنی لازم دارد. بنابراین سازه بتنی نیاز به تخصص و مهارت کمتری دارد که این یک مزیت برای سازه بتنی به شمار می‌رود.

تفاوت قیمت اسکلت فلزی و بتنی

مقاومت اسکلت فلزی نسبت به اسکلت فولادی 30 درصد بیشتر است. از این رو هزینه اجرای اسکلت فلزی بالاتر است. بنابراین کارفرمایانی که به دنبال کاهش هزینه در ساخت هستند، اسکلت بتنی را جایگزین اسکلت فولادی می‌کنند.

زمان اجرای سازه‌های بتنی و فولادی

سازه‌های فلزی از سرعت پیشرفت بیشتری نسبت به سازه‌های بتنی برخوردار هستند. در ساخت اسکلت فلزی مدت زمان اجرا کمتر می‌شود؛ اما در اسکلت بتنی با توجه به اجرای هرطبقه سرعت پیشرفت به مراتب کمتر از سازه فلزی است. همچنین سرعت بالا در اجرای سازۀ فلزی باعث کاهش هزینه و زمان بهره‌برداری می‌شود.

معماری و طراحی اسکلت فولادی و اسکلت بتنی

ستون‌های فلزی به خصوص در ساختمان‌های بلند و در طبقات پایین دارای ابعاد کوچک‌تری هستند و به دلیل قرارگرفتن پارکینگ در طبقه‌های زیرین این یک مزیت محسوب می‌شود. سازۀ فولادی نسبت به سازه بتنی دارای محدودیت کمتری در طراحی است. از این رو، اسکلت فلزی امکان سازه‌های خاص را فراهم می‌کند.

مزیت‌های سازه‌های بتنی به صورت گسترده:

1- این سازه در مقابل آتش‌سوزی از خود مقاومت نشان می‌دهد.

2- این سازه در صورت اجرای صحیح پوشش بتن در مقابل شرایط مختلف آب و هوایی مقاوم بوده و رطوبت آسیبی به آن وارد نمی‌کند.

3- به دلیل شکل‌پذیری آرماتور و بتن تازه و قالب اعضا این سازه‌ها را می‌توان در مقاطع مختلف اجرا نمود.

4- مصالح ساختمانی مانند آجر؛ سیمان، بتن نسبت به دیگر مصالح از دسترسی آسان‌تری برخوردار می‌باشد.

معایب سازه‌های بتنی به صورت گسترده:

1-این سازه‌ها وزن بسیار زیادی دارند و نسبت به اسکلت فلزی سنگین‌تر هستند.
2- قالب‌بندی اسکلت بتنی به تخصص و صرف زمان بیشتری نیاز دارد.
3- به دلیل نیاز به آزمایش متداول بتن لازم است که آزمایشگاه‌های مکانیک خاک در دسترس باشد.

مزایای سازه‌های فلزی به‌طور مختصر:

1-سازه‌های فلزی به علت امکان مونتاژ اسکلت قبل از نصب و لزوم اجرای همزمان و بدون وقفه اسکلت در مقایسه با سایر سازه‌ها از سرعت عمل بالاتری برخوردار است.

2- به دلیل نوع اتصال اعضاء تیر و ستون، امکان توسعه طبقات در این نوع به شکل مناسب‌تری وجود دارد.

3- مقاومت قطعات فلزی زیاد بوده و نسبت به سازه‌های بتنی مقاومت بیشتری دارند.

معایب اسکلت فولادی به‌طور مختصر:

1- به دلیل تأثیر شرایط آب و هوایی بر کیفیت جوش و افزایش سرعت زنگ‌زدگی اسکلت و اجرای اتصالات، معمولا اجرای این سازه‌ها  محدودیت آب و هوایی دارد.

2- به دلیل تغییر شکل اسکلت فلزی در حرارت بالا در زمان آتش‌سوزی این نوع سازه‌ها به یک تغییر شکل و تخریب پس از آن مواجه خواهند شد.

3- این نوع سازه‌ها در دراز مدت دچار پوسیدگی و زنگ‌زدگی عمیق شده و باعث کاهش مقاومت سازه به مرور زمان می‌شود.

از این که تا انتهای مطلب همراه ژوپین بوده‌اید، سپاسگذاریم؛ اما به شما توصیه می‌کنیم جهت انجام هرگونه اسکلت بتنی یا اسکلت فولادی با مهندسان شرکت ژوپین (09155113522 و 09126664539) مشورت کنید تا بهترین طراحی و اجرا را به شما ارائه دهند و پیمانکاری پروژه‌های عمرانی شما را برعهده گیرند. شرکت مهندسی ژوپین با دارا بودن بیمه مسئولیت پروژه‌های عمرانی، خاطر کارفرمایان را از سوانح ساختمانی آسوده می‌کند.

بیشتر بخوانید :
منابع :