تفاوت سازه های فلزی و بتنی

سازه های فلزی و بتنی اساسی‌ ترین اجزای ساختمانی هستند که در ساخت و ساز به کار می‌روند. سازه‌های فلزی عموماً از جنس فولاد یا آلومینیوم بوده و به دلیل مقاومت بالا، طول عمر طولانی، و قابلیت اجرای سریع، جزء پرکاربردترین انواع سازه‌ها محسوب می‌شوند اما سازه‌های بتنی که از ترکیب سیمان، ماسه، شن و آب تشکیل شده‌اند نیز از مزایا و خصوصیات منحصر به فردی برخوردارند. این نوع سازه‌ها به دلیل مقاومت بالا در برابر آتش، عایق بودن در برابر صدا و حرارت، و هزینه مناسب، جزء محبوب‌ترین گزینه‌های سازه‌سازی محسوب می‌شوند.در این مقاله، به بررسی انواع سازه‌های فلزی و بتنی می‌پردازیم و ویژگی‌ها، کاربردها و ملاحظات مربوط به پروژه‌های ساختمانی را بررسی می‌کنیم.

سازه های فلزی و بتنی

اسکلت بتنی

اسکلت بتنی یکی از اصولی‌ترین اجزای سازه‌های بتنی است که به عنوان چهارچوب اصلی و پایه‌ای در ساختمان‌ها استفاده می‌شود. این اسکلت از قطعات بتنی متصل به یکدیگر تشکیل شده است که به شکل ستون‌ها، تیرها، و پیچ‌ها طراحی و ساخته می‌شوند.

– ستون‌ها (پایه‌ها): ستون‌ها عموماً اجزای عمودی اسکلت بتنی هستند که بارهای ساختمانی را به زمین منتقل می‌کنند. این ستون ها باید دارای استحکام و پایداری مناسب برای تحمل فشارهای ساختمانی باشند.

– تیرها (بالانک‌ها): تیرها بخش‌های افقی اسکلت بتنی هستند که بارهای عمودی از ستون‌ها به طور یکنواخت به آن ها منتقل می‌شوند. این تیر ها از جنس بتن مسلح یا بتن پیش‌تنیده ساخته می‌شوند و وظیفه انتقال بارها را بین ستون‌ها را برعهده دارند.

– پیچ‌ها (بازه‌ها): پیچ‌ها یا بازه‌ها اجزای افقی و عمودی بین ستون‌ها و تیرها هستند که به عنوان اتصالات اصلی در سازه‌های بتنی عمل می‌کنند. این پیچ ها به وسیله بتن مسلح یا مهره‌های فولادی به ستون‌ها و تیرها متصل می‌شوند و استحکام و پایداری کل سازه را تضمین می‌کنند.

اسکلت بتنی به دلیل استحکام، پایداری، و ایجاد فضای آزاد بیشتر در داخل ساختمان، انتخاب مناسبی برای ساختمان‌های مسکونی، تجاری، و صنعتی است. از مزایای این نوع اسکلت می‌توان به ایجاد سازه‌های با دوام، مقاوم در برابر زلزله، و امکان انعطاف در طراحی و مصرف اشاره کرد.

مزایای استفاده از اسکلت بتنی

مقاومت بالا: اسکلت بتنی از جنس بتن است که دارای مقاومت بالا در برابر فشار، کشش و خمش است، بنابراین سازه‌های بتنی می‌توانند مقاومت خوبی در برابر بارهای مختلف داشته باشند.
ایمنی: بتن به دلیل مقاومت بالا در برابر حریق، بازسازی پس از آتش سوزی کمتری نیاز دارد و بنابراین برای ایمنی ساختمان‌ها بسیار مؤثر است.
اقتصادی: اسکلت بتنی به دلیل قیمت اقتصادی مواد اولیه و سهولت در ساخت و نصب، هزینه‌های مقرون به صرفه‌ای برای ساخت سازه‌های بزرگ دارد.
پایداری زیست محیطی: بتن از موادی مانند سیمان، شن و ماسه تشکیل شده است که معمولاً به راحتی قابل بازیافت است. بنابراین می‌تواند به پایداری زیست محیطی کمک کند.
چندکاره: بتن به عنوان یک مصالح چندکاره عمل می کند؛ به عنوان مثال بتن می تواند به عنوان سازه اصلی و به عنوان پوشش های داخلی و خارجی ساختمان استفاده شود.

معایب استفاده از اسکلت بتنی

استفاده از اسکلت بتنی در ساختمان‌ها مزایای زیادی دارد اما ممکن است معایبی نیز داشته باشد. برخی از معایب استفاده از اسکلت بتنی عبارتند از:
وزن ساختمان: بتن به عنوان مصالح سنگین محسوب می‌شود که سبب می‌شود که ساختمان‌هایی که با اسکلت بتنی ساخته می‌شوند وزن زیادی داشته باشند.
حساسیت به زلزله: اگر اسکلت بتنی به درستی طراحی و ساخته نشود، ممکن است در برابر زلزله حساس باشد و آسیب ببیند.
هزینه‌های اجرایی: برخی از پروژه ها نیازمند کارگردانی و تخصص بالا برای اجرای صحیح اسکلت بتنی هستند که ممکن است هزینه‌های اجرایی را افزایش دهند.
زمان مصرفی: ساخت یک ساختمان با استفاده از اسکلت بتنی ممکن است زمان زیادی طول بکشد و د پروژه هایی که نیاز به ساخت سریع دارند، این مورد ممکن است مشکل ساز شود.

با این حال، این موارد نباید شما را از استفاده از اسکلت بتنی منع کنند زیرا با رعایت استانداردها و نکات فنی، می‌توان بهبودهای لازم را در زمینه ایمنی، استحکام و کیفیت ساختمان را حاصل کرد.

اسکلت فلزی

اسکلت فلزی استفاده شده در روبات‌ها یا ساختمان‌های فلزی، می‌تواند به عنوان پایه‌ای محکم و قوی استفاده شود. این اسکلت‌ها تحت وزن‌ها و فشارهای زیادی مقاومت خوبی دارند و می‌توانند به صورت خلاقانه در طراحی و ساخت استفاده شوند.

مزایای استفاده از اسکلت فلزی

استفاده از اسکلت فلزی در ساختمان‌ها دارای مزایای زیر است:
استحکام بالا: اسکلت‌های فلزی، به خاطر استحکام بالا و توانایی تحمل وزن بالای ساختمان، انتخاب ایده‌آلی برای سازه‌های بلند محسوب می‌شوند.
سهولت در نصب و ساخت: به دلیل وزن سبک و قابلیت اجرای سریع، نصب اسکلت فلزی به‌روش سریع‌تر و آسان‌تر انجام می‌شود.
مقاومت در برابر عوامل جوی: فلزها مقاومت زیادی در برابر عوامل جوی مانند باران، باد، یخ و حرارت دارند.
مقاومت در برابر حریق: مصالح فلزی از جمله موادی هستند که مقاومت خوبی در مقابل حریق دارند و این امر ایمنی ساختمان را افزایش می‌دهد.
هزینه‌های مدیریت شده: با توجه به عمر بلند ونیاز کم به تعمیرات و نگهداری، هزینه‌های مدیریتی ساختمان‌های اسکلت فلزی کمتر از دیگر روش‌ها است.
قابلیت بازیافت: از آنجا که فلزها قابلیت بازیافت دارند، استفاده از اسکلت فلزی به منظور حفظ محیط زیست و کاهش پسماندهای ساختمانی نیز مفید است.

در نهایت، استفاده از اسکلت فلزی به دلیل مزایای فوق باعث افزایش کیفیت، امنیت و مقاومت ساختمان‌ها می‌شود.

معایب استفاده از اسکلت فلزی

استفاده از اسکلت فلزی برای ساختمان‌ها نیز معایب خود را دارد که می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

استحکام در برابر حرارت: فلزها با تغییرات دما ممکن است تغییر شکل دهند که می‌تواند به تغییر شکل ساختمان و صدمات آن منجر شود.
اکسیداسیون و زنگ زدگی: آسیب‌های رطوبت، هوا، یا اسیدها باعث اکسیداسیون فلزات و زنگ زدگی آنها می‌شود که باعث ضعف ساختمانی می‌شود.
هزینه‌های نگهداری و تعمیر: تعمیرات و نگهداری از سازه‌های فلزی ممکن است هزینه‌های بالایی نیز داشته باشد، به خصوص در مواردی که زنگ زدگی و خستگی مواد فلزیدیده می‌شود.
صدا و لرزه: مقاومت کمتر فولاد در برابر لرزه در مقابل با ساختمان‌های سنگی است، زیرا فولاد می‌تواند لرزه بیشتری داشته باشد.

به طور کلی، استفاده از اسکلت فلزی نیازمند نگهداری منظم و دقیق است تا از مشکلات فنی و ساختاری جلوگیری شود.

اسکلت فلزی در مقایسه با اسکلت بتنی قیمت‌های متفاوتی دارد. از آنجایی که استفاده از فلز در اسکلت‌ها هزینه بالاتری دارد، اسکلت فلزی معمولاً گران‌تر از اسکلت بتنی است. طبق آمار و برآوردهای انجام شده، هزینه ساخت هر مترمربع سقف و ستون بتنی در دی‌ماه 97 از 550,000 تا 700,000 تومان بوده است درصورتی‌که هزینه ساخت هر مترمربع سقف و ستون فلزی از 600,000 تا 800,000 تومان بوده است. اما این هزینه بیشتر در ابتدا ملموس است و معمولاً نصب و اجرای سازه‌های فلزی سریع‌تراست و به زمان کمتری نیاز دارد. بنابراین می‌تواند هزینه‌های ساخت و نصب را کاهش دهد. همچنین اسکلت بتنی ممکن است نیاز به نگهداری کمتری داشته باشد که در نهایت ممکن است در تعمیر و نگهداری، هزینه کمتری نسبت به اسکلت فلزی داشته باشد.

مقایسه مقاومت اسکلت فلزی و بتنی در برابر زلزله

اسکلت فلزی به دلیل انعطاف‌پذیری بیشتر و استحکام بالاتر به طور عمومی بیشترین مقاومت را در برابر زلزله دارد. اسکلت‌های فلزی از جنبه‌های مختلف ایمنی و عمر مفید نیز مزایای قابل توجهی نسبت به اسکلت‌های بتنی دارند. اما می‌توان گفت که هر دو نوع اسکلت (فلزی و بتنی) می‌توانند با استفاده از طراحی مناسب و استفاده از مصالح با کیفیت، به خوبی از لحاظ مقاومت در برابر زلزله عمل کنند.

مقایسه مقاومت اسکلت فلزی و بتنی در برابر آتش

اسکلت فلزی نسبت به سازه‌های بتنی، در مقابل حرارت مقاومت بیشتری از خود نشان می‌دهند. بتن زودتر از فلز نرم می‌شود و آتش بیشتری را به سمت خود می‌کشد. اما حرارت بیشتری مورد نیاز است تا فلز ذوب شود. هر دو اسکلت فلزی و بتنی باید همراه با اقدامات ایمنی مناسب، مقابل حرارت و آتش محافظت شوند.

مقایسه اسکلت فلزی و بتنی از جهت طول عمر

اسکلت سازه های فلزی و بتنی، از لحاظ طول عمر می‌توانند با یکدیگر متفاوت باشند. اسکلت فلزی معمولاً دارای طول عمر کوتاه‌تری نسبت به اسکلت بتنی است. اماطول عمر وابسته به عوامل مختلفی مانند محیط، نگهداری، کیفیت مصالح و طراحی است. به طور کلی، اسکلت بتنی معمولاً دارای طول عمر بیشتری است زیرا بتن مقاومت خوبی در برابر عوامل محیطی مانند خوردگی و حرارت دارد. در عوض، اسکلت فلزی ممکن است نیاز به نگهداری و تعمیرات دوره‌ای داشته باشد تا طول عمر آن به حداکثر برسد.

سخن پایانی

سازه های فلزی و بتنی دو روش اصلی برای ساخت ساختمان‌ها و سازه‌های مختلف هستندکه هر یک از این دو روش  ویژگی‌ها، مزایا و معایب منحصر به فردی دارند. گزینش هر کدام از این دو نوع سازه فقط بسته به نوع شرایط و با در نظر گرفتن تمام معایب و مزایای هر دو امکان پذیر خواهد بود.طی سال های اخیر پیشرف های زیادی در زمینه علوم و فناوری 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.

***     شرکت صدرا پروفیل کاوه      ***