اسکلت فلزی

آشنایی با اسکلت فلزی و بررسی آن در ساختمان سازی

اسکلت فلزی

اسکلت فلزی چیست

  اسکلت فلزی مجموعه ای از ورق یا فولاد بریده شده به صورت نیم رخ می باشد که به کمک اتصالات به یکدیگر وصل می گردند. با توجه به روشهایی که برای تولید این ورق های فولادی به کاربرده می شود این مقاطع معمولا عکس العمل خوبی از خود نشان می دهند.
روش های معمول اتصالات در سازه های فلزی به صورت زیرمی باشد:
    اتصالات سازه های فلزی پیچ و مهره ای
    اتصالات جوشی
    اتصالات پرچی- به طور معمول این روش منسوخ شده است.

اسکلت فلزی

تاریخچه اسکلت فلزی

  در زمان های ابتدایی از چدن در اسکلت فلزی استفاده می شد که به مرور زمان، چدن جای خود را به فلزات کم کربن (چکش خوار) دادند که به وسیله این فلزات،  اسکلت های فلزی قادر بودند سازه هایی با اشکال و فرم های متفاوت و تنوع بسیار بالا را طراحی کنند . مانند منحنی کردن وایجاد قوس در سازه.

استفاده از چدن و فلز کم کربن برای چندین سال مرسوم بود. سپس جای آنها را فولاد گرفت. امروزه فولاد فراوان ترین استفاده را در سازه هایی با اسکلت فلزی دارد. همچنین اسکلت های فلزی به علت پایین بودن کیفیت ، تاخیر در ساخت، هزینه بیشتر و مقاومت کمتری جای خود را به سازه های فلزی و اسکلت فلزی داد. که این نوع در ساخت سوله و ساختمان بسیار استفاده می شود.
سازه های فلزی به دلیل قابلیت اجرا در محیط های بسیار کوچک و شلوغ، به پیمانکاران و ساختمان سازان بسیار کمک کننده است.
اسکلت فلزی به علت مقاومت و کیفیت ساخت در ساختمان ها در برابر مصایبی مانند آتش سوزی و... بسیار مقاوم هستند. همچنین در کشورهای دیگر اسکلت فلزی معمولا به طور پیچ و مهره انجام می شود.
اسکلت فلزی 

    اسکلت فلزی

اسکلت فلزی یا بتنی؟

    ضعف در دمای زیاد: مقاومت ساختمان فلزی با افزایش دما پایین می آید. چنانچه دمای اسکلت فلزی به حدود 600 درجه سانتی گراد برسد، تعادل ساختمان به مخاطره می افتد.
    خوردگی فلز در مقابل عوامل بیرونی: قطعات مصرفی در اسکلت فلزی در مقابل عوامل جوی خورده شده و از ابعاد آن کم می گردد. همچنین هزینه نگهداری و محافظت آن افزایش پیدا میکند .
    تمایل قطعات فشاری به کمانش: یکی از نقاط ضعف بزرگ فلز نسبت به اسکلت بتنی این است که به علت ابعاد کوچک استفاده از فلز معمولا تمایل به کمانش ایجاد میشود.
    جوش نامناسب : به علت مهارت نداشتن مهندسان جوشکار و یا استفاده از ابزار های قدیمی و منسوخ و بالا بودن هزینه آزمایشات جوش معمولا اتصال اسکلت فلزی با جوش یک نقطه ضعف محسوب می گردد.
    هزینه بالای ابتدای کار :  یکی دیگر از نقاط ضعف استفاده از اسکلت فلزی پرداخت هزینه بسیار زیاد در ابتدا و پیش از شروع به کار می باشد برای خرید آهن .

اسکلت فلزی پیچ و مهره

مقایسه اسکلت فلزی جوشی و اسکلت فلزی پیچ و مهره
تفاوت اسکلت فلزی جوشی با اسکلت فلزی پیچ و مهره در این است که در اسکلت های جوشی تمامی عملیات ساخت اسکلت فلزی در کارگاه انجام می شود منتها در اسکلت پیچ و مهره ساخت ستون ها، تیر ها، بادبند ها، پروفیل های مرکب و... در کارخانه انجام میگردد.
  زمانیکه که اسکلت فلزی در کارخانه تحت  نظر متخصصین ساخته و بازرسی کنترل کیفیت می شود در نتیجه جوش با کیفیت تر و مقاومت بالاتری حاصل می گردد. ولی در محل کارگاه تنها قطعات با پیچ و مهره به هم بسته می شوند.

در ساختمانهای اسکلت فلزی اتصال قطعات به همدیگر توسط جوش و پرچ و یا پیچ صورت میگیرد. در ایران استفاده از جوش در اسکلت فلزی رایج می باشد. در زمان زلزله نورث ریچ در سال 1994 به علت ترک و شکست در محل اتصال جوش پایه این باور به وجود آمد که اسکلت فلزی پیچ و مهره در زمان زلزله مقاومت بیشتری از خود نشان میدهد نسبت به ساختمان اسکلت فلزی جوشی. همچنان تحقیقات در مورد این مساله ادامه پیدا کرده است. شبنابراین استفاده از اسکلت فلزی جوشی بیشتر در سازه های کم اهمیت تر استفاده می شود.
طی گزارشات بسیاری عملکرد نامناسب استفاده از جوش در اسکلت فلزی جوشی ارائه شد که این امر موجب پی بردن به مساله کیفیت بالا و مناسب سازه های اسکلت فلزی پیچ و مهره ای شد. غالبا در اتصالات بسیار حساس مانند جوش شیاری نفوذی، یا اتصال تیر به ستون از پیچ و مهره استفاده گردد که این امر موجب بالا رفتن کیفیت ساخت و تسریع در  اجرای کار می گردد.

اسکلت فلزی

مقایسه اسکلت فلزی جوشی با اسکلت فلزی پیچ و مهره

    کیفیت در ساخت: نسبت کیفیت اسکلت فلزی پیچ و مهره ای قابل مقایسه با سازه های اسکلت فلزی با اتصالات جوشی كه در محل نصب سازه ساخته می شوند نیست.
    ایمنی و پایداری سازه: اسکلت فلزی پیچ و مهره ای به دلیل کیفیت بهتر در ساخت مقاومت بیشتری در برابر زلزله و و دیگر بلایای طبیعی دارند .
    مقاومت در آتش سوزی (اتصالات): اسکلت فلزی با اتصالات جوش نسبت به اسکلت فلزی پیچ و مهره در زمان آتش سوزی در دمای بالای مقاومت بسیار کمتری از خود نشان می دهد.
    خوردگی کمتر: در سازه هایي با اسکلت فلزی پيچ و مهره اي پیش  از رنگ آميزي، اسکلت مورد نظر زنگ زدايی می شود كه در سازه های جوشی اين عمليات  معمولا انجام می گردد .
    به دلیل امکان پرتابل بودن این نوع سازه ها، امکان باز کردن و نصب آن در مناطق زلزله خیر و سیل زده وجود دارد.
    سرعت در اجرا و ساخت: سرعت اجرا و زمان ساخت پروژهایی با بدنه اسکلت فلزی پیچ و مهره ای نسبت به اسکلت فلزی جوشی نسبتا کمتر می باشد .
    پرت مصالح: پرت مصالح در اسکلت فلزی پیچ و مهره کمتر است.
    هزینه کمتر: میتوان با کم کردن ضخامت وابعاد قطعات و استفاده از اتصالات خرپایی بیشتر، هزینه ها را نسبت به ساختمانی که با سازه های اسکلت فلزی جوشی ساخته میشوند کاهش داد.
    فراگیر بودن: معمولا در کشورهای خارجی تمام سازه ها، پیچ ومهره ای هستند. فقط در ساختمان های کم اهمیت از نوع اسکلت فلزی جوشی استفاده می گردد.
    بهترین مزیت جوش نسبت به اتصال پیچ و مهره ای طراحی با مفاهیم ساده برای اتصال میباشد.


اسکلت فلزی پیچ و مهره ای

انواع اتصال های پیچی اسکلت فلزی پیچ و مهره ای : به طور کلی دو عملکرد در اتصالات پیچی می توان متصور شد که عبارتند از:

    اتصال اتکایی: در زمان اتصال اتکایی پیچ در داخل سوراخ صفحه قرار گرفته می شود و بدین ترتیب مهره را می بندیم. وقتی به پیچ بار خارجی واردمی گردد، قطعات لغزش پیدا کرده که به این علت نیرویی به لبه ها وارد می شود که باعث برش در پیچ خواهد شد. این نوع اتصال در طرح سازه های لرزه ای مورد استفاده قرار نمیگیرد. در این نوع اتصال فقط عملیات سفت کردن پیچ صورت می گیرد.
    اتصال اصطکاکی: در این نوع زمانی که پیچ درون سوراخ صفحه اتصال قرار میگیرد، از واشر نیز استفاده میگردد. واشر مورد استفاده نباید واشر فنری باشد. این نوع اتصال در طراحی لرزه ای بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. در اتصال اصطکاکی علاوه بر سفت کردن پیچ، باید به مقداری که در طراحی مشخص شده است، نیروی پیش تنیدگی نیز در پیچ ایجاد شود. ابزار مناسب برای بستن پیچ و مهره ها آچار ترک متر می باشد.

اسکلت فلزی به انگلیسی :

Steel structure

 

پروسه اجرای اسکلت فلزی

محصولات تام تجهیزاسپادانا