سوله | طراحی سوله

سخن مدیر عامل

سوله | طراحی سولهدر ابتدا عرض سلام و درود دارم بر تمام کسانی که از سایت اینترنتی اصفهان سوله بازدید می کنند. خداوندحکیم را شاکرم که درسایه...

ادامه مطلب

چرااصفهان سوله؟

سوله | طراحی سولهتکنولوژي ساخت مدرن
استفاده ازپرسنل ماهر و باتجربه
سالها تجربه و ...

 

ادامه مطلب

مواردگارانتي

سوله | طراحی سولهشامل: رنگ و ورق ...درهمه حال اصفهان سوله رنگ سازه هاي خود را...

 

ادامه مطلب

سازه | سازه های فلزی | تفاوت سازه های فلزی و سازه های بتونی مشاهده در قالب PDF چاپ

سازه | سازه های فلزی | تفاوت سازه های فلزی و سازه های بتونی

سازه با اسکلت بتني بهتر است يا اسکلت فولادي ؟
هر روز هنگام عبور از خيابان‌هاي شهر شاهد ساخت و سازه هاي روز افزوني هستيم، ساختمان‌هاي مختلف از يک طبقه تا چند طبقه که جلوي آنها انواع مصالح ديده مي‌شود؛ سازه‌هايي که گاه از بتن ساخته مي‌شوند و گاه از فولاد.
دهها  سال است که بحث و اختلاف سليقه در بين ساختمان سازان و مهندسين سازه در انتخاب و برتري سازه هاي فولادي و سازه های بتني نسبت به يکديگر باعث گرديده که اين سئوال و ابهام همواره ذهن متخصصين و حتي مردم عادي رابه خود جلب نمايد و بهمين دليل کارفرمايان و سازندگان بعضاً تا آخرين لحظات قبل از طراحي سازه خود در انتخاب نوع سازه با ترديد مواجه ميشوند . شايد استمرار اين ابهام به اين دليل باشد که اصولاً انتخاب نوع سازه تابعي است از مسائل اقتصادي ، اقليمي ، فني ، اجرايي و دلايل ديگر و به عبارتي هيچکدام از اين نوع سازه ها برتري مطلقي نسبت به يکديگر نداشته باشند ، بلکه در هر شرايطي هر کدام به يک برتري نسبي بر ديگري دست يابند.
در ابتدا يک تقسيم بندي کلي از سازه هاي متداول در کشور نموده و سپس بررسي اجمالي از را مي نمائيم :
الف) سازه هاي سنتي ( سازه هاي با مصالح بنايي )
ب) سازه هاي بتني
ج) سازه هاي فلزي
---------------


الف) سازه هاي سنتي ( سازه هاي با مصالح بنايي ):
همانگونه که از نام اين سازه هاي سنتي پيداست طراحي و محاسبات در سازه هاي سنتي ا بر خلاف سازه هاي بتني و سازه های فلزي بيشتر از اينکه محاسباتي و علمي باشد تجربي بوده و آئين نامه ها و محدوديت هاي اجرايي در سازه هاي سنتي نيز بر اساس نمونه هاي آماري و تجربي تعيين گرديده است .  که در سازه هاي سنتي بايد حداقل هاي آئين نامه 2800 طراحي در برابر زلزله و مبحث هشتم مقررات ملي ساختمان را  رعايت نموده که حداکثر طبقات مجاز در سازه هاي سنتي در تمام شرايط و مناطق دو طبقه حداکثر ارتفاع مجاز هشت متر از سطح زمين مي باشد بعلاوه در طراحي و اجراي پلان معماري بايد محدوديت و ضوابط مربوطه به سازه هاي سنتي بر اساس آئين نامه 2800 ايران رعايت گردد .درسازه هاي سنتي وظيفه تحمل بارهاي قائم بر عهده ديوارها مي باشد وکلاف و شناژهاي قائم و افقي نيز با دو هدف ذيل اجراميشوند .

1 ) زنجير کردن و اتصال تمام اعضاء افقي و عمودي سازه شامل ديوارها و سقف به يکديگر
2) ايجاد اتصال مناسب و تراز و توزيع مناسب بار سقف بر روي ديوار که اين وظيفه بيشتر توسط کلاف يا شناژ هاي افقي ، تأمين مي گردد .
برتري هاي ساختمانهاي بنائي:
مصالح سنتي با توجه به سابقه استفاده در کشور به اندازه کافي موجود ميباشد، مانند آجر که در اکثر نقاط ايران توليد ميشود و کافيست کيفيت آن استاندارد شود.
درمقايسه با بتن و سازه هاي فولادي نياز به استاد کار سطح بالا وجود ندارد .
مصالح بنايي در مقايسه با بتن حساسيت کمتري در مقابل سرما و گرما دارد و با کمترين تمهيدات قابل اجرا است.
روا داري در سازه هاي بنايي بيشتر است و با توجه به کنترل کم و نظارت غير مستمر ساختمانهاي مسکوني اين مورد يک حسن بشمار مي رود.
با توجه به صرفه جويي در مصرف آهن آلات وابستگي ارزي، کم خواهد بود .
آساني امکان تعمير و ترميم در نقاطي از کشور که کيفيت ساختمان سازي پاييني دارند در صورت بروز اشکال، حتي ترميم مقدور است.
چون در اين سيستم از ديوارهاي ضخيم تر استفاده مي شود از نظر جلوگيري از انتقال حرارت مناسب مي باشد که در نتيجه مصرف انرژي سوخت نيز کاهش پيدا خواهد نمود.
تامين آسايش و آرامش نسبي با توجه به اينکه مساله برودتي و گرمايش نسبتا بطور طبيعي تامين مي شود، مقايسه بازارهاي سنتي با پاساژهاي جديد روشنگر موضوع مي باشد.
کم بودن احتمال پوسيدگي و زنگ زدگي و مقاومت بيشتر در مقابل آتش سوزي در مقايسه با ساختمانهاي فولادي،آجر وسنگ که قسمت اصلي سازه هاي بنائي را تشکيل مي دهند در مقا بل پوسيدگي عمر زيادي دارند و احتمال زنگ زدگي نيز وجود ندارد.
وبا لاخره داشتن هزينه کمتر يعني اقتصادي بودن بعلت مصرف کم آهن آلات.
علي ايحال با توجه به تجربي بودن دستورالعمل ها و آئين نامه هاي اجرايي در اين روش ، مطمئناً هيچ مرجع علمي قادر به تضمين سازه هاي سنتي نيست و لذا تنها اجراي اين نوع سازه ها در مناطق محرم با محدوديت هاي فني و تکنولوژي توصيه مي شود .


ب) سازه هاي بتني :
طراحي سازه هاي بتني در کشور به روش هاي حدي نهايي بوده که در اين روش ضرايب تقليل بار بترتيب به مقاومت بتن و فولاد اعمال مي گردد و ضرايب افزايش بار نيز براساس ترکيب بار منظور مي گردد .
حال به بررسي مزايا و معايب  سازه هاي بتني مي پردازيم :
مزايای سازه هاي بتني :
1- بدليل امکان شکل پذيري آرماتور و بتن تازه و قالب ، اعضاء  سازه هاي بتني را مي توان در مقاطع مختلف اجرا نمود .
2-  سازه هاي بتني در مقابل آتش سوزي از خود مقاومت نشان مي دهند .
3-  سازه هاي بتني در مقابل شرايط مختلف آب و هوايي مقاوم بوده ودر صورت اجراي صحيح پوشش بتن ، رطوبت هيچ آسيبي به آن وارد نخواهد کرد .
4-  سازه هاي بتني نسبت به سازه هاي فلزي از يک صلبيت بيشتري برخوردار هستند .
5- مصالح سنگي و سيمان معمولاً آسان تر از ساير مصالح در دسترس مي باشد .
6- عمر  سازه هاي بتني بدليل مقاومت در مقابل شرايط آب و هوا ، معمولاً بيشتراز ساير سازه بوده است .
7- اتصال تير و ديافراگم سقف در سازه هاي بتني بدليل همگن بودن مناسب تر از ساير سازه ها مي باشد .
معايب سازه هاي بتني :
1- اجراي آرماتور بندي و قالب بندي در سازه هاي بتني نياز به تخصص و صرف زمان بيشتري نسبت به ساير سازه ها دارد .
2- بدليل افزايش مقطع اعضاء سازه هاي بتني ، وزن آن بيشتر از سازه هاي فلزي مي باشد .
3- بدليل نياز به آزمايش مستمر بتن ، در محل اجراي سازه هاي بتني بايد آزمايشگاه هاي مکانيک خاک در دسترس باشد .

 

 

ج) سازه هاي فلزي :
مزايا :
1- سازه هاي فلزي بعلت امکان مونتاژ اسکلت قبل از نصب و لزوم اجراي همزمان و بدون وقفه اسکلت ، در مقايسه با ساير سازه ها از سرعت عمل بالاتري برخوردار مي باشد .
2- بدليل همگن بودن تيروستون و بادبند بعنوان اعضاء اصلي، اسکلت سازه هاي فلزي داراي يکپارچگي مناسبت تري نسبت به ساير سازه هاي ميباشد و بهمين دليلي نيز نتيجه محاسبات سازه اي فاصله نزديکتري به مقاومت واقعي سازه هاي فلزي دارد .
3- بدليل نوع اتصال اعضاء تير و ستون ، امکان توسعه طبقات در سازه هاي فلزي به شکل مناسبتر و قابل قبول تري وجود دارد .

مقاومت زياد سازه هاي فلزي: مقاومت قطعات فلزي زياد بوده و نسبت مقاومت به وزن از مصالح بتن بزرگتر است ، به اين علت در دهانه هاي بزرگ سوله ها و ساختمان هاي مرتفع ، ساختمانهائي که برزمينهاي سست قرارميگيرند ، حائز اهميت فراوان ميباشد .
خواص يکنواخت سازه هاي فلزي: فلز در کارخانجات بزرگ تحت نظارت دقيق تهيه ميشود ، يکنواخت بودن خواص آن ميتوان اطمينان کرد و خواص آن بر خلاف بتن با عوامل خارجي تحت تاثير قرار نمي گيرد ، اطمينان در يکنواختي خواص مصالح در انتخاب ضريب اطمينان کوچک مؤثر است که خود صرفه جو يي در مصرف مصالح را باعث ميشود .
دوام سازه هاي فلزي: دوام فولاد بسيار خوب است ، اگر در نگهداري ساختمانهاي فلزي دقت گردد  براي مدت طولاني قابل بهره برداري خواهند بود .
خواص ارتجاعي سازه هاي فلزي: ممان اينرسي يک مقطع فولادي را ميتوان با اطمينان در محاسبه وارد نمود . حال اينکه در مورد مقطع بتني ارقام مربوطه چندان معين و قابل اطمينان نمي باشد .
شکل پذيري سازه هاي فلزي: از خاصيت مثبت مصالح فلزي شکل پذيري ان است که قادرند تمرکز تنش را که در واقع علت شروع خرابي است ونيروي ديناميکي و ضربه اي را تحمل نمايد ،در حاليکه مصالح بتن ترد و شکننده در مقابل اين نيروها فوق العاده ضعيف اند. يکي از عواملي که در هنگام خرابي ، خود خبر داده و ازخرابي ناگهاني وخطرات آن عضو جلوگيري ميکند. و پيوستگي مصالح ، تقويت پذيري و امکان مقاوم سازي ( بهسازي لرزه اي ) ، وزن کم  و اشغا فضاي کمتر
معايب سازه هاي فلزي:
1- تجربه و مطالعات بعمل آمده بر روي زلزله هاي دهه هاي اخير در نقاط مختلف دنيا اين نتيجه را در برداشته است که علي رغم اينکه از نظر طراحي و محاسبات ،سازه هاي فلزي مطلوبتر و مقاوم تر از سازه هاي ديگر بنظر مي رسند و ليکن در عمل بيشتر تخريب هاي ناشي از زلزله متوجه سازه هاي فلزيبوده است و براساس اين تحقيقات دليل اصلي ضعف سازه هاي فلزي در مقابل زلزله عدم اجراي صحيح اتصالات بوده است چرا که اجراي جوش در تمام اتصالات براساس محاسبات مربوط و رعايت آئين نامه اجراي جوش شامل انتخاب نوع باري ، آمپر مناسب ، شرايط آب و هوا و تخصص کافي جوشکاران ، مخصوصاً در مناطق محروم و کشورهاي در حال توسعه تقريباً غير ممکن بنظر مي رسد و بر همين اساس اتصالات جوش را در سازه هاي فلزي بايد بعنوان ضعف اصلي اين نوع سازه ها به حساب آورد و راهکار برطرف نمودن اين نقطه ضعف اساسي ، استقاده از پيچ و مهره در اتصالات سازه هاي فلزي مي باشد .
2- با توجه به اينکه تيرو ستون و بادبند سازه هاي فلزي فلزي بوده و ليکن ديافراگم سقف بصورت بتني دال يک طرفه يا دو طرفه اجرا مي گردد اين موضوع باعث ايجاد يک نوع ناهمگني ميان تير و سقف گرديده که اتصال صحيح و کامل آنها را با مشکل مواجه مي نمايد و جهت رفع اين نقص مي بايست تمام نکات فني و آئين نامه اي محل اتصال تير و سقف رعايت گردد .
3- بدليل تأثير شرايط آب و هوايي بر کيفيت جوش و افزايش سرعت زنگ زدگي اسکلت و لزوم اجراي اتصالات در شرايط مناسب آب و هوايي ، معمولاً اجراي اسکلت سازه هاي فلزي با يک محدوديت آب و هوايي مواجه مي گردد .
4- بدليل تغيير شکل اسکلت فلزي در حرارت بالا ، در زمان آتش سوزي سازه هاي فلزي با يک تغيير شکل و تخريب ناشي از آن مواجه خواهند شد .
5- بدليل زنگ زدگي و پوسيدگي ناشي از اکسيد شدن ، سازه هاي فلزي در دراز مدت دچار پوسيدگي عميق و کاهش سطح مقطع شده وبا کاهش مقاومتسازه هاي فلزي نسبت به بارهاي وارده مواجه خواهند شد .
در نهايت عمده عوامل موثر در مورد اينکه کدام نوع سازه ( بتني  يا  فلزي ) بر ديگري برتري دارد . عبارتند از :
هزينه ، زمان  و کيفيت ساخت
هزينه ساخت و سود حاصل از اين سرمايه‌گذاري با زمان اتمام طرح رابطه تنگاتنگي دارند. بديهي است هر چه زمان طرح طولاني‌تر ‌شود شاهد افزايش قيمت مصالح، قيمت تمام شده طرح، هزينه‌هاي متفرقه و بازگشت ديرتر سرمايه خواهيم بود که خوشايند هيچ سازنده‌اي نيست.سازه‌هاي بتن آرمه در مقابل سازه‌هاي فولادي معمولاً نياز به هزينه کمتر و زمان بيشتري براي ساخت دارد؛ در حالي‌که سازه‌هاي فولادي ابتدا نياز به سرمايه زيادي براي خريد آهن آلات دارد ولي در عوض شاهد سرعت اجراي بالاتري خواهيم بود. بنابراين در ساختمان‌هاي عادي کمتر از 5 طبقه در نهايت از اين منظر تفاوت زيادي وجود ندارد.در اسکلت‌هاي فولادي حتماً بايد تمام اسکلت آماده باشد تا بتوان سقف را اجراکرد. در حالي‌که در سازه‌هاي بتن آرمه ابتدا ستون‌هاي هر طبقه و سپس سقف همان طبقه که خود مشتمل بر تير‌ها و کف يکپارچه‌تري نسبت به سازه‌هاي فولادي است اجرا مي‌شود.
مزيت اين روش نسبت به روش اول آن است که مي‌توان طبقه مورد نظر را سريعتر براي اجراي ديگر مراحل از جمله تيغه چيني، اجراي تأسيسات مکانيکي و برقي و... در اختيار ساير پيمانکاران قرار داد که خود موجب تسريع در روند طرح خواهد بود.
ولي به‌طور کلي زمان اجراي سازه‌هاي فولادي در مقياسهاي بزرگ تا حدودي کوتاه‌تر از سازه‌هاي بتن آرمه و هزينه‌هاي سازه‌هاي بتن آرمه کمتر از سازه‌هاي فولادي است که هر سازنده‌اي با توجه به شرايط و معيار‌هاي خود تصميم‌گيرنده اصلي است.
حال با فرض وجود شرايطي کاملاً ايده‌آل، يعني عدم ‌وجود محدوديت زمان و هزينه‌ها، عامل سوم يعني کيفيت سازه را بررسي مي‌کنيم. کيفيت را مي‌توان از جنبه‌هاي متفاوتي مانند مقاومت در برابر بارهاي ثقلي وارده و زلزله، مقاومت در برابر حرارت، ابعاد، دهانه‌هاي قابل پوشش، تعداد طبقات قابل طراحي، قابليت ترميم آسان و ... مورد نقد و بررسي قرار داد. با توجه به گستردگي و پيچيدگي مسئله، در اينجا فقط تصميم‌گيري براي ساختمان‌هاي عادي را مورد توجه قرار مي‌دهيم.
اولين و مهم‌ترين نکته قابل ذکر در اين مورد مقاومت مصالح و ابعاد مصالح مصرفي است. معمولاً هر چه اعضاي باربر ما ابعاد بزرگتر از نگاه عام و ممان اينرسي بالاتر از ديد مهندسي داشته باشد، رفتار سازه‌اي مناسب‌تر است و هر چه مصالح مصرفي که در عرف ساختمان‌سازي‌ بتن يا فولاد هستند قابليت تحمل نيروهاي بيشتر را داشته باشند منجر به طراحي اعضاي ظريف‌تري خواهند شد.
اگر هر دو عامل در کنار هم قرار گيرند منجر به رسيدن به سختي و صلبيت بالاتري خواهند شد که جزء اصلي‌ترين آيتم‌هاي طراحي يک مهندس محاسب به شمار مي‌روند.
در طراحي سازه‌ها، مقاومت بتن را 10 درصد مقاومت فولاد فرض مي‌کنند بنابراين ابعاد ستون‌ها و تيرهاي بتني، به‌مراتب بيش از سازه‌هاي فولادي است. البته اين ابعاد بزرگ اعضاي بتني، ممان اينرسي بسيار بالاتري نسبت به گزينه ديگر به ارمغان خواهند آورد که در نهايت سازه بتني، سختي بالاتر و معمولاً رفتار سازه‌اي مناسب‌تري دارد.
« سازه‌هاي بتني سنگين هستند.» در پاسخ به اين ايراد بايد گفت: ابعاد بزرگ سازه تا جايي مورد پذيرش يک مهندس است که منجر به سنگيني بيش از حد سازه نشود و با توجه به آنکه بحث ما در مورد سازه‌هاي عادي کمتر از 5 طبقه است تفاوت وزن اسکلت نيز آنچنان نخواهد بود تا مهندس طراح را به سمت طراحي سازه فولادي بکشاند. بحث زلزله مي‌تواند جنبه ديگري از کيفيت مناسب يک سازه باشد. سازه‌هاي بتن آرمه عادي و به ويژه مجهز به ديوارهاي بتني به‌علت سختي بالا نسبت به سازه‌هاي فولادي در برابر زلزله، در بيشتر موارد مقاومت بسيار بالايي از خود نشان مي‌دهند اما سازه‌هاي فولادي نيز مي‌توانند همين رفتار را از خود نشان دهند مشروط برآنکه طراحي مناسبي داشته باشند.
نکته قابل تامل اينجا است که اين رفتار به چه قيمتي به دست خواهد آمد؟ اگر طراحي، يک طراحي بدون نقص باشد، هم سازه فولادي و هم سازه بتن آرمه در چند ثانيه وقوع زلزله، با حداقل خسارت ممکن جان سالم به در خواهند برد. اما کار به اينجا ختم نخواهد شد و پس از زلزله‌هاي زيادي شاهد شکستگي لوله‌هاي گاز و وقوع آتش سوزي‌هاي مهيب بوده‌ايم که گاه از خود زلزله مخرب‌تر هستند.با توجه به اينکه اطفاء حريق بلافاصله بعد از وقوع حادثه ممکن نيست، ساختمان بايد به گونه‌اي طراحي شود که تا چند ساعت متوالي بتواند آتش را با حداقل خسارات وارده تحمل کند. در سازه‌هاي بتن آرمه مقاومت بالايي در برابر آتش سوزي وجود دارد، اما درسازه‌هاي فولادي درصورتي‌که تمهيدات ايمني لازم در آنها صورت نپذيرد در چند دقيقه ابتدايي حريق، شاهد تخريب‌هاي بسيار سريع و غيرقابل جبران خواهيم بود که اين مورد نيز مزيتي بسيار ارزشمند براي سازه‌هاي بتن آرمه به حساب مي‌آيد.اما آنچه اکثر مهندسان را نسبت به سازه‌هاي بتن آرمه به شدت بد‌بين کرده، عدم‌قطعيت‌ها، يکنواخت نبودن مقاومت بتن و کم اطلاعي بسياري از سازندگان از نحوه عمل‌آوري و به دست آوردن نتيجه‌اي مطلوب از اين ماده است.قابليت اشتباه در تهيه بالقوه اين نوع ماده در مقابل فولاد توجيه ديگري است که از سوي عده زيادي در مخالفت با بتن ارائه مي‌شود، چرا‌که ممکن است حين عمل آوري، مقاومت فشاري کمتر از حد مورد نياز به دست آيد.اين گروه معتقدند جبران يک اشتباه در سازه‌هاي بتن آرمه در مواردي منجر به تخريب اجباري سازه مي‌شود در حالي‌که فولاد در هر لحظه که سازنده اراده کند با هزينه‌اي به نسبت پايين قابل ترميم و تقويت است.در پاسخ به اين ايراد بايد گفت اين عدم‌قطعيت‌ها در آيين نامه‌ها با اعمال ضريب ايمني بسيار بالايي پيش‌بيني شده تا جايي که در موارد زيادي شاهد مقاومتي چند برابر مقاومت مورد نياز در ساخت اين قبيل سازه‌ها هستيم. از سوي ديگر اين عدم‌قطعيت کيفيت بتن در شالوده و سقف‌هاي سازه فولادي نيز وجود دارد و صرفاً متعلق به سازه‌هاي بتن آرمه نيست.در نهايت بايد بر اين موضوع تاکيد کرد که به‌طور کلي هم سازه‌هاي فولادي و هم سازه‌هاي بتن آرمه درصورتي که در طراحي آنها سيستم مناسب و منطبق بر آيين‌نامه‌هاي به روز، مورد استفاده قرار نگيرد و متخصصين متبحر آنها را اجرا و مهندسين با تجربه بر اجراي آنها نظارت مستمر نکنند، هيچ مزيتي از نظر کيفيت و قابليت اطمينان بر ديگري ندارند.فراموش نکنيم معيار چهارمي نيز در انتخاب وجود دارد؛ معياري که 3 معيار هزينه، زمان و کيفيت را تحت سيطره خود قرار مي‌دهد: فولاد به‌عنوان يک سرمايه ملي ماده‌اي است که ارزان به دست نمي‌آيد و همانند نفت روزي تمام خواهد شد؛ ماده‌اي که بايد در صنايع ارزشمندتر ‌ و يا حداقل در سازه‌هاي خاص که نياز به ظرافت خاصي دارند و پس از بررسي‌هاي علمي برتري فولاد در آن محرز شده، مورد استفاده و بهره برداري قرار گيرد تا شاهد رشد اقتصادي در ديگر زمينه‌ها باشيم.به‌نظر اينجانب  با توجه عامل هزينه و صرفه جويي در مصرف فولاد و بالا بردن رشد اقتصادي  استفاده از سازه‌هاي بتن آرمه با توجه به مصرف به‌مراتب پايين‌تر از فولاد (به‌صورت ميلگرد) هم از نظر سازه‌اي و هم از نظر اقتصادي و هم از جنبه ملي به‌مراتب مناسب‌تر و بهينه‌تر از سازه‌هاي فولادي است.

 

نظر سنجی

چگونه با اصفهان سوله آشنا شده اید؟
 

افراد آنلاین

ما 19 مهمان آنلاین داریم

سفارش آنلاین

اطلاعات تماس

اصفهان - شهرک صنعتی  محمود آباد - خیابان 24

تلفن : 33800951-33800952-031

نمابر : 33802428-031

پست الکترونیکی : esfahansooleh@yahoo.com

ما را دنبال کنید

Facebook MySpace Twitter RSS Feed 

تصاویر سوله