پایگاه علمی سعید سان دانلود رایگان مقالات علمی کنفرانس و ژورنال
سازه فلزی
سازه فلزی همان‌طور که از نامش پیداست، سازه‌ای از جنس فلز (فولاد) برای ساخت اسکلت یک ساختمان است که در آن قطعات آماده کارخانه‌ای توسط نیروی متخصص با پیچ و مهره یا جوشکاری به‌یکدیگر متصل می‌شوند.
انواع سازه اسکلت فلزی:
– سازه کابلی
– سازه خرپایی
– سازه قابی
سازه کابلی نوعی سازه است که براساس نیروی کششی کابل‌ها عمل می‌کند و نیروهای وارده از طریق کشش را تحمل کرده و انتقال می‌دهد.
سازه خرپایی سیستمی ست متشکل از عناصر عمودی و افقی متصل به‌یکدیگر که براساس نیروهای کششی یا فشاری عمل می‌کند. این نوع سازه نیروهای وارده را از دو راه فشار یا کشش تحمل کرده و انتقال می‌دهد.
مجموعه به‌هم پیوسته‌ای از اعضای یک سازه فلزی را قاب می‌نامند. این نوع سازه (سازه قابی) براساس نیروهای خمشی عمل کرده و می‌تواند پل (رابط) میان دو نقطه در اسکلت ساختمان باشد.
چرا سازه فلزی؟
۱- تولید سازه فلزی در کارخانه و تحت کنترل کارشناس صورت می‌گیرد، از این رو میزان خطا در آن نسبت به سازه بتنی کمتر است.
۲- مقاومت بالای اسکلت فلزی در برابر نیروهای کششی و فشاری
۳- امکان توسعه سازه در آینده (الحاق بخش جدید به اسکلت ساختمان)
۴- سرعت اجرای بالای سازه
۵- اتصال قطعات مختلف سازه به‌یکدیگر
۶- سطح اشغال کمتر
۷-ایجاد دهانه‌های بزرگ‌تر و ارتفاع بیش‌تر
۸- هزینه کمتر
۹- امکان استفاده از قطعات پیش ساخته
سازه فلزی
معایب سازه فلزی
۱-امکان زنگ زدگی در مجاورت رطوبت هوا
۲- عدم مقاومت فولاد در برابر حرارت بالا و تغییر فرم آن در آتش‌سوزی
۳- نیاز به دقت بالا و کنترل دقیق در هنگام اجرا
شکل ستون‌ها در سازه فلزی
در سازه فلزی، شکل ستون‌ها به مقدار بار وارد بر سازه و وضعیت آن بستگی دارد. در ساخت ستون‌های فلزی از انواع پروفیل‌های و ورق‌ها استفاده می‌شود. ستون‌های فلزی براساس شکل ظاهری خود به سه دسته تقسیم می‌شوند:
۱-ستون‌هایی دارای پروفیل مقطع مربع شکل
۲- ستون‌هایی دارای پروفیل مقطع دایره شکل
۳- ستون‌هایی با مقاطع مرکب
بهترین نوع پروفیل نورد شده برای ستون فلزی، تیرآهن بال پهن یا قوطی مربع شکل است.
اجرای ستون سازه فلزی در طبقات ساختمان چند طبقه
امکان طویل کردن ستون‌ها
سازه فلزی اغلب در ساختمان‌های چند طبقه به‌کار می‌رود. مقطع ستون‌ها در طبقات پایین‌تر، طویل‌تر و مقاوم‌تر از بخش‌های بالایی ساختمان در نظر گرفته می‌شود. این امکان وجود دارد که مقطع هر ستون در هر طبقه متفاوت باشد. محل اتصال مقاطع مختلف، باید به‌دقت مورد بررسی و آزمایش کارشناس مربوطه قرار گیرد تا از سوانح خطرناک جلوگیری به‌عمل آید.
به عضوی از سازه که وظیفه انتقال ستون‌ها به یکدیگر و انتقال بارهای وارده به ستون را به عهده دارد، شاه‌تیر می‌گویند. شاه‌تیرها به‌صورتتیرآهن‌های معمولی به‌صورت تک یا دولبه، تیرآهن بال پهن، خرپا، تیرورق، تیرآهن معمولی با ورق تقویتی روی بال و جان و پل های لانه زنبوری، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
در ساختمان‌های بلندمرتبه اسکلت فلزی، استفاده از بادبند جهت ایجاد مقاومت در برابر نیروهای خارجی الزامی‌ست.
سازه فلزی
دو نوع بادبند بدین منظور وجود دارد.
– بادبند قائم
– بادبند افقی
برای مهار سطوح جانبی ساختمان از بادبند قائم و برای مهار سطوح افقی (سقف) از بادبندهای افقی استفاده می‌شود. این نوع بادبند اغلب، در زیرسقف‌های خرپایی به‌کار می‌رود و موجب افزایش مقاومت اسکلت خرپا در برابر نیروی باد می‌گردد.
در ساختمان‌های فلزی طویل، تعبیه درز انبساط در سازه ضروری ست. اگر ساختمان فلزی دارای درز انبساط نباشد، با افزایش طول ساختمان، ستون انتهایی به شکل غیرشالوده‌ای درآمده و به ترک برداشتن و حتی جداشدن دیوارها از اسکلت فلزی می‌انجامد.