اخبار و مقالات

سازه ‌های فلزی و کاربردشان

نگاهی اجمالی به انواع سازه ‌های فلزی

سازه فلزی Steel Structure به عنوان یکی از پراستفاده ترین مصالح در دنیای ساختمان‌ سازی امروزی، عنوانی کلی برای انواع سازه‌ های ساخته شده از فولاد است.سازه ‌های فلزی و کاربرد های آن در ساختمان سازی امروزه شامل فولاد که همان آلیاژ ساخته شده از آهن و کربن است، با قابلیت‌ های متعدد خود به یکی از کارآمد‌ترین مصالح ساختمانی بدل شده است. سازه‌ های فولادی چنان جایگاه ویژه‌ ای در ساخت‌ و‌ ساز دارند که در برخی پروژه‌ های ساخت‌ و‌ ساز با هیچ یک از سایر مصالح قابل جایگزینی نیستند. سازه فولادی قابی، سازه فولادی پوسته‌ ای، سازه فولادی معلق و سازه فولادی خرپا از اصلی‌ ترین انواع سازه‌ های فلزی به‌ حساب می‌ آیند. در این نوشتار با سازه ‌های فلزی و کاربرد های آن در ساختمان سازی، مزیت‌ ها و انواع سازه‌ های فلزی به تفصیل آشنا خواهید شد. پس با ما همراه باشید تا با نقش بی‌ بدیل سازه‌ های فلزی آشنا شوید.

سازه ‌های فلزی و کاربردشان

فولاد یکی از مهم ترین فلزها در صنعت ساخت‌ و‌ ساز به‌ حساب می‌ آید. اجزای فولادی آنگاه‌ که با شکل و قاعده خاصی کنار یکدیگر قرار می‌ گیرند، برحسب قابلیت‌ های خود کاربردهای مختلفی پیدا می‌ کنند. به‌ طور‌ کلی می‌ توان گفت که  سازه های فلزی و کاربردهای ان در ساخت انواع پل‌ ها، اسکلت ساختمان خصوصاً ساختمان‌ های بلند، مخزن نگه‌ داری سیالات و سایر سازه‌ های ثابت و… به کار می‌ روند.

مزایای انواع سازه‌ های فلزی

علت محبوبیت روزافزون انواع سازه‌ های فلزی به ویژگی‌ ها و برتری‌ های آن‌ ها نسبت به بتن و مثل آن مربوط می‌ شود. ویژگی‌ های فولاد مانند استحکام و در عین‌ حال قابلیت شکل‌ دهی آسان، چکش‌ خواری، پذیرش جوش، خاصیت فنری و الاستیکی آن به همراه ویژگی‌ های جذاب هر یک از انواع سازه‌ های فولادی، رمز گرایش زیاد به این نوع سازه‌ ها است.

از ویژگی‌ های انواع سازه‌ های فولادی می‌ توان به استحکام بسیار زیاد در برابر کشش و فشار، عمر طولانی، قابلیت مقاوم‌ سازی بیشتر و تعویض راحت‌ تر، انتقال فشار لرزه‌ ای کمتر به ساختمان هنگام زلزله، نصب آسان، قابلیت از پیش‌ ساخته شدن، خاصیت ارتجاعی و کیفیت یکنواخت انواع سازه‌ های فولادی اشاره کرد.

انواع فولاد شکل داده‌ شده

بسته به نوع کاربست قطعه فولادی، آن را به شکل‌ های مختلفی در می‌ آورند. قطعات فولادی دارای اشکال و مقیاس‌ های کاملاً متنوع بوده که به‌ وسیله حرارت یا سرما رول شده و برخی دیگر با جوش دادن پلیت‌ های صاف یا خم‌ شده به یکدیگر ساخته می‌ شوند. از شکل‌ های رایج قطعات فولادی می‌ توان به HSS، مدل کانالی، زاویه‌ دار و تیرهای I شکل اشاره کرد.

انواع سازه‌ های فلزی

سازه‌ های فولادی دارای انواع متنوعی بوده و از انواع سازه‌ های فلزی می‌ توان به سازه قابی که با استفاده از تیرها و ستون‌ ها ایجاد می‌ شود، سازه شبکه‌ ای که شامل سازه فولادی مشبک و گنبدی است، سازه از پیش تقویت‌ شده، سازه خرپا که با استفاده از میلگرد و اجزاء مثلثی شکل ایجاد می‌ شود، سازه طاقی شکل، پل کمانی شکل، پل تیری، پل کابلی، پل معلق و پل خرپایی اشاره کرد.

در ادامه ۴ نوع اصلی از انواع سازه‌ های فلزی موردب ررسی قرار می‌ گیرند.

۱.سازه فولادی قابی چیست؟

یکی از انواع سازه‌ های فولادی، سازه قابی شکل است. قاب فولادی یک تکنیک ساختمان‌ سازی است که در آن از یک اسکلت فلزی استفاده می‌ شود. این اسکلت از ستون‌ های فولادی عمودی و تیرهای افقی I شکل که به‌ صورت شبکه‌ های مستطیلی ساخته‌ شده‌ اند تشکیل می‌ شود. کار این شبکه‌ های مستطیلی پشتیبانی از طبقات، سقف و دیوارها که همگی متصل به آن اسکلت هستند، خواهد بود. در واقع این تکنیک قاب فولادی بود که به بشر اجازه ساخت آسمانخراش را داد چرا که بدون این نوع سازه، ساخت ساختمانی به این حد از ارتفاع بسیار مشکل است.

۲.سازه فولادی پوسته ای

یکی از انواع سازه‌ های فلزی اصلی سازه فولادی پوسته‌ ای است. به بیان ساده، سازه فولادی پوسته‌ ای سازه‌ ای با حجم فضایی مانند کره یا استوانه است که برای ساخت سیلوها و مخازن نگه‌ داری سیالات در کارخانه‌‌ ها و… مورد استفاده قرار می‌ گیرد.

۳.سازه فولادی معلق

سازه فولادی معلق یکی دیگر از انواع سازه‌ های فلزی است. سازه فولادی معلق به سازه‌ های با سطوح افقی گفته می‌ شود که در آن‌ ها طبقات با استفاده از کابل‌ های آویزان شده سهمی شکل با قدرت زیاد پشتیبانی می‌ شوند. قدرت یک سازه فولادی معلق از شکل کابل‌ های قوی تاب‌ دار سهمی شکل حاصل می‌ شود.

۴.سازه فولادی خرپا

یکی دیگر از انواع محبوب سازه‌ های فلزی خرپاها هستند. برای شناخت سازه فولادی خرپا ابتدا باید خرپا را شناخت. خرپا یک سازه تشکیل‌ شده از تیرها و سایر المان‌ هاست به‌ نحوی‌ که یک ساختار مشبک را تشکیل دهند. در علوم مهندسی، یک خرپا سازه‌ ای مشتمل بر اجزایی است که دو نیرو ایجاد می‌ کنند. یک جزء دو نیرویی عبارت است از سازه‌ ای که در آن نیرو فقط به دو نقطه وارد می‌ شود. در این نوع سازه اجزا به‌ گونه‌ای کنار هم قرار گرفته‌ اند که ترکیب کلی به‌ مثابه یک شی واحد عمل کند.

محبوب‌ ترین ساختمان‌ های فلزی جهان

اگر چه ساختمان‌ های فلزی زیادی در جهان وجود دارند اما برخی به خاطر شکل و یا نوع خاص طراحی آن‌ ها محبوبیت ویژه‌ ای در جهان دارند. برخی از محبوب‌ ترین این ساختمان‌ ها عبارتند از:

ساختمان Investcorp واقع در دانشکده آنتونی در شهر آکسفورد انگلستان، موزه هنرهای معاصر در کلیولند، برج خلیفه در دبی، برج مربعی شکل شان هینگ در چین، برج فولادی واقع در ایالت پنسیلوانیا در آمریکا، برج تایپه ۱۰۱ Taipei واقع در تایوان، برج امپراطوری در نیویورک آمریکا، خانه فولادی واقع در ایالت تگزاس آمریکا و برج ایفل در پاریس