تفاوت سازه های فلزی با بتنی

سازه های موجود در محیط پیرامون ما با استفاده از مصالح مختلف ساخته می شوند. بتن و فلز از جمله رایج ترین مصالح ساخت و ساز هستند. هر کدام از این سازه ها معایب و مزایای خاص خودشان را دارند. استفاده از هر کدام از سازه ها می تواند در چگونگی عملکرد ساختمان در مواجهه با فرآیندها و حوادث تاثیر گذار باشد. با توجه به اهمیت موضوع بر آن شدیم تا در این مقاله به بررسی تفاوت اسکلت فلزی و بتنی بپردازیم.

سازه بتنی

تامین مقاومت سازه های بتنی با کمک بتن یا بتن آرمه (مسلح) انجام می شود. بتن آرمه ترکیبی از شن، ماسه، سیمان و میلگرد (ساده و آجدار) است که با هدف افزایش مقاومت کششی سازه مورد نظر تهیه می شود. شاه تیر، ستون، پی، راه پله، سقف و دیوار برشی از جمله بخش های قابل اجرا با بتن هستند. از کاربردهای اسکلت بتنی می توان به ساخت پل، کانال آب، سد، مخزن آب، ساختمان و دیوار اشاره کرد. 

سازه فلزی

مقاومت سازه های فلزی با استفاده از مصالح فلزی تامین می شود. فولاد یا آهن یکی از رایج ترین مصالح فلزی است که به صورت صفحات و پروفیل های مختلف تولید و در اختیار سازندگان قرار می گیرد. فولاد با احیای سنگ آهن، کک و اکسیژن در حرارت بسیار بالای کوره ها تهیه می شود. اسکلت فولادی در ساخت انواع ساختمان، سوله، پایانه فرودگاه، ساخت و سازهای مدرن، برج و … کاربرد دارد.

اتصال بین پروفیل های فلزی به سه طریق انجام می شود. در ایران معمولاً از جوشکاری برای اتصال استفاده می شود. اما در سایر کشورها، اتصال به صورت پیچ و مهره (موقت) یا پرچ (دائم) است. در صورت برقراری اتصال صحیح بین قطعات، بارهای مختلف به تیر اصلی وارد و پس از گذر از ستون ها به زمین منتقل می شود.

تفاوت اسکلت فلزی و بتنی

اسکلت های بتنی و فلزی از لحاظ ویژگی های فنی، اجرایی، اقتصادی و اقلیمی با یکدیگر متفاوت هستند. کارفرما بر اساس نوع پروژه، شرایط آب و هوایی، میزان نقدینگی، زمان اتمام پروژه و … می تواند از سازه بتنی فلزی استفاده کند.  برخی از مهم ترین تفاوت های اسکلت فلزی و بتنی عبارتند از:

• مقایسه هزینه های سازه بتنی و فلزی

از آن جایی که  شن و ماسه به عنوان ماده اولیه بتن با قیمت مناسبی در بازار موجود هستند، سازه بتنی نسبت به سازه فلزی با هزینه کمتری ساخته می شود.  البته توجه به این نکته حائز اهمیت است که در برخی موارد پس از برآورد هزینه هایی مانند دستمزد اجرا و هزینه مقدار حجم بتن به هزینه  میلگرد مصرفی  ممکن است هزینه اجرای سازه بتنی و فلزی مشابه باشد.

• مقایسه دور ریز سازه بتنی و فلزی

در روش ساخت سازه با بتن بخش قابل توجهی از مصالح هدر رفته و قابل استفاده مجدد نیست. اما دور ریز مصالح در سازه های فلزی بسیار پایین است. حتی قطعات باقی مانده قابل استفاده بوده و می توان آن ها را به فروش رساند.  

• مقایسه دوام سازه بتنی و فلزی در برابر آتش سوزی

بتن دوام بسیار بالایی داشته و در شرایط سخت از قبیل آتش سوزی به خوبی حفظ می شود. اما افزایش حرارت می تواند مقاومت سازه فلزی را کاهش دهد. در شرایط رسیدن دما به بالای 600 درجه سانتی گراد، از بین رفتن تعادل یا تخریب ساختمان موضوعی دور از ذهن نیست.

• مقایسه وزن سازه بتنی و فلزی

سازه های فلزی در مقایسه با بتن سبک تر هستند. میانگین وزن آن ها برای هر متر مربع 390 245 کیلوگرم گزارش شده است. در حالی که این رقم برای سازه های بتنی معادل 780 480 کیلوگرم می باشد.  

• مقایسه هزینه نگهداری سازه بتنی و فلزی

نگهداری سازه های بتنی بسیار ساده بوده و نیازمند صرف هزینه زیادی نیست. اما سازه های فلزی به دلیل حساسیت به رطوبت، زنگ زدگی و خوردگی به نگهداری بیشتری نیاز دارند. البته بخشی از هزینه های نگهداری نیز مربوط به رفع تغییرشکل های ایجاد شده در سازه فلزی است. زیرا پروفیل های فلزی به دلیل کوچک بودن سطح قطعات، گاهی دچار کمانش (تغییر شکل جانبی) شده و آسیب می بینند.

• مقایسه مقاومت سازه بتنی و فلزی

در این قسمت به مقایسه مقاومت سازه بتنی و فلزی می پردازیم. مقاومت سازه بتنی نسبت به سازه فلزی در برابر نیروی کششی کمتر است. به همین دلیل ممکن است در برابر نیروهای کششی ترک خورده و از هم گسسته شود. بنابراین  به علت اینکه  سازه فلزی در برابر بار کششی و فشاری مقاومت بسیار بالایی دارد، برای احداث ساختمان های بلند و یا اجرای سازه روی زمین های سست مورد استفاده قرار می‌گیرد.

• مقایسه طول عمر سازه بتنی و فلزی

طول عمر سازه های فلزی به شرط نگهداری صحیح و جلوگیری از زنگ زدگی آنها نسبتا بالا است. اما سازه های بتنی از همان ابتدا برای استفاده در بازه زمانی مشخصی طراحی می شوند. کیفیت سازه بتنی بعد از گذشت عمر مفید آن کاسته شده و دچار خزش می شود. موضوعی که عملکرد ساختمان را در برابر زلزله تحت تاثیر قرار می دهد. 

• مقایسه محدودیت های سازه بتنی و فلزی

نصب و ساخت سازه های بتنی از لحاظ شرایط آب و هوایی با محدودیت روبرو است. به عنوان مثال آب و هوای سرد منجر به کاهش مقاومت بتن می شود. دلیل این موضوع یخ زدگی آب موجود در بتن و یا کاهش سرعت واکنش دهیدراسیون در مخلوط آب و سیمان است. در نتیجه گیرش بتن دچار اختلال شده و ضعف ساختاری به وجود می آید. سازه های فلزی از لحاظ آب و هوایی هیچ محدودیتی ندارند.

• مقایسه سازه های بتنی و فلزی از لحاظ مقایسه گسترش پذیری سازه بتنی و فلزی

سازه های فلزی را می توان پس از اتمام پروژه با اتصال قطعات جدید گسترش داد. حتی در شرایطی که یکی از قطعات به دلایل مختلف (اشتباه محاسباتی یا تخطی از مقررات) تضعیف شده باشد، می توان آن را با نصب و جوش دادن قطعه جدید تقویت کرد. اما این وضعیت برای سازه های بتنی صادق نیست.

نتیجه گیری

سازه ها به دو شکل فلزی یا بتنی اجرا می شوند. در این مقاله ما به مقایسه سازه های بتنی و فلزی پرداختیم. هر دو این سازه ها قابل استفاده در ساختمان ها و بناها هستند. کارفرما می تواند با در نظر گرفتن شرایط ساخت از سازه بتنی و یا فلزی استفاده کند. به نظر شما چه موارد دیگری را می توان به عنوان تفاوت اسکلت فلزی و بتنی به موارد فوق اضافه کرد؟ نظرات و تجربیات خود را با ما به اشتراک بگذارید.