مقایسه سازه فلزی یا بتنی از نظر مقاومت
در مورد مقایسه سازه فلزی یا بتنی هر دو به طور متناسب باهم در صنعت ساختمان سازی کاربرد دارند. اینکه بتن چیست و مقایسه آن با اسکلت فلزی و انتخاب یکی از آن ها در پروژه ها چکونه باید باشد، همواره از مهم ترین مراحل در تصمیم گیری طراحی ساختمان است. در سراسر دنیا معمولاً روش های ساخت ساختمان به ۳ روش مصالح ساختمانی بدون اسکلت، دارای اسکلت فلزی و ساختمان دارای اسکلت بتنی تقسیم بندی می شود. در این میان رعایت اصول محاسبه و اجرای این سازه ها، در مبحث دهم مقررات ملی ساختمان آورده شده است که می توانید با دانلود مبحث ۱۰ به این اطلاعات دست پیدا کنید.
ساختمان های بدون اسکلت با مساحت و ارتفاع کم هستند که معمولاً اهمیت زیادی ندارند. در ایران نیز تا سال های قبل ساختمان با اسکلت فلزی رواج بیشتری داشت که مردم و مهندسان بیشتر از این مورد برای ساخت سازه های خود استفاده می کردند؛ اما امروزه با پیشرفت دانش و شناخت مزایای اسکلت بتنی، این نوع سازه جایگاه خود را در میان سازه ها و ساخت و سازهای ساختمانی پیدا کرده است و به وفور استفاده می شود.
معمولاً برای انتخاب نوع سازه بتنی یا فلزی موردنیاز خود در ساختمان، می توانید به مقایسه سازه های بتنی و فلزی بپردازید تا بسته به نیاز خود و عوامل و شرایط موجود، بهترین انتخاب را داشته باشید. در این مقاله ما به معرفی و مقایسه سازه های فلزی و بتنی می پردازیم تا با این نوع سازه ها بیشتر آشنایی پیدا کنید و بهترین انتخاب را داشته باشید.
عوامل تعیین کننده نوع سازه
معمولاً انتخاب بین این نوع سازه ها بر اساس عوامل تعیین کنندهٔ بسیاری شکل می گیرد که چند مورد از مهم ترین آن ها طبق لیست زیر است:
- منطقهٔ جغرافیایی که محل احداث پروژه است.
- میزان مقاومت موردنیاز سازه و پروژه
- مدت زمان لازم برای تحویل سازه
- مقدار بودجه ای که برای انجام پروژه در نظر گرفته شده است.
مقایسه سازه فلزی یا بتنی از نظر محل احداث آن ها
محل احداث پروژه یکی از مهم ترین مسائلی است که در انتخاب نوع سازه انتخابی و به کاررفته برای پروژه باید رعایت شود. مثلاً در محیط های مرطوب و در معرض بارندگی مثل شمال کشور، سازه های فلزی انتخاب خوبی نمی توانند باشند، چون که سازه های فلزی در معرض آب و هوای مرطوب و بارندگی، زنگ زده می شوند و خوردگی می گیرند.
پادکست مقایسه سازه فلزی یا بتنی
ماندگاری سازه
این نوع سازه ها از ماندگاری بالایی برخوردارند؛ اما از طرفی، در مناطق با یون سولفات بالا، میل گرد موجود در بتن این نوع سازه ها در معرض حمله قرار می گیرد که باید بررسی شود. همچنین عملکرد سازه در هنگام زلزله و وضعیت گسل های موجود در این نوع مناطق از دیگر عواملی است که در هنگام انتخاب نوع سازه در محل احداث پروژه باید بررسی شود.
ماندگاری، یک اصل برای انتخاب سازه بتنی است.
تأمین مصالح موردنیاز در محل نیز باید از نظر دسترسی مورد بررسی قرار گیرد و بر اساس مصالح موجود و نزدیک، یکی دیگر از عوامل مهم در مورد محل پروژه است. انتخاب مصالحی که به محل پروژه نزدیک تر است، باعث کاهش هزینه حمل ونقل مصالح می شود و ازنظر اقتصادی در انتخاب نوع سازه تأثیرگذار است.
مقایسه سازه فلزی یا بتنی از نظر میزان مقاومت
برای اینکه انتخاب خوبی برای پروژه خود از نظر سازه و اسکلت داشته باشیم، ابتدا باید نوع بهره‌برداری خود از ساختمان را مشخص کنیم؛ سپس به تصمیم گیری در این مورد بپردازیم. در مقایسه سازه بتنی و فلزی از نظر میزان مقاومت نمی توان یکی از این دو را بهتر و قوی تر از آن یکی دیگر دانست؛ چرا که هرکدام از این دو اگر به خوبی اجرا شوند و طراحی خوبی داشته باشند، می توانند نیروهای وارده را به خوبی تحمل کنند و از نظر مقاومت تفاوتی نداشته باشند.
اما در مورد زلزله، قضیه فرق می کند و تفاوتی بین این دو نوع سازه وجود دارد. وزن سازه ساخته شده یکی از عواملی است که نیروی وارد شده زلزله به سازه را تشدید می کند و از آنجا که می دانیم و مشخص است، وزن سازه فولادی بسیار بیشتر از سازه فولادی است، پس نیروی زلزله به صورت شدیدتری به اسکلت بتنی وارد می شود. از این رو با پیروی از آیین نامه طراحی ساختمان ها در مقابل زلزله که با دانلود استاندارد ۲۸۰۰ امکان پذیر می باشد از پیامدهای پیش آمده جلوگیری کنید.
وزن سازه بتنی یا فلزی
یکی دیگر از تفاوت های سازه بتنی یا فلزی این است که به دلیل سنگینی سازه بتنی، باعث می شود که در هنگام وزش باد و تکان های شدید در طبقات فوقانی، لرزه و تکانی در سازه بتنی ایجاد نشود و احساس آرامش ساکنین سازه بتنی از سازه فلزی بیشتر باشد.
شاید این موضوع یکی از مهم ترین و اصلی ترین مزایای سازه های بتنی است.
تفاوت مقاومت سازه فلزی و بتنی
یکی دیگر از نکاتی که در مورد این سازه ها مهم است که گفته شود این است که مقاومت سازه فلزی در مورد تمام نیروهای وارده به آن همچون نیروهای کششی و فشاری و برشی تقریباً یکی بوده و یکسان است و در مورد نیروهای رفت و برگشتی، نیروی کششی و فشاری قبل تبدیل به هم می شوند که همین امر باعث می شود استحکام و عکس العمل خوبی داشته باشد.
در سازه های بتنی، فقط نیروهای فشاری عملکرد خوبی دارند و در بقیه نیروهای وارد شده به سازه، ضعیف عمل می کند و اگر که بتن با میل گرد ترکیب نشود، به راحتی ترک برمی دارد و سازه شکننده خواهد بود و تخریب می شود.
تفاوت طول عمر سازه فلزی یا بتنی
یکی دیگر از عواملی که در بحث مقایسه سازه فلزی یا بتنی باید به آن پرداخت، بحث طول عمر این دو سازه است که این دو سازه در میزان طول عمر دارای تفاوت هایی هستند. معمولاً عمر سازه فلزی بیشتر از سازه بتنی است؛ چرا که سازه بتنی باگذشت زمان دچار افت و خزش و ترک می شود که به عملکرد سازه آسیب زده و مقاومت آن را کم می کند.
به صورت کلی سازه های بتنی دارای یک طول عمر طراحی هستند؛ یعنی برای عمری معین طراحی و ساخته می شوند هرچند این طول عمر به ۵۰ یا ۶۰ سال و بیشتر برسد؛ اما این موضوع در مورد سازه های فولادی صدق نمی کند؛ چرا که در سازه فلزی مشکل افت مقاومت با افزایش عمر وجود ندارد که این خود یک مزیت برای اسکلت و سازه فلزی محسوب می شود و آن را از سازه بتنی متفاوت می کند.
مقاومت در برابر حرارت
در ادامه بررسی و مقایسه سازه فولادی یا بتنی باید گفت که سازه فولادی در برابر آتش سوزی و حرارت زیاد، یعنی درجه حرارت بالای ۶۰۰ درجه سانتی گراد مقاومت خود را از دست می دهد و خواهید دید که ساختمان با سازه فولادی با هر عظمتی در آتش سوزی فرو خواهد ریخت و از هم می پاشد. اما سازه بتنی مقاومت بیشتری از خود در مقابل حرارت نشان می دهد؛ به طوری که در حرارت بالای ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد می تواند حدود ۱ الی ۶ ساعت مقاومت از خود نشان دهد. این مورد، برتری سازه بتنی از فولادی را مشخص می کند.
مزایا و معایب این دو سازه از نظر زمان اجرای پروژه
اگر سرعت اجرای پروژه، یکی از فاکتورهای مهم در اجرای پروژه باشد، سازه فولادی مناسب ترین گزینه برای پیشبرد ساخت و ساز شما است؛ چرا که سازه بتنی باید طبقه به طبقه و به ترتیب ساخته و ایجاد شود، درحالی که می توان سازه فولادی را بی وقفه و به صورت یکپارچه تمام طبقات را به صورت هم زمان باهم جلو برد و ساخت. حتی می توان سازه فولادی ازپیش ساخته شده را از کارخانه تهیه کرد و در محل احداث پروژه مونتاژ کرد که بازهم سرعت اجرای پروژه را بیشتر از قبل می کند.
امکان توسعه سازه
در ادامه مقاله به موضوع امکان توسعه این سازه ها رسیدیم. سازه های فلزی این امکان را دارند که بعد از بهره‌برداری از آن ها بنا به خواسته طراح و یا کارفرما بخواهند تغییری در طراحی آن داشته باشند و یا طبقه ای به ساختمان اضافه کنند که سازه های فولادی از این نظر کاربردی تر هستند که با متصل کردن ستون های جدید به ستون های قبلی با جوش و پیج های اتصالی بتوان سازه را توسعه و گسترش داد.
از محدودیت های سازه بتنی این است که در شرایط جوی سرد و گرم نمی توان کار را به پیش برد. بعضی اوقات باعث کندی کار و بعضی اوقات باعث توقف کار می شود. اما در سازه های فولادی این محدودیت وجود ندارد و در تمام شرایط جوی می توان پروژه را ادامه داد و به پیش برد و از این محدودیت ها مستثنی است.
تأمین بودجه ساخت پروژه
برای کارفرمایان و طراحانی که نمی خواهند کل بودجه را از اول وارد پروژه کنند و به صورت مرحله به مرحله هزینه را صرف سازه خود بکنند، سازه بتنی می تواند گزینه بهتری برای آن ها باشد؛ چرا که در سازه بتنی، بتن و انواع میلگرد به صورت مرحله به مرحله و بر اساس نیاز خرید و استفاده می شود. اما در ساخت سازه فولادی، عمده هزینه به اجرا، خرید فولاد و اسکلت فلزی در همان مرحله اول می شود؛ پس به مقدار نقدینگی بیشتری در اول کار نیاز است.
مقایسه سازه های فولادی و بتنی از نظر یکنواختی ساخت
یکی از بزرگ ترین نقطه ضعف هایی که سازه فولادی می تواند داشته باشد، عدم اجرای درست اتصالات در آن است. اما سازه بتنی به دلیل یکنواختی که در ساخت آن وجود دارد و به دلیل اینکه به اتصالات بین تیر و ستون احتیاجی ندارد، دارای برتری نسبت به سازه فولادی است. حال که به بحث مقایسه رسیده ام شاید مشتاق باشید تا با کتاب طراحی اتصالات فولادی بیشتر آشنا شوید.
در آخر مقاله مقایسه سازه های فولادی و بتنی، به طور خلاصه به بررسی مزایا و معایب هریک از این دو نوع سازه می پردازیم:
مزایای سازه فلزی
- طول عمر بالاتر
- امکان توسعه دادن بعد از بهره برداری
- امکان تعمیر و ترمیم
- انعطاف پذیری بالا
معایب سازه فلزی
- قیمت تمام شده بیشتر
- امکان اکسید و زنگ زدگی
- مقاوم نبودن در برابر حرارت و آتش سوزی
مزایای سازه بتنی
- مقاومت بالا در برابر حرارت و رطوبت
- اجرای ساده و آسان
- همگن بودن مصالح
معایب سازه بتنی
- زمان اجرای طولانی تر
- وزن زیاد
جمع بندی
در انتخاب سازه فلزی یا بتنی برای سازه خود باید نهایت دقت را به کار برد؛ چرا که یک انتخاب نادرست می تواند منجر به ازدست رفتن سرمایه و سازه شود. مقایسه سازه بتنی یا فلزی و دانستن هریک از مزایا و معایب آن از جمله مسائلی است که هر مهندس عمران یا ساختمان باید از آنها مطلع باشد و بداند، شما میتوانید در سایت رایان بوک اطلاعات تکمیلی در مورد هر کدام از سازه های فولادی و بتنی کسب کنید.
سوالات متداول
تفاوت طول عمر سازه فلزی یا بتنی چیست؟
معمولاً عمر سازه فلزی بیشتر از سازه بتنی است؛ چرا که سازه بتنی باگذشت زمان دچار افت و خزش و ترک می شود که به عملکرد سازه آسیب زده و مقاومت آن را کم می کند.
مزایای سازه فلزی کدامند؟
طول عمر بالاتر – امکان توسعه دادن بعد از بهره برداری – انعطاف پذیری بالا و…
سلام به نظر من سازه بتنی مقاومت بیشتری از سازه فلزی داره؟؟؟
سلام سهیل عزیز. هرکدوم از سازه های بتنی، فلزی و حتی چوبی ویژگی های خاص و بخصوص خودشون رو دارن و باید با توجه به موقعیت مکانی بگیم که سازه فلزی یا بتنی بهتره!