وقتی از سازه های فولادی صحبت می کنیم، معمولاً به ساختمان ها یا سازه های مهندسی که با استفاده از فولاد ساخته می شوند اشاره می کنیم. در زیر یک بررسی جامع از دانش پایه سازه فولادی است:
1. تعریف و مزایای سازه فولادی
سازه فولادی به سیستم سازه ای اطلاق می شود که از فولاد به عنوان ماده اصلی سازه استفاده می کند. دارای مزایای زیر است:
استحکام و سختی بالا: فولاد دارای استحکام و سختی بالایی است، به طوری که سازه فولادی می تواند بارهای بزرگ و تغییر شکل را تحمل کند.
پلاستیک و چقرمگی: فولاد دارای پلاستیسیته و چقرمگی خوبی است که منجر به تغییر شکل و عملکرد لرزه ای سازه می شود.
وزن سبک: در مقایسه با سازه بتنی، ظرفیت تحمل وزن واحد اسکلت فلزی بالاتر است و باعث کاهش وزن خود ساختمان و صرفه جویی در هزینه اولیه می شود.
سرعت ساخت سریع: پیش ساخته و جوش سازه های فولادی را می توان در کارخانه انجام داد و زمان ساخت سایت را کاهش داد.
قابل استفاده مجدد: فولاد را می توان بازیافت و استفاده مجدد کرد که به توسعه پایدار و حفاظت از محیط زیست کمک می کند.
2. اجزای سازه فولادی
سازه های فولادی معمولاً از اجزای زیر تشکیل می شوند:
تیر: عضو باربر افقی که عمدتاً برای انتقال بار کف یا سقف به ستون استفاده می شود.
ستون ها: بارهای عمودی حامل اعضا، تیرهای نگهدارنده و بارهای سقف هستند و بارها را به فونداسیون منتقل می کنند.
قاب: سازه کلی متشکل از تیرها و ستون ها، قسمت باربر اصلی سازه فولادی است.
سقف و سایدینگ: اعضایی که روی قاب هایی قرار گرفته اند که پوسته بیرونی ساختمان را تشکیل می دهند.
اتصال دهنده ها: اجزایی که برای اتصال تیرها، ستون ها و قاب ها استفاده می شوند. اتصالات رایج شامل جوش، پیچ و مهره و پرچ است.
فونداسیون: فونداسیونی که برای حمایت از کل سازه فولادی، معمولاً با فونداسیون بتنی استفاده می شود.
3. طراحی و ساخت اسکلت فلزی
طراحی و ساخت سازه های فولادی فرآیند پیچیده ای است که نیازمند رعایت استانداردها و مشخصات مربوطه می باشد. مراحل اصلی شامل:
طراحی سازه: با توجه به کاربری ساختمان، بار مورد نیاز و شرایط ساخت و سایر عوامل، طرح سازه فولادی مناسب را طراحی کنید. طراحی باید استحکام، سختی، پایداری و عملکرد لرزه ای را در نظر بگیرد.
انتخاب مواد: فولاد مناسب را که معمولاً از جمله فولاد ساختاری کربن معمولی و فولاد با مقاومت بالا استفاده می شود، انتخاب کنید.
ترسیم: ترسیم نقشه های دقیق ساخت و ساز بر اساس طرح طراحی شامل اندازه اجزا، روش اتصال و سایر اطلاعات.
پیش ساخته و فرآوری: فولاد پیش ساخته و در کارخانه برای تولید تیرها، ستون ها و سایر اجزاء و عملیات محافظت در برابر خوردگی فرآوری می شود.
ساخت و ساز در محل: اجزای پیش ساخته برای مونتاژ و اتصال به محل منتقل می شوند تا یک سازه فولادی کامل تشکیل شود.
پذیرش و نظارت: پذیرش سازه فولادی برای اطمینان از مطابقت با الزامات طراحی. نظارت و نگهداری منظم نیز در مرحله استفاده مورد نیاز است.
4. زمینه کاربرد سازه فولادی
سازه های فولادی به طور گسترده در زمینه های مختلف استفاده می شود، از جمله اما نه محدود به:
ساختمان های تجاری: مانند ساختمان های اداری، مراکز خرید و هتل ها.
ساختمان های صنعتی: مانند کارخانه ها، انبارها و نیروگاه ها.
پل ها: مانند پل های جاده ای و پل های راه آهن.
اماکن ورزشی: مانند سالن های ورزشی و استادیوم ها.
ساختمان های بلند: مانند آسمان خراش ها و ساختمان های مسکونی بلندمرتبه.
به طور کلی، سازه های فولادی به دلیل عملکرد خوب و ویژگی های طراحی انعطاف پذیر، به بخشی ضروری از معماری و مهندسی مدرن تبدیل شده اند.
