مصالح ساختمانی فولادی اصطلاح کلی مواد مختلفی است که عمدتاً از فولاد تشکیل شده و از طریق ذوب، نورد، جوش، خمش سرد و سایر فرآیندها فرآوری و تشکیل می‌شوند و در سازه اصلی یا سیستم محفظه ساختمان‌ها و سازه‌ها استفاده می‌شوند. آنها از مصالح سنتی آجر، چوب و سنگ پیشی گرفته اند و به ستون اصلی صنعت ساخت و ساز مدرن تبدیل شده اند.

اعضای اصلی عبارتند از:
فولاد سازه ای: مانند فولاد نورد گرم H شکل، فولاد I شکل (فولاد I شکل)، فولاد زاویه دار، فولاد کانال، لوله مربع/مستطیل (فولاد جعبه شکل)، لوله فولادی گرد، صفحه فولادی و غیره که اسکلت ساختمان (تیرها، ستون ها، خرپاها) را تشکیل می دهند.
میلگرد: فولاد رزوه‌دار، میله‌های فولادی گرد ساده و غیره در بتن تعبیه می‌شوند تا بتن مسلح را تشکیل دهند و مقاومت کششی را تا حد زیادی بهبود بخشند.
فولاد جدار نازک خم شده سرد: صفحات فولادی نازک به صورت سرد به شکل C، U شکل، Z شکل و مقاطع دیگر خم می شوند که برای سازه های فولادی سبک (مانند ساختمان های مسکونی کم ارتفاع، نیم طبقه) و سازه های فرعی استفاده می شود.
صفحات فولادی/صفحات فلزی: برای کفپوش (صفحات فولادی موجدار)، سیستم های محفظه دیوار/سقف (صفحات فولادی رنگی، پانل های ساندویچ) استفاده می شود.
اتصال دهنده ها: پیچ و مهره های با استحکام بالا، مواد جوشکاری، صفحات اتصال و غیره برای اطمینان از یکپارچگی و پایداری سازه.
ویژگی های اصلی:
استحکام عالی و وزن سبک: نسبت استحکام به وزن بسیار بالا امکان ساخت ساختمان هایی با دهانه های بزرگ و فاصله زیاد را فراهم می کند و بار پی را کاهش می دهد.
همگنی و قابلیت اطمینان: مواد یکنواخت است، خواص مکانیکی پایدار است، کنترل کیفیت فرآیند تولید دقیق است و نتایج محاسبات طراحی قابل اعتماد است.
چقرمگی پلاستیک عالی: می تواند انرژی زیادی (مانند زلزله و بارهای باد) را جذب کند و مستعد شکستگی های شکننده ناگهانی نیست.
پیش ساخته کارخانه و مونتاژ کارآمد: قطعات دقیقاً در کارخانه پیش ساخته می شوند و اتصال پیچ یا جوش سریع در محل انجام می شود که دوره ساخت را بسیار کوتاه می کند.
سبز و پایدار: بسیار قابل بازیافت (نرخ بازیافت می تواند به بیش از 95٪ برسد) و آلودگی ساختمانی کم است (عمدتاً عملیات خشک).
طراحی انعطاف‌پذیر و مدل‌سازی رایگان: انعطاف‌پذیری قوی، دستیابی به اشکال پیچیده و جدید معماری و نیاز به فضای بزرگ.

1. چرا مصالح ساختمانی فولادی را انتخاب کنید؟

در رقابت بسیاری از مصالح ساختمانی، مصالح فولادی برجسته است و مزایای آنها غیر قابل جایگزینی است:
مزایای اقتصادی عالی:
دوره ساخت و ساز کوتاه = بازیابی سریع سرمایه: سرعت ساخت پیش ساخته و مونتاژ بسیار بیشتر از سازه های بتنی سنتی است که باعث صرفه جویی در زمان و هزینه های نیروی کار می شود و پروژه زودتر مورد استفاده قرار می گیرد تا منافع حاصل شود.
کاهش هزینه های کلی: کاهش وزن مرده سازه باعث صرفه جویی در هزینه پی می شود. تولید کارخانه باعث کاهش ضایعات در محل می شود. هزینه های نگهداری بعدی نسبتا کم است. استفاده از فضای زیاد (شبکه ستون بزرگ، تیر کوچک و بخش ستون).
ارزش بلندمدت: دوام قوی دفعات نوسازی را کاهش می دهد، عمر طولانی و ارزش باقیمانده خوبی دارد (قابل بازیافت).
برتری های عملکردی:
ایمن و قابل اعتماد: استحکام بالا و شکل پذیری بالا مقاومت عالی در برابر زلزله و باد را ایجاد می کند که یک انتخاب ایده آل برای مناطق زلزله خیز و مناطق طوفان است.
کیفیت پایدار و قابل کنترل: محیط تولید کارخانه سختگیرانه است، استانداردهای بازرسی کیفیت بالا است و دقت قطعات تضمین شده است.
دهانه بزرگ و فضای بزرگ: سازه های با دهانه بزرگ بدون ستون یا کم (مانند سالن های ورزشی، کارخانه ها، سالن های نمایشگاه) را به راحتی شناسایی کنید.
تبدیل و گسترش آسان: سیستم ساختاری واضح است، که برای تقویت بعدی، اضافه کردن طبقات یا تقسیم مجدد فضا مناسب است.
یک انتخاب سبز برای توسعه پایدار:
مدل اقتصاد دایره ای: فولاد یکی از موادی است که در حال حاضر بیشترین میزان بازیافت را دارد. می توان آن را تقریباً بی نهایت بدون کاهش عملکرد بازیافت کرد و به طور قابل توجهی ضایعات ساختمانی و مصرف منابع را کاهش داد (طبق داده های انجمن جهانی فولاد).
ردپای کربن کم: اگرچه مصرف انرژی تولید بالا است، اما عمر طولانی، قابلیت بازیافت و ساخت پیش ساخته آن باعث کاهش مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه‌ای در محل می‌شود و باعث رقابتی شدن انتشار کربن در کل چرخه زندگی می‌شود. فرآیند کوتاه استفاده از فولاد قراضه کوره قوس الکتریکی می تواند انتشار کربن را بیشتر کاهش دهد.
کاهش آلودگی در محل: عملیات خشک روش اصلی است که آلودگی صوتی، گرد و غبار و فاضلاب مرطوب عملیات به محیط زیست را تا حد زیادی کاهش می دهد.
سازگار با فناوری سبز: قاب فولادی یک پلت فرم ایده آل برای ادغام فناوری های صرفه جویی در انرژی مانند پانل های فتوولتائیک خورشیدی و بام های سبز است.
انعطاف پذیری طراحی و ساخت:
آزادی شکل: خلاقیت بی بند و بار معمار را درک کنید و ساختمان های نمادین بسیاری (مانند استادیوم آشیانه پرنده و برج ایفل) ایجاد کنید.
پیش ساخته و مونتاژ: یک روش ساخت و ساز بسیار صنعتی که کمتر تحت تأثیر آب و هوا قرار می گیرد، با کیفیت بهتر و کنترل دوره ساخت که در راستای توسعه صنعتی سازی ساختمان است.
دقت بالا: تولید کارخانه ابعاد دقیق اجزا و خطاهای کوچک مونتاژ را در محل ساخت و ساز تضمین می کند.

2. زمینه های کاربردی کلیدی مصالح ساختمانی فولادی

سازگاری قوی مواد فولادی باعث می شود در انواع پروژه های ساختمانی ظاهر شود:
ساختمان های صنعتی:
کارخانه/کارگاه: فرم سازه ای ترجیحی برای کارخانه های یک طبقه یا چند طبقه. دهانه های بزرگ و فضاهای بزرگ با چیدمان تجهیزات تولید و خطوط مونتاژ مطابقت دارد.
انبار/ مرکز تدارکات: سازه فولادی راه حل مناسبی برای ارتفاع روشن و فاصله ستون ها برای تسهیل ذخیره سازی محموله و گردش کارآمد است.
تاسیسات صنعتی سنگین: مانند قاب ها، سکوهای تجهیزات و تکیه گاه های لوله نیروگاه ها، پالایشگاه ها و کارخانه های شیمیایی.
ساختمان های تجاری و عمومی:
مراکز خرید/ مراکز خرید بزرگ: فضاهای داخلی جادار و انعطاف پذیر برای جذب مشتری مورد نیاز است.
ساختمان‌های اداری/ساختمان‌های مرتفع: ساختار ترکیبی قاب فولادی لوله اصلی شکل اصلی ساختمان‌های مدرن فوق‌مرتبه (مانند برج شانگهای) است.
استادیوم ها/ مراکز همایش و نمایشگاه: سقف های دهانه فوق العاده بزرگ و غرفه های بدون مانع را برای ارائه یک تجربه فضایی تکان دهنده (مانند آشیانه پرنده و ترمینال های بزرگ فرودگاه) بسازید.
مدارس / بیمارستان ها / فرودگاه ها / مراکز حمل و نقل: نیاز به ساخت سریع، تداخل کم، و چیدمان فضایی انعطاف پذیر دارند.
زیرساخت:
پل‌ها: کابل‌ها، دکل‌ها و عرشه‌های پل پل‌های با دهانه بزرگ (پل‌های معلق و پل‌های کابلی) اجزای کلیدی هستند. پل های فولادی با دهانه کوچک و متوسط ​​به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرند.
سازه های دکل برج: برج های برق، برج های ارتباطی، برج های توربین بادی و غیره.
سکوهای دریایی: ساختار اصلی سکوهای حفاری نفت دریایی.
زمینه های نوظهور و چند طبقه:
ساختمان های چند طبقه: کاربرد سیستم های فولادی سبک در ساختمان های اداری، آپارتمان ها و هتل ها (به ویژه ساختمان های مدولار) به سرعت در حال رشد است.
ساختمان های کم ارتفاع و مسکونی:
ویلاها/مسکن های فولادی سبک: سیستم های کیل فولادی سبک جداره نازک خم شده سرد، ساخت سریع، عایق حرارتی خوب و عملکرد صرفه جویی در انرژی و مقاومت عالی در برابر زلزله.
ساختمان های مسکونی اسکلت فلزی چند طبقه: برای رفع «کمبود نیروی کار» و بهبود کیفیت ساختمان ها و سطح صنعتی شدن به تدریج آنها را ارتقا دهید.
سازه های ویژه: برج های انتقال، مجسمه ها، ساختمان های موقت (خانه های متحرک، استیج ها) و غیره.

3. سوالات متداول (پرسش و پاسخ)

س: آیا ساختمان های اسکلت فلزی گران تر از ساختمان های بتن آرمه هستند؟
ج: قابل تعمیم نیست. هزینه مصالح اولیه ممکن است کمی بیشتر باشد، اما با توجه به هزینه جامع (هزینه های مالی و مدیریتی که با کوتاه شدن دوره ساخت و ساز صرفه جویی می شود، کاهش هزینه های اساسی، مزایای ناشی از استفاده زیاد از فضا، هزینه های نگهداری طولانی مدت کم، ارزش قابل بازیافت و غیره)، سازه های فولادی معمولاً دارای مزایای اقتصادی قابل توجهی هستند، به ویژه در پروژه های حساس صنعتی، تجاری و ساخت و ساز در مقیاس بزرگ.
س: اگر فولاد مستعد زنگ زدگی و خوردگی باشد چه باید بکنم؟
پاسخ: این قابل پیشگیری و کنترل است. سازه های فولادی مدرن اقدامات حفاظتی متعددی را اتخاذ می کنند:
پیش تصفیه سطح: سندبلاست برای از بین بردن زنگ زدگی تا سطح مشخص شده.
پوشش ضد خوردگی طولانی مدت: اسپری پرایمر، رنگ میانی، روکش رویی (مانند پوشش رویه پلی اورتان رنگ میانی آهن اپوکسی مییکوس غنی از روی اپوکسی)، سیستم پوشش و ضخامت را با توجه به سطح خوردگی محیطی طراحی کنید.
گالوانیزه گرم: برای قطعات یا قطعات کوچک در محیط های سخت بسیار موثر است.
فولاد هوازدگی: یک لایه زنگ پایدار و متراکم تحت شرایط جوی خاص برای محافظت از بستر تشکیل می شود و نیاز به رنگ آمیزی و نگهداری را از بین می برد (اغلب برای سازه های در معرض استفاده استفاده می شود).
حفاظت کاتدی: برای سازه های زیر آب یا زیرزمینی (مانند پایه های شمع سکوهای دریایی) استفاده می شود. طراحی استاندارد، ساخت و ساز دقیق و بازرسی و نگهداری منظم می تواند خدمات طولانی مدت سازه های فولادی را تضمین کند.
س: فولاد در برابر آتش مقاوم نیست، در صورت وقوع آتش سوزی چه کاری باید انجام دهم؟
پاسخ: اگرچه فولاد غیر قابل اشتعال است، اما مقاومت آن در دماهای بالا (بیش از حدود 550 درجه سانتیگراد) به شدت کاهش می یابد. بنابراین، حفاظت در برابر آتش یک الزام اجباری برای طراحی سازه های فولادی است. روش های رایج عبارتند از:
پوشش مقاوم در برابر آتش: روکش ضد حریق (در آتش گسترش می یابد و یک لایه کربن عایق ایجاد می کند) یا پوشش ضد حریق غیر شعله ور (عایق ضخیم).
بسته بندی تخته نسوز: مانند تخته گچی، تخته سیلیکات کلسیم، تخته پشم سنگ و غیره.
بسته بندی بتن/ ملات: یک لایه محافظ تشکیل دهید.
ساختار پر شده با آب (جلف آب).
از طریق طراحی و ساخت علمی، حد مقاومت در برابر آتش سازه های فولادی می تواند به طور کامل الزامات مقررات حفاظت از آتش ساختمان را برآورده کند.
س: آیا عایق صدا و اثر عایق حرارتی ساختمان های سازه های فولادی خوب است؟
پاسخ: فولاد به خودی خود یک رسانای خوب گرما (رسانای سریع گرما) است، اما عملکرد عایق حرارتی و عایق صوتی ساختمان های سازه های فولادی عمدتاً به سیستم محفظه و مواد پرکننده آن بستگی دارد (مانند پشم عایق دیوار / سقف، پانل های ساندویچ، پانل های تزئینی دیوار داخلی و خارجی، ساختار عایق صوتی کف). سیستم‌های سازه‌های فولادی مدرن می‌توانند از طریق طراحی معقول لایه‌های عایق، استفاده از فناوری پل شکسته (مسدود کردن پل‌های حرارتی)، پر کردن با مواد عایق صوتی با کارایی بالا و سایر اقدامات، به طور کامل نیازهای آسایش ساختمان‌های سنتی را برآورده کنند یا حتی از آنها فراتر رود. دیوار کیل فولادی سبک پر شده با پشم شیشه یا پشم سنگ یک ساختار عالی عایق حرارتی و عایق صدا است.
س: آیا سازه فولادی برای استفاده مسکونی مناسب است؟
پاسخ: بسیار مناسب و یکی از جهت گیری های توسعه آینده.
سیستم کیل فولادی سبک به طور گسترده در ویلاهای کم ارتفاع، خانه های روستایی، آپارتمان ها، خانه های مدولار، بازسازی پس از فاجعه و غیره با مزایای مقاومت خوب در برابر زلزله، ساخت سریع، صرفه جویی در انرژی و حفاظت از محیط زیست و فضای انعطاف پذیر استفاده می شود.
فن آوری ساختمان های مسکونی چند طبقه با ساختار فولادی بالغ شده است و به طور گسترده در خارج از کشور استفاده می شود، و همچنین به طور فعال در چین ترویج می شود. از مزایای آن می‌توان به سرعت ساخت سریع (حدود 1/3 کوتاه‌تر از نمونه‌های سنتی)، کیفیت بالای قطعات تولید شده در کارخانه، نرخ خانه‌سازی بالا، عملکرد لرزه‌ای برتر و سهولت اجرای ساختمان‌های سبز و ساخت و ساز صنعتی (ساختمان‌های پیش ساخته) اشاره کرد.

مصالح ساختمانی فولادی با استحکام بی‌نظیر، چقرمگی، سرعت ساخت، انعطاف‌پذیری طراحی و پایداری، چهره معماری مدرن را عمیقاً تغییر داده‌اند. سازه‌های فولادی از ساختمان‌های دیدنی باشکوه گرفته تا کارخانه‌های صنعتی کارآمد و کاربردی، از پل‌های روی خندق‌های طبیعی تا خانه‌های گرم و راحت، بی‌صدا در حال ساخت فضاهای ایمن‌تر، کارآمدتر و سبزتر برای انسان هستند. با پیشرفت مداوم علم مواد، فناوری ساخت و مفاهیم طراحی، فولاد به عنوان اسکلت اصلی ساختمان‌ها، نقش مهمی در شکل‌دهی محیط زندگی پایدار آینده ایفا خواهد کرد. انتخاب فولاد به معنای انتخاب آینده ای قوی، کارآمد و سبز در معماری است.