اسکلت فلزی چیست؟

مطمئنا تا به حال کلمه اسکلت فلزی به گوشتان هورده است اما آگاهی راجب آن نداشته اید. ما در این مقاله به موضوع اسکلت فلزی چیست پرداخته ایم تا بیشتر با آن آشنا شوید.

تعریف اسکلت فلزی

اسکلت فلزی از فولاد، تیر و ستون تشکیل شده است. ستون های سازه به صورت عمودی و افقی قرار می گیرند. مهمترین ماده مورد استفاده در اسکلت فلزی فولاد است، که در حال حاضر یکی از مهمترین مصالح در صنعت ساختمان می باشد. یکی از مهم ترین ویژگی ها و مزایای فولاد که باعث استفاده از آن در اسکلت های فلزی شده است، استحکام بالا، جوش پذیری، شکل پذیری، انعطاف پذیری، همگنی و کشسانی آن است که هر چقدر اصولی تر و محکم تر اجرا شود باعث می شود عمر مفید ساختمان افزایش پیدا کند.

استفاده از این سازه، در سازه‌ها و ساختمان‌ها باعث شده است که از وزن کمتری استفاده کرده و در برابر هرگونه ضربه، فشار و عوامل خارجی مانند زلزله مقاومت و استحکام بیشتری از خود نشان دهند. بنابراین می توان گفت که سازه های اسکلت فلزی تعادل نسبی تری دارند. به طور کلی اسکلت فلزی+ وال پست میتوانند به خوبی ساختمان را مقاوم کنند و در برابر عوامل مخرب ایستادگی کنند. اسکلت فلزی از طریق جوشکاری به وال پست متصل می شود و این امر موجب تقویت ساختمان ها خواهد شد

مزایای اسکلت های فلزی

مقاومت بالا

استحکام فولاد زیاد و نسبت مقاومت به وزن آن بیشتر از بتن است. این مشکل در سوله هایی با دهانه های بزرگ و در ساختمان های مرتفع و ساختمان هایی که بر روی زمین های نرم ساخته شده اند اهمیت بیشتری دارد. استحکام متعادل مصالح

استحکام فولاد در کشش و فشار یکسان و در برش خوب و در کشش و فشار نزدیک است. با تغییر موقعیت بارها می توان نیروهای فشاری و کششی را جایگزین کرد و مقاطع به خوبی پاسخ دادند. اما مقاومت بتن در فشار خوب و کشش یا برش کم است. بنابراین، اگر مناطق تحت تنش باشند و مسلح نباشند، نابود خواهند شد.

خواص ارتجاعی

به دلیل همگن بودن فولاد، خواص کشسان محاسبه شده آن دارای یک مثال کاربردی با تقریب بسیار خوب است. فولاد از قانون هوک تا طیف وسیعی از تنش ها پیروی می کند. به عنوان مثال، ممان اینرسی یک مقطع فولادی را می توان به طور قابل اعتماد در محاسبات گنجاند. اما در مورد بتن، این ارقام چندان دقیق و قابل اعتماد نیستند.

ضریب نیروی لرزه ای

در قالب های بتن مسلح به دلیل وزن بیشتر، ضریب نیروی لرزه ای بیشتر از اسکلت های فلزی است.

چکش خواری

یکی از خواص مهم مواد فلزی چکش خواری آنهاست. فلزات قادر به مقاومت در برابر تمرکز تنش که در واقع عامل شکست است و همچنین نیروهای دینامیکی و ضربه ای هستند، در حالی که بتن شکننده و شکننده است و عملکرد آن در برابر این نیروها بسیار ضعیف است.

خواص یکنواخت

فولاد در کارخانه تحت نظارت دقیق تهیه می شود، بنابراین خواص آن بر خلاف بتن یکنواخت است. اطمینان به یکنواختی خواص مواد منجر به انتخاب یک ضریب اطمینان کوچکتر می شود که به نوبه خود منجر به صرفه جویی در مصرف مواد می شود.

دوام

دوام فولاد بسیار خوب است. اگر در نگهداری ساختمان های فلزی دقت کافی صورت گیرد تا سالیان متمادی قابل استفاده خواهند بود.

پیوستگی مصالح

قطعات فلزی به طور کلی با توجه به مواد تشکیل دهنده خود پیوسته و همگن هستند اما در قطعات بتنی با هر زلزله پوشش بتنی میلگردها آسیب می بیند. ترک هایی که در پوشش بتنی ایجاد می شود باعث ضعیف شدن اتاق می شود و احتمال تخریب ساختمان در هنگام پس لرزه یا زلزله بعدی وجود دارد.

وزن کم

میانگین وزن اسکلت فولادی بین 250 تا 390 کیلوگرم بر مترمربع یا 80 تا 130 کیلوگرم بر مترمکعب است، در حالی که در ساختمان های بتن آرمه این ارقام به ترتیب بین 480 تا 780 کیلوگرم بر مترمربع یا 160 تا 250 کیلوگرم بر مترمکعب است.

اشغال فضا

در دو ساختمان مشابه از نظر ارتفاع و ابعاد، ستون ها و تیرهای ساختمان فلزی از نظر ابعاد کوچکتر از ساختمان بتنی است، یعنی سطح اشغال قاب یا فضای مرده در ساختمان های بتنی بیشتر است. .

امکان نوسازی

عناصر ضعیف ساختمان فلزی (در اثر محاسبات نادرست، تغییر قوانین و مقررات، اجرا و …) با افزودن قطعات جدید قابل تقویت است، اما در مورد اسکلت های بتنی این عمل نمی تواند انجام شود. انجام شود. به آسانی.

شرایط ساخت و نصب آسان

قطعات فلزی را می توان از کارخانه خریداری کرد و در هر شرایط آب و هوایی با رعایت احتیاط های لازم در محل نصب کرد. در مورد ساختمان های بتنی محدودیت های بیشتری در این زمینه وجود دارد.

سرعت اجرا

سرعت نصب قطعات فلزی بسیار بیشتر از قطعات بتنی است.

ضایعات مواد

از آنجایی که قطعات اسکلت فلزی در کارخانه تولید می شوند، میزان ضایعات مواد در مقایسه با تهیه و استفاده از بتن کمتر است.

معایب اسکلت های فلزی

ضعف در گرما

استحکام فلز با افزایش دما کاهش می یابد. اگر دمای اسکلت فلزی به حدود 600 درجه سانتیگراد برسد، تعادل ساختمان به خطر می افتد.

خوردگی فلز در برابر عوامل خارجی

ساختمان های فلزی در برابر عوامل جوی خورده می شوند و از ابعاد مفید آن کاسته می شود. در عین حال هزینه های نگهداری و حفاظت آنها نیز بالاست.

تمایل کمانش قطعات فشرده

از آنجایی که تعداد قطعات فلزی زیاد و ابعاد آنها عموماً کم است، تمایل کمانش این قطعات زیاد است و این مشکل به عنوان یک ضعف محسوب می شود.

جوشکاری نامناسب

استفاده از پیچ و مهره و تهیه قطعات در کارخانه اقتصادی ترین و فنی ترین کاری است که در کشور ما برای ساختمان های معمولی نمی توان انجام داد. استفاده از جوش برای اتصالات به دلیل مهارت کم جوشکارها، قدمت ماشین آلات، عدم کنترل دقیق توسط مهندسان ناظر، هزینه بالای تست جوشکاری و … است که بزرگترین ضعف اسکلت فلزی را تشکیل می دهد.

مراحل ساخت اسکلت فلزی

هر قاب فلزی از قطعات مختلفی تشکیل شده است که برای نصب آن باید آموزش به دو صورت تئوری و عملی انجام شود. معمولا سازمان فنی و حرفه ای در این زمینه در ایام خاصی از سال در هر استان کشور دوره های تکمیلی برگزار می کند. در این مقاله برای آشنایی شما عناصر مهم در هر زمینه را به اختصار توضیح می دهیم. اصول کلی نصب اسکلت فلزی بر اساس استانداردهای مکتوب و ضوابط فنی ساخت سازه های مختلف آورده شده است که می توانید از این مراجع نیز استفاده کنید.

نصب پیچ و مهره صفحه ستون در قاب فلزی

اولین و مهمترین مرحله در بالا بردن ساختمان، نصب اسکلت فلزی است و اولین قسمت های این قاب شامل پیچ و مهره های صفحه ستون می باشد که باید دقیقاً در محل خود یعنی محور صفحه ستون نصب شوند. برای نصب این صفحات با دقت بالا و دیگر نیازی به جابجایی آنها باید از دوربین های نقشه برداری برای مکان یابی آنها استفاده کرد. از طرفی پیچ ها باید به گونه ای قرار گیرند که در هنگام ریختن بتن روی آن ها تکان نخورند. این کار به راحتی با استفاده از قالب صفحه ستون مخصوص و چهار پیچ نصب انجام می شود. این ژیگ صفحه ای به ابعاد صفحه ستون است که از چوب یا فلز ساخته شده است و برای رفع پیچ ها و نصب دقیق صفحه ستون اصلی استفاده می شود.

روش دیگر نصب صفحه ستون اصلی دقیقا بر روی فونداسیون است. در این روش ابزاری مانند جرثقیل مورد نیاز است و از این رو زمان بر است. از طرفی این روش مشکلات اجرایی بیشتری را به همراه دارد و اگر در اجرای آن دقت زیادی نکنید ممکن است بعداً در نصب تیرها دچار مشکل شوید. آخرین نکته ای که در نصب پیچ و مهره باید به آن توجه کنید این است که قسمت های رزوه دار هر پیچ باید قبل از بتن ریزی کاملاً چرب شده و با کیسه یا نایلون پوشانده شود. این کار باعث تسهیل باز و بسته شدن طناب های صفحه ستون پس از بتن ریزی می شود.

ساخت و نصب ستون ها به صورت نصب اسکلت فلزی

وقتی نام ستون را می شنویم، کلماتی مانند مقاومت، حمایت و ثبات به ذهن خطور می کند. زیرا ستون ها همیشه نماد قدرت و موقعیت چیزی هستند. بنابراین در مرحله بعدی نصب اسکلت فلزی باید نحوه نصب صحیح ستون ها را یاد بگیرید تا از نظر مهندسی ساختمانی پایدار داشته باشیم. وظیفه اصلی ستون ها در هر سازه ای انتقال بار به فونداسیون است، بنابراین باید به گونه ای نصب شوند که این نقش را به درستی ایفا کنند. بهترین نوع مقاطع برای ستون ها از نظر مهندسی مربع و H شکل می باشد. این مقاطع از استحکام بالاتری نسبت به سایر اشکال برخوردارند و از دو مقطع تک و مرکب برای حرکت ستون ها استفاده می شود. نوع مرکب معمولاً برای مقاومت در برابر نیروهای فشاری بیشتر و لنگرهای خمشی اعمال شده به ستون استفاده می شود، بنابراین اینکه کدام ستون به بار کل سازه بستگی دارد.

نصب پیچ و مهره صفحه ستون در قاب فلزی

به عنوان مثال، برای ایجاد یک مقطع دوتایی IPE روی یک سطح صاف، باید دو تیر را طوری قرار دهید که بال های تیرها به سمت بالا باشد. سپس ابتدا وسط و انتهای بال ها را جوش دهید سپس ستون را برگردانید و قسمت زیرین آن را به همین ترتیب جوش دهید. این کار از پیچ خوردن ستون در اثر حرارت جوش جلوگیری می کند. همچنین ممکن است لازم باشد برای بارهای بزرگتر، پست ها با صفحات تقویت کننده تقویت شوند. پس از ساخت ستون های مورد نظر طبق نقشه اجرایی، آنها را دقیقا در جای خود قرار داده و جوشکاری را تکمیل می کنیم. سپس باید ستون ها را خاک ور کنید و رنگ کنید تا کار ستون تمام شود. برای برخی پروژه ها می توان ستون ها را در محل پروژه تهیه کرد و در برخی پروژه ها در کارگاه ساخته می شوند. این سوال عمدتا به محل پروژه و نظر کارفرما بستگی دارد.

در صورتی که ستون ها دقیقاً به صورت تک المان به صفحه ستون متصل نشده باشند، قبل از نصب ستون ها باید محل دقیق ستون را با جوش دادن گوشه ها و با سفت کردن صفحات در پایین ستون مشخص کرد تا ستون ها دقیقاً مطابقت داشته باشند. در محل طراحی شده پس از نصب، سطح ستون باید با استفاده از شاقول بررسی شود و سپس جوش داده شود. در غیر این صورت احتمال سقوط ستون با کوچکترین باد وجود دارد. نکته آخر نصب ستون ها این است که اگر ارتفاع ستون ها بیش از 12 متر است و نیاز به افزایش ارتفاع ستون های موجود دارید، برای اتصال ستون بعدی باید تمام مراحل قبلی را دوباره انجام دهید.

ساخت و نصب تیرآهن برای تکمیل نصب اسکلت فلزی

بعد از ستون ها به ساخت و نصب تیرچه ها می پردازیم. ساخت و نصب تیرها مستقیماً به نوع مونتاژ اعم از جوشکاری، پیچی یا پرچینی و همچنین محکم یا ساده بودن اتصالات بستگی دارد. هنگام نصب تیرها باید به نکاتی مانند طول جوش، طول تیر، رعایت تلورانس های تیر، نوع جوش، ابعاد جوش، نوع پیچ مورد نیاز، الکترود مورد نیاز برای جوشکاری و … توجه کامل داشت. برای ساخت و نصب تیرآهن معمولا یکی از چهار روش کشویی، اسپلایسینگ، لولایی و فلنجی بر اساس شرایط پروژه و نظر کارفرما یا پیمانکار انتخاب می شود. ساده ترین روش در بین این چهار روش کشویی است که برای نصب اسکلت فلزی کاربرد بیشتری دارد.

نصب مهاربندی در اسکلت فلزی

بادشکن ها مسئول مهار نیروهای ثانویه اضافی مانند باد و زلزله هستند. از این رو نوعی تجهیزات نوسازی محسوب می شوند و به همین دلیل از اهمیت ویژه ای برخوردارند و باید دقیقاً طبق برنامه اجرا شوند تا عملکرد مناسبی داشته باشند. مهاربندی بسته به نوع مهاربندی و اسکلت فلزی نصب می شود. پروفیل های مشخص شده برای مهاربندی ها باید دقیقا در جای خود قرار گرفته و جوش های لازم برای آنها انجام شود. معمولاً قطعات مهاربندی بسته به نوع آنها بین ستون ها و تیرها جوش داده می شود.

بررسی نهایی نصب اسکلت فلزی

پس از اتمام نصب اسکلت فولادی، بازرسی نهایی باید توسط پیمانکار و مهندسان ناظر انجام شود. در این چک نکات زیادی از جمله چک لیست های ساخت و نصب اسکلت فولادی، استانداردهای مورد نیاز برای نصب اسکلت فولادی، بررسی ابعاد و محاسبات باید در نظر گرفته شود.

مراحل اجرای اسکلت فلزی ساختمان دو طبقه

 

مرحله حفاری

گود برداری مرحله ای است که باید هم در سازه های فولادی و هم در سازه های بتنی انجام شود. اصولاً تا زمانی که به خاک بکر برسید حفاری می کنید و برای سازه هایی که زیرزمین ساخته شده است، عمیق تر حفاری می کنید.

مرحله بتن ریزی (به جز بتن مگر)

پس از خاکبرداری، نمونه برداری و آزمایش های مکانیک خاک، نوبت به بتن ریزی می رسد. این بتن ریزی به منظور حفاظت از بتن فونداسیون و ایجاد سطحی صاف برای ادامه روند ساخت انجام می شود. همانطور که گفته شد بتن برای ادامه کار باید سطح صافی داشته باشد به همین دلیل از کیفیت سیمان پایینی برخوردار است تا بتواند به راحتی جریان داشته باشد و سطوح را بپوشاند و در نهایت به سطحی صاف دست یابد.

مرحله تقویت

پس از مرحله بتن ریزی و نگهداری، نوبت به آرماتوربندی می رسد. آرماتوربندی در سازه های بتنی و فولادی وجود دارد و یک ضرورت است. پس از آرماتوربندی، دقت محل قرارگیری صفحات نصب و ریخته گری ستون ها انجام می شود. این مرحله بین دو نوع سازه تفاوتی ندارد. لازم به ذکر است که آرماتوربندی باید بر اساس اصول استاندارد مقررات ملی ساختمان انجام شود.

مرحله بتن ریزی

پس از آرماتوربندی و ریخته گری، عملیات بتن ریزی آغاز می شود. این مرحله بتن ریزی به منظور قرار دادن پی در محل انجام می شود. بتن مورد استفاده به دلیل حجم کم می تواند در کارگاه تهیه شود و یا از شرکت های تولید بتن خریداری شود. در تمام موارد قبل از اجرای بتن، میکسر باید بتن را به خوبی مخلوط کرده باشد تا یکنواختی بتن تضمین شود.

در این مرحله بتن باید با فاصله کمی روی آرماتورها ریخته شود و پس از هر مرحله بتن ریزی با ویبراتور اختلاط و همگن سازی انجام شود. برای اینکه بتن خورده نشود و ترک ایجاد نکند باید سطح آن را مرطوب نگه داشت که به آن نگهداری بتن می گویند. پس از گیرش اولیه بتن، قالب ها از آن جدا شده و فرآیند نگهداری و خیس شدن بتن ادامه می یابد.

مرحله صفحه بندی

آبکاری فرآیندی است که در آن صفحات فولادی که تیرها بر روی آنها نصب می شوند به آرماتورهای مخصوص متصل می شوند. بخشی از عملیات پوشش که هوادهی نامیده می شود، زمانی انجام می شود که بتن هنوز کاملاً خشک نشده باشد. در مرحله هوادهی، مقدار زیادی بتن شل در زیر صفحات فولادی ریخته می شود، سپس صفحات تحت فشار پیچ می شوند تا فضای خالی زیر صفحات باقی نماند.

لازم به یادآوری است که وجود فضای خالی در زیر دال ها به دلیل افزایش وزن در هنگام نصب ستون ها باعث نشست در ستون ها می شود. برای این منظور از بتن سست در زیر آنها برای تهویه استفاده می شود.

مرحله پیاده سازی ستون ها

برای اجرای ستون ها از تیر آهنی به سفارش کارخانه استفاده می شود. برای ساخت ستون ها ابتدا ارتفاع ستون را اندازه گیری کرده و تیرهای آهنی را به مقدار لازم برش دهید سپس با استفاده از صفحات فلزی برای ساخت طبقه دوم تعداد کمتر تیر آهن را به تیرهای آهنی طبقه اول جوش دهید. این کار برای کاهش بار مرده ساختمان و کاهش ضخامت ستون ها انجام می شود.

هنگامی که تیرها آماده شدند با استفاده از جرثقیل به صورت عمودی بلند شده و ثابت می شوند، یعنی صفحات فلزی که برای این منظور در مرحله آرماتور و ورق فلزی آماده شده اند، ثابت می شوند. اتصال ستون به صفحه معمولاً با جوش یا پیچ و مهره انجام می شود. نباید گفت که گوشه ها از قبل روی صفحات پیچ شده اند تا ستون را بهتر به صفحه وصل کنند.

مرحله نصب تیرآهن

تیرها قطعات فلزی بلندی هستند که ستون ها را به هم متصل کرده و در ادامه کار، کف یا سقف سازه بر روی تیرها نصب می شود. میلگرد مورد استفاده برای تیرها با میلگرد مورد استفاده برای ستون ها متفاوت است. برای اجرای تیرها ابتدا تیرها را به شکل لانه زنبوری در می آورند تا استحکام بیشتری ایجاد شود. در این مرحله با استفاده از شابلون و دستگاه هوا برش، برش های شش ضلعی بر روی بدنه تیر در فواصل معین انجام می شود تا استحکام تیر افزایش یابد، سپس از صفحات شش ضلعی باقی مانده برای اتصال تیر به ستون ها استفاده می شود.

مرحله نصب بادگیر

می توان گفت آخرین مرحله نصب اسکلت فلزی، نصب بادبند است. معمولاً برای اجرای مهاربندی از رولپلاک های دوتایی و تکی استفاده می شود و به صورت عرضی از محل اتصال ستون و تیر به محل اتصال ستون و تیر بعدی متصل می شوند. در نهایت در محل تقاطع بادبندها از صفحات فلزی استفاده می شود

نتیجه گیری

·       اسکلت های فلزی چه معایبی دارند؟

1.     ضعف در گرما

2.     خوردگی فلز در برابر عوامل خارجی

3.     تمایل کمانش قطعات فشرده

4.     جوشکاری نامناسب

نصب مهار بندی در اسکلت های فلزی چگونه انجام می شود؟

بادشکن ها مسئول مهار نیروهای ثانویه اضافی مانند باد و زلزله هستند. از این رو نوعی تجهیزات نوسازی محسوب می شوند و به همین دلیل از اهمیت ویژه ای برخوردارند و باید دقیقاً طبق برنامه اجرا شوند تا عملکرد مناسبی داشته باشند. مهاربندی بسته به نوع مهاربندی و اسکلت فلزی نصب می شود. پروفیل های مشخص شده برای مهاربندی ها باید دقیقا در جای خود قرار گرفته و جوش های لازم برای آنها انجام شود. معمولاً قطعات مهاربندی بسته به نوع آنها بین ستون ها و تیرها جوش داده می شود.