اسکلت فولادی
اسکلت فولادی یا قاب فولادی اصطلاحی است که در ساختمان‌سازی به کار می‌رود. ساختمان‌هایی با اسکلت فولادی، از ستون‌های عمودی و تیرهای I-شکل افقی که به شکل شبکه‌های مستطیلی به هم وصل شده‌اند، تشکیل گردیده‌اند. این شبکهٔ مستطیل-شکل، وظیفهٔ نگه‌داری طبقات، سقف‌ها و دیوارهایی را که به اسکلت ساختمان وصل شده‌اند، برعهده دارد. توسعهٔ این فناوری، امکان ساخت آسمان‌خراش‌ها را فراهم کرده‌است.
اسکلت فولادی
ساخت‌وساز ساختمان‌های امروزی به روش‌های مختلفی انجام می‌گیرد که یکی از بهترین و محبوب‌ترین آن‌ها، استفاده از اسکلت فولادی یا اسکلت فلزی (Steel structure) است. بسیاری از ساختمان‌های احداث‌شده در دهه‌های اخیر دارای اسکت فلزی هستند؛ بنابراین، اجرای اسکلت ساختمان با فولاد در عصر ما کاملا رایج و مرسوم است. ساختمان‌ها و سازه‌های دارای اسکلت فولادی مقاومت بالایی در برابر عوامل آسیب‌زا بیرونی دارند و تا سالیان متمادی نیازی به تعمیرو بازسازی آن‌ها نیست. در ادامه مطلب، اسکلت فولادی را به صورت کامل معرفی کرده‌ایم. با ما همراه باشید.
اسکلت فولادی چیست و تاریخچه
اسکلت فولادی که برخی به آن سازه فلزی می‌گویند، مجموعه‌ای از تیرها و ستونها به شکل عمودی و افقی است که بر اساس استانداردهای مشخصی به یکدیگر متصل می‌شوند. برای اتصال آن‌ها می‌توان از پیچ و مهره یا جوشکاری استفاده کرد. همچنین تیرهای فولادی، قسمت افقی اسکلت و ستون‌های فلزی، بخش عمودی آن را تشکیل می‌دهند. این اسکلت همان‌طور که از نامش پیداست، دارای مقاطع فولادی مانند تیرآهن و پروفیل‌های مختلف است. این مقاطع، خاصیت شکل‌پذیری و جوش‌پذیری داشته و در عین حال، مقاومت فوق‌العاده‌ای دارند؛ به صورتی که ضربه‌ها و فشارهای زیاد، باعث تخریب ساختار آن‌ها نمی‌شود. به‌طورکلی، اجرای اسکلت فولادی در سازه‌های مختلف میزان استقامت آن‌ها را بالا می‌برد و از سوی دیگر، وزنشان را کاهش می‌دهد.
ضمن اینکه قدمت اسکلت فولادی به اوایل قرن بیستم برمی‌گردد. استفاده از فولاد جهت ساخت‌وساز بناهای مختلف در این بازه زمانی آغاز شد. بعد از جنگ جهانی دوم نیز مقاطع فولادی مانند میلگرد و تیرآهن با قیمت مناسبی در دسترس عموم مردم قرار گرفتند؛ این موضوع مزید بر علت شد تا روند اجرای اسکلت فلزی در سازه‌های مختلف به مرور زمان افزایش یابد. البته مهندسان و ساختمان‌سازان در ابتدا جهت اسکلت‌بندی ساختمان از چدن استفاده می‌کردند؛ اما با گذشت زمان، آهن کم‌کربن معروف به چکش‌خوار جایگزین چدن شد. این روند ساختمان‌سازی به‌تدریج مدرن‌تر شد تا جایی که امروزه جهت اجرای اسکلت فلزی از زنجیره محصولات فولادی استفاده می‌شود.
انواع سازه فولادی یا اسکلت فولادی
سازه فولادی یا اسکلت فولادی بنا بر نحوه اتصال مقاطع، به دو گروه اسکلت فولادی جوشکاری و اسکلت فولادی پیچ و مهره‌ای تقسیم می‌شود که در قسمت زیر، هریک از آن‌ها را توضیح داده‌ایم:
- اسکلت فولادی جوشکاری
تمام کارهای مربوط به اجرای اسکلت فولادی جوشکاری در محل ساخت سازه انجام می‌گیرد. تیرها و ستونها در محوطه کار برش می‌خورند و با تکنیک جوشکاری به یکدیگر وصل می‌شوند. در این مدل، نحوه جوشکاری اهمیت زیادی دارد و پروسه آن بایستی توسط فردی متخصص انجام بگیرد. همچنین، اسکلت فولادی مدل جوشکاری به دلیل سخت بودن، اغلب برای ساختمان‌های کوچک و سازه‌هایی با طرح ساده و متراژ کم مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- اسکلت فولادی پیچ و مهره ای
اسکلت فولادی پیچ و مهره‌ای همان‌طور که از نامش مشخص است، با پیچ و مهره باعث اتصال ستونها و تیرهای فولادی می‌شود. مقاطع مورد نیاز آن مانند تیرها و ستونها در کارخانه آماده شده و با ماشین‌های باربری راهی محل اجرای اسکلت‌بندی می‌شوند. بعد از انتقال مقاطع به محل کار، می‌توان اتصالات را خیلی سریع با پیچ و مهره انجام داد. اصولا، سرعت اجرای سازه فولادی پیچ و مهره‌ای نسبت به روش جوشکاری بیشتر است. این مدل اسکلت‌بندی به عنوان یکی از بهترین روش‌های موجود شناخته می‌شود.
کاربرد اسکلت فولادی
کاربرد اسکلت فولادی محدود به ساختمان‌سازی نمی‌شود و مصارف مهمی در پروژههای بزرگ عمرانی و صنعتی دارد. این سیستم اسکلت‌بندی در پروژه‌هایی مانند ساخت سوله‌های صنعتی، پل‌های معلق، پل‌های کابلی، برج‌های تجاری و... مورد استفاده قرار می‌گیرد. درواقع، اسکلت فلزی یکی از بهترین سازه‌های مهندسی کشف‌شده تا به امروز است که بسیاری از پروژههای ساختمانی و صنعتی با کمک آن احداث شده‌اند. البته استفاده از اسکلت فولادی در کشور ما به دلیل هزینه بالای مقاطع فولادی چندان رایج نیست و معمولا از اسکلت بتنی استفاده می‌شود؛ اما در آینده قطعا شاهد استفاده بیشتر از سازه‌های فولادی خواهیم بود.
فرایند و نکات طراحی و ساخت اسکلت فلزی
برای ساخت اسکلت فلزی باید نیروهای خبره و متخصص را استخدام کرد. همچنین، تمام مراحل اسکلت‌بندی بایستی طبق نکات و مقررات ساختمان‌سازی انجام بگیرد تا در نهایت، سازه از کیفیت و مقاومت لازم برخوردار باشد. در قسمت زیر، فرآیند و مراحل ساخت اسکلت فلزی را شرح داده‌ایم:
- گودبرداری
- بتن‌ریزی (بتن مگر)
- آرماتوربندی
- بتن‌ریزی (بتن پی)
- صفحه‌گذاری
- اجرای ستون‌های سازه
- اجرای تیرهای سازه
- اجرای بادبندها
