امروزه طراحی اسکلت ساختمان های مسکونی و تجاری به طور معمول با سازه فلزی و بتنی انجام می شود. اما بسیاری از کارفرمایان دوست دارند بداند که کدام سازه برای ساختمان آنها بهتر و مناسب تر است. در این بخش قصد داریم به مقایسه اسکلت فلزی و بتنی بپردازیم و به سوال شما عزیزان پاسخ دهیم.

اسکلت بتنی بهتر است یا فلزی ؟

در مقایسه اسکلت فلزی و بتنی نمی توان به طور قاطع برنده ای برای این نبرد مشخص کرد ، چرا که هر کدام از این سازه ها نقاط قوت و ضعف خودشان را دارند. هر دو این سازه ها نیز مورد تایید سازمان مقررات ملی ساختمان در ایران هستند. بنابراین در بحث مقاومت در صورت اجرای صحیح هر دو از عملکرد مناسبی برخوردار هستند.

هزینه ساخت

هزینه تمام شده در اسکلت فلزی بر حسب زمان بین ۲۰ تا ۷۰ درصد ارزان تر از اسکلت فلزی است. پس اگر به دنبال کاهش هزینه ها برای اجرای ساختمان خود هستید پیشنهاد می کنیم به سراغ سازه بتنی بروید.

مقاومت در برابر زلزله

این یک باور غلط است که بگوییم اسکلت فلزی مقاومت بیشتری در برابر زلزله دارد و یا برعکس. هر دوی این سازه ها از نظر مقاومت در برابر زلزله در صورتی که طراحی به صورت صحیح و اصولی انجام شود از مقاومت بالایی برخوردار هستند. اما از این نکته نباید قافل شد که سازه های بتنی به دلیل وزن بالاتری که دارند در زمان زلزله بار بیشتری را متحمل می شوند و اگر قصد ساخت یک برج را دارید پیشنهاد ما سازه فلزی به دلیل وزن کمتر است.

طول عمر سازه

بتن با گذشت زمان دچار افت و خزش می شود در نتیجه عمر یک سازه بتنی می تواند بر حسب طراحی بین ۳۰ تا ۶۰ سال باشد و بعد از آن سازه بتنی دچار افت شده و در برابر زلزله آسیب پذیر می شود. اما در سازه فلزی مشکل افت مقاومت با افزایش عمر وجود ندارد و این یک مزیت برای سازه فلزی محسوب می گردد.

زمان اجرای سازه

در مقایسه اسکلت فلزی و بتنی باید گفت سازه فلزی به دلیل اجرای همزمان ساخت و ساز از سرعت اجرای بالایی برخوردار است. اما در سازه بتنی با توجه به اجرای هر طبقه بعد از طبقه زیرین و همچنین رعایت زمان گیرش اولیه بتن سرعت پیشرفت به مراتب کمتر می باشد. بنابراین اگر سرعت اجرا برایتان از اولویت بیشتری برخوردار است پیشنهاد می کنیم به سراغ اسکلت فلزی بروید.

معماری ساختمان

سازه های فلزی به نسبت سازه های بتنی از قطر کمتری در ستون ها برخوردار هستند. بنابراین به لحاظ طراحی معماری ، سازه های فلزی با توجه به قطر کمتر ستون ها ، مورد توجه طراحان و مهندسین معمار هستند.

راحتی در اجرا

اسکلت فلزی به علت حساسیت در عملیات جوشکاری ، برش کاری ، حمل و نصب ، تخصص و دقت بیشتری را طلب می کند. اما در بحث راحتی در اجرا نمی توان برنده ای را به صورت قاطع مشخص کرد، هرچند وزنهِ راحتی در اجرا ، کمی به سمت اسکلت بتنی سنگینی می کند.

ارزش اسقاط

سازه های فلزی بعد از تخریب ، ستون ها به صورت دست دوم قابل فروش هستند اما سازه های بتنی بعد از تخریب از ارزش به مراتب کمتری به نسبت سازه فلزی برخوردار هستند. در این بخش سازه فلزی برنده است.

مقاومت در برابر آتش سوزی

قولاد در برابر آتش آسیب پذیر است. بنابراین سازه های فلزی در برابر آتش سوزی مقاومت خود را از دسته داده و آسیب پذیر می شوند این در حالی است که سازه های بتنی در برابر آنش سوزی از مقاومت بالاتری برخوردار هستند.

تامین هزینه ساخت

برای آن دسته از کارفرمایانی که مایلند هزینه پروژه را به صورت خردتر و با توجه به پیشرفت پروژه پرداخت کنند اسکلت بتنی گزینه مناسب تری خواهد بود. اما با توجه به اینکه عمده هزینه اجرای سازه فلزی هزینه خرید آهن خام مورد نیاز است مقدار بیشتری نقدینگی باید در شروع پروژه هزینه گردد. همچنین با توجه به این که در کشور ما پرداخت وام مسکن پس از تکمیل سقف طبقات پرداخت می گردد در سازه های بتنی می توان پس از اتمام هر سقف نسبت به دریافت وام اقدام و به پروژه تزریق نمود که این یک مزیت برای اسکلت بتنی محسوب می گردد.

بررسی مزایا و معایب اسکلت فلزی

مزایای سازه های فلزی

• سازه های فلزی بعلت امکان مونتاژ اسکلت قبل از نصب و لزوم اجرای همزمان و بدون وقفه اسکلت ، در مقایسه با سایر سازه ها از سرعت عمل بالاتری برخوردار می باشد.
• بدلیل همگن بودن تیروستون و بادبند بعنوان اعضاء اصلی، اسکلت این نوع سازه ها دارای یکپارچگی مناسبت تری نسبت به سایر سازه های می باشند و به همین علت نیز نتیجه محاسبات سازه ای فاصله نزدیکتری به مقاومت واقعی این نوع سازه ها دارد.
• به دلیل نوع اتصال اعضاء تیر و ستون ، امکان توسعه طبقات در این نوع سازه های به شکل مناسب تر و قابل قبول تری وجود دارد.
• مقاومت قطعات فلزی زیاد بوده و نسبت مقاومت به وزن از مصالح بتن بزرگتر است ، به این علت در دهانه های بزرگ سوله ها و ساختمان های مرتفع ، ساختمان هایی که بر زمین های سست قرار می گیرند ، حائز اهمیت فراوان می باشد.
• فلز در کارخانجات بزرگ تحت نظارت دقیق تهیه می شود ، یکنواخت بودن خواص آن می توان اطمینان کرد و خواص آن بر خلاف بتن با عوامل خارجی تحت تاثیر قرار نمی گیرد ، اطمینان در یکنواختی خواص مصالح در انتخاب ضریب اطمینان کوچک مؤثر است که خود صرفه جو یی در مصرف مصالح را باعث می شود.
• دوام فولاد بسیار خوب است ، اگر در نگهداری ساختمانهای فلزی دقت گردد برای مدت طولانی قابل بهره برداری و استفاده خواهند بود.
• ممان اینرسی یک مقطع فولادی را میتوان با اطمینان در محاسبه وارد نمود . حال اینکه در مورد مقطع بتنی ارقام مربوطه چندان معین و قابل اطمینان نمی باشد.
• از خاصیت مثبت مصالح فلزی شکل پذیری آن می باشد که قادرند تمرکز تنش را که در واقع علت شروع خرابی است و نیروی دینامیکی و ضربه ای را تحمل نماید ،در حالیکه مصالح بتن ترد و شکننده در مقابل این نیروها فوق العاده ضعیف اند.

معایب سازه های فلزی

• مطالعات انجام شده بر روی زلزله های دهه های اخیر و مشاهده تجربیات در نقاط مختلف دنیا این نتیجه را در برداشته است که علی رغم اینکه از نظر طراحی و محاسبات ، سازه های فلزی مطلوب تر و مقاوم تر از سازه های دیگر به نظر می رسند و لیکن در عمل بیشتر تخریب های ناشی از زلزله متوجه این نوع سازه ها بوده است و براساس این تحقیقات دلیل اصلی ضعف این نوع سازه ها در برابر زلزله عدم اجرای صحیح اتصالات بوده است چرا که اجرای جوش در تمام اتصالات براساس محاسبات مربوط و رعایت آئین نامه اجرای جوش شامل انتخاب نوع باری ، آمپر مناسب ، شرایط آب و هوا و تخصص کافی جوشکاران ، مخصوصاً در مناطق محروم و کشورهای در حال توسعه تقریباً غیر ممکن بنظر می رسد و بر همین اساس اتصالات جوش را در سازه های فلزی باید بعنوان ضعف اصلی این نوع سازه ها به حساب آورد و راهکار برطرف نمودن این نقطه ضعف اساسی ، استفاده از پیچ و مهره در اتصالات این نوع سازه ها می باشد.
• با توجه به اینکه تیر و ستون و بادبند این نوع سازه ها فلزی بوده و لیکن دیافراگم سقف بصورت بتنی دال یک طرفه یا دو طرفه اجرا می گردد، این موضوع باعث ایجاد یک نوع ناهمگنی میان تیر و سقف گردیده که اتصال صحیح و کامل آنها را با مشکل مواجه می نماید و جهت رفع این نقص می بایست تمام نکات فنی و آئین نامه ای محل اتصال تیر و سقف رعایت گردد.
• بدلیل تأثیر شرایط آب و هوایی بر کیفیت جوش و افزایش سرعت زنگ زدگی اسکلت و لزوم اجرای اتصالات در شرایط مناسب آب و هوایی ، معمولاً اجرای اسکلت این نوع سازه ها با یک محدودیت آب و هوایی مواجه می گردد.
• بدلیل تغییر شکل اسکلت فلزی در حرارت بالا ، در زمان آتش سوزی این نوع سازه ها با یک تغییر شکل و تخریب ناشی از آن مواجه خواهند شد.
• بدلیل زنگ زدگی و پوسیدگی ناشی از اکسید شدن ، این نوع سازه ها در دراز مدت دچار پوسیدگی عمیق و کاهش سطح مقطع شده و با کاهش مقاومت این نوع سازه ها نسبت به بارهای وارده مواجه خواهند شد .

بررسی مزایا و معایب اسکلت بتنی

مزایای اسکلت بتنی

• بدلیل امکان شکل پذیری آرماتور و بتن تازه و قالب ، اعضاء این سازه ها را می توان در مقاطع مختلف اجرا نمود.
• این سازه در مقابل آتش سوزی از خود مقاومت نشان می دهند.
• این سازه در مقابل شرایط مختلف آب و هوایی مقاوم بوده ودر صورت اجرای صحیح پوشش بتن ، رطوبت هیچ آسیبی به آن وارد نخواهد کرد.
• این سازه نسبت به سازه های فلزی از یک صلبیت بیشتری برخوردار هستند.
• مصالح سنگی و سیمان معمولا آسان تر از سایر مصالح در دسترس می باشد .
• اتصال تیر و دیافراگم سقف بدلیل همگن بودن مناسب تر از سایر سازه ها می باشد .

معایب اسکلت بتنی

• اجرای آرماتور بندی و قالب بندی در این سازه ها نیاز به تخصص و صرف زمان بیشتری نسبت به سایر سازه ها دارد .
• بدلیل افزایش مقطع اعضا این سازه ها ، وزن آن بیشتر از سازه های فلزی می باشد .
• بدلیل نیاز به آزمایش مستمر بتن ، در محل اجرای این سازه ها باید آزمایشگاه های مکانیک خاک در دسترس باشد .

جدول مقایسه اسکلت فلزی و بتنی

–
نتیجه گیری : در مقایسه اسکلت فلزی و بتنی به این نتیجه رسیدیم که هر دو این سازه ها به لحاظ پارامتر های مختلف مزایا و معایبی دارند اما چیزی که محتمل و بارز است نحوه طراحی و اجرای صحیح هر یک از این سازه هاست . در صورت طراحی و اجرای صحیح ، هر دو سازه می تواند با توجه به اولویت های شما و مزایا و معایبی که در خصوص این سازه ها بیان کردیم مورد استفاده قرار گیرند.

تحریریه خانه طرح
منبع : khanetarh