سازه فولادی یکی از پر کاربرد ترین انواع سازه های مهندسی است. که مصالح اصلی آن که برای تحمل بارها و انتقال آن ها به کار می رود از فولاد است.
انواع سازه های فولادی
الف) سازه های قابی (framed structure)
سازه های قابی معمولا از مجموعه ای متشکل از تیر ها (اعضای افقی) و ستون ها (اعضای قائم)تشکیل شده است.
امروزه سازه های قابی به دلیل داشتن مزیت های بسیار زیادی از جمله مقرون به صرفه بودن و سرعت نصب بالای آن بیشتر از دیگر سازه ها مورد توجه کارفرمایان می گیرد.
تحمل نیرو در سازه های قابی بصورت فشاری ، کششی و خمشی می باشد.
انواع سازه های قابی
سازه قابی با تیر های افقی:
در این سازه اسکلت ساختمان به صورت بسته بوده و ستون ها به شکل افقی ساخته شده اند. از این نوع قاب بندی برای ساختمان هایی که حداقل ۳ طبقه دارند استفاده می شود.
سازه قابی با تیر مورب:
این نوع از سازه های قابی به دو حالت طراحی و ساخته می شود.
۱) حالت سوله
فاصله قاب ها در این حالت از یک دیگر ۵.۴ تا ۱۰ متر متغیر می باشد. از این سازه در ساختمان های یک طبقه ، سوله های با دهانه ۹ تا ۶۰ متر، انبار های بزرگ ، کارگاه ها و سردخانه ها استفاده میشود.
۲) حالت خرپا
استفاده از این حالت در ساختمان ها امروزه بسیارکمترشده. و حالت سوله جایگزین خوبی برای حالت خرپا شده است.
مزایای سازه های قابی
- قیمت مناسب
- داشتن وزن بسیار کم در مقایسه با دیگر سازه های بتنی
- استفاده بهینه در مصالح مصرفی و ساختمانی
- پیوستگی مصالح
- استحکام و مقاومت بالا
- خواص ارتجاعی بالا در این نوع سازه ها
- سرعت نصب
- شکل پذیری
- ضریب نیروی لرزه ای سازه فلزی قابی
- جابجایی راحت در حمل و انتقال این سازه
- قابلیت استفاده در هر مکان و با هر کاربری
معایب سازه های قابی
- جوش نامناسب
- ضعف در دمای زیاد
- تمایل قطعات فشاری به کمانش
- خوردگی فلز در مقابل عوامل خارجی
ب) سازه های معلق (suspension structure)
کاربرد این دسته از سازه ها در پل های با دهانه ی بلند و در طرح پوشش ها (سقف ها) می باشد. دراین مدل سازه ها، یک اسکلت قابی وجود دارد که به وسیله ی آویزهایی از کابل های کششی اصلی، معلق شده است.
ازاین سازه ها برای ساخت پل های معلق بسیار استفاده می شود. همچنین میتوان از آن دراسکلت سقف ویا پوشش ها و عرشه ی پل نیز می توان از آن ها استفاده کرد.
تحمل نیرو ها در این سیستم بصورت کششی می باشد.
مزایای سازه های معلق
- مهم ترین مزیت سازه های معلق فرم معماری آن است. زیرا در طبقه همکف به جز در محدوده هسته مرکزی ، فضایی باز و بدون عضو قائم وجود دارد واز آن جا که اعضای آویزان در کشش هستند و می توان آنها را از فولاد با مقاومت بالا ساخت ، این اعضا دارای مقاطع ظریفی هستند بنابر این کمتر مانع خواهند بود.
- در سازه های معلق هم زمان با اجرای هسته ، طره ها و اعضای آویزان ، می توان تاوه ها را در تراز زمین روی هم ساخت. و سپس آنها دسته دسته بالا کشیده و در محل خود قرار داد.
پ) سازه های پوسته ای (shell structure)
سازه های پوسته ای ورقه های نازکی هستند که از موارد مختلفی ساخته می شوند و به عنوان ساختار بنا کاربرد دارند.
از سازه های پوسته ای به اشکال مختلف در ساخت سازه های مهمی مانند مخازن نگهداری سیالات تحت فشار، سقف های گنبدی، سیلوها ،همچنین در نما و موارد نظیر آن استفاده می گردد.
انواع سازه های پوسته ای
- سازه های کلاسیک یا گنبدی
- سازه های قابل توسعه یا استوانه ای
- سازه های زین اسبی یا غیر کلاسیک
- سازه های آزاد
مزایای سازه های پوسته ای
- سرعت و سهولت ساخت
- ایجاد فضایی بدون ستون
- زیبایی و جذابیت فرم
- عملکرد مناسب در برابر نیروی زلزله
- امکان ترکیب و ایجاد فرم های متنوع
- صرفه جویی در مصرف انرژی
ت) سازه های خرپایی (truss structure)
خرپا ها معمول ترین فرم ساختمانی هستند که در انواع ساختمان ها ماشین ها به کار می روند. ساختمان های خرپایی در مقابل نیرو های وارد آمده مقاومت بسیاری دارند و از لحاظ اقتصادی نیز ساختن آنها مقرون به صرفه است. اتصال اعضای خرپا های فلزی به یکدیگر به وسیله جوش یا پرچ یا پیچ صورت میگیرد خرپا را برای پوشاندن سقف ها، به ویژه سقف های سنگین یا سقف های با دهانه های زیاد و نیز پل ها به کار می برند. در بعضی از ماشین های سنگین مثل جرثقیل ها نیز از خرپا استفاده می شود.—-انواع سازه های فولادی
خرپا ها ضمن داشتن مقاومت زیاد، از نظروزن سبک هستند.
مزایای سازه های خرپایی
- انعطاف پذیری بالا در پیاده سازی و اجرا در شرایط مختلف طبق نقشه خرپا.
- باز کردن این سازه ومونتاژ مجدد آن در مکان دیگر به راحتی میسر است.
- برای ساخت بیشتر سازه ها و بنا ها در مناطق شهری استفاده از این سازه بسیار مناسب و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است.
- اصول ساخت خرپا نسبت به سایر سازه ها ساده تر بوده و به دستگاه و ابزار خاصی عمدتا نیازی ندارد.
- برای ساخت بنا با زیر بنا و ابعاد بالا استفاده از این سازه بسیار موجه است.
