alirezaemami
28 سپتامبر 2023, 9 دقیقه,
سازه فلزی صنعتی چیست و چگونه ساخته می‌شود؟
فولاد یکی از پرکاربردترین مصالح ساخت و ساز محسوب می‌شود. فولاد از دیرباز به عنوان اسکلت فلزی در بسیاری از پروژه‌های ساختمانی از صنعتی تا تجاری و مسکونی استفاده می‌شده است. امروز نیز فولاد به عنوان سنگ بنای اصلی برای ساخت بسیاری از بناها و سازه‌ها استفاده می‌شود و استفاده از آن مزایای زیادی دارد. سوله سازی و انواع سازه فلزی صنعتی یکی از مهم‌ترین و حساس‌ترین سازه‌های فلزی به شمار می‌روند که نیاز به استحکام و پایداری فراوان دارند. در این مقاله ابتدا درباره سازه فلزی و سازه فولادی و مزایای ساخت آنها با استفاده از اسکلت فلزی اطلاعاتی کسب خواهیم کرد. در ادامه نیز با انواع گوناگونی از این نوع سازه‌ها و الزامات ساخت آنها آشنا خواهیم شد.
مزایای استفاده از اسکلت فلزی در سازه فلزی صنعتی
از آسمان‌خراش‌ها و پل‌ها گرفته تا خانه‌های مسکونی و بناهای صنعتی مانند سولهها، فولاد تقریباً در هر نوع سازه‌ای استفاده می‌شود. این ماده به یک متریال ساختمانی پیشرو در صنعت ساخت و ساز تبدیل شده است زیرا بسته به شکل و هندسه سازه، دوام و استقامت عالی را در طراحی سازه فراهم می‌کند. استفاده از فولاد در سراسر جهان در پروژه های ساختمانی صنعتی و همچنین در زمینه‌های مرتبط با مهندسی عمران به طور پیوسته در حال افزایش است. در ادامه با مزایای استفاده از فپلاد در سوله سازی آشنا خواهیم شد.
1. طراحی بهتر
یکی از بارزترین مزایای استفاده از اسکلت فلزی در ساخت و ساز، توانایی فولاد در ساخت سازه‌ها در ابعاد بزرگ‌تر است. این موضوع به مهندسان اجازه می‌دهد تا گزینه‌های خود را گسترش دهند و به آنها اجازه می‌دهد با استفاده از محصولات فولادی فضایی جدید و بزرگ ایجاد کنند که با مواد دیگر در دسترس نبودند.
اسکلت فلزی برای سازه‌های با ورودی و ابعاد بزرگ و سازه‌های سنگین که مناسب همه انواع ساختمان و سازه فلزی صنعتی است، بسیار توصیه می‌شود.
2. استحکام و دوام بالا
اجزای سازه‌های فولادی، قوی‌تر و سبک‌تر از اجزای ساخته شده از بتن یا چوب هستند. سازه‌های فولادی علاوه بر دوام، می‌توانند در برابر نیروهای شدید یا شرایط آب و هوایی سخت مانند زلزله، بادهای شدید، طوفان و برف سنگین تا حد زیادی مقاومت کنند. این سازه‌های فولادی همچنین ضد زنگ هستند و برخلاف سازه های چوبی تحت تأثیر آلودگی‌های محیطی قرار نمی‌گیرند و همچنین در مقایسه با سازه‌های چوبی در برابر آتش مقاوم‌تر هستند.
3. وزن سبک
با این که چگالی آهن و فولاد بالا است اما تیرهای فلزی مورد استفاده در سازه‌های فولادی، به دلیل استحکام بیشتر، وزن کمتری نسبت به بتن دارند و مزن کلی اسکلت را پایین نگه می‌دارند.
4. نصب آسان و سرعت بالا در ساخت
قطعات فولادی در سازه فلزی صنعتی با طرحی خاص در داخل کارخانه، از پیش ساخته شده و در شرایط آماده نصب به پروژه ارسال می‌شوند. از این رو زمان ساخت در این پروژه‌ها به میزان قابل توجهی کاهش پیدا می‌کند. بنابراین می‌توان پروژه‌های بزرگ را در مدت زمان کمتری نسبت به معمول به پایان رساند. به دلیل ساخت آسان قطعات اسکلت فلزی، نصب و مونتاژ آنها نیز در محل بدون دردسر بوده و همچنین نیازی به اندازه‌گیری و برش قطعات در محل نیست.
5. همه منظوره بودن فولاد
فولاد همه کاره است زیرا می‌توان آن را تقریباً به هر شکلی درآورد به همین دلیل این ماده به گزینه‌ای جذاب برای ساختمان‌های مسکونی و تجاری تبدیل می‌شود. به طور مشابه، برای سازگاری با طراحی همه‌کاره ساختمان‌های بزرگ و با ورودی‌های عظیم مانند فرودگاه، ساختمان‌های ترمینال، سالن‌ها، سولهها، ساختمان‌های کشاورزی، انبارها و محوطه‌های داخلی و سازه فلزی صنعتی، جایگزینی برای سازه‌های فولادی وجود ندارد.
6. انعطاف‌پذیری
انعطاف پذیری یکی از مزیت های بزرگ سازه‌های فولادی است، به این معنی که می‌توان آن را مطابق با نیازهای مورد نیاز، طراحی کرد. این امر به طراحی سازه‌های فولادی به گونه‌ای کمک می‌کند که بتواند در برابر بادهای شدید یا زلزله مقاومت کند، به خصوص در مورد پل‌ها یا برج های بلند.
7. شکل‌پذیری
کیفیت شکل‌پذیری به ویژگی پایداری سازه‌های فولادی در صورت قرار گرفتن در معرض نیرویی عظیم اشاره دارد. فولاد به طور کلی مانند مواد نسبتا شکننده، مانند بتن، ترک نمی‌خورد. این خاصیت فولاد به ساختمان‌های فولادی اجازه می‌دهد تا در صورت وجود خطر شکستگی، بدون فروریختن تغییر شکل دهند. بنابراین این موضوع به ساکنان هشدار می‌دهد که قبل از آن کار تخلیه را شروع کنند. خرابی سازه‌های فولادی یک شبه اتفاق نمی‌افتد و یک سازه فولادی به ندرت ممکن است فرو بریزد. به همین دلیل است که ساختمان‌های با اسکلت فلزی، کمتر تحت تاثیر زلزله قرار می‌گیرند. به طور خلاصه، یک سازه فولادی به شما زمان می‌دهد تا در صورت خطر سقوط ناگهانی، از آن خارج شوید.
8. مقاومت در برابر آتش
سازه‌های فولادی در مقایسه با چوب بسیار در برابر آتش مقاوم هستند و خطر آتش‌سوزی را برای ساختمان کاهش می‌دهند. در صورت وجود اسکلت فلزی بیشتر در ساختمان مانند سازه فلزی صنعتی، گسترش آتش کاهش می‌یابد. برای افزایش این خاصیت، از فولاد سازه‌ای از پوشش‌های ضد شعله ویژه، استفاده می‌کنند.
9. مقاومت در برابر رطوبت و آب و هوا
سازه‌های فولادی به طرز شگفت انگیزی در برابر رطوبت مقاوم هستند. اگرچه این امتیاز ممکن است بسته به محتوای کربن فولاد مورد استفاده برای سازه، کمی به خطر بیفتد. پوشش گالوانیزه برای افزایش مقاومت در برابر زنگ‌زدگی، سازه فولادی را حتی در برابر اثرات آب مقاوم‌تر می‌کند.
10. سازگاری و تغییرات
سازه‌های فولادی را می‌توان با توجه به نیاز مالک تغییر داد و یا تنظیم دوباره کرد. به عنوان مثال، دیوار ساخته شده از فولاد را می‌توان به راحتی تغییر یا تغییر موقعیت داد تا فضا را گسترده‌تر کند یا یک چیدمان داخلی جدید ایجاد کند. این قابلیت انطباق با تغییرات، امکان انبساط آسان‌تر را فراهم می‌کند و در عین حال به افزایش طول عمر سازه کمک می‌کند.
11. مقرون به صرفه بودن
فولاد در مقایسه با الوار یا بتن، وزن سبکی دارد و حمل و نقل آسان‌تری دارد و در نتیجه هزینه‌های جابه‌جایی آن کمتراست. این موضوع همچنین زمان‌بندی پروژه را تسریع می‌کند. گذشته از این، فولاد می‌تواند بازیافت شود، بنابراین حداقل ضایعات مواد خام را ایجاد می‌کند. از آن جایی که قطعات فولادی در کارخانه تولید می‌شوند، هیچ ضایعاتی در محل پروژه نیز وجود ندارد. با این حال، هزینه در نهایت بر همه چیز حاکم است. بتن در جایی که نیروی کار ارزان در دسترس باشد، یعنی در کشورهای توسعه نیافته، مقرون به صرفه است.
با این حال، یک سازه فولادی در همه شرایط مقرون به صرفه نیست. هزینه سازه نیز تا حد زیادی به نوع و عملکرد آن بستگی دارد. اگر می خواهید ساختمان صنعتی بزرگ بسازید، بهتر است از فولاد استفاده کنید. در حالی که هزینه سازه های کوچک با فولاد در مقایسه با بتن بیشتر خواهد بود.
12. دوستدار محیط زیست
فولاد یکی از قابل بازیافت‌ترین مواد در جهان است. استفاده از فولاد بازیافتی، تا حد زیادی موجب صرفه جویی در منابع طبیعی و انرژی می‌شود که به نوبه خود هزینه تولید محصولات جدید فولادی را کاهش می‌دهد. در مقابل، بتن تقریبا غیر قابل بازیافت است.
13. بهبود کیفیت ساخت و ساز
ساختمان‌های فولادی به خصوص سازه فلزی صنعتی کهنه نمی‌شوند و ممکن است در طول زمان مانند سازه‌های بتنی دچار استهلاک و یا نشست نشوند. هیچ نگرانی در مورد اعوجاج با تغییرات آب و هوا در مورد سازه‌های فولادی وجود ندارد. عمر مفید این سازه‌ها بدون هزینه نگهداری، زیاد است.
انواع سازه فلزی صنعتی
فولاد سازه‌ای، رایج‌ترین ماده مورد استفاده برای طراحی و ساخت ساختمان‌های صنعتی است. در ادامه با برخی از انواع مهم این ساختمان‌ها و سازه‌ها آشنا خواهیم شد:
1. سازه‌های فولادی صنعتی سبک
سازه‌های فولادی سبک بیشتر در ساختمان‌های صنعتی که بار زیادی را تحمل نمی‌کنند، استفاده می‌شود. از فولاد سبک مقطع H به حالت جوش داده شده یا نورد شده در مقطع متغیر یا مقطع مساوی، برای ساخت تکیه‌گاه قاب فولادی پورتال، فولاد جدار نازک شکل سرد C شکل و Z شکل به عنوان پرلین و تیرهای دیوار پروفیل استفاده می‌شود. همچنین صفحات فولادی یا ساندویچ پانل‌های سبک وزن، به عنوان ساختار محفظه سقف و دیوار، با استفاده از پیچ و مهره‌های با مقاومت بالا، پیچ‌های معمولی، پیچ‌های خودکار و سایر اتصالات و مواد آب‌بندی برای مونتاژ ساختمان سازه فولادی سبک استفاده می‌شود.
سازه فلزی صنعتی سبک، یک راه حل ایده‌آل برای برپایی ساختمان های صنعتی است زیرا ساخت و ساز را سریع، آسان و مقرون به صرفه می‌کند. با اسکلت فولادی می‌توان ورودی آزاد بزرگ و فضاهای مفید برای کارگاه‌ها، انبارها، سولهها و سایر کارخانجات صنعتی ایجاد کرد. علاوه بر این، این گونه از سازه، مقاومت لرزه‌ای خوبی دارد و می‌تواند عملکرد کل ساختمان را بهبود بخشد.
2. سازه‌های فولادی صنعتی سنگین
اسکلت فلزی سنگین در کارخانه‌ها به ویژه در کارگاه‌های تولیدی صنعتی کاربرد دارد. معمولاً جرثقیل‌های سقفی متوسط و بزرگ در کارگاه‌های سازه های فولادی سنگین با ظرفیت از ده‌ها تن تا صدها تن مورد استفاده قرار می‌گیرد.
سازه فولادی سنگین دارای چندین ویژگی است. مصرف فولاد در آن، بیشتر یا مساوی 50 کیلوگرم بر متر مربع است. به علاوه ضخامت ورق فولادی جزء اصلی، بیشتر یا مساوی 10 میلی متر است. ظرفیت بالابری جرثقیل نیز در این گونه از سازه فلزی صنعتی، بیشتر یا مساوی 25 تن است.
به عنوان یک ماده اقتصادی برای ساخت کارخانه‌ها و کارگاه‌های تولیدی، ساختار فولادی سنگین، بسیار قابل اعتماد و بادوام است. در این گونه سازه‌ها، از فولاد با درجه استحکام بالا استفاده می‌کنند که می‌تواند با اندازه و شکل خاصی طراحی و ساخته شود.
3. سازه فولادی صنعتی با جرثقیل سقفی
اگر نیاز به نصب یک یا چند جرثقیل سقفی در تاسیسات جدید باشد، تیرهای باند در طول فرآیند ساخت سازه فولادی نصب می‌شوند. بنابراین، هنگام خرید اسکلت فلزی، باید ظرفیت بار جرثقیل و طول باند را از قبل مشخص کنید تا معلوم شود که آیا سازه ساختمان قادر به تحمل بارهایی است که با نصب سیستم های جرثقیل سقفی ایجاد می شود یا خیر. هنگام نصب جرثقیل سقفی، علاوه بر هزینه های سازه فولادی، هزینه‌های اضافی برای طراحی، ساخت، تحویل و نصب جرثقیل و سیستم جا به جایی بار نیز وجود خواهد داشت. اگر نیازی به نصب سیستم جرثقیل سقفی ندارید، طراحی اسکلت فلزی ساختمان صنعتی بسیار ساده‌تر و کم هزینه‌تر خواهد بود.
ویژگی‌های منحصر به فرد سازه فلزی صنعتی
- اسکلت فلزی ساختمان‌های صنعتی، دارای وزن سبک، استحکام زیاد و دهانه ورودی بزرگ هستند.
- در مقایسه با سایر اشکال ساختمانی مانند ساخت و ساز بتنی، دوره ساخت کوتاه‌تر بوده و نیاز به هزینه سرمایه‌گذاری کمتری دارد.
- ساختار فولاد صنعتی بسیار سازگار با محیط زیست است زیرا مواد فولادی را می‌توان بدون آلودگی بازیافت کرد.
- دارای مقاومت عالی در برابر آتش و مقاومت در برابر خوردگی است.
- یک سازه فلزی صنعتی می‌تواند چندین دهه دوام بیاورد و به حداقل تعمیر و نگهداری نیاز دارد.
- این گونه از سازه را می‌توان به راحتی با استفاده‌های بعدی سازگار کرد زیرا به راحتی می‌توان آن را اصلاح کرده و یا تقویت و گسترش داد.
- ساختمان‌های فلزی صنعتی را می‌توان به صورت سفارشی طراحی نمود تا با برنامه‌های کاربردی پروژه شما مطابقتیابند..
کاربردهای سازه فلزی صنعتی چیست؟
سازه‌های فولادی و فلزی صنعتی برای انواع کاربردها طراحی و ساخته می‌شود. انواع مختلف سازه‌های فولادی را می‌توان در موارد زیر مورد استفاده قرار داد.
سوله‌های صنعتی: اسکلت فلزی سوله صنعتی می‌تواند متناسب با کارکردی که از آن انتظار دارید، برای پروژه‌های شما کوچک یا بزرگ باشد. این سولهها می‌تواند برای اهداف مختلفی از جمله طراحی، پردازش و نگهداری مواد و یا انبارداری مورد استفاده قرار گیرد.
کارگاه‌های صنعتی: بر اساس نیاز می‌توان کارگاه‌هایی با اسکلت فلزی صنعتی را به صورت تک دهانه و دو دهانه ساخت. این کارگاه‌ها کاربردهای زیادی مانند ساخت و تولید کالاهای گوناگون و یا تعمیر کالا خواهند داشت.
انبارهای صنعتی: انبارهای صنعتی می‌توانند کوچک یا بزرگ بوده و یا برای نگهداری مواد خام یا کالاهای ساخته شده، مورد استفاده قرار گیرند. می‌توان این انبارها را با استفاده از اسکلت فولادی و با ابعاد و ویژگی‌های مناسب و مطابق با نیاز، طراحی و اجرا کرد.
کارخانه‌های صنعتی: در این کارخانه‌ها معمولاً ماشین‌آلات بزرگ و سنگین برای پردازش مواد استفاده می‌شود. بنابراین، سازه فلزی صنعتی در این گونه موارد باید به گونه‌ای طراحی شوند که بادوام، انعطاف پذیر، قابل اعتماد و سازگار باشند.