چرا سازه های فلزی پیش ساخته

از زمان درخواست ساخت تا لحظه نصب هیچ سیستم ساخت و ساز دیگری  با سیستم سازه های فولادی پیش ساخته از لحاظ صرفه اقتصادی ،  انعطاف پذیری،  سرعت ساخت و نصب قا بل مقایسه نیست . همچنین به علت تولید فولاد در کارخانه  و شرایط بهتر کنترل کیفیت آن نسبت به بتن ، فولاد و سازه های فلزی را نسبت به بتن و سایر مصالح ساخت و ساز متمایز می سازد. از دیگر مزایای اسکلت فلزی می توان به امکان توسعه سازه ، اتصال چند قطعه به یکدیگر ، پیش ساخته بودن قطعات در کارخانه ، سرعت در اجرا و نصب ، اشغال فضای کمتر نسبت به بتن و قابلیت کاربرد در ارتفاع زیاد اشاره کرد . بسیاری از کارشناسان یکی از دلایل پیشرفت سریع کشورهای نو ظهور و توسعه یافته را، استفاده از سیستم سازه های فولادی پیش ساخته در ساخت و سازهای سریع و با کیفیت زیر ساختهای صنعتی،تجاری،درمانی و مسکونی این کشورها می دانند . در این قسمت به برخی از مزایای سازه های فلزی اشاره    می کنیم :

مزایای سازه های فلزی

مقاومت زیاد

مقاومت قطعات فلزی زیاد بوده و نسبت مقاومت به وزن از مصالح بتن بزرگتر است،  این امر در دهانه های بزرگ سوله ها و ساختمان های مرتفع ، خصوصاً ساختمانهایی که بر زمین های سست قرار می گیرند حائز اهمیت فراوان می باشد.

خواص یکنواخت

فلز در کارخانجات بزرگ تحت نظارت دقیق تهیه می شود و به یکنواخت بودن خواص آن می توان اطمینان کرد و خواص آن بر خلاف بتن با عوامل خارجی تحت تأثیر قرار نمی گیرد .  اطمینان در یکنواختی خواص مصالح، در انتخاب ضریب اطمینان کوچک موثر است،  که خود صرفه جویی در مصرف مصالح را باعث می شود .

دوام

دوام فولاد بسیار خوب است، چنانچه در نگهداری ساختمانهای فلزی دقت لازم به عمل آید،  برای مدت طولانی قابل بهره برداری خواهند بود .

خواص ارتجاعی

خواص مفروض ارتجاعی فولاد با تقریب بسیار خوبی مصداق عملی دارد ، فولاد تا تنشهای بزرگ از قانون هوک به خوبی پیروی می نماید، مثلاً می توان ممان اینرسی یک مقطع فولادی را با اطمینان در محاسبات وارد نمود ، حال اینکه در مورد مقاطع بتنی ارقام مربوطه چندان معین و قابل اطمینان نمی باشند .

شکل پذیری

از دیگر خواص مثبت مصالح فلزی، شکل پذیری آنها است که قادرند از تمرکز تنش که در واقع علت شروع خرابی است جلوگیری کرده و نیروی دینامیکی و ضربه ای را تحمل نمایند،  در حالیکه مصالح بتنی به دلیل  ترد و شکننده بودن در مقابل این نیروها فوق العاده ضعیف می باشند ،که  این عامل باعث می شود تا سازه های فولادی به صورت ناگهانی تخریب نشده و زمان لازم جهت تخلیه افراد و تعمیرات در آنها وجود داشته باشد .

پیوستگی مصالح

قطعات فلزی با توجه به مواد متشکله آنها پیوسته و همگن می باشند ،  ولی در قطعات بتنی صدمات وارده در هر زلزله به پوشش بتنی روی میلگرد وارد می گردد و ترکهایی در پوشش بتن پدید می آید که  قابل کنترل نبوده و احتمالاً ساختمان در پس لرزه یا زلزله بعدی ضعف بیشتری داشته و تخریب می شود .

مقاومت متعادل مصالح

مصالح فلزی در کشش و فشار یکسان و در برش نیز دارای مقاومتی نزدیک به کشش و فشار می باشند ، بنابراین تغییر وضع بارها بدون تخریب امکان دارد ، یعنی در صورت تبدیل نیروی وارده فشاری به کششی مسأله خاصی اتفاق      نمی افتد.  در ساختمانهای بتنی مسلح،  مقاومت بتن در فشار خوب ولی در کشش و یا برش کم است ، پس در صورتی که مناطقی احتمالاً تحت نیروی کششی قرار بگیرند و مسلح نشده باشند تولید ترک و خرابی می نمایند .

انفجار

سازه های فولادی نسبت به ساختمان های بتنی،  دارای رفتار بهتری در برابر انفجار می باشند .

تقویت پذیری و امکان مقاوم سازی

قطعات  ضعیف ساختمان فلزی را که در اثر اشتباه محاسباتی،  تغییر در  مقررات ویا ضوابط اجرا یی به وجود می آیند را  می توان با جوش ، پرچ  و پیچ کردن قطعات جدید تقویت نمود و قسمت یا دهانه هایی اضافه کرد .

شرایط آسان ساخت و نصب

تهیه قطعات فلزی در کارخانجات و نصب آن در موقعیت های متفاوت جوی با تمهیدات لازم قابل اجرا است .

سرعت نصب

سرعت اجرا و نصب قطعات فلزی نسبت به اجرای قطعات بتنی به صورت چشمگیری بالاتر است . پایان سریع کار ، امکان بهره برداری به موقع از پروژه و بازگشت سریعتر هزینه های انجام شده را میسر می سازد .

پرت مصالح

با توجه به تهیه قطعات سازه فلزی  از کارخانجات ؛ پرت مصالح آنها  نسبت به  تهیه و بکارگیری بتن کمتر است .

وزن کم

میانگین وزن ساختمانهای فولادی را می توان بین 245 تا 390 کیلوگرم بر متر مربع و یا بین 80 تا 128 کیلوگرم بر متر مکعب تخمین زد ، در حالیکه در ساخمانهای بتنی مسلح ،  این ارقام به ترتیب بین 480 تا 780 کیلوگرم بر متر مربع یا 160 تا 250 کیلوگرم برمتر مکعب می باشند .

اشغال فضا

در دو ساختمان مساوی از نظر ارتفاع و ابعاد ستون ؛ تیرهای ساختمان فلزی از نظر ابعاد کوچکتر از تیرهای ساختمان های بتنی می باشند . سطح اشغال یا فضای مرده در ساختمان های بتنی نسبت به ساختمان های فلزی بیشتر ایجاد می شود .

ضریب نیروی لرزه ای

حرکت زمین در اثر زلزله موجب اعمال نیروهای درونی در اجزای ساختمان می شود .  به عبارت دیگر ساختمان بر روی زمینی که به صورت تصادفی و غیر همگن در حال ارتعاش است بایستی ایستایی داشته و ارتعاش زمین را تحمل کند . در قاب های بتن مسلح که وزن بیشتری دارند ضریب نیروی لرزه ای بیشتر از قاب های فلزی است ، تجربه نشان می دهد که خسارات وارده بر ساختمان های کوتاه و صلب که در زمینهای محکم ساخته شده اند زیاد است همچنین ساختمان های بلند و انعطاف پذیری که در زمین های نرم ساخته می شوند صدمات زیادی از زلزله می  بینند . به عبارت دیگر ساخت ساختمان های کوتاه  در زمینهای نرم که پریود ارتعاش زمین نسبتاً بزرگ است نتایج بهتری دارد . و برعکس ساخت ساختمان های بلند در زمینهای سفت با پریود کوچک احتمال خرابی کمتری در بر خواهد داشت  . عکس العمل ساختمان ها در مقابل حرکت زلزله بستگی به مشخصات خود ساختمان از نظر صلبیت و یا انعطاف پذیری دارد ، مهمترین مشخصه ساختمان در رفتار مقابل زلزله ،  پریود طبیعی ارتعاش ساختمان است .

افزایش کیفیت اسکلت سازه

افزایش کیفیت اسکلت سازه به دلیل کنترل های قبل ، حین و بعد از اجرای سازه ها ،  همچنین کنترل کامل مصالح و وجود سیستم کنترل کیفی مقیم در مجموعه ساخت ،  از نظر ابعادی و جوش ، باعث ساخت قطعات پیش ساخته فلزی با کیفیت بالا می شود .

برگشت پذیر بودن کامل مصالح

برگشت پذیر بودن کامل مصالح سازه های فلزی ؛ امکان استفاده مجدد آنها را مخصوصاً در اسکلت های پیچ و مهره ای  میسر می سازد .