مقایسه اسکلت فلزی و بتنی + معایب و مزایا

اسکلت فلزی یا بتنی 

در ایران سازه‌های بتنی و فلزی به عنوان دو نوع از سازه های رایج و پرکاربرد مورد استفاده قرار می‌گیرند. هر کدام از این نوع سازه‌ها در پروژه‌های مختلف با نظارت و استانداردهای تعیین شده توسط عوامل اجرایی شهرداری اجرا می‌شوند. اما وقتی حرف از انتخاب سازه های فلزی و بتنی می شود برای بسیاری از افراد سوال است که   برای ساخت یک سازه از کدام اسکلت، فلزی یا بتنی استفاده کنیم؟ کدام اسکلت برای ما کاربردی تر است و برای ما هزینه کمتری در بر دارد؟ اسکلت فلزی و بتنی هر یک در چه شرایطی مورداستفاده قرار می‌گیرند؟ کدام‌یک دوام و استحکام بیشتری را ارائه می‌دهد؟ بنابراین قبل از انتخاب باید با تفاوت های اسکلت فلزی و بتنی آشنا شوید و معایب و مزایای هر یک را بررسی کنید پس تا انتهای این آموزش همراه ما باشید تا با تفاوت اسکلت فلزی و بتنی و معایب و مزایای هر یک بیشتر آشنا شوید.همانطور که میدانید امروزه برای طراحی و محاسبه سازه های ساختمانی نیز از نرم افزار های مختلفی در حوزه عمران استفاده می شود که نرم افزار تکلا استراکچرز یکی از بهترین نرم افزارهای طراحی سازه می باشد که امروزه بسیاری از مهندسان عمران از آن استفاده می کنند اگر شما هم علاقه مند به آموزش این نرم افزار بی نظیر هستید میتوانید پکیج آموزش تکلا استراکچرز را از سایت آپادمی تهیه کنید.

مقایسه اسکلت فلزی و بتنی

در عصر مدرن ساختمان‌سازی، بیشتر ساختمان‌ها با استفاده از یکی از دو روش اسکلت فلزی یا اسکلت بتنی ساخته می‌شوند. این دو روش به جهت مزایا و قابلیت‌هایی که ارائه می‌دهند، در صنعت ساخت و ساز بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند. روش اسکلت فلزی با استفاده از تیرآهن‌ها و ستون‌های فلزی به عنوان اعضای اصلی سازه، ساختمان را تشکیل می‌دهد. این روش دارای ویژگی‌هایی مانند وزن سبک، سرعت اجرا، انعطاف‌پذیری در طراحی و قابلیت تغییر شکل در زمان بارگذاری است. همچنین اسکلت فلزی به خوبی برای ساختمان‌هایی با طراحی پیچیده، سازه‌های بلند، پل‌ها و سازه‌های فضایی مناسب است. روش اسکلت بتنی از بتن مسلح به عنوان ماده اصلی سازه استفاده می‌کند. بتن مسلح شامل بتن و میلگردها است که درون بتن قرار می‌گیرند و به سازه مقاومت در برابر نیروهای کششی می‌دهند. این روش به خوبی برای ساختمان‌هایی که نیاز به مقاومت بالا در برابر زلزله و بارهای دینامیکی دارند، مناسب است. ساختمان‌های بتنی معمولاً در برابر آتش و حریق مقاومت بیشتری نسبت به ساختمان‌های فلزی دارند. هر دو روش اسکلت فلزی و بتنی دارای مزایا و معایبی هستند و انتخاب بین آنها بسته به نیازها و شرایط پروژه انجام می‌شود. عواملی مانند مقاومت مورد نیاز، وزن سازه، سرعت اجرا، هزینه، زمان ساخت و محدودیت‌های محلی ممکن است در انتخاب اسکلت تأثیرگذار باشند. در ادامه با معرفی هر یک به مقایسه اسکلت بتنی و فلزی و بررسی تفاوت قیمت آن ها خواهیم پرداخت.

اسکلت بتنی چیست؟

اسکلت بتنی یک روش ساختمانی است که بر پایه استفاده از بتن مسلح تشکیل می‌شود. در این روش، بتن به عنوان ماده اصلی استفاده می‌شود و میلگردها درون بتن قرار می‌گیرند تا آن را در برابر نیروهای کششی تقویت کنند. این میلگردها به عنوان عناصر تقویتی شناخته می‌شوند.

مزایا استفاده از اسکلت بتنی

اسکلت بتنی دارای مزایای زیادی است که می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
1. استحکام خمشی: سازه‌های بتنی از استحکام خمشی بالا در هر دو راستای سازه برخوردار هستند. این به معنای توانایی سازه‌های بتنی در تحمل نیروهای خمشی در هر دو جهت عمودی (بالا-پایین) و افقی (چپ-راست) است. این خاصیت به سازه‌های بتنی امکان می‌دهد تا بارهای عمودی مثل بارهای خود و بارهای زنده را به خوبی تحمل کنند و همچنین در مقابل نیروهای جانبی مانند نیروهای باد و زلزله مقاومت کنند.
2. اجرای آسان: در مورد اجرای سازه‌های بتنی، می‌توان گفت که در مقایسه با برخی روش‌های ساختمانی دیگر، اجرای سازه‌های بتنی به صورت نسبتاً آسانتری انجام می‌شود. بتن به عنوان یک ماده سازه‌ای آماده در دسترس است و فرآیند میکس و ریختن بتن به سادگی قابل انجام است. همچنین، برای اجرای سازه‌های بتنی، از قالب‌بندی متداول استفاده می‌شود که امکان اجرا و ساخت سازه‌ها را بسیار آسان‌تر می‌کند. این موضوع می‌تواند به کاهش زمان و هزینه ساختمان‌ها کمک کند.
3. آتش‌سوزی: بتن مسلح مقاومت بالایی در برابر آتش دارد و در صورت حریق، مقاومت خود را حفظ می‌کند و به تأخیر انتشار حرارت می‌کوشد.
4. انعطاف‌پذیری در طراحی: با استفاده از بتن مسلح، می‌توان سازه‌ها را با اشکال و ابعاد مختلف طراحی کرد و انعطاف پذیری بالایی در طراحی و اجرا داشت.

مقاله پبشنهادی: تکلا استراکچرز چیست؟

معایب اسکلت بتنی

استفاده از اسکلت بتنی نیز ممکن است برخی معایب داشته باشد. در زیر به برخی از این معایب اشاره خواهیم کرد:
1. وزن سنگین: سازه‌های بتنی به دلیل وزن بالا، نیاز به سازه پشتیبان برای تحمل بارهای سنگین دارند و این می‌تواند هزینه و زمان ساخت را افزایش دهد.
2. نیاز به تخصص و دقت در اجرا: ساخت و نصب اسکلت بتنی نیاز به تخصص و دقت بیشتری دارد تا به عنوان یک سازه متناسب و با کیفیت ساخته شود.
3. محدودیت‌های شکل‌بندی: در طراحی و اجرا، شکل‌بندی میلگردها در بتن مسلح ممکن است با محدودیت‌هایی مواجه شود و این می‌تواند تأثیری بر ابعاد و شکل نهایی سازه داشته باشد.
4. آزمایش بتن: برای آزمایش‌های مربوط به بتن و سازه‌های بتنی، نیاز به آزمایشگاه‌های مکانیک خاک و مصالح بتن وجود دارد. این آزمایشگاه‌ها برای انجام آزمایش‌های استاندارد و تحلیل ویژگی‌های مکانیکی و فیزیکی بتن و مصالح مرتبط استفاده می‌شوند. 

اسکلت فلزی چیست؟

اسکلت فلزی یک روش ساختمانی است که در آن از عناصر فلزی مانند فولاد استفاده می‌شود تا سازه‌های ساختمانی را تشکیل دهند. در این روش، قاب‌ها، ستون‌ها، بالشتک‌ها و دیگر اجزا اصلی ساختمان از فلز ساخته می‌شوند. این عناصر فلزی به صورت پیوسته به هم پیوند داده شده و با استفاده از روش‌های اتصال و جوشکاری به یکدیگر متصل می‌شوند. اسکلت فلزی به دلیل ویژگی‌های متعددی مانند استحکام بالا، انعطاف‌پذیری، قابلیت تولید صنعتی، سرعت اجرا و امکان تغییر شکل و توسعه در آینده، در ساختمان‌های مختلف استفاده می‌شود. در ادامه با مزایا و معایب اسکلت فلزی در مقایسه با اسکلت بتنی بیشتر آشنا خواهید شد.

مزایای اسکلت فلزی

مزایای استفاده از اسکلت فلزی عبارتند از:
1. استحکام بالا: فلزات مانند فولاد دارای استحکام بالایی هستند و می‌توانند بارهای سنگین را تحمل کنند. این ویژگی باعث می‌شود که سازه‌های فلزی بتوانند به راحتی با بارهای بالا و شرایط سخت مقابله کنند.
2. انعطاف‌پذیری: سازه‌های فلزی قابلیت انعطاف و تغییر شکل را دارند. این ویژگی به آنها اجازه می‌دهد تا در مواجهه با نیروها و تغییرات محیطی، جوابگوی مناسبی باشند و از خرابی جلوگیری کنند.
3. سرعت اجرا: احداث سازه‌های فلزی به صورت ماشینی و تولید صنعتی انجام می‌شود که سبب می‌شود زمان اجرای پروژه‌ها کاهش یابد. این امر می‌تواند باعث صرفه‌جویی در زمان و هزینه‌های ساخت و ساز شود.
4. امکان توسعه و تغییر شکل: سازه‌های فلزی قابلیت توسعه و تغییر شکل در آینده را دارند. با توجه به نیازها و تغییرات مورد نیاز، می‌توان قابلیت‌های بیشتری به سازه‌های فلزی اضافه کرد و آنها را تغییر داد.

مقاله پیشنهادی: پرکاربرد ترین نرم افزار‌های عمران

معایب سازه های فلزی

استفاده از اسکلت فلزی در ساختمان‌ها نیز با معایب زیر همراه می‌باشد:
1. زنگ زدگی: فلزات در معرض خوردگی و زنگ زدگی قرار دارند، به ویژه در محیط‌های رطوبتی یا دریایی. برای جلوگیری از خوردگی، انجام روش‌های ضدزنگ مانند رنگ‌آمیزی و استفاده از مواد ضدخوردگی می‌تواند لازم باشد.
2. هزینه‌های نگهداری: نگهداری از ساختمان‌های فلزی ممکن است هزینه‌بر باشد. برای حفظ و نگهداری صحیح از فلزات، نیاز به بررسی و تعمیرات دوره‌ای می‌باشد. همچنین، در صورت خرابی یا آسیب به عناصر فلزی، تعویض و تعمیر آنها نیز هزینه‌بر خواهد بود.
3. پایداری آتش: فلزات معمولاً در برابر حرارت برخلاف مواد ساختمانی دیگر مانند بتن، به خوبی عمل نمی‌کنند. در صورت اتفاق حادثه‌های آتش سوزی، سازه‌های فلزی به سرعت دچار ضرر و تغییر شکل می‌شوند، که می‌تواند به تخریب و فروریختن ساختمان منجر شود.
4. وزن: اسکلت فلزی معمولاً سنگین‌تر از سیستم‌های سازه‌ای دیگر مانند اسکلت بتنی است. این وزن بیشتر ممکن است نیاز به پی‌های سنگین‌تر و بنیادهای قوی‌تری را برای ساختمان ایجاد کند، که در نتیجه می‌تواند هزینه‌های ساخت را افزایش دهد.
به طور کلی، اسکلت فلزی دارای مزایا و معایب خود است و در انتخاب متریال مناسب برای ساختمان، عوامل مختلفی مانند نوع ساختمان، شرایط محیطی و بودجه باید بررسی شوند. از آنجا که هر سازه و محیطی شرایط خاص خود را دارد، انتخاب بهینه باید با توجه به نیازها و محدودیت‌های هر پروژه صورت گیرد.

مقاوت اسکلت بتنی و فلزی

اصولاً مقاومت سازه‌ها در برابر نیروهای مختلف، از جمله زلزله، آتش سوزی و بارهای عملیاتی، به طور کلی به طراحی و اجرای صحیح و استفاده از مواد مناسب بستگی دارد. در موارد خاص، مقاومت سازه‌ها به شرایط خاص محیطی و نوع سازه بستگی دارد. اما به طور کلی، می‌توان گفت:
1. مقاومت در برابر زلزله: سازه‌های بتنی به دلیل خاصیت سخت و سختی بالا، معمولاً مقاومت بهتری در برابر زلزله دارند. بتن به طور طبیعی خاصیت انعطاف‌پذیری کمتری دارد و در مواجهه با نیروهای زلزله، عملکرد مناسبی از خود نشان می‌دهد. در مقابل، سازه‌های فولادی به دلیل انعطاف‌پذیری بیشتر خود، توانایی بهتری در جذب انرژی زلزله دارند و عملکرد خوبی در زلزله نشان می‌دهند. به هر حال، اتصالات صحیح در سازه‌های فولادی بسیار حیاتی است و در صورت عدم اتصالات اصولی، عملکرد سازه ممکن است کاهش یابد.
2. مقاومت در برابر آتش سوزی: در مقابل آتش سوزی، سازه‌های بتنی به دلیل خاصیت غیرقابل اشتعال بتن و سنگین بودن، معمولاً مقاومت بیشتری دارند. بتن در مقابل آتش سوزی ضدحریق عمل می‌کند و می‌تواند به مدت طولانی در برابر حرارت مقاومت نشان دهد. اما سازه‌های فولادی به دلیل رساندن حرارت بیشتر و تغییر شکل در دمای بالا، مقاومت کمتری در برابر آتش سوزی دارند. در صورتی که سازه‌های فولادی مستعد آتش سوزی باشند، ممکن است تغییر شکل و ضعف در سازه رخ دهد.
به طور کلی، هر دو نوع سازه، یعنی سازه‌های فولادی و بتنی، مزایا و معایب خود را دارند و بسته به شرایط و نیازهای پروژه مورد استفاده قرار می‌گیرند. در طراحی و اجرای سازه‌ها، رعایت استانداردها و دستورالعمل‌های مربوطه از جمله استانداردهای بنیادین ساختمانی، ضروری است تا مقاومت سازه‌ها به حداکثر برسد و ساکنان را در برابر خطرات مختلف، از جمله زلزله و آتش سوزی، محافظت کند.

مقاله پیشنهادی: بررسی انواع سیستم های سازه ای

مقایسه سازه بتنی یا فلزی از نظر سرعت اجرا

سازه‌های فلزی از نظر سرعت اجرا معمولاً برتری نسبت به سازه‌های بتنی دارند. به علت پیش‌تولید و استفاده از اجزا آماده، سازه‌های فلزی به سرعت بیشتری در مدت زمان کمتر ساخته می‌شوند. برخلاف سازه‌های بتنی که طبقات پشت سر هم ساخته می‌شوند و هر طبقه پس از خشک شدن بتن، طبقه بعدی شروع می‌شود، در سازه‌های فلزی چندین طبقه در مدت زمان کمی به صورت همزمان ایجاد می‌شوند. با توجه به سرعت اجرای بالاتر سازه‌های فلزی، در صورتی که زمان بهره‌برداری از ساختمان برای شما اهمیت داشته باشد، سازه فلزی می‌تواند مزیتی مهم باشد. زودتر بهره‌برداری از ساختمان به معنی شروع زودتر فعالیت‌ها و کسب درآمد است و می‌تواند بازگشت سرمایه را تسریع کند. به هر حال، در انتخاب بین سازه بتنی و سازه فلزی باید عوامل دیگری نیز در نظر گرفته شوند، از جمله هزینه‌ها، استحکام و سازگاری با نیازهای ساختمانی، استحکام در برابر زلزله، عمر مفید، نگهداری و تعمیرات و ظاهر ظاهری. هر نوع سازه مزایا و معایب خود را دارد و باید با توجه به نیازها و شرایط خاص پروژه، انتخاب مناسبی انجام داد.

طول عمر سازهای بتنی و فلزی

سازه‌های بتنی ممکن است با گذشت زمان و عمر طراحی خود، دچار افت و خزش شوند که می‌تواند تأثیر منفی در عملکرد آنها در شرایط زلزله داشته باشد. بتن در طول زمان ممکن است تحت تأثیر عوامل مانند تغییرات دما، رطوبت، ترک‌ها، خوردگی و تغییر شکل‌های حجمی قرار گیرد که باعث کاهش مقاومت و استحکام سازه می‌شود. از طرف دیگر، سازه‌های فلزی معمولاً مقاومت و استحکام ثابت خود را حفظ می‌کنند و با گذشت زمان و عمر، به شکل قابل چشم‌پوشی از کار نمی‌افتند. این ویژگی می‌تواند به عمر طولانی‌تر سازه‌های فلزی کمک کند، زیرا نیاز به تعمیرات و تقویت‌های مکانیکی کمتری دارند و استحکام سازه باقی می‌ماند.

مقاله پیشنهادی: معرفی انواع بارهای وارده بر ساختمان

مقایسه سازهای بتنی و فلزی از نظر معماری

سازه‌های بتنی معمولاً اسکلتی حجیم‌تر را دارند نسبت به سازه‌های فلزی، اما این نکته می‌تواند به عنوان یک فرصت در طراحی معماری مورد استفاده قرار گیرد. در واقع، این امر به معماران اجازه می‌دهد تا با استفاده از دهانه‌ها و فضاهای بلندتر، طرح‌ها و پلان‌های خلاقانه تری را طراحی کنند. استفاده از دهانه‌های بلندتر در سازه‌های بتنی، امکان ایجاد فضاهای بزرگتر و بازتر را می‌دهد که می‌تواند تأثیر بزرگی در طراحی داخلی و استفاده بهینه از فضاها داشته باشد. همچنین، با کاهش تعداد ستون‌ها، امکان ایجاد فضاهای بازتر و بدون موانع برای استفاده از فضای داخلی را فراهم می‌کند. علاوه بر این، سازه‌های بتنی می‌توانند به راحتی اشکال غیرمنظم و منحنی را پذیرفته و طرح‌های خارق‌العاده و منحصر به فرد را ممکن سازند. این قابلیت در طراحی معماری بتنی می‌تواند به توسعه شکل‌ها و الگوهای جدید در طراحی معماری کمک کند.بنابراین، به طور کلی می‌توان گفت که سازه‌های بتنی از نظر معماری قابلیت‌های بسیاری را دارا هستند و می‌توانند در طراحی معماری خلاقانه و منحصر به فرد مؤثر باشند. این ویژگی‌ها در ترکیب با سایر عوامل انتخابی مانند استحکام در برابر زلزله، هزینه‌ها، و نیازهای ساختمانی می‌تواند به تصمیم‌گیری درباره استفاده از سازه بتنی یا فلزی در یک پروژه معماری کمک کند.

پکیج پیشنهادی: پکیج آموزش اتصالات فولادی

هزینه سازه های بتنی و فولادی

فولاد استفاده شده در سازه‌های فولادی معمولاً دارای مقاومت بیشتری نسبت به فولاد استفاده شده در سازه‌های بتنی است. این امر به علت خصوصیات مکانیکی بهتر فولاد و قابلیت طراحی و اجرای سازه‌های فولادی با استفاده از قطوره‌ها و اتصالات مناسب است.با توجه به این موضوع، هزینه اجرای سازه‌های فولادی ممکن است بیشتر از سازه‌های بتنی باشد. همانطور که اشاره کردید، این امر بیشتر به دلیل هزینه بالاتر مواد و همچنین هزینه طراحی و اجرای اسکلت فلزی است. اما در عوض، سازه‌های فولادی از وزن سبک‌تری برخوردار هستند که می‌تواند هزینه‌های نصب و نقل و انتقال را کاهش دهد. بنابراین، اگر کاهش هزینه در ساخت برای کارفرمایان اهمیت دارد، استفاده از سازه‌های بتنی می‌تواند یک گزینه مناسب باشد. با این حال، باید توجه داشت که هزینه‌ها تنها یکی از عوامل در تصمیم‌گیری نهایی است و عوامل دیگری مانند استحکام در برابر زلزله، استفاده مورد نیاز از فضا، طول عمر سازه و سایر نیازهای ساختمانی نیز باید در نظر گرفته شوند.

مقاله پیشنهادی:  اتصالات فولادی چیست؟

امیدوارم توضیحات ما برای شما مفید بوده باشد و از این مقاله لذت برده باشید.