در سرتاسر دنیا، ساخت ساختمان ها معمولاً با سه روش رایج انجام می شود: استفاده از مصالح بنایی، اسکلت فلزی، و اسکلت بتنی. سازه های بدون اسکلت بیشتر در پروژه هایی با ابعاد کوچک و اهمیت کم کاربرد دارند. در گذشته، استفاده از سازه های فولادی در ایران رایج تر بود، اما با گذشت زمان و درک بهتر از مزایای سازه های بتنی، این نوع اسکلت توانسته جایگاه برجسته ای در صنعت ساختمان سازی پیدا کند. انتخاب بین اسکلت فلزی و بتنی تحت تأثیر عوامل زیادی مثل: شرایط جغرافیایی منطقه، نیاز به مقاومت سازه، مدت زمان پروژه و بودجه تخصیص داده شده قرار دارد. در ادامه، تفاوت های کلیدی میان سازه های فلزی و بتنی را بررسی کرده و به مزایا و معایب هر یک می پردازیم با ما همراه باشید.
آنچه در ادامه می خوانید..
- معرفی اسکلت فلزی و اسکلت بتنی
- مقایسه بین اسکلت فلزی بتنی
- مزایا و معایب اسکلت فلزی و اسکلت بتنی
- کلام آخر
معرفی اسکلت فلزی و اسکلت بتنی
اسکلت فلزی و اسکلت بتنی، دو ساختار اصلی در دنیای ساختمان سازی هستند که هرکدام با ویژگی ها و مزایای خاص خود شناخته می شوند. اسکلت فلزی که از فولاد مقاوم ساخته شده، انتخابی عالی برای پروژه های عظیم و برج های بلند است. این نوع اسکلت به دلیل نصب سریع، مقاومت بالای ساختاری در برابر زلزله و قابلیت طراحی پیچیده، بسیار محبوب است. در مقابل، اسکلت بتنی با استحکام بالا و هزینه کمتر، انتخابی مناسب برای پروژه هایی با نیاز به مقاومت بیشتر در برابر شرایط سخت آب و هوایی و آتش سوزی است. با این حال، زمان نصب طولانی تر و وزن بیشتر آن، ممکن است برای بعضی پروژه ها محدودیت هایی ایجاد کند. در نهایت، تصمیم گیری بین این دو نوع اسکلت به عوامل زیادی چون: بودجه، زمان تحویل و شرایط محیطی پروژه بستگی دارد.
مقایسه بین اسکلت فلزی بتنی
-
سیستم های سازه ای مقاوم در برابر زلزله
در ساخت ساختمان ها، یکی از مهم ترین دغدغه ها، طراحی سازه ای مقاوم در برابر زلزله است. برای این منظور، معمولا از دو نوع قاب استفاده می شود: قاب ساده و قاب خمشی. این دو نوع قاب با ترکیب تیر و ستون شکل می گیرند، اما ویژگی ها و کاربرد های متفاوتی دارند.
قاب خمشی: در این سیستم، نیرو های ناشی از زلزله توسط تیر و ستون (قاب) جذب و تحمل می شوند. معمولاً سازه های بتنی از این نوع قاب استفاده می کنند، زیرا به خوبی می توانند نیروی زلزله را مدیریت کنند. اما در سازه های فلزی، به دلیل هزینه بالای قاب خمشی فلزی، کمتر از این نوع استفاده می شود و اغلب قاب ساده به کار می آید.
قاب ساده (قاب مفصلی): در قاب ساده، تیر و ستون نمی توانند نیروی زلزله را تحمل کنند. بنابراین، برای افزایش مقاومت، از سیستم هایی مانند: مهاربند (بادبند) یا دیواربرشی استفاده می شود تا نیروی زلزله را جذب کنند. این سیستم ها به ویژه در اسکلت فلزی کاربرد دارند، جایی که نیروی زلزله باید توسط عناصر اضافی تأمین شود.
سیستم دوگانه یا ترکیبی: در برخی مواقع، ترکیب قاب خمشی با مهاربند یا دیواربرشی به کار می رود. این سیستم زمانی استفاده می شود که قاب خمشی به تنهایی قادر به تحمل نیروی زلزله نباشد و برای تقویت آن از دیواربرشی یا مهاربند استفاده می شود. در این حالت، سیستم به صورت ترکیبی عمل می کند تا ایمنی بیشتری ایجاد شود. برای مثال، در اسکلت های بتنی، نیروی زلزله عمدتاً توسط تیر و ستون ها تحمل می شود. در صورتی که این سیستم نتواند پاسخ گوی کافی باشد، دیواربرشی به کمک می آید.
-
تفاوت قیمت اسکلت فلزی و بتنی
از نظر هزینه، اسکلت فلزی معمولاً گران تر از اسکلت بتنی است. در پروژه های معمولی، این اختلاف هزینه می تواند حداقل ۱۵٪ باشد، هرچند این مقدار می تواند با توجه به ابعاد و نوع ساختمان متغیر باشد. به عنوان مثال، هرچه طول دهانه های ساختمان بیشتر شود، این تفاوت هزینه افزایش پیدا می کند. بنابراین، انتخاب نوع اسکلت باید با دقت و بر اساس نیازهای مالی و پروژه انجام شود.
-
مقاومت اسکلت فلزی در برابر زلزله و آتش سوزی
مقاومت سازه ها را می توان از دو جنبه بررسی کرد: مقاومت در برابر زلزله و مقاومت در برابر آتش سوزی. در مورد زلزله، اگر سازه به درستی طراحی و اجرا شود، چه فلزی و چه بتنی، در برابر زلزله مقاومت خواهد کرد. بنابراین، این تفاوت ها تأثیر زیادی در عملکرد زلزله ندارد. اما از نظر مقاومت در برابر آتش سوزی، بتن به دلیل خواص خود، مقاوم تر از فولاد است. فولاد با افزایش دما ضعیف می شود، در حالی که بتن می تواند مدت زمان بیشتری در برابر حرارت مقاومت کند. البته، این مشکل در سازه های فلزی با پوشش های مخصوص مانند: بتن پوششی قابل حل است.
-
مقایسه زمان اجرا سازه بتنی و فلزی
در مورد زمان اجرای پروژه، معمولاً ساخت سازه بتنی طولانی تر از سازه فلزی است. برای یک ساختمان ۶ طبقه، اجرای اسکلت بتنی تقریباً ۶۰ روز بیشتر از اسکلت فلزی به طول می انجامد. در سازه های بتنی، هر طبقه به طور معمول بین ۲۰ تا ۳۰ روز زمان می برد. در مقابل، در سازه های فلزی، زمان اجرای هر سقف بین ۷ تا ۱۰ روز است. همچنین، در صورت ساخت اسکلت فلزی در خارج از محل پروژه، زمان اجرا کاهش می یابد.
-
سرمایه اولیه مورد نیاز برای هر نوع سازه
در سازه های فلزی، به دلیل اینکه تمام اسکلت باید یک جا خریداری و اجرا شود، نیاز به سرمایه اولیه زیادی وجود دارد. در مقابل، سازه های بتنی به دلیل اجرای طبقه به طبقه، امکان تأمین بودجه در مراحل مختلف را فراهم می کنند.
-
تأثیر موقعیت جغرافیایی بر انتخاب نوع اسکلت
در مناطقی با رطوبت بالا، مانند: شهرهای ساحلی، فولاد به راحتی دچار خوردگی می شود. در این شرایط، معمولاً از سازه های بتنی استفاده می شود. برای اسکلت فلزی در چنین مناطقی، نیاز به پوشش دهی و رنگ آمیزی به منظور حفاظت از خوردگی وجود دارد.
-
تأثیر پیمانکار و تیم اجرایی در انتخاب نوع اسکلت
در برخی شهر ها، مانند: مشهد، پیمانکاران اسکلت فلزی بیشتر هستند، در حالی که در شهر هایی مثل: تهران، اصفهان و تبریز، پیمانکاران اسکلت بتنی غالب هستند. مهارت و تجربه تیم اجرایی در هر پروژه، تأثیر زیادی در کیفیت نهایی ساختمان و عملکرد آن در برابر زلزله و سایر نیرو های خارجی دارد.
-
تأثیر معماری بر انتخاب اسکلت فلزی یا بتنی
در طراحی معماری، اسکلت بتنی ممکن است به دلیل حجم بیشتر ستون ها محدودیت هایی ایجاد کند، به ویژه در طراحی پارکینگ و فضا های داخلی. با این حال، افزایش ابعاد ستون ها اغلب قابل حل است. حتی می توان از این ابعاد بزرگ تر در طراحی داخلی برای ایجاد تنوع بصری و جلوگیری از یک نواختی استفاده کرد. در نتیجه، انتخاب نوع اسکلت باید به دقت و با در نظر گرفتن همه جوانب فنی و معماری انجام شود.
مزایا و معایب اسکلت فلزی و اسکلت بتنی
اسکلت فلزی به دلیل مقاومت بالا، سرعت نصب سریع و قابلیت شکل دهی به طرح های پیچیده، گزینه ای عالی برای پروژه های بزرگ و بلند مرتبه است. اما هزینه بالا و نیاز به نگهداری بیشتر در برابر خوردگی از معایب آن به شمار می آید. در مقابل، اسکلت بتنی به دلیل مقاومت بیشتر در برابر آتش، هزینه کمتر و دوام بالا در برابر شرایط سخت آب و هوایی، انتخابی اقتصادی تر و پایدارتر است. با این حال، زمان نصب بیشتر و وزن سنگین تر از معایب آن است. انتخاب بین این دو بستگی به نوع پروژه، بودجه، زمان و شرایط محیطی دارد، و در بسیاری از مواقع ترکیب هر دو برای بهینه سازی عملکرد و هزینه ها به کار می رود.
کلام آخر
اسکلت فلزی و اسکلت بتنی دو نوع از پرکاربرد ترین سیستم های سازه ای در ساخت و ساز هستند که هر کدام ویژگی ها و مزایای خاص خود را دارند. اسکلت فلزی از اجزای فولادی مانند: تیر ها، ستون ها و اتصالات برای ایجاد ساختار اصلی ساختمان استفاده می کند. این نوع اسکلت به دلیل وزن سبک، سرعت بالا در نصب، و انعطاف پذیری در طراحی، به ویژه برای ساختمان های بلند و پروژه های صنعتی مناسب است. در مقابل، اسکلت بتنی از بتن مسلح به همراه آرماتور برای ساخت اجزای سازه ای مانند ستون ها، دیوارها و سقف ها استفاده می کند. مزیت اصلی اسکلت بتنی، مقاومت بالا در برابر نیرو های فشاری و آتش سوزی است. همچنین، این نوع اسکلت در برابر زلزله مقاوم تر است و برای ساختمان های با ارتفاع کم تا متوسط و سازه های مسکونی مناسب تر می باشد. انتخاب میان این دو سیستم بستگی به نوع پروژه، شرایط محیطی و بودجه در دسترس دارد.