اسکلت فلزی ساختمان یک طبقه

اسکلت فلزی ساختمان یک طبقه معمولاً شامل تیرها، ستون‌ها و اتصالاتی است که برای ایجاد ساختار مقاوم و پایدار به کار می‌روند. این نوع اسکلت در مقایسه با اسکلت بتنی مزایای متعددی دارد، از جمله سرعت اجرای بالاتر، مقاومت بیشتر در برابر زلزله و امکان اجرای دهانه‌های بزرگ‌تر.

اجزای اصلی اسکلت فلزی ساختمان یک طبقه

1. فونداسیون (پی)
   • معمولاً از بتن مسلح ساخته می‌شود.
   • بولت‌های مهاری برای اتصال ستون‌های فلزی در آن تعبیه می‌شوند.
2. ستون‌ها
   • معمولاً از پروفیل‌های فولادی مانند H، IPE، یا باکس (ساخته شده از ورق فولادی) ساخته می‌شوند.
   • وظیفه انتقال بارهای سقف و دیوارها به فونداسیون را دارند.
3. تیرهای اصلی و فرعی
   • تیرهای اصلی معمولاً تیرآهن (IPE، INP) یا تیر ورق هستند.
   • تیرهای فرعی برای انتقال بار سقف به تیرهای اصلی استفاده می‌شوند.
4. بادبندها (مهاربندها)
   • برای افزایش استحکام جانبی سازه در برابر باد و زلزله استفاده می‌شوند.
   • می‌توانند به‌صورت ضربدری (X)، ۷ و ۸، یا بادبندهای برون‌محور باشند.
5. سقف
   • می‌توان از سقف‌های کامپوزیت، تیرچه بلوک، یا عرشه فولادی استفاده کرد.
   • در ساختمان‌های صنعتی یا سوله‌ها ممکن است از سقف ورق گالوانیزه با عایق پشم‌شیشه استفاده شود.
6. اتصالات
   • معمولاً به دو شکل پیچ و مهره‌ای یا جوشی اجرا می‌شوند.
   • اتصالات پیچ و مهره‌ای برای سرعت بالاتر در اجرا و امکان تعویض قطعات، گزینه بهتری هستند.

مزایای اسکلت فلزی ساختمان یک طبقه

✔ سرعت اجرای بالا
✔ مقاومت زیاد در برابر نیروهای لرزه‌ای و باد
✔ کاهش وزن سازه در مقایسه با سازه‌های بتنی
✔ امکان اجرا در دهانه‌های بزرگ بدون نیاز به ستون میانی
✔ امکان بازیافت و استفاده مجدد از مصالح فلزی

معایب اسکلت فلزی

• هزینه اولیه بالاتر نسبت به اسکلت بتنی
• نیاز به ضدزنگ و محافظت در برابر خوردگی
• امکان تغییر شکل و کاهش مقاومت در برابر حرارت زیاد

بهتر است بدانید: سوله سازی

محاسبه تیرآهن مصرفی در ساختمان یک طبقه

برای محاسبه تیرآهن مصرفی در ساختمان یک طبقه، باید ابتدا بارهای وارد بر سازه، ابعاد دهانه‌ها، نوع سقف و نوع اتصالات را مشخص کنیم. در ادامه، مراحل کلی محاسبه آورده شده است:

1. تعیین بارهای وارده بر سازه

بارهای مرده: وزن سقف، دیوارها، کف‌سازی و تأسیسات
بارهای زنده: وزن افراد، وسایل و تجهیزات
بارهای جانبی: بار باد و زلزله

مقدار این بارها مطابق با مبحث ششم مقررات ملی ساختمان ایران محاسبه می‌شود.

2. مشخص کردن دهانه‌های سازه

دهانه‌ها تعیین‌کننده نوع و مقطع تیرآهن هستند. معمولاً:

• دهانه ۳ تا ۴ متر → تیر IPE 14 یا IPE 16
• دهانه ۴ تا ۶ متر → تیر IPE 18 یا IPE 20
• دهانه ۶ تا ۸ متر → تیر IPE 22 یا IPE 24
• دهانه‌های بزرگ‌تر → تیر ورق یا ترکیبی

3. تعیین تعداد و ابعاد تیرآهن مصرفی

الف) محاسبه تیرهای اصلی و فرعی

1. تیرهای اصلی (شاه‌تیر):
   • تعداد آن‌ها وابسته به تعداد قاب‌های سازه است.
   • با توجه به طول دهانه و نوع بارگذاری انتخاب می‌شوند.
2. تیرهای فرعی (تیرک‌های میانی):
   • اگر سقف کامپوزیت یا تیرچه‌بلوک باشد، تیرهای فرعی بین تیرهای اصلی قرار می‌گیرند.
   • فواصل تیرهای فرعی معمولاً ۸۰ سانتی‌متر تا ۱۲۰ سانتی‌متر است.

بهتر است بدانید: شرکت اسکلت فلزی 

ب) محاسبه وزن تیرآهن مصرفی

فرمول محاسبه وزن تیرآهن مصرفی:

$$\text{وزن کل تیرآهن}=\sum (\text{طول تیر}\times \text{وزن واحد تیر})$$

وزن واحد تیرآهن را می‌توان از جدول اشتال استخراج کرد. به‌عنوان مثال:

• IPE 14 → 12.9 کیلوگرم بر متر
• IPE 16 → 15.8 کیلوگرم بر متر
• IPE 18 → 18.8 کیلوگرم بر متر
• IPE 20 → 22.4 کیلوگرم بر متر

4. نمونه محاسبه برای یک ساختمان یک طبقه (۱۰×۱۰ متر)

✅ فرضیات:

• اسکلت فلزی با سقف کامپوزیت
• دهانه‌های ۵ متری
• تیرهای اصلی IPE 20 و تیرهای فرعی IPE 16
• فواصل تیرهای فرعی ۱ متر

✅ محاسبه تیرهای اصلی:

• تعداد دهانه‌ها = ۲ دهانه (وسط ساختمان)
• طول هر تیر اصلی = ۱۰ متر
• تعداد تیرهای اصلی = ۳ عدد
• وزن هر متر تیر IPE 20 = 22.4 کیلوگرم

$$3\times 10\times 22.4=672\text{ کیلوگرم}$$

✅ محاسبه تیرهای فرعی:

• طول هر تیر فرعی = ۵ متر
• فاصله بین تیرهای فرعی = ۱ متر
• تعداد تیرهای فرعی = $10÷1=10$ عدد
• وزن هر متر تیر IPE 16 = 15.8 کیلوگرم

$$10\times 5\times 15.8=790\text{ کیلوگرم}$$

✅ مجموع تیرآهن مصرفی:

672+790=1462 کیلوگرم≈1.5 تن

بهتر است بدانید: اسکلت فلزی پیچ و مهره اصفهان

اسکلت‌بندی ساختمان یک طبقه

اسکلت‌بندی ساختمان یک طبقه می‌تواند به دو روش فلزی یا بتنی انجام شود. در اینجا روی اسکلت فلزی تمرکز می‌کنیم، زیرا دارای سرعت اجرای بالاتر و مقاومت بیشتری در برابر زلزله است.

۱. اجزای اصلی اسکلت فلزی ساختمان یک طبقه

1. فونداسیون (پی)

• معمولاً از بتن مسلح ساخته می‌شود.
• برای اتصال ستون‌ها، بولت‌های مهاری در فونداسیون کار گذاشته می‌شوند.
• در ساختمان‌های سبک، فونداسیون نواری یا منفرد استفاده می‌شود.

2. ستون‌ها

• ستون‌ها معمولاً از تیرآهن H، IPE یا باکس فولادی ساخته می‌شوند.
• وظیفه انتقال بارهای سقف و دیوارها به پی را دارند.
• بسته به نوع بارگذاری، بادبند یا مهاربند برای افزایش استحکام استفاده می‌شود.

3. تیرهای اصلی و فرعی

• تیرهای اصلی (شاه‌تیر): بار سقف را به ستون‌ها منتقل می‌کنند.
• تیرهای فرعی: بین شاه‌تیرها قرار گرفته و بار سقف را توزیع می‌کنند.
• تیرها بسته به دهانه و نوع سقف انتخاب می‌شوند (مثلاً IPE 16، IPE 18 یا تیر ورق).

4. بادبندها (مهاربندها)

• برای تقویت استحکام جانبی سازه در برابر زلزله و باد استفاده می‌شوند.
• انواع بادبندها: ضربدری (X)، ۷ و ۸، یا مهاربند برون‌محور.

5. سقف

• بسته به نوع طراحی، یکی از این سقف‌ها استفاده می‌شود:
  • سقف تیرچه بلوک (مقرون‌به‌صرفه)
  • سقف کامپوزیت (سبک و مقاوم)
  • سقف عرشه فولادی (اجرای سریع)
  • سقف کرومیت (بدون نیاز به شمع‌بندی)

بیشتر بدانید: اجرای سازه های فلزی

6. اتصالات (جوشی یا پیچ و مهره‌ای)

• اتصالات جوشی: مناسب پروژه‌های کوچک، اما نیازمند کنترل جوشکاری دقیق.
• اتصالات پیچ و مهره‌ای: اجرای سریع‌تر و مقاوم‌تر، مناسب ساختمان‌های بزرگ‌تر.

۲. مراحل اجرای اسکلت فلزی ساختمان یک طبقه

مرحله ۱: پی‌سازی و اجرای فونداسیون

• حفر گودال و اجرای فونداسیون با آرماتوربندی
• نصب بولت‌های مهاری برای ستون‌ها

مرحله ۲: نصب ستون‌ها

• ستون‌ها روی بولت‌های مهاری نصب شده و به شاقول تنظیم می‌شوند.
• جوشکاری یا پیچ و مهره کردن اتصالات پایه.

مرحله ۳: اجرای تیرهای اصلی و فرعی

• نصب تیرهای اصلی بین ستون‌ها و اتصال آن‌ها با جوش یا پیچ و مهره.
• نصب تیرهای فرعی بین تیرهای اصلی.

مرحله ۴: اجرای بادبندها و مهاربندها

• نصب بادبندها برای تقویت استحکام جانبی ساختمان.

مرحله ۵: اجرای سقف

• نصب تیرهای فرعی و اجرای سقف بر اساس نوع انتخابی (کامپوزیت، عرشه فولادی، تیرچه بلوک و …).

مرحله ۶: اجرای دیوارها و نازک‌کاری

• دیوارچینی با مصالح مختلف (بلوک سیمانی، آجر، ساندویچ پانل و …)
• اجرای تأسیسات، نما، کف‌سازی و رنگ‌آمیزی.

بهتر است بدانید: کارخانه ساخت اسکلت فلزی در اصفهان 

۳. مزایا و معایب اسکلت فلزی ساختمان یک طبقه

✅ مزایا:
✔ سرعت اجرای بالا
✔ مقاومت زیاد در برابر زلزله و باد
✔ کاهش وزن ساختمان نسبت به اسکلت بتنی
✔ امکان اجرای دهانه‌های بزرگ بدون نیاز به ستون میانی
✔ قابلیت بازیافت و استفاده مجدد از قطعات فلزی

❌ معایب:

• هزینه اولیه بیشتر نسبت به اسکلت بتنی
• نیاز به ضدزنگ و مراقبت در برابر خوردگی
• کاهش مقاومت در برابر آتش (نیاز به پوشش ضدحریق)

نتیجه‌گیری

اسکلت فلزی گزینه‌ای ایده‌آل برای ساختمان‌های یک طبقه است، مخصوصاً در مناطقی با خطر زلزله. برای طراحی دقیق، باید بارگذاری، دهانه‌ها، نوع سقف و نوع اتصالات را محاسبه کرد.