مقایسه سازه های بتنی و فولادی

اسکلت فلزی یا بتنی؟

امروزه بدلیل هزینه ی بالای فولاد و فلز نسبت به بتن عموما سازندگان تمایل پیدا می کنند تا سازه ی خود را حتی پس از بتن ریزی فونداسیون به سازه ی بتنی تبدیل کنند ، که این عمل با محاسبات ، مدلسازی و تبدیل نقشه های فولادی به بتنی امکان پذیر است . یکی از روش های متداول برای حصول این امر بعد از اجرای فونداسون، اجرای کاشت میلگرد در فونداسيون است.

برای مشاوره رایگان با ما تماس بگیرید 09125772622

توجه به روند افزایش قیمت بی‌رویه مسکن به ویژه در ساختمان های آپارتمانی که خرید آن برای مردم جامعه با مشکل روبرو شده است از میان روش های مختلفی که برای احداث ساختمان به کار می رود انتخاب یک روش با کیفیت ، همراه با سرعت اجرایی بالا و هزینه کم ضرورت دارد. بنابراین بررسی این سه پارامتر به ما کمک می‌کند که بهترین سازه را در هر پروژه انتخاب کنیم. هزینه ساخت و سود حاصل از این سرمایه‌گذاری با زمان اتمام پروژه رابطه مستقیم دارند، بدیهی است با توجه به نرخ تورم هر چه زمان پروژه طولانی تر شود شاهد افزایش قیمت مصالح، هزینه های متفرقه و بازگشت دیرتر سرمایه خواهیم بود.
 کیفیت سازه نیز عامل مهم دیگری می باشد که در آن هر سازه از لحاظ مقاومت در برابر انواع بارها (ثقلی و جانبی)،  دهانه های قابل پوشش، تعداد طبقات و دیگر موارد با دیگری مقایسه می گردد.

در ادامه این مقاله سازه های فولادی و بتنی از لحاظ هزینه زمان اجرا و کیفیت مورد مقایسه قرار می گیرد.

-هزینه، زمان اجرا (تفاوت قیمت اسکلت فلزی و بتنی):

در سازه های بتنی نسبت به سازه های فولادی معمولا به هزینه کمتر و زمان بیشتر برای ساخت نیاز داریم ولی در سازه های فولادی ابتدا به سرمایه زیاد برای خرید آهن آلات نیازداریم اما در عوض سرعت اجرای بالاتری خواهیم داشت.

در ساختمانهای معمولی کمتر از ۶ طبقه از این نظر تفاوت زیادی وجود ندارد اما در اسکلت فولادی حتماً باید تمام اسکلت ساختمان آماده باشد تا سقف ها اجرا گردد ، در حالی که در ساختمان های بتنی ابتدا ستونهای هر طبقه و سپس سقف همان طبقه که شامل تیرهای اصلی و فرعی است اجرا می گردد. بنابراین در اجرای ساختمانهای بتنی می توان طبقه مورد نظر را سریعتر برای اجرای دیگر مراحل تیغه چینی و تاسیسات در اختیار سایر پیمانکاران قرار داد که خود موجب سرعت یافتن اجرای پروژه می گردد.

-کیفیت ساخت:

عواملی که در مجموع عوامل کیفیت را تشکیل می‌دهد در ادامه مورد بررسی قرار می دهیم .

مقاومت در برابر بارهای ثقلی به طور کلی اعضایی که ممان اینرسی بالاتری دارند، مقاومت بیشتری از خود نشان می دهند .برای دستیابی به این امر یکی از ساده‌ترین راه‌ها افزایش جرم و ابعاد عضو است .چنانچه بتوانیم به سیستمی دست یابیم که جرم کمتر و ممان اینرسی  بالاتر را داشته باشد، به ایده آل ترین حالت ممکن رسیده این ابعاد تیرها و ستون های بتنی به مراتب بالاتر از سازه‌های فولادی است .چنان که برای ساخت یک سازه ۱۰۰ طبقه  بتن می توان استفاده کرد چرا که ستون‌های طبقه اول بسیار بزرگ خواهند بود ولی اگر از فولاد استفاده کنیم به مشکلی بر نخواهیم خورد البته ابعاد بزرگ اعضای بتنی ممان اینرسی  بسیار بزرگ تری نسبت به اعضای فولادی دارد. سازه بتنی نیز سختی بیشتری و در نتیجه رفتار سازه ای مناسب تری خواهد داشت.

 برای مشاوره رایگان با ما تماس بگیرید 09125772622

-مقاومت در برابر زلزله:

حرکت زمین در اثر زلزله موجب اعمال نیروهای درونی در سازه می‌شود .به عبارت بهتر سازه روی زمینی که به صورت تصادفی در حال حرکت است ،باید ایستا باشد و قابلیت تحمل نیروهای ناشی از ارتعاش را داشته باشد. در سازه های بتنی مسلح به علت وزن بالاتر نسبت به سازه های فلزی مقدار نیروی لرزه ای نیز بیش از اسکلت فلزی است .تجربه نشان داده است که در خسارت بر ساختمانهای کوتاه و صلب که در زمینهای محکم ساخته شده اند زیاد بوده و ساختمان های بلند و انعطاف پذیر ی که در زمینهای نرم ساخته شده اند خسارات بیشتری از زلزله دیدند. به عبارت دیگر در زمین های نرم که پریود ارتعاش زمین نسبتاً بزرگ است ساختمان های کوتاه نتایج بهتری داده اند و برعکس در زمین های سفت با پریود کوچک ساختمان های بلند احتمال خرابی کمتری دارند .

این نکته مهمی در خرابی های بعد از زلزله می باشدکه گاه از خود زلزله مخرب تر است .مثال آتش سوزی های مهیب در اثر ترکیدن لوله های گاز که با توجه به این که بلافاصله امکان اطفاء حریق نیست طراحی آن باید به نحوی باشد که ساختمان بتواند تا چند ساعت بعد از وقوع آتش‌سوزی آتش را با حداقل خسارت وارده تحمل نماید.

در مقایسه با سازه های فولادی سازه های بتنی مقاومت بالاتری در برابر آتش سوزی دارند در ساختمان با اسکلت فلزی بعد از زلزله قابلیت ترمیم نسبت به سازه های بتنی بیشتر است و  سازه های فلزی را می‌توان با الحاق اعضای کمکی مقاومت سازه را به حد مطلوب رساند.

مزایای سازه های فولادی

1. سرعت بالاتر اجرای سازه
2.  یکپارچگی بهتر کل اسکلت : به همین دلیل نتایج محاسبات سازه به واقعیت نزدیک تر می باشد.
3. امکان توسعه تغییر در سازه به شکل مناسب تری وجود دارد.

مزایای سازه های بتنی

1. مقاومت در برابر آتش
2. مقاومت در شرایط مختلف آب و هوایی که  در صورت اجرای صحیح رطوبت هیچ آسیبی نخواهد زد
3.  صلبیت بیشتر نسبت به سازه های فولادی
4.  اتصال تیر و دیافراگم سقف به دلیل همگن بودن مناسب تر از سازه های فولادی است.
    

معایب سازه های بتنی

1.  اجرای آرماتوربندی و قالب بندی نیاز به تخصص و زمان بیشتری دارد.
2. سازه های بتنی  وزن بیشتری نسبت به سازه های فولادی دارند.

برای مشاوره رایگان با ما تماس بگیرید 09125772622

نتیجه گیری :

فولاد نسبت به بتن مقاومت بیشتری دارد .بنابراین می تواند تنش های بیشتری را تحمل کند، در نتیجه ساختمانهای فولادی ابعاد کمتری خواهند داشت .علاوه بر این فولاد شکل پذیری بیشتری نسبت به بتن دارد که این یک زنگ خطر خوب در سازه ها محسوب می شود .به عنوان مثال وقتی می‌بینیم یک تیر فولادی تغییر مکان زیادی داشته ، می‌فهمیم که باید ساختمان را تخلیه کنیم در صورتی که در سازه های بتنی یکباره فرو می‌ریزد .
در رابطه با طرح توسعه ؛هنگامی که طرح نیاز به تغییر دارد، در سازه‌های فولادی به راحتی می توانیم طرح توسعه را عملی کنیم ولی در سازه های بتنی این کار به راحتی میسر نیست و  باید از طریق کاشت میلگرد و یا کاشت بولت انجام پذیرد.