انواع اسکلت ساختمان و کاربردهای آنها

هر ساختمانی اسکلت بندی خاص خود را دارد. مهندس محاسب با توجه به محل اجرای پروژه و خصوصیات آب و هوایی آنجا، شرایط و کیفیت اجرا، عوامل اقتصادی و فنی، در نهایت بنا به درخواست کارفرما نوع اسکلت ساختمان را تعیین می کند.

بدون وجود اسکلت ساختمان، بناها در عرض چند ثانیه تبدیل به تپه ای از خاک می شوند. در واقع استحکام ساختمان و ساختار آن را نوع اسکلت ساختمان مشخص می کند. به طور کلی براساس نوع مصالح به کار رفته در ساختمان ها، اسکلت ساختمان به انواع اسکلت فلزی، اسکلت بتنی و اسکلت چوبی تقسیم می شود.

انتخاب اسکلت ساختمان بسیار مهم است، زیرا بعد از اجرای ساخت و ساز دیگر امکان تغییر وجود ندارد مگر اینکه سازه قبلی به طور کامل تخریب شود.

اسکلت چوبی:

اسکلت چوبی با توجه به موقعیت مکانی و نوع شرایط آب و هوایی استفاده می شود. در کشورهایی مثل آمریکای شمالی، استرالیا، بخش شمالی اروپا، همچنین در شمال ایران که آب و هوای مرطوبی دارد و دارای جنگل های انبوه است، کاربرد بسیاری دارد.

در واقع یکی از انواع اسکلت های ساختمانی اولیه، اسکلت چوبی است. استفاده از این نوع اسکلت در مناطق معتدل کاربرد فراوانی داشته است، که معنی در دسترس بودن درخت و چوب در این مناطق برای ساخت و ساز را می دهد. به دلیل ارزان قیمت بودن چوب، شکل پذیر بودنش و سبک شدن سازه، سازگار بودن اسکلت چوبی با محیط های مرطوب، خانه های مسکونی کوچک در این مناطق بیشتر با اسکلت چوبی ساخته می شوند. برای ساختمان سازی با اسکلت چوبی به حمل و نقل وسایل با تجهیزات سنگین نیازی وجود ندارد.

از اسکلت چوبی برای ساخت موارد زیر استفاده می شود:

برای اسطبل ها

برای محل هایی که قایق ها نگهداری می شوند

برای ساختن ساختمان های تفریحی

برای ساختن ساختمان های کشاورزی

برای ساختن ساختمان های تجاری و اقتصادی که ارتفاع کمی دارند

برای گاراژ کامیون ها

 مزایا:

اسکلت بندی ارزان و مقرون به صرفه بودن

سبکی اسکلت چوبی و در نتیجه وزن کم ساختمان

سرعت بخشیدن در اجرای پروژه

سازگار بودن با آب و هوای مرطوب

معایب:

استحکام و مقاومت کم در برابر خطرات و بلایای طبیعی مثل طوفان، زلزله، آتش سوزی

آسیب رساندن به محیط زیست به دلیل قطع درختان

به دلیل معایبی که ذکر شد امروزه اسکلت چوبی طرفداری ندارد، در نتیجه استفاده از این نوع اسکلت رونق چندانی ندارد.

اسکلت فلزی:

با پیشرفت روزافزون تکنولوژی و ذوب کردن آهن و ابداع شدن فولاد، استفاده از اسکلت فلزی در صنعت ساختمان سازی افزایش پیدا کرد. امروزه برای مناطقی که آب و هوای خشک و زمین هایی با خاک سفت و سخت یا حالت صخره ای دارند، از اسکلت فلزی استفاده می شود. با توجه به کاربری های متفاوت و ارتفاع متغیر انواع سازه ها، اسکلت فلزی نیز انواع مختلفی دارد.

در اسکلت فلزی برای اتصال قطعات از روش های مختلفی مثل جوش دادن، اتصال پیچ و مهره و پرچ کردن استفاده می شود. روش جوش دادن برای اتصال قطعات به دلیل عدم مهارت جوشکارها یا قدیمی بودن ماشین آلات، هزینه بر بودن و کنترل نکردن مهندس ناظر مشکلاتی را در پی دارد. در مقابل اتصال پیچ و مهره به جای جوش دادن، از سازه های اسکلت فلزی در برابر فشارهای ناشی از زلزله، باد و خوردگی فلزات محافظت بیشتری می کند. در نتیجه موجب استحکام بیشتر و سرعت تندتر اجرای پروژه می شود. این روش باعث دوام و ماندگاری طولانی تر سازه های اسکلت فلزی در مدت زمان طولانی می شود. بنابراین امروزه در سازه های فلزی بیشتر از اتصال پیچ و مهره و کمتر از روش های پرچ و جوشکاری استفاده می شود.

مزایا:

مقاومت بسیار بالای فولاد در برابر انواع کشش و فشار که حتی از بتن هم مقاومت بیشتری دارد، در نتیجه سازه اسکلت فلزی از استحکام زیادی برخوردار است و در صورت نگهداری صحیح، دوام و ماندگاری بسیاری دارد.

در اسکلت فلزی حجم ستون ها و تیرها کمتر از اسکلت بتنی بوده، فضای مرده به حداقل رسیده که موجب حجم کمتر ساختمان های فلزی می شود.

مقاوم سازی بیشتر که با اضافه کردن و متصل کردن چند قطعه به یکدیگر حاصل شده و اجزای ضعیف را مستحکم می کنند.

در برابر نیروهای دینامیکی و ضربه ای فلزات تمرکز بیشتری دارند و فشار بیشتری را متحمل می شوند، در صورتیکه بتن ترد است و شکنندگی بالاتری دارد و نسبت به فلز عملکرد ضعیف تری را در این مورد دارد.

امکان توسعه دادن سازه در اسکلت فلزی با اضافه کردن بخش های جدید و ایجاد تغییرات بعد از ساخت طبقات وجود دارد.

فولاد در برابر زلزله مقاوم تر است، زیرا ضریب نیروی لرزه ای کمتری دارد، بنابراین دارای استحکام زیاد و خواص مکانیکی خوبی است.

به دلیل اینکه فولاد فلز است و شکل پذیری بالایی دارد، قابلیت کاربرد در ارتفاع زیاد را داراست.

فولاد وزن کمتری به نسبت بتن داشته و فضای کمتری را هم اشغال می کند و سرعت نصب بیشتری دارد.

با توجه به تولید قطعات سازه های فلزی در کارخانه و اینکه از طریق ذوب کردن این قطعات، می توان تولیدات جدید انجام داد، هزینه کمتری داشته و از هدر رفتن مصالح جلوگیری شده و به صرفه تر است.

با توجه به اینکه امکان پیش ساخته کردن قطعات در ساختمان های فولادی وجود دارد، در مدت زمان ساخت صرفه جویی می شود، همین امر باعث کاربرد بیشتر اسکلت فلزی می شود.

معایب:

از مهمترین معایب اسکلت فلزی نیاز داشتن به هزینه و سرمایه بالا برای شروع کار است.

مقاومت کم اسکلت فلزی در برابر آتش سوزی که باعث سرعت بیشتر تخریب شده، در نتیجه خسارات جانی و مالی فراوانی به همراه دارد.

اسکلت فلزی در برابر عوامل محیطی و رطوبت و اکسیژن هوا نیز آسیب پذیر بوده و دچار خوردگی یا زنگ زدگی شده، به این ترتیب عمر مفیدش کاهش پیدا می کند.

با توجه به تعداد زیاد قطعات فلزی، این نوع اسکلت در اثر فشار به خمش و کمانش تمایل دارد و همین امر موجب آسیب دیدن بیشتر قطعات کوچکتر می شود.

بیشتر اتصالات در کشور ما به صورت جوشی است. جوش نامناسب که در نتیجه عدم تخصص و مهارت کم جوشکاران است و قدیمی بودن ماشین آلات و عدم کنترل مهندسین ناظر، سبب نا ایمن بودن این اتصالات شده است.

اسکلت بتنی:

اسکلت بتنی در اصل همان سازه بتنی است که امروزه در بیشتر پروژه های ساختمانی استفاده می شود. شاه تیرها و همچنین ستون های باربر در این سازه ها از بتن آرمه تشکیل می شوند. در ساخت بتن آرمه از سیمان، شن و ماسه، میلگردهای ساده و یا آجدار فولادی استفاده شده و در مناطق مرطوب که زمین خاک نرم تری دارد کاربرد فراوانی دارد. به طور کلی در پله ها، ستون ها و فوندانسیون از سازه بتنی استفاده می شود، البته این سازه در انواع مکان ها نیز قابل استفاده است.

کاربرد اسکلت بتنی در ساخت سد و دیوارهای حائل آن، ساخت پل، ساخت سقف و ستون و تیرها و کف در ساختمان ها، ساخت باند فرودگاه و سوله هواپیما، ساخت اسکله ها و دیوار ساحلی و … می باشد.

مزایا:

تمام مصالح سازه های بتنی اعم از شن و ماسه، سیمان و میلگرد بومی هستند و با قیمت ارزان تر به آسانی تهیه شده و در بیشتر مناطق آب و هوایی اجرایی است، همچنین امکان خرید بتن آماده و با کیفیت هم وجود دارد.

بتن را به دلیل قابلیت شکل دهی بسیار بالایی که دارد به سهولت می توان به شکل دلخواه و مورد نظر درآورد. اما فولاد در کارخانه تولید شده و در مقاطع و اشکال محدود ساخته می شود.

بتن مقاومت بسیار زیادی در برابر آتش سوزی دارد، یک ساختمان بتنی ساعت ها می تواند در برابر آتش سوزی مقاومت کرده و فرو نریزد.

مقاومت خوب بتن در مقابل رطوبت و آب باعث شده که هیچ مشکلی برای بتن و میلگردهایی که داخلش هست ایجاد نشود.

ساختمان هایی که دارای اسکلت بتنی هستند، در صورت رعایت ضوابط و استانداردهای لازم کمتر به نگهداری و محافظت نیاز دارند.

ساختمان های دارای اسکلت بتنی به دلیل مقاوم بودن بتن در برابر عوامل مخرب شیمیایی مثل باران های اسیدی و نور خورشید نسبت به فولاد، عایق حرارتی و صوتی بهتری می باشند.

معایب:

وزن تمام شده ی سازه زیاد است و بار زیادی به فوندانسیون وارد نموده که عمر مفیدش را کاهش می دهد.

مدت زمان اجرای ساختمان ها با اسکلت بتنی  نسبت به اسکلت فلزی بیشتر است.

بتن مقاومت کششی پایین تری نسبت مقاومت فشاری بالای خود دارد. به این ترتیب برای مسلح نمودن از آرماتورهای فولادی در ناحیه کشش بتن استفاده می شود.

در ساختمان های بتنی گرما و سرما به راحتی به داخل ساختمان منتقل می شود.

در صورت معیوب شدن عضوی از ساختمان با اسکلت بتنی امکان ترمیم و تعویض آن بسیار مشکل است.

بتن در مقابل انفجار بسیار ضعیف عمل کرده، با گذشت زمان افت می کند و در برابر طوفان و زلزله مقاومتش کم می شود.

به دلیل کنترل کیفیت بتن در کارگاه، تضمین کیفیتش به نسبت فولاد کمتر است.

بتن باید بلافاصله یا نهایتا دو ساعت بعد از ساخت استفاده شود، زیرا شرایط آبی و هوایی در اجرای آن تاثیرگذار است.

مطالب بیشتر: