سازه فولادی چیست

سازه فولادی

سازه های فولادی به دلیل استحکام بالا، سبک وزن، استحکام کلی عالی و تغییر شکل پذیری قوی یکی از رایج ترین انواع سازه های ساختمانی هستند. این باعث می شود که آنها به ویژه برای ساختمان های با دهانه بزرگ، بسیار مرتفع و فوق سنگین مناسب باشند. سازه های فولادی شامل تیرهای فولادی، ستون ها، خرپاها, پروفیل ها و سایر اجزای بخش فولادی و ورق های فولادی است که توسط جوش، پیچ و مهره یا پرچ به هم متصل می شوند.

جهت اطلاع از قیمت فولاد زنگ نزن 304 کلیک نمایید.

 

مشخصات فولاد

مواد سازه فولادی که معمولاً در کشورهای مختلف استفاده می شود عبارت است از فولاد ابزار کربنی همچون فولاد st37 و فولاد st52 که در اشکال مختلف تولید و مطابق استاندارد هر کشور عرضه می شوند از جمله استاندارد های بین المللی مواد سازه فولادی می توان به موارد زیر اشاره نمود.

استاندارد ایالات متحده آمریکا:  ASTM A36، ASTM A572، ASTM A992، ASTM A514، ASTM A709 . در این میان، ASTM A36 یکی از پرکاربردترین مواد فولادی کم کربن است .

جهت اطلاع از قیمت ورق گالوانیزه آجدار کلیک نمایید.

 

استاندارد اروپا:  S235JR، S275JR، S355JR، S420MC، S460MC . در این میان، S355JR  یکی از متداول ترین مصالح فولادی سازه ای است که مورد استفاده قرار می گیرد.

استاندارد ژاپن: SS400، SM490، SM520، SM570، و غیره. در این میان، SS400  یکی از متداول ترین مصالح سازه ای فولادی است.

استاندارد چین: Q235، Q355، Q420، Q460، Q690، و غیره. Q235B و Q355B متداول ترین مواد فولادی کم کربن هستند.

استفاده از فولاد های st37 , st52 به خاطر خواص مکانیکی و دسترسی پذیری که دارند آنها را به متریالی متداول در صنعت ساخت و ساز بدل کرده است از طرفی صرفه اقتصادی و قیمت فولاد st37 همچنین قیمت فولاد st52 آنها را به باصرفه ترین فولاد ساختمانی بدل نموده است.

جهت اطلاع از قیمت لوله گوشتدار کلیک نمایید.

انواع پروفیل ساختمانی

ساختمان های فولادی بیشتر از مقاطع و پروفیل ساختمانی های نام برده در زیر ساخته شده اند.

• پروفیل تسمه
• پروفیل نبشی
• پروفیل ناودانی
• پروفیل گرد
• پروفیل لوله
• تیرآهن
• ورق

جزئیات ساختار فولادی برای ساختار قاب سخت

سازه سخت قاب پورتال یک ساختمان یک طبقه از فولاد با تیرها و ستون های به هم پیوسته است. دارای طراحی ساده، اجزای سبک وزن و مزیت افزوده پیش ساخته بودن تمام عناصر آن برای مونتاژ آسان در محل است. این ویژگی‌ها آن را برای سازه‌های مختلف، از جمله انبارهای صنعتی و تجاری، کارگاه‌ها، انبارها، ساختمان‌های مرغداری و آشیانه هواپیما ایده‌آل می‌کند.

جهت اطلاع از قیمت تسمه mo40 کلیک نمایید.

سازه‌های قاب صلب را می‌توان به دسته‌های مختلفی طبقه‌بندی کرد، از جمله تک دهانه (نشان داده شده در شکل a)، دو دهانه (نشان داده شده در شکل  b) ، چند دهانه (نمایش در شکل c)، قاب فولادی کنسول (نشان داده شده در شکل d ) و قاب های فولادی با قاب های مجاور (نمایش در شکل  e). اتصال بین ستون ها و تیرهای سقف در قاب های صلب چند دهانه از یک الگوی لولایی پیروی می کند. سقف های تک شیب (نشان داده شده در شکل  f) یک ویژگی مشترک در این سازه ها است.

یک قاب صلب چند دهانه متشکل از چندین سقف دو شیب قابل اجرا است (همانطور که در شکل G دیده می شود). سطح مقطع تیر-ستون می تواند یکنواخت یا از نظر اندازه متفاوت باشد و ستون ها می توانند به صورت لولایی یا محکم در پایه متصل شوند.

جهت اطلاع از فروش فولاد سمانته کلیک نمایید.

طول و عرض ساختمان فولادی

با رعایت این اصل کلی که طول بیشتر از عرض است، استفاده از فولاد در یک قاب سفت و سخت می تواند بهینه شود و نیاز فولاد را کاهش دهد و سیستم مهاربندی کارآمدتری ایجاد کند. این به نوبه خود مصرف کلی فلز را در سیستم مهاربندی کاهش می دهد.

 

مثال 1: اندازه ساختمان 60×50 متر است. 60 متر باید به عنوان طول و 50 متر به عنوان عرض استفاده شود، یعنی: (L) 60×50 (W)، نه (L) 50×60 (W).

فاصله ستون

مقرون به صرفه ترین فاصله ستون بارهای استاندارد بین 7.5 تا 9 متر است. فراتر از 9 متر، استفاده از فولاد در پرده های سقف و دیوارها بیش از حد می شود که منجر به هزینه های کلی بالاتر می شود. بار استاندارد مورد اشاره در اینجا شامل بار زنده سقف 0.3 کیلونیوتون بر متر مربع و فشار باد ضروری 0.5 کیلونیوتون بر متر مربع است. اگر بار بیشتر باشد، فاصله بهینه ستون باید بر این اساس کاهش یابد. در مورد ساختمان های کارگاهی مجهز به جرثقیل با وزن بیش از 10 تن، فاصله ایده آل ستون ها به دلایل مالی باید بین 6 تا 7 متر باشد.

جهت اطلاع از قیمت لوله مانیسمان کلیک نمایید.

در مورد فاصله ستون‌ ها ناهموار، قرار دادن ستون‌ ها نزدیک‌ تر به هم در دهانه‌ های انتهایی توصیه می‌شود، جایی که بارهای باد قوی‌تر از دهانه مرکزی است. به‌علاوه، هنگام استفاده از طرح پرلین پیوسته، دهانه انتهایی و دهانه میانی نسبت به دهانه‌ های دیگر انحراف بیشتری را تجربه می‌کنند. با استفاده از فاصله ستون‌های دهانه انتهایی کوچک‌تر، طراحی دیوارهای سقف قابل مدیریت و مقرون به صرفه‌تر می‌شود.

مثال 1: طول ساختمان = 70 متر

ستون اقتصادی فاصله موجود است: 1 @ 7 + 7 @ 8 + 1 @ 7 یا 1 @ 8 + 6 @ 9 + 1 @ 8

مثال 2: طول ساختمان = 130 متر، با جرثقیل 10 تنی

فاصله ستون اقتصادی ترجیح داده می شود: 1 @ 5.5 + 17 @ 7 + 1 @ 5.5 یا 20 @ 6.5

جهت اطلاع از قیمت تیرآهن هاش اصفهان کلیک نمایید.

 

تعیین یک بازه معقول

دهانه یک ساختمان فلزی تا حد زیادی با استفاده مورد نظر و فرآیندهای تولید آن تعیین می شود. برخی از مالکان حتی ممکن است درخواست کنند که سازنده بر اساس نیازهای خاص ساختمان، یک بازه اقتصادی تر را تعیین کند. یک دهانه معقول باید بر اساس ارتفاع ساختمان فولادی تعیین شود. هنگامی که ارتفاع ستون و بار ثابت می ماند، افزایش دهانه می تواند باعث صرفه جویی در فضا، به حداقل رساندن هزینه های فونداسیون و مزایای کلی هزینه شود، علیرغم افزایش جزئی در مصرف فولاد برای قاب صلب.

برای اطلاعات بیشتر درباره لوله ها می توانید به مقاله لوله مانیسمان چیست مراجعه نمایید.

جهت اطلاع از قیمت ورق استیل 304 کلیک نمایید.

محاسبات نشان می دهد که وقتی ارتفاع لبه ها 6 متر است، فاصله ستون ها 7.5 متر است، و شرایط بار ثابت است، مصرف فولاد قاب صلب (ساخته شده از فولاد  Q355B) بین 10-15 کیلوگرم بر متر مربع برای عرض های بین 18 متغیر است. 30 متر برای واحدهای قاب صلب بین 21-48 متر، مصرف فولاد 12-24 کیلوگرم بر متر مربع است. در مواردی که ارتفاع لبه 12 متر و عرض آن بیش از 48 متر باشد، استفاده از یک قاب سفت و سخت چند دهانه با ستون تابدار که در وسط قرار دارد می تواند منجر به صرفه جویی بیش از 40 درصد شود. بنابراین، انتخاب یک دهانه اقتصادی تر بر اساس الزامات خاص هنگام طراحی یک ساختار پورتال صلب به جای هدف گذاری برای یک ساختار بزرگ توصیه می شود.

جزئیات سازه فولادی – شیب سقف

شیب سقف بر اساس عوامل متعددی از جمله ساختار سقف، طول شیب برای زهکشی و ارتفاع ستون ها تعیین می شود. به طور معمول، شیب سقف از 1/10 تا 1/30 متغیر است. تحقیقات نشان داده است که شیب های مختلف سقف به طور قابل توجهی بر میزان فولاد استفاده شده در قاب های فولادی صلب تأثیر می گذارد. نتایج زیر بر اساس محاسبات و تحلیل میزان مصرف فولاد در شیب های مختلف سقف، با دهانه تک 42 متر و ارتفاع لبه 6 متر است.

جهت اطلاع از قیمت ورق گالوانیزه کلیک نمایید.

وزن یک سازه قاب با شیب سقف 0.5:10 برابر با  3682 کیلوگرم است، در حالی که وزن یک قاب با شیب سقف 1:10 برابر با  3466 کیلوگرم است. یک قاب با شیب سقف 1.5:10 برابر با  3328 کیلوگرم و شیب سقف 2:10 برابر با  3240 کیلوگرم وزن دارد.

بنابراین، برای یک قاب سخت تک دهانه، یک راه برای کاهش وزن آن، افزایش شیب سقف است، زیرا شیب بزرگتر به معنای نیاز به فولاد کمتر است. با این حال، این برای یک قاب چند دهانه صادق نیست. شیب تند فلز مورد استفاده در قاب را افزایش می دهد و در نتیجه ستون داخلی طولانی تر می شود.

هنگامی که دهانه یک ساختمان قابل توجه است، افزایش شیب می تواند انحراف تیر فولادی سقف را کاهش دهد. بر اساس تحقیقات و محاسبات انجام شده مقرون به صرفه ترین شیب ها به شرح زیر است:

برای ساختمان های چند دهانه: 1:20

برای دهانه های تک دهانه کمتر از 45 متر: 0.5:10

برای دهانه های تک دهانه کمتر از 60 متر : 1.5:10

برای تک دهانه های بیش از 60 متر: 2:10

شایان ذکر است که وجود یک دیوار جان پناه نیز بر شیب سقف تأثیر می گذارد. شیب تند باعث افزایش هزینه دیوار پاراپت می شود.

جهت اطلاع از قیمت میلگرد اصفهان 14 کلیک نمایید.

 

جزئیات ساختار فولادی – ارتفاع پیشرو

ارتفاع پیشرو نقش مهمی در تعیین هزینه یک ساختمان فولادی پیش ساخته ایفا می کند و بر جنبه های مختلفی مانند:

افزایش ارتفاع لبه جلو باعث افزایش روکش دیوار، دور دیوار و استفاده از فولاد برای ستون ها می شود.

بدون مهاربندی جانبی، ارتفاع لبه جلویی تأثیر عمیق تری بر وزن قاب می گذارد و در نتیجه بار باد را افزایش می دهد. اگر نسبت ارتفاع به عرض ساختمان بالاتر از 0.8 باشد، تغییر پایه ستون از لولایی به صلب ممکن است برای کنترل جابجایی جانبی ضروری باشد.

ارتفاع پیشرو توسط عوامل مختلفی تعیین می شود، از جمله

جهت اطلاع از قیمت ورق گالوانیزه اجدار کلیک نمایید.

ارتفاع مورد نیاز در آستانه.

ارتفاع خالص سازه نیم طبقه و ارتفاع تیر میزانسن در صورت وجود.

ارتفاع تیر جرثقیل و قلاب جرثقیل در صورت موجود بودن جرثقیل.

بخش دمایی ساختمان های فولادی پیش ساخته تابع دستورالعمل های خاصی است. در این آیین نامه آمده است که حداکثر طول ساختمان نباید از 300 متر و عرض آن از 150 متر تجاوز کند. طراحی ساختمان اولین محل قرارگیری درز انبساط قطعه بندی شده با دما را تعیین می کند. می توان آن را به عنوان یک راه اندازی دو ستونی (همانطور که در شکل a نشان داده شده است) یا یک اتصال انبساط تک ستونی با سوراخ های شکاف متصل به پرلین (شکل b) ترتیب داد.