مزایا و معایب ساختمانهای فلزی

بازدید: ۳,۲۹۸







احداث ساختمان بمنظور رفع احتیاج انسانها صورت گرفته و مهندسین، معماران
مسئولیت تهیه اشکال و اجراء مناسب بنا را برعهده دارند؛ محور اصلی مسئولیت
عبارت است از:
الف ) ایمنی ب ) زیبائی ج) اقتصاد

با توجه به اینکه ساختمان های احداثی در کشور ما اکثرا" بصورت فلزی یا بتنی
بوده و ساختمانهای بنایی غیر مسلح با محدودیت خاص طبق آئین نامه ۲۸۰۰ زلزله
ایران ساخته میشود، آشنایی با مزایا و معایب ساختمانها می تواند درتصمیم گیری
مالکین ، مهندسین نقش اساسی داشته باشد.


مزایای ساختمان فلزی:






 مقاومت زیاد: مقاومت قطعات فلزی زیاد بوده و نسبت مقاومت به وزن از
مصالح بتن بزرگتر است ، به این علت در دهانه های بزرگ سوله ها و ساختمان های
مرتفع ، ساختمانهائی که برزمینهای سست قرارمیگیرند ، حائز اهمیت فراوان میباشد
.

 خواص یکنواخت : فلز در کارخانجات بزرگ تحت نظارت دقیق تهیه میشود ،
یکنواخت بودن خواص آن میتوان اطمینان کرد و خواص

آ
ن
بر خلاف بتن با عوامل خارجی تحت تاثیر قرار نمی گیرد ، اطمینان در یکنواختی
خواص مصالح در انتخاب ضریب اطمینان کوچک مؤثر است که خود صرفه جو یی در مصرف
مصالح را باعث میشود .

 دوام : دوام فولاد بسیار خوب است ، ساختمانهای فلزی که در نگهداری آنها
دقت گردد . برای مدت طولانی قابل بهره برداری خواهند بود

– خواص ارتجاعی

: خواص مفروض ارتجاعی فولاد با تقریبی بسیار خوبی مصداق عملی دارد . فولاد تا
تنشهای بزرگی از قانون هوک بخوبی پیروی مینماید . مثلآ ممان اینرسی یک مقطع
فولادی را میتوان با اطمینان در محاسبه وارد نمود . حال اینکه در مورد مقطع
بتنی ارقام مربوطه چندان معین و قابل اطمینان نمی باشد .

 شکل پذیری : از خاصیت مثبت مصالح فلزی شکل پذیری ان است که قادرند
تمرکز تنش را که در واقع علت شروع خرابی است ونیروی دینامیکی و ضربه ای را تحمل
نماید ،در حالیکه مصالح بتن ترد و شکننده در مقابل این نیروها فوق العاده ضعیف
اند. یکی از عواملی که در هنگام خرابی ،عضو خود خبر داده و ازخرابی ناگهانی
وخطرات ان جلوگیری میکند.

 پیوستگی مصالح : قطعات فلزی با توجه به مواد متشکه آن پیوسته و همگن می
باشد و ولی در قطعات بتنی صدمات وارده در هر زلزله به پوشش بتنی روی سلاح
میلگرد وارد میگردد ، ترکهائی که در پوشش بتن پدید می آید ، قابل کنترل نبوده و
احتمالا" ساختمان در پس لرزه یا زلزله بعدی ضعف بیشتر داشته و تخریب شود .



مقاومت متعادل مصالح،مقاومت

: مصالح فلزی در کشش و فشار یکسان ودر برش نیز خوب و نزدیک به کشش وفشار است
.در تغییر وضع بارها، نیروی وارده فشاری ، کششی قابل تعویض بوده و همچنین
مقاطعی که در بار گذاری عادی تنش برشی در انها کوچک است ، در بارهای پیش بینی
شده ،تحت اثر پیچش و در نتیجه برش ناشی از ان قرار میگیرند. در ساختمانهای بتنی
مسلح مقاومت بتن در فشار خوب ، ولی در کشش و یا برش کم است.
پس در صورتی که مناطقی احتمالآتحت نیروی کششی قرار گرفته و مسلح نشده باشد
تولید ترک و خرابی مینماید.

 انفجار : در ساختمانهای بارهای وارده توسط اسکلت ساختمان تحمل شده ، از
قطعات پرکننده مانند تیغه ها و دیواره ها استفاده نمی شود . نیروی تخریبی
انفجار سطوح حائل را از اسکلت جدا می کند و انرژی مخرب آشکار میشود ، ولی
ساختمان کلا" ویران نخواهد گردید . در ساختمانهایی بتن مسلح خرابی دیوارها باعث
ویرانی ساختمان خواهد شد .

 تقویت پذیری و امکان مقاوم سازی : اعضاء ضعیف ساختمان فلزی را در اثر
محاسبات اشتباه ، تغییر مقررات و ضوابط ، اجراء و …. میتوان با جوش یا پرچ یا
پیچ کردن قطعات جدید ، تقویت نمود و یا قسمت یا دهانه هائی اضافه کرد .

 شرایط
آسان ساخت و نصب

: تهیه قطعات فلزی در کارخانجات و نصب آن در موقعیت ، شرایط جوی متفاوت با
تهمیدات لازم قابل اجراء است .

 سرعت نصب : سرعت نصب قطعات فلزی نسبت به اجراء قطعات بتنی مدت زمان
کمتری می طلبد .

 پرت مصالح : با توجه به تهیه قطعات از کارخانجات ، پرت مصالح نسبت به
تهیه و بکارگیری بتن کمتر است .

 وزن کم : ‌میانگین وزن ساختمان فولادی را می توان بین ۲۴۵ تا ۳۹۰
کیلوگرم بر مترمربع و یا بین ۸۰ تا ۱۲۸ کیلوگرم بر مترمکعب تخکین زد ، درحالی
که در ساختمانهای بتن مسلح این ارقام به ترتیب بین ۴۸۰ تا ۷۸۰ کیلوگرم
برمترمربع یا ۱۶۰ تا ۲۵۰ کیلوگرم برمترمکعب می باشد .

 اشغال فضا :‌ در دو ساختمان مساوی از نظر ارتفاع و ابعاد ، ستون و
تیرهای ساختمانهای فلزی از نظر ابعاد کوچکتر از ساختمانهای بتنی میباشد ، سطح
اشغال یا فضا مرده در ساختمانهای بتنی بیشتر ایجاد میشود .

 ضریب نیروی لرزه ای : حرکت زمین در اثر زلزله موجب اعمال نیروهای درونی
در اجزاء ساختمان میشود ، بعبارت دیگر ساختمان برروی زمینی که بصورت تصادفی و
غیر همگن در حال ارتعاش است ، بایستی ایستایی داشته و ارتعاش زمین را تحمل کند
. در قابهای بتن مسلح که وزن بیشتر دارد ، ضریب نیروی لرزه ای بیشتر از قابهای
فلزی است . تجربه نشان میدهد که خسارت وارده برساختمانهای
کوتاه
و صلب که در زمینهای محکم ساخته شده اند ، زیاد است
. درحالیکه در ساختمانهای بلند و انعطاف پذیر ، آنهائی که در زمینهائی نرم
ساخته شده اند ، صدمات بیشتری از زلزله دیده اند . بعبارت دیگر در زمینهای نرم
که پریود ارتعاش زمین نسبتا" بزرگ است ، ساختمان های کوتاه نتایج بهتری داده
اند و برعکس در زمینهای سفت با پریود کوچک ، ساختمان بلند احتمال خرابی کمتر
دارند.

عکس العمل ساختمانها در مقابل حرکت زلزله بستگی به مشخصات خود ساختمان از نظر
صلبیت و یا انعطاف پذیری آن دارد و مهمترین مشخصه ساختمان در رفتار آن در مقابل
زلزله ، پریود طبیعی ارتعاش ساختمان است.



معایب ساختمانهای فلزی:






 ضعف در دمای زیاد : مقاومت ساختمان فلزی با افزایش دما نقصان می یابد . اگر
دکای اسکلت فلزی از ۵۰۰ تا ۶۰۰ درجه سانتی گراد برسد ، تعادل ساختمان به خطر می
افتد .

 خوردگی و فساد فلز در مقابل عوامل خارجی : قطعات مصرفی در ساختمان فلزی در
مقابل عوامل جوی خورده شده و از ابعاد آن کاسته میشود و مخارج نگهداری و محافظت
زیاد است .

 تمایل قطعات فشاری به کمانش : با توجه به اینکه قطعات فلزی زیاد و ابعاد مصرفی
معمولا" کوچک است ، تمایل به کمانش در این قطعات یک نقطه ضعف بحساب می رسد .

 جوش نامناسب : در ساختمانهای فلزی
اتصال قطعات به همدیگر با جوش ، پرچ ، پیچ صورت میگیرد . استفاده از پیچ و مهره
وتهیه ، ساخت قطعات در کارخانجات اقتصادی ترین ، فنی ترین کار می باشد که در
کشور ما برای ساختمانهای متداول چنین امکاناتی مهیا نیست . اتصال با جوش بعلت
عدم مهارت جوشکاران ، استفاده از ماشین آلات قدیمی ، عدم کنترل
دقیق توسط مهندسین ناظر ، گران بودن هزینه آزمایش جوش و …… برزگترین ضعف
میباشد.

تجربه ثابت کرده است که سوله های ساخته شده در کارخانجات درصورت رعایت مشخصات
فنی و استاندارد ، این عیب را نداشته و دارای مقاومت سازه ایی بهتر در برابر
بارهای وارده و نیروی زلزله است.



دانلود این مقاله
 

منابع:

۱- بتن و بتن فولادی ، دکتر شمس الدین مجابی

۲- رفتار و طرح لرزه ای ساختمانهای بتن مسلح و فلزی ، عباس تسنیمی

۳- طرح و محاسبات ایستائی – آرگ مگردیچیان

۴- آئین نامه ۲۸۰۰ و بتن ایران

۵- سازه های فلزی ، شاپور طاحونی

۶-
انجمن
عمران آموزش عالی نجف آباد_اصفهان

 

لینک های دانلود

2 نفر دیدگاه خود را ثبت کردند.

نظر شما چیست؟

لطفاً نظرات خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید