یکی از صنایعی که در سال‌های اخیر و در بسیاری کشورها به‌طرز قابل ملاحظه‌ای پیشرفت داشته است، صنعت عمران و به‌طور کلی ساخت و ساز می‌باشد. افزایش روز افزون جمعیت، تقاضا برای ساختمان سازی و ساخت مناطق مسکونی را، افزایش می‌دهد.
با توسعه شهرسازی و ساختمان سازی در دنیای مدرن امروزی، برخلاف گذشته سازه های فولادی جدید و متنوعی در دست ساخت هستند. این سازه های فولادی جدید از ویژگی‌های منحصر به فردی برخوردار می‌باشند و هر کدام کاربری مختلفی دارا هستند.
در ادامه این مقاله قصد داریم ضمن معرفی این سازه های فولادی جدید، به بررسی موارد استفاده آن نیز بپردازیم. تا انتهای مطلب با شاهین فلز سپاهان همراه شوید.
سازه فلزی چیست؟
سازه فولادی به انگلیسی Steel Structure نامیده می‌شود و در واقع مجموعه‌ای از المان‌های فولادی است که به یک‌دیگر متصل شده‌اند و توانایی تحمل بار وارده را خواهند داشت. طراحی سیستم سازه‌ای یا سازه‌های فولادی بر عهده مهندسین سازه است.
انواع سازه های فولادی جدید کدام است؟
پیش‌تر به تعریف سازه فولادی پرداختیم. در سال‌های اخیر سازه های فولادی جدید ساخته شده‌اند که در وهله اول، شکل ظاهری آن‌ها، هر کدام را از یک‌دیگر متمایز می‌سازد. انواع سازه های فولادی جدید، شامل موارد زیر می‌شوند:
- سازه شاخه بندی شده
سازه شاخه بندی شده یا درختی ( به انگلیسی Branching Structure) یکی از انواع سازه های فولادی جدید است. این سازه استفاده از ستون‌های شبه درخت را برای پشتیبانی بهتر از ساختار کلی نشان می‌دهد. ستون مانند تنه درخت از زمین بلند می‌شود و سپس در نزدیکی قله شروع به انشعاب می‌کند تا در یک دهانه بزرگ‌تر گسترش پیدا کند. لازم به ذکر است که این ستون‌ها برای دهانه‌های بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- سازه غشایی
سازه غشایی دومین مورد از سازه های فلزی جدید به شمار می‌آیدو به انگلیسی Shell Structure نام دارد. غشا در حقیقت یک سطح منحنی بزرگ است که ضخامتی بسیار پایین در مقایسه با طول و عرض دارد. از غشا می‌توان به عنوان سقف برای سازه‌های سبک یا پوشش کامل ساختار استفاده شود. غشا در یک یا چند ناحیه، زمین را لمس می‌کند و بارهای سطح خود را از طریق این نقاط به زمین انتقال می‌دهد. از آن‌جایی که این ساختار به آزادی بیش‌تر ذهن معمار کمک می‌کند، از لحاظ معماری و طراحی محبوبیت بسیاری دارا است.
- سازه حبابی
به لحاظ ریاضی، سازه حبابی ساختاری سه بعدی است که نشان دهنده یک فرم ایده آل از حباب‌های هم اندازه می‌باشد. در حقیقت، این یک ساختار با حجم مساوی با حداقل سطح را نشان می‌دهد. سازه حبابی کاربردهای بسیاری دارد که معروف‌ترین آن، نماد آبی پکن می‌باشد. این نماد شامل یک ساختار قاب فولادی سبک حبابی است که از حباب‌های پر از هوا از یک ماده پلاستیکی شفاف ساخته شده است.
- سازه جعبه‌ای
سازه جعبه‌ای شبیه به جعبه‌های قرار گرفته شده بر روی یک دیگر است. اگر جعبه‌ها روی هم‌دیگر گذاشته شوند، با رعایت تعادل، یک ساختار ایستاده تشکیل می‌دهند. در ساختمان‌های مسکونی، جعبه‌های انباشته روی هم برای ثبات تضمین شده، نیاز به پشتیبانی بیش‌تری خواهند داشت.
در صورت وارد شدن بار افقی بر روی ساختار جعبه‌ای یا وزیدن باد شدید، ساختار سقوط می‌کند؛ اما تکیه‌گاه اضافی را می‌توان با استفاده از یک هسته سازه‌ای بتنی یا فولادی و از طریق قاب‌های اسکلتی فولادی مقاوم سازی نمود.
- سازه کششی
سازه کششی یکی دیگر از انواع سازه های فولادی جدید است که در انگلیسی Tensile structure نام دارد. در این سازه به جای حالت فشاری، از عناصری برای تحمل مقاومت کششی استفاده می‌شود. سازه چادری یکی از انواع سازه‌های کششی به شمار می‌آید و چادرهای کمپینگ، یک مثال ساده از سازه کششی هستند.
چادر در صورتی قائم و پایدار می‌شود که همه اجزای آن از جمله پارچه‌ها، تیرها و طناب‌ها در کشش کامل باشند. سازه‌های کششی در مقیاس بزرگ همان مفهوم را اعمال می‌کنند، اما با اجزای پیشرفته‌تر می‌توانند بارهای عظیم و شرایط مختلف محیطی را تحمل نمایند.
این سازه مزایای مختلفی همچون هزینه پایین لوازم اولیه، سهولت اجرا، برخورداری از طراحی بهینه و غیره دارا است و در موارد مختلفی همچون سالن‌های ورزشی، مناطق مسکونی، پارکینگ‌ها و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- سازه فضاکار
سازه فضاکار (به انگلیسی Space Frame) یکی دیگر از سازه های فولادی جدید می‌باشد و به‌طور کلی سازه‌ای دارای عملکرد سه بعدی است. در سازه‌های فضاکار بر عکس سازه‌های مسطح مانند خرپای صفحه‌ای، مجموعه بافتار، بارهای خارجی، نیروهای داخلی و تغییر مکان‌های سازه‌ای در فضای سه بعدی تعریف می‌شوند. سازه‌های فضاکار خود در انواع زیر دسته‌بندی می‌شوند:
- سازه های فضاکار شبکه‌‌ای شامل المان‌های منفصل
- سازه‌های فضاکار پیوسته نظیر دال‌ها، پوسته‌ها و غشایی‌ها
- سازه‌های فضاکار مرکب، ترکیبی از سازه‌های مشبک و پیوسته
- سازه تاشو
سازه تاشو به انگلیسی Folding Structure نامیده می‌شود و می‌توان آن را شکلی از ساختارهای غشایی در نظر گرفت. اما غشا همچون اوریگامی به جای خم شدن تا شده است. از صفحات تاشو می‌توان برای پوشش سطوح صفحه‌ای استفاده نمود که نیاز به تقویت کم‌تری نسبت به صفحات افقی مستقیم دارند. چین‌های شیب‌دار، ترکیب اسلب‌های افقی و تیرهای عمودی را در انتقال بارها به تکیه‌گاه ستون یا مستقیما به زمین انجام می‌دهند.
انواع سازه های فلزی سبک کدام است؟
امروزه از انواع سازه سبک فلزی به علت برخورداری از مزایایی همچون وزن پایین، انعطاف پذیری، دوام بالا، برخورداری از مقاومت و استحکام زیاد، هزینه مناسب، نصب آسان و غیره، استفاده بسیاری می‌شود. انواع این سازه‌ها شامل موارد زیر می‌شوند:
- سازه LSF
- سازه‌های پنلی
- سازه CFS
کلام آخر
در دنیای مدرن امروزی ساختمان‌های متنوع و جدیدی طراحی و تولید شده‌اند و کاربردهای بسیاری را شامل می‌شوند. انواع سازه های فولادی جدید شامل موارد مختلفی همچون سازه غشایی، حبابی، درختی، چادری، شاخه بندی و غیره می‌باشند که هر کدام شکل منحصر به خود را دارا هستند.
منبع(Resource): new technologies for steel constructions
سوالات متداول
تعریف سازه های جعبه ای چیست؟
سازه جعبه‌ای یکی از انواع سازه های فولادی جدید است که شبیه به جعبه‌های بر روی هم قرار گرفته است و به کمک روش‌های مختلف مقاوم سازی، استحکام آن افزایش می‌یابد.
انواع سازه های فلزی سبک کدامند؟
انواع سازه‌های سبک شامل مواردی همچون LSF، سازه پنلی و سازه CFS می‌شوند.
