فلزات و عناصر فولادی قرن‌ها است که توسط انسان‌ها در ساخت پروژه‌های مختلف استفاده می‌شوند و امروزه سازه‌های فلزی مختلفی به شکل صنعتی و غیر صنعتی تولید می‌شوند که مصالح و متریال اصلی آنها انواع فلزات و فولادهای کربنی و آلیاژی هستند. اولین سازه تمام فلزی ساخته شده در جهان یک پل چدنی است که در کشور انگلستان در سال 1779 ساخته شده اما به مرور زمان آهن و فولادهای کم کربن جایگزین چدن شده و در ساخت انواع سازه‌های فلزی و صنعتی به کار می‌روند. در ادامه مطلب بررسی خواهد شد که سازه صنعتی چیست و از چه ویژگی‌هایی برخوردار است.
سازه‌های فلزی صنعتی چیست؟
سازه فلزی (Steel Structure) در حقیقت به سازه‌هایی گفته میشود که در ساخت آن از انواع فلزات مختلف مانند آلومینیوم، آهن، فولاد، مس، روی، استیل و … استفاده میشود. این سازه‌ها به منظور پشتیبانی و حمایت از بارهای سنگین و ساختمانی به کار می‌روند. سازه‌های فلزی صنعتی می‌توانند در انواع صنایع مختلف مانند ساختمان‌سازی، صنایع دریایی، صنایع نفت و گاز و … به کار بروند. این سازه انواع مختلفی داشته و شامل مواردی همچون ستون‌ها، بالشتک‌ها، برج‌ها، پل‌ها، سقف‌ها و … هستند.
مطالعه بیشتر: انواع اسکلت ساختمان
ویژگی‌ها و مزایای سازه صنعتی چیست؟
سازه‌های فلزی و صنعتی امروزه در تمامی صنایع پیشرو و پویا جایگاه ویژه‌ای داشته و کاربردهای متعددی دارند. این سازه‌ها از ویژگی‌ها و مزیت‌های متعددی برخوردارند که مهم‌ترین آنها شامل موارد زیر هستند:
استحکام و مقاومت بالا
به صورت کلی استحکام و مقاومت بالا ویژگی و شاخصه اصلی فلزات است. سازه‌های فلزی نیز از استحکام و مقاومت بسیار خوبی برخوردارند و می‌توانند با وزن کمتر نسبت به سازه‌های دیگر (سنگی، بتنی و …) استحکام بیشتری داشته باشند و در برابر فشارها، تنش‌ها و … مقاومت بیشتری از خود نشان بدهند.
سرعت بالای اجرا و نصب
سازه‌های فلزی در کنار استحکام بالا از انعطاف‌پذیری بالایی در طراحی و نصب برخوردارند و اجرا و نصب آنها به زمان بسیار کمی نیاز دارد. در حقیقت اجرای این سازه‌ها با استفاده از عملیات جوشکاری، پیچ و مهره و … انجام میشود که نیازمند صرف زمان و هزینه‌های کمتری نسبت به سازه‌های دیگر است.
طول عمر و ماندگاری بالا
شاید تنها ایرادی که فلزات داشته باشند مقاومت کم تعدادی از آنها در برابر رطوبت و خوردگی باشد در غیر این صورت این سازه‌ها از طول عمر و ماندگاری بسیار خوبی برخوردارند. در صورتی که این سازه‌ها به خوبی اجرا و نگهداری شوند می‌توانند صدها سال عمر کنند.
انعطاف در طراحی
برای طراحی و اجرای سازه‌های فلزی می‌توان از طراحی‌های مختلفی استفاده کرد. در حقیقت فلزات انعطاف‌پذیری بالایی داشته و دست مهندسان برای اجرای هر نوع طرحی در اجرای سازه‌های فلزی باز خواهد بود. در اجرای این سازه‌ها از مقاطع مختلفی همچون تیرآهن، میلگرد، پروفیل، نبشی، لوله ها و … استفاده میشود و تنوع طرح بالایی خواهند داشت.
سازگاری با محیط زیست
یکی از مهم‌ترین ویژگی‌ها و مزایای استفاده از سازه‌های فلزی سازگاری بالای آنها با محیط زیست است. در حقیقت تمامی سازه‌های فلزی را می‌توان چندین مرتبه بازیافت کرده و مجدداً استفاده کرده و به همین دلیل هیچ آسیبی به محیط زیست وارد نخواهند کرد.
وزن پایین
سازه‌های فلزی در مقایسه با بسیاری از سازه‌های دیگر از وزن کمتری برخوردارند و می‌توانند تحمل بیشتری در برابر بارهای وارده داشته باشند.
اجزای اصلی سازه صنعتی چیست؟
سازه‌های صنعتی نیز هم همانند بسیاری از سازه‌های دیگر می‌توانند از قطعات و اجزای مختلفی تشکیل شوند و هر کدام از این اجزا می‌توانند ویژگی‌ها و وظایف مختلفی داشته باشند. به صورت کلی یک سازه فلزی صنعتی از 3 جز ساخته میشود که به شرح زیر هستند:
عضو اصلی شامل ستون‌های فولادی، تیرهای فولادی، آهن اسفنجی، ستون‌های مقاوم در برابر باد، تیرهای باند جرثقیل سقفی و … هستند و هر کدام از این سطح مقطع‌ها می‌توانند شک، ابعاد و ضخامت‌های مختلفی داشته باشند و به شیوه‌های متفاوتی به هم متصل شوند.
عضو ثانویه که شامل پرلین‌های C یا Z، مهاربندی افقی، مهاربندی عمودی و دیوارهای سقفی و… بوده و به پایداری کلی سازه کمک زیادی می‌کنند.
قطع آخر که شامل ورق‌های فولادی سقف و دیوارهای متصل به یکدیگر هستند و می‌توانند برای محافظت، صرفه‌جویی در انرژی و … به کار بروند.
در سازه‌های فلزی اصطلاحات مختلفی همچون پرلین یا لاپه، خرپا، اسکلت فولادی و… وجود دارند که هر کدام می‌توانند بیانگر حالت مختلفی باشند.
انواع سازه‌های فلزی و صنعتی
سازه‌های فلزی و صنعتی می‌توانند انواع مختلفی داشته باشند و هر کدام از آنها کاربردهای متفاوتی در صنایع مختلفی داشته باشند. از جمله رایج‌ترین سازه‌های فلزی می‌توان به موارد زیر اشاره داشت:
سازه فلزی قابی
این سازه از جنس فولاد بوده و برای انتقال بارها و مقاومت در برابر نیروهای خارجی استفاده میشود و معمولاً در ساختمان‌ها به عنوان قاب اصلی به کار رفته و توانایی بالایی در مقاومت در برابر زلزله و بارهای جانبی دارند. این سازه از تیرها و ستون‌های فولادی ساخته شده و ویژگی‌هایی همچون استحکام بالا، انعطاف‌پذیری و توانایی انتقال بار، سرعت ساخت بالا، کاهش وزن ساختمان، انعطاف‌پذیری در طراحی و … دارد.
سازه فلزی پوسته‌ای
این سازه‌ها از زیباترین و تکنولوژیک ترین سازه‌های فلزی بوده و در بسیاری از صنایع استفاده می‌شوند. شکل‌های هندسی منحنی و خاص مهم‌ترین ویژگی این سازه‌ها بوده و از مزیت‌هایی همچون وزن و ضخامت کم، سرعت ساخت زیاد، طول عمر بالا، استحکام عالی و … برخوردارند.
سازه فلزی معلق
سازه معلق از دیگر سازه‌های فلزی است که به صورت آویزان یا معلق از نقطه‌ای در فضا آویزان شده و به زمین یا سازه‌های دیگر وابسته نبوده و به کمک رفتارهای مکانیکی و اصول فیزیکی فلزات و سازه‌ها طراحی و اجرا می‌شوند. در مقاله‌ای تحت عنوان قیمت بال پهن به بررسی فاکتورهای مؤثر در قیمت بال پهن اشاره شده که می‌تواند اطلاعات جامعی به خواننده بدهد.
سازه فلزی خرپا
این سازه فلزی نوعی سازه صنعتی است که در ساختار اسکلت آن از خرپا استفاده شده و به شکل مثلثی با دو تیر موازی و تعدادی تیر عمودی ساخته میشود. این سازه توانایی بالایی در تحمل بارهای سنگین داشته و برای ایجاد سازه‌های بلند و گسترده بسیار مناسب خواهد بود.
سازه فلزی تیر ورقی
سازه‌های تیر ورقی از جمله سازه‌های فلزی صنعتی هستند که ساختار اصلی آنها از تیرهای فلزی و ورق‌های فلزی تشکیل شده و از ویژگی‌هایی همچون سرعت ساخت بالا، مقاومت و استحکام عالی، سازگاری بالا با محیط، وزن کم، صرفه اقتصادی و … برخوردار است.
بیشتر بخوانید: کاربرد ناودانی در ساختمان سازی
جمع بندی
سازه فلزی به سازه‌هایی گفته میشود که از فلزات مختلف مانند آلومینیوم، آهن، فولاد، مس، روی، استیل و … تشکیل شده و کاربردهای متعددی در صنایع ساختمان‌سازی، صنایع دریایی، صنایع نفت و گاز و … دارند. این سازه‌ها انواع مختلفی همچون سازه معلق، سازه قابی، سازه خرپا و … دارند و می‌توانند از اجزای مختلفی ساخته شوند.
