سازه فولادی مقاومتر است یا سازه بتنی؟

یکی از مهم‌ترین تصمیمات مهندسان ساختمانی در فرآیند ساخت‌و‌ساز، انتخاب مصالح مناسب برای اسکلت‌بندی بنا است. سازه فولادی و سازه بتنی، گزینه‌های اصلی در این زمینه هستند که انتخاب هر کدام از آن‌ها به نوع کاربری ساختمان، تعداد طبقات، بودجه پروژه و سلیقه کارفرما بستگی دارد. در این مطلب به این موضوع خواهیم پرداخت که کدام سازه مقاومتر و کاربردی‌تر است، هر کدام از آن‌ها چه مزایا و معایبی دارند؟

سازه بتنی چیست؟

سازه بتنی، یکی از ملزومات هر ساختمانی است و به دلیل دوام بالا، مقاومت در برابر عوامل محیطی و مقرون‌به‌صرفه‌بودن در تعداد زیادی از پروژه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این وجود، مانند هر مصالح دیگری خالی از عیب و نقص نیست. یکی از دلایل نامگذاری سازه‌های بتنی، نقش اساسی بتن است که در این نوع از سازه‌ها به کار می‌رود. بتن به عنوان اصلی‌ترین مصالح در اسکلت ساختمان‌های بتنی، وظیفه تحمل بارهای سازه‌ای و محافظت از اجزای داخلی سازه مانند میلگردها در برابر رطوبت، خوردگی و آتش‌سوزی را بر عهده دارد. استفاده از انواع میلگرد در ساختمان سازی نکته ایست که همواره مورد بحث بین سازندگان بوده است. حضور میلگرد در سازه های بتنی از الزامات است و بدون آن هیچ ساختمانی بنا نمی­شود. مسلما با توجه به نقش چنین عنصر مهمی در سازه­ تهیه و قیمت آن نیز مورد بررسی عمیق­تر قرار می­گیرد.در این راستا اکثر پیمانکاران و سازندگان قیمت میلگرد درب کارخانه را استعلام می­گیرند و تلاش می کنند تا میلگردی با بهترین کیفیت و به صرفه را خریداری کنند.

مزایای سازه‌های بتنی

تا اینجا نحوه گیرایی میلگرد با بتن را بطور مختصر بیان کردیم. این امر به کاهش احتمال ترک خوردگی و افزایش مقاومت در برابر نفوذپذیری در بتن به دلیل خواص پلاستیکی آن، کمک می‌کند. بتن با دارا بودن این ویژگی، استحکام سازه را بالا می­برد و بدین ترتیب باعث افزایش طول عمر آن می­شود.

ایمنی ساختمان‌ها در هر پروژه‌ای از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است، به همین منظور ضروری است از مصالح باکیفیت و با دوام در ساخت‌وسازها استفاده شود. با این توصیف، سازه‌های بتنی دارای مزایای به شرح زیر هستند:

• مقاوم در برابر حرارت
• اقتصادی و مقرون‌به‌صرفه
• قابلیت شکل‌پذیری
• عمر طولانی
• عدم نیاز به مراقبت و نگهداری

معایب سازه‌های بتنی

همانطور که گفتیم، بتن مزایای زیادی در ساخت‌وساز دارد، با این حال، مانند هر مصالح دیگری معایبی نیز دارد. از آنجا که بتن ذاتاً ماده‌ای انعطاف‌ناپذیر است، به همین دلیل هم امکان ترک‌خوردگی و شکستگی آن در برابر زلزله وجود دارد. مهندسان و سازندگان سازه، برای غلبه بر این مشکل، از میلگردهای فولادی داخل بتن استفاده می­کنند میلگرد ظفر بناب یکی گزینه های مورد تایید مهندسین است. قیمت میلگرد ظفر بناب مانند دیگر محصولات فولادی تابع نوسانات اقتصادی کشور است. این میلگردها به عنوان آرماتور عمل می‌کنند و مقاومت کششی و پایداری ساختمان را در برابر حوادث طبیعی افزایش می‌دهند. سایر عیوب سازه‌های بتنی شامل موارد زیر می‌شوند:

• عدم ارزش اقتصادی سازه بتنی در زمان اسقاط
• وزن بالای سازه‌های بتنی
• سرعت پائین پیشرفت مراحل ساخت‌وساز
• عمر معین و مشخص
• مشکلات مربوط به قالب‌بندی و بتن‌ریزی

سازه فولادی چیست؟

سازه فلزی متشکل از مصالحی مانند میلگرد، تیرآهن، نبشی، ناودانی و اتصالات پیچ و مهره است و بر خلاف سازه بتنی، وزن کمتری دارد. این نوع سازه، با مزایای زیادی از جمله سرعت ساخت بالا و انعطاف‌پذیری در طراحی به خوبی توانسته مورد استفاده در ابعاد مختلف زندگی انسان‌ها قرار بگیرد.

تحمل و انتقال بارهای وارده بر ساختمان، بر عهده سازه فولادی است. در این نوع سازه، برخلاف سازه‌های بتنی که از میلگرد به عنوان آرماتور در آن‌‌ها استفاده می‌شود، انواع تیرآهن مانند تیرآهن I،تیرآهن H، تیرآهن لانه زنبوری، قوطی ستونی و سایر مقاطع فولادی به وفور در آن‌ها یافت می‌شود.

مزایای سازه‌ فولادی

مهندسان و طراحان با استفاده از سازه‌های فولادی، بناهایی با استحکام بالا و مقاومی بسازند. این ویژگی آن‌ را به محبوب‌ترین و پرکاربردترین مصالح در صنعت ساخت‌وساز تبدیل کرده است. این مزایا عبارتند از:

• مقاوم در برابر بارهای سنگین
• سرعت ساخت بالا
• سهولت در نصب
• بهینه‌سازی مصرف مصالح
• قابلیت تغییر کاربری
• کاهش هزینه‌های ساخت
• انعطاف‌پذیری در طراحی

معایب سازه فولادی

به هر حال هر کدام از مصالح ساخت‌وساز، یک سری مزایا و معایبی دارند. سازه فولادی نیز با وجود مزایای زیاد، یک‌سری معایبی هم دارد. این معایب به شرح زیر هستند:

• کاهش مقاومت با افزایش دما
• خوردگی در برابر عوامل جوی
• هزینه بالای تعمیر و نگهداری
• ضعف در اتصالات
• نیاز به عایق‌کاری

بررسی مقاومت سازه بتنی و فولادی

سازه‌ فولادی به علت مقاومت بالا در برابر کشش برای ساخت‌وسازها به خصوص پروژه‌های بزرگ استفاده می‌شود، اسکلت بتنی نیز با ویژگی‌های همچون مقاومت فشاری بالا، پایداری در برابر آتش‌سوزی، شکل‌پذیری و تنوع در اجرا جایگاه مهمی در صنعت ساخت‌وساز دارد.

مقامت یک سازه اهمیت زیادی برای سلامتی و امنیت ساکنین یک ساختمان دارد. اگر به این موضوع در مراحل ساخت‌ یک ساختمان توجه نشود، مجوز قانونی برای ساخت داده نمی‌شود، از آن گذشته، جان ساکنین ساختمان نیز به خطر خواهد افتاد. به طور کلی مقاومت یک ساختمان را موارد مختلفی تعیین می‌کنند که عبارت است:

• مقاومت در برابر زلزله: سازه‌های بتنی و اسکلت‌های فلزی هر دو در برابر زلزله مقامت بالایی دارند، اما باید قبل از هر چیز، سازه با استانداردهای مربوط به ساخت‌وساز مطابقت داشته باشد.
• مقاوت در برابر آتش‌سوزی: سازه‌های بتنی در مقایسه با سازه‌های فلزی، مقاومت بیش‌تری در برابر حرارت و آتش‌سوزی دارند.

مقایسه قیمت سازه بتنی و فولادی

هزینه نهایی و هزینه اولیه از مهم‌ترین فاکتورها برای انتخاب مصالح در ساخت‌وساز به خصوص در مراحل اولیه پروژه، هستند. در این میان، سازه‌های بتنی و سازه‌های فلزی تفاوت‌های قابل‌توجهی از نظر اقتصادی با یکدیگر دارند. در سازه‌های بتنی، هر طبقه به صورت مجزا ساخته و تکمیل می‌شود. به این صورت، نیاز به سرمایه اولیه بالا در همان ابتدای پروژه به طور چشمگیری پایین می‌آید.

قیمت میلگرد به عنوان یکی از مهم‌ترین مصالح در اسکلت‌های فلزی، تأثیر مستقیمی بر هزینه نهایی ساخت این نوع سازه می‌گذارد. از این نظر، از آنجا که سازه‌های بتنی به نوسانات قیمت آهن وابسته نیستند، نسبت به سازه فولادی، ثبات قیمت بیشتری دارند.

سرعت اجرای کدام سازه بیشتر است؟ سازه فولادی یا سازه بتنی

دیده شده که کارفرمایان در بسیاری از پروژه‌ها، به دنبال این هستند تا بهترین و سریعترین روش ساخت بنا را به کار ببرند. سازه‌های فلزی از این نظر مزیت قابل توجهی نسبت به سازه‌‌های بتنی دارند.

در اسکلت فلزی، ابتدا ستون‌ها و پس از آن، طبقات پشت سر هم ساخته می‌شوند. بدین ترتیب، سازه زودتر به پایان می‌رسد. این امر، هزینه‌های ساخت‌وساز را پائین‌ می‌آورد.

اسکلت‌های فلزی به دلیل پیش‌ساخته بودن، سریع‌تر از سازه‌های بتنی نصب می‌شوند. این در حالی است که اسکلت بتنی حدود ۳ برابر اسکلت فلزی زمان می‌برد تا اجرا شود. تعداد طبقات، محل پروژه، دسترسی به محل و شرایط آب و هوایی از جمله عوامل هستند که بر زمان اجرای اسکلت بتنی تأثیر زیادی دارند.

جمع‌بندی

در این مطلب دو نوع سازه فولادی و سازه بتنی را با همدیگر مقایسه کردیم. هر دوی این سازه‌ها، ویژگی‌های خاصی دارند. سازه فلزی، با سرعت بیش‌تری به مرحله اجرا می‌رسد و هزینه ساخت و طول عمر آن نیز بیش‌تر است. در مقابل، سازه بتنی، مقاومت کمتری در برابر آتش‌سوزی و عمر کمتری دارد. برای مقایسه این دو نوع سازه، باید به عواملی مانند تعداد طبقات، کاربری سازه، بودجه پروژه، شرایط محل و آب‌وهوا دقت نمود.