سازه فلزی چیست؟معرفی و بررسی انواع سازه های فلزی

 

سازه‌های فلزی یکی از ستون‌های اصلی صنعت ساخت و ساز به حساب می‌آیند. این نوع سازه‌ها به دلیل مقاومت بالا، طول عمر طولانی و انعطاف‌پذیری در طراحی، در انواع پروژه‌ها از ساختمان‌های مسکونی تا برج‌های بلند و سازه‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. استفاده از فلزات، به ویژه فولاد، در ساختمان‌ها و سازه‌ها تاریخچه‌ای طولانی دارد و همچنان یکی از انتخاب‌های اصلی مهندسان و معماران برای پروژه‌های بزرگ و پیچیده است.

تعریف سازه فلزی

سازه فلزی به مجموعه‌ای از اجزای فلزی اطلاق می‌شود که با استفاده از اتصالات مختلف مانند پیچ و مهره یا جوش به یکدیگر متصل می‌شوند تا ساختاری پایدار و مقاوم را تشکیل دهند. این نوع سازه‌ها به دلیل مقاومت بالای فلزات در برابر نیروهای خارجی مثل باد، زلزله و وزن زیاد، برای پروژه‌های بزرگ و همچنین ساختمان‌های کوچک و متوسط بسیار مناسب هستند.

انواع سازه‌های فلزی

• سازه‌های فولادی:

فولاد، که از ترکیب آهن و کربن ساخته می‌شود، یکی از پرکاربردترین مواد در ساخت سازه‌های فلزی است. ویژگی‌هایی مانند استحکام بالا، انعطاف‌پذیری و قابلیت شکل‌دهی، فولاد را به گزینه‌ای عالی برای ساخت سازه‌ها تبدیل کرده است.

انواع فولاد و کاربردهای مختلف آن

 

 

فولاد ضد مغناطیس:

این نوع فولاد به دلیل درصد بالای منگنز در ساختارش، خاصیت غیرمغناطیسی دارد. به همین دلیل در ساخت وسایلی مانند ظروف دکوراتیو، ظروف غذاخوری، قطب‌نما، و قاب ساعت کاربرد زیادی پیدا کرده است

فولاد ضد زنگ

این فولاد حاوی عناصری مثل مولیبدن، کروم و نیکل است که باعث می‌شود مقاومت بالایی در برابر زنگ‌زدگی داشته باشد. از این فولاد در محیط‌های مرطوب، ساخت بویلرها و کوره‌های حرارتی استفاده می‌شود. همچنین در برابر مواد اسیدی و بازی نیز بسیار مقاوم است.

فولاد ساختمانی

این نوع فولاد به درجات کیفی مختلفی تقسیم می‌شود (کیفیت‌های ۱، ۲ و ۳) و برای ساخت سازه‌های فلزی، نرده‌ها، توری‌ها، و جرثقیل‌ها بسیار مناسب است.

فولاد فنری

به دلیل حضور عنصر سیلیسیم در ساختار این نوع فولاد، مقاومت بالایی در برابر ارتعاش و سایش دارد و خاصیت الاستیسیته‌ی بالایی دارد. از فولاد فنری برای تولید انواع فنرهای استوانه‌ای، تخت و مخروطی استفاده می‌شود.

فولاد نیتروژنه

این فولاد دارای عناصر کروم، مولیبدن و آلومینیوم است و برای ساخت قطعاتی مانند توربین‌ها و سوپاپ‌های خودروهای سواری به کار می‌رود.

فولاد جوشکاری

این فولاد قابلیت بالایی برای جوشکاری دارد و به طور گسترده در ساخت اگزوزها، شاسی خودرو و تأسیسات نقاله به کار گرفته می‌شود.

فولاد ورق‌سازی

این نوع فولاد در چهار دسته ظریف، متوسط، خشن و دیگ‌سازی قرار دارد و معمولاً برای ساخت تأسیسات دیگ بخار و مخازن تحت فشار مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فولاد بهسازی‌شونده

این فولاد به دلیل مقاومت بالایی که در برابر ضربه دارد، در ساخت قطعاتی مانند میل گاردان و میل‌لنگ‌ها کاربرد دارد.

فولاد ابزار

این فولاد که عناصر کروم، وانادیوم، نیکل، مولیبدن و تنگستن را در ساختارش دارد، قابلیت برش و سختی بالایی دارد. از این نوع فولاد برای ساخت ابزارهایی مثل قیچی، چکش، مته و سنبه ماتریس استفاده می‌شود.

فولاد کربوریزه

این فولاد دارای مغزی نرم و سطحی سخت است و به همین دلیل در ساخت قطعاتی مانند چرخ‌دنده‌ها، مفصل‌ها، پین‌ها و وسایل اندازه‌گیری به کار می‌رود.

 

• سازه‌های فلزی سبک (LSF):

این سازه‌ها از مقاطع نازک فولادی ساخته می‌شوند که به دلیل وزن کم و قابلیت اجرای سریع، برای ساختمان‌های کوچک مانند ویلاها یا خانه‌های پیش‌ساخته استفاده می‌شوند.

 

 

• سازه‌های فلزی پیچ و مهره‌ای:

در این نوع سازه‌ها، اتصالات از طریق پیچ و مهره انجام می‌شود که نصب و جداسازی اجزا را بسیار آسان می‌کند. این سازه‌ها معمولاً در پروژه‌های بزرگ و صنعتی به کار می‌روند.

 

مزایای سازه فلزی

• مقاومت بالا:

سازه‌های فلزی به دلیل استحکام بالایشان، قادر به تحمل بارهای سنگین و نیروهای خارجی مانند زلزله و باد هستند. این ویژگی آن‌ها را برای ساختمان‌های واقع در مناطق زلزله‌خیز به گزینه‌ای ایده‌آل تبدیل کرده است.

• طول عمر طولانی:

با رعایت استانداردهای ساخت و نصب، سازه‌های فلزی می‌توانند ده‌ها سال بدون نیاز به تعمیرات عمده باقی بمانند، که از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه است.

• انعطاف‌پذیری در طراحی:

فلزات، به ویژه فولاد، انعطاف‌پذیری زیادی در طراحی فراهم می‌کنند. این امکان را برای معماران و مهندسان فراهم می‌آورد تا طرح‌های خلاقانه و پیچیده‌ای را اجرا کنند.

• نصب سریع و آسان:

سازه‌های فلزی به دلیل استفاده از قطعات پیش‌ساخته و اتصالات پیچ و مهره‌ای، سرعت نصب بالایی دارند که در پروژه‌های بزرگ بسیار اهمیت دارد.

معایب سازه فلزی

• هزینه بالا:

یکی از معایب اصلی سازه‌های فلزی، هزینه بالای فلزات و نیاز به تجهیزات و نیروی کار متخصص برای نصب آن‌هاست.

• حساسیت به حرارت:

فلزات در دماهای بالا ممکن است مقاومت خود را از دست دهند. به همین دلیل، در سازه‌های فلزی باید از پوشش‌های ضد حریق استفاده شود تا در صورت وقوع آتش‌سوزی، سازه بتواند از خود محافظت کند.

کاربردهای سازه فلزی

• ساختمان‌های بلند:

برج‌ها و ساختمان‌های بلند به دلیل نیاز به مقاومت بالا در برابر باد و زلزله، معمولاً از سازه‌های فلزی ساخته می‌شوند.

• سازه‌های صنعتی:

در ساخت کارخانه‌ها، سوله‌ها و پل‌ها، به دلیل نیاز به استحکام بالا و قابلیت تحمل وزن زیاد، از سازه‌های فلزی استفاده می‌شود.

• ساختمان‌های مسکونی و تجاری:

استفاده از سازه‌های فلزی در ساختمان‌های مسکونی و تجاری نیز به دلیل سرعت ساخت بالا و عمر طولانی، بسیار رایج شده است.

جمع‌بندی

سازه‌های فلزی به دلیل ویژگی‌های برجسته‌ای مانند استحکام، انعطاف‌پذیری، نصب سریع و مقاومت در برابر شرایط مختلف محیطی، یکی از بهترین گزینه‌ها برای انواع پروژه‌های عمرانی به حساب می‌آیند. با توجه به نیازهای هر پروژه، انتخاب نوع مناسب سازه فلزی می‌تواند به بهینه‌سازی هزینه‌ها و افزایش عمر مفید ساختمان کمک کند. در نهایت، سازه‌های فلزی به عنوان یکی از نوآوری‌های مهم در صنعت ساختمان‌سازی به رشد و پیشرفت این صنعت کمک کرده است.