نگاهی به سازه ها

سازه های ساختمانی، یکی از مهم‌ترین و بنیادی‌ترین اجزاء دنیای مهندسی و معماری هستند. از برج‌های سربه‌فلک‌کشیده‌ای که آسمان شهرها را لمس می‌کنند تا پل‌های عظیم و خانه‌های مسکونی، همه و همه نتیجه دانش و هنر مهندسان و معماران در طراحی و اجرای سازه ها هستند.

انتخاب نوع سازه و کیفیت و ساختار آن در ساختمان‌سازی اهمیت فراوانی دارد؛ چرا که استحکام، ایمنی و پایداری ساختمان را مشخص می‌کند. سازه ها بر اساس مصالح مورد استفاده در ساخت آن‌ها و شیوه‌های پیاده‌سازی دارای انواع مختلفی هستند. درک انواع مختلف سازه ها و ویژگی‌های آن‌ها نه تنها به ما در ساخت بناهای ایمن و پایدار کمک می‌کند، بلکه به بهبود بهره‌وری و کاهش هزینه‌های ساخت و ساز نیز منجر می‌شود. در این مقاله از شرکت غرب پانل، به بررسی انواع مختلف سازه ها خواهیم پرداخت و مزایا و معایب هر یک را مورد بررسی قرار خواهیم داد. با ما همراه باشید تا با شناخت انواع سازه های ساختمانی بتوانید انتخاب بهتری برای پروژه‌های ساختمانی خود داشته باشید.

سازه ساختمانی چیست؟

سازه ساختمان اولین بخش از بنا است که طراحی و اجرا می‌ شود و در اصل حکم اسکلت‌بندی ساختمان را دارد. در واقع سازه ساختمان به هر عنصر فیزیکی از جمله دیوار، پایه و یا ستون که برای ایجاد ساختمان مورد استفاده قرار می‌گیرند، گفته می‌شود. وزن کلی بنا بر روی سازه ساختمان استوار می‌شود و سایر مصالح نیز سازه را احاطه کرده و آن را تقویت می‌کنند. سازه های ساختمانی از بتن، چوب، قطعات فلزی و دیگر مصالح ساختمانی تشکیل شده‌اند که در کنار هم قرار می‌گیرند تا وزن ساختمان را تحمل کنند.

امروزه با پیشرفت تکنولوژی، سازه های ساختمانی را با بتن‌های ترکیبی جدید، کامپوزیت‎ها، قطعات فولاد و غیره می‌سازند که باعث، چندین برابر شدن استحکام سازه نسبت به سازه هایی با مصالح سنتی می‌شود.

انواع سازه های ساختمانی

سازه های ساختمانی یکی از مهم‌ترین اجزای هر پروژه ساخت و ساز هستند که بر اساس تکنولوژی ساخت، مصالحی که در ساخت آن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد و تحمل بارهای وارده دارای انواع مختلفی هستند. هر نوع سازه دارای ویژگی‌ها، مزایا و معایب خاص خود است که انتخاب مناسب‌ترین نوع آن‌ برای هر پروژه نیازمند دقت و دانش فنی است. از انواع سازه های ساختمانی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

سازه هایی با مصالح سنتی

این نوع سازه ها با استفاده از مصالح سنتی از جمله خشت و آجر ساخته می‌شوند به همین دلیل تحمل وزن بالا را ندارند. تعداد طبقات مجاز برای ساخت یک سازه با استفاده از مصالح سنتی حداکثر دو طبقه است.

سازه ساختمانی بتنی

سازه های بتنی جزء مستحکم‌ترین و کاربردی‌ترین نوع سازه ها در صنعت ساخت ساز هستند. ماده اصلی این سازه ها بتن، شن و ماسه است. سازه های بتنی به دلیل مقاومت بالا در برابر حرارت، قابلیت شکل پذیری بالا و همچنین عمر طولانی که دارند از آن‌ها بیشتر در پروژه‌های ساختمانی و ساخت انواع سازه های بتنی نظیر پل، ستون و غیره استفاده می‌کنند. سازه های بتنی در برابر شرایط محیطی سخت، بسیار مقاوم‌تر از سازه های ساخته‌شده با دیگر مصالح هستند. این سازه ها همچنین مقاومت بسیار خوبی در برابر فشار دارند و می‌توانند بارهای سنگین را تحمل کنند. سازه های بتنی وزن بالایی دارند، اما امروزه با پیشرفت تکنولوژی، نمونه‌هایی از سازه های بتنی سبک نیز عرضه شده که باعث ساخت ساختمان‌های بلند‌تر و در عین حال سبک‌تر شده است.

سازه چوبی

در سازه های ساختمانی چوبی از چوب به عنوان ماده اصلی برای ساخت اسکلت ساختمان استفاده می‌کنند. چوب به دلیل خواص طبیعی خود، از جمله سبک بودن، قابلیت بازیافت و عایق حرارتی مناسب، ماده‌ای محبوب برای ساخت و سازهای مسکونی و کم ارتفاع است. استفاده از چوب در سازه ها به کاهش زمان ساخت، زیبایی طبیعی و کاهش اثرات زیست‌محیطی کمک می‌کند. با این حال، چوب نیاز به مراقبت و نگهداری دارد تا از پوسیدگی، آتش‌سوزی و حمله حشرات جلوگیری شود. همچنین، استفاده از چوب در مناطق با رطوبت بالا ممکن است مشکلاتی ایجاد کند.

سازه صنعتی

سازه های ساختمانی صنعتی به سازه هایی گفته می‌شوند که برای کاربری‌های صنعتی طراحی و ساخته می‌شوند. این سازه ها می‌توانند شامل کارخانه‌ها، انبارها، سوله‌ها و سایر ساختمان‌های صنعتی باشند. در این نوع سازه ها معمولاً از فولاد استفاده می‌شود تا مقاومت و پایداری لازم برای تحمل بارهای سنگین و شرایط سخت صنعتی فراهم شود. طراحی این سازه ها باید به گونه‌ای باشد که به راحتی قابلیت تغییر و تطبیق با نیازهای مختلف صنعتی را داشته باشد. استفاده از تکنولوژی‌های مدرن در ساخت و سازهای صنعتی می‌تواند به کاهش هزینه‌ها، افزایش بهره‌وری و بهبود شرایط کاری کمک کند.

سازه‌ فولادی

در سازه های ساختمانی فولادی از فولاد به عنوان ماده اصلی برای ساخت اسکلت ساختمان استفاده می‌کنند. فولاد ماده‌ای بسیار مقاوم در برابر کشش و فشار است و به دلیل تحمل بار‌ها و انتقال آن‌ها به سازه های زیرین جزء پرکاربردترین مصالح برای ساخت انواع سازه های مهندسی به شمار می‌رود. مزایای این سازه ها شامل سرعت اجرای بالا، وزن کم‌تر نسبت به سازه های بتنی، مقاومت بالا در برابر زلزله و توانایی ایجاد دهانه‌های بزرگ بدون نیاز به ستون‌های میانی است.

اما در مقابل، هزینه بالای فولاد و نیاز به مراقبت و نگهداری ویژه برای جلوگیری از زنگ‌زدگی از معایب آن محسوب می‌شوند. در گذشته برای ساخت سازه با استفاده از فولاد، ابتدا قطعات فولادی جهت برش به کارگاه منتقل می‌شدند سپس با جوشکاری به هم اتصال پیدا می‌کردند. اما در روش‌های نوین ابتدا نقشه دقیقی از سازه و قطعات آن در نرم‌افزارهای مهندسی عمران کشیده می‌شود. سپس قطعات فولادی با اندازه‌های بسیار دقیق در کارخانه ‌ساخته و به کارگاه منتقل می‌شوند و با استفاده از پیچ و مهره یا پرج‌های مخصوص به هم متصل می‌شوند. امروزه بسیاری از پل‌ها، ساختمان‌های مسکونی بلند، برج‌های تجاری و سوله‌های صنعتی را با استفاده از سازه های فولادی می‌سازند.

سازه ساختمانی پیش‌تنیده

سازه های ساختمانی پیش‌تنیده نوعی از سازه های بتنی هستند که در آن‌ها از کابل‌ها و مفتول‌های فولادی برای ایجاد نیروی تنیدگی در ساختمان استفاده می‌کنند. این کابل‌ها در بتن قرار داده شده و با کشیده شدن، تنش فشاری در بتن ایجاد می‌کنند که باعث افزایش مقاومت و کاهش ترک‌خوردگی در سازه می‌شود. این نوع سازه ها به خصوص برای پل‌ها، ساختمان‌های بلند و سازه هایی با دهانه‌های بزرگ مناسب هستند. مزایای اصلی سازه های پیش‌تنیده شامل وزن کم‌تر، مقاومت بیشتر و کاهش نیاز به تعمیر و نگهداری است.

سازه های ساختمانی پیش‌تنیده در کارخانه‌ها ساخته می‌شوند و سپس به محل مورد نظر منتقل می‌شوند. این سازه ها از مجاری محافظ، بتن پیش‌ساخته، دوغاب و همچنین میلگردهای فولادی ضد اکسید شدن تشکیل می‌شوند و دارای دو نوع آزاد و چسبیده هستند. در سازه های پیش‌تنیده آزاد، کابل یا میلگرد فولادی به صورت تک‌رشته‌ای است و با بتن اطراف چسبندگی ندارد. در سیستم چسبیده نیز یک مجرای محافظ از جنس فلز یا پلاستیک در بتن کار گذاشته می‌شود و دو یا چند رشته از درون آن‌ها عبور داده می‌شوند.

سازه ساختمانی LCF

سازه LCF نوعی سازه ساختمانی پیش ساخته است که با نام سازه سبک نیز شناخته می‌شود. این سازه در کارخانه ساخته می‌شود و به صورت پیش‌ساخته به محل نصب فرستاده می‌شود. سپس بر اساس نقشه‌ی از پیش مشخص شده اجزاء به هم متصل می‌شوند. در این مدل از سازه ساختمانی از ورق‌های فولادی با ضخامت کم و جنس گالوانیزه استفاده می‌کنند که با استفاده از پیچ و مهره جوش داده می‌شوند. سازه LCF از اجزای مختلفی نظیر ورق‌های فولادی سرد نوردشده، لایه عایق حرارتی و صوتی و صفحات تخته گچی برای پوشش درونی تشکیل می‌شوند. از مزایای این سازه ها می‌توان به وزن بسیار سبک، کیفیت بالا، دوام و سختی زیاد، نصب و اجرای ساده، مقاومت در برابر زلزله و غیره نام برد. از معایب این سازه ها نیز می‌توان به محدودیت در تعداد طبقات و نیاز به نیروی متخصص برای اجرا اشاره کرد.

سازه ساختمانی پانلی

سازه های پانلی یکی از جدیدترین سازه های ساختمانی هستند که برای ساخت آن‌ها از دیوارهای پیش ساخته استفاده می‌کنند. این دیوارها از مواد محکم و عایقی نظیر ساندویچ پانل‌ها ساخته می‌شوند و از آن‌ها برای ساخت سازه‌ صنعتی و همچنین سازه های غیر صنعتی استفاده می‌کنند. از آنجایی که در این سازه ها دیوارها و سقف به صورت یکپارچه هستند لذا توزیع بار و مقاومت در برابر لرزشهای ناشی از زلزله به صورت همگن و یکنواخت است.

این پانل‌ها در کارخانه تولید و سپس به محل ساخت و ساز منتقل می‌شوند که این روش مزایایی از جمله سرعت بالای ساخت، کاهش هزینه‌ها و کیفیت بالای اجرا را به همراه دارد. این سیستم‌ها به خصوص در پروژه‌های مسکن و ساختمان‌های بلند مرتبه محبوبیت زیادی دارند، چرا که نصب سازه های ساختمانی پیش ساخته بسیار آسان است. از این رو، می‌تواند جایگزین خوبی برای ساختمان‌های ساخته شده با مواد سنتی باشد. همچنین، این سازه ها دارای خواص عایق‌بندی مناسبی هستند که می‌توانند به بهبود بهره‌وری انرژی ساختمان کمک کنند. از دیگر مزایای سازه های ساختمانی پانلی می‌توان به ضخامت اندک دیوارهای بیرونی، تهیه آسان مصالح، سرعت بالای نصب، مقاومت در برابر زلزله، آتش‌سوزی و غیره اشاره کرد.

سازه ساختمانی ICF

سازه ساختمانی ICF یک سیستم ساختمانی نوآورانه است که به عنوان قالب عایق ماندگار نیز شناخته می‌شود. در این روش از دیوارهای بتنی با قالب‌های دائم بتن استفاده می‌کنند که این قالب‌ها پس از اتمام بتن‌ریزی، بخشی از دیوار شده و نقش عایق حرارتی را ایفا می‌کنند. این مدل از سازه های ساختمانی در دسته سازه های بتنی قرار دارند و اجزای مختلفی از جمله پلی استایرن منبسط شده (EPS)، میلگردهای عمودی و افقی، رابط‌‌های اتصال‌دهنده و بتن مسلح تشکیل می‌شوند. از مزایای سیستم ICF می‌توان به سرعت بالای اجرا، کاهش هزینه های انرژی، ایجاد عایق حرارتی و رطوبتی یکپارچه، عدم نیاز به شمع‌بندی سقف‌ها، افزایش دوام ساختمان و غیره اشاره کرد.

سازه ساختمانی فضاکار یا فضایی

سازه های فضایی یکی از انواع جذاب و پیشرفته سازه های مهندسی هستند که به دلیل شکل‌ها و طراحی‌های خلاقانه‌شان، جذابیت زیادی دارند. این سازه ها مجموعه‌ای متشکل از فریم‌های مثلثی شکل هستند که ظاهری شبیه به خرپا دارند. در این سازه لوله‌هایی با قطر و ضخامت مشخص به صورت مثلث و درست مثل خرپا، با هدف انتقال لنگر، افزایش استحکام سازه و همچنین انتقال فشار و بار کششی به ستون‌های اصلی سازه بر روی یکدیگر قرار می‌گیرند. این سازه ها از اجزای مختلفی از جمله شبکه‌های کابلی، گره‌ها، طاق‌ها، برج‌ها، اعضاء بدنه اصلی شامل پروفیل‌ها و تکیه‌گاه‌ها تشکیل شده‌اند. سازه های فضایی کاربرد زیادی دارند و از آن‌ها به طور گسترده در ساخت و سازهای مدرن مانند استادیوم‌ها، فرودگاه‌ها، ساختمان‌های تجاری و صنعتی، تالارهای کنفرانس و غیره استفاده می‌کنند.

سخن آخر

سازه های ساختمانی نقش حیاتی در زندگی روزمره ما ایفا می‌کنند. سازه ها دارای انواع مختلفی هستند از سازه های بتنی و فولادی گرفته تا سازه های چوبی، پیش‌تنیده و صنعتی هر کدام با مزایا و ویژگی‌های خاص خود به بهبود کیفیت زندگی و افزایش بهره‌وری در ساخت و ساز کمک می‌کنند. آشنایی با انواع سازه ها و کاربردها و مزایایشان اهمیت فراوانی دارد چرا که فقط از این طریق می‌توان طراحی و پیاده‌سازی ساختمان‌ها را به بهترین شکل ممکن انجام داد.

یکی از نوآوری‌های مهم در صنعت ساخت و ساز، ساخت سازه هایی با استفاده از ساندویچ پانل‌ها هستند. این پانل‌ها با فراهم آوردن عایق‌بندی حرارتی و صوتی مناسب، کاهش زمان و هزینه ساخت و ساز و افزایش دوام و استحکام نقش مهمی در پیشبرد پروژه‌های ساختمانی ایفا می‌کنند و گزینه‌ای عالی برای کسانی هستند که به دنبال راه‌حل‌های سریع، کارآمد و با کیفیت در ساخت و ساز می‌باشند. برای دریافت مشاوره و خرید ساندویچ پانل‌ها می‌توانید سری به وبسایت غرب پانل بزنید.