سازه فلزی و انواع آن؛ آشنایی کامل با ساختار، مصالح، مزایا و کاربردها

سازه فلزی به ساختارهایی گفته می‌شود که اسکلت اصلی آن از فلزاتی مانند فولاد، آهن و آلومینیوم ساخته شده و نقش باربری و حفظ استحکام بنا را بر عهده دارد. این نوع سازه‌ها به دلیل دوام بالا، انعطاف‌پذیری در طراحی و سرعت اجرای مناسب، در ساختمان‌های مدرن، پل‌ها، سوله‌ها و برج‌ها کاربرد گسترده‌ای پیدا کرده‌اند. در این مقاله از آهن صد، به‌ صورت جامع انواع سازه فلزی، کاربردها، مزایا و معایب، مصالح مورد استفاده و روش‌های اجرای آن‌ها بررسی شده تا شما بتوانید با دیدی کامل با این موضوع مهم و جذاب آشنا شوید.

سازه فلزی چیست و چه کاربردی دارد؟

سازه فلزی به ساختاری گفته می‌شود که اسکلت اصلی آن از فلزات مقاوم، عمدتاً فولاد و آهن، ساخته شده است. برای این منظور از مقاطع فولادی مختلف مانند ناودانی، دوبل، قوطی، تیرآهن I و H و پروفیل‌های سبک و سنگین استفاده می‌شود تا بارهای ساختمان یا سازه به‌طور یکنواخت به فونداسیون منتقل شوند و مقاومت کافی در برابر نیروهای مختلف مثل باد، زلزله و وزن مرده ایجاد شود. این نوع سازه‌ها در پروژه‌های مختلف کاربرد دارند؛ از جمله ساختمان‌های بلند، پل‌ها، سوله‌های صنعتی، پالایشگاه‌ها، برج‌ها و سازه‌های ویژه که نیاز به استحکام و دوام بالا دارند.

انواع سازه‌های فلزی بر اساس نوع ساخت و کاربرد

سازه‌های فلزی بر اساس شیوه ساخت، نوع اتصال و کاربرد نهایی به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. هر دسته ویژگی‌ها، مزایا و محدودیت‌های خاص خود را دارد و انتخاب مناسب آن‌ها به نوع پروژه، بارگذاری، دهانه و الزامات طراحی بستگی دارد. در ادامه، پرکاربردترین انواع سازه‌های فلزی بررسی می‌شوند:

1. سازه فلزی تیرورقی (Built-up)

در این نوع سازه، مقاطع فولادی با ترکیب چند تیرورق یا ورق‌های تقویتی ساخته می‌شوند تا مقاومت بیشتری در برابر خمش و برش ایجاد شود. معمولاً در سازه‌های صنعتی و پل‌ها با دهانه‌های بلند کاربرد دارد و مزیت آن تحمل بار زیاد و قابلیت طراحی دقیق است.

2. سازه فلزی خرپایی (Truss Structure)

سازه‌های خرپایی از اتصال مثلثی مقاطع فولادی ساخته می‌شوند و برای پوشش دهانه‌های بزرگ بدون ستون میانی مناسب هستند. این سازه‌ها در سوله‌ها، سالن‌های ورزشی و پل‌ها کاربرد دارند و مزیت اصلی آن‌ها سبکی و استحکام بالا است.

3. سازه فلزی پیچ و مهره‌ای

در این نوع، اجزای فلزی با پیچ و مهره به هم متصل می‌شوند. مزیت آن سرعت نصب بالا، امکان جداسازی و تعمیر راحت است و معمولاً در سازه‌های موقت، سوله‌ها و پل‌های سبک کاربرد دارد.

4. سازه فلزی جوشی

در سازه‌های جوشی، اتصالات بین اجزا با جوشکاری دائمی انجام می‌شود. این روش استحکام بالا و یکپارچگی کامل سازه را فراهم می‌کند و برای سازه‌های بلندمرتبه، صنعتی و ساختمانی با بارگذاری سنگین مناسب است.

5. سازه فلزی سبک (LSF)

Light Steel Frame یا سازه سبک فلزی شامل پروفیل‌های نازک فولادی سرد نورد شده است. این سازه‌ها برای ساختمان‌های کم‌ارتفاع، ویلاها و فضاهای مسکونی کاربرد دارند و مزیت آن‌ها سرعت ساخت، سبکی و عایق بودن نسبی است.

6. سازه فضاکار (Space Frame)

سازه فضاکار از شبکه سه‌بعدی مقاطع فلزی تشکیل می‌شود که بار را به‌طور یکنواخت توزیع می‌کند. این سازه‌ها برای سقف‌های بزرگ و بدون ستون داخلی، نمایشگاه‌ها و سالن‌های ورزشی کاربرد دارند و طراحی آن‌ها انعطاف‌پذیر و مدرن است.

7. سازه فلزی قوسی یا نیم‌قوسی

این سازه‌ها با فلزاتی که به شکل قوس یا نیم‌قوس خم شده‌اند ساخته می‌شوند و برای سوله‌ها، سالن‌های صنعتی و انبارها مناسب‌اند. مزیت اصلی آن‌ها زیبایی ظاهری و کاهش نیاز به ستون میانی است.

8. سازه فلزی مرکب (ترکیب فلز و بتن)

در این نوع، فلز و بتن با هم ترکیب می‌شوند تا مقاومت بیشتر و عملکرد بهینه در برابر خمش و برش ایجاد شود. کاربرد آن‌ها در پل‌ها، ساختمان‌های بلند و سازه‌های صنعتی با بارگذاری زیاد است و مزیت اصلی آن‌ها ترکیب دوام فلز و سختی بتن است.

مصالح و مقاطع مورد استفاده در سازه‌های فلزی

در ساخت سازه‌های فلزی، انتخاب مصالح و مقاطع مناسب نقش حیاتی در استحکام، پایداری و طول عمر سازه دارد. هر مقطع یا فلز کاربرد ویژه‌ای دارد و با توجه به بارگذاری و محل نصب، استفاده می‌شود:

• تیرآهن (IPE، INP، IPB): تیرآهن‌ها مقاطع اصلی باربر در سازه هستند و عمدتاً برای تیرهای اصلی، ستون‌ها و خرپاها به کار می‌روند. مقاومت بالا در برابر خمش و فشار، سبکی نسبی و قابلیت اتصال با پیچ و جوش از ویژگی‌های برجسته آن‌ها است. البته، قیمت تیرآهن تاثیر مستقیمی بر برآورد هزینه سازه دارد، چون معمولا بیشترین حجم فولاد مصرفی پروژه را تشکیل می‌دهد و تاثیر مستقیم بر مقاومت سازه دارد.

قیمت تیرآهن

از آنجا که انواع تیرآهن در ساختمان سازی کاربرد زیادی دارد، اطلاع از قیمت روز آن از اهمیت بالایی برخوردار است. از این رو، قیمت روز تیرآهن را در صفحه قیمت آن مشاهده کنید.

• ناودانی، نبشی، قوطی و پروفیل: این مقاطع برای تیرچه‌ها، ستون‌های فرعی، مهاربندها و قاب‌های سبک استفاده می‌شوند. مزیت آن‌ها انعطاف در طراحی، سهولت نصب و توانایی توزیع بار در بخش‌های مختلف سازه است. انعطاف در طراحی، سهولت نصب و توانایی توزیع بار از مزایای کلیدی این مقاطع است.

قیمت پروفیل

پروفیل‌ها انواع مختلفی دارند و هر کدام بسته به برند، نوع، ضخامت و ابعاد، قیمت متفاوتی دارند. برای مشاهده جزئیات و مقایسه قیمت‌ها می‌توانید به صفحه قیمت پروفیل مراجعه کنید.

• ورق فولادی (سیاه، گالوانیزه، استیل): ورق‌ها در پوشش سقف، دیواره‌ها، کف‌ها و اتصالات سازه‌ای کاربرد دارند. ورق گالوانیزه و استیل مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارند، در حالی که ورق سیاه برای بخش‌های باربر و جوشکاری مناسب است. از این رو، انتخاب نوع ورق مناسب بر اساس نوع سازه نه تنها بر پایداری سازه، بلکه بر هزینه‌های نهایی نیز اثرگذار است.

قیمت ورق فولادی

ورق‌ها از انواع مختلفی تشکیل می‌شوند که هر یک برای سازه‌های متفاوتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای مشاهده قیمت روز ورق می‌توانید به صفحه قیمت آن مراجعه کنید.

• میلگرد: میلگردها برای تقویت اتصالات و سازه‌های مرکب فلز-بتن به کار می‌روند. آن‌ها با افزایش مقاومت در برابر کشش و ترک‌خوردگی، عملکرد سازه را بهبود می‌بخشند. از آنجا که میلگردها در سایزها، گریدها و ترکیب‌های مختلف تولید می‌شوند، قیمت هر نوع آن بسته به مشخصات فنی و کاربرد متفاوت است. از این رو، باید میلگر با سایز مناسب نسبت به سازه انتخاب شود.

قیمت میلگرد

قیمت میلگرد، بسته به نوع فولاد و کارخانه تولیدکننده، بر برآورد کلی هزینه ساخت تاثیر دارد. برای اطلاع از قیمت روز میلگرد، به صفحه قیمت آن مراجعه کنید.