مقایسۀ سازههای بتنی و فولادی
سازه بتنی:
امروزه سازههای بتنی (در زبان انگلیسی: concrete frame ) یکی
از پرطرفدارترین و پرکاربردترین نوع سازه‌ها در جهان می‌باشند و بسیاری از ساختمان‌ها
و بناهای معروف جهان دارای اسکلت بتنی هستند. بتن مزایای زیادی در ساختمان‌سازی
دارد و به همین دلیل ساختمان‌ها و سازههای بتنی بخش عمده‌ای از سازه‌ها را در
دنیای امروز تشکیل می‌دهند. هما‌ن‌طور که می‌دانید در این سازه‌ها برخلاف سازههای
فلزی، در اتصالات از روش‌هایی مانند جوشکاری و یا پیچ و مهره استفاده نمی‌شود.
تاکنون دانشمندان و محققان کتاب‌ها و مقالات زیادی دربارۀ اهمیت بتن
و نقش آن در ساختمان‌سازی نوشته‌اند و به بررسی نقاط قوت و ضعف سازههای اسکلت
بتنی پرداخته‌اند. جهت ساخت سازه بتنی باید از بتن و میلگرد استفاده شود که به این
منظور در ابتدا میلگرد ستون‌ها و تیرهای سازه بافته شده و بعد با ریختن بتن، قالب
آماده می‌شود.
مزایای سازه بتنی:
سازههای بتنی دارای مزایای متعددی هستند از جمله:
• هزینه
کمتر ساخت و نگهداری
• مقاومت
بیشتر در برابر رطوبت (در شرایط اجرایی مناسب)
• داشتن
مقاومت بالا در برابر آتش و حرارت
• قابلیت
اجرا در مقاطع مختلف
• همگن‌تر
بودن مصالح
• در
دسترس بودن و فراوانی مصالحی مانند بتن آرمه، سیمان و میلگرد
• نیاز
به دانش و تخصص کمتر در طراحی
• عدم نیاز به جوشکاری
و یا نصب پیچ و مهره
• مناسب‌تر بودن اتصالات ستون‌ها و دیافراگم به سقف
• داشتن
پایداری و دوام مناسب قاب‌های خمشی
معایب سازه بتنی:
• نیاز
به صرف زمان بیشتر جهت آرماتوربندی و قالب‌بندی بتن
• نیاز
به آزمایشگاه‌های خاک جهت آزمایش بتن
• افزایش
وزن نسبت به سازههای فلزی
• کاهش
مقاومت و پایداری سازه به مرور زمان
• نیاز
به سقف کاذب
• وارد
شدن فشار بیشتر هنگام زلزله به دلیل سنگین‌تر بودن وزن سازه
• محدودتر
کردن فضا
• هدر
رفتن بیشتر مصالح
• احتمال
به تعویق افتادن و یا طولانی‌تر شدن کار در صورت تغییرات جوی مانند باران
سازه فلزی:
امروزه از فلزات و یا آلیاژهایی مانند فولاد جهت ساخت و ساز بسیاری
از بناها و ساختمان‌ها به ویژه آسمان‌خراش‌ها استفاده می‌شود. فلزات در سراسر کره
زمین پراکنده هستند و بشر از دیرباز طرز به‌کارگیری و استفاده از آنها را به خوبی
آموخته است. به خصوص در صنایع راه و ساختمان. چرا که استفاده از فلزات به دلیل
داشتن نقطه ذوب مناسب، قابلیت هدایت جریان الکتریکی، قابلیت جوش، استفاده از پیچ و
مهره و یا پرچ کردن، قابلیت انعطاف پذیری و موارد دیگر بسیار به صرفه و مناسب است.
البته در سازههای فلزی باید نکات مهمی از جمله نوع اتصالات (جوشکاری
سازه و یا نصب پیچ و مهره) و همچنین موارد دیگری مانند احتمال آتش‌سوزی و یا وجود
رطوبت را نیز در نظر گرفت. یک تحقیق نشان داده است که برج های دوقلوی سازمان تجارت
جهانی در نیویورک که در حوادث 11 سپتامبر سال 2001 میلادی مورد حمله قرار گرفته و
دچار آتش سوزی و سپس فروریخته شدند، در صورتی که بجای اسکلت فلزی دارای اسکلت بتنی
بودند، میزان شدت آتش سوزی در آنها بسیار کمتر و محدودتر بوده و از طرف دیگر
افراد گرفتار شده در آنها چند ساعت بیشتر فرصت فرار داشتند و در آن صورت آمار
تلفات این حادثه بسیار کمتر می‌شد. از طرف دیگر هزینه ساخت و پیاده سازی سازههای
فلزی از سازههای بتنی بیشتر ولی در عوض سرعت کار بیشتر است.
در ادامه به مزایا و معایب سازههای فلزی نسبت به سازههای بتنی میپردازیم:
مزایای سازه فلزی:
• سرعت
نصب و پیادهسازی بیشتر
• سادهتر
بودن ترمیم و برطرف کردن آسیبهای احتمالی به اسکلت سازه
• عدم
نیاز به افراد متخصص و دارای تجربه بالا
• امکان
ایجاد بناها و ساختمانهای پیش ساخته
• انعطافپذیری
بیشتر فلز نسبت به بتن
• داشتن
وزن کمتر
• مقاومت
بیشتر نسبت به مصالح بتن به مرور زمان
• استفاده
بهینهتر از فضا
• پایداری
و مقاومت بیشتر در برابر زلزله‌های شدید
• عدم نیاز به آزمایشگاه
خاک
• قابلیت
استفاده جهت ساخت سوله و سایر بناهای بزرگ و یا کوچک
• تخریب
آسانتر
• نزدیک‌تر
بودن محاسبات اولیه با واقعیت
• امکان
ایجاد تغییر و یا اضافه کردن بخش‌های جدید پس از ساخت طبقات
• محدودیت
کمتر در زمان ساخت هنگام تغییرات جوی شدید (برف و باران)
• هدر
رفتن کمتر مصالح
• عدم
نیاز به سقف کاذب
معایب سازه های فلزی:
در مقایسه سازههای فلزی با بتنی، سازههای فولادی معایبی نیز نسبت
به سازههای اسکلت بتن دارند از جمله:
• مقاومت
کمتر فولاد در برابر حرارت و آتش سوزی
• هزینه
بیشتر
• امکان
خوردگی فلز در برابر عوامل مختلف
• نیاز
به جوشکاری دقیق و یا نصب پیچ و مهره‌های استاندارد
• نیاز
به آزمایش جوش و گران بودن آن
• نیاز
به کنترل و بررسی دقیق جوشکاری توسط مهندس ناظر
• تمایل
اسکلت فلزی به خمش بصورت طبیعی
• امکان
زنگ‌زدگی در مناطق مرطوب