سازه های بتنی یا فلزی

سازه های بتنی یا فلزی _  بتن و فولاد از رایج ترین مصالح ساختمانی هستند و بسیاری از پروژه های ساختمانی می توانند از هر یک از آنها برای سازه زیرین خود استفاده کنند. هر ماده مانند هر تصمیم مهندسی دارای مزایا و محدودیت هایی است و این مقاله یک مقایسه کلی ارائه می دهد. هیچ ماده ای را نمی توان برای همه موارد بهتر از دیگری در نظر گرفت و بهترین گزینه را شرایط پروژه تعیین می کند.

ساخت و ساز بتنی

بتن بعد از آب دومین ماده پرکاربرد در ساخت و ساز است. تطبیق پذیری، دوام و ساخت آسان را ارائه می دهد. و به هر شکلی قابل قالب گیری است.

سازه های بتنی در برابر فشار بسیار مقاوم هستند، اما نمی توانند تنش را به طور موثر تحمل کنند.
به همین دلیل اغلب سازه های بتنی با میله های فولادی تقویت می شوند که برای بارهای کششی پشتیبانی اضافی ایجاد میکنند و به این ترکیب بتن مسلح می گویند.
سازه های بتنی را می توان به روش های مختلفی با استفاده از انواع مختلف بتن ساخت. سه نوع متداول عبارتند از بتن سیمانی ساده، بتن مسلح و بتن پیش تنیده.

بتن سیمانی ساده

بتن سیمانی ساده از ترکیب سیمان، سنگدانه درشت (شن)، سنگدانه ریز (ماسه) و آب به نسبت از پیش تعیین شده بر اساس نیازهای طراحی به دست می آید. هنگامی که سخت می شوند، این مواد به یک توده همگن تبدیل می شوند.

سازه های ساخته شده با بتن سیمانی ساده دارای مقاومت فشاری بالایی هستند. اما تقریباً هیچ مقاومت کششی ندارند.
از این رو بتن سیمانی ساده بیشتر در جاده ها و بلوک های بتنی برای دیوارها استفاده می شود. زیرا این سازه ها در معرض بارهای فشاری هستند.
بتن مسلح اساساً بتن سیمانی ساده با میله های فولادی است. که استحکام کششی بیشتری را ایجاد می کند. این رایج ترین نوع بتن مورد استفاده در ساخت و ساز است که نه تنها در ساختمان ها بلکه در سازه هایی مانند مخازن آب نیز کاربرد دارد.
بتن پیش تنیده با اعمال تنش فشاری قبل از اینکه در معرض هر باری به غیر از وزن خود باشد، از قبل بارگذاری می شود. فشرده سازی با کشش تاندون های فولادی با مقاومت بالا در داخل حجم بتن قبل از اعمال بارهای خارجی ایجاد می شود. این باعث بهبود عملکرد آن یک بار در سرویس می شود.

ساخت و ساز فولادی

فولاد آلیاژی از آهن، کربن و سایر عناصر است. بسته به ترکیب شیمیایی آن، به فولاد ملایم، فولاد کربن متوسط، فولاد پرکربن، فولاد کم آلیاژ یا فولاد پر آلیاژ طبقه بندی می شود.
همانطور که از نام آن بر می آید، فولاد سازه ای دسته ای از فولادهای مورد استفاده در صنعت ساختمان است. شکل‌ها و خواص فولاد سازه‌ای توسط استانداردهایی مانند استانداردهای موسسه ساخت و ساز فولادی  تنظیم می‌شوند.
بیشتر اشکال فولادی سازه تیرهای کشیده و با مقطع مشخص هستند.
رایج ترین شکل، پرتو I است. که نسبت به سطح مقطع بسیار سفت است. بنابراین، می تواند بارهای بالا را بدون تغییر شکل تحمل کند.

مزایای و معایب سازه بتنی در مقایسه با اسکلت فلزی

بتن آرمه ترکیبی از بتن سیمانی سنتی با میله فولادی است. این ترکیب برای استفاده از مقاومت فشاری بتن و مقاومت کششی فولاد به طور همزمان ساخته شده است.
در سازه بتنی، اجزا با هم کار می کنند. تا در برابر بسیاری از انواع بارگذاری مقاومت کنند. بتن در برابر فشار و آرماتور فولادی در برابر نیروهای کششی مقاومت می کند. و بطور گسترده ای در بسیاری از انواع ساختمان در سراسر جهان استفاده می شود. سازه بتنی علاوه بر مزایای بسیار، معایبی نیز دارد.

مزایای سازه های اسکلت بتنی

.مواد اولیه بتن در بیشتر مناطق به راحتی در دسترس است.
. بتن کاربری آسانی دارد و با استفاده از قالب به هر شکلی در می‌آید.
. حمل و نقل آسان از محل اختلاط بتن به محل بتن‌ریزی.
. قابلیت پمپ یا اسپری کردن برای پر کردن ترک‌ها و روکش تونل‌ها و ترمیم بتن.
. وقتی بتن با فولاد مسلح می‌شود، ساخت انواع سازه‌ها از یک تیر ساده تا پیچیده ترین سازه‌ها امکان‌پذیر است.
. به دلیل یکپارچگی بیشتر بتن نسبت به سایر مصالح، سازه در کل ظاهر بهتری پیدا می‌کند.
. ساختار بتنی اقتصادی تر از ساختار فولادی است.
. دوام بتن بسیار زیاد است.
. هزینه نگهداری سازه‌های بتنی در شرایط عادی تقریبا ناچیز است.
. بتن در برابر باد و آب و آتش مقاومت خوبی دارد.
. نوعی از بتن که دارای پوکه‌ی معدنی به عنوان سنگدانه است را می‌توان به عنوان یک عایق صوتی استفاده کرد.
. لرزش در ساختمان‌های بتنی به دلیل وزن بالای آن بسیار کمتر است.
. تعمیرات اجزای بتنی در صورت بحرانی نبودن، به راحتی با پاشیدن مواد محافظ روی بتن یا پر کردن ترک‌ها و شکاف‌ها با مواد جدید انجام می‌شود.
. قابلیت تزریق کردن این ماده باعث می‌شود که بتوان از آن در جاهای غیر قابل دسترسی استفاده کرد.

معایب سازه های اسکلت بتنی

. به دلیل استحکام کششی کم بتن، برای جلوگیری از ترک خوردگی آن، لازم است که با مصالح دیگر (معمولا فولاد) تقویت شود.
. در صورت وجود تغییرات زیاد درجه حرارت در ساختمان‌ها، اتصالاتی برای ایجاد فضای مورد نیاز انبساط، لازم است.
. برخی نمک‌های محلول در بتن در حضور رطوبت باعث شوره زدگی سطح بتنی می‌شود.
. بتن ساخته شده با سیمان پرتلند معمولی، در حضور مواد قلیایی و حمله‌ی سولفات‌ها دچار تغییرات شیمیایی می‌شوند که کاهش مقاومت آن را در پی دارد.
 .بتن نسبت به سایر مصالح انعطاف پذیری کمی دارد.
. بار مرده‌ی ساختمان‌های بتنی نسبت به ساختمان‌های فولادی بسیار زیاد است.
. با توجه به اینکه اکثرا قطعات بتنی در محل کارگاه ساختمانی ساخته می‌شود، اگر آزمایش‌های گرفته شده از بتن تراک میکسر پس از ۲۸ روز از مقدار مقاومت مشخصه مورد نظر کمتر شود، و مهندس طراح اعلام کند که با این مقاومت مشخصه سازه پاسخ نمی‌دهد، باید آن بخش از سازه تخریب شود. یا تمهیدات دیگری اندیشیده شود که هزینه‌ی زیادی در بر دارد و باعث ایجاد تعویق در پروژه می‌شود.

مقایسه مستقیم بین بتن و فولاد

همانطور که در بخش های قبلی توضیح داده شد، هر دوی این مواد دارای مزایای متعددی هستند. هنگام انتخاب بین سازه بتنی و سازه فولادی، می توان تفاوت های زیر را انتظار داشت.

مناسب ترین مصالح ساختمانی برای ساختمان شما با توجه به نیازهای پروژه مشخص می شود. به عنوان مثال، بتن هزینه های ساخت و ساز کمتری را در ازای زمان ساخت طولانی تر می دهد، در حالی که زمانی که ساخت سریع اولویت باشد، فولاد ترجیح داده می شود. در مواردی که فضا یک محدودیت است، فولاد در مقایسه با سازه بتنی حجیم‌تر باعث صرفه‌جویی در فضا می‌شود.

. منبع concrete or steel structure

. گردآوری روابط عمومی شرکت جهاد بتن