نقش سیستم‌های سازه‌ای در بدنه ساختمان چیست؟
سیستم‌های سازه‌ای دقیقاً نقشی شبیه به استخوان‌های انسان را در بدنه ساختمان‌ها ایفا می‌کنند. در ساختمان‌های فلزی و فولادی برای اینکه بتوان سنگینی بار را به‌درستی تقسیم کرد، به چیدمان خاصی نیاز خواهد بود.
در این ترکیب، روش قرارگیری باربرهای ثابت و جانبی (مانند ستون‌ها و مهاربندها)، ترتیب تیرها و همچنین نحوه اتصال و ترکیب این موارد با یکدیگر محاسبه و تنظیم می‌شود.
هر یک از اجزای مورد اشاره در بالا، از جمله مهاربند و…، یک سیستم سازه‌ای مجزا را تشکیل می‌دهند که ترکیب آنها با یکدیگر یک ترکیب سازه‌ای را ایجاد می‌کند.
همچنین، شناسایی سیستم‌های سازه‌ای و انتخاب گزینه‌های مناسب برای ساختمان‌ها به مسائل متعددی وابسته است.
با توجه به اهمیت و حساسیت در طراحی این سازه‌ها، کاملاً طبیعی است که هر گونه اشتباه می‌تواند منجر به وقوع رویدادهای ناخوشایند شود.
بنابراین، در این مقاله قصد داریم شما را با انواع سیستم‌های سازه‌ای آشنا کنیم و به روش‌های انتخاب و اجرای آنها بر روی ساختمان‌ها بپردازیم.
انواع سیستم‌های سازه‌ای
در سازمان مهندسی ایران، سیستم‌های سازه‌ای به دلیل آیین‌نامه ۲۸۰۰ به دو گروه تقسیم می‌شوند. این آیین‌نامه مربوط به طراحی سازه‌ها بر اساس استانداردهای زلزله (طراحی لرزه‌ای) است.
ساختمان‌هایی که طبق این اصول ساخته می‌شوند، در برابر زلزله مقاومت بیشتری از خود نشان می‌دهند و اجرای آنها نیز به دلیل پذیرفته شدن راحت‌تر است.
اما در این میان، سازه‌هایی وجود دارند که در آیین‌نامه ۲۸۰۰ لحاظ نشده‌اند و برای طراحی، ساخت و اجرای آنها نیاز به تخصص، مهارت و تجربه زیادی است.
اکنون، اگر بخواهیم انواع سیستم‌های سازه‌ای را بر اساس توضیحات ارائه شده معرفی کنیم، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.
سیستم‌های سازه‌ای موجود در آیین‌نامه ۲۸۰۰ طراحی لرزه‌ای عبارتند از:
- دیوارهای باربر
- قاب ساختمانی
- قاب خمشی
- دوگانه یا ترکیبی
- کنسولی
سیستم‌هایی که در آیین‌نامه ۲۸۰۰ موجود نیستند عبارتند از:
- سیستم سازه‌ای میراگر
- جداساز لرزه‌ای
- سیستم سوپر فریم
- دیوار برشی فولادی
انتخاب سیستم‌های سازه‌ای مناسب
انتخاب سیستم سازه‌ای مناسب به عوامل مختلفی بستگی دارد و ممکن است هر کدام از این عوامل تأثیر زیادی در قابلیت و مقاومت آنها داشته باشد. که در ادامه با برخی از این عوامل آشنا می شوید.
ساختار فنی و شرایط اقلیمی
شرایط اقلیمی منطقه می‌تواند در انتخاب سیستم سازه‌ای تأثیر بگذارد و بر اساس موقعیت، آن را تغییر دهد. به‌عنوان‌مثال، اگر قصد ساخت یک ساختمان بلند و بادوام در منطقه رطوبتی داشته باشید، طبیعی است که انتخاب ستون و تیرهای بتنی گزینه بهتری خواهد بود.
زیرا این سازه‌ها در قرارگیری مداوم در مناطق رطوبتی کمتری از استهلاک رنج می‌برند.
البته در برخی موارد دیده شده است که سازنده طرح با در نظر گرفتن مهارت و تجربیات قبلی خود، اقدامات متفاوتی را انجام داده است. در نتیجه، می‌توان این عامل را به‌عنوان یکی از قابلیت‌های اجرایی یک سیستم سازه‌ای نیز در نظر گرفت.
بودجه و هزینه در نظر گرفته شده
موضوع عجیبی نیست اگر بگوییم انتخاب سازه با توجه به بودجه پروژه هم قابل تغییر است. اصولاً سازه‌های پیچیده که درصد استفاده از فلز در آنها بیشتر می‌شود، دارای هزینه‌های بالاتری هستند.
به عنوان مثال، سیستم سازه‌ای قاب خمشی هزینه بیشتری نسبت به مهاربندی جانبی دارد. در کنار این مسئله، انتخاب مصالح و میزان آنها در هر کدام از سیستم‌ها نیز متفاوت است و می‌تواند بر هزینه‌های یک پروژه تأثیر بگذارد.
زمان معین برای اجرای پروژه در سیستم‌های سازه‌ای
اجرای برخی از سیستم‌ها نیازمند صرف زمان بیشتری است. دلیل این مسئله این است که طراحی هر کدام از سازه‌ها به روش خاص خود انجام می‌شود و دارای جزئیاتی است که هر یک از آنها حائز اهمیت هستند.
بنابراین، اگر قصد دارید از این سیستم‌ها در پروژه‌های بسیار بزرگ استفاده کنید، باید زمان مورد نیاز برای طراحی و اجرای آنها را نیز در نظر بگیرید.
سازه‌های ساده با جزئیات اصلی و کم، نیازمند زمان کمتری برای اجرا هستند. پس اگر زمان شما برای اجرای یک پروژه محدود باشد، بهتر است که از سازه‌های ساده استفاده کنید و کیفیت اجرا را به خطر نیندازید.
آیین‌نامه مخصوص مقاوم سازی در برابر زلزله
در بخش قبل اشاره کردیم که سیستم‌های سازه‌ای در ایران با توجه به شرایط منطقه‌ای به دو دسته تقسیم می‌شوند. بر اساس آمار منتشر شده، سازه‌های فلزی که از سیستم‌های پیچیده‌تری در بدنه خود بهره می‌برند، در مقابل زلزله عملکرد ضعیف‌تری از خود نشان داده‌اند.
درست است که سازه‌های فلزی از نظر محاسباتی بسیار حساس و دقیق عمل می‌کنند، اما نحوه اجرا و پیاده‌سازی اتصالات آنها تأثیر زیادی در عملکرد سازه خواهد داشت.
به همین دلیل، مهندسان توصیه می‌کنند که اگر قرار است سازه شما در مناطقی با نیروی کار غیرماهر ساخته شود، بهتر است از انتخاب سیستم‌های پیچیده‌تر و طراحی‌های خاص اجتناب کنید.
طراحی سازه و استحکام آن در انتخاب سیستم‌های سازه‌ای
طراحی سازه و المان‌هایی که برای بخش‌های مختلف ساختمان در نظر گرفته می‌شود، با هر نوع سیستمی قابل‌اجرا نیست.
اصولاً اگر مهندس قصد داشته باشد سازه‌ای نامتعارف و خاص بسازد، می‌بایست با در نظر گرفتن عواملی مانند مقاومت سازه، دوام آن و حتی نیروی کار موجود در منطقه، سیستم مناسب را انتخاب کند.
عدم در نظر گرفتن هر کدام از موارد یاد شده در فرایند و کیفیت ساخت، تأثیر منفی خواهد گذاشت. چنین کاری ممکن است عوارضی همچون افزایش هزینه‌های جانبی پروژه، مقاومت ناکافی و… را به دنبال داشته باشد.
سیستم‌های ساختمانی و روش اجرای آنها
اگر بخواهیم تعریف ساده‌ای از سیستم‌های ساختمانی داشته باشیم، باید گفت که مجموعه‌ای از روش‌ها برای ساخت ساختمان وجود دارند که مربوط به موضوعات اجرایی می‌شوند.
به طور کل، سیستم‌های ساختمانی به سه گروه اصلی تقسیم می‌شوند که روش اجرا در هرکدام متفاوت است.
سیستم‌های ساختمانی دستی
روش اجرای این سیستم ساده‌ترین دسته را شامل می‌شود. در این روش معمولاً بیشتر نیروی انسانی مراحل اجرای کار را بر عهده می‌گیرند و کمتر از ابزارهای پیچیده و ماشین‌آلات استفاده می‌کنند.
انتخاب مصالح در سیستم ساختمانی دستی معمولاً با محیط همخوانی دارد و بیشتر از مصالح ساختمانی ساده و امکانات موجود در منطقه بهره برده می‌شود.
سیستم ساختمانی نیمه‌صنعتی
سیستم‌های نیمه‌صنعتی کمی پیشرفته‌تر از دسته قبل است. به‌طوری‌که مقدار زیادی از فرایند آماده‌سازی مصالح در محل ساخت و به‌صورت غیر دستی تولید می‌شود.
در این روش برخلاف سیستم‌های دستی، مراحل اجرا به طور مساوی بین نیروی انسانی و ماشین‌آلات تقسیم می‌گردد. میزان استفاده از ابزارهای مهندسی و وسایل کمکی بیشتر است و معمولاً از مصالحی با ترکیب چندجزئی استفاده می‌شود.
سیستم ساختمانی صنعتی
پیشرفته‌ترین سیستم ساختمانی مربوط به همین گروه است. در سیستم‌های صنعتی معمولاً از ابزارهای دقیق مهندسی بهره می‌برند و به اندازه‌گیری‌های مداوم در طول عملیات ساخت تأکید دارند.
بیشتر مراحل ساخت در این روش با استفاده از ابزارها و ماشین‌آلات انجام می‌شود و نیاز زیادی به نیروی انسانی نخواهد بود.
در قسمت انتخاب و آماده‌سازی مصالح هم تفاوت فاحشی بین این گروه و دو دسته قبل وجود دارد. عموماً در سازه‌های صنعتی از مصالح چندجزئی و مرکب استفاده می‌شود که در مراحل اجرا با هم ادغام می‌گردند.
این مصالح قبل از رسیدن به محل ساخت سازه آماده می‌شوند و در تهیه آنها نیز به محاسبات و تولید دقیق ماشینی نیاز خواهد بود.
جمع بندی نهایی
با توجه به تنوع و پیچیدگی محیط‌ها و نیازهای مختلف ساختمانی، انتخاب و استفاده از سیستم‌های سازه‌ای مناسب امری حیاتی است. آگاهی از انواع مختلف سیستم‌ها و توانایی انتخاب و استفاده از آنها در هر شرایطی، می‌تواند به بهبود کیفیت، مقاومت، و کارایی ساختمان‌ها کمک کند و در نهایت ایمنی و راحتی ساکنان را تضمین نماید.
بدون دیدگاه