■  پیدا و پنهان به‌کارگیری سازه‌های اسکلت فلزی در ساختمان‌ها

پیدا و پنهان به‌کارگیری سازه‌های اسکلت فلزی در ساختمان‌ها

تهران تبدیل به یک کارگاه ساختمانی شده است. این جمله‌ای است که برای اثبات آن نیازی نیست دلیل زیادی آورده شود. در هرگوشه‌ی شهر، در جای‌جای آن هر روز شاهد تخریب ساختمان‌های قدیمی و کلنگی و ساخت ساختمان‌های نوساز هستیم؛ ساختمان‌هایی که برخی از آنها بلندمرتبه هستند. معمولاً به فاصله‌ی کوتاهی پس از آن که عملیات گودبرداری به پایان می‌رسد، کارفرمایان انواع مصالح موردنیاز خود را برای انجام عملیات ساخت در مقابل پروژه‌ها رها می‌کنند.

در اکثر موارد سازه‌های ساختمان‌ها یا از بتن است و یا از فولاد. سلیقه مالکان برای به‌کارگیری سازه فولادی یا بتنی، معمولا بستگی به نگاه اقتصادی و فنی آنها دارد. گرایش‌ها به سمت این مصالح تقریبا به یک اندازه است و در ساخت واحدهای مسکونی، به صورت برابر هم از سازه‌های فولادی و هم از سازه‌های بتنی بهره گرفته می‌شود.

به باور بسیاری از سازندگان مسکن، کاهش طول دوره ساخت و صرفه‌جویی در زمان و نیز افزایش کیفیت ساختمان ازجمله پارامترهای اصلی هستند که باعث می شود که آنها در انتخاب مصالح ساختمانی اولویت‌بندی کنند. در این بین به باور بسیاری سازه‌های اسکلت فلزی به علت مزایای زیادی که دارند، این روزها در بین صنعت ساختمان با اقبال زیادی مواجه شده است. بسیاری بر این باورند: با توجه به اینکه اسکلت فولادی از استحکام و خواص خوب مکانیکی و مقاومت بالای فولاد در مقابل کشش و فشار برخوردار است و نیز به‌علت تولید فولاد در کارخانه و شرایط بهتر کنترل کیفیت آن از بتن، بسیاری از سازندگان ترجیح می‌دهند که از این سازه‌ها در تولید مسکن بهره بگیرند. به طوری که در حال حاضر بهره‌گیری از این سازه به آهستگی در حال پیشی‌گرفتن از روش‌های بتنی در ساخت مسکن است.

گسترش سازه‌های فولادی در ساختمان‌های بلندمرتبه

جعفر قرائتی ستوده، دبیر انجمن صنفی تولیدکنندگان و فناوران صنعتی ساختمان در این باره در ابتدا اشاره‌ای به پیشینه سازه‌های فولادی می‌کند و می‌گوید: سازه‌های فولادی از قرن هجدهم و نوزدهم و آن هم در صنعت پل‌سازی تکامل یافت و این تکامل با عرضه فولاد نرم در قرن نوزدهم در عرصه مصالح ساختمانی و توسعه سازه‌های فولادی استمرار یافت و به‌جای دیواره‌های ضخیم باربر، ستون‌های ظریف و قابل‌انعطاف جایگزین شد.

این صنعتی‌ساز در ادامه اظهارات خود با برشمردن برخی از مهم‌ترین مزایای به‌کارگیری سازه‌های اسلکت فولادی در ساخت واحدهای مسکونی می‌گوید: نسبت مقاومت به وزن بسیار بالا از بقیه مصالح، ضریب ارتجاعی بالا، شکل‌پذیر بودن، مقاومت خمشی زیاد، خاصیت فنری، تقویت مقاطع درصورت نیاز، امکان بازیافت و استفاده مجدد از آن و خاصیت الاستیک از مهم‌ترین مزیت‌های به‌کارگیری سازه‌های فولادی در ساخت‌وساز است.

دبیر انجمن صنفی تولیدکنندگان و فناوران صنعتی ساختمان بر این باور است که استفاده از هر نوع سازه‌ای باید مبتنی بر محاسبات و آیین‌نامه‌های مورد استفاده درکشور انجام پذیرد. به گفته وی، با این رویکرد این آیین‌نامه‌ها و مقررات هستند که سطح ایمنی و گسترش هر سیستمی را تعیین می‌کنند و همچنین مبین محدودیت‌های استفاده از سیستم هستند.

او با تاکید بر اینکه ترکیب سیستم‌ها با یکدیگر، کارآیی سیستم را افزایش می‌دهد و می‌توان از جمع مزیت‌های سیستم‌های مختلف با هم استفاده کرد، می‌افزاید: مثلاً سیستم‌های فلزی در کاهش مقاطع ستون‌ها و سیستم‌های سقفی دال، پس‌تنیده و... در کاهش ضخامت سقف مؤثرند؛ لذا ترکیب این دو سیستم ضمن افزایش فضای مورد استفاده، کاهش وزن ساختمان و استحکام آن را در پی خواهد داشت.


دبیر انجمن صنفی تولیدکنندگان و فناوران صنعتی ساختمان در ادامه تاکید می‌کند: سازه‌های فولادی را به دو صورت گرم‌نورد و سردنورد استفاده می‌کنند که هر کدام خواص و قابلیت‌ها و همچنین محدودیت‌ها و معایب خود را نیز دارند. ولی درمجموع به علت سرعت اجرای ساخت مقاطع و ساختمان، افزایش و کنترل کیفیت سازه به علت ساخت در کارخانه، کاهش سطح مقاطع سازه‌ای و... استفاده از این سازه‌ها را به خصوص در ساختمانه‌ای تجاری و اداری و بلندمرتبه افزایش داده است.

قرائتی در ادامه به یکی دیگر از خواص این نوع سازه به‌خصوص در سیستم‌های LSF اشاره می‌کند و می‌گوید: غیر از کاهش وزن فلز نسبت به مترمربع ساختمان و سرعت بی‌نظیر اجرا، قابلیت بازیافت و بازگشت به طبیعت آنها نیز از مزیت به‌کارگیری سازه‌های فولادی است که نباید از آن غفلت ورزید. همچنین میزان پرت مصالح و انرژی در این سیستم بسیار کم بوده و در زمان بهره‌برداری نیز کمترین انرژی را هدر می‌دهد. البته کاهش وزن ساختمان (بار مرده)، خود عاملی است که ساختمان را در مقابل زلزله ایمن‌تر می‌کند البته این ایمنی مستلزم رعایت عوامل دیگری نیز است.

به‌کارگیری سازه‌های فولادی، مستلزم ایمنی دربرابر حریق

در همین حال در این زمینه بهروز سرابندی، رئیس مرکز توسعه صنعتی ساختمان در گفت‌وگو با مجله ساختمان با اشاره به اینکه به‌کارگیری سازه‌های فولای در ساختمان‌ها به صورت اصول تئوری و عملی در ساخت‌وسازهای ملی و بین‌اللملی تسری یافته است تاکید کرد: سازه‌های فولادی یکی از بارزترین استراکچرهای ساختمانی است و برای ساختمان‌های مرتفع از مزایای بسیاری نسبت به سازه‌های بتنی برخوردار است.

وی افزود: مقاطع بتنی در قیاس با سازه‌های فولادی اصولا کم سطح‌تر بوده و لذا فضای کمتری را اشغال می‌کند، ولی گزینش سازه‌های فولادی باید با در نظر گرفتن مواردی ازجلمه ایمنی در برابرحریق توام باشد.

این استاد دانشگاه ادامه داد: عدم پوشش سازه‌های فولادی توسط مواد ضدحریق فاجعه‌آمیز بوده که تجلی تاسف‌بار آن را در آتش‌سوزی اخیر پلاسکو شاهد بودیم و در سطح بین‌المللی، فروریزی برج‌های دوقلوی نیویورک مثال بارزی از این ادعا است.

رئیس مرکز توسعه صنعتی ساختمان در ادامه اظهارات خود گفت: اتصالات سازه‌های فولادی ساده‌تر از سازه‌های بتنی است و می‌توان با دقت کمتری نسبت به برپایی بهتر اقدام کرد. ارزانی سازه‌های فولادی و سرعت برپایی آنها از نکات بارز در مقابل سازه‌های بتنی است و اگر این اتصالات در کارخانه‌های قطعات پیش‌ساخته فلزی انجام شود، عمری طولانی برای این‌گونه سازه‌ها به وجود خواهد آورد.

سرابندی افزود: برپایی سازه‌های بتنی مستلزم دقت بسیار زیاد و شرایط محیطی و انجام آزمایشات متعدد است. ولی از آنجایی که نورد اصلی سازه‌های فولادی در کارخانه انجام می‌شود و اگر از استانداردهای لازم برخورد نباشد به بازار عرضه نمی‌شود، از برتری نسبت به سازه‌های بتنی برخوردارند.

رئیس مرکز توسعه صنعتی ساختمان در پایان افزود: در ساختمان‌های بلندمرتبه و آسمان‌خراش‌ها، مقاطع ساختمان‌های بتنی به خصوص در طبقات زیرزمین بزرگ بوده و سطح بالایی را اشغال می‌کند. درصورتی که سازه‌های فلزی حداقل اشغال سطوح را به وجود می‌آورند.

اتصالات جوش، چالش روش سازه فولادی

علاوه بر این احسان اسدی، رئیس انجمن انبوه‌سازان لرستان و عضو انجمن صنعتی‌سازی تهران از عامل سرعت به عنوان عمده‌ترین فاکتوری که باعث می‌شود که سازه‌های فولادی نسبت به سازه‌های بتنی ارجحیت و برتری پیدا کنند یاد می‌کند و در گفت‌وگو با مجله ساختمان می‌گوید: سرعت اجرا با سازه‌های فولادی درقیاس با سازه‌های بتنی بیشتر است و این عامل، وجه تمایز و برتری این روش نسبت به روش بتنی است.

او در عین حال بر این باور است که روش‌های بتنی نسبت به روش فولادی از ماندگاری بیشتری برخوردار است و تاکید می‌کند: دغدغه‌ای که درباره سازه‌های فولادی وجود دارد، مربوط به نحوه اتصالات جوش است و با توجه به اینکه نظارت دقیقی بر ‌ای جوش صورت نمی‌گیرد، از این نظر می‌توان گفت که به‌کارگیری سازه‌های فولادی با دغدغه‌های مربوط به کیفیت جوش همراه است و اگرچه در حال حاضر اتصالات سازه‌های فولادی با روش‌های پیچ‌ومهره‌ای انجام می‌شود و اندکی از دغدغه‌های مروبطه در این زمینه کاسته می‌شود؛ اما از سوی دیگر باید در نظرداشت که در حال حاضر اغلب اتصالات این سازه با روش‌های جوش صورت می‌گیرد و با توجه به اینکه نظارت‌های کارشناسی و فنی کافی بر روند جوش سازه‌های فولادی صورت نمی‌گیرد، این امر باعث می‌شود که ایمنی به‌کارگیری این روش با چالش مواجه شود.

چهار دلیل اجرای جوش نامناسب در سازه‌های فولادی

در ادامه حسن معمارزاده، از تولیدکنندگان صنعتی‌ساز و فعالان حوزه ساختمان در گفت‌وگو با خبرنگار مجله ساختمان همسو با اظهارات رئیس انجمن انبوه‌سازان استان لرستان، بر این باور است که جوش نامناسب از جمله مهم‌ترین مشکلات و نقاط ضعفی است که دغدغه‌ درباره سازه‌های فولادی ایجاد می‌کند.

او تاکید می‌کند: مولفه‌هایی نظیر عدم مهارت کافی جوش‌کاران به روش‌های اتصال جوش، بهره‌گیری از ماشین‌آلات و تجهزات قدیمی، عدم‌نظارت، گرانی هزینه‌ انجام آزمایش جوش و... باعث می‌شود که انجام اتصالات جوش در این روش به صورت حرفه‌ای و ایمن صورت نگیرد و از این رو می‌توان از این مهم به‌عنوان یکی از چالش‌های این روش یاد کرد.

معمارزاده به یکی دیگر از معایب این روش اشاره می‌کند و می‌گوید: علاوه بر مشکل مربوط به ضعف در اتصالات جوش، باید در نظر گرفت که قطعات مصرفی در سازه‌های فلزی درمقابل عوامل جوی خاصیت خورندگی دارند و همین مسئله باعث می‌شود که از ابعاد آن کاسته شود و با این اوصاف مخارج نگهداری و محافظت از این نوع سازه زیاد است.

این فعال صنعت ساختمان در عین حال با اشاره به محاسن این روش می‌گوید: مقاومت زیاد، خواص یکنواخت، دوام، خاصیت ارتجاعی، شکل‌پذیری، پیوستگی مصالح، تقویت‌پذیری و امکان مقاوم‌سازی، وزن کم و کاهش اشغال فضا نیز ازجمله مزیت‌های به‌کارگیری سازه‌های فولادی است. بنابراین با در نظر گرفتن این موارد می‌توان گفت که اگر دغدغه‌های مربوط به روش‌های اتصالات جوش برطرف شود و نظارت‌های کافی برای اجرای بهینه اتصالات در این روش اجرایی شود، این نوع سازه از مزایای نسبتا مطلوبی برخوردار است.