ازه‌های فلزی و بتنی معروف‌ترین نوع ساختمان‌ها هستند. ساختار این سازه‌ها باید طوری باشد که تمام بارهای وارده را تحمل کرده و بارهای اضافه را به زمین انتقال دهند. این امر باعث عدم آسیب دیدن و تخریب سازه در برابر نیروهای استاتیک و داینامیک می‌شود. ساختار اسکلت‌ها، تیرها و ستون‌ها و نحوه اتصال آنها به همدیگر نقش زیادی در تحمل بار توسط ساختمان دارد. طبق این نکته و با توجه به نوع بنا و کاربرد آن، از سیستم‌ متفاوتی برای ایجاد اجزای باربر سازه استفاده می‌کنند. در این نوشته به معرفی انواع قاب‌ ساختمانی و کاربرد آنها می‌پردازیم.

قاب ساختمانی چیست؟

 این متدها که به دو نوع قاب سخت و مهاربندی شده تقسیم می‌شوند، از عناصر اصلی ساخت‌و‌ساز هستند. نحوه استفاده از آنها در بناهای مختلف با هم تفاوت دارد. به‌عنوان‌مثال سازه‌هایی که از نوع سخت استفاده می‌کنند، با اتصالات پین طبقه‌بندی می‌شوند و قاب‌های صلب نیز در آنها ثابت هستند؛ در صورتی که در سیستم مهاربندی شده، از انواع شیروانی و پورتال استفاده می‌کنند. در تعریفی ساده‌تر می‌توان گفت مکان و ساختار المان‌های باربر بنا مانند تیرها، ستون‌ها، مهاربندها و نحوه اتصال آنها را قاب‌های ساختمانی می‌گویند که تاثیری مستقیم در انتقال بارهای افقی و عمودی دارند.

قاب در اصل به سازه‌ای گفته می‌شود که با استفاده از آن، تیر را توسط مفصل‌های گوناگونی به ستون متصل می‌کنند. این نوع اتصال که بسیار ساده انجام می‌شود، موجب جدا شدن تیرها و ستون‌ها از هم شده و زاویه‌ای حدودا 90 درجه (یا پایین‌تر) بین آنها بوجود می‌آورد. (در واقع هیچ‌گونه لنگری ساخته نمی‌شود)

این سیستم‌ها برای حفظ سازه در مقابل نیروهایی مانند باد، وزن ساختار و زلزله به‌کار می‌روند.  نکته‌ای که باید به آن توجه کنید این است که در مورد استحکام سازه‌ها، دقت در مسائلی مانند اجرای قالب‌بندی فونداسیون، قاب و خرپا اهمیت ویژه‌ای دارد.

انواع قاب‌‌‌های ساختمانی

با توجه به کاربرد هر ساختمان و نیازهای بنا، انواع متفاوتی از این قالب‌ها با تنوع بالا موجود هستند. در ادامه این بخش می‌خواهیم دسته‌بندی آنها را بررسی و هر کدام را تعریف کنیم.

قاب ساختمانی ساده

در این سیستم، تمامی اتصالات به‌طور مفصلی انجام می‌شوند و به هیچ‌وجه نمی‌توان نیروهای لنگری را منتقل کرد. وظیفه اصلی تیرها و ستون‌ها در متد ساده، انتقال دادن بارهای مرده و زنده، ابتدا به فونداسیون و پس از آن به زمین است.

قاب خمشی

از این سیستم برای دفاع در برابر نیروهای جانبی مانند زلزله استفاده می‌کنند. این نوع خود به سه دسته قاب خمشی معمولی، فولادی، ویژه و متوسط تقسیم می‌شود.

قاب خمشی معمولی

این سیستم، بسیار دقیق ساخته می‌شود و از تغییر شکل‌های فرا ارتجاعی در صورت وقوع زلزله پیش‌گیری می‌کند؛ البته ممکن است در این حین آسیب‌هایی به بنا وارد شود. با‌توجه به این مورد در مناطقی که احتمال زلزله زیاد باشد، از آن استفاده نمی‌شود.

قاب خمشی فولادی

در ساختمان‌های اداری از این سیستم استفاده می‌شود؛ چون رفت‌و‌آمد در این مکان‌ها زیاد است و نیاز به فضایی منعطف و آزاد برای انجام فعالیت‌های مختلف می‌باشد. در این نوع متد، از دیوارهای برشی یا مهاربندها استفاده نمی‌شود و بارهای جانبی بوسیله آن مهار می‌شوند.

قاب خمشی ویژه

این نوع سیستم، مقاومت بالایی دارد و از تغییر شکل‌های فرا ارتجاعی پیش‌گیری می‌کند. از این متد در مناطقی با احتمال وقوع زلزله یا بادهای شدید و طوفان‌ها استفاده می‌شود.

قاب خمشی متوسط

مقاومت این سیستم‌ها در برابر تغییر شکل‌های فرا ارتجاعی بسیار کم است. در این روش از مفاصل پلاستیکی در اواخر تیر و بعد از قسمت اتصال تیر به ستون استفاده می‌کنند. این متد در مناطقی با احتمال زلزله پایین یا متوسط کاربرد دارند.

قاب‌‌های مهاربندی‌‌شده

یک نوع دیگر از قاب ساختمانی، سیستم مهاربندی شده‌است که اعضای افقی، عمودی و قطری دارد. اعضای افقی حاوی تیرها، اعضای عمودی (قائم) حاوی ستون‌ها و اعضای قطری نیز شامل مهاربندی‌ها هستند. این سیستم در برابر نیروهای جانبی از سازه حافظت می‌کند و به دو شکل همگرا و واگرا اجرا می‌شود. در بادبند یا مهاربندهای همگرا، محور اعضای قطری در نقطه‌ای از ستون یا تیر در محلی که همدیگر را قطع می‌کنند، به یکدیگر نزدیک می‌شوند.

ورق استنلس استیل ورقی است که پایه آن آهن است اما دارای آلیاژهای دیگری نیز می باشد و بسته به خواص مکانیکی آن مانند شکل پذیری، جوش و سختی عناصر دیگری در آن ترکیب می شوند. ورق های فولادی دارای درصد کمی کربن هستند که معمولاً کمتر از 2 است و هر چه میزان کربن در ورق های فولادی بیشتر باشد شکل پذیری و مقاومت آن ها کمتر می شود. این محصول در دو نوع مختلف مربع و مستطیل تولید می شود که هر دو ابعاد متفاوتی دارند و بسته به نیاز پروژه انتخاب می شوند. یکی دیگر از ویژگی های ورق های فولادی مقاومت بسیار بالای آن ها در برابر دماهای بالا و پایین است به طوری که این ورق ها می توانند دمای 1000+ درجه سانتی گراد و 200- درجه را تحمل کنند.

استنلس استیل چیست

 فولادها به دو دسته فولاد ساده یا فولاد زنگ نزن تقسیم می شوند که فولاد کربنی ساده دارای عناصر محدودی است یعنی به غیر از کربن حاوی سیلیکون، منگنز، گوگرد و فسفر نیز می باشد. حال اگر عناصری مانند کروم به آهن اضافه شود، فولاد ضد زنگ تولید می شود. فولاد ضد زنگ یا همان استیل ضد زنگ همانطور که از نامش پیداست ضد زنگ بوده و در برابر انواع خوردگی بسیار مقاوم است. علاوه بر این، کروم پس از ترکیب با اکسیژن هوا به اکسید کروم تبدیل می شود. این لایه با چشم دیده نمی شود، اما این عنصر لایه ای ایجاد می کند که بین هوا و فلز مانع ایجاد می کند و فولاد را ایمن و سالم نگه می دارد.

انواع ورق استیل

 در طبقه بندی این محصول ورق ها بر اساس آلیاژ تقسیم بندی می شوند. چندین سری فولاد از جمله سری 300 و 400 وجود دارد. اما معروف ترین و متداول ترین استیل موجود در بازار سری 300 است که ضد زنگ بوده و به انواع مختلفی از جمله 304، 305، 316، 321، 347 تقسیم می شود که در بین 304 مورد پرمصرف تر از بقیه هستند.

این در حالی است که استفاده از فولاد سری 400 کمی متفاوت است و بیشتر در زندگی روزمره دیده می شود. به عنوان مثال برای ساخت کارد و چنگال از استیل 420 و برای تزئین از استیل سری 430 استفاده می شود. به طور کلی این فلز چکش خواری خوبی دارد و به دلیل وجود عناصر موجود در این ورق از قیمت ارزان تری نسبت به فولاد سری 300 برخوردار است.

کاربرد ورق استیل چیست

ورق استیل امروزه به دلیل ویژگی ها و مزایای منحصر به فرد خود به یکی از پرمصرف ترین ورق های موجود در بازار تبدیل شده است. از انواع کاربردهای این محصول می توان به موارد زیر اشاره کرد:

سقف ساختمان
پوشش بدنه و سقف درب آسانسور
ساخت لوازم خانگی
ساخت قطعات بزرگ در کشتی سازی و همچنین ساخت پمپ
ساخت تانکرهای شیمیایی
ساخت بدنه خودرو، کامیون و هواپیما
ساخت وسایل برقی مانند ترانسفورماتور

تیرآهن به عنوان یکی از مهمترین مقاطع فولادی کاربردهای فراوانی در پروژه های صنعتی و ساختمانی دارد. وظیفه اصلی آن مقاومت در برابر تنش های ناشی از نیروهای وارد شده به آن است. این مقطع فولادی انواع مختلفی دارد و کارخانه های زیادی در ایران وجود دارند که این محصول را تولید می کنند. به همین علت در کارخانه های مختلف قیمت تیرآهن متفاوت از یک دیگر می باشد.

تیرآهن یک پروفیل شناخته شده به دو شکل مقطع I و H است که کاربرد گسترده‌ای در صنعت و ساختمان‌سازی دارد. از انواع تیرآهن I، می‌توان به IPN و IPE و از انواع H، می‌توان به  HEA و HEB و HEM اشاره کرد. این نامگذاری بر اساس استاندارد اروپاست و در کشورهای مختلف اسامی متفاوتی دارد.

انواع سایزهای تیرآهن چیست؟

اگرچه تیرها انواع مختلفی دارند، اما اندازه های مختلفی دارند که هر کدام کاربردهای متفاوتی دارند. برخی از اندازه های سنگین تیرها برای کاربردهای خاص استفاده می شوند.

سایز 12
سایز 14
سایز 16
سایز 18
سایز 20
سایز 22
سایز 24
سایز 27
سایز 30

مزایا و معایب استفاده از تیرآهن چیست؟

تیرآهن یکی از مهم ترین مقاطع فولادی است و استفاده از آن در سازه های فولادی مزایای زیادی دارد که در زیر به آن اشاره می کنیم:

برای اتصال قطعات مختلف به یکدیگر در سازه های فولادی مناسب هستند.
اجرا و نصب آن بسیار سریع است.
تیرها در ارتفاعات کاربرد زیادی دارند.
قطعاتی هستند که در کارخانه پیش ساخته می شوند.
لازم به ذکر است که این مقطع فولادی در کنار تمامی مزایایی که دارد دارای معایبی نیز می باشد که در ادامه به آنها اشاره می کنیم:

ضعف در دمای بالا: مقاومت ساختمان با افزایش دما کاهش می یابد، یعنی اگر دمای اسکلت فلزی به 600 درجه سانتیگراد برسد، تعادل ساختمان به خطر می افتد.
تخریب و خوردگی فلزات در مقابل عوامل خارجی: قطعات فلزی مورد استفاده در ساختمان سازی در اثر تماس با عوامل خارجی دچار خوردگی می شوند و این موضوع باعث کاهش ابعاد قطعات فلزی می شود. بنابراین، در نهایت با افزایش هزینه های نگهداری و حفاظت ساختمان مواجه خواهید شد.
اتصال نامناسب قطعات به یکدیگر: در ساختمان های فلزی، قطعات با جوش، پرچ و پیچ به یکدیگر متصل می شوند، اما گاهی اوقات به دلیل عدم مهارت جوشکار، ممکن است این کار به درستی پیش نرود و پس از گذشت زمان، پروژه ها با مشکل مواجه شوند. یک ساختمان بسازید.

پروفیل ها نوعی از اجزای سازه ای هستند که دارای ویژگی هایی مانند سطح مقطع ثابت و طول زیاد می باشند. پروفیل در صنایعی مانند ساختمان سازی، خودروسازی، کشتی سازی، تولید میز و مبلمان اداری و ... کاربرد دارد. ضخامت پروفیل یکی دیگر از عوامل تعیین کننده قیمت پروفیل است.

پروفیل چیست؟

پروفیل ها مقاطع باز یا بسته هستند که بر اساس وزن، نوع کاربرد و نوع مقطع به انواع مختلفی تقسیم می شوند. بنابراین کلیه مقاطع فولادی، آلومینیومی، فولادی و ... جزء انواع پروفیل می باشد. در ادامه به بررسی دقیق هر نوع پروفیل می پردازیم.

انواع پروفایل از نظر کاربرد

پروفیل ها را می توان بر اساس زمینه ای که در آن استفاده می شود به دو دسته صنعتی عمومی و ساختمانی تقسیم کرد که نام گذاری هر کدام از این پروفیل ها کاربرد آنها را مشخص می کند.

مشخصات ساخت و ساز

پروفیل های ساختمانی به طور گسترده در بخش های مختلف ساخت و ساز استفاده می شود. گروهی از این پروفیل ها در ساخت درب و پنجره و گروهی دیگر در زمینه استحکام سازه کاربرد دارند.

پروفیل صنعتی

گروهی از پروفیل ها است که در صنایع مختلف مانند خودروسازی و نظامی استفاده می شود. بیشتر پروفیل های صنعتی دارای ویژگی های مکانیکی و الکتریکی خاصی هستند که آنها را برای کاربردهای خاص مناسب می کند. بنابراین هر تولید کننده پروفیل قادر به تولید پروفیل صنعتی نیست.

انواع پروفیل از نظر مقطع

به طور کلی پروفیل ها از نظر سطح مقطع به دو دسته تقسیم می شوند:

پروفیل باز: پروفیل هایی هستند که فضای خالی داخلی ندارند مانند انواع تیرآهن، نبشی، ناودانی و ....

پروفیل های بسته: پروفیل های بسته مانند لوله، قوطی، پروفیل در و پنجره و غیره.

کاربرد پروفیل

یکی از مهمترین و شناخته شده ترین کاربردهای پروفیل در ساخت و ساز می باشد. در صنعت ساختمان از مصالح زیادی استفاده می شود که هر کدام نقشی در تکمیل ساختمان دارند. یکی از این مصالح که کاربردهای زیادی در ساختمان سازی دارد پروفیل است. از نوع ساخت این محصول به نام پروفیل 508 یا پروفیل در و پنجره در ساخت درب و پنجره استفاده می شود. پروفیل های مورد استفاده در ساخت درب و پنجره دارای دو مقطع باز و بسته می باشد. از دیگر کاربردهای پروفیل در ساختمان ها می توان به ساخت نرده راه پله، حفاظ تراس و نمای ساختمان اشاره کرد.