کامل‌ترین مراحل ساخت اسکلت فولادی | مجله آسن

ساخت اسکلت فولادی یکی از حیاتی‌ترین مراحل در پروژه‌های ساختمانی بزرگ و صنعتی محسوب می‌شود که تأثیر مستقیم بر استحکام، دوام و ایمنی نهایی سازه دارد. استفاده از فلز به‌ویژه فولاد به‌عنوان ماده اصلی در ساختار ساختمان‌ها به دلیل ویژگی‌های مکانیکی برجسته‌ای نظیر مقاومت بالا، طول عمر بیشتر و انعطاف‌پذیری بالا در طراحی، به‌طور چشمگیری در حال گسترش است. با این حال، فرآیند ساخت اسکلت فولادی تنها به انتخاب مصالح محدود نمی‌شود؛ بلکه مراحل مختلفی از جمله طراحی دقیق، ساخت و نصب حرفه‌ای و رعایت استانداردهای ایمنی و فنی را شامل می‌شود. در طول این مراحل، عوامل اقتصادی نیز نقش بسزایی ایفا می‌کنند. در این مقاله، به بررسی جامع و دقیق مراحل ساخت اسکلت فلزی از طراحی اولیه تا نصب نهایی پرداخته و نکات کلیدی در هر مرحله را برای داشتن درکی جامع از این فرآیند پیچیده و مهم مرور می‌کنیم.

اسکلت فلزی چیست؟

اسکلت فلزی نوعی سازه است که در ساخت ساختمان‌ها و سازه‌های بزرگ به کار می‌رود و از اجزای فلزی مانند تیرها، ستون‌ها و قاب‌های فولادی تشکیل شده است. این نوع اسکلت به عنوان فریم یا چارچوب اصلی ساختمان عمل می‌کند و وظیفه تحمل بارهای وارده به سازه و انتقال آنها به پی یا زمین را بر عهده دارد. استفاده از فلز به دلیل مقاومت بالا، انعطاف‌پذیری و طول عمر زیاد در برابر زلزله، باد و سایر فشارهای فیزیکی، بسیار محبوب است.

اسکلت فولادی معمولاً در پروژه‌های مرتفع مانند آسمان‌خراش‌ها، پل‌ها و سوله‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این سازه‌ها علاوه بر استحکام بیشتر نسبت به مواد سنتی مانند بتن، امکان اجرای سریع‌تر و راحت‌تر پروژه را نیز فراهم می‌کنند، چرا که قطعات فلزی اغلب در کارخانه‌ها تولید شده و سپس در محل پروژه مونتاژ می‌شوند.

از جمله مصالح فولادی که در کشورمان تولید می شود و به وفور هم در ساختمان سازی ها و پروژ های بزرگ به کار می رود میلگرد است. قیمت میلگرد در هزینه تمام شده پروژه ها تاثیر بسزایی دارد. 

انواع اسکلت در سازه‌های ساختمانی

انواع اسکلت ساختمانی در پروژه‌های مختلف بر اساس نوع مصالح به کار رفته و شرایط سازه به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند: اسکلت بتنی، اسکلت فلزی و اسکلت چوبی. هر یک از این انواع اسکلت‌ها دارای ویژگی‌هایی هستند که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم.

1. اسکلت بتنی

در اسکلت بتنی، بتن مسلح (بتن آرمه) که ترکیبی از سیمان، شن، ماسه و میلگرد است، به عنوان مصالح اصلی استفاده می‌شود. این نوع سازه به دلیل مقاومت بالا در برابر آتش، رطوبت و دوام درازمدت، یکی از پرکاربردترین روش‌های ساخت در پروژه‌های ساختمانی است.

2. اسکلت فلزی

در اسکلت فلزی، از فولاد و پروفیل‌های فلزی به عنوان اصلی‌ترین مصالح برای ساخت ستون‌ها، تیرها و دیگر اجزای سازه استفاده می‌شود. این نوع اسکلت به دلیل مقاومت بالا و اجرای سریع در پروژه‌های بلندمرتبه و صنعتی بسیار رایج است.

3. اسکلت چوبی

اسکلت چوبی یکی از قدیمی‌ترین روش‌های ساخت و ساز است که هنوز در مناطق خاصی مانند خانه‌های ویلایی یا ساخت‌وسازهای کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرد. چوب به دلیل سبک بودن و راحتی در اجرا، همچنان محبوب است، به خصوص در مناطق با شرایط آب و هوایی خاص.

 

 

مراحل ساخت ساختمان اسکلت فولادی

مراحل اجرای اسکلت فلزی را می‌توان به‌طور خلاصه به‌صورت زیر بیان کرد:

•          ساخت پایه و فوندانسیون
•          ساخت ستون فولادی
•          نصب تیرهای فلزی
•          سیستم‌های سقف
•          سیستم بادبند
•          نازک‌کاری

در ادامه راجع به هر یک از مراحل ساخت اسکلت فولادی، توضیحات بیشتری ارائه می‌دهیم:

1. ساخت پایه و فونداسیون

ساخت پایه و فونداسیون اولین و مهم‌ترین مرحله در اجرای ساختمان با اسکلت فلزی است. فونداسیون وظیفه انتقال بارهای وارده از اسکلت فلزی به زمین را بر عهده دارد و باید بر اساس نوع خاک، شرایط زمین، و وزن سازه طراحی شود. برای شروع، پس از انجام مطالعات ژئوتکنیک و ارزیابی زمین، حفاری و آماده‌سازی محل انجام می‌شود. سپس بتن‌ریزی به همراه آرماتوربندی مناسب صورت می‌گیرد تا فونداسیون مقاومت لازم برای تحمل وزن اسکلت و بارهای وارده را داشته باشد.

این مرحله نیازمند دقت بالا است، چرا که هر گونه عدم تطابق در سطح‌بندی و موقعیت‌یابی فونداسیون می‌تواند منجر به مشکلات ساختاری در مراحل بعدی شود. همچنین برای اسکلت فلزی، باید اتصالات مناسب برای پایه ستون‌ها در فونداسیون تعبیه شود تا ستون‌ها به‌درستی بر روی آن‌ها قرار گیرند. به‌طور کلی، کیفیت فونداسیون به‌طور مستقیم بر استحکام و پایداری کلی سازه تأثیر می‌گذارد.

2. ساخت ستون فولادی

پس از آماده‌سازی فونداسیون، مرحله بعدی ساخت و نصب ستون‌های فولادی است. ستون‌ها به عنوان اعضای عمودی سازه عمل کرده و بار اصلی ساختمان را به فونداسیون منتقل می‌کنند. ستون‌ها معمولاً از پروفیل‌های فولادی مانند H و I تشکیل می‌شوند و با دقت بسیار بالایی بر روی فونداسیون نصب می‌شوند. برای تضمین استحکام اتصال، صفحات پایه (Base Plates) در زیر ستون‌ها قرار داده می‌شود و به فونداسیون پیچ می‌شوند.

نصب ستون‌ها باید با دقت زیاد و استفاده از دستگاه‌های تراز انجام شود تا ستون‌ها به صورت کاملاً عمودی قرار گیرند. در این مرحله، معمولاً از جرثقیل برای جابه‌جایی و نصب ستون‌های سنگین استفاده می‌شود. همچنین اتصالات ستون‌ها به تیرها و سایر اجزای اسکلت فلزی باید با استفاده از پیچ و مهره‌های مقاوم یا جوشکاری انجام شود تا پایداری و یکپارچگی سازه تضمین گردد.

3. نصب تیرهای فلزی

پس از نصب ستون‌ها، تیرهای فلزی که وظیفه انتقال بارهای افقی از سقف و طبقات به ستون‌ها را بر عهده دارند، نصب می‌شوند. این تیرها معمولاً از پروفیل‌های فولادی مشابه ستون‌ها ساخته می‌شوند و به صورت افقی بین ستون‌ها قرار می‌گیرند. نصب تیرها نیازمند دقت بسیار بالایی است، چرا که بارهای وارده از سقف باید به درستی از طریق تیرها به ستون‌ها منتقل شود.

برای اتصال تیرها به ستون‌ها، از جوشکاری یا پیچ و مهره استفاده می‌شود. در سیستم‌های پیچ و مهره‌ای، تیرها ابتدا در محل دقیق خود قرار داده شده و سپس با استفاده از پیچ‌های پرمقاومت به ستون‌ها متصل می‌شوند. تیرها باید به‌صورت کامل تراز و صاف باشند تا از توزیع یکنواخت بار در سازه اطمینان حاصل شود. همچنین در سازه‌های چندطبقه، نصب تیرها به صورت تدریجی و بر اساس برنامه‌ریزی دقیق انجام می‌گیرد تا تعادل کلی سازه حفظ شود.

4. سیستم‌های سقف

پس از نصب ستون‌ها و تیرها، مرحله بعدی اجرای سقف است که وظیفه پوشش و انتقال بارهای عمودی به تیرهای فلزی را بر عهده دارد. در ساختمان‌های اسکلت فلزی، سقف‌ها معمولاً از سقف‌های عرشه فولادی، کامپوزیت یا تیرچه‌بلوک ساخته می‌شوند. در روش عرشه فولادی، ورق‌های فلزی موج‌دار به عنوان قالب دائمی استفاده شده و سپس روی آنها بتن‌ریزی می‌شود.

اجرای سیستم سقف باید با دقت و هماهنگی با سایر اجزای اسکلت انجام شود تا از توزیع یکنواخت بارها بر روی تیرها اطمینان حاصل شود. همچنین در این مرحله باید به عایق‌بندی حرارتی و صوتی سقف‌ها توجه شود تا ساختمان از نظر انرژی بهینه باشد. سقف‌ها معمولاً علاوه بر تحمل بار، نقشی در پایداری سازه‌ای ساختمان ایفا می‌کنند و به کاهش حرکت‌های جانبی ساختمان کمک می‌کنند.

5. سیستم بادبند

برای افزایش پایداری جانبی سازه‌های اسکلت فلزی در برابر نیروهای جانبی مانند باد و زلزله، استفاده از بادبندها ضروری است. بادبندها اعضای موربی هستند که به ستون‌ها و تیرها متصل شده و سازه را در برابر نیروهای افقی پایدار می‌کنند. این سیستم می‌تواند به شکل‌های مختلف از جمله بادبندهای ضربدری، V شکل، یا K شکل باشد و بر اساس محاسبات مهندسی و نیازهای سازه‌ای طراحی می‌شود.

نصب بادبندها باید با دقت زیادی انجام شود تا عملکرد صحیح آنها تضمین گردد. استفاده از بادبندها باعث می‌شود که نیروهای جانبی به‌صورت متعادل در تمام سازه توزیع شوند و خطر کج شدن یا فروپاشی سازه در اثر زلزله یا باد شدید به حداقل برسد. بادبندها معمولاً از پروفیل‌های فولادی مقاوم ساخته می‌شوند و با جوش یا پیچ به تیرها و ستون‌ها متصل می‌شوند.

6. نازک‌کاری

پس از اتمام مراحل اصلی ساخت اسکلت فلزی، وارد مرحله نازک‌کاری می‌شویم. در این مرحله، کارهای مربوط به تکمیل نهایی ساختمان از جمله عایق‌کاری حرارتی و صوتی، اجرای دیوارهای داخلی و خارجی، نصب سیستم‌های تأسیساتی و پوشش‌های نهایی مانند گچ‌کاری، کاشی‌کاری و رنگ‌آمیزی انجام می‌شود. نازک‌کاری علاوه بر افزایش زیبایی ظاهری، به بهینه‌سازی عملکرد سازه نیز کمک می‌کند.

 همچنین در این مرحله، سیستم‌های مکانیکی و الکتریکی مانند لوله‌کشی، سیستم‌های گرمایش و سرمایش، و سیم‌کشی‌های برقی نصب می‌شوند. اجرای دقیق و با کیفیت نازک‌کاری علاوه بر افزایش دوام و کارایی سازه، تأثیر زیادی بر صرفه‌جویی انرژی و آسایش ساکنان دارد. نازک‌کاری معمولاً آخرین مرحله قبل از تحویل پروژه است و نقش مهمی در کامل‌کردن ساختمان ایفا می‌کند.

نکات کلیدی در اجرای فونداسیون برای اسکلت فلزی

فونداسیون در سازه‌های اسکلت فلزی به‌عنوان پایه‌ای برای انتقال بارهای سازه به زمین عمل می‌کند و اجرای صحیح آن تضمین‌کننده پایداری و استحکام کل ساختمان است. در این مرحله، انتخاب نوع فونداسیون بر اساس نوع خاک و وزن سازه اهمیت بالایی دارد. استفاده از آرماتوربندی مناسب، دقت در بتن‌ریزی و ایجاد اتصالات قوی بین ستون‌ها و فونداسیون از جمله نکات کلیدی در این مرحله است. عدم توجه به دقت در ساخت فونداسیون می‌تواند باعث ناپایداری سازه و آسیب‌های جدی در آینده شود.

هزینه ساخت اسکلت فولادی

هزینه ساخت اسکلت فولادی تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار دارد و ممکن است در هر پروژه متفاوت باشد. برخی از عوامل کلیدی که بر هزینه ساخت اسکلت فولادی تأثیر می‌گذارند عبارتند از:

1. نوع و مقدار مصالح

قیمت میلگرد: هزینه میلگردها به‌عنوان یکی از اصلی‌ترین مصالح در ساخت اسکلت فولادی، نقش مهمی در تعیین هزینه کلی دارد. نوسانات بازار و قیمت میلگرد درب کارخانه و قیمت میلگرد هیربد می‌تواند تأثیر بسزایی در هزینه پروژه داشته باشد.

پروفیل‌های فولادی: نوع و سایز پروفیل‌های فولادی مورد استفاده نیز بر هزینه تأثیرگذار است. پروفیل‌های بزرگ‌تر و سنگین‌تر معمولاً هزینه بیشتری دارند.

2. طراحی و مهندسی

طراحی اسکلت فولادی نیازمند تخصص و مهارت‌های فنی است. هزینه‌های مهندسی و طراحی می‌تواند بر کل هزینه ساخت تأثیر بگذارد.

3. هزینه‌های کارگری

دستمزد نیروی کار و هزینه‌های مربوط به نصب و اجرای اسکلت فولادی نیز بخش قابل توجهی از هزینه کلی را شامل می‌شود.

4. نصب و تجهیزات

استفاده از تجهیزات سنگین مانند جرثقیل‌ها برای جابه‌جایی و نصب اعضای فولادی هزینه‌هایی را به دنبال دارد.

5. شرایط محیطی و جغرافیایی

موقعیت پروژه، شرایط زمین و محیط کار نیز می‌تواند بر هزینه‌ها تأثیر بگذارد. در برخی موارد، شرایط دشوار ممکن است نیاز به هزینه‌های اضافی برای تجهیزات و روش‌های ویژه اجرا داشته باشد.

6. استانداردها و الزامات قانونی

رعایت استانداردها و الزامات قانونی در ساخت و نصب اسکلت فولادی ممکن است نیاز به هزینه‌های اضافی داشته باشد، از جمله هزینه‌های بازرسی و تأییدیه‌ها.

7. نوسانات بازار

نوسانات قیمت فولاد و دیگر مصالح در بازار می‌تواند به‌طور قابل توجهی بر هزینه نهایی تأثیر بگذارد.

به طور کلی، برای محاسبه دقیق هزینه ساخت اسکلت فولادی، نیاز است که تمامی این عوامل به‌دقت بررسی شوند و برآوردهای دقیق‌تری انجام گیرد. در نهایت، مشاوره با پیمانکاران و متخصصان در این زمینه می‌تواند به تعیین هزینه‌های واقعی کمک کند.

استفاده از تکنولوژی‌های جدید در ساخت اسکلت فلزی

با پیشرفت تکنولوژی، ساخت اسکلت‌های فلزی نیز بهبودهای چشمگیری یافته است. استفاده از فناوری‌های BIM (مدل‌سازی اطلاعات ساختمان) به مهندسان این امکان را می‌دهد که طرح‌های سه‌بعدی دقیق ایجاد کرده و هماهنگی بهتری میان اجزای مختلف سازه داشته باشند. همچنین، تکنولوژی‌های جوشکاری روباتیک و تکنولوژی‌های برش لیزری کیفیت و سرعت تولید قطعات فلزی را افزایش داده‌اند. این فناوری‌ها باعث افزایش دقت، کاهش هزینه‌ها و بهبود کارایی در پروژه‌های ساخت اسکلت فلزی شده‌اند.

چالش‌ها و مزایای ساخت سازه‌های اسکلت فلزی در پروژه‌های عمرانی

ساخت سازه‌های اسکلت فلزی در پروژه‌های عمرانی دارای مزایای فراوانی همچون سرعت بالای اجرا، استحکام زیاد و انعطاف‌پذیری در طراحی است. با این حال، این روش با چالش‌هایی مانند هزینه بالاتر مصالح فلزی، نیاز به تجهیزات سنگین و حساسیت به خوردگی و زنگ‌زدگی روبه‌رو است. انتخاب روش‌های مناسب برای مقابله با این چالش‌ها، نظیر استفاده از پوشش‌های محافظتی یا به‌کارگیری فناوری‌های نوین، می‌تواند به بهبود بهره‌وری و افزایش طول عمر سازه‌های فلزی کمک کند.

 

 

جمع‌بندی

در این مقاله، به بررسی مراحل ساخت اسکلت فلزی و اهمیت آن در پروژه‌های ساختمانی پرداخته شد. اسکلت فولادی به‌عنوان یکی از ارکان اساسی سازه، تأثیر مستقیمی بر استحکام، دوام و ایمنی ساختمان‌ها دارد. از طراحی دقیق و انتخاب مصالح مناسب تا مراحل ساخت و نصب، هر مرحله نیازمند دقت و رعایت استانداردهای فنی است. همچنین، توجه به جنبه‌های اقتصادی مانند قیمت میلگرد درب کارخانه و قیمت میلگرد هیربد می‌تواند به بهینه‌سازی هزینه‌ها و افزایش بهره‌وری پروژه کمک کند.

در نهایت، ساخت اسکلت فلزی نه تنها به مهارت‌های فنی و تخصصی نیاز دارد، بلکه باید به عوامل مختلفی نظیر شرایط محیطی، استانداردهای ایمنی و نیازهای طراحی نیز توجه شود. با اجرای دقیق و صحیح مراحل ساخت، می‌توان سازه‌هایی پایدار و مقاوم در برابر چالش‌های طبیعی و انسانی ایجاد کرد. این مقاله به مهندسان، پیمانکاران و تمامی فعالان صنعت ساختمان کمک می‌کند تا با درک جامع‌تری از فرآیند ساخت اسکلت فلزی، پروژه‌های موفق‌تری را به سرانجام برسانند.