تفاوت مصالح ساختمانی استفاده‌شده در برج‌سازی با ساختمان‌سازی

 به گزارش گروه رسانه‌های دیگر خبرگزاری آنا  در صنعت ساخت و ساز، مصالح فولادی با انواع شکل­ها و قابلیت­های مختلف، یکی از اساسی­ترین عناصر به شمار می­روند. حال اگر بخواهیم تعریفی ساده و جامع از مصالح فولادی داشته باشیم می‌توانیم بگوییم به هر نوع مواد فولادی که مهندسان در طراحی زیربنا، ساختار و یا جزئیات آن در نظر می‌گیرند، مصالح فولادی می‌گویند. اکنون ما در این مقاله سعی داریم به صورت تخصصی­تر به تفاوت­های مصالح فولادی به کار گرفته شده در ساختمان­ها و برج­ها بپردازیم.

تفاوت کلی انواع مصالح فولادی در چیست؟

انواع مصالح فولادی بنابر هدف استفاده از آن­ها دارای سه تفاوت اصلی هستند:

آلیاژ به کار رفته در تولید:

انواع آلیا­ژ­ها با توجه به عناصر به کار رفته در آن­ها خواص مکانیکی متفاوتی را از خود نشان می­دهند. خواصی مثل مقاومت به سایش، مقاومت به خوردگی، مقاومت به ضربه، مقاومت کششی، قابلیت شکل­پذیری و قابلیت جوشکاری جزو این موارد هستند. این تفاوت­ها باعث می­شود که هر کدام از این آلیاژها برای انجام کاری خاصی کاربرد داشته باشند.

شکل و اندازه:

در نگاه اول شاید به نظر برسد که همه میلگرد­ها و یا همه تیرآهن­ها شبیه به هم هستند. اما با یک نگاه دقیق­تر متوجه می­شویم که حتی مصالح ساختمانی که در یک دسته قرار می­گیرند در جزییات با هم متفاوت هستند. مثلا طول بال تیرآهن­ها، شکل آج میلگردها و یا ضخامت قوطی­ها بنابر هدف استفاده از آن متفاوت است و در بارگذاری­ها نیز تغییرات زیادی ایجاد می‌کند.

روش تولید:

روش تولید انواع مصالح فولادی بر قابلیت­های آن تاثیر می­گذارد. مثلا عواملی مانند دما و فشار نورد، عملیات­های حرارتی، تکنولوژی­های امروزی پوشش دهی و نحوه فرم­ دهی قابلیت‌های منحصر به فردی به هر فلز می‌دهد.

انواع مصالح فولادی و کاربرد آن‌ها در ساختمان سازی و برج سازی

حالا که علت‌های تغییر خواص و مزیت‌های مصالح فولادی را از نظر گذرانیم، وقت آن رسیده است که به سراغ بررسی موردی هر کدام از آن‌ها برویم و نکات تکمیلی هر مورد را به دقت بررسی کنیم. فراموش نکنید که هر کدام از این مقاطع فولادی، براساس استانداردها و روش‌های ساخت متفاوت، در انواع گوناگونی تولید و عرضه می‌شوند.

تیرآهن­ها

تیرآهن­ها پروفیل­هایی فولادی هستند که مقطع آن­ها به شکل H یا I می­باشد. تیرآهن­ها را از جهات مختلف می­توان دسته­بندی کرد که بر اساس شکل مقطع به سه نوع IPE، INP و IPB تقسیم می­شوند. که البته نوع IPE و INP در دسته بندی کلی­تر زیر مجموعه شکل I و نوع IPB زیر مجموعه شکل H می­باشد. به طور معمول در ایران برای ساخت ساختمان­ها از تیرآهن­هایی با مقطع I شکل استفاده می­شود. این نوع از تیرآهن­ها در مقایسه با نوع دیگر از مقاومت کمتری برخوردار هستند اما قیمت مناسب­تری دارند.

ویژگی تیرآهن H :

تیرآهن­های H به خاطر بزرگ­تر بودن طول بال­هایشان در مقابل نیرو­های وارده در جهات مختلف مقاومت بیشتری دارند. در حالی که تیرآهن­های I تنها از یک جهت مقاومت خوبی نشان می­دهند. این مسئله باعث می­شود که تیرآهن­های H در ساختمان­های بلند­تر، پل­ها و ستون­های باربر کاربرد بیشتری داشته باشند.

 این نوع از تیرآهن را می­توان تا طول 100 متر هم به کار برد و این یک مزیت قابل توجه در برج سازی محسوب می­شود.

بهترین جنس تیرآهن برای برج سازی:

تیرآهن را می­توان از نظر نوع جنس به سه دسته تقسیم کرد.

• ST37


• ST44


• ST52

شباهت این سه نوع جنس این است که هر سه دارای درصد کربن پایین­تر از 0.25% هستند. همچنین در فرآیند ساخت آن­ها به جز عملیات نرماله کردن و تنش­گیری عملیات دیگری انجام نشده. این امر باعث می­شود که تیرآهن­ها قابلیت شکل­پذیری، برشکاری و جوشکاری بهتری از خود نشان دهند.

 اما با توجه به اینکه عدد به کار برده شده پس از حروف ST، نشان‌دهنده مقاومت کششی آن بر اساس کیلوگرم بر میلی‌متر مربع است، می­توانید حدس بزنید که نوع ST52 در مقابله با نیروهای کششی آستانه تحمل بالاتری دارد. در واقع بر اساس این دسته‌بندی، تیرآهن نوع ST52 برای استفاده در ساختمان­های بلند و سازه­های بزرگ­تر قابل قبول­تر است.

به طور خلاصه باید بگوییم تیرآهن­های مورد استفاده در صنعت برج سازی معمولا از نوع H یا IPB و کرد با جنس پایه­ی ST52 هستند. و سایر انواع آن­ها را می­توان در ساختمان سازی استفاده.

میلگردها

میلگرد پروفیلی است که سطح مقطعی دایره‌ای‌شکل دارد. میلگردها یکی از اجزای اصلی مصالح فولادی در کشور ما محسوب می­شوند. آن­ها به عنوان نگهدارنده، رابط، شبکه و غیره استفاده می‌شوند. یکی از وظایف اصلی میلگرد­ها افزایش مقاومت کششی بتن­هاست و معمولا در ستون­ها و پی­ریزی اصلی ساختمان نقش دارند؛ پس باید به خواص و انواع آن­ها توجه ویژه­ای کرد.

• بهترین نوع میلگرد برای برج‌سازی:

میلگردهایی که در کشور ما وجود دارند با توجه به توانایی مقاومت در برابر نیروی کششی، به چهار دسته A1، A2، A3 و A4 تقسیم می­شوند. تفاوت­های ظاهری و آلیاژی و همچنین فرآیندهای تولید متفاوت آن­ها باعث شده که هر کدام برای نوعی از سازه­ها پیشنهاد شوند. اما این تفاوت­ها تا چه اندازه‌ای است؟

• میلگرد A1:

 این نوع از میلگرد را با توجه به خواص شکل پذیری، نرم بودن و قابلیت مناسب جوش کاری به عنوان میلگرد داکتیل یا ساده می­شناسند. این میلگرد هیچ گونه آج بر روی سطح خود نداشته و مناسب انجام عملیات­های آهنگری و خم و برش می­باشد و کمتر برای استفاده در سازه­ها پیشنهاد می­شود.

• میلگرد A2:

این نوع میلگرد با داشتن آج­های موازی پیچشی قابل تشخیص است. تنش جاری میلگرد A2 برابر 3000 کیلوگرم بر سانتی­متر مربع و تنش گسیختگی آن برابر 5000 کیلوگرم بر سانتی­متر مربع است که این نوع میلگرد را در رده نیمه سخت قرار می­دهد. میلگرد A2 یکی از میلگردهای مناسب برای صنعت ساختمان سازی است. ویژگی اصلی این نوع میلگرد مقاومت آن در برابر نیروی برشی است. بهتر است این نوع میلگرد­ها را در قسمت­هایی مثل کمرکش­های دیواره­های برشی، خاموت­ها و یا در نقاطی استفاده کنید که تنش برشی بیشتری بر میلگرد وارد می­آید.

• میلگرد A3:

این نوع میلگرد با توجه به تنش جاری 4000 کیلوگرم بر سانتی­متر مربع و تنش گسیختی 6000 کیلوگرم بر سانتی­متر مربع از لحاظ سختی در رده بالاتر از نوع A1 و A2 قرار می­گیرد و در نتیجه مقاومت بالاتری در مواجه با نیروهای کششی وارده بر بتن از خود نشان می­دهد. به علاوه میلگرد A3 دارای آج شبکه­ای یا ضربدری است که موجب بالا رفتن مقاومت چسبندگی آن به بتن می­گردد و استفاده آن را در ساختمان­های بلندتر و سازه­های سنگین­تر توجیه پذیر می­کند.

• نقطه ضعف میلگرد A3:

هرچند میلگرد A3 نیز مانند نوع A2 یکی از مصالح فولادی رایج و مناسب در ساختمان سازی کشور ما است اما استفاده از آن در سازه­های سنگین مثل برج­ها توصیه نمی­شود زیرا میلگرد A3 در برابر نیروی برشی مقاومت مناسبی ندارد. در واقع در ساختمان­های بلند، تنش­ها و موج­های مختلفی در ارتفاع سازه ایجاد می­شود و این تنش­ها با تبدیل شدن به نیروی برشی در شبکه­ها و خرپاها میتوانند باعث شکستن این نوع از میلگرد­ها شوند.

• بهترین میلگرد برای برج سازی:

ترمکس، یک فرآیند نوین تولیدی است که در آن با استفاده از شمش­های درصد پایین کربن، میلگردهایی در دسته فولاد S500 و دارای مقاومت کششی 6500 تولید می­شود که قابلیت شکل‌پذیری و جوشکاری مناسبی نیز دارند. این همان چیزی است که سازه­های بزرگ به آن احتیاج دارند.

یعنی مقاومت کششی بالا همراه با قابلیت شکل­پذیری و جوشکاری. در فرآیند ترمکس میلگرد پس از عملیات نورد گرم در معرض نازل­های آب قرار گرفته و دمای آن به سرعت پایین می­آید. این عمل باعث مارتنزیته شدن سطح میلگرد یا به زبان ساده­تر باعث ایجاد سختی سطحی بالاتر می­گردد.

ویژگی این نوع نورد این است که شکنندگی حاصل شده در سطح میلگرد باعث نمی­شود که شکل‌پذیری عمقی آن از بین برود. این نوع از میلگردها در دسته A4 قرار می­گیرند.

• میلگرد A4:

از قابلیت­های این نوع میلگرد کاهش میزان مصرف میلگرد و در نتیجه کاهش وزن و حجم سازه­های فلزی یک برج است که فاکتوری مهم در استاندارد­های بین المللی محسوب می­شود. به­علاوه قابلیت مناسب این نوع میلگرد برای جوشکاری باعث تقویت اتصالات شبکه­ها می­شود.. از لحاظ ظاهری میلگرد نوع A4 دارای آج مرکب یا هفت و هشت می­باشد که می­تواند استحکام چسبندگی آن را در بتن بالا ببرد.

اکنون می­توان نتیجه گرفت که میلگرد A4 گزینه مناسب­تری برای برج سازی است. البته این نکته را هم نباید نادیده بگیریم که همه میلگرد­ها بجز A1 را می­توان در ساختمان­های معمول استفاده کرد.

سایر مصالح فولادی

در نهایت توجه داشته باشید که پروفیل­های مورد استفاده در سازه­های فلزی، با توجه به میزان مقاومت­های مکانیکی آزمون شده، در رده­بندی­­های مختلف قرار می­گیرند که به طور کلی هرچه سازه بزرگ­تر باشد، باید مصالح فولادی دارای مقاومت بالاتری انتخاب کرد. برای پی بردن به این نکات، باید به نقشه‌های از پیش تعیین‌شده و استانداردهای محصولات فولادی توجه کنید.

سخن پایانی

مصالح فولادی گوناگونی در ساختمان‌سازی و برج سازی به کار می‌روند؛ نکته اینجاست که برخی از مصالح، با توجه به ویژگی‌های ساخت و آلیاژهای به کار رفته، استحکام بیشتری دارند و در نتیجه در برج سازی بیشتر استفاده می‌شوند. از طرف دیگر، برخی از انواع مصالح فولادی به سبب مقاومت نه‌چندان زیاد، در ساخت انواع سازه‌های کوچک‌تر به کار می‌روند.

برگرفته از : https://esfahanahan.com

انتهای پیام/ر/4127