فولاد بعنوان ماده ای با مشخصات خاص و منحصر بفرد، مدت هاست در ساخت ساختمان ها کاربرد دارد. قابلیت اجرای دقیق، رفتار سازه ای معین، نسبت مقاومت به وزن مناسب در کنار امکان اجرای سریع سازه های فولادی همراه با جزئیات و ظرافتهای معماری فولاد را بعنوان مصالحی منحصر و ارزان در پروژه های ساختمانی مطرح نموده است، به نحوی که اگر ضعف های محدود این ماده نظیر مقاومت کم در برابر خوردگی و عدم مقاومت در آتش سوزی های شدید به درستی مورد توجه و کنترل قرار گیرند، امکانات وسیعی در اختیار طراح قرار می دهد که در هیچ ماده دیگر قابل دستیابی نیست.
فولاد، آلیاژی از آهن و کربن است که کمتر از 2 درصد کربن دارد. در فولاد ساختمانی عموما "در حدود 3 درصد کربن و ناخالصی های دیگری مانند فسفر، سولفور، اکسیژن و نیتروژن و چند ماده دیگر موجود می باشد." ساخت فولاد شامل اکسیداسیون و جدا نمودن عناصر اضافی و غیرضروری موجود در محصول کوره بلند و اضافه کردن عناصر مورد نیاز برای تولید ترکیب دلخواه است. برای ساخت فولاد، از چهار روش اصلی استفاده می شود. این روشها عبارتند از: روش کوره باز، روش دمیدن اکسیژن، روش کوره برقی و روش خلاء. آنچه فولاد را به عنوان یک مصالح ساختمانی مناسب معرفی کرده می تواند شامل موارد زیر باشد:

شکل پذیری
خاصیت چقرمگی
خاصیت خمش پذیری

جوش پذیری
همگـن بودن
مقاومت نسبی بالا
ضریب ارتجاعی بالا

خاصیت فنری و جهندگی
وجود خاصیت الاستیک و پلاستیک
خاصیت سختی استاتیکی و دینامیکی
تغییر شکل در اثر بارگذاری و ایجاد تنش یکنواخت

امکان استفاده از ضایعات
خاصیت چکش خواری و تورق
امکان تقویت مقاطع در صورت نیاز

طـراحـی ساختمـان هـای فـولادی:

انتخاب نوع مقطع، روش ساخت، روش بهره برداری و محل ساخت ساختمان، خصوصیات و ویزگی های متنوعی برای ساخت اسکلت باربر یک ساختمان بوجود می آورد. مزیت های هر سیستم سازه ای و مصالح مورد نیاز آن سیستم را در صورتی می توان بکار برد که خصوصیات و ویژگیهای آن مصالح و سیستمها در مرحله طراحی به حساب آورده شود و طراح باید در مورد هر یک از مصالح به درستی قضاوت کند. این موضوع به ویژه در ساختمان هایی که اسکلت فولادی دارند ضروری است. معیارهای سازه ای زیر اهمیت زیادی در طراحی کلی و ستون گذاری ساختمان دارد:

نوع مقطع
نوع مهاربندی

فواصل تکیه گاهی
اندازه دهانه های سقف

نوع سیستم صلب کننده
آرایش و روش قرار گیری مقاطع

محل قرارگیری سیستم صلب کننده (سیستم فضا سازی داخلی)

برای استفاده بهینه از خواص مطلوب ساختمانهای فولادی، سیستم فضاسازی داخلی باید بگونه ای اختیار شود که متشکل از قطعات پیش ساخته باشد بدین منظور که سرعت بیشتر نصب و برپایی سازه، موجب کوتاه شدن زمان کلی ساخت می شود. قطعات سبک باشد تا وزن کلی ساختمان به حداقل ممکن برسد، نوع سیستم انتخاب شده، سازگار با سیستم سازه ای انتخاب شده باشد و با یک روش اقتصادی قابل محافظت در برابر آتش باشد.
فضاهای داخلی ساختمان فلزی معمولا شامل: سقف ها، بام، دیوارهای خارجی، دیوارهای داخلی، سیستم رفت و آمد ( پله و آسانسور ) می باشد که با هماهنگی دقیق وعلمی این امکان بوجود می آید که اقتصادی ترین روش ساخت و اجرای ساختمان بدست آید.

طـراحـی بـا تـوجه به روش مهـاربنـدی:

تمام ساختمان ها باید برای مقاومت در برابر نیروی زلزله و باد و یا دیگر نیروهای افقی صلب شوند سیستم صلب کننده باید:

تغییر مکان های افقی را محدود کند.
نیروهای جانبی را به فونداسیون منتقل کند.

در ساختمان های بلند باید ملاحظات ویژه ای برای جلوگیری از ایجاد نوسانات ناشی از باد در نظر گرفته شود، بزرگی نیروهای افقی اعمال شده در اثر باد به عوامل زیر بستگی دارد:

سـرعت بـاد

وضـعیت سطـح نمـا

روش هـای صلب کـردن

شـکل آیـرودینامیـکـی سـاختـمان

یک قاب سازه ای فولادی را می توان به یکی از روش های زیر مهاربندی کرد:

سیستم های قاب صلب

سیستم های قاب بادبندی

دیوارهای بتنی بصورت دیوارهای برشی یا هسته های بتنی

انتخاب روش صحیح مهاربندی، اهمیت عمده ای در طراحی سازه ای دارد و حتی ممکن است کل اندیشه طراحی یک ساختمان بلند مرتبه را تحت تاثیر قرار دهد. مهاربندی به وسیله اعضای بادبندی یا دیوارهای بتنی به صورت دیافراگم صلب، نقاط ثابتی را در ساختمان ایجاد می کند به گونه ای که آزادی عمل در جانمایی و معماری داخل ساختمان را محدود می کند.

طراحـی با تـوجه به اجـزای تـشکیل دهنده فضاهای داخلـی سـاختمان:

انتخاب سیستم مناسب برای اجزای داخلی ساختمان به عوامل مختلفی بستگی دارد، روش های زیر به طور رایج در ساخت سقف های متکی به تیرهای فولادی به کار می روند:

دال بتنـی پیش ساخته

عرشـه فولادی با بتن درجا

دال بتنـی درجا بر روی قالب مناسب

عملکرد مرکب بین دال بتنی و تیر فولادی که در هر سه روش امکان پذیر است، سبب اقتصادی شدن ساخت می گردد. مسئله حفاظت قسمت های فولادی سقف در برابر آتش سوزی باید در اجرای سقف در نظر گرفته شود، استفاده از سقف کاذب می تواند این کار را به خوبی انجام دهد. در سازه های اسکلت فلزی، معمولا دیوارهای خارجی باربر نیستند، برای ساخت این دیوارها، بنابر شرایط موجود از مصالح مختلف استفاده می شود.

مزایای سازه های فلزی

سازه های فلزی-بخش دوم

سازه های فلزی-بخش اول

طـراحـی ساختمـان هـای فـولادی:

طـراحـی بـا تـوجه به روش مهـاربنـدی:

طراحـی با تـوجه به اجـزای تـشکیل دهنده فضاهای داخلـی سـاختمان:

مطالب مرتبط

راهنمای خرید سوله

رواداری‌های ساخت سوله

مراحل نصب سوله