اسکلت فلزی یا بتنی؟ برای ما کدام بهتر است؟

مدت زمان تخمینی مطالعه: 9 دقیقه

این سوال را خیلی‌ها می‌پرسند که اسکلت فلزی یا بتنی را برای سازه خود انتخاب کنیم؟ در این مطلب مقایسه بین سازه بتنی و فلزی را از منظرهای مختلف مثل هزینه، سرعت کار، عرف شهر، موقعیت جغرافیایی و مدت زمان اجرا بررسی کرده تا تصمیم بگیرید که برای ساختمان شما اسکلت فلزی بهتر است یا بتنی

معرفی ساختمان بتنی و فلزی

اسکلت بتنی چیست؟

ساختمانی که تیر و ستون های آن از بتن+آرماتور تشکیل شده باشد به ساختمان اسکلت بتنی معروف است. در مهندسی سازه ساختمان بتنی را سازه بتن‌آرمه نیز می نامند. دلیل این نام گذاری این است که در اسکلت بتنی هیچگاه بتن به تنهایی به کار نمی رود بلکه همیشه بتن همراه با آرماتور به کار می رود. چرا ؟ دلیل آن جبران مقاومت کششی پایین بتن است که با آرماتورهای فولادی جبران می شود.

تحمل نیروی زلزله در اسکلت بتنی

در اسکلت بتنی نیروی زلزله توسط تیر و ستون تحمل می‌شود. در موارد خاصی که طراح سازه تشخیص دهد که تیر و ستون‌ها برای تحمل نیروی زلزله کافی نیستند از دیواربرشی نیز استفاده می کند.

اسکلت فلزی چیست؟

سازه فولادی هم ساختمانی است که اسکلت آن (یعنی تیر و ستون) از آهن آلات و پروفیل های فولادی تشکیل شده باشد. البته به این نکته توجه داشته باشید که در همه ساختمان ها (حتی در ساختمان فولادی) فونداسیون بتنی است. یعنی همیشه در فونداسیون بتن + آرماتور داریم.

تحمل نیروی زلزله در اسکلت فلزی

سازه های فلزی را از نظر مقاومت در برابر نیروی زلزله به ۲ دسته تقسیم می‌کنیم. قاب ساده و قاب خمشی. (به ترکیب تیر و ستون در کنار یکدیگر قاب میگوییم.)

• قاب خمشی : نیروی زلزله مثل سازه بتنی توسط تیر و ستون تحمل میشود ولی از آنجایی که هزینه قاب خمشی فلزی بسیار بالاست معمولا کمتر از آن استفاده شده و در اغلب موارد از قاب ساده استفاده می‌کنیم.
• قاب ساده (قاب مفصلی) : قاب ساده هیچ تحملی در برابر زلزله ندارد بنابراین باید از مهاربند (بادبند) یا دیواربرشی استفاده کنیم تا نیروی زلزله را تحمل کنند.

مقایسه سازه بتنی با فلزی

مقایسه سازه بتنی با فلزی از منظرهای زیر انجام می شود.

مقایسه زمان اجرا سازه بتنی با فلزی

اگر بخواهیم زمان اجرا سازه بتنی با فلزی را مقایسه کنیم اینطور میتوان گفت که تقریبا ۱۰ روز به ازای هر سقف سازه بتنی بیشتر طول می‌کشد. مثلا اجرای اسکلت و سقف های یک ساختمان ۶ سقف با اسکلت بتنی حدودا ۶۰ روز بیشتر از اسکلت فلزی طول می‌کشد.

• در سازه بتنی معمولا اجرای هر طبقه بین ۲۰ تا ۳۰ روز طول میکشد. اگر بخواهیم جزیی تر بگوییم معمولا یک هفته برای ستون‌ها و دو هفته برای هر سقف زمان صرف می‌شود.
• در سازه فلزی اجرای هر سقف معمولا بین ۷-۱۰ روز زمان برده و اجرای اسکلت نیز بسته به اینکه در محل کارگاه یا کارخانه اسکلت ساخته شود زمان آن متفاوت است.

مقایسه سرمایه اولیه مورد نیاز

در ساختمان فلزی چون قرار است کل اسکلت یکجا اجرا شود بنابراین به سرمایه اولیه زیادی نیاز دارید. همان ابتدا باید تمام آهن آلات را خریداری کنید. همچنین هزینه ساخت تیر ورق و ستون ها در کارخانه ساخت اسکلت فلزی و همچنین اجرای اسکلت را نیز اضافه کنید.

اما سازه بتنی چون طبقه طبقه اجرا می‌شود بنابراین این فرصت را دارید که در چندین مرحله پول جور کنید. البته برخی نیز چون نگران هستند میلگرد و بتن در آینده گران شود همان ابتدا میلگرد و بتن مورد نیاز کل پروژه را همان اول میخرند. این را در نظر بگیرید که بتن را می‌شود برای هر مرحله جداگانه خریداری کرد ولی در خرید میلگرد معمولا سعی میکنیم برای اینکه کمتر هزینه حمل میلگرد بدهیم هر دفعه به اندازه ای میلگرد سفارش بدهیم تا از حداکثر ظرفیت جرثقیل برای بارگیری استفاده کنیم.

موقعیت جغرافیایی

در شهرهای ساحلی چون رطوبت بالاست در طول زمان خوردگی فولاد را تهدید می کند. اگر دقت کرده باشید در این شهرها اغلب ساختمان ها بتنی هستند. در محیط های خورنده اسکلت فولادی نیاز به چند لایه رنگ آمیزی دارد.

تاثیر اکیپ اجرایی در انتخاب اسکلت بتنی یا فلزی

در بعضی از شهرها مثل مشهد پیمانکاران اسکلت فلزی بیشترند ولی در اکثر شهرهای ایران مثل تهران-اصفهان-تبریز پیمانکاران اسکلت بتنی بیشتر هستند. اکیپ اجرایی حرفه ای تاثیر بسیار زیادی در مقاومت ساختمان دارد.

تاثیر معماری در سازه بتنی یا فلزی

از نظر معماری چون اسکلت بتنی حجیم تر از اسکلت فولادی است ممکن است این ترس وجود داشته باشد که به معماری ما ضربه زیادی خورده می‌شود. مخصوصا در مورد ضوابط پارکینگ که ممکن است گاهی اوقات برای ما ایجاد محدودیت کند. اما در اغلب موارد افزایش بعد ستون ها مورد غیرقابل حلی نیست و حتی در طراحی داخلی منزل می‌توان از همین بیرون زدگی ستون ها استفاده کرده و متریال بخشی از دیوار را تغییر داده تا باعث تنوع در فضا شده و از یکنواختی دیوار جلوگیری کنیم.

بنابراین قبل از اینکه بابت بزرگ بودن ستون‌ها در سازه بتنی نگران باشید بهتر است پلان معماری پروژه خود را نهایی کرده و سپس در مورد نوع سازه که بتنی یا فلزی باشد تصمیم بگیرید. مطالعه مطالب زیر در این مورد به شما کمک می‌کند:

• طراحی پلان ساختمان شمالی
• طراحی پلان ساختمان جنوبی
• طراحی پلان ساختمان شرقی غربی
• طراحی پلان ساختمان دونبش

مزایای سازه بتنی نسبت به فلزی در معماری

• در اسکلت بتنی می‌توان دهانه های بلندتری را با هزینه کمتری ایجاد کرده و از تعداد ستون‌ها کم کنیم.
• در ساختمان‌هایی که بخواهیم (به دلیل طراحی پلان یا طراحی پارکینگ) با کمترین تعداد ستون ساختمان خود را احداث بکنیم در اغلب موارد ترجیحا سازه بتنی را انتخاب می‌کنیم.
• در مواقعی که در پلان معماری راه‌پله در گوشه ساختمان قرار می‌گیرد گاهی اوقات دست ما برای قرار دادن دیوار برشی یا مهاربند در سازه فلزی باز نیست ولی اگر سازه بتنی اجرا کنیم می‌توانیم بدون نیاز به دیواربرشی (فقط تیر و ستون) سازه خود را طراحی کنیم.
• در بعضی از زمین‌ها مثل زمین های دونبش در تحت شرایط خاصی (مثل پروژه مصلی۲۶ ) ما مجبور هستیم که از سازه بتنی استفاده کنیم چون هزینه اجرای اسکلت فلزی بسیار بالا خواهد بود. در ویدیو زیر این مورد را بیشتر توضیح داده ایم.

موارد مهم در اجرای اسکلت بتنی و فلزی

قالب بندی و آرماتوربندی

قبل از بتن ریزی هر یک از المان های سازه ای مثل ستون – دیواربرشی یا سقف باید آنها را قالب بندی کرد. از آنجایی که دیواربرشی و دیوار حائل علاوه بر ساختمان بتنی در سازه فلزی هم میتواند وجود داشته باشد پس این مورد برای هر دو سازه مهم است. البته واضح است که چون حجم قالب بندی در سازه بتنی بیشتر است اهمیت این موضوع در سازه بتنی بیشتر خواهد بود.

آرماتوربندی جزئیات خاصی دارد مخصوصا در ناحیه اتصال تیر به ستون بتنی که باید حتما با دقت انجام شود. اجرای صحیح و قرار‌دادن آرماتور مطابق نقشه های سازه بسیار مهم است و جدی نگرفتن این مسئله مشکلات جبران ناپذیری را در آینده به همراه خواهد داشت.

جوشکاری و اتصالات

جوشکاری در اتصالات در سازه فولادی از اهمیت زیادی برخوردار است. در زلزله های گذشته اغلب خرابی‌ها در اسکلت فلزی از ناحیه اتصال بوده است. راه حل این ایراد این است که اغلب جوشکاری‌ها را در کارخانه انجام داده و جوشکاری های در محل ساختمان را به حداقل برسانیم. همین موضوع باعث افزایش بیشتر قیمت ساختمان فولادی می شود.