اسکلت فلزی بهتر است یا بتنی؟

مازندران - نوشهر  

سوالی که برای اکثر کارفرمایان به وجود می آید این است که سازه فولادی را برای ساخت ویلای خود انتخاب کنند یا سازه بتنی؟

سازه فولادی نوعی سازه است که مصالح اصلی آن که برای تحمل نیروها و انتقال آنها به کار می رود از فولاد است. اتصالات به کار رفته در این نوع سازه ها از نوع جوشی، پرچی و یا پیچ می باشد.

سازه بتنی سازه‌ای است که در ساخت آن به‌طور معمول از بتن آرمه (سیمان، شن، ماسه و فولاد به‌صورت میلگرد ساده یا آجدار) استفاده شده باشد.

در اینجا سعی می کنیم تفاوت این دو سازه را به طور مختصر بررسی و به صورت ساده بیان کنیم.

 

مقاومت در برابر آتش سوزی

مقاومت فولاد در آتش سوزی، کم است به اینصورت که با گرم شدن، مقاومت خود را از دست می دهد در حالیکه اسکلت بتنی، مقاومت بیشتری در برابر آتش از خود نشان می دهد. بنابراین مقاومت زیاد اسکلت های بتنی در آتش سوزی، یک مزیت قلمداد می شود.
بتن مقاومت بسیار خوبی در مقابل آتش دارد. یک ساختمان بتن آرمه می تواند ساعت ها در مقابل یک آتش سوزی مهیب مقاومت کند بدون آنکه فرو ریزد. این مسئله فرصت کافی برای مهار آتش و نیز تخلیه ساختمان از نفرات و اموال را فراهم می کند اما یک ساختمان فولادی در برابر همان آتش سوزی ضعیف خواهد بود. البته لازم به ذکر است با ایجاد تمهیداتی در سازه فلزی که بعضا هزینه‌بر نیز می باشند می توان مقاومت آن را در برابر آتش افزایش داد.

 

مقاومت در برابر زلزله

معمولا این باور غلط وجود دارد که ساختمان اسکلت فلزی در برابر زلزله مقاوم تر است و یا برعکس. این ایده اصولا اشتباه است بدین صورت که هم سیستم بتنی و هم سیستم فلزی را می توان برای مقاومت های مختلف طراحی نمود که هر دو نیز به صورت مورد انتظار در هنگام زلزله عمل کنند. در حقیقت عامل مهم، طراحی صحیح سازه است. البته لازم به ذکر است که سیستم های اسکلت بتنی به دلیل افزایش وزن سازه، در زلزله، نیروی بیشتری را متحمل می شوند.

 

طول عمر

این واقعیت وجود دارد که سازه های بتنی دارای عمر طراحی هستند بدین مفهوم که یک سازه بتنی برای عمری معین طراحی می شود گرچه این عمر 50 یا 60 سال باشد. بتن با گذشت عمر دچار افت و خزش می شود که نهایتا باعث تاثیر منفی در عملکرد سازه هنگام وقوع زلزله می شود. اما در سازه فلزی مشکل افت مقاومت با افزایش عمر وجود ندارد که این یک مزیت برای اسکلت فلزی محسوب می شود.

 

ارزش اسقاط

معمولا در ساخت و سازهای رایج در کشور به مسئله اسقاط سازه کمتر توجه می شود بدین مفهوم که در زمان تخریب سازه ساختمان های فلزی دارای ارزش اسقاط به مراتب بالاتر و هزینه تخریب کمتر می باشند. که این نیز می تواند یک مزیت برای اسکلت فلزی محسوب شود.

 

سهولت در اجرا

مطلب مهم در انتخاب سیستم سازه فلزی و یا سازه بتنی، امکانات اجرای سازه در زمان ساخت است. اسکلت فلزی به علت حساسیت در عملیات برش کاری، جوش کاری و حمل و نصب، تخصص و دقت بیشتری را نسبت به اجرای اسکلت بتنی می طلبد. بنابراین باید پذیرفت که اجرای سازه بتنی نسبت به سازه فلزی نیاز به تخصص و مهارت و نظارت و کنترل کمتری دارد و با توجه به وضع موجود کشور ما، این یک مزیت برای سازه بتنی محسوب می شود.
اجرای بتن و سازه بتن آرمه در مقایسه با سایر مصالح نظیر فولاد و یا حتی چوب، نیاز به نیروهای اجرایی و کارگران با مهارت بالا ندارد.

 

هزینه ساخت

هزینه ساخت یک سازه فولادی دارای یک مقاومت مشخص، در صورت طراحی صحیح، نسبت به سازه بتنی دارای همان مقدار مقاومت، معمولا در حدود 30 درصد بیشتر است از این رو هزینه اجرای اسکلت فلزی بالاتر می باشد. بنابراین از نظر کافرمایانی که به دنبال کاهش هزینه در ساخت هستند اسکلت بتنی گزینه مناسب تری می باشد.
تمامی اجزای تشکیل دهنده بتن – به جز سیمان – به عنوان مصالح محلی و ارزان قیمت محسوب می شوند. تقریباً در همه جا می توان آب، ماسه و شن را از فواصل نزدیک به محل بتن ریزی تهیه کرد که این مسئله منجر به سهولت و رغبت بیشتر به بتن و ارزان تر تمام شدن آن خواهد شد.

هزینه ساخت اسکلت فلزی حدود 20 تا 30 درصد بیشتر از اسکلت بتنی است اما در عوض سرعت اجرای کار بیشتر است و نیاز به نیروی کار کمتری داریم.

 

زمان اجرا

سازه های فلزی به دلیل اجرای همزمان طبقات از سرعت پیشرفت بیشتری نسبت به سازه های بتنی برخوردار می باشند. همچنین در صورت ساخت اسکلت فلزی در کارخانه مدت زمان اجرا به صورت بیشتری نیز کاهش می یابد. اما در اسکلت بتنی با توجه به اجرای هر طبقه بعد از طبقه زیرین و همچنین رعایت زمان گیرش اولیه بتن سرعت پیشرفت به مراتب کمتر می باشد. همچنین سرعت بالا در اجرای سازه فلزی باعث کاهش هزینه های بالاسری و زمان بهره برداری پروژه می گردد که باعث جبران بخشی از هزینه گرانتر ساخت می باشد.

 

تامین هزینه ساخت

برای آن دسته از کارفرمایانی که مایلند هزینه پروژه را به صورت خردتر و با توجه به پیشرفت پروژه پرداخت کنند اسکلت بتنی گزینه مناسب تری خواهد بود. اما با توجه به اینکه عمده هزینه اجرای سازه فلزی هزینه خرید آهن خام مورد نیاز است مقدار بیشتری نقدینگی باید در شروع پروژه هزینه گردد. همچنین با توجه به این که در کشور ما پرداخت وام بانکی پس از تکمیل سقف طبقات پرداخت می گردد در سازه های بتنی می توان پس از اتمام هر سقف نسبت به دریافت وام اقدام و به پروژه تزریق نمود که این یک مزیت برای اسکلت بتنی محسوب می گردد.

 

 معماری

ستون های فلزی به خصوص در ساختمان های بلند در طبقات پائینی دارای ابعاد کوچک تری در مقایسه با ستونهای بتنی می باشند و به دلیل قرار گرفتن پارکینگ در طبقات زیرین این یک مزیت محسوب می شود. همچنین در بناهای متداول، سازه های فولادی دارای محدودیت کمتری نسبت به سازه بتنی در طراحی می باشند مانند فاصله ستون ها و دهانه ها. از این رو اسکلت فلزی امکان سازه های خاص را فراهم می کند.
بتن را می توان به سهولت به هر شکل دلخواه درآورد. با ساختن قالب مناسب، تقریباً هرگونه مقطع سازه ای و شکل معماری را می توان از بتن آرمه تولید نمود. در مقابل، مقاطع فولادی در ابعاد مشخص و در کارخانه تولید می شوند و تولید مقاطع خاص از مصالح فولادی گاه مشکل و پر هزینه، و یا غیر ممکن خواهد بود.

 

 دانش طراحی

این واقعیت را بایستی پذیرفت که دانش موجود در زمینه طراحی سازه بر مبنای تجارب تلخ بشر و دانش محدود ما از رفتار مواد استوار گردیده است. رفتار سازه بتنی و یا فلزی را در زمان مواجهه با زلزله نمی توان به صورت کاملا دقیق پیش بینی نمود زیرا ماهیت زلزله و همچنین عکس العمل مواد بسیار متغیر است. برای هر سازه ای که مهندسان طراحی کنند یک زلزله وجود خواهد داشت که سازه را با مخاطره روبرو کند. دانش طراحی به صورت روزانه در حال پیشرفت است و این امر گواه دانش ناقص ما در زمینه طراحی می باشد. همچنین اکثر آئین نامه های طراحی متعلق به کشور آمریکا است که شرایط لرزه خیزی به مراتب کمتری نسبت به کشور ما را دارا می باشد. بنابراین نبود دانش کافی در هر دو زمینه اسکلت فلزی و بتنی وجود دارد.

 

منطقه مرطوب یا منطقه خشک

برای مناطق مرطوب مثل شمال کشور، اسکلت بتنی مناسب‌تر است چون بتن مقاومت خوبی در مقابل رطوبت و آب دارد. اگر آب در تماس با بتن، حاوی بعضی از یون ها از قبیل یون سولفات و یا یون کلرور نباشد، برای بتن و حتی میلگرد های موجود در بتن، مشکلی ایجاد نمی کند.

در مناطق مرطوب مثل شهرهای ساحلی شمالی ایران، اکثر سازه ها بتنی هستند چون سازه های فلزی در معرض زنگ زدگی و خوردگی ناشی از رطوبت قرار دارند.