مزایای اسکلت فلزی نسبت به اسکلت بتنی و مناظره بین فولاد و بتنمزایای اسکلت فلزی نسبت به بتنی :
مقاومت قطعات فلزی زیاد بوده و نسبت مقاومت به وزن آن از مصالح بتنی بزرگتر است ،
به این علت در دهانه های بزرگ سوله ها و ساختمان های مرتفع و ساختمانهائی که برزمینهای سست قرارمیگیرند ، حائز اهمیت فراوان میباشد .
فولاد در داخل کارخانجات بزرگ و تحت نظارت دقیق تهیه می شود ، لذا خواص آن بر خلاف
بتن یکنواخت است . اطمینان در یکنواختی خواص مصالح باعث انتخاب ضریب اطمینان
کوچکتر می شود که این به نوبه خود منجر به صرفه جویی در مصرف مصالح می شود .
دوام فولاد بسیار خوب است و ساختمانهای با سازه فلزی که در نگهداری آنها
دقت گردد برای مدت طولانی قابل بهره برداری خواهند بود .
به علت همگن بودن فولاد ، خواص ارتجاعی محاسباتی آن با تقریب بسیار خوبی مصداق عملی دارد .
فولاد تا محدوده وسیعی از تنشها از قانون هوک بخوبی پیروی می کند مثلآ ممان اینرسی
یک مقطع فولادی را میتوان با اطمینان در محاسبه وارد نمود . حال اینکه در مورد مقطع بتنی ارقام مربوطه چندان معین و قابل اطمینان نمی باشد .
از خاصیت مثبت مصالح فلزی شکل پذیری آن است که قادرند تمرکز تنش را که در واقع
علت شروع خرابی است ونیروی دینامیکی و ضربه ای را تحمل نماید در حالیکه مصالح
بتنی ترد و شکننده در مقابل این نیروها فوق العاده ضعیف اند. یکی از عواملی که در هنگام
خرابی ، خود عضو خبر داده و ازخرابی ناگهانی وخطرات آن جلوگیری میکند.
قطعات فلزی با توجه به مواد متشکه آن پیوسته و همگن می باشند ولی در قطعات بتنی
صدمات وارده در هر زلزله به پوشش بتنی روی سطح میلگرد وارد میگردد وترکهائی که در
پوشش بتن پدید می آید ، قابل کنترل نبوده و احتمالا” ساختمان در پس لرزه یا زلزله بعدی
ضعف بیشتر داشته و تخریب شود .
مقاومت فولاد در کشش و فشار یکسان و در برش نیز خوب و نزدیک به کشش و فشار است .
در تغییر وضع بارها ، نیروی وارده فشاری و کششی قابل تعویض بوده و مقاطع به خوبی
عکس العمل نشان می دهند و همچنین مقاطعی که در بار گذاری عادی تنش برشی در
انها کوچک است ، در بارهای پیش بینی شده ،تحت اثر پیچش و در نتیجه برش ناشی از
آن قرار میگیرند. در ساختمانهای بتنی مسلح مقاومت بتن در فشار خوب ، ولی در کشش
و یا برش کم است. پس در مناطقی که احتمالا تحت نیروی کششی قرار گرفته و مسلح
نشده باشد تولید ترک و خرابی مینماید.
در ساختمانها بارهای وارده توسط اسکلت ساختمان تحمل شده و از قطعات پرکننده مانند
تیغه ها و دیواره ها استفاده نمی شود . نیروی تخریبی انفجار سطوح حائل را از اسکلت
جدا می کند و انرژی مخرب آشکار میشود ، ولی ساختمان اسکلت فلزی کلا” ویران نخواهد
گردید ولی در ساختمانهایی بتن مسلح خرابی دیوارها باعث ویرانی ساختمان خواهد شد .
تقویت پذیری و امکان مقاوم سازی : اعضاء ضعیف ساختمان اسکلت فلزی را در اثر محاسبات
اشتباه ، تغییر مقررات و ضوابط ، اجراء و …. میتوان با جوش یا پرچ یا پیچ کردن قطعات
جدید ، تقویت نمود و یا قسمت یا دهانه هائی اضافه کرد .
شرایط آسان ساخت و نصب : تهیه قطعات فلزی در کارخانجات و نصب آن در موقعیت ،
شرایط جوی متفاوت با تهمیدات لازم قابل اجراء است .
نصب قطعات فلزی نسبت به اجراء قطعات بتنی مدت زمان بسیار کمتری می طلبد .
با توجه به تهیه قطعات از کارخانجات ، پرت مصالح نسبت به تهیه و بکارگیری بتن کمتر است .
وزن کم : میانگین وزن ساختمان فولادی را می توان بین ۲۴۵ تا ۳۹۰ کیلوگرم بر
مترمربع و یا بین ۸۰ تا ۱۲۸ کیلوگرم بر مترمکعب تخکین زد ، درحالی که در ساختمانهای
بتن مسلح این ارقام به ترتیب بین ۴۸۰ تا ۷۸۰ کیلوگرم برمترمربع یا ۱۶۰ تا ۲۵۰ کیلوگرم
برمترمکعب می باشد . (دوستان توجه داشته باشند وزن همه المانهای ساختمان مد نظر است نه فقط اسکلت)
اشغال فضا : در دو ساختمان مساوی از نظر ارتفاع و ابعاد ، ستون و تیرهای
ساختمانهای اسکلت فلزی از نظر ابعاد کوچکتر از ساختمانهای بتنی میباشد ، سطح
اشغال یا فضای مرده در ساختمانهای بتنی بیشتر ایجاد میشود .
حرکت زمین در اثر زلزله موجب اعمال نیروهای درونی در اجزاء ساختمان میشود ، بعبارت
دیگر ساختمان برروی زمینی که بصورت تصادفی و غیر همگن در حال ارتعاش است ،
بایستی ایستایی داشته و ارتعاش زمین را تحمل کند . در قابهای بتن مسلح که وزن
بیشتر دارد ، ضریب نیروی لرزه ای بیشتر از قابهای فلزی است . تجربه نشان میدهد که
خسارت وارده برساختمانهای کوتاه و صلب که در زمینهای محکم ساخته شده اند ،
زیاد است . درحالیکه در ساختمانهای بلند و انعطاف پذیر ، آنهائی که در زمینهائی نرم
ساخته شده اند ، صدمات بیشتری از زلزله دیده اند . بعبارت دیگر در زمینهای نرم که
پریود ارتعاش زمین نسبتا” بزرگ است ، ساختمان های کوتاه نتایج بهتری داده اند
و برعکس در زمینهای سفت با پریود کوچک ، ساختمان بلند احتمال خرابی کمتر دارند.
عکس العمل ساختمانها در مقابل حرکت زلزله بستگی به مشخصات خود ساختمان
از نظر صلبیت و یا انعطاف پذیری آن دارد و مهمترین مشخصه ساختمان در رفتار آن
در مقابل زلزله ، پریود طبیعی ارتعاش ساختمان است که اسکلتهای فلزی عملکرد به مراتب بهتری دارند .
مقاومت ساختمان فلزی با افزایش دما نقصان می یابد . اگر دمای اسکلت فلزی
از ۵۰۰ تا ۶۰۰ درجه سانتی گراد برسد ، تعادل ساختمان به خطر می افتد .
خوردگی و فساد فلز در مقابل عوامل خارجی : قطعات مصرفی در ساختمان فلزی
در مقابل عوامل جوی خورده شده و از ابعاد آن کاسته میشود و مخارج نگهداری و محافظت آن زیاد است.
تمایل قطعات فشاری به کمانش : با توجه به اینکه مقاومت قطعات فلزی زیاد و ابعاد
مصرفی معمولا” کوچک است ، تمایل به کمانش در این قطعات یک نقطه ضعف بحساب می رسد .
در ساختمانهای سازه فلزی اتصال قطعات به همدیگر با جوش ، پرچ و پیچ صورت میگیرد
. استفاده از پیچ و مهره وتهیه و ساخت قطعات در کارخانجات اقتصادی ترین و فنی ترین
کار می باشد که در کشور ما برای ساختمانهای متداول چنین امکاناتی مهیا نیست .
اتصال با جوش بعلت عدم مهارت جوشکاران ، استفاده از ماشین آلات قدیمی ، عدم
کنترل دقیق توسط مهندسین ناظر ، گران بودن هزینه آزمایش جوش و غیره بزرگترین ضعف میباشد.
تجربه ثابت کرده است که سوله ها و اسکلتهای ساخته شده در کارخانجات درصورت
رعایت مشخصات فنی و استاندارد ، این عیب را نداشته و دارای مقاومت سازه ای
مناسب در برابر بارهای وارده و نیروی زلزله است.
ایجاد استحکام متناسب با نیاز طراحیامکان پرهیز مزایای اسکلت فلزی نسبت به اسکلت
بتنی از عیوب ذاتی سازههای تیرورقی در سولهامکان طراحی و اجرای سازههایی با ابعاد
بزرگ و بسیار قابل توجهفونداسیون سبکتر در قیاس با سازههای مشابه تیرورقسبکی قابل
توجه سازهایمنی زیاد در برابر عوامل مخرب محیطی همچون زلزله ( به دلیل نسبت استحکام
به وزن بالا )انعطاف پذیری زیادتوانایی اجرای سازههایی با اشکال متنوعامکان استفاده
از مصالح متنوع در ساخت سوله