مقایسه ساختمان بتنی و فلزی

برای مقایسه ساختمان بتنی و فلزی ابتدا باید با هرکدام از این سیستم‌های سازه‌ای آشنا شویم. بتن و فلز از رایج‌ترین مصالح ساختمانی هستند و در اکثر پروژه‌های ساخت و ساز یکی از آنها در پایه ریزی ساختمان استفاده می‌شود. هر یک از این متریال مانند هر تصمیم مهندسی دیگری، مزایا و محدودیت‌های منحصر به خود را دارند و این مقاله مقایسه ساختمان بتنی و فلزی را کلی ارائه می‌دهد. هیچ متریالی را نمی‌توان برای تمام شرایط بهتر از دیگری دانست و قطعا گزینه مناسب را شرایط پروژه تعیین می‌کند.

سازه بتنی

بتن بعد از آب دومین ماده پرکاربرد در ساخت و ساز است: تطبیق پذیری، دوام و سهولت ساخت بالایی را ارائه می‌دهد و به هر شکلی قابل قالب گیری است. این نوع سازه‌ها در برابر فشار بسیار مقاوم هستند، اما نمی‌توانند تنش را به شکل موثر دفع کنند. بنابراین اکثر سازه‌های بتنی با میلگردهای فولادی تقویت می‌شوند که برای بارهای کششی پشتیبانی اضافی ایجاد می‌کنند و به این ترکیب بتن مسلح می‌گویند.

اسکلت بتنی را می‌توان به روش‌های متعددی با استفاده از سه نوع رایج بتن ساخت که عبارتند از:

• بتن سیمانی ساده
• بتن مسلح
• بتن پیش تنیده

بتن سیمانی ساده

ساخت این نوع بتن از ترکیب سیمان، سنگدانه های درشت یا شن، سنگدانه ریز و ماسه و آب به نسبت از پیش تعیین شده بر اساس نیازهای طراحی به دست می آید. هنگامی که با یکدیگر ترکیب و سخت می‌شوند، این مواد به یک توده همگن تبدیل می‌گردند.

سازه‌های ساخته شده از بتن سیمانی ساده مقاومت فشاری بالایی داشته اما مقاومت کششی چندان قابل توجهی ندارند. به همین دلیل از این نوع بتن عمدتا برای جاده‌ها و بلوک‌های بتنی برای ساخت دیوار استفاده می‌شود.

بتن مسلح نیز در واقع بتن سیمانی ساده با ترکیبی از میله‌های فولادی می‌باشد که استحکام کششی بیشتری را ارائه می‌کند. این نوع، رایج‌ترین نوع بتن در ساخت و ساز است که نه فقط در ساختمان‌ها بلکه در سازه‌هایی مثل سدها نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بتن پیش تنیده با اعمال تنش فشاری قبل از قرار گرفتن در معرض هر باری به غیر از وزن خود، از قبل بارگذاری می‌شود. فشرده سازی با کشش تاندون‌های فولادی با مقاومت بالا در حجم بتن قبل از اعمال بارهای خارجی ایجاد می‌گردد تا عملکرد آن را بهبود بخشد.

سازه فلزی

فولاد را می‌توان آلیاژی از کربن، آهن و دیگر عناصر فلزی معرفی کرد. بسته به ترکیب شیمیایی که دارد به فولاد نرم، فولاد کربن متوسط، فولاد پرکربن و فولاد کم آلیاژ یا پر آلیاژ تقسیم بندی می‌شود. شکل‌ها و خواص فولاد سازه‌ای توسط استانداردهای موسسه ساخت و ساز فولادی آمریکا (AISC) تنظیم می‌گردد. بیشتر اشکال فولادی سازه‌ای تیرهای بلند از یک مقطع خاص هستند. رایج ترین شکل، مقطع I شکل است که سطح مقطع آن بسیار صلب است. بنابراین، می‌تواند بارهای بالا را بدون تغییر شکل تحمل کند.

مناسب‌ترین مصالح ساختمانی برای ساختمان شما با توجه به نیازهای خاص پروژه تعیین می‌شود. به عنوان مثال، در مقایسه ساختمان بتنی و فلزی در حالی که سازه بتنی هزینه ساخت و ساز کمتری را در ازای مدت زمان اجرای طولانی‌تر ارائه می‌دهد، وقتی که ساخت سریع در اولویت باشد، سازه فلزی ترجیح داده می‌شود. در جایی که فضا یک محدودیت است، فلز در مقایسه با سازه بتنی، مناسب‌تر بوده و باعث صرفه جویی در فضا می‌شود.

نقاط قوت و ضعف ساختمان های فلزی

در رابطه با مقایسه ساختمان بتنی و فلزی یکی از مزایای اصلی فولاد این است که وزن کمتری دارد، اما بسیار مقاوم است. این ویژگی آن را به محصولی مناسب برای ساخت ساختمان‌های بلند تبدیل می کند. علاوه بر این، این ماده سرعت نعوظ خوبی را نوید می‌دهد.

علاوه بر این، کار با آن آسان است و زمان ساخت نسبتاً کوتاهی را ارائه می دهد. علاوه بر این، لازم به ذکر است که این محصول برای سازه‌های پیش ساخته و همچنین تولید انبوه کاملا مناسب است.

از سوی دیگر، بسیاری از افراد از هزینه ساخت اسکلت فلزی که در مقایسه با هزینه ساخت اسکلت بتنی بسیار بالاست، وحشت دارند. همچنین باید به این واقعیت توجه کرد که شکنندگی فولاد انکارناپذیر است. به عنوان مثال پس از آتش سوزی ساختمان در دمای بالا گرم می شود. قرار گرفتن این مواد در معرض محیط ممکن است باعث آسیب ساختاری گردد.

نقاط قوت و ضعف سازه بتنی

مزیت اصلی سازه بتنی این است که در برابر فشار بسیار مقاوم است. مهم است که در این مقاله در مورد مقایسه ساختمان بتنی و فلزی صحبت کنیم. سازه بتنی با افزودن میلگردهای فولادی بسته به مقدار مصرف می تواند به خوبی در برابر تنش کششی مقاومت کند. به طور مشابه، برخلاف سازه فلزی، سازه بتنی در برابر آتش مقاوم است. به طور کلی، بتن مورد استفاده برای ساخت و ساز به صورت محلی مستقر می شود که در واقع محصولی قابل دسترسی برای همه و نسبتاً ارزان است.

با این حال، در استفاده از بتن چند نکته منفی وجود دارد. در واقع، ذخیره سازی طولانی مدت بتن غیرممکن است، به خصوص زمانی که از قبل مخلوط شده باشد، زیرا ترکیب سیمان با آب سریعا سخت می شود. بنابراین اکیداً توصیه می شود که متریال اصلی بتن را جداگانه نگهداری کنید.

مقایسه ساختمان بتنی و فلزی از لحاظ قیمت

صحبت دقیق در مورد مقایسه ساختمان بتنی و فلزی از لحاظ هزینه می تواند بسیار دشوار باشد، زیرا انتخاب متریال به نوع محل ساخت و ساز بستگی دارد. از آنجایی که هر نوع ماده دارای ویژگی های خاص خود است، قیمت آنها یکسان نیست.

بتن در مقابل فولاد: مزایا و معایب هر دو نوع سازه

در زمینه ساخت و ساز روش های مختلفی وجود دارد که سازندگان روزانه از آنها استفاده می کنند، اما در بین همه آنها فقط بهترین ها ظاهر می شوند. ساختمان ها و پل های با سازه فولادی اغلب به سرعت ساخته می‌شوند و بسیاری از شما تعجب خواهید کرد که چرا با سازه بتنی ساخته نمی‌شود؟

در ادامه تمام مزایا و معایب اسکلت فلزی و اسکلت بتنی و هر آنچه که باید در مورد مقایسه ساختمان بتنی و فلزی بدانید را به شما نشان خواهیم داد تا به شما کمک کند تصمیم درست تری بگیرید که آیا ساختمان خود را با سازه فلزی بسازید یا سازه بتنی!

هر دو نوع سازه واقعاً تکیه گاه های محکم، ایمن و مؤثر برای هر خانه یا ساختمانی هستند. با این حال، مانند هر ماده ای که وجود دارد، هر دو ماده بتن و فولاد دارای یک سری ویژگی های سودمند و یک سری هم نقاط ضعف هستند.

اسکلت فلزی

مزایا:

• مقاومت بالا و فضای کم

اسکلت فلزی برخلاف سازه بتنی فضای کمتری را اشغال می کند. اما اگر به ستون های ساخته شده از بتن نگاه کنید، حجم بیشتری نسبت به ستون های ساخته شده از اسکلت فلزی دارند. این بدان معناست که سازه های فولادی به حجم کمتر و سطح کمتری برای مقاومت در برابر وزنی که یک سازه بتنی نیاز دارد، نیاز دارند.

• سرعت ساخت

هنگامی که یک خانه اسکلت فلزی ساخته می شود، ساخت و ساز سریعتر از ساخت اسکلت بتنی خواهد بود. سازه فلزی در یک کارگاه ساخته می شود در حالی که کارهای فونداسیون در محل انجام می گیرد. پس از اتمام اسکلت فلزی، به محل مونتاژ منتقل می شود، به دلیل اینکه سازه مذکور نیاز به خشک شدن ندارد، می توان بدون مشکل با آن کار کرد و پروژه را شکل داد.

در رابطه با مقایسه ساختمان بتنی و فلزی، هنگامی که خانه ای با سازه بتنی می سازید، قبل از ادامه کار برای یک طبقه بالاتر، باید اجزای آن خشک شوند و سپس به کار خود ادامه دهید. این مسئله باعث می شود زمان اجرا و کار افزایش یابد. همچنین هزینه نیروی کار و زمان اجاره ماشین آلات نیز طبیعتا بالاتر خواهد بود.

• استفاده مجدد

هنگامی که با سازه فولادی ساختمان می سازید و کار به پایان عمر مفید خود می رسد، می توانید پیکربندی مذکور را از بین ببرید و بخشی از سرمایه اولیه را بازیابی کنید.

اما برعکس اگر خانه ای با سازه بتنی بسازید، دیگر نمی توانید از چیزی استفاده کنید و باعث ایجاد زباله و آلودگی برای محیط زیست خواهید شد. مهم این است که شما فقط به حال فکر نکنید، باید افکار خود را به آینده فرافکنی نمایید.

• وزن

سازه فولادی تا 6 برابر سبک‌تر از سازه بتنی است.

این به بدان معناست که شما کاهش قابل توجهی در فونداسیون خواهید داشت که هنگام ساخت با سازه بتنی باید اجرا کنید. اگر خانه شما سبک‌تر است، به پایه‌های کوچک‌تر نیاز دارید، اگر پایه‌های کوچک‌تری دارید به بتن کمتری نیاز دارید و اگر به بتن کمتری نیاز دارید، سرمایه‌گذاری کمتر می‌شود.

• راحتی

سازه فلزی به شما این امکان را می‌دهد که فضای بیشتری بین ستون‌ها داشته باشید، که ساخت سوله، انبارها، اماکن تجاری، انبارها، سالن‌ها و انواع سازه‌هایی که نیاز به ستون ندارند را تسهیل می کند.

ویژگی دیگری که به راحتی کار می‌افزاید این است که سازه فلزی به فضای یا حجم کمتری نیاز دارد، یعنی ستون‌های بتنی معمولاً بزرگ‌تر از ستون‌های سازه فلزی هستند. این یک مزیت است زیرا فضای کاربردی تری در داخل خانه خود خواهید داشت.

معایب سازه فلزی

• خوردگی

سازه فلزی می تواند به مرور زمان خوردگی را تجربه کند، رطوبت و عوامل خارجی می توانند بر آن تأثیر بگذارند. به همین دلیل، قبل از مونتاژ کار، ساختار فلزی باید تحت عملیات رنگ‌های ضد خوردگی قرار گیرد.

• آتش سوزی

این نوع سازه ها در صورتی که در اثر آتش سوزی در معرض دماهای بالا قرار گیرند می توانند آسیب جدی ببینند. همه می دانند که سازه فولادی با آتش ذوب می شود، چرا که پروفیل های فلزی زمانی که در معرض دماهای بالا قرار می گیرند شکل می یابند.

این بدان معناست که خانه ای که با سازه فلزی ساخته می شود و در معرض دمای بالا قرار می گیرد، در اثر ذوب شدن سازه فلزی، احتمال فرو ریختن کامل آن زیاد است. با وجود این، در حال حاضر رنگ هایی وجود دارند که ساختار فولادی را حفظ کرده و زمانی که در اثر آتش سوزی در معرض آتش مستقیم قرار می گیرد، مدت طولانی تری از آن محافظت می کند. علاوه بر این، باید به یاد داشته باشید که اولویت در آتش سوزی، افراد هستند، نه ساختمان، بنابراین با محافظت بیشتر سازه فلزی در برابر آتش، زمان بیشتری برای خارج شدن سالم از آن وجود دارد.

• هزینه

در رابطه با مقایسه ساختمان بتنی و فلزی، سازه فولادی نسبت به سازه بتنی نیاز به سرمایه گذاری بیشتری دارد. با این حال، باید در نظر داشته باشید که این هزینه با کاهش زمان کار نسبت به سازه بتنی کاهش می یابد.

• اجرا

برای ساخت خانه با اسکلت فلزی به نیروهای متخصص در این زمینه نیاز است. به همین دلیل، نیروی کار تخصصی در سازه های فلزی گران تر است، اما از طرف دیگر برای انجام آن به نیروی کمتری نیاز خواهید داشت.

• تعمیر و نگهداری

هنگام ساخت یک خانه با سازه فلزی، باید هزینه اضافی برای پرسنل متخصص و نیز انجام تعمیرات در هر زمانی که ساختمان به آن نیاز خواهد داشت، در نظر بگیرید.

مزایای سازه بتنی

مزیت اصلی سازه‌های بتنی تطبیق آسان آن هنگام ساخت انواع سازه‌های سفارشی است. علاوه بر این، بتن به طور گسترده‌ای در دسترس است، زیرا یک ماده نسبتاً فراوان می‌باشد.

از طرف دیگر، این ماده بسیار انعطاف پذیر است و دوام زیادی دارد و خواص خود را در طول زمان حفظ کرده و تغییر شکل نمی‌دهد. به طور مشابه، مقاومت بالای آن در برابر آتش، آن را به یک ماده تقریبا نسوز تبدیل می‌کند.

به همین ترتیب، به دلیل مقاومت بالا در برابر فشار، خمش و برش، یک ماده بسیار ایمن است و به نوبه خود، هزینه تعمیر و نگهداری آن حداقل می‌باشد.

معایب

عیب اصلی سازه بتنی وزن و حجم بالای آن است. به همین دلیل وقتی در سازه ساختمان‌های بزرگ استفاده می‌شود هزینه آن افزایش می‌یابد. همچنین به نوبه خود ظرفیت کمتری برای مقاومت در برابر حرکات لرزه‌ای به ویژه در ساخت طرح‌های مدرن دارد.

اگر پس از خواندن این مقاله هنوز شک دارید که کدام سازه برای ساخت خانه شما بهتر است، مقایسه ساختمان بتنی و فلزی را از ما بپرسید! رایمون سازه در اختیار شما خواهد بود تا به شما در تصمیم گیری درست کمک کند.