آشنایی با ۵ نوع سازه ‌ساختمانی متداول

آشنایی با ۵ نوع سازه ‌ساختمانی متداول

ساختمان‌ها همه‌جا هستند؛ خانه، اداره، مدرسه و دانشگاه، فروشگاه و مرکز تجاری، درمانگاه و بیمارستان، فرودگاه و هزاران نوع ساختمان دیگر. تمامی این ساختمان‌ها از یک سازه و یک پوسته تشکیل شده‌اند؛ سازه به‌مثابه اسکلت و پوسته، همان روکش و نمای ساختمان است. اسکلت در بدن شما تا چه حد مهم است؟ سازه ساختمانی نیز به همان میزان اهمیت دارد.

برخلاف بدن انسان که از ابتدا دارای اسکلتی از جنس استخوان بوده، سازه ساختمانی با پیشرفت صنعت ساخت‌وساز، روز‌به‌روز متنوع‌تر شده و مزایای بیشتری را در اختیار سازندگان و کاربران قرار می‌دهد. بشر با بهبود ویژگی‌های مثبت سازه و تولید مصالح جدید، محاسبات علمی و بلندپروازی توانسته برج‌های بسیار بزرگ، پل‌های عظیم و اَبَرساختمان‌هایی بسازد که بر سازه‌ای مستحکم استوارند.

از اهمیت سازه به بیان این نکته اکتفا می‌کنیم که رشته‌ای به‌نام «مهندسی سازه» جزو مهم‌ترین تخصص‌ها در دنیا شناخته می‌شود.

تعریف سازه

سازه یا ساختار به دو نوع سازه ساختمانی و سازه غیرساختمانی تقسیم می‌شود که در اینجا ما به تعریف و آشنایی با سازه ساختمانی می‌پردازیم. سازه ساختمانی، بدنه‌ای از قطعات متصل و مرتبط با یکدیگر است که برای تحمل بار طراحی و بر روی زمین، در یک مکان ثابت، ساخته می‌شود.

اجزای سازه ساختمانی

هر سازه ساختمانی از اجزایی تشکیل می‌شود که پایداری و ایمنی سازه را تضمین می‌کنند. شاید بتوان در یک دسته‌بندی جامع آن‌ها را به ۹ جزء اصلی یک سازه ساختمانی تقسیم کرد که عبارتند از:

1. فونداسیون: پایه و اساس هر سازه را واحدی یکپارچه شکل می‌دهد که بار کل ساختمان را به‌صورت یکنواخت به زمین منتقل می‌کند. در فرایند ساخت‌وساز، اجرای فونداسیون جزو مراحل اولیه کار قرار می‌گیرد. یک فونداسیون خوب باید پایداری سازه را تامین و از نشست ساختمان جلوگیری کند.
2. ستون: اجزای عمودی یک سازه که نوع باربر آن، نیروی وارده از سقف را به فونداسیون منتقل می‌کند و نوع غیرباربر آن کاربرد سازه‌ای ندارد.
3. تیر: جزء افقی سازه ساختمانی است که در برابر نیروهای برشی و لنگر خمشی مقاومت کرده و بار آن‌ها و وزن خود را به ستون منتقل می‌کند. معمولا تیرها به سه نوع تیر اصلی، فرعی و کلاف تقسیم می‌شوند.
4. نعل درگاه: در بالای درها و پنجره‌ها، تیر چوبی، بتنی یا حتی آجری دیده می‌شود که پیوستگی دیوار و تحمل بار آن در بالای بازشو به دیوارهای طرفین را به عهده دارد.
5. دیوار: عنصر عمودی که سقف بر روی آن سوار می‌شود و می‌توان آن را از مصالح مختلفی مانند سنگ، آجر، بلوک بتنی و … ساخت. دیوارها محصوریت لازم یک ساختمان را شکل می‌دهند و از آن در برابر عواملی مانند باد، باران و نور خورشید محافظت می‌کنند. بازشوهایی مانند در و پنجره، درون دیوارها ایجاد می‌شوند.
6. راه‌پله: طبقات مختلف یک ساختمان با ساختاری به‌نام راه‌پله به هم متصل می‌شوند.
7. کف: پوششی که می‌توان بر روی آن قدم برداشت و معمولا دارای دو بخش زیرسازی و پوشش کف‌سازی است.
8. سقف: پوشش یک سازه ساختمانی که ممکن است به‌صورت تخت، شیب‌دار یا قوسی ساخته شود، سقف گفته می‌شود و یکی از اجزای مهم در حفظ یکپارچگی سازه به شمار می‌رود.
9. جان‌پناه: دیوارهای کوتاهی که بر روی سقف تخت قرار می‌گیرند و امنیت افراد بر روی بام یا بالکن را فراهم می‌کنند، عمدتا با نام جان‌پناه شناخته می‌شوند.

انواع سازه ساختمانی

آنچه در یک سازه ساختمانی برای ما اهمیت دارد، استحکام، سختی، شکل‌پذیری در کنار کارایی و همگنی آن است تا مقاومت ساختمان در برابر آسیب‌های مختلفی مانند زلزله تضمین شود. برای دستیابی به این ویژگی‌ها می‌توان از مصالح مختلفی استفاده کرد که هر کدام معایب و مزایای خاص خود را دارند.

خواص فیزیکی این مصالح مستقیما بر ویژگی‌های عناصر خطی، سطحی و حجمی سازه ساختمانی مانند تیر و ستون، دیوار و فونداسیون اثر می‌گذارد. در نتیجه این خواص فیزیکی در انتخاب نوع سازه ساختمانی و طراحی آن نقش دارند.

در اینجا به ۵ نوع سازه ساختمانی رایج و بیان ویژگی‌های هر کدام می‌پردازیم:

سازه ساختمانی بنایی

ساده‌ترین نوع سازه ساختمانی و شاید قدیمی‌ترین آن‌ها به سازه بنایی معروف است. این نوع سازه برای ساختمان‌های کوچک و نهایتا دو طبقه استفاده می‌شود که بیشتر حاصل دانش تجربی در زمینه ساخت‌وساز است. البته نباید تنوع آن‌ها را دستِ کم گرفت؛ در کشور ما، ایران، نمونه‌های معماری بی‌نظیری با سازه بنایی وجود دارند که هنوز پس از گذشت سال‌های بسیار، پابرجا و زیبا هستند.

آجر یا سنگ متداول‌ترین مصالح سازه‌های بنایی به شمار می‌روند. این مصالح معمولا ظرفیت گرمایی بالایی دارند، غیرقابل‌اشتعال هستند. اما به‌دلیل وزن زیاد این مصالح، سازه معمولا سنگین است که مقاومت در برابر نیروهای جانبی مانند زلزله را سخت می‌کند.

سازه ساختمانی چوبی

چوب یکی از معدود مصالح ساختمانی تجدیدپذیر است، البته در صورتی که با مدیریت صحیح، بازسازی جنگل‌ها به‌درستی انجام شوند. علاوه‌بر تجدیدپذیری و ارگانیک‌بودن چوب، بافت طبیعی، حس گرمی، تغییرپذیری آسان از دیگر ویژگی‌های چوب به شمار می‌رود. چوب‌ها معمولا به دو نوع چوب سخت و نرم تقسیم می‌شوند که چوب‌های نرم در ساخت سازه ساختمانی کاربرد دارد.

چوب‌های سازه‌ای کیفیت ساختاری خوبی داشته، سبک‌وزن است و وقتی به‌عنوان سازه ساختمانی استفاده می‌شود، در برابر زلزله مقاومت کرده و انعطاف‌پذیری مناسبی دارد. در دسترس بودن چوب آن را به یکی از قدیمی‌ترین اسکلت‌های ساختمانی تبدیل کرده است. به‌راحتی می‌توان آن‌ها را در قطعات لازم برش زد و در محل نصب کرد. هزینه آن نیز نسبت به حجم کار به‌صرفه است.

از معایب سازه ساختمانی چوبی می‌توان به قابلیت آتش‌گرفتن یا رشد میکروارگانیسم‌ها اشاره کرد که حتما باید با روکش‌های مناسب مقاوم شوند. وزن سبک چوب اگرچه در انتقال بار یا زلزله یک مزیت محسوب می‌شود اما در برابر باد شدید مقاومتی ندارد.

سازه ساختمانی فلزی

در عرصه ساخت‌وساز، رقابت تنگاتنگی میان استفاده از اسکلت فلزی و اسکلت بتنی وجود دارد. ساخت آسمان‌خراش‌ها، برج‌ها، ساختمان‌های بزرگ معمولا با سازه فلزی انجام می‌شود؛ چون می‌توان آن را به‌راحتی در ارتفاع جابه‌جا کرد. اتصالات در اسکلت فلزی به دو نوع پیچ‌ومهره‌ای و جوشی تقسیم می‌شوند که هر یک کاربرد متفاوتی دارند.

اسکلت فلزی پیچ و مهره ای که به‌صورت قطعات پیش‌ساخته در کارخانه آماده و بعد به محل اجرا منتقل می‌شوند، کار را برای مجریان ساختمان آسان‌تر می‌کنند. در نتیجه در ساختمان‌های بزرگ، پیچیده و فضای کارگاهی محدود بسیار مناسب هستند. اسکلت فلزی جوشی نیز که قدمتی طولانی‌تر دارد، در محل برش خورده و به هم جوش می‌شوند که صحت اجرای جوش مطابق با شرایط جوی و … در کارایی سازه اثر بسیار دارد. از این نوع اسکلت معمولا در ساختمان‌های ساده‌تر استفاده می‌شود. سازه ساختمانی فلزی اغلب به سازه‌ای قوی و مستحکم، انعطاف‌پذیر، در دسترس با نصبی آسان شناخته می‌شوند و برخلاف سازه‌های چوبی برای مناطقی با باد شدید و طوفان، گزینه خوبی به حساب می‌آیند. از معایب آن نیز می‌توان به خوردگی و نداشتن مقاومت در برابر رطوبت و دمای بالا اشاره کرد.

ما در آرمان سوله به شما در زمینه طراحی، ساخت و اجرای هرگونه اسکلت فلزی، ساخت سوله و اسکلت فلزی و همچنین روش های اصولی کاهش قیمت سوله و اسکلت فلزی کمک می‌کنیم. برای این کار با مشاوران ما در تماس باشید.

سازه ساختمانی بتنی

بتن به‌عنوان یک ماده همه‌کاره که می‌توان آن را به هر شکلی قالب گرفت، یکی از پرکاربردترین اسکلت‌های ساختمانی شناخته می‌شود که آن را به دو صورت تک یا مسلح (بتن آرمه) استفاده می‌کنند. بتن ماده‌ای است که از ترکیب سیمان، ماسه، شن و آب با نسبت‌های مختلف به دست می‌آید که با توجه به شرایط اقلیمی محل اجرا آماده می‌شوند. بارزترین ویژگی بتن، مقاومت فشاری بالای آن است که در ساختمان‌سازی نقش مهمی دارد. مقاومت در برابر خوردگی و سایش، غیرقابل‌اشتعال بودن، قالب‌ریزی راحت از دیگر مزایای آن است. به همین دلیل معمولا برای قاب‌های خمشی، فونداسیون، دیوارهای حائل، سنگ‌فرش، دیوار، کف و سقف از بتن استفاده می‌کنند.

ضعف بزرگ سازه ساختمانی بتنی، شکنندگی آن در برابر نیروهای کششی است. اما راه‌حل جبران این ضعف، یعنی استفاده از تقویت‌کننده‌هایی مانند میلگرد فولادی، این مشکل را به‌خوبی حل کرده و آن را به یکی از مهم‌ترین سازه‌های ساختمانی تبدیل کرده است. در ساختمان‌هایی مانند گاراژ و پارکینگ، استفاده از سازه بتنی بسیار متداول است. اما به این نکته نیز باید توجه داشت که برای مقاومت در برابر زلزله، اسکلت بتنی باید کاملا مهندسی‌شده ساخته شود.

سازه ساختمانی کابلی

سازه چادری از گذشته در ساخت‌وساز استفاده می‌شده اما به شکل امروزی، عمر چندانی ندارند. این نوع سازه ساختمانی معمولا ترکیبی از کابل و غشا چادری است که در شکل‌ها و کاربردهای مختلفی ساخته می‌شوند. به‌دلیل ماهیت سازه‌های کابلی، نمی‌توان آن را جزو سازه‌های متداول محسوب کرد.

انتخاب نوع سازه ساختمانی

پیش از ساخت هر سازه و ساختمانی بهتر است ابتدا از کارخانه سوله سازی مدنظر خود بازدید کرده و پیش از صحبت با سوله ساز، سوالات زیر را با خود مرور کنید و با پاسخ‌دادن به ‌آن‌ها، بهترین نوع سازه ساختمانی را برای پروژه خود انتخاب کنید.

• هدف این سازه و کاربری ساختمان چیست؟
• ابعاد سازه چیست؟
• آیا محدودیت بارگذاری وجود دارد؟چون هر چه ساختمان بلندتر باشد، محدودیت‌های بارگذاری بیشتر می‌شوند.
• آیا شرایط محیطی خاصی وجود دارد که بر انتخاب نوع سازه مناسب تاثیر بگذارد؟
• مدت زمان اجرای سازه چقدر است؟
• هزینه مصالح چقدر است؟