مقایسه سازه های بتنی و فولادی

مقایسه سازه های بتنی و فولادی

در این مقاله می خواهیم به مقایسه سازه های بتنی و فولادی از زوایای مختلف بپردازیم.

قبل از مهندسی مدرن و توانایی دستکاری بتن و فولاد، جهان معماری را چوب، کاهگل، و خانه های غار شامل میشد. ما راه طولانی را آمده ایم. شهرهای امروزی نشان میدهند که آسمان ها توسط ساختمان های بلند و آسمان خراش نقطه گذاری شده اند. حتی راهنمایان تور معماری گاها به خاطر بلندی زیاد ساختمان دچار درد گردن میشوند. بنابراین، در جهان توسعه یافته امروز کدام ماده در درجه ی بالاتری قرار دارد – بتن یا فولاد؟ هر دو مزایای متعددی را ارائه میدهند.

ایمنی

بتن:

طبق اظهارات اخیر توسط گروه  Ground Zero Developer Larry.  راجع به اندازه گیری های ایمنی در مرکز تجارت جهانی (WTC). ساختمان ها همان چیزی را بیان میکنند که صنعت بتن در طول سالیان متمادی اظهار داشته است. یعنی: بتن، مطمئن تر است. برای محافظت در برابر آتش سوزی یا حملات تروریستی هسته ساختمان (که در آن آسانسور، پله ها، و سیستم های قدرت قرار دارد) از بتنی به ضخامت 2 فوت روکش یافته است.

بتن به اقدامات اضافی ضد آتش برای مواجهه با آتش سوزی نیاز ندارد. در مقابل بلایای طبیعی و ساخته دست انسان مقاومت خوبی را از خود نشان میدهد. به دلیل سنگینی ذاتی بتن، جرمف و قترت، ساختمان هایی که از بتن آرمه درجا ساخته شده می تواند در برابر باد با قدرت بیش از 200 مایل در ساعت مقاومت کند و زیر فشار آوار عملکرد خوبی را نشان میدهد.

با طراحی مناسب، فنی و مهندسی و ساخت و ساز، ساختارهای به ظاهر سفت و سخت ساخته شده با بتن می تواند افزایش انعطاف پذیری را در مناطق مستعد به فعالیت لرزه ای نشان دهد. یا این حال، با توجه به .(Skokie,IL,-based Portland Cement Association (PCA. عملکرد هر ساختمان در طول یک زلزله تا حد زیادی تابعی از طراحی میباشد تا تابعی از مواد مورد استفاده در ساخت و ساز.

فولاد:

در حالی که گزارش اخیر صادر شده توسط موسسه ملی استاندارد و فناوری، علت کاهش تمامیت ساختاری فولاد در سقوط برج  (.WTC.) را آتش سوزی سوخت جت اعلام میکند. کارشناسان اذعان دارند که فولاد با قرار گرفتن در معرض دماهای بسیار بالا حالت خمیری پیدا میکند. با این حال، با اضافه کردن مواد منفعل حفاظت از آتش، مانند اسپری ضدآتش، سازه های فولادی می توانند درجه حرارت بیشتری را تحمل کنند. بنابراین، سازه از ایمنی زیادی برخوردار خواهد بود.

حوادث 9/11 را اساس نظرات خود را در مورد عملکرد فولاد، قرار ندهید. در اکتبر 2003 مقاله سازه های فولاد مدرن .(Blast Resistant Desing with Strutural Stell,).  نوشته ی Farid Alfawakiri , Anatol Longinow   حمله WTC در سال 1990 را یادآوری کرد. این مقاله نشان می دهد که افزونگی ذاتی قاب های فولادی مانع از فروپاشی سازه ها شد.

ما شاهد تعداد زیادی از سازه ها هستیم که با توجه به فروپاشی تصاعدی، برای شرایط انفجار بنا شده اند که در فولاد به صورت بسیار موثر و اقتصادی طراحی شده اند و این نظر John P.، معاون رئیس جمهور، از موسسه آمریکایی سازه های فولادی، شیکاگو میباشد. قدرت فولاد و چکش خواری، همراه با مهندسی و طراحی جامدات، آن را به انتخابی مطمئن در مناطق لرزه ای تبدیل کرده است. اسکلت بندی فولادی تحت باد با شدت بالا به علت خاصیت چکش خواری عملکرد خوبی را از خود نشان میدهد. که این به این معناست که فولاد این قابلیت را دارد بدون شکستن خم.

قیمت

بتن:

این درست است که قیمت مصاحل ساختمانی مشخص است. هر چند هزینه های بتن مخلوط آماده نسبتا پایدار باقی می ماند و بر طبق نظریه  .ED Alsamsam. مدیر ساختمان ها و سازه های خاص PCA، فراوانی در فولاد تا به حال اثر بسیار کمی بر پروژه های ساختمان های بتنی داشته است. او اضافه میکند با وجود نوسانات و افزایش قابل توجهی در قیمت مصالح ساختمانی دیگر، قیمت بتن بسیار پایدار باقی مانده است.

در حالی که ساخت و ساز بتن درجا در نهایت می تواند مدل گرانتر باشد. ولی بازیابی سرمایه می تواند دیفرانسیل هزینه را کاهش دهد. با توجه بهGerosa: شرکت های بیمه از منافع بتن درجای تقویت شده اطلاع دارند. مزایایی که در بالا ذکر شده ایمنی و تمامیت ساختاری را افزایش میدهد. در مقابل هم باعث کاهش مسئولیت های مربوط به خودشان میشود. شرکت های بیمه همچنین گزارش داده اند که صاحبان و توسعه دهندگان، اداره قابهای بتنی تقویت شده درجا با هسته بتن و پله های خروجی گسترده سالانه نزدیک به 25 درصد در هزینه های بیمه اموال صرفه جویی خواهند کرد.

فولاد:

خبر بزرگ در حال توسعه بودن قیمت فولاد است. در حالی که سازه فولادی از نوامبر سال 2003 چیزی حدود 50 درصد تمام فولادی را که در ساخت به کار رفته است را نشان میدهند. اگر بر هزینه های پروژه در سال گذشته نگاه کنیم، ما خواهیم دید که هزینه های پروژه به علت افزایش قیمت تمام مصالح ساخت و ساز تا حدود 10 درصد افزایش یافته است. افزایش در هزینه سیستم اسکلت بندی ساختاری کمتر از 2 درصد از 10 درصد افزایش هزینه را در پروژه نشان میدهد.

Cross میگوید: بر خلاف آنچه که برخی از کارشناسان بتن می گویند، اگر شما فکر کرده اید که شما با امید بستن به بتن تقویت شده از افزایش قیمت فولاد فرار خواهید کرد، دوباره و بیشتر فکر کنید.

او اضافه میکند: هزینه های سیستم اسکلت بندی بتن هم ارز با هزینه های سیستم برای فولاد افزایش قیمت داشته است. برای اطلاع دقیق از اینکه کدام ماده مقرون به صرفه تر است. تجزیه و تحلیل قیمت های اسکلت بندی فولاد و بتن را بر طبقه اصل پروژه به پروژه قرار داده ایم. به یاد داشته باشید، با توجه به گفته ی ویلیامز، سال 2004 سال خوبی برای هیچ یک از مصالح ساختمان نبوده است.

دسترسی به مصالح در سازه های بتنی و فولادی

بتن:

همانطور که به تازگی به عنوان سقوط در سال 2004، بسیاری از ایالت ها گزارش کمبود سیمان را میدادند، عنصرهای اولیه مورد نیاز و الزامی در بتن مورد استفاده قرار گرفت.

طوفان در فلوریدا و سطوح غیر معمول از فعالیت های ساخت و ساز در فصل زمستان منجر به تقاضا بیشتر و عرضه کمتر شد. با توجه به PCA، عوامل دیگری که به کوتاه شدن عرضه کمک میکند نرخ حمل و نقل و در دسترس بودن تعداد محدود از کشتی های حمل و نقل میباشد. با وارد شدن سیمان مکمل منابع داخلی، بالا رفتن سرسام آور نرخ حمل و نقل و محدودیت در حمل و نقل موجب هزینه های بالاتر و غیرقابل اعتماد شدن عرضه شده است.

با وجود کمبود منابع سیمان در برخی از مناطق ایالات متحده، بزرگترین اثرات بر کوچکترین شرکت ها و سازنده گان و پیمانکاران وارد شده است.

طبقه گفته Alsamsam توسعه دهندگان از ساختمان های اسکلت بتن در هر بخش ساختمان استفاده میکنند، و بر روی بتن برای قیمت گذاری و در دسترس بودن منطقه ای پایدار حساب میکنند. شرکت های سیمان به سرعت در حال گسترش است، و ظرفیت های داخلی انتطار میرفت تا سال 2008 افزایش یابد.

فولاد:

اخیرا دسترسی به فولاد موضوع اکثر گفت و گوها بوده است. که بر روری فعالیت های ساخت و ساز همیشه در حال گسترش، در کشورهای آسیایی مانند چین اثر گذاشته است. با این حال، کارشناسان صنعت فولاد مشتاق برای برطرف کردن این قضیه هستند که به اندازه کافی فولاد موجود نمیباشد و به سادگی پیدا نمیشود. در طول سال گذشته، برداشت های اشتباه بسیاری در مورد دسترسی به مصالح وجود داشته است.

به گفته Gross هیچ کمبودی وجود ندارد. صنعت سازه های فلزی ایالات متحده در هر سال ظرفیت تولید 6 مییون تن سازه ی فلزی را دارد. در سال 2004، استفاده ما حدود 4 میلیون تن بوده است، بدان معنی که بدون شک ظرفیت اخیر برای پاسخگویی به هر گونه رشد قابل پیش بینی در آینده، وجود دارد. فولاد سازه ای به آسانی قابل دسترسی میباشد.

برنامه ریزی ساخت و ساز در سازه های بتنی و فولادی:

بتن:

ضرب المثل قدیمی زمان پول است در مورد برنامه های ساخت و ساز بسیار صدق میکند.

طبقه گفته  Gerosa ، با استفاده از بتن، ساختمان تقریبا همیشه سریعتر ساخته میشود. هنگامی که با فولادهای سازه ای مقایسه میشود، گاهی اوقات دو برابر سریع می باشد. این غیر معمول نیست برای ساختمان هایی که با بتن تقویت شده ی درجا بنا شده اند در هر روز یک طبقه بر تعداد طبقات اضافه کنند. توسعه دهندگان می توانند کار را سریعتر به پایان برسانند. کسب سود، جبران سرمایه، و حرمت برای پروژه بعدی. روند ساخت و ساز معروف به چرخه 2 روز شناخته شده است.

مدیر کسب و کار مالی و بیر خزانه داری شهر نیویورک محلی توضیح می دهد: چرخه 2 روز عملیات کاری بسیار فشرده است. در یک دوره، ما می توانیم هر 2 روز تا 2000 فوت مربع از فضای طبقه را بنا کنیم.

تکمیل سریع تر ساختمان به دلیل چرخه 2 روز، مزایای قابل توجهی را ارائه می دهد. این چیزی کاملا منحصر به فرد برای ساخت و ساز بتنی است. آنها، آن را در شهر نیویورک مدیریت کردند. شهرهای شیکاگو و لس آنجلس در حال تلاش برای مطابقت با آن هستند. به عنوان دسترسی آنها به مرکز شهر از جرثقیل ساخت و ساز استفاده کردند. تجهیزات و نواحی اسکلت بندی کوچکتر و محدودتر شدند.

طبق گفته Alsamsam : هنگامی که کامیون مخصوص مخلوط در منطقه حاضر میشود، باید سریع داخل شوند و وسایل را انبار کنند و خیلی سریع محل را ترک کنند. هر چه سریعتر ساختمان به اتمام برسد، مالک زودتر اجازه اشغال شدن مکان را میدهد. همچنین زدوتر شروع به جمع آوری درآمد از مستاجران میکند.

فولاد:

در حالی که مممکن است به نظر برسد که چرخه 2 روز بتن مزیت غیرقابل بحثی را به آن میدهد. فولاد، مزایای ساخت و ساز زیاد مربوط به خود را دارد. Cross : ما اعتقاد داریم که سیستم های اسکلت بندی سازه های فلزی را آینده نشان میدهند. ما بر این باوریم که این سیستم ها در یک برنامه ریزی سریع نتیجه بخش خواهد بود. ما همچنین بر این باوریم که کیفیت افزایش یافته به دلیل ساخت خارج از منطقه است، این که فرصت های بهره وری در ساختمانهای خارج از منطقه ای با کاهش زمان مفید به خوبی دیده میشود.

پیشرفت در مدل سازی اطلاعات ساختمان، طراحی، جزئیات و ساخت فولاد را یکپارچه کرده است که در یک فرآیند سریع منجر به نتیجه شده است. برنامه های طراحی و بسته CAD می توانند اطلاعات را از طریق CLS/2 پایگاه داده های خنثی مثل یک مدل 3ds به جزئیات و برنامه ساخت طبقه فروشگاه، منتقل کنند. این عینا فشرده سازی بخش فولاد برنامه زمانبندی پروژه ها با 40 یا 50 درصد است. این بهره وری موقعیت فولاد را به عنوان ماده ساختمانی قابل رشد، چه حالا و چه در آینده، افزایش میدهد.

امکانات طراحی در سازه های بتنی و فولادی

بتن:

ساختمان های بتنی در همه جا شکل و فرم های زیادی را به خود میگیرند. Gerosa : به یاد داشته باشید، بتن در جست و جوی شکل و فرم، میباشد. شما می توانید از بتن هر شکلی را بسازید به همین دلیل است که گونه های متفاوتی که در پایان ساخته شده بود مشاهده میشود.

علاوه بر زیبایی شناسی منحصر به فرد که با ساخت و ساز بتن به دست آمد، این ساختمانها برخی از مزایای بسیار واقعی فضا را ارائه میدهند. Gerosa توضیح می دهد: توسعه دهندگان دولتی و خصوصی نیز باید بدانند که استفاده از این بتن تقویت شده ی درجا در اسکلت بندی ساختمان اداری بلند به علت ارتفاع پایین تر طبقه به طبقه، فضای اجاره ای بیشتری را ثمر خواهد داشت.

با مهندسی مناسب، ساختمان بتنی نیز می تواند صفحات طبقه بی وقفه ای را ارائه دهد. به عنوان مثال تازه ترین ساختمان اداری بزرگ در شهر نیویورک را میتوان نام برد. به گفته Alsamsam : این ساختمان با استفاده از 45 فوت طول و نماهای عالی از پارک بنا شده است.

فولاد:

به گفته ویلیامز: فولاد دارای بالاترین نسبت مقاومت به وزن از هر مصالح ساختمانی میباشد. با استفاده از روش های جدید ساخت و ساز، ساختمان های فولادی به عنوان انتخابی مناسب برای اداره ها و توسعه دهندگان چند خانوادگی باقی می ماند. در استفاده از دال تیر، خرپا مبهوت، ساخت و ساز تیر لانه زنبوری، نسبت به آن چیزی که معمولا از ساختمان های فلزی انتظار داریم ارتفاع طبقه به طبقه پایینتری را قادر می سازد.

فولاد می تواند دهانه های بسیار طولانی در سازه ها و  جاپاهای بزرگ و باز را بدون ستون های میانی به انجام برساند. فولاد یک ماده بسیار انعطاف پذیری میباشد.

اگر شما هنوز تصمیم نگرفته اید که در کدام سمت قرار بگیرید، نگران نباشید. جست و جوهای شما درباره فولاد و بتن تازه شروع شده است.

———————————————————————————-

برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با فولاد مطالعه ( فولاد زنگ نزن داپلکس ) پیشنهاد می گردد.