مقایسه اسکلت بتنی و فلزی به‌ صورت کامل

اسکلت بتنی با فلزی چه تفاوت‌هایی دارد؟

یکی از مهم‌ترین معیارها در ساخت‌وساز انتخاب اسکلت ساختمان است که این کار باید باتوجه‌به شرایط ساختمان و عوامل مختلفی همچون منطقه مورد نظر، شرایط آب‌وهوایی، عوامل فنی و غیره انجام شود تا در هنگام ساخت‌وساز مشکلاتی در زمینه مقاومت ساختمان یا هزینه‌های جاری ایجاد نشود. 

اما دغدغه امروز بسیاری از افرادی که قصد ساخت‌وساز دارند؛ انتخاب مناسب اسکلت ساختمانی است که بر جنبه‌های مختلفی در زمینه ساختمان‌سازی مؤثر است. اسکلت بتنی و فلزی دو نوع رایج از اسکلت‌های ساختمانی هستند که به طور گسترده در ساخت ساختمان‌های مرتفع و برج‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. ما در این مقاله از مجله خوبو قصد داریم به مقایسه اسکلت بتنی و فلزی پرداخته و شما را با ویژگی‌های هر کدام به شکل جامع و کامل آشنا کنیم. 

 تفاوت اسکلت بتنی و فلزی

در مقایسه این دو اسکلت از جنبه‌های مختلفی که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌کنیم صورت می‌گیرد و شما می‌توانید با مطالعه این موارد به‌خوبی به تفاوت این دو اسکلت ساختمانی پی ببرید. 

مقاومت سازه

اولین مورد در مقایسه اسکلت بتنی و فلزی تفاوت این دو در مقاومت در برابر عوامل مختلفی نظیر زلزله و آتش است. برخلاف باور عموم که تصور می‌کنند سازه بتنی به دلیل وزن بیشتر از مقاومت بالاتری نسبت به اسکلت فلزی برخوردار است؛ باید بگوییم که موضوع مقاومت اسکلت‌های بتنی و فلزی در برابر عوامل طبیعی کاملاً به نوع طراحی سازه بستگی دارد. اما به‌طورکلی مقاومت هر دو نوع سازه در مقابل زلزله بسیار خوب تعیین شده است. لازم به ذکر است اسکلت بتنی به دلیل افزایش وزن سازه، به هنگام زلزله نیروی بیشتری را تحمل می‌کند.

مورد بعدی مقاومت این دو اسکلت در برابر آتش‌سوزی است. همان‌طور که می‌دانید مقاومت مکانیکی اسکلت فلزی یا فولادی در اثر حرارت بالا کاهش می‌یابد. اما اسکلت بتنی به هنگام آتش‌سوزی مقاومت خود را حفظ کرده و عملکرد بهتری در این زمینه از خود نشان می‌دهد. البته با استفاده از امکاناتی هزینه‌بر می‌توان مقاومت فولاد را نیز در برابر آتش افزایش داد؛ بنابراین، دومین تفاوت این دو نوع اسکلت به نفع ساختار بتنی تمام می‌شود. 

طول عمر اسکلت بتنی و فلزی

این یک واقعیت است که تمام سازه‌های مهندسی با گذشت زمان در اثر عوامل محیطی و جوی کیفیت اولیه خود را از دست می‌دهند. این موضوع در اسکلت بتنی نسبت به اسکلت فلزی ملموس‌تر است. در واقع آن‌ها با عمری مشخص مثلاً ۵۰ تا ۶۰ سال طراحی می‌شود و پس از گذشت این زمان دچار افت و خزش می‌شود و این موضوع می‌تواند تأثیر منفی در عملکرد سازه مورد نظر به هنگام زلزله داشته باشد. اما در مورد اسکلت فلزی موضوع افت مقاومت با افزایش عمر مطرح نیست. 

عایق‌بندی

ساختمان‌های دارای ساختار بتنی باید عایق‌بندی شوند زیرا به راحتی می توانند گرما و سرمای هوا را از خود عبور دهند. اما دوام این نوع سازه در مقایسه با نوع فلزی در برابر عوامل بیرونی بیشتر است. 

زمان اجرا

اجزای اسکلت فلزی به‌صورت هم‌زمان در تمام طبقات ساختمان صورت می‌گیرد اما در اسکلت بتنی اجرای هر طبقه پس از طبقه زیرین انجام می‌شود که این موضوع سبب طولانی‌تر شدن زمان اجرای اسکلت بتنی نسبت به اسکلت فلزی می‌شود. لازم به ذکر است سرعت بالای راه‌اندازی اسکلت فلزی در کاهش هزینه‌ها و زمان نهایی بهره‌برداری بسیار مؤثر است. 

ارزش اسقاطی سازه

ارزش اسقاطی یک سازه به این معنا است که به هنگام تخریب یک ساختمان اسکلت آن چه ارزشی برای فروش خواهد داشت. در این میان ارزش اسقاطی ساختمان‌های دارای اسکلت فلزی بسیار بیشتر از اسکلت بتنی است و هزینه تخریب ساختمان نیز به طور قابل‌توجهی کاهش می‌یابد.

هزینه اجرا

هزینه لازم برای اسکلت ساختمان یکی از مهم‌ترین عوامل در هزینه تمام شده پروژه محسوب می‌شود. برآورد هزینه اجرای اسکلت فلزی بر اساس وزن و اسکلت بتنی بر اساس مترمربع صورت می‌گیرد؛ ازاین‌رو هزینه استفاده از اسکلت فلزی در ساختمان بیشتر از اسکلت بتنی است. 

تغییر قیمت

قیمت فولاد در بازار مصالح دچار افزایش و تغییرات بسیاری می شود؛ در حالی که قیمت بتن تغییر زیادی ندارد. 

سهولت راه‌اندازی

در هنگام اجرای اسکلت فلزی به دلیل حساسیت در برش‌کاری، جوش‌کاری، حمل و نصب آن به مهارت و تخصص بیشتری نسبت به اجرای اسکلت بتنی نیاز است و این موضوع یک مزیت مهم برای اسکلت بتنی به شمار می‌آید. 

هزینه تعمیر و نگهداری

نکته مهم دیگری در مقایسه اسکلت بتنی و فلزی در هزینه‌های موردنیاز برای تعمیر و نگهداری آن‌ها است. تعمیر و نگهداری ساختمان‌های متشکل از ساختار بتنی از زمان بیشتر و هزینه بالاتری نسبت به نوع فلزی برخوردار است.

معماری ساختمان

استفاده از اسکلت فلزی امکان ساخت سازه‌های خاص و دلخواه را به کارفرما می‌دهد. ستون‌های فلزی در طبقات پایین ساختمان‌های مرتفع از ابعاد کوچک‌تری برخوردار هستند و به دلیل قرارگیری پارکینگ در بخش زیرین ساختمان این موضوع مزیتی مهم محسوب می‌شود. همچنین سازه‌های فولادی با محدودیت کم‌تری نسبت به سازه‌های بتنی در طراحی فاصله ستون‌ها، دهانه‌ها و دیگر موارد روبرو هستند. 

 آشنایی با اسکلت بتنی

این ساختار در ساخت بسیاری از ساختمان‌ها ازجمله ساختمان‌های مدرن استفاده می‌شود که در ساخت این نوع اسکلت بتن‌آرمه به کار گرفته می‌شود؛ این نوع بتن از سیمان، شن، ماسه، فولاد و میل‌گرد ساخته می‌شود. اجزای اصلی اسکلت بتنی شامل پی، ستون، تیرهای اصلی، سقف و دیوار است که بخش افقی این نوع سازه از تیرها و بخش عمودی آن از ستون‌ها تشکیل می‌شود. 

سازه‌های بتنی را می‌توان با روش های مختلف و به کاربردن انواع مختلف بتن اجرا نمود. سه نوع رایج آن بتن سیمانی ساده، بتن مسلح و بتن پیش‌تنیده است. 

مراحل ساخت ساختمان با اسکلت بتنی به شرح زیر است:

• خاک‌برداری
• اجرای بتن
• قالب‌بندی فونداسیون
• آرماتوربندی فونداسیون
• بتن‌ریزی فونداسیون
• حفاظت از بتن تا ۷ روز
• بازگشایی قالب‌های فونداسیون
• آرماتوربندی ستون‌ها
• قالب‌بندی ستون‌ها
• بتن‌ریزی ستون‌ها
• قالب‌بندی سقف 
• آرماتورهای تیرهای افقی
• نصب تیرچه‌های سقف

مقاوم‌سازی سازه‌های بتنی به سه طریق کاهش بارهای وارده بر سازه موردنظر، تقویت اعضای موجود و افزایش یک تعداد عضو جدید صورت می‌گیرد. 

قیمت اسکلت بتنی

برآورد هزینه‌های اجرای اسکلت بتنی با چند فرمول به دست می‌آید. در ابتدای کار هزینه میل‌گرد محاسبه می‌شود و می‌توان گفت برای هر مترمربع از ساختمان ۴۵ کیلوگرم میل‌گرد لازم است. البته این میزان بر اساس موقعیت جغرافیایی نوع نقشه و ابعاد ساختمان متغیر خواهد بود. کارخانه تولیدکننده نیز بر قیمت میل‌گرد مؤثر است. 

فرمول هزینه میل‌گرد: مساحت زیربنای ساختمان * میل‌گرد لازم برای هر مترمربع * قیمت یک کیلوگرم میل‌گرد

برای محاسبه هزینه دستمزد این نوع اسکلت نیز از فرمول زیر استفاده می‌شود:

حق‌الزحمه: هزینه دستمزد سازه بتنی * مساحت زیربنای ساختمان 

فرمول هزینه خرید و اجرای بتن: قیمت هر تن بتن * میزان بتن لازم برای هر مترمربع * مساحت زیربنای ساختمان

مزایا و معایب اسکلت بتنی 

از مزایا و معایب اسکلت بتنی در زمینه‌های مختلف می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: 

• سازه‌های بتنی نسبت به فلزی از یک صلیب بیشتر برخوردار هستند. 
• این نوع سازه در صورت اجرای صحیح در مقابل شرایط جوی و رطوبت هیچ آِسیبی نخواهد دید. 
• مصالح سنگی و سیمان لازم برای اجرای این نوع سازه نسبت به مصالح دیگر بیشتر در دسترس هستند. 
• مقاومت سازه‌های بتنی در برابر آتش‌سوزی نسبت به نوع فلزی بیشتر است. 
• این نوع اسکلت نسبت به نوع فلزی از فرسایش کم‌تری نسبت به عوامل طبیعی برخوردار است. 
• اجرای آسان، هزینه به‌صرفه و قیمت مناسب از دیگر مزایای اسکلت بتنی است. 

• این نوع سازه از وزن بیشتری به علت افزایش مقطع اعضا برخوردار است. 
• به این دلیل که بتن نیاز به آزمایش مستمر دارد؛ لازم است در محل احداث سازه آزمایشگاه‌های مکانیک خاک حضور داشته باشند. 
• در هنگام تخریب ساختمان می توان بتن را خرد کرد و بازیافت نمود؛ اما این موارد بازیافتی را نمی‌توان در ساخت‌وساز ساختمان‌های جدید استفاده کرد. در نتیجه میزان بازگشت ضایعات در ساختمان‌های متشکل از اسکلت بتنی تقریباً صفر است. 
• ساخت بتن و ریختن آن در قالب‌ها نیازمند دقت و مهارت بالایی است و احتمال بروز خطا وجود دارد. 
• زمان بر بودن مراحل آرماتوربندی و قالب‌بندی از معایب دیگر ساختار بتنی محسوب می‌شود. 

کاربرد اسکلت بتنی

از کاربردهای گسترده اسکلت بتنی می توان به موارد زیر اشاره کرد: 

• بتن مسلح در ساخت پل‌های با دهانه کوچک، متوسط و بلند به کار می‌رود که در مقایسه با پل‌های از جنس فولاد، از نظر زیبایی برتر و از لحاظ هزینه مقرون‌به‌صرفه‌تر است. 
•  از بتن مسلح در ساخت سازه‌های حائل خاک مانند تکیه گاه پل‌ها و دیوارهای حائل برای گودهای خاکی استفاده می‌شود. کف‌های بتنی مسلح که شامل تیرها و اسلب‌ها هستند؛ به طور گسترده جهت پوشش مساحت‌های وسیعی همچون سالن‌های کنفرانسی که نیازمند فضای آزاد بدون ستون هستند استفاده می‌شود.
• در مناطق ساحلی در جنوب و شمال کشور که میزان خوردگی سازه‌های دریایی نظیر اسکله‌ها، برج‌های دیده بانی و موج شکن‌ها بالا است از بتن استفاده می‌شود. تیرهای بتنی تقریباً جایگزین تیرهای فولادی جهت انتقال نیرو در سازه‌های رادیو تلویزیونی هستند؛ زیرا جذب امواج توسط آن‌ها کمتر است.
• بتن مسلح در سازه‌های اتمی به علت برخورداری از ویژگی جذب اشعه بتن به منظور ساخت مخازن تحت فشار با چگالی بالا نسبت به فولاد ارجحیت دارد.
• شمع‌های بتنی مسلح، نیز به صورت پیش ساخته و درجا ریز برای ساخت فونداسیون سازه پل‌ها و ساختمان‌ها کاربرد دارند؛ زیرا از مقاومت در برابر سولفات خاک برخوردار هستند.
• از دیگر کاربردهای بتن مسلح می‌توان به نقش در ساخت روسازی بزرگراه‌ها و باند فرودگاه‌ها اشاره کرد.

آشنایی با اسکلت فلزی

مطمئناً نام اسکلت فلزی را در صنعت ساختمان‌سازی بارها شنیده‌اید؛ این نوع اسکلت از جنس فولاد و متشکل از تیر و ستون‌هایی به شکل افقی و عمودی است. سازه‌های فلزی در کارخانه‌ها تولید و آماده می‌شوند و سرعت نصب و راه‌اندازی بالای آن‌ها سبب کاهش هزینه‌های اجرای پروژه می‌شود. سازه فلزی در دو نوع جوشی و پیچ‌ومهره‌ای عرضه می‌شود. 

سازه‌های فلزی جوشی از قطعات برش خورده آهن تشکیل می‌شود که توسط جوش به یکدیگر متصل می‌شوند. اسکلت فلزی پیچ‌ومهره‌ای نیز شامل تعدادی پیچ‌ومهره است که نسبت به نوع جوشی از سرعت نصب بالاتر، هزینه کمتر، کیفیت بیشتر، مقاومت بالاتر در برابر آتش‌سوزی، ایمنی بیشتر و بسیاری موارد دیگر برخوردار است. 

مراحل ساخت ساختمان با اسکلت فلزی به شرح زیر است: 

• ساخت پایه و فونداسیون
• قراردادن ستون‌های فولادی
• نصب تیرهای فلزی
• انتخاب نوع سیستم سقف و اجرای آن سیستم 
• ساخت بادبندی
• نازک‌کاری

قیمت اسکلت فلزی

میزان تیرآهن و آهن مورد نیاز در ساخت اسکلت فلزی به‌ازای هر مترمربع ۸۵ تا ۱۳۰ کیلوگرم محاسبه می‌شود. هزینه دستمزد سازه فلزی هم به‌ازای یک کیلوگرم ۸۰۰ تومان است. مقدار بتن مصرفی در پی و سقف‌ها حدود ۰.۳۵ تن برای هر مترمربع در نظر گرفته می‌شود. 

هزینه آهن‌آلات ۱۹۱۲۵۰۰۰۰=۴۵۰۰ * ۸۵ * ۵۰۰ 

هزینه دستمزد ۳۴۰۰۰۰۰۰ =۸۰۰ * ۵۰۰ * ۸۵ 

در مورد خرید و اجرای هر بتن با مقاومت C30 نیز باید بگوییم قیمت حدودی آن ۹۶ هزار تومان است. 

هزینه خرید و اجرای بتن: ۱۶۸۰۰۰۰۰=۵۰۰ * ۰.۳۵ * ۹۶۰۰۰

جمع کل هزینه سازه فلزی با زیربنای گفته شده ۲۴۲۰۵۰۰۰۰ است که با تقسیم بر مساحت زیربنای ساختمان، برای هر مترمربع سازه فلزی عدد ۴۸۴۱۰۰ به دست می‌آید. 

مزایا و معایب اسکلت فلزی

از مزایا و معایب اسکلت فلزی در زمینه‌های مختلف می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• از آنجایی فلزات نسبت به دیگر موارد از مقاومت بالایی برخوردار هستند؛ یکی از مزایای اسکلت فلزی تحمل بار زیاد در مکان‌هایی مانند ساختمان‌های بسیار بلند سوله‌ها و غیره است. 
• سازه فلزی در کارخانه‌ها تحت نظارت دقیقی تولید می‌شود؛ بنابراین، از خواصی یکنواخت برخوردار بوده و تحت‌تأثیر محیط قرار نمی‌گیرد. 
• فولاد قابلیت بازیافت دارد. 
• دوام بالای سازه‌های فلزی از مهم‌ترین مزایای آن‌ها محسوب می‌شود. 
• شکل‌پذیری 
• یکپارچگی اعضا
• امکان تقویت و مقاوم‌سازی بیشتری
• شرایط راحت نصب 
• هدر رفتن کمتر مصالح
• اشغال کمتر فضا
• انعطاف‌پذیری بیشتر نسبت به بتن
• امکان انجام طرح‌های معماری متنوع
• سرعت نصب بالا
• ارزش اسقاطی بالا پس از تخریب

• مقاومت اسکلت فلزی در دماهای ۵۰۰ تا ۶۰۰ درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یابد. 
• تمایل به کشش در اجزای اسکلت‌های فلزی به دلیل قطعات کوچک و تعداد بالای آن‌ها زیاد است. 
• یکی از معایب سازه فلزی فرسایش و خوردگی در برابر عوامل خارجی است. 
• هزینه تعمیر و نگهداری از ساختمان‌هایی با سازه فلزی زیاد است.  
• راه‌اندازی این نوع سازه نیازمند افراد متخصص و با مهارت در این زمینه است. 
• دشواری کار در مراحل جوشکاری و ایجاد اتصالات

کاربرد اسکلت فلزی

از مهم‌ترین کاربردهای سازه‌های فلزی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• استفاده در ساختمان‌های بلند به علت استحکام، وزن سبک و سرعت ساخت بالا
• ساخت سازه‌های صنعتی و انبارها به دلیل قابلیت ایجاد در فضاهای بزرگ و با هزینه‌های پایین
• ساخت سازه های موقتی که به سرعت ساخت و جمع‌آوری می‌شود.

جمع‌بندی

ما در این مقاله به معرفی کامل اسکلت بتنی و اسکلت فلزی به همراه مقایسه هر دو نوع اسکلت پرداختیم شما با استفاده از این اطلاعات و در نظر گرفتن شرایط ساختمان مورد نظر شرایط مالی و سلیقه خود می‌توانید اقدام به انتخاب هریک از این اسکلت‌های ساختمانی کنید. 

هر یک از این نوع سازه‌ها از مزایا و معایبی در زمینه‌های مختلف برخوردار است و در واقع نمی‌توان گفت کدام یک بر دیگری برتری دارد و در این میان می‌توانید با یک مشاور متخصص در این زمینه جهت اخذ تصمیم صحیح مشورت نمایید.