اسکلت فلزی سازه ای فلزی است که از اجزای سازه ای فولادی که به یکدیگر متصل شده اند تا بارها را حمل کنند و استحکام را فراهم کنند ساخته شده است. به دلیل استحکام بالای فولاد، این سازه ها قابل اعتماد بوده و نسبت به سایر سازه ها مانند بتن به مواد اولیه کمتری نیاز دارند.
در ساخت و سازهای مدرن، سازه های فولادی تقریباً برای هر نوع سازه ای از جمله ساختمان های صنعتی سنگین، ساختمان های بلند، سیستم های پشتیبانی تجهیزات، زیرساخت ها، پل ها، برج ها، کارخانه های صنعتی سنگین و غیره استفاده می شود.
فولاد سازه ای با شکل و ترکیب شیمیایی خاص مطابق با مشخصات پروژه ساخته می شود.
بسته به مشخصات هر پروژه، مقاطع فولادی ممکن است اشکال، اندازه‌ها و گیج‌های مختلفی داشته باشند که با نورد سرد یا گرم ساخته می‌شوند، برخی دیگر با جوشکاری صفحات صاف یا خمیده به یکدیگر ساخته می‌شوند. اشکال رایج عبارتند از I-beam، HSS، کانال ها، زاویه ها و صفحه.
سازه های فولادی برای اکثر پروژه ها در مواد و طراحی پیشرو هزینه است.
فولاد دارای زیبایی طبیعی است که اکثر معماران نمی توانند منتظر استفاده از آن باشند.
اسکلت فلزی در کارخانه ساخته می شوند و به سرعت در محل توسط پرسنل ماهر ساخته می شوند.
می تواند در برابر نیروهای شدید یا شرایط آب و هوایی سخت مانند بادهای شدید، زلزله، طوفان و برف سنگین مقاومت کند. آنها همچنین نسبت به زنگ‌زدگی حساس نیستند و بر خلاف قاب‌های چوبی تحت تأثیر موریانه‌ها، حشرات، کپک‌ها، کپک‌ها و قارچ‌ها قرار نمی‌گیرند.
آزادی طراحی
شرایط کوتاه ساخت
قابل اعتماد
آسان برای ساخت
اقتصادی
سبک وزن و حمل و نقل آسان
رویکرد صنعتی
نفوذ ناپذیری
سازه‌های فولادی سازه‌هایی هستند که از قطعات فولادی مرتبط با یکدیگر ساخته شده‌اند تا مشکلات مرتبط را با رفاه و سودمندی کافی حفظ کنند و به اشتراک بگذارند. هنگامی که از ساختارهای مختلف مانند ساختار قوی و سازه چوبی که در آن مواد ساختاری دیگر غیر معمول هستند و ساختار باید برای اندازه قابل توجه وزن‌ها کار کند، اسکلت فلزی در مقایسه با انواع مختلف سازه‌ها جایگزین بهتری است. افراد ساختاری ممکن است انباشته، پیچ خوردگی یا خم شدن ناچیز باشند یا در اثر ترکیبی آنها به نمایش، استفاده اولیه و انباشتگی آنها بستگی دارد. انواع مختلف سازه های فولادی عبارتند از: تکیه گاه، سازه برج، همکار، راه پله، و غیره. بسته به تعیین هر پروژه، بخش های فولادی ممکن است شکل ها، اندازه ها و اقدامات متفاوتی داشته باشند که با جابجایی سرد یا گرم ساخته می شوند. برخی دیگر با جوشکاری صفحات هم سطح یا کمان دار ساخته می شوند. روش های استاندارد شامل شفت I، کانال ها، زاویه ها و صفحه می شوند.
ساختمان های مرتفع
زیرساخت ها
قفسه های لوله
سازه های قوس
ساختارهای پشتیبانی تجهیزات
کارخانه های صنعتی سنگین
سازه های فولادی در موقعیت های دریایی را می توان به خوبی با استفاده از پوشش های محافظ ایمن کرد. در هر صورت حتی کت های جدید هم عالی نیستند و در حین مصرف آسیب می بینند یا از هم می پاشند. برای محافظت از استحکام سازه در برابر خوردگی، تعمیر و نگهداری به موقع و تعمیر چارچوب های پوشش دفاعی ضروری است. علاوه بر این، به عنوان یک استراتژی تکمیلی برای پوشش های محافظ، حفاظت کاتدی یک عمل معمولی برای ایمن سازی قطعات خیس شده از سطوح است. سازه های فولادی با تنوع مناسب در اشکال و با بیان طراحی آنها شناخته می شوند.
روش های طراحی اسکلت فلزی به شرح زیر است:
طراحی ساده سنتی ترین رویکرد است و هنوز هم معمولاً استفاده می شود. فرض بر این است که هیچ گشتاوری از یک عضو متصل به عضو دیگر منتقل نمی‌شود، به جز ممان‌های اسمی که در نتیجه خروج از مرکز در اتصالات ایجاد می‌شوند. مقاومت سازه در برابر بارهای جانبی و نوسان معمولاً با استفاده از مهاربندی یا در برخی ساختمان‌های چند طبقه توسط هسته‌های بتنی تضمین می‌شود.
مهم است که طراح مفروضات مربوط به پاسخ مشترک را بشناسد و اطمینان حاصل کند که جزئیات اتصالات به گونه ای است که هیچ لحظه ای ایجاد نشود که بتواند بر عملکرد سازه تأثیر منفی بگذارد. تجربه چندین ساله انواع جزئیات را نشان داده است که این معیار را برآورده می کند و طراح باید به اتصالات استاندارد در اتصالات در ساخت و ساز ساده مراجعه کند. طراحی اسکلت فلزی
در طراحی پیوسته فرض بر این است که اتصالات صلب بوده و لنگر انتقالی بین اعضاء است. پایداری قاب در برابر تاب خوردن توسط عمل قاب (یعنی با خمش تیرها و ستونها) است. طراحی پیوسته پیچیده تر از طراحی ساده است، بنابراین معمولاً از نرم افزار برای تجزیه و تحلیل قاب استفاده می شود. هنگام طراحی فریم های پیوسته باید ترکیب های واقعی بارگذاری الگو را در نظر گرفت. اتصالات بین اعضا بسته به اینکه روش طراحی قاب الاستیک یا پلاستیکی باشد باید ویژگی های متفاوتی داشته باشد. در طراحی الاستیک، اتصالات باید دارای سفتی دورانی کافی باشند تا اطمینان حاصل شود که توزیع نیروها و گشتاورها در اطراف قاب تفاوت قابل توجهی با آنچه محاسبه می شود ندارد.
اتصال باید بتواند لنگرها، نیروها و برش های ناشی از تحلیل قاب را تحمل کند. در طراحی پلاستیک، در تعیین ظرفیت بار نهایی، استحکام (نه سفتی) اتصال از اهمیت بالایی برخوردار است. استحکام اتصال تعیین می کند که آیا لولاهای پلاستیکی در مفاصل یا در اعضا ایجاد می شود و تأثیر قابل توجهی در مکانیسم فروپاشی خواهد داشت. اگر لولاها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در اتصالات ایجاد شوند، مفصل باید با شکل‌پذیری کافی دقیق باشد تا بتواند چرخش‌های حاصل را در خود جای دهد. سختی اتصالات هنگام محاسبه انحراف تیر، انحراف تاب و پایداری نوسان مهم خواهد بود.
طراحی نیمه پیوسته واقعی پیچیده‌تر از طراحی ساده یا پیوسته است زیرا پاسخ مفصل واقعی به صورت واقعی‌تر نشان داده می‌شود. روال های تحلیلی برای دنبال کردن رفتار واقعی اتصال به شدت درگیر هستند و برای طراحی معمولی نامناسب هستند، زیرا به استفاده از برنامه های کامپیوتری پیچیده نیاز دارند. با این حال، دو روش ساده برای هر دو قاب مهاربندی شده و بدون مهار وجود دارد. در زیر به اختصار به این موارد اشاره می شود. قاب های مهاربندی شده آنهایی هستند که مقاومت در برابر بارهای جانبی توسط یک سیستم مهاربندی یا یک هسته تامین می شود.
در قاب های بدون مهار این مقاومت با لنگرهای خمشی در ستون ها و تیرها ایجاد می شود. روش های ساده شده عبارتند از: (i) روش لحظه باد، برای قاب های بدون مهار. در این روش، هنگام در نظر گرفتن بارهای ثقلی، اتصالات تیر/ستون در نظر گرفته می‌شود که پین می‌شوند. با این حال، تحت بارگذاری باد، آنها را صلب فرض می کنند، به این معنی که بارهای جانبی توسط عمل قاب حمل می شوند. شرح کامل تری از روش را می توان در مرجع یافت. (ii) طراحی نیمه پیوسته قاب های مهاربندی شده. در این روش، رفتار واقعی اتصال برای کاهش لنگرهای خمشی اعمال شده به تیرها و کاهش انحراف ها در نظر گرفته می شود.
