اسکلت فلزی

اسکلت های فلزی از اجزای مختلفی مثل پی، فوندانسیون، تیر، پله و تیر های فرعی یا به عبارت دیگر تیرچه ها تشکیل می شوند. قطعات اسکلت های فلزی به این خاطر که در کارخانه ها تولید می شوند ظاهری صاف و یکپارچه دارند. برای اتصال اجزای مختلف اسکلت های فلزی از پیچ، جوش، پرچ، مهره و غیره استفاده می شود. این اسکلت ها سرعت نصب بالاتری در مقایسه با اسکلت بتنی دارند و پِرت متریال در این نوع نسبت به سایر اسکلت ها کمتر می باشد. استفاده از اسکلت های فلزی در ساختمان ها باعث بالا رفتن مقاومت و استحکام ساختمان می شود. همچنین ثبات درساختار اسکلت های فلزی بالا بوده و در زمان طولانی تری نسبت به اسکلت های دیگر کمتر دچار تغییر می شود. به علاوه تغییری هم که در طولانی مدت در اسکلت های فلزی ایجاد می شود، بسیار کمتر از مدل های دیگر می باشد. توجه داشته باشید که وزن اسکلت فلزی بسیار پایین بوده و این بار وراده بر ساختمان را کاهش می دهد. در اسکلت های فلزی، فولاد نقش مهمی را ایفا می کند. قابل ذکر است که فولاد مقاومت بسیار بالایی داشته، به علاوه خاصیت ارتجاعی دارد. همچنین فولاد در هنگام مواجه شدن با اتفاقی مانند انفجار، مقاوم بوده و در چنین شرایطی نسبت به اسکلت های دیگر بهتر عمل می کند. در اسکلت های فلزی پس از به پایان رسیدن ساخت، می توان به اسکلت اجزای دیگری اضافه کرد و آن را توسعه داد. اسکلت های فلزی نسبت به اسکلت بتنی فضای زیادی را اشغال نمی کند. همچنین در هنگام ساخت می توان چندین قطعه را بهم دیگر متصل کرده و از این محصول، در ارتفاع های بلند به راحتی استفاده کرد. اسکلت های فلزی اصلاح پذیر هستند، به این معنا که اگر قطعه ای از این اسکلت ها فاقد مقاومت کافی باشد یا ضعیف باشد، می توان با استفاده از پیج و تقویت کننده های این ایراد را اصلاح کرد. یکی از مزیت های قابل توجه اسکلت فلزی مقاومت بسیار عالی آن است و حتی امکان ساخت سازه های مقاوم را بر روی زمین هایی که سست هستند را به ما می دهند. 
انواع اسکلت های فلزی
قطعات و اجزای اسکلت های فلزی به شیوه های مختلفی از قبیل جوش، پیچ و مهره، پرچ و شیوه های دیگر به هم متصل می شوند. هر شیوه اتصال اسکلت ویژگی های خاص خود را دارد که آن را از نوع دیگر اتصال متمایز می سازد.

- اسکلت فلزی جوشی

در این مدل قطعات اسکلت توسط فرآیند جوشکاری به همدیگر متصل می شوند. در واقع با حرارت دادن هردو قطعه به همدیگر جوش داده می شوند. جوش کاری اسکلت روند خاص خود را دارد و توسط کارشناس مخصوص بازدید می شود تا بهترین کیفیت را داشته باشد. جوش دادن قطعات اسکلت به روش های مختلفی و توسط دستگاهای مخصوص صورت می گیرد. برای اتصال تیر به ستون ها،دو تیر آهن به همدیگر، پای ستون ها، بادبند ها به ستون ها و مورد های دیگر می توان از روش جوش دادن قطعات به هم استفاده کرد. جوش ها مدل های مختلفی مثل لب به لب، شیاری، گوشه و .... دارد که با توجه به قطعات ، نوع کاربری و نیاز از مدل های مختلف جوش ها استفاده می شود. 

- اسکلت فلزی پیچ و مهره

استفاده از پیچ و مهره برای اتصالات درون اسکلت ها طرفدارهای زیادی دارد. متصل کردن اجزای اسکلت ها با پیچ و مهره سرعت بسیار بالایی داشته و ایمن می باشد. در این روش می توان اجزای اسکلت را جدا کرد و مجددا در ساختمانی دیگر با پیج و مهره بهم متصل کرد و مورد استفاده قرار داد. اتصالات پیچ و مهره ها به دو روش اتکایی و اصطکاکی انجام می شود. همچنین پیج و مهره هایی که برای اتصال استفاده می شوند دو نوع ساده و پر مقاومت هستند. نوع اتصال پیچ و مهره ها و همچنین نوع پیج و مهره های مصرفی، بر اساس نیاز و کاربرد اسکلت انتخاب می شود. این روش می تواندکیفیت ساخت را بالا ببرد و محدودیتی برای اجزا و اتصال آن ها به همدیگر ندارد. 

اسکلت فلزی ساختاری عالی و محکم برای ساختمان های گوناگون
اسکلت فلزی ساختاری برای بنا نهادن انواع سازه در صنعت ساختمانی است. در این روش ابتدا از فلز چدن در اسکلت استفاده می‌شد رفته رفته فلز چدن با آهن کم کربن جایگزین شد. فولاد نیز با گذشت زمان جای آهن کم کربن را گرفت. برای همین امروزه به جای لفظ اسکلت فلزی از اسکلت فولادی نیز استفاده می‌شود. جدا از شناخت دقیق جنس فلز به کار رفته در اسکلت سازه، کاربرد این ساختار باعث ایجاد تنوع در شکل و فرم ساختمان‌ها شده است. به علاوه با استفاده از اسکلت فلزی امکان هدر رفت مصالح به کار رفته به حداقل می‌رسد. این نوع از اسکلت حتی در فضاهای کوچک نیز قابل اجرا است و برای همین در ساخت و ساز فراگیر شده است. همچنین اسکلت فلزی در برابر فشارهای بیرونی وارده بر سازه مقاوم است ولی در عین حال در برابر خاصیت ارتجاعی، ایجاد خمش در اسکلت و ایجاد جوش در اسکلت قابلیت اجرایی دارد. بیشتر از اسکلت بتونی می‌توان بر کیفیت اجرای صحیح و استاندارد آن نظارت کرد. در مقایسه با اسکلت بتونی در برابر زلزله مقاومتر است.
به طور کلی اسکلت فلزی از سه جز فلز (فولاد)، تیر و ستون تشکیل شده است. این اسکلت از تیرهای آی شکلی ساخته شده که به صورت عمودی در قاب اصلی اسکلت قرار می‌گیرند. تیرهای افقی نیز بین این قالب عمودی واقع می‌شوند. وظیفه اصلی این تیرهای افقی و عمودی نگهداری سقف دیوار و تحمل وزن طبقات در سازه‌های مرتفع با اسکلت فلزی است. طریقه اتصال این فلزات توسط جوش، پیچ و مهره و پرچ باعث طبقه‌بندی اسکلت فلزی به انواع جوشی پیچ و مهره‌ای و پرچی می‌شود. که در ادامه به شرح مختصری برای هر یک می‌پردازیم.
اسکلت فلزی جوشی: برای اتصال اجزای این نوع اسکلت، از جوشکاری استفاده می‌کنند. قطعات افقی و عمودی اسکلت را با حرارت تولیدی بهم وصل می‌کنند. این اتصالات موجب انتقال نیروی وارده بر سازه و یا تقسیم نیروی وارده در قسمت‌های مختلف اسکلت می‌شود. برای احراز کنترل کیفی مطلوب در جوشکاری باید طراحی درستی برای نقاط جوش در نظر گرفته شود و همچنین بر اجرای صحیح و استاندارد جوشکاری توسط جوشکار نظارت شود. در ساختار کلی اسکلت فلزی از دو نوع تیر آهن IPB و IPE استفاده می‌شود. تیر آهن IPB از نوع تیر آهن با بال پهن است و به عنوان ستون نگه‌دارنده اسکلت از آن‌ها استفاده می‌شود و انواع IPE به عنوان تیرهای میانی افقی و عمودی به کار گرفته می‌شوند. در روش اجرایی با استاندارد جهانی ابتدا ورق‌های آهنی تیرها و قطعات مرتبط با اسکلت در کارخانه تولیدی برش داده می‌شوند. سپس این قطعات در محل پروژه با کمک روش جوشکاری با گاز، قوس الکتریکی یا با روش جوشکاری زیر پودری به هم متصل می‌شوند.
جوشکاری با قوس الکتریکی (SMAW): در شرایط خلا، جریان مداوم الکترون بین دو یا چند عدد الکترود برقرار می‌شود و با این روش حرارت تولید می‌شود. حرارت ایجاد شده باعث جوش قطعات می‌شود.
جوشکاری با گاز (GMAW CO2): در این روش جوشکاری از گاز فعال استفاده می‌شود. گاز دی اکسید کربن از انواع گازهای فعال است در حین جوشکاری به مونو اکسید کربن و اکسیژن تجزیه می‌شود گاز مونو اکسید کربن در فضا آزاد می‌شود. اما اکسیژن حاصله با سیلیس و منگنز ترکیب شده و روی دستگاه جوش قرار می‌گیرد.
جوشکاری زیر پودری (SAW): الکترودهای ایجادکننده گرما برای جوش دادن فلز در این روش زیر یک لایه پودری مواد معدنی قرار می‌گیرند. در این روش عموما الکترودها دیده نمی‌شوند. اما در نهایت از طریق گرمای ایجاد شده با روش اجرایی متفاوت کار جوش قطعات مورد نظر را انجام می‌دهند.
اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ای: توسط پیچ و مهره اجزای اسکلت را به همدیگر متصل کرده و این پیچ و مهره‌ها در تقسیم بار و فشار وارده بر سازه نقش اساسی دارند. دلیل استفاده از پیچ و مهره برای برقراری اتصال در اسکلت فلزی این است که پیچ و مهره‌ها عملکرد مطلوب و مطمئنی دارند و با سرعت بالایی قابل نصب هستند. به نیروی متخصص برای کار نیاز ندارند. در حین اجرای این روش آلودگی صوتی زیادی تولید نمی‌شود. دو نوع اتصالات پیچ و مهره‌ای اصطکاکی و اتکایی وجود دارد. همین طور دو نوع پیچ معمولی و پیچ پر مقاومت در این نوع اسکلت به کار می‌رود. انواع معمولی پیچ از فولاد با کربن کم ساخته می‌شوند و در نهایت تحمل آن‌ها 4200 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع است. در حالی که انواع پرمقاومت مقدار کربن بیشتری دارند و در سطح متوسط در ساختار آن‌ها از کربن استفاده شده است. قدرت تحمل این نوع از پیچ‌ها 5600 تا 6300 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع است.
اسکلت فلزی پرچی: در این نوع اسکلت فلزی اجزای تشکیل دهنده اسکلت، به یکدیگر پرچ می‌شوند. این محصول قدیمی‌ترین شکل اسکلت است. امروزه کمتر از مدل‌های دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در کنار مزایای ذکر شده برای اسکلت فلزی ساختمان، معایبی نیز برای این نوع ساختار در سازه وجود دارد. از جمله اینکه به دلیل متریال فلزی به کار رفته در صورت آتش‌سوزی و رسیدن دمای اسکلت فلزی به 500 تا 600 درجه سیلسیوس مقاومت و ایستایی سازه به خطر می‌افتد. در ضمن در صورت عدم مهارت جوشکاران برای اتصال اجزای اسکلت و یا بروز هر گونه مشکلی که با اجرای غیر استاندارد اسکلت فلزی مرتبط باشد، تحمل بار وارده بر ساختمان و مقاومت سازه تضعیف می‌شود. علاوه بر این مطالب، بهای تمام شده این محصول با توجه به نرخ نسبتا بالای فلزات گران تمام می‌شود.

اسکلت فلزی بهترین گزینه برای ساخت سازه های محکم و بی نظیر
سازه با اسکلت فلزی عموما فولاد یک راه حل مدرن برای ساخت خانه های جدید است. هر ساختمان با سازه فلزی عناصر منحصر به فردی دارد که باعث ایجاد امنیت و آرامش برای ساکنان خانه می شود. خانه از شما و با ارزش ترین دارایی های شما محافظت می کند، به همین دلیل لازم است در هنگام ساخت آن به کارآمدی، دوام و ایمنی آن توجه ویژه ای کرد. یک ساختمان با اسکلت فلزی هر سه ویژگی را برای خانه شما فراهم می کند و چند منظوره و همه کاره بودن این سازه آن را به یک انتخاب برتر برای سازندگان مدرن تبدیل کرده است. 
اسکلت فلزی برای اهداف مختلف ساختمان های تجاری و مسکونی مورد استفاده قرار می گیرد. در صنعت ساختمان سازی امروزی از انواع مصالح فلزی به خصوص فولاد استفاده می شود. سالن های بدنسازی، کلیسا ها، مدارس، باشگاه های ورزشی، انبار، آشیانه هواپیما و زیر ساخت های خرده فروشی و ... از جمله ساختمان هایی هستند که در طول فرآیند ساخت آن می توان از اسکلت فلزی استفاده کرد.

ویژگی های اسکلت فلزی
اولین و مهم ترین مزیت استفاده از اسکلت فلزی راحتی کار با آن و سرعت بالای نصب این سازه است، در واقع می توان در مدت زمان بسیار کمتری در مقایسه با مواد و مصالح سنتی ساختمان خود را تکمیل کنید. امروزه بسیاری از تولید کنندگان و شرکت های ساختمان انواع اسکلت های فلزی و سازه های فولادی پیش ساخته را ارائه می کنند. با ارسال سازه های پیش ساخته به محل پروژه و مونتاژ فوری آن سرعت روند ساخت و ساز بسیار افزایش می یابد.
دوم، پانل های مورد استفاده برای این اسکلت فلزی بسیار انعطاف پذیر و قابل تنظیم است. بسته به نوع طراحی و نیاز مشتری می توان آرایش و نوع پانل ها را تغییر داد. سازگار و تطبیق پذیری سازه فلزی در مقایسه با سازه های سنتی با قیمت گزاف، توسعه زیر ساخت ها را تسهیل می بخشد. 
از آن جایی که اسکلت فلزی از فولاد ساخته می شود، در برابر شرایط نامساعد جوی و بلایای طبیعی نظیر زلزله، طوفان، باران و برف مقاومت بسیار خوبی دارد. هم چنین بر خلاف مصالح چوبی در برابر اثرات مضر ناشی از حشرات همانند موریانه بسیار مقاوم است. زیر ساخت های ساخته شده از فولاد کمتر مستعد پوسیدگی و ترک خوردگی هستند. 
سازه های فلزی مقرون به صرفه هستند و در عین حال سازگار با محیط زیست هستند. اگر چه اسکلت فلزی ساخته شده از فولاد چندان ارزان نیست، اما هزینه ساخت این سازه ها در مقایسه با روش های سنتی کمتر است. فولاد قابل بازیافت است و در صورت تمایل می توان آن را برای اهداف دیگر به کار گرفت. به همین دلیل اسکلت فلزی یک سازه سازگار با محیط زیست است. یکی دیگر از مزیت های اسکلت فلزی عدم نیاز آن به تعمیر و نگه داری است. در صورتی که سازه از فولاد درجه یک ساخته شده باشد و هر کدام از پانل ها به درستی و محکم وصل شده باشد یک محیط داخلی امن و ایمن ایجاد می شود که در کنار نصب سیستم های عایق بندی مناسب و کارآمد مصرف میزان انرژی به صورت قابل توجه کاهش می دهد. 
قیمت اسکلت فلزی ساختمان 
برآورد هزینه های مربوط به ساخت سازه های فولادی بستگی به عوامل تاثیر گذار متعددی از جمله وزن آهن آلات مصرفی، قیمت خرید آهن آلات، دستمزد و هزینه ساخت با توجه به نوع طراحی سازه دارد. این عوامل در تعیین قیمت نهایی اسکلت فلزی نقشی اساسی دارند. در حالی که عوامل موثر در ساخت اسکلت بتنی عبارتند از هزینه خرید میلگرد، هزینه بتن، دستمزد و هزینه اجرا است. تفاوت قیمت اسکلت فلزی با اسکلت بتنی یکی از عوامل تاثیر گذار در انتخاب نوع سازه است. توجه داشته باشید که انتخاب اسکلت مناسب برای ساختمان باید با توجه به بودجه، شرایط اجرای کار، موقعیت آب و هوایی پروژه، کیفیت اجرا و عوامل فنی و مهندسی و نظر مشتری صورت گیرد.

مراحل ساخت ساختمان اسکلت فلزی
همانند ساخت سازه های بتنی، قبل از اجرای سازه فلزی باید از مقاومت زمین اطمینان حاصل کرد تا از هر گونه نشست ساختمان در آینده جلوگیری شود. به همین دلیل لازم است نمونه برداری و آزمایش خاک از طبقات مختلف زمین به دقت انجام گیرد. بعد از خاکبرداری به منظور اجرای فونداسیون برای ساختمان لازم است به ضخامت 10 سانتی متر به عنوان زیر پی، بتن مگر ریخته شود. ریختن بتن مگر باعث می شود که سطحی صاف و یکنواخت ایجاد شود. سپس عملیات آرماتور گذاری بر طبق نقشه های محاسباتی مصوب صورت می گیرد و آرماتور بند اقدام به قالب بندی می کند. پس از این مرحله باید آرماتور بولت به صفحه ستون متصل شود، به گونه ای که همگی در یک تراز قرار گیرند. بعد از پشت سر گذاشتن تمامی این مراحل، باید عملیات بتن ریزی صورت بگیرد. این مرحله بسیار مهم است. باید از بتن مصرفی نمونه برداری شود تا از مقاومت فشاری بتن اطمینان حاصل کرد.
حال نوبت به ساخت ستون می رسد که شامل برش ستون، برش پروفیل، مونتاژ ستون ها و ساخت نشیمن تیر ها و قرار گذاری آن بر روی ستون می رسد. در ساخت ستون ها و تیر ها باید تمامی قطعات فلزی روی زمین مونتاژ و جوشکاری شود، در مرحله جوشکاری اسکلت فلزی تمامی اتصالات توسط استاد کار ماهر جوشکاری باید جوش داده شود. بعد از تمام جوشکاری اسکلت فلزی نوبت به نصب آن در محل ستون می گردد که با استفاده از جرثقیل قطعات مونتاژ شده به محل دقیق مورد نظر تعبیه می شود، سپس استاد کار جوشکار ستون ها را در محل مورد نظر به صفحه ستون جوش می نماید. سپس لازم است تیر ها ساخته و نصب شود. به منظور افزایش مقاومت تیر ها، اقدام به لانه زنبوری کردن آن می شود. برای لانه زنبوری کردن تیر ها جوشکار با استفاده از یک شابلون و هواگاز اقدام به برش می نماید. سپس دو سر تیر به یک صفحه ستون وصل می شود. در آخرین مرحله به منظور تقویت سازه در برابر باد و زلزله از بادبند به صورت ضربدری استفاده می شود که همان نقش دیوار برشی در سازه بتنی را دارد. سازه فلزی مخصوص ساختمان های آپارتمانی نیست، بلکه طراحی برای اسکلت فلزی ساختمان یک طبقه یا اسکلت فلزی ساختمان دو طبقه امروزه بسیار رواج پیدا کرده است. این سازه ها با قیمت مقرون به صرفه از استحکام بیشتر برخوردارند و در عین حال سرعت اجرای کار را افزایش می دهد.