ساخت ساختمان های فلزی از پی تا سقف

امروزه اجرای سازه‌های فلزی (سازه‌های آهنی) از متداول‌ترین روش‌ ها برای ساخت و ساز انواع سازه‌‎ها می باشد. سازه های آهنی از اجزایی چون آهن، تیرآهن و ستون ساخته می شوند که به صورت عمودی و افقی به یکدیگر متصل می شوند. سرعت اجرای پروژه در این نوع سازه ها بالا بوده و قطعات آهنی به مقدار قابل توجهی از وزن ساختمان می کاهد.

ساخت سازه های فلزی

مراحل ساخت سازه های فلزی (آهنی) از ابتدا تا انتها، به ترتیب به صورت زیر می باشد:
•    ساخت فنداسیون سازه های فلزی
•    نصب ستون های آهنی
•    نصب تیرهای آهنی
•    ساخت سقف قاب های فلزی

ساخت فنداسیون در سازه های فلزی

اجرای ساخت تمام سازه های فلزی با ساخت فنداسیون (پی) آن شروع می شود. بعد از خاک برداری و قبل از ساخت اسکلت آهنی زمین مورد نظر باید از نظر مقاومت فشاری مورد ارزیابی قرار گیرد. برای انجام اینکار مهندسین اقدام به بررسی مقاومت زمین می کنند، به نحوی که از لایه های مختلف زمین نمونه گرفته و آن را برای بررسی میزان تحمل وزن ساختمان به آزمایشگاه می فرستند. سپس بعد از تعیین مقاومت فشاری خاک، محاسبات پی سازی طبق آن انجام می شود. به طور کلی، ساخت پی برای ساختمان های آهنی، براساس ظرفیت تحمل خاک صورت می گیرد. هم چنین برخی آزمایشات از قبیل بررسی مقاومت سطحی و زیرسطحی، جهت ارزیابی وضعیت خاک لازم و ضروری می باشد. به عنوان مثال، هنگامی که بارهای متوسط یا سبک در نظر گرفته می شود، بهتر است که از صفحات بتونی مسلح استفاده شود. این صفحات بارهایی را به خاک انتقال می دهند که توانایی تحمل وزن سازه را دارد.

اگر خاک ظرفیت و استحکام پایینی داشته و بار سازه نیز زیاد باشد، بهتر است که از شمع زنی برای ساخت پی ساختمان های آهنی استفاده گردد. پایه شمع، بار سازه را به خاک مستحکم و قابل اطمینان منتقل می کند و از نشست سازه و ریزش آن جلوگیری می کند.

ساخت ستون های آهنی

ساخت ستون های آهنی مرحله بعدی ساخت سازه های فلزی است. استحکام (ظرفیت) آهن، براساس میزان بار وارد شده مشخص می شود. از این رو برای انتخاب اندازه و شکل مقطع ستون های آهنی، انتخاب های متعددی وجود دارد.
ستون های آهنی، معمولاً از قبل تولید شده، سپس جهت نصب به کارگاه، منتقل می شود.
مهمترین نکته در نصب ستون، اتصال بین پایه، ستون و شکاف بین ستون ها است که با توجه به پایه و اتصالات ستون، صفحات پایه تا انتهای ستون ها جوش داده می شوند. 
در ضمن مطلوب ترین شکل صفحه پایه، مربع و مستطیل است، چرا که این صفحات بیشترین فاصله بین پیچ ها را دارند که جهت نصب ستون بر روی آن مناسب می باشند.
از آنجایی که نصب ستون های آهنی در یک مرحله به دلایل سازه ای نگران کننده می باشد، از این رو این ستون ها در دو یا سه طبقه تهیه شده و نصب می شوند تا علاوه بر ساده تر کردن تولید ستون های آهنی، روند نصب را نیز آسان تر کنند.
فاصله بین شکاف کف و ستون در حدود 60 سانتی متر است. در هنگام استفاده از ستون های آهنی گرد از اتصال جوش استفاده می شود تا به هر دو قسمت ستون آهنی در بالا و پایین اتصال داشته باشد.

نصب تیرهای آهنی

تیرهای آهنی در بخشهای مختلف و به صورت پیش ساخته تهیه شده، سپس به محل ساخت منتقل و در چند مرحله نصب می شوند. ظرفیت سازه ای تیرهای آهنی به گونه ای است که می توانند تا 18 متر طول داشته باشند. هم چنین انواع مختلف اتصال تیر به ستون وجود دارد که بر اساس نوع بارهای وارد شده به ستون انتخاب می شود.
به عنوان مثال، اگر مفصل فقط تحت نیروهای عمودی قراربگیرد، از اتصالات ساده استفاده می شود. اتصال بدون ورق (اتصال انعطاف پذیر)، صفحه باله ای شکل و شکاف دو زاویه ای نمونه هایی از اتصالات ساده است که در شکل 6 نشان داده شده است.

اگر مفصل در معرض هر دو نیروی عمودی باشد (نیروی برشی و نیروی پیچشی)، اتصالات صفحه انتهایی با عمق کامل باید مانند شکل 7 در نظر گرفته شوند.

 اگر در اتصال تیر به تیر احتمال نگرانی وجود داشته باشد، از اتصال صفحه به ستون برای اتصال صفحه های فلزی ثانویه به اولیه استفاده می شود.
از آنجا که اتصال بالای تیرهای ثانویه از سیستم کف پشتیبانی می کند، بنابراین باید با اتصال بالای تیرهای اولیه همسطح شود. این کار می تواند از طریق جوش دادن به بالای صفحه ثانویه بدست می آید.

از طرف دیگر، پیش بینی شده است که ستون به صفحه اولیه جوش داده می شود و سپس صفحه ثانویه بدون نیاز به اتصال تیرهای فلزی ثانویه وصل می شود.

بخوانید: صفر تا صد اتصالات در سازه های فولادی

ساخت سقف طبقات در سازه های فلزی

انواع مختلفی از سیستم های طبقاتی وجود دارند که برای ساخت سقف سازه های فلزی مورد استفاده قرار می گیرند. در این نوع سازه ها معمولاً به هنگام ساخت تیرها، کف های طبقات نیز نصب می شوند.
نه تنها سیستم های کف فشارهای اعمال شده عمودی راتحمل می کنند، بلکه مانند دیافراگم عمل کرده و به کمک مهاربندها در برابر فشارهای جانبی، مقاومت می کنند.
نمونه هایی از سیستم های کف شامل: تیرهای کامپوزیت با فاصله کوتاه، تیرهای کامپوزیت سلولی با اسلب و عرشه های آهنی، تیرهای با واحدهای بتونی پیش ساخته، تیرها و صفحات کامپوزیت با طول بلند و صفحه های فلزی، تیرهای کامپوزیت با بتن پیش ساخته می شوند.

ساخت مهاربند و روکش فلزی در سازه های فلزی

در سازه های فلزی از مهاربندها برای مقاومت در برابر فشارهای جانبی که به سازه وارد می شود، استفاده می کنند که فشارهای جانبی را به ستون ها و سپس به پایه ها انتقال می دهند.

برای روکش ساختمان های آهنی نیز، می توان از انواع روکش های مختلف مانند روکش آجری و روکش ورقی برای محافظت از قسمت داخلی سازه استفاده کرد.