تیرآهن‌های فولادی و یا اسکلت بتنی
اشکال فلزی ساختاری مانند تیرآهن‌های نوع I دارای مقاومت بسیار بالایی در سطح مقطع خود هستند. بنابراین می‌توانند بدون نیاز به فشار زیاد از نیروی قابل توجهی پشتیبانی کنند. با این حال موضوعی که وجود دارد عملکرد میان تیرآهن‌های فولادی و اسکلت بتنی است که نیاز به بررسی دقیق دارد.
بسیاری از این اشکال ساختاری طبق استانداردهای منتشر شده در سطح جهان تولید و عرضه می‌شوند. به همین دلیل مشاهده می‌کنیم که تقاضا برای انواع مختلفی از محصولات فولادی با توجه به مناسب بودن قیمت میلگرد و تیر آهن همواره در حال افزایش است.
بسیاری از این سازه‌های فلزی به کمک نورد گرم یا سرد و یا حتی جوش دادن ساخته می‌شوند. پس از آن محصولاتی مانند انواع کانال، تیرچه‌ها نبشی و ورق‌های فولادی برای کاربرد در صنایع مختلف تولید می‌گردد.
استفاده کم از تیرآهن‌های فولادی تقویت شده در گذشته نه به دلیل خواص مکانیکی و ویژگی‌های ارائه شده در آن، بلکه به دلیل ناشناخته بودن این محصول برای عموم بوده است
بررسی فولاد در برابر اسکلت بتنی
اکثر پروژه‌های ساختمانی برای تولید نیاز به استفاده از سلاح آماده مختلف دارند. ممکن است آن‌ها از بتن با مشخصات مختلف و یا تیرآهن‌های فولادی، آجر، سرامیک، چوب و غیره ساخته شده باشند.
با این حال از نظر قاب ساختاری بسیاری از سازه‌ها به کمک فولاد سازه ای، بتن، سنگ و یا چوب تشکیل می‌شوند.
با توجه به ترکیب مناسب از هر کدام برای ایجاد یک ساختار کارآمد، متوجه خواهید شد که اکثر سازندگان استفاده از تیرآهن‌های فولادی و بتن مسلح را برای سازه‌های تجاری و صنعتی در صدر اولویت‌های خود قرار می‌دهند.
بررسی فولاد در برابر اسکلت بتنی تابع عوامل مختلفی است. این عوامل عبارتند از:
- نسبت قدرت و وزن مواد
- بررسی پایداری
- مقاومت در برابر آتش
- خوردگی مصالح ساختمانی
در ادامه هر یک از عوامل فوق را توضیح خواهیم داد.
1. نسبت قدرت و وزن مواد
بسیاری از مواد ساختمانی بر اساس نسبت قدرت به وزن یا استحکام خاص، طبقه بندی می‌شوند و این به عنوان مقاومت یک ماده نسبت به چگالی آن تعریف می‌شود، زیرا به مهندس این امکان را می‌دهد تا تعیین کند به چه میزان از مواد با توجه به وزن آن نیاز خواهد داشت.
به طور معمول می‌توان گفت که به بتن مسلح به کمک روش‌های فشرده‌سازی قوی در برابر تنش‌ها از مقاومت بالایی برخوردار است.
2. بررسی پایداری
بسیاری از شرکت‌های ساختمانی و فروشندگان مصالح ساختمانی برای ایجاد یک محصول سازگار با محیط زیست همواره در حال تغییر روش‌های تولید هستند.
پایداری تولید، یک موضوع کاملاً جدید برای موادی است که به احتمال زیاد برای نسل‌های مختلف در محیط زیست قرار می‌گیرند.
بنابراین لازم است یک ماده پایدار، تاثیر منفی بر محیط زیست نداشته باشد.
از آنجایی که تیرآهن‌های فولادی در زمان نصب و حتی در طول چرخه عمر خود قابل بازیافت هستند، می‌تواند یک گزینه مناسب در ساخت و ساز پایدار به شمار بیاید.
بسیاری از کارشناسان معتقدند که بیش از ۸۰ درصد از اعضای فولاد ساختاری امروزه علاوه بر این که ارزان‌تر از سایر مواد و مصالح ساختمانی عرضه می‌شوند، بلکه نسبت به وزن خود از مقاومت بالاتری برخوردار هستند.
هر چند بتن مسلح نیز می‌تواند گزینه پایداری محسوب شود و اعضای طبیعی آن برای محیط زیست مضر نیستند و بازیافت بتن انجام میگیرد، با این حال در مقایسه با مقاومت تیرآهن‌های فولادی حرفی برای گفتن ندارند.
3. مقاومت در برابر آتش
یکی از خطرناک‌ترین خطرات ساختمان که می‌تواند جان ساکنین آن را تهدید کند، آتش‌سوزی است.
این امر به ویژه در مناطق آب و هوای خشک و بادخیز برای سازه‌هایی که با استفاده از چوب ساخته شده است، صدق می‌کند.
بنابراین بهتر است ملاحظات ویژه‌ای برای پروژه‌های ساختمانی در این مناطق لحاظ شود.
استفاده از تیرآهن‌های فولادی این اطمینان را به مهندسان و ناظران می‌دهد که شرایط خطر آتش‌سوزی مشکلات کمتری را برای ساختمان و ساکنین آن فراهم می‌کند.
به صرفه بودن قیمت تیر آهن و مزایای خوبی که ارائه می‌دهد سبب مصرف بالای این مصالح برای انواع پروژه‌های ساختمانی شده است.
از طرف دیگر اسکلت بتنی از نظر ماهیت، در صورت بروز آتش‌سوزی تهدید جدی ایجاد نمی‌کند و حتی در برابر انتشار آن در هنگام تغییر دما مقاومت می‌کند.
این امر باعث می‌شود که بتن به عنوان یک عایق عالی محسوب شود و با کاهش انرژی مورد نیاز برای حفظ آب و هوا پایداری ساختمان را بهبود بخشد.
4. خوردگی مصالح ساختمانی
هنگام انتخاب یک ماده برای پروژه‌ها ساخت و ساز مهم است که چرخه عمر ساختمان را نیز در نظر بگیرید.
برخی از مواد مستعد خوردگی، در معرض عناصری مانند آب گرما رطوبت و یا نمک هستند.
برای جلوگیری از خطرات احتمالی خوردگی در هنگام انتخاب یک ماده ساختاری، لازم است که مقاومت آن در نظر گرفته شود.
همچنین شرایط باید برای ساکنین ساختمان واضح باشد، زیرا لازم است که تعمیر و نگهداری‌ها به صورت دوره‌ای برای جلوگیری از خوردگی وجود داشته باشد. به عنوان
مثال تیرآهن‌های فولادی نمی‌توانند در معرض محیط‌های مرطوب در طولانی مدت قرار بگیرند، زیرا آب باعث زنگ‌زدگی آن‌ها می‌شود.
با این حال، راه‌های محافظت از خوردگی تیرآهن‌های فولادی باید به درستی اجرا شود.
زنگ‌زدگی فولاد یکپارچگی ساختاری ساختمان را به خطر می‌اندازد و برای ساکنین آن یک تهدید بالقوه محسوب می‌شود.
به همین دلیل لازم است که تولیدکنندگان از مواد پوششی مناسب برای حفظ آن‌ها در طولانی مدت استفاده کنند. رنگ‌آمیزی فولاد و آهن یکی از روش‌های مناسب برای تقویت آن‌ها خواهد بود.
علاوه بر سازه‌های فولادی، انواع دیگری از مصالح ساختمانی مانند بتن مسلح وجود دارد که می‌تواند با توجه به نوع پروژه انتخاب شود.
