آشنایی با انواع سازه فلزی، اجزای تشکیل دهنده و مزایا و معایب آنها

با نصب اتصالات برشی در بال بالایی تیر ورق می توان از مزیت های مقطع مرکب فولاد و بتن بهره برد. وزن بسیار کم در برابر سازه های بتنی، استفاده بیشتر از فضای زیر پوشش، وزن بسیار کم،استفاده بهینه در مصالح، خواص ارتجاعی بالا، پیوستگی مصالح، شکل پذیری، انتقال آسان سازه و سرعت نصب بالا از جمله مزیت هایی است که می توان برای سازه فلزی قابی نام برد. برای تولید تیر ورق ها می توان از جوشکاری اتوماتیک استفاده کرد که به زیبایی ظاهری آن کمک می کند. سازه قابی از ستون ها و تیر ها که به صورت ساده یا گیردار( خمشی-صلب) به هم متصل می شوند، گفته می شود.سازه فلزی قابی به دلیل تحمل نیرو های عمودی و افقی در ساخت ساختمان های صنعتی و چند طبقه و پل استفاده می شود. در این ساختمان لنزهای مکانیکی در نمای جنوبی با توجه به میزان نور باز و بسته میشوند و ایدهبرداری زیبایی از نقوش هندسی عربی و اسلامی هستند. آشنایی با سرگذشت معماران مشهور جهان و واکاوی مسیر رسیدن آنان به تخصص، الهامبخش معماران جوان است.

سازه بتنی از تیر، ستون، پی ، سقف و دیوار های برشی تشکیل شده است. یال تحتانی، یال فوقانی، اجزای قائم و اجزای قطری مجموعه تشکیل دهنده سازه فلزی خرپا هستند.سازه فلزی خرپایی نیرو های کششی و فشاری را تحمل و منتقل می کنند. ساختمان می گویند. سازه های ساختمانی مجموعه ای از اعضای افقی، عمودی و مایل هستند که نیروی های وارده به آن ها اعم از کششی، فشاری، خمشی و … عرشه فولادی به محصول حاصل ازشکل دهی ورق گالوانیزه می گویند. فاستر توجه بسیاری به معماری سبز و پایدار دارد و چندین اثر او از جمله برج هرست نیویورک، نشان LEED را از سازمان ساختمان سبز آمریکا دریافت کردهاند. رنزو پیانو بناهای شاخص بسیاری را طراحی کرده است که از مهمترین آنها میتوان به برج شارد لندن اشاره کرد که با ۳۱۰ متر ارتفاع و فرمی هرمی به یکی از شاخصههای لندن تبدیل شده است. او در برج Turning Torso از پیچش بدن انسان و در موزه علوم و هنر شهر والنسیا از انواع فرمهای طبیعی مانند چشم انسان ایده گرفته است. شما میتوانید با بررسی آثار معماران مشهور هر سبک با خصوصیات سبکهای معماری آشنا شوید و چون این آشنایی با مثالهای عملی همراه است بهتر در ذهن شما میماند.

موشه سفدی معمار مطرح اسرائیلیالاصل و ساکن کانادا یکی دیگر از کارآموزان معمار بزرگ لویی کان است که به یکی از معماران معروف جهان معاصر بدل شده است. سرعت اجرای سازه خرپایی نسبت به سازه های فلزی دیگر کمتر است. گاهی به دلیل عدم مهارت جوشکاران از سو و از سوی دیگر گرانی هزینه های تست جوشکاری، سازه فلزی قابی جوش مناسبی ندارد. این ورق برای جلوگیری از جدا شدن تیر از ستون در اثر چرخش با جوش متصل می شود. مطالعه آثار برترین معماران جهان به شما در آشنایی با سبکهای معماری کمک میکند. قیمت تیرآهن IPE را با کلیک روی این لینک مشاهده کنید. تیرآهن وظیفه تحمل تنش های حاصل از نیروی برشی و لنگر خمشی را برعهده دارد. تحمل و انتقال بار دو عامل تکمیل کننده همدیگر هستند و اگر عضوی از سازه نتواند یکی از این دو وظیفه را به خوبی انجام دهد، سازه را به سازه ای نامناسب تبدیل می کند. سازه فلزی پوسته ای به دلیل ساختار نازک خود در برابر خمش های ناحیه ای وراد شده از بار های متمرکز مقاوم نیستند. به عنوان تکیه گاه برای بار های سنگین هنگامی که لنگر خمشی از مقاومت خمشی مقطع نورد شده بزرگتر باشد در طول مسافت های طولانی به کار می رود.

تیرآهن این گروه به تیرآهن بال پهن و تیرآهن هاش معروف هستند که بر اساس افزایش وزن تیرآهن به سه دسته HEA یا هاش سبک، HEB یا هاش سنگین و HEM یا هاش فوق سنگین تقسیم می شود. INP: اگر به سر این تیرآهن نگاه کنید ضخامت آن از ابتدا تا انتها به صورت یکنواخت افزایش می یابد. وقتی از هر دو سر تیرآهن به آن نگاه کنید، ضخامت بال های ابتدا و انتهای آن کاملا یکنواخت و یکسان است. هاش سنگین در مقایسه با هاش سبک ضخامت بیشتری دارد. را تحمل می کنند در دنیا پروژه های عمرانی بسیاری انجام می شود و طراحان پیش از آغاز پروژه بایستی نوع ساز مورد نیاز را انتخاب کنند. در پروژه های عمرانی سازه ها بر اساس مصالح مصرفی در اسکلت در دو نوع فلزی و بتنی استفاده می شوند. در حقیقت عرشه فلزی در اسکلت فلزی حکم تیرچه بلوک در سازه بتنی را دارد.

سبک لویی کان در تلفیق سنت و مدرن الهامبخش بسیاری از معماران پس از او بوده است. پس از آن ریچارد راجرز همکاری موفقی با رنزو پیانو در طراحی مرکز پمپیدو پاریس داشت که نمادی از معماری هایتک به شمار میآید. او کار خود را در کنار معماران بزرگی مانند لویی کان و لوکوربوزیه شروع کرده است و طرحهای او اصول معماری مدرن را با حس ساختمانهای کلاسیک درمیآمیزد. پیانو در جوانی در کنار معمار مشهور لویی کان شروع به کار کرد و به سرعت به دلیل استفاده خلاقانه از مصالح طبیعی و توجه به جزئیات طراحی به چهرهای شناختهشده تبدیل شد. لویدرایت در استفاده از مصالح طبیعی استاد بود و به طراحی دیتیل و جزئیات اجرایی اهمیت بسیار میداد. او به همراه همسرش سو برامول، وندی چیزمن و نورمن فاستر گروه معماری Team 4 را در سال ۱۹۶۳ تشکیل داد که این چهار نفر در چهار سال همکاری مشترکشان آثار شاخصی را در انگلستان طراحی و اجرا کردند.

استفاده از سازه فلزی ابتدا در پل سازی و کشتی سازی رونق گرفت و بعد ها به ساختمان سازی ورود پیدا کرد. برای ساخت ساختمان ها با طرح هایی مثل جمجه، تخم مرغ و … استفاده از فلز به عنوان ماده مصرفی سازه فلزی به اواسط قرن ۱۸ میلادی با ساخت پل قوسی در انگلستان بر می گردد. همچنین هاش سنگین هم در مواردی که نیاز به مقاومت خمشی بیشتر وجود دارد، استفاده میشود. در طول زمان به حفظ و نگهداری نیاز دارند و قطعات اتصال به ویژه کابل کششی بایستی دائما بازرسی شوند. سازه به دلیل طراحی زیبایی بدون نیاز به تزئین زیبایی چشم نوازی دارد. به دلیل کم بودن کشش فشاری در این سازه ها قطعات تمایل به کمانش دارند. قطعات کوچکی در ساخت این سازه فلزی به کار برده شده است. از اسکار نیمایر ساختمانهای شاخص بسیاری در سراسر جهان به جا مانده است. کالاتراوا معمار، هنرمند و مهندس اسپانیایی از معماران معروف جهان است که ساختمانهای چشمگیر بسیاری طراحی کرده است. معماری بوتا از نظر استفاده از احجام و رنگها چشمگیر است. گهری به طراحی فرمهای چشمگیر و استفاده از مصالح جدید مشهور است. بر این اساس، تودهی ساختمانی اولیه با جعبههایی چوبی به ارتفاع ۲ تا ۵ طبقه دستهبندی و ترکیب شد.جابهجایی زیربنا و لغزش حجم در این روند کاهش مقیاس عمودی، سبب به وجود آمدن نماهای جدید رو به مناظر اطراف و چشماندازهای تازه به خود پروژه گردید.

گروپیوس بر کاهش استفاده از مصالح در معماری تاکید داشت و توجه به عملکرد ساختمان از اصول معماری او بود. رویکرد عملگرا و مینیمالیست گروپیوس در آموزش معماری تاثیر بسیاری بر روند معماری و طراحی صنعتی جهان گذاشت. در دما های بالا( بالاتر از ۶۰۰درجه سانتی گراد) سازه فلزی قابی مقاومت خود را از دست می دهد و دچار تغییر شکل می شود. سازه فلزی پوسته ای سازه ای نازک که از ورق های استوانه ای و کره ای به صورت به هم پیوسته تشکیل می شود. بیارکه اینگلس از جوانترین معماران معروف جهان است که طرحهای شرکت او به نام BIG در سراسر جهان شناختهشده هستند. نمونهای از چنین رویکردی در طراحی CopenHill در کپنهاگن دانمارک که علاوه بر کارکرد اصلی خود به عنوان فضای اسکی روی چمن استفاده میشود. طراحیهای شاخص BIG از مجتمعهای مسکونی تا ساختمانهای عمومی شهری را در بر میگیرد که سرشار از خلاقیت فرمی و عملکردی هستند.

در ادامه به توضیح اجزای سازه فلزی می پردازیم. انواع سازه فلزی قابی شامل سازه قابی با تیرهای افقی،سازه قابی با تیر های مورب، سوله و خرپا میشود. بتن نمایان سازهی اصلی، چوب برای تداعی جعبههای چوبی گیاهان و صفحات رنگ شده فیبر سیمانی بهعنوان زمینهی حجم، عمدهی مصالح نما و مشاعات ساختمان هستند اما شاید اصلی ترین مصالح نما را لایه سبزی از درختان تشکیل می دهند که در فصول مختلف و در طول سال چهره پویا و زنده ای به آن می بخشند و با سن پروژه رشد می کنند. پرهیز از قطع درختان در محدودهی سطح اشغال (۳۰% مساحت زمین درطول۶۰%) بهعنوان اولین عامل بارگذاری تودهی ساختمانی موردتوجه قرار گرفت. در این ساختمان ستونها ساختمان را از زمین بلند میکنند، بام مسطح است و باغ بر روی بام قرار دارد. فرانک گهری از معماران مهم سبک دیکانستراکشن است که جداسازی المانهای طراحی را به خوبی میتوان در ساختمانهای او دید. همانطور که دیدید معماران معروف جهان هر کدام مسیر خود را برای رسیدن به موفقیت داشتهاند. برای آشنایی هر چه بیشتر با معماران معروف جهان از آنتونی گائودی (Antoni Gaudí) تا بیارکه اینگلس (Bjarke Ingels) همراه ما باشید.

یکی از مقاطع فولادی مورد استفاده در سازه سایت senaghsh فلزی تیرآهن است. مجتمع مسکونی ۶۳ واحدی باغ زعفرانیه، با زیربنای کل ۳۵۰۰۰ مترمربع، در ۱۲ طبقه روی زمین و ۳ طبقه زیرزمین، در باغی به مساحت ۶۵۰۰ مترمربع در یکی از دامنههای شمالی تهران واقع شده است. بهاینترتیب کل زیربنا در قالب دو بلوک ساختمانی جدا از هم روی زمین سازماندهی شد که در قسمتهایی از زیرزمین به هم متصل هستند. هاش سبک ضخامت و در نتیجه وزن کمتری نسبت به هم سایز نوع سنگین خود دارد. سازه های معلق از مزایایی مثل هزینه کم، زمان کوتاه در اجرا و زیبایی برخوردارند اما به دلیل ساختار معلق طول عمر کمتری نسبت به سازه های بتنی دارند. سطوح بتنی سازه در بخشهایی از فضاهای عمومی و خصوصی حفظ شده است که از هزینه نما و نازک کاری داخلی کاسته است. این سازه در برابر نیرو های کششی که به اجزای سازه فلزی وارد می شود مقاوم است.در ساخت پل با دهانه بلند، پل های معلق، اسکلت سقف و عرشه پل از سازه فلزی معلق استفاده می شود. بسیاری از معماران صاحب سبک کار خود را با شاگردی معماران معروف زمان خود شروع کردهاند و در مرور زمان سبک خود را به دست آوردهاند.

بسته ارتباط عمودی، شامل پله و آسانسور، در فاصلهی بین احجام مسکونی قرار گرفته است، که این امر باعث استفاده از منظر و نورطبیعی مناسب برای آسانسورها، لابی طبقات و راهروهای ارتباطی می گردد. قرارگیری تودهی سبز در حفرهها و پیشآمدگیهای طبقات مختلف حجم و تأثیر متقابل منظر و حریم، برای اکثر واحدهای مسکونی، بهویژه برای طبقات بالایی، چشماندازهای مناسبی پدید میآورد. طرحهای بلندپروازانه کالاتراوا سرشار از خلاقیتهای سازهای و فرمی هستند و توانستهاند الهامبخش هنرمندان و مهندسان جوان بسیاری در طراحی فرم، سازه و الگوبرداری از طبیعت باشند. نام شرکت آنها به سازههای چشمگیری مانند ورزشگاه آشیانه پرنده پکن و ورزشگاه فوتبال آلیانز شهر مونیخ گره خورده است و پروژههای بلندپروازانه بسیاری در سراسر جهان از این دو معمار برجسته به سرانجام رسیده است. پیتر آیزنمن معمار معروف آمریکایی و نظریهپرداز و منتقد معماری است که به عنوان چهره شاخص سبک دیکانستراکشن در معماری شناخته میشود. لوکوربوزیه معمار معروف سوئیسی از پیشگامان معماری مدرن به حساب میآید. میس وندروهه به همراه لوکوربوزیه و گروپیوس از مطرحترین معماران سبک مدرن هستند که آثار شاخصی از خود به جای گذاشتهاند. میس وندروهه معمار آمریکایی آلمانیالاصل از پیشگامان سبک مدرن و بینالملل است. کازویو سجیما معمار ژاپنی دومین معمار زن است که توانسته پس از زاها حدید جایزه پریتزکر را از آن خود کند.