تفاوت بین سازه فولادی و بتن مسلح چیست؟

  1. مواد
  2. استحکام – قدرت
  3. مقرون به صرفه بودن
  4. دسترسی
  5. مقاوم در برابر آتش

بحث های زیادی در مورد سازه فولادی در مقابل بتن مسلح وجود دارد و اینکه کدام ماده برای پروژه های ساختمانی انتخاب بهتری است. هر کدام مزایای خاص خود را دارند.

در حالی که بتن ممکن است از مصالح و سنگدانه های به راحتی در دسترس استفاده کند، سازه فولادی به دلیل استحکام کششی، جوش پذیری و چقرمگی بالا دارای مزیت است. معماران و طراحان ساختمان این عوامل را قبل از انتخاب متریال مناسب برای کار در نظر می گیرند.

فولاد و بتن در تعدادی از ویژگی ها مانند نوع مواد، رتبه بندی استحکام، مقرون به صرفه بودن، در دسترس بودن، مقاومت در برابر آتش و بسیاری موارد دیگر متفاوت هستند. همه اینها نه تنها بر طراحی، بلکه بر کیفیت و الزامات نگهداری هر پروژه تأثیر می گذارد. برای کسب اطلاعات بیشتر به ادامه مطلب مراجعه کنید.

مواد مورد استفاده در سازه فولادی

سازه فولادی را می توان به انواع مختلفی تقسیم کرد، فولاد کربنی ملایم یا فولاد کربنی بالا، بسته به ترکیب. فولاد ملایم به محصولاتی اطلاق می‌شود که برای اهداف ساختاری طراحی شده‌اند، اما آنها را می‌توان در اجزای خودرو، سیم‌ها، مواد نرده‌ها یا حتی مبلمان تزئینی نیز یافت.

از طرف دیگر فولاد پر کربن ممکن است حاوی بیش از 0.61 درصد کربن باشد. برخی از کاربردها عبارتند از پروفیل، قوطی ساختمانی، ناودانی ها، خرپا یا فولاد ابزار.

در مورد بتن مسلح، مواد اولیه ممکن است متفاوت باشد، اما به طور کلی حاوی ترکیبی از سنگدانه ها، خمیرها و سایر مواد پودر شده طبیعی است که با آب مخلوط شده اند.

تقویت از طریق میلگردهای فولادی که به مخلوط اضافه می شوند انجام می شود. این کار برای بهبود استحکام کششی و انعطاف پذیری بتن انجام می شود. تقویت میلگردهای فولادی همچنین میزان مصالح بتن مورد نیاز برای پایه یا ستون ساختمان را کاهش می دهد.

استحکام – قدرت در سازه فولادی

گروهی از میله های فولادی که با زنجیر محکم شده و در هنگام ساخت بالا می روند

سازه فولادی و بتن مسلح دارای رتبه بندی مقاومتی مشابهی هستند. مقادیر سازه فولادی می تواند از 400 تا 500 مگاپاسکال باشد. برای بتن مسلح، می تواند به مقاومت فشاری تا 415 مگاپاسکال برسد، اما به تنهایی ممکن است تا 70 مگاپاسکال محدود شود.

هر دو ماده پایداری را برای هر نوع ساختاری ارائه می دهند. ساختمان های بتنی می توانند محافظت عالی در برابر ضربه یا نیروهای فشاری در هنگام بلایای طبیعی مانند زلزله ایجاد کنند.

به طور مشابه، هنگامی که از سازه فولادی به عنوان چارچوب ساختمان استفاده می شود، همچنین مقاومت بالایی در برابر ضربه هایی که می تواند به ساختمان آسیب برساند، ارائه می دهد. همچنین از بالا آمدن باد محافظت می کند که می تواند باعث جدا شدن سقف ساختمان از ساختار سقف در هنگام بارهای سنگین باد شود.

مقرون به صرفه بودن در سازه فولادی

اگرچه فولاد یک ماده معمولی است، قبل از اینکه بتواند برای توزیع گسترده مناسب باشد، شامل فرآیندهای ساخت و ساخت پیچیده است.

فولاد ساختاری به طور طبیعی وجود ندارد – با استخراج سنگ آهن شروع می شود که به یک محلول مبتنی بر کربن ذوب می شود که فولاد را ایجاد می کند.

پس از حذف تمام ناخالصی‌های دیگر، محلول باید به شمش، راب یا بیلت ریخته شود تا بتوان آنها را به  ورق، تیرآهن، میلگرد یا پروفیل تبدیل کرد.

فرآیند بالا را با نحوه تولید بتن مقایسه کنید. مواد اولیه، سنگدانه هایی هستند که از سنگ ها و کانی های مختلف تجزیه شده اند. پس از فرآوری و الک کردن این سنگدانه ها از طریق دستگاه سنگ شکن، مواد با افزودنی های دیگر مخلوط می شوند. ترکیب آن با آب می تواند آن را برای استفاده آماده کند.

با در نظر گرفتن همه این موارد، بتن مسلح ممکن است ماده مقرون به صرفه تری برای کاربردهای در مقیاس کوچک باشد که واقعاً تحت تأثیر نیروهای بسیار آسیب رسان نیستند. استفاده از سازه فولادی ممکن است گران باشد، اما می تواند نیاز به تعمیر و نگهداری را به حداقل برساند – بتن مسلح ممکن است در نهایت در طول زمان به دلیل سایش و پارگی طبیعی شکننده شود.

دسترسی

ذخیره سازی مواد آهن و فولاد | سازه فولادی

اجزای مورد نیاز برای ساخت سازه فولادی به راحتی در دسترس هستند. همانطور که قبلا ذکر شد، سنگدانه های طبیعی و میلگردهای فولادی ترکیب اصلی آن هستند. میلگردهای فولادی مقرون به صرفه هستند و می توان آنها را بدون از دست دادن بیش از حد خواص اصلی خود به طور نامحدود بازیافت کرد.

با توجه به اینکه فولاد ساختاری ممکن است شامل روش پیچیده تری برای ساخت باشد، آنها معمولاً در صنایع مختلف استفاده می شوند. در واقع، تولید جهانی فولاد خام حتی از 1800 میلیون تن در سال 2019 عبور کرد.

به همین ترتیب، اعضای فولادی سازه‌ای قدیمی نیز ممکن است دوباره آسیاب شوند، زیرا قابلیت بازیافت دارند. برخی از اجزای سازه‌ای فولادی که امروزه در ساختمان‌های مدرن مشاهده می‌کنید، می‌توانند تا ۲۵ درصد مواد فولادی بازیافتی داشته باشند.

مقاوم در برابر آتش

سازه فولادی و بتن مسلح هر دو در برابر آتش مقاوم هستند و هر سازه ای را که از این مواد ساخته شده است پایدار می کند. با این حال، تحت دماهای بالا، خواص هر دو ماده ممکن است تأثیر منفی بگذارد.

به عنوان مثال، قرار دادن یک تیر فولادی در معرض تغییرات شدید حرارتی می تواند باعث ایجاد تنش های داخلی شود که می تواند باعث ایجاد ترک بر روی مواد شود. این همچنین ممکن است بر استحکام کششی و سختی آن تأثیر بگذارد و علیرغم غیر قابل احتراق بودن، حساسیت های بیشتری را تحت گرما ایجاد کند.

در همین حال، بتن مسلح معمولاً به تنهایی نصب نمی شود. مواد اطراف مانند پلاستیک یا چوب حتی ممکن است در مواقع اضطراری باعث گسترش بسیار سریعتر آتش شوند.

با وجود این، فولاد ساختاری به دلیل عدم احتراق و درجه مقاومت بالا در برابر آتش، همچنان انتخاب بهتری است. این مواد می توانند به محدود کردن گسترش آتش در یک مکان کمک کنند و ساکنان ساختمان را از آسیب دور نگه دارند.

خلاصه

بین سازه فولادی در مقابل بتن مسلح، سازه فولادی استحکام بالاتر، مقاومت در برابر آتش و قابلیت بازیافت عالی را ارائه می دهد. از سوی دیگر، بتن مسلح از مصالح بسیار مقرون به صرفه تری استفاده می کند. آنها همچنین یک گزینه مقرون به صرفه برای پروژه های کوچک مانند فضاهای مسکونی، انبارها، یا هر سازه بدون استخوان هستند.

قبل از اینکه بتوانید مناسب ترین ماده را انتخاب کنید، درک همه این تفاوت ها مهم است. در نهایت، این بستگی به نوع طراحی ساختمانی دارد که در نظر دارید. همچنین ترکیب سازه فولادی و بتن مسلح در یک محیط ساختمانی غیر معمول نیست.