مقایسه ساختمان های بتنی و فولادی

 آیا فولاد از بتن قویتر است؟ پاسخ کوتاه این است خیر.
اگر از فلز و بتن در ساخت سازه ها استفاده نمی شد ، جهان چگونه به نظر می رسید؟ ساختمانهای بلند مرتبه ای که همه جا می بینید وجود نخواهد داشت. با این حال ، بین دو مصالح ساختمانی ، کدام یک بهتر است؟دو مورد از متداول ترین مصالح ساختمانی در ایران بتن و steel است. کدام یک را باید انتخاب کنید؟

مقایسه سازه بتنی با فولادی

سازه فولادی

steel آلیاژی است که عمدتا از آهن و کربن تشکیل شده است. عناصر دیگر نیز برای بدست آوردن خواص دیگر در آلیاژ مخلوط می شوند. یک نمونه افزودن کروم و نیکل برای ایجاد فولاد ضد زنگ است. افزایش کربن در فولاد اثر مورد نظر در افزایش مقاومت کششی مواد را دارد. افزایش میزان کربن باعث شکنندگی فولاد می شود که برای سازه نامطلوب است.

مزایای سازه فولادی

1.  steel دارای نسبت مقاومت / وزن بالایی است: بنابراین ، وزن مرده این نوع سازه نسبتاً کم است. این خاصیت باعث می شود که فولاد به عنوان یک ماده ساختاری بسیار جذاب برای ساختمانهای بلند مرتبه ، پلهای با طول زیاد ، سازه های واقع در زمین با باربر خاک کم و در مناطقی با فعالیت لرزه ای بالا باشد.
2. شکل پذیری: فولاد می تواند قبل از خرابی دچار تغییر شکل پلاستیک بزرگ شود ، بنابراین قدرت ذخیره زیادی را ایجاد می کند.
3. خواص مواد قابل پیش بینی: خصوصیات steel را می توان با اطمینان از درجه بالایی پیش بینی کرد. در واقع فولاد رفتار الاستیک را تا سطح تنش نسبتاً بالا و معمولاً کاملاً مشخص نشان می دهد. در مقایسه با بتن مسلح ، خصوصیات فولاد با گذشت زمان تغییر چشمگیری نمی کنند.
4. سرعت نعوظ اعضای فولادی: به سادگی در سازه نصب می شوند و باعث می شوند که زمان ساخت بسیار کوتاه باشد. این امر به طور معمول منجر به بازده اقتصادی سریعتر در مناطقی مانند هزینه های کارگری می شود.
5. سهولت تعمیر به طور کلی سازه های فولادی به سرعت و به راحتی قابل تعمیر هستند.
6.  سازگاری پیش ساخته:فولاد برای پیش ساخته و تولید انبوه بسیار مناسب است.

معایب

1. هزینه عمومی steel بسیار پر مصرف است و به طور طبیعی گرانتر از آن تولید می شود. ساخت سازه های فلزی ممکن است هزینه بیشتری نسبت به انواع دیگر سازه ها داشته باشد.
2.  ضد حریق استحکام فولاد به طور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد که در دمای معمول در آتش سوزی ساختمان گرم شود. steel نیز گرما را از یک قسمت سوخته در ساختمان کاملاً سریع هدایت و منتقل می کند. در نتیجه ، قابهای فولادی در ساختمانها باید از ضد آتش مناسب باشند.
3.  نگهداری: فولاد در معرض محیط می تواند به مواد آسیب برساند و حتی ساختار را از طریق خوردگی آلوده کند. سازه های فلزی در معرض هوا و آب ، مانند پل ها و برج ها ، به طور منظم رنگ آمیزی می شوند. استفاده از فولادهای ضد آب و خوردگی ممکن است این مشکل را برطرف کند.
4.  حساسیت به کمانش به دلیل نسبت مقاومت / وزن زیاد ، اعضای فشرده سازی فولاد باریک تر و در نتیجه بیشتر از اعضای فشرده سازی بتن مسلح حساس به کمانش هستند. در نتیجه ، برای بهبود مقاومت در برابر کمانش اعضای فشرده سازی باریک فولاد ، به ملاحظات طراحی بیشتری نیاز است.

بتن آرمه

بتن مخلوطی از آب ، سیمان و سنگدانه ها است. نسبت سه مولفه اصلی برای ایجاد ترکیبی از مقاومت فشاری مورد نظر مهم است. وقتی میله های فولادی تقویت کننده به بتن اضافه می شوند ، این دو ماده با بتن کار می کنند تا مقاومت فشاری و steel مقاومت کششی را فراهم کنند.

بتن چقدر استحکام دارد؟

میزان استحکام بتن به مقدار سیمان مصرفی بستگی دارد . مقاومت با محتوای (میزان) سیمان افزایش یافته و با محتوای هوا و آب کاهش می یابد.

سه نوع بتن وجود دارد

• concrete معمولی
• concrete استاندارد
• concrete با مقاومت بالا

مقاومت concrete به گروه بتن بستگی دارد.

مزایای

1.  مقاومت فشاری بتن مسلح در مقایسه با سایر مصالح ساختمانی مقاومت فشاری بالایی دارد.
2.  مقاومت کششی با توجه به آرماتور ارائه شده ، بتن مسلح همچنین می تواند مقدار زیادی تنش کششی را تحمل کند.
3.  مقاوم در برابر آتش. بتن توانایی خوبی در محافظت از میله های فولادی تقویت کننده در برابر آتش برای مدت طولانی دارد. این زمان برای میله های تقویت کننده تا زمان خاموش شدن آتش خریداری می شود.
4.  منابع محلی. اکثر مصالح مورد نیاز برای تولید بتن به راحتی از طریق محلی تهیه می شوند که این امر باعث می شود بتن یک انتخاب محبوب و مقرون به صرفه باشد.
5.  ماندگاری سیستم ساختمانی با بتن آرمه از دوام بیشتری نسبت به سایر سیستم های ساختمانی برخوردار است.
6.  قالب پذیری بتن آرمه ، به عنوان یک ماده مایع در آغاز ، می تواند از نظر اقتصادی در یک طیف تقریباً نامحدود از اشکال قالب ریزی شود.

معایب

1.  ذخیره سازی طولانی مدت هنگامی که سیمان با آب واکنش می دهد و مخلوط سخت می شود ، نمی توان بتن را یک بار مخلوط کرد. مواد اصلی آن باید جداگانه نگهداری شود.
2.  زمان بهبودی. بتن سی روز دوره پخت دارد. این فاکتور در برنامه ساخت ساختمان بسیار تأثیرگذار است. این باعث می شود سرعت نصب بتن ریخته گری کندتر از فولاد باشد ، با این وجود می توان با استفاده از بتن پیش ساخته این کار را بسیار بهبود بخشید.
3.  هزینه فرمها هزینه فرم های مورد استفاده برای ریخته گری RC نسبتاً بیشتر است.
4.  سطح مقطع بزرگتر برای یک ساختمان چند طبقه ، مقطع ستون بتن آرمه (RCC) بزرگتر از مقطع فولادی است زیرا مقاومت فشاری در مورد RCC کمتر است.
5.  جمع شدگی جمع شدگی باعث ایجاد ترک و از بین رفتن قدرت می شود.

تفاوت اصلی بین فولاد و بتن و جوانب مثبت و منفی آنها:

نکته اول این است که ساختمانهای فلزی از قبل ساخته شده خارج از محل ساخته می شوند و سپس برای مونتاژ آسان به محل تحویل داده می شوند. در حالی که سازه های بتنی معمولاً در محل شکل می گیرند – بتن در قالب ریخته می شود – که به فرم شناخته می شود – و خشک می شود. سپس فرم ها با آشکار سازی ساختار بتن برداشته می شوند.

استفاده از فرم ها برای قالب ریزی بتن به این معنی است که ساختار بتنی شما تقریباً هر شکلی را که بتوان تصور کرد به خود می گیرد. قالب را به شکل دلخواه درست کنید ، بتن را بریزید ، بگذارید چند روز خشک شود وساختار مورد نظر را داشته باشید

زمان ساخت و ساز

هنگامی که سرعت ساخت در نظر گرفته شود سازه های فولادی ترجیح داده می شوند. با زمان ساخت و ساز کوتاه تر می توان ساختمان را زودتر اشغال کرد و هزینه های نیروی کار کاهش می یابد.

در مقایسه، ساخت سازه های بتنی بیشتر طول می کشد. با این حال، با پیشرفت در فناوری ساختمان مانند عناصر بتنی از پیش ساخته شده، فاصله زمانی ساخت بین بتن و فولاد در حال بسته شدن است.

استحکام – قدرت

بنابراین، با در نظر گرفتن این موضوع، آیا فولاد قوی‌تر از بتن است؟ به طور طبیعی، دوام یکی از اولین سوالاتی است که برای هر مصالح ساختمانی مطرح می شود. در نهایت steel پیروز می شود، اما بتن از این نظر ضعیف نیست. سازه های بتنی به راحتی در برابر آسیب آتش سوزی، آسیب باد و آفات مقاوم هستند. این باعث می شود که آنها به راحتی جذاب تر از چوب یا سنگ باشند. با این حال، از آنجایی که بتن در جای خود ریخته‌گری می‌شود، در برابر زلزله آسیب‌پذیر است، زیرا ممکن است خرد شود یا ترک بخورد.

در مقایسه، فلز همچنین در برابر آفات و عناصر مقاوم است، اگرچه ممکن است با گرمای شدید مشکل داشته باشد. این عامل زلزله است که بسیاری از مردم را وادار می کند که به آن روی بیاورند. ذاتاً steel انعطاف پذیر است که جذب انرژی را برای قاب آسان تر می کند. اعضای فلزی همچنین دارای قابلیت چرخش اندکی در محل اتصال هستند که جدا شدن آن را در صورت وقوع زلزله دشوارتر می کند. با این اوصاف، همه مناطق جهان خطر زلزله شدیدی ندارند، که ممکن است به دلایل دیگری که به آن خواهیم پرداخت، بتن را ترجیح داد.

هزینه

در دسترس بودن و فراوانی چیزهایی که بتن را تشکیل می‌دهند به آن کمک می‌کند تا به یک مصالح ساختمانی نسبتاً ارزان تبدیل شود. شن، ماسه، سیمان و آب در اکثر نقاط جهان به راحتی در دسترس هستند. بتن را می توان با استحکام لازم با صرفه جویی تولید کرد. بتن همچنین می تواند با ترکیب برخی از مواد زائد ساخته شود که هزینه های کلی تولید را کاهش می دهد.

هنگام ساخت اسکلت فلزی، نیروهای وارد بر پی ساختمان می تواند تا 50 درصد کمتر از سازه مشابه ساخته شده از بتن باشد. این به معنای پایه ای است که ساخت آن هزینه کمتری دارد. یکی دیگر از ملاحظات هزینه ای که باید انجام داد این است که وقتی فولاد به درستی نصب و نگهداری شود، می تواند سال ها دوام بیاورد و سرمایه گذاری اولیه در دراز مدت ارزش آن را داشته باشد.

از چه موادی بیشتر در مهندسی سازه استفاده می شود؟

مهندسی سازه به دانش مواد و خصوصیات متناظر آنها بستگی دارد تا رفتار متفاوتی از مواد مختلف را هنگام استفاده در سازه پیش بینی کنیم. به طور کلی ، سه نوع مصالح ساختمانی که بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از فولاد ، بتن و چوب / الوار .قبل از مهندسی مدرن و توانایی دستکاری بتن و فولاد ، دنیای معماری از خانه های چوبی ، خشتی ، کاهگل و غار تشکیل شده بود. 

بتن در مقابل فولاد: کدام یک برای ساخت و ساز بهتر است؟

امروزه از فولاد و بتن برای ساخت اکثریت قریب به اتفاق ساختمان ها و پروژه های ساختمانی ما استفاده می شود. تکنولوژی و روش‌های ساخت با هر دو متریال به طور مداوم در حال بهبود هستند و به ما انعطاف‌پذیری و آزادی بیشتری در طراحی و همچنین کاهش هزینه‌ها به طور کلی می‌دهند.

در طول قرن‌ها و پروژه‌های بی‌شماری ساختمانی، آموخته‌ایم که برخی از کارها با بتن بهتر انجام می‌شوند و برخی با فولاد بهتر انجام می‌شوند. تاریخ معلم ما است و ما را از اشتباهات پرهزینه چه از نظر مالی و چه در زندگی انسانی نجات می دهد. بتن و فولاد، اگر چه زمانی که به درستی نصب شوند ایمن و قابل اعتماد هستند، در صورت عدم رعایت قوانین می توانند به طرز شگفت انگیزی شکست بخورند.