اجرای سازه‌های فلزی + مراحل صفر تا صد اسکلت فلزی
اجرای سازه های فلزی؛ همه آنچه باید درباره سازه فلزی و اجرای آن بدانید
سازه‌های فولادی برای دهه‌ها هسته اصلی تکامل معماری در دنیای مدرن بودند. قبل از اینکه بتن به ماده اصلی ساخت بناهای امروزی تبدیل شود، ساختمان‌ها تنها با اسکلت فولادی ساخته می‌شدند. سازه‌های معروفی مانند امپایر استیت، برج ویلیس و ایفل نمونه‌های درخشانی از ساختمان‌های فلزی هستند. اجرای سازه های فلزی همچنان در جهان و به‌ویژه ایران محبوبیت زیادی دارند.
ساخت اسکلت فولادی با رعایت یک‌سری مقررات و طبق مراحل مختلف انجام می‌شود. تیمی از مهندسان و متخصصان، وظیفه طراحی و نظارت بر ساخت استراکچر فلزی را بر عهده دارند. هدف نهایی این است که ساختمان در طول دوره بهره‌برداری بدون مشکل به بقای خود ادامه دهد و به ساکنان خدمت کند.
در این مقاله از وب‌سایت فولادبتن به طور کامل در مورد اجرای سازه فلزی صحبت می‌کنیم؛ به معرفی سازه فلزی می‌پردازیم، مزایای این نوع سازه را بررسی می‌کنیم و مراحل صفر تا صد اجرای سازه های فلزی ساختمانی را توضیح می‌دهیم.
سازه فلزی چیست؟
ساختمان‌های فولادی سازه‌هایی هستند که اسکلت آنها از فولاد ساخته می‌شوند. تیرها، ستون‌ها و بادبندهای فلزی اعضای باربر اصلی این سازه‌ها هستند که نیروهای ثقلی و جانبی (زلزله و باد) را تحمل می‌کنند. استفاده از فولاد در ساخت‌وساز را می‌توان به انقلاب صنعتی در قرن 18 ردیابی کرد.
پیشرفت‌های انجام شده در فناوری و دسترسی گسترده به فولاد را باید از عوامل اصلی محبوبیت این نوع سازه‌ها دانست. استحکام، دوام و انعطاف‌پذیری فولاد باعث شده است تا بتوان از آن برای احداث ساختمان‌های مسکونی و تجاری، پل‌ها، سوله‌ها و غیره استفاده کرد.
چرا اسکلت فلزی؟ مزایای استفاده از سازه فلزی چیست؟
از مزایای اجرای سازه های فلزی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
فولاد نسبت مقاومت به وزن بالایی دارد؛ این بدان معنی است که اجزای فولادی را می‌توان بسیار سبک طراحی کرد، بدون اینکه استحکام سازه به خطر بیفتد.
فولاد ماده‌ای قابل‌بازیافت و دوستدار محیط‌زیست است و می‌توان بعد از تخریب ساختمان آن را دوباره وارد صنعت ساختمان کرد و مورداستفاده قرار داد.
سازه‌های فولادی می‌توانند انرژی بیشتری را قبل از شکست نهایی جذب کنند. به همین دلیل، ساخت و نصب سازه فلزی در مناطق زلزله‌خیز ایدئال است.
ساخت استراکچر فلزی به‌صورت پیش ساخته انجام می‌شود. پس سرعت مونتاژ قطعات نسب به ساختمان‌های بتنی بیشتر است.
سازه‌های فولادی را می‌توان در ابعاد بزرگ‌تر (آسمان‌خراش و پل) گسترش داد. امکان ساخت اعضای بتنی در ارتفاع زیاد، سخت، پرهزینه و گاهی غیرقابل‌اجرا است.
امکان اجرای انواع سازه فلزی با طراحی‌های معماری خاص وجود دارد. قطعات فولادی را می‌توان به‌راحتی در کارخانه ساخت سازه های فلزی ایجاد کرد.
ساخت و نصب اسکلت فلزی می‌تواند ارزش ملک را بالا ببرد، زیرا ستون‌های فولادی ابعاد کمتری نسبت به ستون‌های بتنی دارند. به همین دلیل، متراژ فضا افزایش پیدا می‌کند.
مراحل ساخت سازه های فلزی
ساخت استراکچر فلزی شامل سه مرحله پیش از ساخت، ساخت و پس از ساخت است. هر مرحله باید با دقت و نظارت تیمی از متخصصان انجام شود. در ادامه به جزئیات هر مرحله می‌پردازیم:
پیش از ساخت
تعریف الزامات، اهداف و محدوده پروژه
انجام مطالعات امکان‌سنجی و عملی‌بودن پروژه
برآورد هزینه برای خرید زمین، مصالح ساختمانی، نیروی کار، تجهیزات و غیره
اقدام برای دریافت پروانه و مجوز ساخت از نهادهای قانونی
پرداخت هزینه‌های اداری از جمله هزینه پردازش مجوز و مالیات‌ها
انتخاب مهندس ناظر بعد از تایید دستور نقشه و سایر مدارک
تعیین پیمانکاران اصلی و فرعی برای اجرای سازه های فلزی
طراحی سازه‌های فلزی و تهیه دفترچه محاسبات ساختمان
ایجاد نقشه‌های معماری و سازه توسط دفتر مهندسی
تامین مصالح ساختمانی پایه مانند شن، ماسه، سیمان، آجر، سفال و غیره
تامین انواع آهن‌آلات ساختمانی مانند میلگرد، تیرآهن، ورق، مفتول و غیره
تامین مصالح لازم برای نماسازی و نازک‌کاری مانند سنگ، کاشی، سرامیک و غیره
مرحله ساخت
ازبین‌بردن هرگونه پوشش گیاهی، زباله و تخریب سازه قبلی (در صورت وجود)
تجهیز کارگاه از نظر اسکان پرسنل و تجهیزات و دسترسی به آب، برق و گاز
گودبرداری محل پروژه طبق وضعیت خاک منطقه و ملاحظات ژئوتکنیکی
ریختن بتن مگر بر بستر سخت و سپس پیاده‌سازی نقشه روی بتن مگر
احداث فونداسیون (آرماتوربندی و بتن‌ریزی) طبق نقشه‌های معماری و سازه
نصب اسکلت سازه فلزی (تیر و ستون) به‌صورت پیچ و مهره‌ای یا اتصالات جوشی
نصب بادبندها و مهاربندها برای تقویت سازه فلزی در مناطق زلزله‌خیز
اجرای سقف (عرشه فولادی، کامپوزیت، وافل و غیره) بر اساس نقشه‌های سازه
اجرای دیوار برشی و حائل در صورت نیاز و نصب دیوارچینی بیرونی و تیغه‌چینی
نصب تاسیسات برقی، لوله‌کشی، تهویه‌مطبوع و سایر خدمات رفاهی
انجام کلیه خدمات مربوط به سفت‌کاری و نازک‌کاری ساختمان
پس از ساخت
انجام بررسی‌های نهایی برای اطمینان از ساخت اصولی به منظوربهره برداری از ساختمان
برچیدن کارگاه شامل ساختار موقت، مصالح، تجهیزات و همچنین تسطیح و تمیزکردن پروژه
بازرسی پروژه توسط کارشناس فنی برای تایید اصولی بودن اجرای پروژه ساختمانی
صدور پایان کار ساختمانی و امکان فروش یا بهره‌برداری از آن توسط ساکنان
بررسی صفر تا صد نحوه اجرای سازه های فلزی
بعد از خرید زمین و انجام امور اداری و گرفتن مجوزهای مربوط به ساخت استراکچر فلزی، فرایند احداث پروژه آغاز می‌شود. تیمی متشکل از پیمانکار اسکلت، مهندس ناظر، نقشه‌بردار، مهندسان اجرایی، سرپرست کارگاه، کارگران و سایر نیروها مسئول اجرای سازه فلزی هستند.
تعداد اعضا بسته به وسعت پروژه متفاوت خواهند بود. در پروژه‌های بزرگ و پیچیده اغلب اعضای دیگری در قالب مدیر پروژه، مهندس برق، مهندس تاسیسات، کارشناس فنی و غیره نیز حضور دارند. کارفرما نیز صاحب پروژه محسوب می‌شود و کسی است که با پیمانکار جهت ساخت، قرارداد می‌بندد. همچنین تمامی نقشه‌های معماری و اجرایی آماده می‌شوند و تنها باید مراحل ساخت را شروع کرد.
در ادامه به طول کامل به نحوه اجرای سازه های فلزی می‌پردازیم:
تامین مصالح
بعد از دریافت مجوزهای لازم و قبل از تجهیز کارگاه، اطمینان از تامین مصالح مناسب ضروری است. اگر پروژه پیمانکاری باشد، مسئول تامین مصالح اغلب بر عهده پیمانکار خواهد بود. اگر هم کارفرما خود به‌تنهایی مسئولیت اجرا را بر عهده دارد، پس باید مصالح پروژه را تامین کند. در بسیاری از موارد، کارفرمایان مسئولیت صفر تا صد پروژه را به پیمانکار ساخت سازه فلزی می‌سپارند.
پیمانکار برحسب نیازهای پروژه به انواع مصالح ساختمانی در طول دوره اجرا نیاز دارد. مواد ساختمانی موردنظر شامل مصالح پایه، آهن‌آلات و مصالح مربوط به نماسازی و نازک‌کاری هستند. مصالح پایه و نماسازی در هر زمان قابل‌تهیه هستند؛ اما به دلیل پیچیده بودن عملیات برشکاری، مونتاژ و جوشکاری، آهن‌آلات مورداستفاده در اسکلت فلزی طبق نقشه‌های سازه در کارخانه ساخته و در محل مونتاژ می‌شوند.
همچنین پیمانکار باید تدابیر لازم برای حمل مصالح را در نظر بگیرد. این تدابیر شامل انتخاب تامین کننده معتبر، فاصله حمل، دسترسی سریع به مصالح، پیش‌بینی شرایط آب‌وهوایی و هزینه‌های جانبی مانند بارگیری و مسافت حمل هستند.
نکته بعدی، تخلیه مناسب در محل، بدون آسیب به مصالح، اشغال‌کردن خیابان و سایر موارد است که پیمانکار باید به‌دقت این مرحله را انجام دهد. ناگفته نماند، مصالح ساختمانی بسته به هر مرحله از اجرا وارد کارگاه می‌شود. پس تخمین زمان مناسب برای تامین مصالح برحسب مراحل ساخت، اهمیت زیادی در پیشرفت پروژه ساختمانی دارد.
تجهیز کارگاه
تجهیز کارگاه به معنای آماده‌سازی فضایی برای تدارک و استقرار افراد و تجهیزات در طول دوره اجرای اسکلت فلزی است. تجهیز به عواملی مانند موضوع پروژه، مدت‌زمان لازم جهت انجام پروژه، منابع لازم پروژه، تعداد پرسنل و کارکنان، مسیرهای دستیابی و شرایط جوی و موقعیت پروژه بستگی دارد.
هدف از تجهیز کارگاه، ایجاد فضایی برای امور پرسنل و کارگران و نگهداری تجهیزات و مصالح است. اگر پروژه پیمانکاری باشد، پیمانکار بر اساس ماده 28 شرایط عمومی پیمان موظف به تجهیز کارگاه است. لیست تجهیز کارگاه ساختمانی که پیمانکار باید در نظر بگیرد، عبارت‌اند از:
تامین و تجهیز محل سکونت پرسنل (مهندسان، کارمندان اداری و کارگران)
تامین لباس کار، کفش و کلاه حفاظتی و دیگر وسایل لازم برای کار کارگران
تامین دفاتر و مکان کار برای کارکنان اداری و مهندسان به‌صورت کانکس
تامین برقراری ایمنی کارگاه، بهداشت و محیط‌زیست (HSE) و حفاظت کار
تامین ساختار‌های پشتیبان، انبارهای سرپوشیده و آزمایشگاه پیمانکار و غیره
تامین امکانات رفاهی مانند آب آشامیدنی، سرویس بهداشتی و روشنایی
تامین شبکه آبر‌سانی، برق‌رسانی، مخابراتی، گازرسانی و سوخت‌رسانی
تامین مکانی برای استقرار ماشین‌آلات، دستگاه‌ها و مصالح ساختمانی
تامین امنیت فضای کارگاه با ایجاد علائم هشدار و وسایل ایمنی مناسب
تامین امنیت عابرین پیاده، خودروها، تاسیسات عمومی، بناها و درختان مجاور
گودبرداری
بعد از تجهیز کارگاه، نوبت گودبرداری است. این مرحله اهمیت زیادی دارد. زیرا رابطه مستقیمی بادوام بنا و امنیت کارگاه ساختمانی خواهد داشت؛ بنابراین بررسی شرایط خاک و ژئوتکنیک از سوی پیمانکار و نیروهای اجرایی مهم است.
داشتن اطلاعات مهندسی در مورد نوع خاک، ریزشی بودن یا نبودن خاک، عمق خاک دستی، وضعیت آب‌های زیر زمینی، عمق یخ‌بندان، شرایط ساختمان‌های مجاور، تاسیسات زیرزمینی، چاه‌های آب و فاضلاب و قنوات متروک ضروری هستند. بررسی همه این عوامل می‌توانند دیدگاه واضحی را به پیمانکار برای نحوه گودبرداری و عمق گود ارائه دهند.
شرایط خاک نشان می‌دهد که از چه نوع روشی برای مهاربندی ترانشه خاک استفاده خواهد شد. احداث سازه نگهبان ممکن است در این مرحله در دستور کار قرار گیرد. به هر روی، مهم است که هرگونه نشانه‌های ضعیف‌بودن خاک و امکان ریزش یا خالی‌شدن بستر مورد ارزیابی قرار گیرند.
این ارزیابی اغلب از طریق تست‌های آزمایشگاهی برای بررسی خاک محل اجرای سازه های فلزی صورت می‌گیرد. سپس ماشین‌آلات ساختمانی مانند کامیون، لودر، بیل مکانیکی، کمپرسی و غیره بسته به مساحت و عمق گود وارد عمل می‌شوند. درنهایت، گودبرداری تا رسیدن به بستر سخت انجام می‌شود.
بتن مگر
بعد از گودبرداری و اطمینان از رسیدن به بستر سخت، یک‌لایه 10 سانتی‌متری بتن مگر در محل ریخته می‌شود. این بتن در درجه اول برای صاف کردن سطح بستر انجام می‌شود. همچنین برای جلوگیری از تماس بتن اصلی (فونداسیون) با خاک انجام خواهد شد. این بتن حدود 100 تا 150 کیلوگرم بر متر مکعب سیمان دارد و معمولاً توسط دستگاه‌های بتونیر کوچک ساخته می‌شود.
کارگران، بتن را با ماله و با رعایت ضخامت آن روی بستر اعمال می‌کنند. سپس باید زمانی را برای عمل‌آوری بتن مگر در نظر بگیرند. عمل‌آوری بتن مگر با آب‌پاشی در ساعات مختلف، بسته به شرایط آب‌وهوای محل پروژه، انجام می‌شود. بعد از 24 ساعت می‌توان مرحله بعد عملیات اجرایی سازه فلزی را شروع کرد.
پیاده‌کردن نقشه
برای اینکه بتوان محل دقیق پی‌ها را مشخص کرد، باید روی بتن مگر برای پیاده‌سازی نقشه فونداسیون اقدام کرد. نقشه فونداسیون از قبل توسط طراحان تهیه شده و پیمانکار مسئول پیاده‌سازی آن است. اگر پروژه کوچک بود، پیاده‌سازی نقشه فونداسیون با متر و ریسمان انجام می‌شود. اگر پروژه بزرگ بود، نقشه‌بردار وارد عمل می‌شود تا محل دقیق پی‌ها را مشخص کند.
پیاده‌سازی نقشه بسته به ابعاد پروژه از چند ساعت تا یک روز زمان می‌برد. دقت بالا و استفاده از دانش مهندسی در این مرحله اهمیت زیادی دارد؛ زیرا اسکلت سازه و مرحله ستون‌گذاری بر اساس این نقشه انجام خواهد شد.
ساخت فونداسیون
فونداسیون ساختمان را باید مهم‌ترین مرحله در اجرای سازه های فلزی دانست. این مرحله، پایه و اساس ساختمان را تشکیل می‌دهد و رابطه مستقیمی با طول عمر و مقاومت بنا در برابر نیروهای ثقلی و جانبی دارد.
مهندس محاسبات ساختمان، مسئول طراحی فونداسیون است. او بسته به شرایط زمین و نوع پروژه، پی ساختمان را از نظر نوع (منفرد، نواری یا گسترده)، ابعاد (طول، عرض و ارتفاع)، مقاومت فشاری بتن، نوع و سایز میلگردها، فاصله شبکه آرماتوربندی و سایر موارد، طراحی سازه فلزی را انجام می‌دهد.
مراحل اجرای فونداسیون
پیمانکار به همراه مجریان پروژه برای اجرای فونداسیون طبق نقشه‌های اجرایی اقدام می‌کنند. ابتدا مرحله آرماتوربندی توسط کارگران انجام می‌شود. سپس میلگردهای طولی و عرضی بسته به آنچه در نقشه‌های اجرایی آمده‌اند، در محل قرار داده شده و با مفتول به هم متصل می‌شوند. حفظ فاصله بین میلگردهای طولی و عرضی اهمیت زیادی دارد. در مرحله بعد، میلگردهای ردیف بالا و پایین با استفاده از خرک از هم جدا خواهند شد.
محل دقیق ستون‌ها توسط پیمانکار یا نقشه‌بردار مشخص می‌شوند. حالا نوبت نصب بیس پلیت و بولت‌ها در محل است. بیس پلیت برای افزایش سطح تماس بین ستون و فونداسیون و توزیع نیروهای کششی، لنگر، خمشی، برشی و فشاری اجرا می‌شود.
بولت‌ها از یک سمت به میلگردهای ردیف پایین وصل می‌شود و از طرفی با پیچ به بیس پلیت متصل خواهند شد. همچنین قطر بولت‌ها و ابعاد بیس پلیت توسط مهندس محاسب عمران تعیین می‌شوند که در نقشه‌های اجرایی موجود هستند.
قالب‌بندی با استفاده قالب‌های چوبی، فلزی یا آجری اجرا می‌شوند تا فونداسیون برای بتن‌ریزی آماده شود. در این مرحله ضروری است که پوشش بتن بسته به نوع پروژه، شرایط آب‌وهوایی منطقه و ضوابط اجرایی رعایت شود. بتن‌ریزی در پروژه‌های کوچک در محل کارگاه توسط بتونیر انجام می‌شود، اما برای پروژه‌های بزرگ به تراک‌میکسر نیاز است. سپس مرحله عمل‌آوری بتن فونداسیون شروع می‌شود.
ساخت اسکلت
گاهی ممکن است در کارخانه، بیس پلیت به ستون جوش داده شود و قبل از بتن‌ریزی فونداسیون در محل نصب شود؛ اما در بیشتر موارد بیس پلیت جدا نصب می‌شود و بعد از بتن‌ریزی پی، ستون‌گذاری انجام خواهد شد.
ستون‌ها طبق نقشه‌های اجرایی به‌صورت تیرآهن IPE تک یا دوبل و با استفاده از جوش یا پیچ و مهره روی بیس پلیت طبق مقررات اجرای سازه های فلزی در محل نصب می‌شوند. در اغلب موارد، ساخت سازه های فلزی پیچ و مهره ای به دلیل انعطاف‌پذیری بیشتر سازه در برابر نیروهای جانبی به ساخت اسکلت فلزی جوشی ترجیح داده می‌شوند.
ستون یک طبقه از ساختمان با استفاده از تاور کرین و حضور نیروهای عملیاتی اجرا می‌شوند. سپس تیرها طبق نقشه‌های سازه از طریق اتصال جوشی یا پیچ و مهره‌ای، به ستون‌ها متصل خواهند شد. تیرها شامل تیرهای اصلی (شاه‌تیرها) و فرعی هستند. تیرهای اصلی، بار ناشی از سقف را به ستون‌ها منتقل می‌کنند و تیرهای فرعی بار سقف را به تیرهای اصلی منتقل خواهند کرد.
سپس مهاربندها یا بادبندها که وظیفه مقاومت در برابر نیروهای جانبی را بر عهده دارند، در قاب‌های تعیین شده در نقشه‌های اجرایی نصب می‌شوند. مهاربندی‌ها اغلب به‌صورت ناودانی تک یا دوبل هستند و با استفاده از پلیت و اتصال جوشی یا پیچ و مهره‌ای به محل اتصال تیر و ستون متصل خواهند شد.
ساخت راه‌پله
زمانی که اسکلت هر طبقه از ساختمان در طی مراحل اجرای سازه های فلزی انجام شد، راه‌پله نیز نصب می‌شود. راه‌پله سازه های فولادی با استفاده از تیرهای شمشیری در دو طرف راه‌پله و طبق نقشه‌های اجرایی در محل پروژه نصب می‌شوند.
تیرهای شمشیری به تیرهای اصلی متصل خواهند شد و بار خود را به این تیرها منتقل خواهند کرد. همچنین نحوه اتصال می‌تواند بر اساس ساخت سازه فلزی پیچ و مهره ای یا ساخت استراکچرهای فلزی جوشی متغیر باشد. انتخاب نوع اتصال به نظر مهندس محاسب عمران بستگی دارد. بعد از اتمام نصب تیر، ستون و راه‌پله طبقه اول، ساخت اسکلت طبقات بعدی نیز یک‌به‌یک انجام می‌شوند.
ساخت سقف
بعد از اتمام کل ساخت اسکلت فلزی، اکنون نوبت احداث سقف است. نوع سقف می‌تواند سقف مجوف، سقف کرومیت، سقف عرشه فولادی، سقف تیرچه و بلوک و سایر موارد باشد. همه انواع سقف سازه فلزی به بتن‌ریزی نیاز دارند.
ابتدا باید ساختار فلزی هر سقف را اجرا کرد. سپس تراک‌میکسر به محل پروژه می‌آید و بتن را مطابق با مقاومت فشاری و عیار سیمان در محل اجرا می‌کند. کارگران، سطح بتن را ویبره کرده و با ماله صاف می‌کنند. اکنون نوبت عمل‌آوری بتن سقف است که باید طبق ضوابط و استاندارهای ساختمانی انجام شود.
نکته: بتن‌ریزی سقف می‌تواند در زمانی که اسکلت هر طبقه به‌صورت جداگانه احداث شد نیز انجام شود. همه چیز به نظر پیمانکار و شرایط موجود بستگی دارد.
خدمات پیمانکاری و ساخت اسکلت فلزی با شرکت فولادبتن
اجرای سازه های فلزی به نظارت و کنترل بالایی نیاز دارند. مهم است که پیمانکار از رعایت ضوابط و استانداردها مطمئن شود و هر مرحله از ساخت اسکلت فلزی را مطابق با نقشه‌های اجرایی پیش ببرد. قدرت مدیریت کارگاه ساختمانی، توجه به برنامه زمانی احداث هر مرحله از پروژه، بودجه‌بندی اصولی و سایر مسائل فنی و ایمنی به احداث یک پروژه اصولی می‌انجامد.
شرکت «فولادبتن» با سال‌ها تجربه در تولید مصالح ساختمانی و پیمانکاری سازه های فلزی می‌تواند به کارفرمایان عزیز برای رسیدن به اهدافشان کمک شایانی کند. ما در فولادبتن از مرحله تامین مصالح گرفته تا طراحی و ساخت را به‌صورت صفر تا صد در اختیار شما قرار می‌دهیم. برای اطلاع از نحوه همکاری و کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان ما تماس بگیرید.
