فلزات عموماً سخت و براق، چکش‌خوار و گداخت‌پذیر و دارای رسانایی الکتریکی و حرارتی هستند و همین‌طور به دلیل دوام و استحکام بالا در سازه‌های مختلف مانند لوله‌ها، برخی ظروف آشپزی، مصالح ساختمانی، جواهرات و … استفاده می‌شوند.
فلزاتی مانند آهن و فولاد جزء اصلی ساختمان‌ها هستند. در اواخر دهه 1700، مردم شروع به ساخت ساختمان‌هایی با اسکلت فلزی کردند. سازه‌های فولادی با جوش، پرچ یا پیچ‌ومهره به یکدیگر متصل می‌شوند. به دلیل استحکام بالای فولاد، این سازه‌ها بسیار قابل‌اعتماد هستند و نسبت به سایر سازه‌ها به مواد کمتری نیاز دارند.
سازه فلزی سبک برای ساختمان
پرمصرف ترین فلز در ساختمان‌ها فولاد می‌باشد. فولاد سبک یکی از مصالح جدید است که در ساختمان هایی با تعداد طبقات محدود (مثلاً 5 طبقه) مورداستفاده قرار می‌گیرد. این سازه در کارخانه تولید شده و در محل موردنظر توسط پیچ نصب می‌شود.
مزایای سازه فولادی سبک
این نوع سازه که تأیید شده و بسیار محبوب است، دارای مزایای بسیاری نسبت به فولاد معمولی و بتن می‌باشد:
- سبک بودن
- منعطف بودن
- تنوع در استفاده از نماها
- عایق صوتی
- نصب راحت
- مقاوم در برابر حریق و آتش سوزی
- دوام بیشتر
انواع سازه‌های فلزی
ما در این قسمت به معرفی انواع سازه‌های فلزی ساختمان‌ها می‌پردازیم:
سازه فلزی قاب‌بندی شده
این نوع سازه همان‌طور که از نامش پیداست مانند یک قاب از ترکیب تیر و ستون است و فقط شامل اسکلت اصلی ساختمان می‌شود؛ یعنی دیوار و سقف (به جز موارد خاص) را در بر نمی‌گیرد. مزیتی که این سازه نسبت به بتن دارد این است که این نوع قاب از استحکام بیشتری برخوردار می‌باشد. این سازه دسته‌بندی‌هایی دارد:
1: سیستم‌های قاب سخت (سفت)
2: سازه قاب سخت با انتهای ثابت
3: ساختار قاب سفت و سخت با انتهای پین
4: قاب‌های سازه‌ای مهاربندی شده با انواع مهاربندی
5: سازه فولادی قاب شیروانی
* در قاب‌های مهاربندی شده، تیرها و ستون به‌صورت عمود قرار می‌گیرند.
* مهاربند یا بادبند برای کاهش تأثیر باد و زلزله بر ساختمان استفاده می‌شود. مهاربندها توانایی انتقال انرژی زلزله به زمین را دارند و می‌توانند از آسیب‌های ناشی از زلزله و باد جلوگیری کنند.
سازه فولادی پوسته‌ای
این نوع سازه از ورقه‌های نازک تشکیل شده و اشکال هندسی گوناگونی دارد. می‌توان در ساخت تونل‌ها، کلاه ایمنی و قایق هم از آن استفاده کرد. سازه پوسته‌ای برای ساختمان سیلو و مخازن کارخانه‌ها و همین‌طور سقف‌های گنبدی شکل استفاده می‌شود.
سازه های فلزی خاص – پوسته‌ای
این سازه انواع فراوانی دارد که معروف‌ترین و پرمصرف‌ترین آنها عبارت‌اند از:
- بشقاب‌های (صفحات منحنی و گرد) چین‌دار یا چندلایه
- بشکه‌ها
- سطوح تاب‌خورده
- گنبدها
سازه فولادی معلق
در پل‌های معلق و برخی از سقف‌ها از این نوع سازه استفاده می‌شود. ساده‌ترین شکل سازه فولادی معلق توسط کابل‌هایی به تکیه‌گاه بسته می‌شود که این کابل‌ها می‌توانند تا حدودی از حرکات و لرزش‌های سازه جلوگیری کنند.
سازه فولادی خرپایی
خرپا امروزه بسیار مورد توجه است. یک سازه فلزی که به شکل مثلث است و اجزای آن با اتصالات به هم متصل شده‌اند. طراحی خرپا به‌گونه‌ای است که وزن کمتری روی اسکلت ساختمان قرار می‌گیرد و در نتیجه فشار وارد بر ساختمان کمتر می‌شود. انواع گوناگونی هم دارد که باتوجه به موارد استفاده می‌توان آن را تهیه نمود. انواع آن بر اساس ساختار عبارت‌اند از:
- خرپای K که بخاطر پیچیدگی هایش از مواد زیادی برای ساخت آن استفاده می‌شود.
- خرپای گامبرل که دو شیب در دو طرف دارد. این خرپا به خرپای شیروانی هم معروف است و معمولاً برای سقف از آن استفاده می‌کنند.
- خرپای فینک نیز بیشتر در سقف ها به کار می رود.
- پرات: این خرپا به علت مقاومت و استحکام خوبی که در برابر فشار دارد بیشتر در پل‌ها مورداستفاده قرار می‌گیرد.
- هاو مناسب برای سقف‌ها است.
- وارن به شکل متساوی‌الاضلاع می‌باشد.
- بالتیمور: پل‌هایی با دهانه‌های بزرگ هستند.
- پارکر نیز معمولاً در پل‌ها استفاده می‌شود.
- قوسی، برای سقف‌هایی که قوس دارند مورداستفاده قرار می‌گیرد.
- خرپای ذوزنقه‌ای
هزینه سازه‌های فلزی
باتوجه‌به اینکه این سازه‌ها از فلز (معمولاً فولاد) ساخته می‌شوند، تغییرات قیمت آنها نیز بر اساس تغییر قیمت فلزات می‌باشد. باید توجه داشت که در ساخت سازه‌ها از اتصالات نیز استفاده می‌شود که باتوجه‌به وزن و کیفیت آنها، قیمت سازه‌های فلزی نیز افزایش یا کاهش می‌یابد.