سازه فولادی چیست؟

طراحی سازه های فولادی یکی از فعالیت‌های مهم حوزه مهندسی عمران و سازه است. طی این فعالیت، مشخصات اعضای سازه به منظور عملکرد مناسب در شرایط مورد نظر تعیین می‌شوند. به دلیل اهمیت بالای مبحث طراحی سازه‌ها، استانداردهای بین‌المللی و ملی متعددی برای اجرای صحیح روند طراحی ارائه شده‌اند.

سازه فولادی چیست؟

«سازه فولادی» (Steel Structure)، یکی از انواع سازه‌های فلزی است که توسط اجزایی از جنس فولاد سازه‌ای ساخته می‌شود. سازه‌های فولادی به منظور تحمل بارهای زیاد و فراهم کردن صلبیت کامل مورد استفاده قرار می‌گیرند. امکان اجرای سازه‌های فولادی با سیستم‌های سازه‌ای مختلف وجود دارد. با این وجود، سیستم تیر و ستون یا سیستم قابی (اسکلت فولادی)، متداول‌ترین سیستم مورد استفاده برای طراحی و اجرای سازه های فولادی محسوب می‌شود.

سازه های فولادی از چه اعضایی تشکیل می‌شوند؟

اغلب سازه‌های فولادی از اتصال تیر و ستون تشکیل می‌شوند. به ترکیب تیر و ستون فولادی، قاب یا اسکلت فولادی می‌گویند. البته اتصال این دو جز اصلی، توسط اتصالات مخصوص سازه‌های فولادی نظیر پیچ، جوش یا پرچ انجام می‌گیرد. بخش قابل توجهی از عملکرد سازه‌های فولادی به نوع اتصال، نحوه اتصال و کیفیت اتصال بستگی دارد. طراحی سازه‌های فولادی، با توجه به نوع بارهای وارده بر تیر، ستون و اتصالات صورت می‌گیرد.

انواع اعضای سازه های فولادی بر اساس بار وارده کدام هستند؟

اعضای سازه‌های فولادی بر اساس نوع بار مورد انتظار به انواع اعضای کششی، فشاری، خمشی و ترکیبی تقسیم می‌شوند:

• اعضای کششی

المان‌های مورد استفاده برای تحمل و انتقال بارهای محوری کششی (در راستای افزایش طول) هستند. کابل، میلگرد، پروفیل، مهاربند و خرپا، به عنوان اعضای کششی سازه‌های فولادی در نظر گرفته می‌شوند.

• اعضای فشاری

المان‌ها مورد استفاده برای تحمل و انتقال بارهای محوری فشاری (در راستای کاهش طول) هستند. ستون، پست و یال فوقانی خرپا، از اعضای فشاری سازه‌های فولادی به شمار می‌روند.

• اعضای خمشی

المان‌های مورد استفاده برای تحمل بارهای اعمال شده بر راستای محور طولی خود و انتقال این بارها به اسکلت سازه هستند. تیر، شاه‌تیر و تیرچه، از مثال‌های متداول اعضای خمشی سازه‌های فولادی محسوب می‌شوند.

• اعضای ترکیبی

برخی از اعضای سازه‌های فولادی، در معرض چندین نوع بار (ترکیبی از بارهای کششی، فشاری، خمشی و غیره) قرار می‌گیرند.

طراحی سازه های فولادی

طراحی سازه های فولادی، اقداماتی هستند که به منظور محاسبه بارهای مورد انتظار و تعیین ابعاد مناسب اعضای مختلف سازه برای تحمل این بارها صورت می‌گیرند. فولاد ساختمانی یا «فولاد ساز‌ه‌ای» (Structural Steel)، یکی از پرکاربردترین مصالح مورد استفاده برای ساخت سازه‌هایی نظیر مدارس، ساختمان‌های مسکونی، پل‌ها، مراکز تجاری، برج‌ها، انبارها، هواپیماها، کشتی‌ها و استادیوم‌ها است. سازه‌های ساخته شده توسط این ماده، با عنوان سازه‌های فولادی شناخته می‌شوند.

در هر یک از انواع سازه‌های فولادی، شرایط بارگذاری مورد انتظار متفاوت است. به عنوان مثال، هواپیماها، اغلب در معرض بارهای دینامیک ناشی از برخورد بدنه آن‌ها به باد قرار می‌گیرند. در صورتی که ساختمان‌ها، معمولا در معرض بارهای استاتیک ناشی از وزن خود و لوازم داخلی هستند. طراحی هر یک از این سازه‌ها، بر اساس استانداردهای مختص به خود انجام می‌شود.