سازه های فولادی به دلیل استحکام بالا، دوام، نصب سریع و طراحی انعطاف پذیر، به طور گسترده در ساخت و سازهای صنعتی، تجاری و زیرساختی مدرن استفاده می شود.

با توجه به فرم سازه، اندازه اعضا، مصرف فولاد، الزامات بارگذاری و شرایط کاربرد، ساختمان های فولادی معمولاً به عنوان سازه های فولادی سبک یا سازه های فولادی سنگین توصیف می شوند..

با این حال، هیچ استاندارد جهانی واحدی وجود ندارد که مرز بین سازه های فولادی سبک و سنگین را مشخص کند. در عمل مهندسی، طبقه بندی معمولا بر اساس عواملی مانند مصرف فولاد در هر متر مربع، ضخامت صفحه، بارهای ساختاری، ظرفیت جرثقیل، دهانه ساختمان و الزامات پروژه است.

سازه فولادی سبک چیست؟

سازه فولادی سبک یک سیستم ساختمانی فولادی است که از اعضای سازه ای نسبتا سبک استفاده می کند و در عین حال استحکام و پایداری کافی را حفظ می کند.

سیستم های سازه فولاد سبک متداول عبارتند از:

1. سازه های فولادی سبک جوش داده شده

این سازه ها از مقاطع فولادی جوش داده شده یا با فرکانس بالا به عنوان اعضای باربر اولیه استفاده می کنند.

آنها معمولاً برای کارگاه های صنعتی، انبارها و ساختمان های فولادی پیش ساخته استفاده می شوند.

2. سازه های فولادی لوله ای

از لوله های فولادی گرد، مقاطع توخالی مربعی و مقاطع توخالی مستطیلی می توان برای تشکیل قاب های ساختاری سبک وزن استفاده کرد.

این سیستم ها عملکرد ساختاری خوبی را ارائه می دهند و در عین حال وزن نسبتاً پایینی را حفظ می کنند.

3. سازه های فولادی جدار نازک با شکل سرد

مقاطع فولادی با شکل سرد مانند مقاطع C و مقاطع Z به طور گسترده برای سیستم های قاب بندی ثانویه استفاده می شوند، از جمله:

• برلین

• حلقه های دیوار

• قاب بندی سقف

• ساختمان های فولادی سبک

4. سازه های فولادی سبک نورد گرم

برخی از مقاطع فولادی نورد گرم نیز می توانند در ساختمان های فولادی سبک که بارهای سازه ای نسبتاً متوسط ​​هستند مورد استفاده قرار گیرند.

سازه فولادی سنگین چیست؟

هیچ تعریف کاملا یکپارچه ای از سازه فولادی سنگین وجود ندارد. در عمل مهندسی، معمولاً از چندین شاخص برای کمک به تعیین اینکه آیا یک ساختمان فولادی را می توان یک سازه فولادی سنگین در نظر گرفت، استفاده می شود.

1. مصرف بالاتر فولاد

هنگامی که مصرف فولاد یک ساختمان تقریباً به 50 کیلوگرم بر متر مربع می رسد. یا بیشتر ، ممکن است به طور کلی یک سیستم سازه فولادی سنگین تری در نظر گرفته شود.

ساختمان‌های صنعتی سنگین معمولاً به فولاد ساختاری بیشتری نیاز دارند زیرا نیاز به تحمل بارهای بیشتر، دهانه‌های بزرگ‌تر یا تجهیزات سنگین دارند.

2. اعضای ساختاری اصلی ضخیم تر

اگر صفحات فولادی مورد استفاده برای اعضای سازه اولیه تقریباً 10 میلی متر یا بیشتر ضخامت داشته باشند ، پروژه به احتمال زیاد در دسته سازه های فولادی سنگین قرار می گیرد.

ساختمان های فولادی سنگین معمولاً از صفحات فولادی ضخیم تر برای موارد زیر استفاده می کنند:

• ستون های فولادی

• تیرهای فولادی

• تیرهای جرثقیل

• خرپاهای سنگین

• قاب های باربر

3. بارهای سنگین جرثقیل

ساختمان های صنعتی مجهز به جرثقیل های سقفی با ظرفیت بالابری تقریباً 25 تن یا بیشتر اغلب به عنوان پروژه های سازه های فولادی سنگین در نظر گرفته می شوند.

این ساختمان‌ها به ستون‌های قوی‌تر، تیرهای جرثقیل، سیستم‌های مهاربندی و پایه‌ها برای انتقال ایمن بارهای دینامیکی و استاتیکی بزرگ نیاز دارند.

تفاوت اصلی بین سازه های فولادی سبک و سنگین

مورد	سازه فولادی سبک	سازه فولادی سنگین
وزن سازه	نسبتا سبک	نسبتا سنگین
مصرف فولاد	پایین تر	بالاتر
ضخامت اعضا	به طور کلی نازک تر	به طور کلی ضخیم تر است
بار سازه ای	سبک تا متوسط	متوسط ​​تا سنگین
ظرفیت جرثقیل	معمولا کوچکتر است	اغلب برای جرثقیل های سنگین طراحی شده است
دهانه ساختمان	دهانه بزرگ کوچک تا متوسط ​​یا بهینه شده	اغلب دهانه متوسط ​​تا خیلی بزرگ
هزینه ساخت و ساز	به طور کلی پایین تر	به طور کلی بالاتر
نصب و راه اندازی	سریع تر و راحت تر	به تجهیزات سنگین تری نیاز دارد
برنامه معمولی	انبارها، کارگاه ها، ساختمان های تجاری	کارخانه های سنگین، نیروگاه ها، تاسیسات صنعتی
مورد نیاز پایه	نسبتا سبک تر	معمولا قوی تر و بزرگتر است

کاربردهای سازه های فولادی سبک

سازه های فولادی سبک معمولاً برای موارد زیر استفاده می شوند:

• انبارهای اسکلت فلزی

• کارگاه های صنعتی

• مراکز لجستیک

• ساختمان های کشاورزی

• ساختمان های تجاری

• آشیانه هواپیما

• ساختمان های فولادی پیش ساخته

• امکانات ذخیره سازی

• کارخانه های صنعتی کوچک و متوسط

سیستم‌های فولادی سبک به دلیل ساخت سریع، طرح‌بندی انعطاف‌پذیر، وزن کمتر و مصرف مواد مقرون‌به‌صرفه محبوب هستند.

کاربردهای سازه های فولادی سنگین

سازه های فولادی سنگین عموماً برای پروژه هایی با نیاز به بار بیشتر استفاده می شود، مانند:

• کارگاه های صنعتی سنگین

• کارخانه های فولاد

• نیروگاه ها

• تاسیسات تولید ماشین آلات

• کارگاه های جرثقیل بزرگ

• تاسیسات معدنی

• ساختمان های صنعتی با دهانه بزرگ

• کارخانه های تجهیزات سنگین

• مراکز لجستیکی و تولیدی بزرگ

این پروژه ها معمولاً به استحکام سازه ای بیشتر، اعضای فولادی ضخیم تر، ظرفیت باربری بالاتر و سیستم های فونداسیون قوی تر نیاز دارند.

فولاد سبک در مقابل فولاد سنگین: کدام یک را باید انتخاب کنید؟

مناسب ترین سیستم سازه فولادی به نیازهای واقعی پروژه بستگی دارد.

عوامل مهم عبارتند از:

• ابعاد ساختمان

• دهانه سازه

• بارهای سقف و کف

• ظرفیت جرثقیل

• بار باد

• الزامات لرزه ای

• بارهای تجهیزات

• کدهای ساختمانی محلی

• بودجه پروژه

• عمر سرویس مورد نیاز

برای اکثر انبارها و ساختمان های صنعتی استاندارد، سازه فولادی سبک می تواند راه حلی اقتصادی و کارآمد ارائه دهد.

برای ساختمان های صنعتی بزرگ با جرثقیل های سنگین، ماشین آلات، بارهای زیاد یا دهانه های بزرگ، سازه های فولادی سنگین به طور کلی مناسب تر است.

یک طراحی سازه حرفه ای همیشه باید بر اساس محاسبات مهندسی خاص پروژه باشد نه تنها بر معیارهای طبقه بندی کلی.