اگر به دنبال ساخت سازه‌ای محکم، ایمن و بادوام هستید، ابتدا باید بهترین نوع اسکلت‌بندی را انتخاب کنید. اسکلت ساختمان، نقش ستون فقرات و هسته اصلی بنا را دارد و بارهای وارد بر ساختمان را به زمین منتقل میکند. بنابراین، انتخاب نوع اسکلت مناسب، تأثیر مستقیم بر مقاومت ساختمان در برابر نیروهای طبیعی مانند زلزله، باد و بارهای مرده و زنده دارد. انواع اسکلت ساختمان به سه نوع اصلی؛ اسکلت فلزی، اسکلت بتنی و اسکلت چوبی تقسیم میشود که در ادامه این مقاله از «گروه سروین» به بررسی مزایا و معایب هر یک می‌پردازیم. پس، تا انتهای این مقاله همراه ما باشید.
اسکلت فلزی؛ قدرت و انعطاف به قیمت چالش‌های نگهداری!
اسکلت فلزی که به آن اسکلت فولادی نیز می‌گویند، یکی از رایج‌ترین انواع اسکلت ساختمان است که در دنیای ساخت‌وسازهای مدرن، برای اهداف مختلف به طور گسترده مورد استفاده قرار میگیرد. تمام اجزای این نوع اسکلت‌بندی از جمله ستون‌ها، تیرها، بادبندها و اتصالات از جنس فولاد مقاوم هستند که به صورت شبکه‌ای منظم و طبق استانداردهای مهندسی در کنار هم قرار می‌گیرند و بهم متصل می‌شوند. قطعات اسکلت فولادی عموما در کارخانه پیش‌ساخته می‌شوند و فقط در محل مونتاژ می‌گردند.
ساختارهای فلزی باعث می‌شوند که بارهای وارده به ساختمان به صورت مؤثر به فونداسیون منتقل شده و پایداری و استحکام سازه تضمین شود. اسکلت فلزی در ساخت انواع ساختمان‌های مسکونی، تجاری و پروژههای بزرگ و پیچیده که نیاز به سرعت، سبکی و مقاومت دارند، قابل استفاده است. این نوع اسکلت‌بندی در سازه‌های مهمی مانند پل‌های معلق و ساختمان‌های مسکونی و تجاری برجسته، از جمله پروژه رویال سروین و مرکز تجارت جهانی تهران، به کار رفته‌است و نقش کلیدی در استحکام و زیبایی این بناها دارد.
سازه‌های معروفی مثل برج ایفل و برج خلیفه، جزو بهترین نمونه‌های خارجی از اجرای اسکلت فلزی هستند که با مهندسی دقیق و استفاده از فولاد مقاوم ساخته شده‌اند. اسکلت‌های فلزی با بهره‌گیری از تکنولوژی‌های ایمنی در ساختمان سازی و اجرای دقیق استانداردهای ساخت‌وساز، به عنوان یکی از بهترین انواع اسکلت ساختمان عمل می‌کنند. به کارگیری اسکلت فلزی مزایا و معایب زیر را به همراه دارد:
مزایای اسکلت فلزی
- وزن کمتر سازه: اسکلت‌های فلزی نسبت به اسکلت‌های سنگین و حجیم بتنی وزن کمتری دارند، در نتیجه فشار کمتری به فونداسیون وارد می‌کنند.
- سرعت بالای نصب و اجرا: از آنجایی که قطعات اسکلت فلزی پیش‌ساخته هستند، نصب و اجرای آن‌ها با سرعت بیشتری انجام میشود. بنابراین، مدت زمان اجرای پروژه نیز تا حد قابل توجهی کاهش می‌یابد.
- مقاومت و استحکام بالا: فولاد یکی از مقاوم‌ترین مصالح در صنعت ساخت‌وساز است که در برابر کشش و فشار عملکرد بالایی از خود نشان می‌دهد. خاصیت یکنواختی و مقاومت بالای فولاد، کیفیت ساخت را به ویژه در پروژههای ساختمانی حساس مانند پروژه زعفرانیه به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد.
- دوام و ماندگاری بالا: اسکلت فلزی در صورت نگهداری بهینه، عمر طولانی و دوام بالایی دارد.
- مقاوم در برابر آتش و انفجار: ساختمان‌های اسکلت فلزی در برابر انفجار و آتش مقاومت مطلوبی دارند.
- قابلیت انعطافپذیری بالا: رفتار کشسانی و تحمل دینامیکی فولاد، کمک میکند تا اسکلت‌های فلزی در برابر زلزله مقاومت بیشتری نشان دهند.
معایب اسکلت فلزی
- هزینه بالا در مقایسه با برخی اسکلت‌بندی‌ها مانند بتن
- خوردگی و زنگ‌زدگی در صورت عدم محافظت مناسب
- نیاز به نیروی متخصص برای نصب و جوشکاری
- ضعف در برابر حرارت و آتش‌سوزی (در دماهای بسیار بالا)
- حساس در برابر تغییرات دما
اسکلت بتنی؛ استحکام بی‌همتا با وزن سنگین و زمان‌بری بالای اجرا!
بتن یکی دیگر از انواع اسکلت ساختمان است که به عنوان مقاوم‌ترین و بادوام‌ترین مصالح ساختمانی شناخته میشود و در پروژههای مختلف از جمله ساختمان‌سازی، راه‌سازی، سازه‌های آبی و صنعتی کاربرد گسترده دارد. ساختمان‌های بلند و محکمی مثل برج میلاد با استفاده از اسکلت بتنی ساخته شده‌اند. مصالح اصلی این نوع اسکلت‌بندی، بتن آرمه است؛ یعنی ترکیبی از بتن و فولاد (میلگرد) که باعث میشود سازه هم در برابر فشار و هم در برابر کشش مقاومت داشته‌باشد.
اسکلت‌های بتنی شامل مجموعه‌ای از ستون‌ها، تیرها، سقف‌ها و دیوارهای باربر هستند که به صورت یکپارچه یا پیش‌ساخته اجرا می‌شوند. از پروژههای ساختمانی مانند پروژه جردن گرفته تا ساخت سدها و پل‌های عظیم، اسکلت‌بندی بتنی نقش حیاتی و اساسی در ایجاد سازه‌های مقاوم و پایدار ایفا میکند. طبق گفته منبع معتبر civilguidelines اسکلت بتنی دارای مزایای زیر است:
مزایای اسکلت بتنی
- استحکام و دوام بالا: ترکیب آرماتورهای بتن و فولاد، چارچوبی مستحکم ایجاد میکند که قادر به تحمل بارهای شدید از جمله نیروهای لرزهای و باد است.
- تطبیق پذیری بالا در طراحی: مهم‌ترین مزیت تطبیق پذیری بتن این است که امکان ایجاد طرح‌های پیچیده را با حفظ یکپارچگی سازه فراهم میکند.
- مقاوم در برابر آتش: بتن ذاتا در برابر آتش مقاوم است و این ویژگی باعث ایجاد لایه‌ای از ایمنی و رعایت اصول ایمنی در ساخت و ساز در طراحی ساختمان میشود.
- عایق صدا: چگالی بتن، قابلیت عایق صوتی بالایی دارد و اسکلت بتنی را برای ساختمان‌های شهری پرصدا ایده‌آل میکند. برای اطلاعات بیشتر درباره “اصول عایق بندی ساختمان” این مقاله را بخوانید.
- هزینه تعمیر و نگهداری کم: اسکلت بتنی در مقایسه با سایر انواع اسکلت ساختمان، به حداقل تعمیر و نگهداری نیاز دارند. مقاومت بالا در برابر عوامل محیطی مختلف مانند رطوبت، آفات و هوا، نیاز به تعمیر و نگهداری مداوم اسکلت بتنی را کاهش می‌دهد.
- هزینه پایین در پروژههای بزرگ: مواد اولیه بتن (شن، ماسه، سیمان) در ایران ارزان و در دسترس هستند. در نتیجه، استفاده از اسکلت‌بندی بتنی مقرون‌به‌صرفه است.
معایب اسکلت بتنی
- وزن بسیار سنگین در مقایسه با اسکلت فلزی
- زمان اجرای طولانی
- مقاومت کششی کم
- مصرف بالای انرژی و آلایندگی
- حساسیت به شرایط آب‌وهوایی
- احتمال ترک‌خوردگی به دلیل انقباض و خزش در طول زمان
اسکلت چوبی؛ همزیستی با طبیعت، اما نگرانی از آتش و موریانه!
اسکلت چوبی جزو قدیمی‌ترین مصالح ساخت‌وساز در جهان و ایران است. برای مثال، معبد «هوریوجی» در ژاپن که قدیمی‌ترین ساختمان چوبی جهان محسوب میشود، با استفاده از اسکلت چوبی ساخته شده است. گرچه در چند دهه اخیر اسکلت چوبی نسبت به سایر انواع اسکلت ساختمان محبوبیت خود را تا حدودی از دست داده است، اما همچنان مانند یک فیلم کلاسیک، جذابیت خود را حفظ کرده و هرگز از مد نمی‌افتد!
در این نوع اسکلت‌بندی از تیرها، ستون‌ها و صفحات چوبی برای ایجاد ساختار باربر ساختمان استفاده می‌کنند. کاربردهای گسترده اسکلت چوبی شامل خانههای ویلایی، کلبههای جنگلی یا روستایی در مناطق پرچوب مانند شمال ایران، خانههای مدولار، واحدهای مسکونی اضطراری پس از بلایای طبیعی و پروژههای معماری سبز با هدف کاهش ردپای کربن است. اجرای اسکلت چوبی مزایا و معایب زیر را به همراه دارد:
مزایای اسکلت چوبی
- سازگاری با محیط زیست: برخلاف بتن و فلز، الوارهای چوب جزو مصالح تجدیدپذیر هستند که می توان حتی پس از صدها سال آن‌ها را بازیافت کرد.
- عایق حرارتی و صوتی: خواص سلولی چوب باعث شده تا این ماده به کاهش مصرف انرژی و بهبود کیفیت صوتی فضا کمک کند.
- وزن سبک: اسکلت چوبی وزن بسیار کمتری نسبت به بتن و فولاد دارد و برای ساخت سازه روی زمین‌های سست بهترین گزینه است.
- سرعت اجرای بالا: اسکلت چوبی نسبت به دیگر انواع اسکلت ساختمان به دلیل وزن سبک و امکان پیش‌ساخت قطعات در کارخانه، سرعت نصب و اجرای بسیار بالاتری دارد.
- انعطافپذیری بالا: اسکلت چوبی امکان اجرای طرح‌های متنوع و طراحی شیک را فراهم میکند.
معایب اسکلت چوبی
- آسیب‌پذیری در برابر آتش
- مقاومت کم در برابر رطوبت و نفوذ آفات
- محدودیت اجرا در ارتفاع و دهانه‌های بزرگ
- نیاز به نگهداری مداوم
جمع بندی و مقایسه کلی مزایا و معایب انواع اسکلت ساختمان
انتخاب نوع اسکلت‌بندی ساختمان به عوامل مختلفی مانند نیاز پروژه، بودجه، موقعیت مکانی و دانش معماران و طراحان بستگی دارد. هر روش اسکلت‌بندی مجموعه‌ای از مزایا و معایب خاص خود را دارد که به شرح زیر است:
| نوعاسکلت‌بندی | مزایا | معایب |
| اسکلت فلزی | وزن سبک، سرعت بالای اجرا، مقاوم در برابر زلزله، امکان طراحی منعطف | هزینه بالا، خطر خوردگی، نیاز به محافظت در برابر آتش |
| اسکلت بتنی | مقاومت فشاری عالی، عمر طولانی، مقاوم در برابر آتش | وزن زیاد، زمان ساخت طولانی، محدودیت در تغییرات بعدی |
| اسکلت چوبی | وزن سبک، عایق حرارتی و صوتی عالی، سازگار با محیط زیست | آسیب‌پذیری در برابر رطوبت و آتش، محدودیت در ارتفاع ساختمان |
با درک مزایا و معایب انواع اسکلت ساختمان، معماران، مهندسان و صاحبان خانه می‌توانند تصمیمات آگاهانه‌ای اتخاذ کنند که منجر به ساخت سازه‌هایی ایمن، کاربردی و زیبا میشود و دوام آن‌ها را برای نسل‌های آینده تضمین میکند.
سوالات متداول
بهترین نوع اسکلت ساختمان برای مناطق زلزلهخیز کدام است؟
اسکلت فلزی به دلیل وزن سبک، انعطافپذیری بالا و رفتار مناسب تحت نیروهای لرزهای، بهترین گزینه برای مناطق زلزلهخیز محسوب میشود. این نوع اسکلت با جذب انرژی زلزله و توزیع آن در سازه، از تخریب ساختمان جلوگیری میکند.
آیا اسکلت بتنی برای ساختمان‌های بلند مناسب است؟
بله، اسکلت بتنی به دلیل استحکام فشاری بالا، دوام زیاد و مقاومت در برابر آتش، یکی از انتخاب‌های رایج و مطمئن برای ساختمان‌های بلند و برج‌های مسکونی و اداری است. نمونه برج میلاد تهران گواهی بر این موضوع است.
اسکلت چوبی بیشتر برای چه نوع پروژههایی مناسب است؟
اسکلت چوبی به علت وزن سبک، عایقبندی حرارتی و سازگاری با محیط زیست، بیشتر برای ساخت خانههای ویلایی، کلبههای جنگلی، خانههای مدولار و پروژههای پایدار در مناطق با منابع چوب فراوان مورد استفاده قرار میگیرد.