ایران یکی از مناطق زلزله‌خیز جهان به شمار می‌رود و ساخت سازه‌های مقاوم در برابر زلزله می‌تواند تا حد زیادی از بروز خسارات مالی و جانی جلوگیری کند. با توجه به پیشرفت‌های ساختمان‌سازی در جهان، هنوز هم ساخت اسکلت فلزی و بتنی به روش مدرن، جزو رایج‌ترین سازه‌های ساختمانی در ایران به شمار می‌روند. برای این منظور در ابتدا این دو سازه را تعریف می‌کنیم و سپس به بررسی مقاومت این دو سازه در برابر زلزله می‌پردازیم. رفتار سازه‌ای این دو اسکلت را در برابر نیروهای افقی و عمودی بررسی می‌کنیم و به این سؤال پاسخ می‌دهیم که کدام سازه ایمن‌تر بوده و از نظر هزینه و سرعت اجرا گزینه بهتری است.
مقاومت سازه بتنی در برابر زلزله
اسکلت بتنی یک سازه متشکل از پی، ستون، تیر و تیرچه است که هزینه آن به قیمت میلگرد آجدار به ویژه قیمت میلگرد ۱۶ ، سیمان، شن و ماسه بستگی دارد. میلگرد و بتن دو بازیگر اصلی اسکلت بتنی هستند و به نوعی مکمل هم محسوب می‌شوند. کیفیت سازه بتنی به کیفیت میلگرد، بتن و کیفیت بتن‌ریزی بستگی دارد.
مقاومت سازه فلزی در برابر زلزله
اسکلت فلزی هم یک سازه متشکل از پی، ستون، تیر و تیرچه است که هزینه آن به قیمت تیرآهن و درصد کمی بتن و میلگرد برای پی بستگی دارد. انواع تیرآهن مانند تیرآهن IPE یا تیرآهن هاش از بازیگران اصلی اسکلت فلزی به شمار می‌روند. تیرآهن IPE یا معمولی رایج‌ترین نوع تیرآهن سازه فلزی در ایران محسوب می‌شود. کیفیت سازه فلزی به کیفیت تیرآهن و نحوه اتصالات افقی و عمودی تیر و ستون‌ها بستگی دارد.
کدام سازه را اجرا کنیم که در برابر زلزله مقاوم تر باشد؟
انتخاب اینکه بهترین سازه برای شما چیست به منطقه ساخت پروژه، آب‌وهوای محل، میزان بودجه، حوادث غیرمترقبه، سختی اجرا، مدت زمان ساخت و طول عمر سازه شما بستگی دارد. برای پاسخ به این سؤال به بررسی عملکرد این دو سازه در هریک از این موارد می‌پردازیم.
- زمین و منطقه ساخت پروژه
وجود نیروی کار متخصص در هر منطقه و شهر می‌تواند یک عامل مهم در انتخاب سازه فلزی یا بتنی باشد. هم‌چنین در زمین‌های کوچک با امکان ساخت کم، سازه فلزی به دلیل حجم کمتر ستون‌ها، فضای مفید بیشتری به شما می‌دهد. درکل فضای پرت سازه بتنی بیشتر است.
- آب‌وهوای محل
ازآنجاکه تیرآهن در برابر رطوبت آسیب‌پذیر بوده و زنگ می‌زند معمولاً در مناطق مرطوب و بارانی از سازه‌های اسکلت بتنی استفاده می‌کنند. هم‌چنین رطوبت باعث گیرایی بهتر بتن پس از اجرا می‌شود.
- حوادث غیرمترقبه
به‌جز زلزله که در ادامه بررسی می‌کنیم، مهم‌ترین حادثه غیرمترقبه تأثیرگذار بر سازه ساختمان آتش‌سوزی است. اسکلت فلزی به دلیل مقاومت پایین فولاد در برابر حرارت آسیب‌پذیرتر از سازه‌های بتنی به شمار می‌رود. هرچند مقاوم‌سازی سازه فلزی در برابر آتش‌سوزی نسبت به هزینه ساخت سازه بتنی مقرون‌به‌صرفه نیست ولی امنیت و عمر سازه فلزی را تضمین می‌کند.
- سختی اجرا
هرچند هر دو سازه برای اجرا به نیروی کار متخصص نیاز دارند اما معمولاً در اجرای سازه بتنی حساسیت کمتر بوده و مهارت در اجرای سازه فلزی مهم‌تر است.
- سرعت زمان لازم برای اجرا
اگر زمان کمی برای ساخت ساختمان دارید و سرعت اجرا یک گزینه مهم برای شما محسوب می‌شود انتخاب شما باید سازه اسکلت فلزی باشد. در اسکلت بتنی شما با اتمام و خشک شدن بتن طبقه زیرین می‌توانید عملیات طبقه بعدی را شروع کنید. ازاین‌رو بازگشت سرمایه در ساختمان‌های فلزی سریع‌تر انجام می‌شود. به‌طورکلی مدت زمان عملیات اجرایی اسکلت فلزی نسبت به اسکلت بتنی حدود 3 برابر سریع‌تر انجام می‌شود.
- بودجه و هزینه ساخت
یکی از تفاوت‌های اسکلت فلزی و بتنی در میان بودجه لازم برای شروع پروژه است. ازآنجاکه سازه بتنی طبقات به نوبت ساخته می‌شوند می‌توان با هزینه اولیه کمتری شروع به ساخت سازه کرد. اما در اسکلت فلزی این امکان وجود ندارد و چون سازه به صورت یکپارچه اجرا می‌شود. بنابراین شما به نقدینگی بیشتری نیاز دارید و تمام تیرآهن‌ها باید از ابتدا تأمین شوند و این هزینه اولیه لازم برای شروع پروژه اسکلت فلزی را بیشتر می‌کند. با توجه به واحد وزن، قیمت میلگرد ۱۴ ، 16 و 18 نسبت به تیرآهن حتی با درنظرگرفتن قیمت بتن ارزان‌تر درمی‌آید. به‌طورکلی هزینه ساخت سازه فلزی 2 الی 3 برابر هزینه ساخت سازه بتنی است.
- محاسبه هزینه ساخت سازه فلزی
از نظر هزینه ساخت مهم‌ترین مورد در سازه فلزی، قیمت تیرآهن‌های مصرفی در پروژه است. در سازه فلزی به ازای هر مترمربع از ساختمان، حدود ۸۵ الی ۱۳۰ کیلوگرم تیرآهن لازم است که به قیمت روز آهن آلات بستگی دارد. دیگر هزینه، دستمزد نیروی انسانی متخصص مانند جوشکاری است. هزینه بتن در پی و سقف‌ها نیز در رتبه سوم هزینه ساخت اسکلت فلزی را به خود اختصاص می‌دهد.
- محاسبه هزینه ساخت سازه بتنی
از نظر هزینه ساخت مهم‌ترین مورد در سازه بتنی، قیمت میلگرد و بتن مصرفی در پروژه است. در سازه بتنی به ازای هر مترمربع از ساختمان، حدود 45 الی 60 کیلوگرم میلگرد لازم است که به قیمت روز میلگرد ساده و آجدار بستگی دارد. هم‌چنین به ازای هر ۱ تن میلگرد مصرفی تقریباً ۷ الی ۹ کیلوگرم سیم آرماتوربندی (مفتول ۱.۵) استفاده می‌شود. حجم بتن مصرفی در سازه بتنی هم چیزی حدود 0.4 مترمکعب به ازای هر مترمربع زیربنا در نظر می‌گیرند. قیمت بتن نیز به قیمت روز سیمان و شن و ماسه بستگی دارد. هزینه دستمزد نیروی انسانی متخصص مانند آرماتوربند را هم باید در نظر بگیرید.
- وزن سازه
با توجه به سنگینی بتن، وزن سازه فلزی سبک‌تر از سازه بتن مسلح است.
- طول عمر سازه
بتن نسبت به فولاد با گذشت زمان دچار فرسایش و افت کیفیت می‌شود. از این جهت سازه‌های بتنی عمر مفید کمتری نسبت به سازه‌های فلزی دارند.
کدام سازه در برابر زلزله مقاوم‌تر است؟
هرچند با توجه به در نظر گرفتن کل پارامترهایی که گفتیم باید سازه خود را انتخاب کنید اما در حالت کلی سازه بتنی هرچند در برابر نیروهای عمودی یا فشاری مقاومت بالایی دارد اما به دلیل ضعف نیروی کششی بتن، در برابر نیروی زلزله که یک نیروی افقی است احتمال آسیب دیدن بیشتری دارد. پس سازه فولادی در برابر زلزله عملکرد بهتری خواهد داشت.
سخن پایانی مطلب کدام ساختمان ها در برابر زلزله مقاوم تر است؟
هرچند در سایر مناطق زلزله‌خیز مانند ژاپن از روش‌های جدیدتری در مقابله با زلزله استفاده می‌کنند که ازجمله می‌توان به سازه‌های منعطف (Flexible Structure) با هدف پخش نیروی حاصل از تحرکات لرزه‌ای اشاره کرد، اما در ایران هنوز بحث استراکچرهای نو موضوعیت ندارد و حتی همان قوانین قبلی هم مانند ساختمان متروپل آبادان، به‌درستی اجرا نمی‌شود. باید بدانید که خطرناک‌ترین بناها در زمان زلزله، سازه‌های سنگین مانند ساختمان‌های بتونی و حتی آجری هستند که تقویت نشده‌اند. بدیهی است برای پرهیز از این اتفاق‌ها باید کیفیت ساخت را بالا برد و از مقاوم‌سازی ساختمان‌ها چه فلزی و چه بتنی غافل نشد.
انتهای پیام
مرتبط با :
فولاد ایرانیان
فقط ساختمان های ژاپنی مقاوم هستن و لاغیر