تفاوت سازه بتنی و اسکلتی از نظر اقتصادی

یکی از مهم‌ترین فاکتورهای انتخاب نوع سازه، محل احداث پروژه است. ماندگاری بالا یکی از مزایای سازه‌های بتنی در مناطق با رطوبت بالاست.  وزن سبک استراکچر فلزی مقابله‌پذیری با نیروهای زمینه‌ای را تسهیل کرده و در عین حال به کاهش هزینه‌های حمل و نقل و نصب کمک کرده است . از طرفی در مناطقی که یون سولفات وجود دارد،  موجود در بتن در معرض حمله قرار دارد. ضمناً وضعیت گسل‌های آن منطقه و عملکرد سازه در زلزله نیز عامل مؤثر در انتخاب نوع سازه است. همچنین یکی دیگر از عوامل مهم در مورد محل پروژه، تأمین مصالح موردنیاز سازه در محل است. مثلاً نزدیک بودن محل پروژه به معادن سنگدانه و یا کارخانه بتن و یا محل تهیه آهن‌آلات، باعث کاهش هزینه حمل‌ونقل مصالح می‌شود و ازنظر اقتصادی در انتخاب نوع سازه تأثیرگذار است.

تفاوت اسکلت فلزی و بتنی ازلحاظ مقاومت سازه

تفاوت اسکلت فلزی و بتنی چیست؟ برای انتخاب یک اسکلت مناسب برای ساختمان ابتدا باید نوع بهره‌برداری از ساختمان و درجه اهمیت آن را تعیین کنیم. در مقایسه مقاومت ساختمان بتنی و فلزی نمی‌توان یکی را مقاوم‌تر از دیگری معرفی کرد. چون در صورت طراحی مناسب و اجرای خوب سازه، هر دو اسکلت باید بتوانند نیروهای وارده را به‌خوبی تحمل کنند؛ اما در مورد نیروی زلزله، وزن سازه یکی از عوامل تشدیدکننده این نیرو است و ازآنجاکه وزن اسکلت بتنی از وزن سازه فولادی بسیار سنگین‌تر است، نیروی زلزله شدیدتری به اسکلت بتنی وارد می‌شود. وزن سازه‌های فولادی حدوداً 250 تا 390 kg/m^2 و وزن سازه اسکلت بتنی حدوداً 480 تا 780 kg/m^2 است. از طرفی صلبیت بالای بتن باعث می‌شود هنگام وزش باد و تکان‌های شدید از طبقات فوقانی، لرزه‌ای در سازه بتنی ایجاد نشود و احساس آرامش ساکنین سازه بتنی از سازه فولادی بیشتر است.

بررسی هزینه سازه های بتنی و فولادی

بررسی هزینه سازه‌های بتنی و فولادی یک مورد دیگر برای مقایسه این 2 سازه  بوده که در این بخش به آن می‌پردازیم. بررسی هزینه ساخت اسکلت بتنی و بررسی هزینه ساخت اسکلت فلزی، هرکدام دارای فرمول خاص خود  و نیازمند بررسی برخی مصالح است. برای بررسی هزینه ساخت اسکلت فلزی باید ابتدا میزان آهن مصرفی، میزان بتن مصرفی و همچنین میزان دستمزد افرادی که وظیفه اجرای آن را دارند را محاسبه کنید. به عنوان مثال میزان آهن و تیرآهن‌های مصرفی در اسکلت فلزی به ازای هر متر مربع بین 85 تا 135 کیلوگرم است؛ اگر میزان آهن مصرفی را د راینجا 85 کیلوگرم در نظر بگیرید، هزینه دستمزد اجرای اسکلت فلزی به ازای هر کیلوگرم حدود 800 کیلوگرم است. اگر مقدار بتن مصرفی در ساخت اسکلت فلزی را 0.35 تن برای هر متر مربع در نظر بگیرید، هزینه آن 16800000 تومان خواهد بود. برای درک بهتر این موضع به لیست زیر توجه کنید:

• 191250000=500*85*4500 هزینه آهن آلات
• 34000000 =85*500*800 هزینه دستمزد اسکلت فلزی
• 16800000 =96000*0.35*500 هزینه خرید و اجرای بتن

عوامل موثر در مورد تفاوت قیمت اسکلت فلزی و بتنی

1. هزینه ساخت اسکلت فلزی و بتنی
2. زمان ساخت اسکلت فلزی و بتنی
3. کیفیت اسکلت فلزی و بتنی

هزینه ساخت و سود حاصل با زمان اتمام طرح رابطه مستقیم دارد. بدیهی است هر چه زمان طرح طولانی تر باشد شاهد افزایش قیمت مصالح, قیمت تمام شده طرح, هزینه های متفرقه و بازگشت دیرتر سرمایه خواهیم بود که خوشایند هیچ سازنده ای نیست. سازه های بتن آرمه در مقابل سازهه های فولادی معمولا نیاز به هزینه کمتر و زمان بیشتری برای ساخت دارد در حالی که سازه های فولادی ابتدا نیاز به سرمایه زیادی برای خرید آهن آلات دارد ولی در عوض شاهد سرعت اجرای بالاتری خواهیم بود. (جهت مطالعه بیشتر به مراجعه نمایید) بنابراین در ساختمان های عادی کمتر از 5 طبقه در نهایت از این منظر تفاوت زیادی وجود ندارد. در سازه های فلزی قیمت آهن . مدنظر می باشد و هر متر مربع زیربنا حدودا 55 کیلوگرم ورق آهنی مصرف می شود و در سازه های بتنی از نظر هزینه به قیمت آهن مصرفی , بتن آماده و دستمزد اجرایی بستگی دارد.

مدت زمان اجرای سازه های فلزی و بتنی

در اسکلت های فولادی حتما باید تمام اسکلت آماده باشد تا بتوان سقف را اجرا کرد. در حالی‌که در سازه‌ های بتنی ابتدا ستون‌ های هر طبقه و سپس سقف همان طبقه که خود مشتمل بر تیر‌ها و کف یکپارچه تری نسبت به سازه‌ های فولادی است اجرا می شود. با توجه به نیاز رو به افزایش به انتقال داده‌ها، نیاز به دکل مخابراتی در مناطق مختلف و در دسترس برای ارتقاء شبکه‌های ارتباطی زیاد شده است . زمان اجرای سازه‌ های فولادی در مقیاسهای بزرگ تا حدودی کوتاه تر از سازه های بتنی و هزینه های سازه های بتنی کمتر از سازه های فولادی است که هر سازنده ای با توجه به شرایط و معیار‌های خود تصمیم گیرنده اصلی است.

کیفیت سازه های فلزی و بتنی

کیفیت را می توان از جنبه های متفاوتی مانند مقاومت در برابر بارهای ثقلی وارده و زلزله, مقاومت در برابر حرارت, ابعاد, دهانه های قابل پوشش, تعداد طبقات قابل طراحی, قابلیت ترمیم آسان و … مورد نقد و بررسی قرار داد. اولین و مهم ترین نکته قابل ذکر در این مورد مقاومت مصالح و ابعاد مصالح مصرفی است . در طراحی سازه ها, مقاومت بتن را 10 درصد مقاومت فولاد فرض می کنند بنابراین ابعاد ستون ها و تیرهای بتنی, به مراتب بیش از سازه های فولادی است . ساختار دکل مهاری در مناظر طبیعی یکی از جاذبه‌های زیبایی و گردشگری است که با تلفیق با محیط اطراف، زیبایی و طراحی خاصی دارد . سازه های بتنی عادی و به ویژه مجهز به دیوارهای بتنی به علت سختی بالا نسبت به سازه های فولادی در برابر زلزله, در بیشتر موارد مقاومت بسیار بالایی از خود نشان می دهند اما سازه های فولادی نیز می توانند همین رفتار را از خود نشان دهند مشروط بر آنکه طراحی مناسبی داشته باشند.

مزایا سازه های بتنی

1. به دلیل امکان شکل پذیری آرماتور و بتن تازه و قالب , اعضای این سازه ها را می توان در مقاطع مختلف اجرا نمود .
2. این سازه ها در مقابل آتش سوزی دارای مقاومت بالایی می باشند .
3. این سازه ها در مقابل شرایط مختلف آب و هوایی مقاوم بوده و در صورت اجرای صحیح پوشش بتن , رطوبت هیچ آسیبی به آن وارد نخواهد کرد .
4. این سازه ها نسبت به سازه های فلزی از یک صلبیت بیشتری برخوردار هستند .
5. مصالح سنگی و سیمان معمولا آسان تر از سایر مصالح در دسترس می باشد .
6. عمر این سازه ها به دلیل مقاومت در مقابل شرایط آب و هوا , معمولا بیشتر از سایر سازه بوده است .
7. اتصال تیر و دیافراگم سقف به دلیل همگن بودن مناسب تر از سایر سازه ها می باشد .
8. هزینه نگهداری سازه های بتنی نسبت به فلزی کمتر است .

معایب سازه های بتنی

1. اجرای آرماتور بندی و قالب بندی در این سازه ها نیاز به تخصص و صرف زمان بیشتری نسبت به سایر سازه ها دارد .
2. به دلیل افزایش مقطع اعضای این سازه ها , وزن آن بیشتر از سازه های فلزی می باشد.
3. بدلیل نیاز به آزمایش مستمر بتن , در محل اجرای این سازه ها باید آزمایشگاه های مکانیک خاک در دسترس باشد .
4. با توجه به وزن بیشتر, فشار بیشتر در زلزله نسبت به سازه فلزی متحمل می شوند.
5. با افزایش عمر سازه های بتنی مقاومت آنها افت می کند.

مزایا سازه های فلزی

1. سازه های فلزی بعلت امکان مونتاژ اسکلت قبل از نصب و لزوم اجرای همزمان و بدون وقفه اسکلت , در مقایسه با سایر سازه ها از سرعت عمل بالاتری برخوردار می باشد . (جهت مطالعه بیشتر به  مراجعه نمایید)
2. به دلیل همگن بودن تیر و ستون و بادبند بعنوان اعضای اصلی, اسکلت این نوع سازه ها دارای یکپارچگی مناسبت تری نسبت به سایر سازه های می باشد و بهمین دلیلی نیز نتیجه محاسبات سازه ای فاصله نزدیکتری به مقاومت واقعی این نوع سازه ها دارد .
3. به دلیل نوع اتصال اعضای تیر و ستون , امکان توسعه طبقات در این نوع سازه های به شکل مناسب تر و قابل قبول تری وجود دارد .
4. مقاومت قطعات فلزی زیاد بوده و نسبت مقاومت به وزن از مصالح بتن بزرگتر است .
5. فلز در کارخانجات بزرگ تحت نظارت دقیق تهیه می شود , یکنواخت بودن خواص آن می توان اطمینان کرد و خواص آن بر خلاف بتن با عوامل خارجی تحت تاثیر قرار نمی گیرد .
6. دوام فولاد بسیار خوب است , اگر در نگهداری ساختمانهای فلزی دقت گردد برای مدت طولانی قابل بهره برداری خواهند بود .
7. ممان اینرسی یک مقطع فولادی را می توان با اطمینان در محاسبه وارد نمود . حال اینکه در مورد مقطع بتنی ارقام مربوطه چندان معین و قابل اطمینان نمی باشد .
8. از خاصیت مثبت مصالح فلزی شکل پذیری آن است که قادرند تمرکز تنش را که در واقع علت شروع خرابی است و نیروی دینامیکی و ضربه ای را تحمل نماید ,در حالیکه مصالح بتن ترد و شکننده در مقابل این نیروها فوق العاده ضعیف اند.
9. وزن سازه های فلزی نسبت به بتنی کمتر می باشد و فضای کمتر را اشغال می كند.
10. افت مقاومت با افزایش عمر در سازه های فلزی وجود ندارد.
11. دارای ارزش اسقاط به مراتب بالاتر و هزینه تخریب کمتر می باشند .
12. سازه های فلزی به دلیل اجرای همزمان طبقات از سرعت پیشرفت بیشتری نسبت به سازه های بتنی برخوردار می باشند. همچنین در صورت ساخت اسکلت فلزی در کارخانه مدت زمان اجرا به صورت بیشتری نیز کاهش می یابد.

معایب سازه های فلزی

1. بیشتر تخریب های ناشی از زلزله متوجه سازه های فلزی به علت عدم اجرای صحیح اتصالات می باشد .
2. با توجه به اینکه تیرو ستون و بادبند این نوع سازه ها فلزی بوده و لیکن دیافراگم سقف به صورت بتنی دال یک طرفه یا دو طرفه اجرا می گردد این موضوع باعث ایجاد یک نوع ناهمگنی میان تیر و سقف گردیده که اتصال صحیح و کامل آنها را با مشکل مواجه می نماید
3. به دلیل تاثیر شرایط آب و هوایی بر کیفیت جوش و افزایش سرعت زنگ زدگی اسکلت و لزوم اجرای اتصالات در شرایط مناسب آب و هوایی , معمولا اجرای اسکلت این نوع سازه ها با یک محدودیت آب و هوایی مواجه می گردد .
4. به دلیل تغییر شکل اسکلت فلزی در حرارت بالا , در زمان آتش سوزی این نوع سازه ها با یک تغییر شکل و تخریب ناشی از آن مواجه خواهند شد .
5. به دلیل زنگ زدگی و پوسیدگی ناشی از اکسید شدن , این نوع سازه ها در دراز مدت دچار پوسیدگی عمیق و کاهش سطح مقطع شده و با کاهش مقاومت این نوع سازه ها نسبت به بارهای وارده مواجه خواهند شد .