نویسنده :سارا اصغری
ساختمان‌های مختلف در شهرها به‌طور معمول یا از بتن ساخته می‌شوند یا از فولاد. این دو نوع سازه در مقایسه با یکدیگر دارای معایب و حسن‌هایی هستند که سازندگان را به دلایل اقتصادی یا زمانی وادار به انتخاب می‌کند.
چراکه به‌طور کلی زمان اجرای سازه‌های فولادی در مقیاس‌های بزرگ تا حدودی کوتاه‌تر از سازه‌های بتن آرمه و هزینه‌های سازه‌های بتن آرمه کمتر از سازه‌های فولادی است و هر سازنده‌ای با توجه به شرایط و معیارهای خود تصمیم‌گیرنده اصلی است. اما موضوع مورد توجه در این بین استحکام سازه در برابر حوادث پیش‌آمده است تا شاهد اتفاقی‌هایی چون فروریزی سازه‌ای چون پلاسکو در تهران نباشیم.
سازه‌های فلزی با زمان اجرای کمتر
سازه‌های فلزی به دو روش پیچ و مهره‌ای و جوششی ساخته می‌شوند. درباره این سازه‌ها محمد اصفهانی، کارشناس حوزه فولاد در گفت‌وگو با صمت اظهار کرد: در ساختمان‌سازی با دو نوع سازه بتنی و فلزی روبه‌رو هستیم که خود سازه فلزی ترکیبی از باکس و تیرآهن است. اصفهانی در ادامه اظهار کرد: در سازه‌های فلزی به دو روش پیچ و مهره‌ای و جوشکاری عمل می‌شود و روش جوشکاری را به‌دلیل اجرای نه‌چندان استاندارد در بیشتر سازه‌ها، بسیاری از ناظران سازه قبول ندارند. اما در کل امروزه سازه‌های فلزی از استقبال کمتری برخوردار هستند، چراکه در حالت معمولی هزینه آن بیشتر از سازه‌های بتنی تمام می‌شود. اما دارای محاسنی چون اجرای سریع و آسان و اشغال فضای کمتری از ساختمان نیز است. وی در ادامه با اشاره به میزان فلزی که در ساختمان به‌کار برده می‌شود و در مقایسه آن با سازه بتنی عنوان کرد: در یک سازه ۵ طبقه با متراژ حدود هزار متر زیربنا با اجرای سازه فلزی تیرآهن و ورق، به‌طور متوسط مترمربعی ۵۵ تا ۷۵کیلوگرم بسته به نوع طراحی آهن‌آلات مصرف می‌شود که با احتساب نرخ متوسط تیرآهن سبک و سنگین (بسته به طراحی) اگر ۲هزار تومان در نظر گرفته شود، حدود ۱۳۰میلیون تومان هزینه دارد، در صورتی‌که در ساختمان‌های بتنی به‌طور متوسط با همین متراژ هر مترمربع ۳۵کیلوگرم میلگرد مصرف می‌شود و هزینه میلگرد آن با نرخ متوسط ۱۶۵۰تومان حدود ۵۸میلیون تومان می‌شود. این موضوع در مقایسه با اسکلت فلزی تفاوت معناداری دارد. البته این ارقام تقریبی و تجربی است و به‌طور معمول در سازه‌های ۳ تا ۵ طبقه تا حدودی صحت دارد. اصفهانی ادامه داد: به همین دلیل شاهدیم در طول ۱۰ سال اخیر در اجرای سازه‌های بتنی، تمایل به این سازه‌ها به‌تدریج بیشتر شده و مجریان ما به دلایل متعدد و از جمله مهم‌ترین آن، که هزینه است، به سمت سازه‌های بتنی گرایش پیدا کرده‌اند. این کارشناس فولاد ادامه داد: یکی دیگر از ویژگی‌های قابل توجه سازه‌های بتنی، سرمایه‌گذاری تدریجی و به‌صورت طبقاتی و فاز به فاز است که در سازه‌های فولادی این انعطاف خیلی کمتر بوده و باید یکجا فلز آن را خریداری کرد. اصفهانی در پاسخ به این پرسش که آیا سازه‌های بتنی استحکام بیشتری در مقایسه با سازه‌های بتنی دارند، عنوان کرد: نمی‌توان به‌طور حتم این ادعا را داشت و این موضوع به نقشه و نوع اجرا بستگی دارد. در حال حاضر هر دو سازه در نظام‌مهندسی مراکز استان‌ها تایید می‌شوند. اینکه کدام یک برتری دارد، به کلی سلیقه‌ای است و همیشه اختلاف‌نظر وجود داشته، اما استحکام آن به اجرا و نقشه طراحی بستگی دارد. وی تاکید کرد: از آنجایی‌که متوسط نرخ تیرآهن و ورق در حال حاضر برای سازه‌های فولادی بیشتر از میلگرد بوده و از سویی چون متوسط حجم مصرفی فولاد در سازه‌های بتنی کمتر از سازه‌های فلزی تمام می‌شود، سازه‌های فلزی این روزها کمتر مورد استقبال قرار می‌گیرند.
سازه‌های بتنی مقاوم‌تر هستند؟
سازه‌های بتنی یا ترکیبی از بتنی و فلزی در برابر آتش‌سوزی و زلزله مقاومت بیشتری دارند. درباره این سازه‌ها مصطفی احمدوند، رییس مرکز تحقیقات بتن ایران در گفت‌وگو با صمت اظهار کرد: در برابر زلزله، آتش‌سوزی و انفجار، سازه‌های بتنی مقاوم‌تر از سازه‌های فلزی عمل می‌کنند. البته سازه‌های بتنی بسته به اندازه و ارتفاع آن، این عملکرد را خواهند داشت و بیشتر از آن ارتفاع سازه باید به شکل ترکیبی از فلز و بتن طراحی و ساخته شود. احمدوند با اشاره به اینکه کاربرد یک سازه، نقش تعیین‌کننده‌ای در چگونگی ساخت آن خواهد داشت، خاطرنشان کرد: برمبنای تئوری عملکردی، باید تصمیم به استفاده از بتن یا فلز یا ترکیبی از آنها گرفت. اما در کل سازه فلزی در برابر آتش و انفجار ضعیف‌تر عمل می‌کند. البته در برخی موارد سازه فلزی در برابر زلزله به این شرط که به روش پیچ و مهره‌ای بوده و جوششی نباشد، تحمل بیشتری خواهد داشت و آن هم زمانی است که سازه ثابت نبوده و حالت منعطف داشته باشد، یعنی در برابر ضربه حرکت بالا و پایین و گردشی به خود بگیرد و در هر صورت فرو نریزد.
سازه‌های ماندگار
رییس مرکز تحقیقات بتن ایران با اشاره به مقاومت سازه‌های بتنی و فلزی در ساختمان‌سازی در مقایسه با یکدیگر عنوان کرد: بتن در مقایسه با فلز قدرت تحمل بیشتری دارد و در حالت کلی بتن در برابر زلزله و آتش‌سوزی مقاوم‌تر است، در حالی که فلز ذوب شود یا اگر ذوب نشود، تغییر شکل می‌دهد و سبب فروریزی سازه می‌شود. اتفاقی که در ساختمان پلاسکو روی داد، به این دلیل بود که گرما سبب نرم شدن فلز و سبب فرو ریختن کل سازه شد. وی در ادامه افزود: یا ساختمان برج‌های دوقلو در نیویورک که بر مبنای باد طراحی شده بودند، زمان اصابت هواپیما به برج‌ها عمل ارتعاشی زلزله ایجاد و سبب فروریزی برج‌ها شد. بنابراین از ۱۱سپتامبر ۲۰۰۱ به بعد یک تئوری جدید به نام «سازه‌های ماندگار» در ساختمان‌سازی ایجاد شد، البته ماندگاری در اینجا به معنای بادوام نیست، بلکه به این معناست که سازه به گونه‌ای طراحی شود که اگر له یا خرد شود، فرو نریزد. احمدوند با توضیح این سازه ماندگار عنوان کرد: در سازه‌های ماندگار تا ۵ طبقه نخست یا ساختار وسطی و میانی آن بتن به کار گرفته می‌شود، اما روی این بتن‌ها فلز سوار خواهد شد که تحمل بار جانبی آن را بیشتر خواهد کرد و نه‌تنها سرستون‌ها بلکه دیوارها نیز با بتن ساخته می‌شود. وی در ادامه افزود: در کل سازه فلزی در برابر سازه بتنی زودتر تسلیم می‌شود. از این‌رو در ساختمان‌سازی در شهرهای بزرگ سازه‌های بتنی بیشتر متداول شده است. در ایران نیز از حدود ۱۵سال پیش ساختمان‌سازی در شهرهای بزرگ به سمت بتن‌سازی پیش رفته است. رییس مرکز تحقیقات بتن ایران گفت: پی‍ش‌تر فقط ستون‌ها را با بتن می‌ساختند، اما اکنون دیوارها را نیز با بتن می‌سازند. البته بتن نیز باید مسلح باشد، یعنی باید آرماتور در آن کار شود. هرچند مقاومت فشار بتن بالاست، اما اگر مسلح نباشد و فشار جانبی بر آن وارد شود، خواهد شکست. از این‌رو آرماتور که دارای میله‌های فلزی آجدار است در بتن گیر کرده تا بتواند مقاومت کششی و خمشی آن را افزایش دهد. احمدوند در پاسخ به این پرسش که استحکام سازه‌های قدیمی را چگونه می‌توان ارتقا داد، عنوان کرد: باید این سازه‌ها را مقاوم‌سازی کرد. یعنی سازه ممکن است به خودی خود سازه سالمی باشد و مشکل خاصی نداشته باشد، اما برای پیشگیری از حوادث آن را باید مقاوم‌سازی کرد. بنابراین المان‌های مختلفی را باید به آن اضافه کرد تا بتوان عملکرد سازه را در برابر حوادث مقاوم کرد.
منبع: روزنامه صنعت معدن تجارت
