سازه فلزی(سوله)

سازه فلزی(سوله)

 

 

سوله

 

 

سازه فلزی یا به اصطلاح سوله به سازه ای میگویند که بدون ستون میانی میباشد و بار سازه یه روی اسکلت کناری قرار میگیرد و پوسته  سقف آن معمولا به صورت شیب دار  با مورب اجرا شود. سازه های شیب دار یا سوله به لاتین Gable Bents یا Ridge Bents نامیده می شوند.طراحی سوله یرای طراحی هر سوله احتیاج به مواردی میباشد که باید هم طراح سازه وهم طراح معمار آن را رعایت کنند و در مرحله آخر تاسیسات سوله و جایگذاری آن مورد توجه قرار میگیرد در ادامه  به این نکات میپردازیم

سوله ها برحسب نوع کاربری که دارند باهم فرق دارند. از سوله ها در پوشش دهانه های بزرگ و در ساختمان های صنعتی و کشاورزی مثل کارخانه ها، انبارها، آشیانه های هواپیما، تعمیرگاه ها، سالن های ورزشی، پارکینگ ها، مرغداری ها، دامداری ها، فروشگاه ها و موارد دیگر استفاده می شود.

در ساخت اسکلت این سازه ها بایداز قطعاتی با ابعاد متغیر استفاده شود. که وزن و ابعاد این قطعات با توجه به نوع کاربری هر سوله تغییر می یابد از مهمترین عوامل مؤثر در وزن سوله ها عبارتند از: موقعیت مکان مورد نظر جهت سوله سازی از نظر سرعت وزش باد و نیز بیشترین میزان بارش برف، ارتفاع ستونها، دهانه سالن و در صورت لزوم ساخت جرثقیل سقفی .

سازه فلزی(سوله) ساختمان فولادی پیش ساخته ایست که در سراسر جهان بیشترین کارایی را داشته و در بیش از 90 درصد انبارها، ورزشگاه ها، صنایع، سالن های تولید دام و طیور و … کاربرد دارد و براساس ابعاد دهانه، ارتفاع، طول و میزان تحمل بار برف و باد منطقه در زمان طراحی به اشکال گوناگونی تغییر می یابد.

تعاریف زیادی از سوله وجود دارد. سوله به انگلیسی به سازه ای مثلثی شکل (shed)  گفته می شود که با توجه به کاربری آن نوع سوله مشخص می شود،).

با توجه به کاربری چند مورد از انواع سوله را بررسی میکنیم:

سوله یا سالن کارگاهی( studio shed) 

سوله یا سالن نمایشگاه( exhibition)

سوله ریخته گری( mill )گفته می شود.

سوله کارگاهی مثل تعمیرگاه و … workshop

همچنین در برخی موارد بسته به کاربرد به سوله بافندگی loom و سوله سالن اپرا opera house می گویند.

تاریخچه سوله

تاریخچه ساخت این سازه   با شروع انقلاب صنعتی اروپا ساخت سوله به منظور کار در کارخانجات در کشورهای اروپایی رونق بسیاری گرفت و با همه گیر شدن صنعت سوله سازی یکی از ارکان پیشرفت صنعت در هر کشوری شد.در کشور ایران نیز در حدود 75 سال پیش، سوله سازی برای ایجاد کارخانجات صنعتی و کارگاه های کاری با الگوبرداری از اروپاییان شروع شد  و امروزه شاید 100 ها هزار سوله در کشور ما برای انجام خدمات صنعتی و … ساخته شده است.اولین شرکت به نام سوله SOLEH در ایران اقدام به ساخت این سازه های صنعتی کرد و از آن روز به بعد این نام برای این صنعت انتخاب شده است.

انواع سوله ها

  سوله های یک دهانه که به صورت ۸۸

  سوله های چند دهانه با ستونه مشترک به صورت ۸۸ یا ۸۸۸ یا  ۸۸۸۸

  سوله های چند ضلعی

سوله دو دهانه به صورت ۸

سوله قوسی

اجزای سوله و اجزای تشکیل دهنده سوله:

اجزای سوله ها مشخص شده می باشند و هر کدام آن توسط مهندسان جزء به جزء محاسبه و طراحی می شوند.و از اجزای سوله به شرح زیر هستند:

قاب خمشی با تکیه گاه ساده یا گیردار شامل ستون‌ها خرپاها یا رفترها

مهارهای طولی که عموماً به صورت قوطی با لوله هستند.

مهارهای عرضی که بادبندهای سقف جزی از آنهاست

میل مهارها

زد یا لاپه که در اندازه‌های ۶ و ۷ متر در بازار موجود است.

بادبندها به صورت میلگرد پیش تنیده یا پروفیل مورد استفاده قرار می‌گیرد

نبشی سینه بندFlange stay

براکت‌ها که وظیفه انتقال بار جرثقیل به ستون را دارد

پوشش سقف

دیواره‌ها

و از اجزای تشکیل دهنده سوله را می توان گفت که ،ستون ، ستون وال پست ، استرات ، سایه بان ، نبشی سینه بند ، بادبند ، سگراد ، رفتر ، پرلین ، پیچ و مهره می باشند.و از مهم ترین آن ها در ادامه می گوییم:

سوله قاب های اصلی:

ستون ها و تیر ها را قاب اصلی می گویند و همچنین تیر اصلی را اصتلاحاشامل تیر ها و ستون ها میباشد. تیر اصلی را را اصتلاحا رفتر نیز میگویند.

در کشور ما ستون ها و رفتر ها دارای مقطع غیر منشوری میباشند.و تغییر ارتفاع در مقطع تیر ها بدلیل تغییرات لنگر  میباشد.

یکی از نکات بارگذاری این است که چون بارها را بصورت خطی به سازه وارد میکنیم لنگرهای آن بصورت سهمی خواهد بود.

تولید تیرها وستون ها این است که این ها ابتدا بصورت ورق میباشند و با توجه به مقطع آنها را برش داده و به هم جوش داده میشوند.

ستون ها از پایین به صفحه ستون و از بالا به رفتر ها جوش داده میشوند و این اتصالات امروزه فلنجی میباشد.البته در موارد محدودی بخصوص جهت مقاطع لوله ای از اتصالات جوشی استفاده میشود.

ستون وال پست:

ستون های وال پست جزو ستون های فرعی بوده و در قسمت ابتدایی و انتهایی سوله برای کم کردن سطح بادگیر ستون های اصلی و ایجاد پست بند برای دیوارهای پیرامون و همچنین برای اتصال درب های ورودی و خروجی وسایل نقلیه کار گذاشته میشوند.

استرات:

می توانیم استرات را به عنوان تکیه گاه جانبی در نظر بگیریم.

اجزای طولی  افقی هستند که دو قاب پشت سر هم  را در چند نقطه بصورت متقارن به یکدیگر وصل میکنند.این اعضا اغلب از  قوطی و لوله تهیه میشوند.این اجزا باعث منتقل شدن نیرو از یک قاب به قاب دیگر و متصل کردن قاب ها به هم میشوند ,در واقع استرات ها به عنوان تکیه گاه جانبی باعث افزایش ظرفیت اعضا میشوند که طول انها معمولا بین 5 تا 8 متر می باشد.

سینه بند:

برای این که از پیچشی جانبی بال تیر در جاهایی که بال تحتانی زیر فشار میباشد جلوگیری کرد بال فشاری را به کمک سینه بند به لاپه هادر دو قسمت قاب مهار می کنند که از نبشی یا ورق ساخته شده اند .

 

نکاتی مهم در طراحی سوله ها

طراحی سوله‌های سنگین طراحی شده یا ساخته شده:

. گاهی اوقات سازندگان علاقه‌مند هستند به دلایلی همچون کاهش دور ریز ورق، سود بیشتر یا احساس نا امنی از سوله‌هایی که می‌خواهند بسازند مقاطع را نسبت به طرح ارائه شده قوی تر بسازند. مثلاً ارتفاع جان درپای ستون و تعداد بولتها را افزایش می‌دهند ویا عرض بالها را زیاد تر می‌کنند یا طول ماهیچه تیر را زیادتر می‌گیرند. در این میان اگرچه کل طرح قوی تر شده اما باید به نکاتی هم توجه کرد:

– با توجه به اینکه میزان جذب نیرو در قاب خمشی بر اساس ماتریس سختی بوده و ممکن است با قوی تر شدن یک قسمت، نیروی بیشتری هم جذب شود، لازم است بر این اساس کنترل‌هایی صورت گیرد تا افزایش نیروی داخلی عضو نسبت به نیروی دیده شده در طراحی خطرساز نباشد. مثلاً جذب لنگر بیشتر در انتهای تیر، نیازمند پیچ‌های بزرگتری دراتصال تیر به ستون می‌تواند باشد. با جوش دادن و تقویت بیش از حد پای ستون با استیفنرهای متعدد می‌توان باعث جذب لنگر در یک اتصالی که مفصلی فرض شده گردید و موجب گسیختگی در پای ستون یا ورق کف ستون یا بولتها یا واژگونی فونداسیون شد.

مشخصات فنی سوله

هدف و کاربری سوله، جز اولین ملزومات ساخت و طراحی آن می باشد. بعد از اینکه هدف از ساخت سوله مشخص شد، به دلیل اهمیت بیش از حد ساخت و طراحی سوله، باید استانداردهای سوله سبک و مشخصات فنی آن مد نظر قرار گرفته و به طور کامل بررسی شوند. در صورت عدم توجه به نکات فنی در ساخت سوله ممکن است خسارات زیادی به بار آید.

برخی از مشخصات فنی سوله عبارتند از:

ابعاد سوله

ابعاد سوله تاثیر مستقیمی روی هزینه آن دارد لذا با توجه به مهم بودن بحث اقتصادی در ساخت سوله، باید ابعاد استانداردی به منظور ساخت سوله استفاده شود

طول استاندارد سوله

یکی از عواملی که سبب تاثیر هر چه بیشتر تغییرات دمایی بر سوله ها می شود، طول سوله می باشد و هر چه طول سوله بیشتر باشد این تاثیرات روی استحکام سوله ها بیشتر خواهد بود. طول استانداردی که برای سوله ها در نظر گرفته می شود، 90 متر می باشد.

عرض سوله

عرض سوله ها یکی موارد تعیین کننده در استاندارد بودن سوله است. به طور معمول عرض استاندارد برای سوله در حدود 20 الی 30 متر در نظر گرفته می شود

ارتفاع مناسب سوله

در نظر گرفتن ارتفاع مناسب برای سوله ها تاثیر بسیاری در میزان هزینه ها و آهن های مصرفی می گذارد که ارتفاع مناسب و استاندارد برای سوله ها به اندازه 4 الی 25 متر است

شیب سوله

به طور استاندارد شیب سوله ها به اندازه ی طول دهانه آن ها بستگی دارد و به طور معمول حدود ده الی سی درصد طول دهانه می باشد

 

 

اجرای سوله

همانطور که اطلاع دارید سوله به منظور ساخت و ایجاد سالن های صنعتی و ورزشی مورد استفاده قرار می گیرد. طراحی سوله می تواند توسط افراد متخصص در شرکت و یا با کمک نرم افزار های متفاوتی انجام پذیرد. بعد از قسمت طراحی نوبت به مرحله اجرای سوله خواهد رسید که در ادامه سعی داریم مراحل اجرای سوله را شرح دهیم.

اولین مرحله به منظور اجرا و نصب سوله به این صورت است که ابتدا از زمینی که قرار است سوله مورد نظر در آنجا نصب گردد، بازدید می شود. در این مرحله مهندسان و طراحان شرکت مکان پروژه مورد نظر را بازدید نموده و مواردی مانند جنس خاک، میزان تراکم و … را به طور دقیق بررسی نموده تا متناسب با این موارد و شرایط به طراحی نقشه مورد نظر بپردازند.

مرحله بعدی بعد از بررسی شرایط اولیه، طراحی نقشه است که مهندسان و طراحان شرکت این کار را توسط نرم افزار هایی مانند XSTEEL انجام می دهند. شرکت های سازنده با توجه به پیشنهادهای ساخت، کار خرید ورق ها را انجام داده و سپس این ورق ها با توجه به نقشه هایی که در مرحله قبلی طراحی شد، برش می خورند و روی آن ها عملیات سوراخ کاری انجام می گیرد. بعد از مرحله سوراخ کاری، عملیات جوش کاری صفحات و رنگ کاری دو لایه انجام می گیرد. همزمان با عملیات ساخت سوله، روی زمین مورد نظر نیز اقداماتی از قبیل خاک برداری، تراز سازی، آرماتوربندی و بتن ریزی انجام می گیرد تا زمین مورد نظر برای ساخت سوله آماده گردد.

بعد از اینکه اقدامات مربوط به ساخت سوله انجام شد، سوله مورد نظر توسط تریلی به محل از پیش تعیین شده حمل می گردد

نکات اجرایی سوله

پس از اتمام کار بررسی اولیه مکان مورد نظر به منظور ساخت سوله و همچنین طراحی سوله مورد نظر، نوبت به کار ساخت سوله می رسد. به طور کلی در ساخت این سازه ها نکاتی وجود دارد که توجه و بکارگیری  آن ها باعث بهینه سازی طرح تجاری سوله ها می شود.

برخی از مهمترین نکاتی که در ساخت سوله ها باید مورد توجه قرار گیرد به شرح زیر است:

بازگشت هر چه سریع تر سرمایه گذاری نکته ای است که به منظور خرده فروشی و تدارکات برای تمامی شرکت ها بسیار حائز اهمیت است و این موضوع به روش های گوناگونی روی طراحی سوله تاثیر گذار خواهد بود

سازه های فلزی به راحتی قابل تغییر، تقویت و گسترش دادن می باشند و این مسئله تحت عنوان انعطاف پذیری و سازگاری برای سازندگان سوله بسیار مهم می باشد

از آنجا که مسئولیت تعمیر و نگه داری سوله ها به عهده ی خود شرکت سازنده می باشد لذا شرکت ها از موادی با کیفیت بالا و طول عمر بیشتر استفاده می نمایند تا بدین وسیله هزینه های تعمیر و نگه داری را کاهش دهند یکی از نکات مهم در ساخت و ساز سوله، استفاده از مصالح قابل بازیافت مانند فولاد و همینطور کاهش هزینه های انرژی می باشد. فولاد از جمله مصالحی است که بدون کاهش کیفیت و مقاومت می تواند بازیافت شودبه آن توسط جرثقیل و نیروی انسانی انجام می شود.

ابعاد استاندارد درب سوله

به طور معمول محدوده و ابعاد مشخصی را به منظور ساخت سوله به صورت استاندارد تعیین می کنند. به این صورت که معمولا اسکلت و میزان آهنی که به منظور ساخت سوله مورد استفاده قرار می گیرد در حدود سی الی پنجاه کیلوگرم بر متر مربع تعیین می شود.اکثر سازه معمولا از تعدادی ستون تشکیل می شوند. بهترین و استاندارد ترین فاصله به این منظور حدود شش الی نه متر است. اگر طول سوله ها از یک اندازه ای بیشتر شود تعییرات دما به شدت استحکام آن ها را تحت تاثیر قرار خواهد داد لذا اندازه ی طول استاندارد برای سوله ها، 90 متر در نظر گرفته می شود همین طور عرض این سوله ها نیز باید بین 20 تا 30 متر باشد. از طرف دیگر اندازه ارتفاع سوله بر روی میزان مصرف آهن به شدت تاثیر گذار خواهد بود لذا ارتفاع استاندارد در نظر گرفته شده برای سوله ها از 4 تا 35 متر در نظر گرفته می شود

 

 عرشه فولادی

عرشه فولادی  یکی روش های نوین در ساختمان سازی می باشد که سرعت ساخت و ساز را دو چندان خواهد کرد. عرشه فولادی نوع خاصی از سقف هاست که از ورق های گالوانیزه ذوزنقه ای و برش گیرها ساخته می شود. مواد تشکیل دهنده ی یک عرشه فولادی شامل دال مرکب فولادی بتنی و ورق های گالوانیزه ذوزنقه ای می شود.

از جمله مزایای یک عرشه فولادی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

سرعت اجرا و دوام این روش نسبت سایر روش ها بسیار بالا است

ارزش اقتصادی عرشه فولادی به دلیل عملکرد مناسب آن بسیار زیاد می باشد

عرشه فولادی به منزله یک سکو برای کارگران عمل می نماید و لذا خطر سقوط نیروی انسانی را به شدت کاهش میدهد

تاسیسات ساختمانی در عرشه فولادی به راحتی قابل نصب شدن هستند

انواع پوشش سقف سوله ها

در ساخت سوله ها می توان از ساندویچ پانل در پوشش سقف و دیواره های آن استفاده کنیم سقف سوله ها را با توجه به نوع کاربری آن ها می توان از ۳ نوع پانل مختلف به شرح ذیل استفاده نمود:

استفاده از ساندویچ پانل با فوم عایق پلی استایرن

استفاده از پانل ساخته شده با ورق گالوانیزه و پشم شیشه

استفاده از پانل ساخته شده با ورق آلومینیومی و پشم شیشه

هر سه مورد بالا دارای مزایا و معایب خود می باشند و در واقع نام هر کدام از آنها را می توان ساندویچ پانل سقفی نهاد، زیرا ساختاری لایه ای دارند. برای انتخاب بین این سه نوع برای سقف سوله های خود پیشنهاد ما استفاده از ساندویچ پانل پلی استایرن می باشد. پلی استایرن جدیدترین فوم داخلی برای پنل ها می باشد که خاصیت نسوز بودن و ضد آب و عایق استاندارد حرارتی و رطوبتی می باشد.

تاسیسات سوله

هر سوله با توجه به نوع کاربری تاسیسات مشخصی را باید در ان اجرا تمود و این اجرا نیاز به نقشه های ازپیش تهیه شده ای دارد که مجری بتواندآن را اجرا کند این نقشه ها توسط مهندس برق و مکانیک تهیه میشود هرچقدر این نقشه ها دقیق تر باشد اتلاف انرژی در آن سازه کمتر میشود

پیش‌بینی سوله برای آینده:

ترکیب یک سوله (دوقلو یا بچه سوله و…) یا در حال طرح معمولاً نه تنها باری به آن اضافه نمی‌کند بلکه با توجه به مهار آن وایجاد لنگرهای برعکس در ستون آن هم از نظر تنش و هم از نظر جابجایی وضعیت آن را بهتر می‌کند. اما در مورد سوله‌هایی که قرار است به صورت دوقلو یا چند قلو طراحی شوند، اما فعلاً کارفرما نمیخواهد که یکی از آن‌ها را بسازد و بعدها در صورت تأمین مالی بخش دیگر را بسازد، قضیه فرق می‌کند و از آنجا که در چند سالی که این سوله به صورت تنها استفاده می‌شود، چنانچه مورد فشار بار باد ماکزیمم یا برف که برای آن طرح شده قرار گیرد، ممکن است عملکرد دیده شده در طرح را نداشته و تخریب گردد.

در این موارد اولاً بایستی سوله‌ای که فقط قرار است ساخته شود را نیز جداگانه مدل نمود و آن را مورد بررسی و ارزیابی قرار دارد. چنانچه تنش‌های این سوله به تنهایی بیشتر از حد مجاز است لازم است آن را تقویت نمود، اما اگر صرفاً در حالت تنها جابجایی آن قدری از حد مجاز فراتر رود به نظر می‌رسد می‌توان تا حدودی خاص که باید به تأیید دستگاه‌های زیربط برسد و این میزان بستگی به تعهد کارفرما در مورد ساخت قسمت نهایی سوله در مدت زمان محدود دارد می‌توان این جابجایی را نادیده گرفت.