سازه فلزی امروزه تشکیل دهنده بدنه ی اکثر ساختمان هاست و امروزه این واژه در ساختمان سازی بسیار استفاده می شود. سازه فلزی از جنس فولاد و از تیر و ستون هایی که بصورت عمودی و افقی به هم متصل شده اند، تشکیل می گردد که اسکلت به کمک همین ستون ها تیر و ستون ها ساختمان را پایدار نگه می دارد.
اجرای سازه های فلزی نسبت بتنی بسیار سریع تر و ایمن تر انجام می شود چون این نوع سازه ها در کارخانه تولید شده و زیر نظر تیم کنترل کنترل کیفیت بوده اند. آرماتور بندی و قالب بندی در سازه های فلزی بسیار سریع تر از نوع بتنی است و همچنین این ساختمان فلزی در مقایسه با بتن دردسر هایی مثل آزمایش خاک، عمل آوری بتن و … را ندارد.
از زمانی که درخواست ساخت داده می شود تا لحظه نصب هیچ سیستم ساخت و ساز دیگری با سیستم سازه های فولادی پیش ساخته از لحاظ مقرون به صرفه بودن اقتصادی، انعطاف پذیری، سرعت ساخت بالا و نصب راحت قابل مقایسه نیست.
و همچنین به علت اینکه فولاد در کارخانه تولید می شود و شرایط بهتر کنترل کیفیت فولاد نسبت به بتن، فولاد و سازه های فلزی را نسبت به بتن و سایر مصالح ساخت و ساز متمایز می کند.
مزایای سازه فلزی:
۱- امکان توسعه سازه بعد از اتمام وجود
دارد.
۲- امکان اتصال چند قطعه به یکدیگر وجود
دارد.
۳- قطعاتی در کارخانه به صورت پیش ساخته
هستند.
۴-اجرا و نصب آنها سرعت بالایی دارد.
۵- فضای کمتری نسبت به بتن اشغال می کند.
۶- و در ارتفاع زیاد کاربرد دارد
یکی از دلایل پیشرفت سریع کشورهای نو ظهوراز نظر کارشناسان استفاده از سازه های فولادی پیش ساخته درساخت و سازهای سریع همراه با کیفیت زیر ساخت های تجاری،درمانی،صنعتی و مسکونی این کشورها می باشد.
معایب سازه فلزی :
۱-ساختمان های با سازه فلزی در گرمای شدید تعادل ساختمان از بین می رود.
۲-قطعات مصرفی در ساختمان های فلزی شامل : خوردگی و فساد و زنگ زدگی فلزات در برابر عوامل خارجی و جوی سبب ایجاد هزینه های ناشی از تعمیرات می گردد.
۳-تمایل قطعات فشاری به کمانش : با توجه به اینکه قطعات فلزی زیاد و ابعاد مصرفی معمولا کوچک است، تمایل به کمانش در این قطعات یک نقطه ضعف بحساب می رسد
۴-جوش نامناسب در ساختمان های فلزی اتصال قطعات به همدیگر با جوش، پرچ، پیچ صورت میگیرد. استفاده از پیچ و مهره وتهیه، ساخت قطعات در کارخانجات اقتصادی ترین، فنی ترین کار می باشد که در کشور ما برای ساختمانهای متداول چنین امکاناتی مهیا نیست. اتصال با جوش بعلت عدم مهارت جوشکاران، استفاده از ماشین آلات قدیمی، عدم کنترل دقیق توسط مهندسین ناظر، گران بودن هزینه آزمایش جوش و...... برزگترین ضعف میباشد
اجرای اسکلت فلزی:
در ابتدای امر باید زمین مورد نظر را از لحاظ مقاومت بررسی کرده و آزمایشهای لازم را انجام دهیم سپس اقدام به اجرای اسکلت کنیم که مراحل اجرا عبارتند از:
۱-پی کنی :
مقاومت فشاری نوع خاک بویژه از نظر ریزشی بودن که از طریق ازمایش بدست میاید، وضعیت آب زیر زمینی، عمق یخبندان و سایر ویژگیهای فیزیکی خاک که با آزمایش از خاک آن محل مشخص می شود، بسیار ضروری است. در خاکبرداری پی هنگام اجرا زیر زمین ممکن است جداره ریزش کند یا اینکه زیر پی مجاور خالی شود که با وسایل مختلفی باید شمع بندی و حفاظت جداره صورت گیرد ؛ به طوری که مقاومت کافی در برابر بارهای وارده داشته باشد یکی از راه حلهای جلوگیری از ریزش خاک و پی ساختمان مجاور، اجرای جز به جز است که ابتدا محل فنداسیون ستونها اجرا شود و در مرحله بعدی، پس از حفاری تدریجی، اجزای دیگر دیوار سازی انجام گیرد.
۲-اتصال ستون به شالوده:
جزئیات اتصال ستون فلزی به شالوده بتنی به نیروی موجود در پای ستون بستگی دارد. در ستون با انتهای مفصلی فقط نیروی فشاری و برشی از ستون به شالوده منتقل می‌شوند. اگر لنگر خمشی را به شالوده منتقل کنند، در آن صورت، نیاز به طرح اتصال مناسب برای این کار خواهند داشت که اتصال گیردار خوانده می‌شود.
۳-بتن ریزی :
بعد از این مرحله نوبت به بتن ریزی می‌رسد که دارای اهمیت فروان است. بتن مورد نظر یا از کارخانه تخلیه بتن یا در محل آماده می‌شود.مقاومت فشاری بتن حتماً باید مورد آزمایش قرار بگیرد. برای آزمایش بتن کافی است نمونه مکعبی یا استوانه‌ای از آن را تهیه و برای مشخص نمودن مقاومت فشاری و کششی، به آزمایشگاه بفرستند تا مقاومتی که مورد نظر بوده است داشته باشد. اگر بیشتر باشد مشکلی نیست ولی نباید مقاومت بتن از مقاومت ذکر نموده ( مقاومت استانداد طبق نقشه محاسباتی ) کمتر باشد.
۴-ساختن ستون ها:
مراحل ساختن ستون شامل برش ستونها، برش پروفیل‌های آن، مونتاژ ستونها، سپس برش ورق‌های ستون، مونتاژ آن ورق‌ها روی ستون و پس از آن ساختن نشیمن تیرها و مونتاژ آنها روی ستونها است.
در طبقات بالاتر، از تیر آهن های با نمره پایین‌تر نسبت به طبقات پایین استفاده می‌شود و دلیل آن هم کاهش بار در طبقات فوقانی است.
برای تقلیل اندازه ستون، روش معمول این است اختلاف ضخامت توسط اتصال پلیت در طرفین و جوشکاری آن صورت می‌پذیرد.
ستونها به وسیله قلاب‌هایی که در سر آن وصل شده توسط جرثقیل بلند شده و در محل مورد نظر که قبلاً آکس در روی بیس پلیت مشخص شده قرار میگیرد.
پس از اینکه جوشکاری‌های اولیه صورت گرفت و ستون در محل خود قرار گرفت در این مرحله باید بقیه نبشی‌ها و پلیت‌های لازم به پایه ستون و صفحه ستون جوش شود و در داخل نبشی‌ها حتماً لچکی‌هایی جوش شوند.
لچکی عبارت است از تکه‌ای از پلیت به ضخامت مشخص که شکل آن تقریباً ذوزنقه‌ای شکل بریده شده و بر دل نبشی‌های متصل شده جوش می‌شود.
جوش دادن نبشی‌های به ستون و صفحه بیس پلیت عیب این شکل رنگ نزدن به فلزات برای جلوگیری از عمل اکسیدن شدن فلزات است.
۵-ساخت ونصب تیرها:
به دلیل این که توان تیرها را بالا ببرند، اقدام به لانه زنبوری کردن تیرها می‌کنند. برای این منظور با استفاده از شابلن که در اختیار جوشکار قرار می‌دهند و به کمک هوا گاز اقدام به برش می‌کنند. قطعات جدا شده را دوباره تحت شرایطی به هم جوش می‌کنند. سپس دو سر تیر را به کمک پلیت وصله می‌کنند و این کار به دلیل آن است که هنگام کار گذاشتن تیر لانه زنبوری در دو سر نیروی برش حداکثر است. برای مقابله با نیروی برش این کار صورت میگیرد.
برای سوار نمودن تیرها بر ستونها قبلاً در ارتفاعات مشخص، تیر به ستون سوار می‌شود. در این ارتفاعات نبشی‌هایی قرار گرفته و تیرها بر روی آنها جوش می‌شوند.
این نبشی‌ها هنگامی که ستون را هنوز به صورت ایستاده قرار نداده و روی زمین افتاده‌اند، صورت میگیرد.
۶-اجرای بادبندها:
به طور کلی دلیل اجرای بادبند که مقاومت ساختمان در برابر نیروهای افقی مانند طوفان و زلزله و…افزایش یابد.اجرای بادبند به این صورت است که بنا به محاسبه برای بادبند از پروفیل ناودانی تک یا جفت و….استفاده می‌شود.بعد از اینکه نوع پرویفل طبق محاسبات انتخاب شد از یک سر ستون به پایه دیگر آن به صورت چپ و راست نصب می‌شود و باید از دو طرف کاملاً به وسیله ورق و جوش مهار شود. طرف دیگر نیز به همین صورت اجرا می‌شود و در نهایت به صورت ضربدر درمی‌آید. و محل برخورد دو ضربدر را به وسیله یک پلیت، طبق نقشه محاسباتی ابعاد و ضخامت آن، مهار می‌کنند.با توجه به نیرویی که وارد می‌شود ابعاد وصله و خود پروفیل بادبند تغییر می‌کند. مثلاً هر چه به طبقات پایین‌تر نزدیک می‌شوند، قطورتر انتخاب شده، چون نیروی زلزله در طبقات پایین‌تر بیش از طبقات بالا است.