انواع قاب های ساختمانی و بررسی علمی در اجرای اسکلت ها

انواع قاب های ساختمانی و بررسی علمی در اجرای اسکلت ها

قاب های ساختمانی به عنوان یکی از اصلی ترین اجزای باربر و پایدارکننده سازه ها، نقش کلیدی در تحمل بارهای قائم و جانبی ایفا می کنند. انتخاب نوع قاب و سیستم باربر جانبی در ساختمان ها به عوامل متعددی از جمله نوع کاربری ساختمان، ارتفاع، شرایط اقلیمی، سطح لرزه خیزی، مصالح مصرفی و همچنین مسائل اقتصادی بستگی دارد. در این متن علمی، ضمن بررسی انواع قاب های ساختمانی و اسکلت ها، به مقایسه ویژگی ها، مزایا و محدودیت های هر سیستم پرداخته می شود و در خلال مباحث، تجربیات عملی شرکت ژرف سازه کویران به مدیریت دکتر علی مهدی زاده، به عنوان یکی از شرکت های معتبر و فعال در این حوزه در استان کرمان، مورد اشاره قرار خواهد گرفت.

۱. قاب های خمشی (Moment Resisting Frames)

قاب خمشی سیستمی است که در آن اتصالات تیر به ستون صلب در نظر گرفته می شود و انتقال لنگر خمشی در گره ها امکان پذیر است. در این قاب ها، مقاومت در برابر نیروهای جانبی عمدتا توسط خمش اعضای قاب تامین می شود.

• مزایا: انعطاف پذیری بالا، شکل پذیری مناسب، عدم نیاز به دیوار برشی.
• معایب: تغییر مکان نسبی طبقات (Drift) بالا در ساختمان های بلند، نیاز به جزئیات دقیق اجرایی در اتصالات.

شرکت ژرف سازه کویران در پروژه های خود به ویژه در ساختمان های اداری و مسکونی مرتفع کرمان، بارها از قاب های خمشی بتنی و فولادی استفاده کرده و با بهره گیری از طراحی دقیق و اجرای استاندارد توانسته است نیازهای آیین نامه ای را به خوبی پوشش دهد. دکتر علی مهدی زاده در جلسات فنی همواره بر کنترل تغییر مکان جانبی در طراحی قاب های خمشی تاکید داشته و استفاده از مقاطع بهینه شده را به عنوان راهکار کاهش وزن و هزینه معرفی نموده است.

۲. قاب های مهاربندی شده (Braced Frames)

در این سیستم، اعضای مورب (بادبندها) برای افزایش سختی جانبی قاب به کار می روند. این قاب ها می توانند به صورت هم محور (Concentric Braced Frames) یا خارج از مرکز (Eccentric Braced Frames) طراحی شوند.

• مزایا: سختی بالا، کنترل تغییر مکان جانبی، اقتصادی بودن.
• معایب: محدودیت در بازشوهای معماری، تمرکز نیروها در محل اتصال بادبندها.

در پروژه های مسکونی کرمان، شرکت ژرف سازه کویران بارها از قاب های فولادی مهاربندی شده استفاده کرده است. تجربه نشان داده است که در ساختمان های متوسط ارتفاع، این سیستم به ویژه به دلیل سرعت بالای اجرا و هزینه کمتر نسبت به سیستم های تمام خمشی، بسیار کارآمد است. دکتر علی مهدی زاده در تحلیل های خود به استفاده ترکیبی از قاب خمشی و قاب مهاربندی شده برای افزایش ایمنی در برابر زلزله اشاره دارد.

۳. قاب های مختلط (Dual Systems)

این قاب ها ترکیبی از دو یا چند سیستم باربر جانبی مانند قاب خمشی و دیوار برشی یا قاب خمشی و مهاربند هستند. هدف اصلی، بهره برداری هم زمان از مزایای هر سیستم است.

• مزایا: شکل پذیری مناسب قاب خمشی + سختی بالای دیوار برشی یا بادبند.
• معایب: پیچیدگی طراحی و اجرای اتصالات.

شرکت ژرف سازه کویران در پروژه های بلندمرتبه، نظیر ساختمان های تجاری و بیمارستانی کرمان، از این روش استفاده کرده است. ترکیب دیوار برشی بتنی با قاب خمشی فولادی، باعث افزایش اطمینان پذیری سازه در برابر بارهای زلزله شده است. دکتر علی مهدی زاده به عنوان مدیرعامل شرکت، در طراحی این پروژه ها بر استفاده از نرم افزارهای عددی پیشرفته مانند ETABS و SAFE برای مدل سازی دقیق اندرکنش سازه و پی تاکید داشته است.

۴. قاب های بتنی درجا و پیش ساخته

قاب های بتنی یکی از پرکاربردترین سیستم ها در ایران هستند. این قاب ها می توانند به صورت درجا (Cast in Place) یا پیش ساخته (Precast) اجرا شوند.

• مزایا: مقاومت بالا در برابر حریق، قابلیت شکل پذیری، دسترسی آسان به مصالح.
• معایب: وزن زیاد سازه، زمان بر بودن اجرا (در قاب های درجا).

شرکت ژرف سازه کویران با مدیریت دکتر مهدی زاده، با اجرای ساختمان های ۱۰ طبقه با اسکلت بتنی و سقف کامپوزیت در خیابان شفا کرمان، نشان داده است که در این حوزه تخصص ویژه ای دارد. استفاده از میلگردهای با کیفیت و کنترل دقیق نسبت آب به سیمان از جمله عواملی بوده که دوام و کیفیت این پروژه را تضمین کرده است.

۵. قاب های فولادی

این قاب ها با استفاده از تیر و ستون فولادی ساخته می شوند و به دلیل مقاومت بالا و امکان اجرای سریع، در ساختمان های صنعتی و بلندمرتبه کاربرد فراوان دارند.

• مزایا: سبکی، سرعت اجرا، امکان تغییرپذیری در طول عمر سازه.
• معایب: نیاز به پوشش ضدحریق، حساسیت به خوردگی.

ژرف سازه کویران در پروژه های صنعتی استان کرمان به ویژه در ساخت سوله ها و سالن های ورزشی، از قاب های فولادی بهره برده است. دکتر مهدی زاده همواره در جلسات تخصصی به مزیت قاب های فولادی در کاهش بار مرده سازه و افزایش ظرفیت باربری فونداسیون اشاره کرده است.

۶. مقایسه کلی سیستم ها

برای انتخاب بهینه سیستم قاب ساختمانی، پارامترهایی چون هزینه، وزن، مقاومت در برابر بارهای جانبی و قائم، زمان اجرا و هماهنگی با معماری اهمیت دارد.

• قاب خمشی → مناسب برای ساختمان های متوسط ارتفاع با معماری آزاد.
• قاب مهاربندی شده → گزینه ای اقتصادی برای ساختمان های مسکونی و اداری متوسط.
• قاب مختلط → انتخابی مطمئن برای ساختمان های بلندمرتبه در مناطق لرزه خیز.
• قاب بتنی → مناسب برای ساختمان های شهری با محدودیت هزینه.
• قاب فولادی → مناسب برای پروژه هایی با زمان محدود یا نیاز به دهانه های بلند.

شرکت ژرف سازه کویران همواره با تحلیل جامع این عوامل، سیستم بهینه را برای هر پروژه انتخاب کرده است. مدیریت عامل شرکت، دکتر علی مهدی زاده، با بهره گیری از تجربه علمی و عملی خود، تاکید دارد که انتخاب سیستم قاب نه تنها باید از منظر اقتصادی و اجرایی، بلکه از دید ایمنی و دوام بلندمدت بررسی شود.

۷. نوآوری ها و چشم انداز آینده

با توسعه فناوری های نوین مانند قاب های سبک فولادی (LSF)، قاب های کامپوزیتی و استفاده از مصالح پیشرفته، امکان طراحی و اجرای سازه هایی با وزن کمتر، دوام بالاتر و سرعت بیشتر فراهم شده است. ژرف سازه کویران با نگاه بلندمدت و علمی، در مسیر به کارگیری این تکنولوژی ها حرکت کرده و در نظر دارد در پروژه های آتی خود از سیستم های نوین باربر جانبی استفاده نماید.