انتخاب نوع سازه مناسب برای سوله های انبار

طراحی و اجرای ساختمانهای اداری و صنعتی

انبارهای ساخته شده با اسکلت فلزی پیش‌ساخته، ساختمان‌هایی هستند که سازه فلزی آن به عنوان سازه باربر اصلی است. این ساختمانها از فولاد به عنوان مصالح اصلی ساخت ساختمان استفاده می‌کنند که از ویژگی‌های آن می‌توان به وزن سبک، استحکام بالا، دوام خوب و ساخت سریع اشاره کرد. انبارهای اسکلت فلزی به طور گسترده در تولید صنعتی، لجستیک تجاری و انبارداری استفاده می‌شوند و می‌توانند نیازهای مختلف ذخیره‌سازی و تدارکات را برآورده سازند.

انواع انبارهای سازه اسکلت فلزی

انبار اسکلت فلزی یک طبقه

انبار اسکلت فلزی یک طبقه رایج‌ترین نوع انبار است. این نوع انبار شامل قاب‌های سازه فولادی، پانل‌های دیواری، پانل‌های سقفی، درها، پنجره‌ها و غیره است. این نوع انبار برای نیازهای انبارداری در هر اندازه و ابعادی مناسب است و می‌تواند یک سوله ذخیره‌سازی ساده یا یک انبار تدارکاتی بزرگ باشد.

انبار اسکلت فلزی چند طبقه

انبار اسکلت فلزی چند طبقه معمولاً در یک ساختمان کارخانه چندطبقه که می‌تواند فضاهای چندگانه‌ای را درون خود جای دهد، توسعه می‌یابد. علاوه بر این، سطح اشغال ستون سازه فلزی کوچک است که می‌تواند باعث کاهش اشغال فضاهای داخلی و افزایش استفاده بهینه از فضاهای قابل استفاده شود.

انبار اسکلت فلزی سردخانه

انبار اسکلت فلزی سردخانه نوعی انبار است که مخصوص نگهداری کالاهای یخچالی یا منجمد استفاده می‌شود. این نوع انبار معمولاً دارای تجهیزات تبرید و تجهیزات حفظ دمای پایین، دربهای ایزوله و عایق‌بندی شده‌اند. انبار اسکلت فولادی سردخانه برای نگهداری مواد غذایی سرد، دارو و سایر کالاهایی که باید در دمای پایین نگهداری شوند، مناسب است.

انبار اسکلت فلزی دهانه بزرگ

انبارهای اسکلت فلزی دهانه بزرگ نوعی از انبارهای وسیع هستند که ممکن است دهانه آن‌ها صدها متر طول داشته باشد. این نوع از انبارها معمولاً از خرپاهای فلزی دهانه بزرگ بر روی پی‌های بتنی تشکیل می‌شوند تا بتوانند بار سنگین سقف‌های وسیع را تحمل کنند. این نوع انبارها مناسب شرکت‌های تولیدی بزرگ، بنادر کشتیرانی، لجستیک هوایی و غیره است.

اجزای سازه‌ای سوله‌های انبار

سوله‌ها، از تعداد زیادی قاب‌های شیب‌دار متصل‌ به‌ هم تشکیل می‌شوند که به آن‌ها، قاب‌‌های اصلی گفته می‌شود. این قاب‌ها، توسط اجزای مختلفی به یکدیگر متصل می‌شوند تا بتوانند نیروهای ثقلی و جانبی (باد و زلزله) وارد بر سوله را تحمل کنند. در شکل زیر برخی از اجزای سوله‌ها مشخص شده‌اند.

قاب‌‌های اصلی ( شماره 11 و 12 در تصویر فوق)

قاب‌های اصلی، از ستون‌ها و تیرها تشکیل‌ شده است. تیر شیب‌دار و ستون‌های سوله، از مهم‌ترین و اصلی‌ترین اجزای تشکیل‌دهنده سوله‌ها هستند. به تیرهای شیب‌دار سوله، اصطلاحاً رفتر (Rafter) نیز گفته می‌شود. در کشور ما ستون‌ها و رفترها دارای ساختار غیر منشوری هستند. یعنی به دلیل تغییرات لنگر در ستون‌ها و رفترها، مقطعشان را در طول عضو، به‌ صورت متغیر اجرا می‌کنند تا اجرای سوله ازلحاظ اقتصادی به‌ صرفه‌تر باشد.

بزرگ بودن دهانه‌ها در سوله‌ها، باعث می‌شود تا ابعاد تیرها و ستون‌ها بزرگ‌تر از پروفیل‌های موجود در بازار باشند. بدین‌جهت برای اجرای این سازه نمی‌توان از پروفیل‌های موجود در بازار استفاده کرد بلکه باید به‌ صورت تیر ورق اجرا نمود. یعنی برای ساخت تیرها و ستون‌ها، ابتدا با توجه به مقاطع مورد نیاز، ورق‌ها برش داده می‌شوند و سپس به هم جوش می‌دهند تا تیر یا ستون مطلوب، آماده شود. سپس ستون‌ها را از پایین به صفحه‌ ستون و از بالا به رفتر (به‌ صورت اتصال فلنجی) متصل می‌کنند.

از آنجایی‌ که در جهت عرضی سوله، نمی‌توانیم از سیستم مهاربند استفاده کنیم (چون به دهانه‌های بزرگ احتیاج داریم)، در اغلب مواقع، قاب‌های اصلی، به‌ عنوان قاب خمشی در نظر گرفته می‌شوند. اما در جهت طولی می‌توانیم از مهاربندهای همگرا، جهت سیستم باربر جانبی استفاده کنیم، در نتیجه اینگونه می‌توان نتیجه گرفت که:

در جهت عرضی ← سیستم قاب خمشی

در جهت طولی ← سیستم مهاربندی همگرا

لاپه یا پرلین ( شماره 19)

پرلین‌ها، تیرهای فرعی سقف سوله هستند که در راستای طول سوله و در فواصل معین از هم، بین قاب‌های اصلی قرار می‌گیرند. وظیفه اصلی پرلین‌ها، تحمل وزن پوشش سقف سوله است. معمولاً از مقاطع سرد نورد شده z شکل یا ناودانی به‌ عنوان پرلین استفاده می‌شود. پرلین‌ها را با استفاده از تعدادی پیچ و نبشی‌های اتصال‌دهنده به رفتر قاب‌های اصلی متصل می‌کنند.

میل مهارهای سقفی یا سگراد (شماره 21)

لاپه‌ها (مقاطع z شکل و ناودانی) تحت اثر بارهای ثقلی، به‌ شدت مستعد کمانش پیچشی جانبی حول محور ضعیفشان هستند. بدین منظور با استفاده از میل مهارها در سقف، تلاش می‌کنیم تا لاپه‌ها را در جهت ضعیف مقطعش نگه‌ داریم. سگرادها، به‌ صورت کششی مؤلفه‌ای از نیروهای ثقلی را به رأس سوله منتقل کرده و با این کار، یک لنگر متعادل‌کننده حول محور ضعیف لاپه‌ها، اعمال می‌کنند و می‌توانند جلوی کمانش پیچشی جانبی را بگیرند. از مقاطع میلگردی به‌ عنوان سگراد استفاده می‌شود. سگرادها را با پیچ به لاپه‌ها متصل می‌کنند.

لاپه جانبی یا گیرت (شماره 23)

گیرت‌ها، المان‌‌هایی مفصلی در جداره سوله هستند که جهت نگه‌ داشتن دیوارهای سبک سوله استفاده می‌شوند. این المان‌ها، هم بار ثقلی دیوار و هم بار باد را تحمل می‌کنند. گیرت‌ها، عمدتاً وظیفه انتقال بار باد به ستون‌ها را بر عهده‌ دارند. معمولاً از مقاطع z شکل و ناودانی به‌ عنوان گیرت استفاده می‌شود. اتصال گیرت‌ها به یکدیگر و به ستون، معمولاً مفصلی است.

گیرت‌ها را به‌ گونه‌ای طراحی می‌کنند که نیروی باد را با خمش تحت محور قوی و نیروهای ثقلی را با خمش حول محور ضعیفشان تحمل کنند. چون در سوله‌ها، نیروهای باد از نیروهای ثقلی بزرگ‌تر می‌باشد.

استرات ( شماره 22)

استرات‌ها، متصل‌کننده‌ی قاب‌های اصلی سوله به یکدیگر هستند. علاوه بر این، می‌توان آن‌ها را همانند یک مهار طولی برای قاب‌ها نیز در نظر گرفت؛ زیرا با اتصال آن‌ها به ستون‌های قاب، طول مؤثر کمانش حول محور ضعیف ستون را کاهش می‌دهند و باعث افزایش پایداری ستون در برابر کمانش می‌شوند. معمولاً از مقاطع قوطی شکل به‌ عنوان استرات استفاده می‌شود و آن را برای نیروهای محوری طراحی می‌کنند. اتصال استرات‌ها به ستون، اغلب به‌ صورت مفصلی است. استرات‌ها می‌توانند در سقف یا قاب‌های طولی اجرا شوند.

توجه: عمده تفاوت استرات با گیرت، در عملکردشان است. مقطع و نوع اتصال استرات‌ها، برای انتقال نیروهای جانبی در راستای طول سوله طراحی می‌شوند اما گیرت‌ها، نگهدارنده دیوارهای سبک هستند و تنها برای عملکرد خمشی در برابر نیروهای ثقلی و باد طراحی می‌شوند.

مهاربندهای اصلی قائم ( شماره 7)

همانند سیستم‌های ساختمانی متداول، برای تأمین سیستم باربری جانبی در جهت طولی سوله، از مهاربندهای عموماً همگرا استفاده می‌شود. معمولاً از میلگرد، دوبل نبشی، دوبل ناودانی و لوله برای مهاربند جانبی سوله استفاده می‌کنند. هدف اصلی استفاده از مهاربندی، جلوگیری از تغییرشکل‌های سوله در زمان بهره‌برداری و مراحل نصب سوله، تأمین پایداری اعضای فشاری و مقاومت در برابر بارهای ناشی زلزله، باد و ترمز جرثقیل است.

مهاربند سقف شماره ( شماره 10)

وظیفه اصلی مهاربندهای سقفی به عنوان یکی از اجزای سوله ، ایجاد صلبیت کافی در سقف سوله، کمک به انتقال بارهای جانبی ناشی از سقف و حفظ پایداری چشمه‌های سقف می‌باشد. عمدتاً از مقاطع میلگرد بدین منظور استفاده می‌کنند. میل مهارهای سقفی را به‌ صورت کششی طراحی می‌کنند.

وال پست (شماره 9)

در پیوست 6 استاندارد 2800 در مورد سازه‌های صنعتی صحبت نشده است. سوله‌ها سازه‌های کم ارتفاع و سبک بوده و عموماً بار باد بر آن‌ها حاکم است. دیوارهای سوله بایستی در مقابل بار باد یا زلزله طراحی شوند و دارای اتصالات مناسبی باشند. اتصال مناسب در سوله‌ها باید طوری باشد که با تغییرات دمای محیط، المان‌های فولادی که دچار ازدیاد طول می‌شوند، دچار کمانش و تخریب دیوار نشوند. اگر اتصال وادار مقید و جوشی در نظر گرفته شود، بدلیل مقید بودن وادار و عدم اجازه تغییر طول، وادار کمانش کرده و دیوار تخریب می‌شود. نکات اجرایی وال‌پست‌ها در مقاله مرتبط در سایت سبزسازه منتشر است و جهت اطلاعات بیشتر می‌توانید به آن مراجعه کنید.

سینه‌بند ( شماره 20)

برای جلوگیری از کمانش پیچشی-جانبی بال رفتر در نواحی که لنگر منفی است (بال پایینی تیر تحت‌ فشار است)، به‌ وسیله‌ی عضوی به نام سینه‌ بند و پیچ، بال تحتانی رفتر را به لاپه متصل می‌کنند. مقطع مورد استفاده برای سینه‌بند عمدتاً نبشی است و برای نیرویی معادل 2 درصد بال فشاری طراحی می‌گردد.

پی (شماره 1)

در سوله‌ها اغلب از پی‌های منفرد برای انتقال نیروها به خاک استفاده می‌شود. به دلیل سبک بودن سوله‌ها نسبت به ساختمان‌های فلزی، نیروی جانبی باد از نیروی زلزله بیشتر بوده و بر طرح، حاکم می‌شود. به همین دلیل، پی‌های منفرد را در جهت طولی سوله با کلاف کششی به هم متصل می‌کنند تا جلوی بلند شدگی سوله (Uplift) تحت نیروهای جانبی گرفته شود. همچنین برای غلبه بر نیروی بلند شدگی، عمق استقرار پی‌ها را نیز افزایش می‌دهند تا با افزایش وزن خاک روی پی، جلوی این پدیده را بگیرند.

به دلیل فلزی بودن ستون‌ها در سوله، در صورت قرارگیری پی در زیر خاک، مشکل خوردگی ستون فلزی یکی از معضلاتی است که دوام سوله را کاهش می‌دهد. به همین خاطر، با ایجاد یک ستونک کوتاه بتنی روی پی، از تماس مستقیم ستون با عوامل خورنده‌ی موجود در خاک جلوگیری می‌کنند. به ستونک های بتنی، پدستال (Pedestal) گفته می‌شود. البته پدستال ها، فواید سازه‌ای ویژه‌ای نیز دارند که در این ایبوک، به آن‌ها پرداخته نمی‌شود.

در طراحی سوله‌ها، اتصال ستون‌ها به پی به‌ صورت مفصلی در نظر گرفته می‌شود زیرا با توجه به منفرد بودن پی‌ها و نیز عدم استفاده از شناژ در جهت عرضی سوله، تحت اثر بارهای مختلف، پی به‌ راحتی دوران کرده و دوران منجر دوران تکیه‌گاه و مفصلی شدن واقعی می‌شود. در صورتی می‌توانیم اتصال پای ستون‌ها را گیردار در نظر بگیریم که مطمئن باشیم پی سوله تحت نیروها و لنگرهای اعمالی، دوران قابل‌ ملاحظه‌ای نخواهد داشت.

جرثقیل ( شماره 18)

از آنجایی‌که سوله‌ها عمدتاً مصارف صنعتی دارند و یا جهت انبار کالاهای مختلف استفاده می‌شوند، استفاده از جرثقیل‌های سقفی برای حمل و جابه‌جایی اجسام رایج می‌باشد. جرثقیل‌های سقفی می‌توانند به‌ صورت عرضی و طولی در تمام نقاط سالن حرکت داشته باشند. یک جرثقیل به‌ طور کلی از ارابه، پل، چرخ‌های راهبر و یک ریموت تشکیل می‌شود.

مجموعه جرثقیل بر روی تیری به نام تیر حمال (شماره 16) قرار می‌گیرد معمولاً این تیر در تمام طول سالن و در دو انتهای عرض سالن قرار می‌گیرد. بین تیر حمال و چرخ راهبر یک پروفیل فلزی به‌ عنوان ریل قرار می‌گیرد. تیر حمال نیز، بر روی تیر دیگری به نام تیر نشیمن یا براکت قرار می‌گیرد که به ستون جوش داده می‌شود.

بست قورباغه‌ای

بست‌های قورباغه‌ای یا مهارکش‌ها کاربرد بسزایی در مهاربندی افقی و قائم دارند. در بادبندهای با مقطع میلگرد که مقاومت فشاری در مقابل مقاومت کششی بسیار پایین است، در صورت عدم ایجاد نیروی پیش تنیدگی، تحت اثر وزن خود دچار لقی و افتادگی می‌شوند. به همین سبب ممکن است رفتار مهاربندها تحت اثر بارهای جانبی دچار مشکل شود. برای پیش تنیدگی اولیه در اعضای مهاربندها، از بست‌های قورباغه‌ای استفاده می‌شود.

مزایای انبارهای اسکلت فلزی

فضای بیشتر جهت انبارش

فضای بیشتر تاثیر مستقیم در عملکرد و سودآوری کسب و کار شرکتها دارد، انبارهای اسکلت فلزی که البته معمولا ً همان سوله‌ها هستند، بهترین انتخاب برای آنهاست. زیرا می‌توانند از فضای موجود بهینه‌ترین استفاده را بکنند. از آنجایی که مقاومت فشاری و خمش جانبی فولاد بطور متوسط 1.5 برابر بتن است، در ابعاد یکسان می‌توان مقطع را با همان مقاومت کاهش و در نتیجه فضای کاربری ساختمان انبار را افزایش داد.

زمان ساخت کوتاه

مقاطع فولادی را می‌توان پیش از انتقال به محل پروژه در کارخانه برش داده و مونتاژ و سپس براساس اولویت اجرا به محل پروژه حمل و نصب نمود بنابراین به موازات ساخت مقاطع اسکلت فلزی سایر آیتم‌های اجرایی که نصب سازه اسکلت فلزی پیش نیاز آنها نیست را می‌توان بطور همزمان اجرا نمود که در این حالت مدت زمان کلی ساخت و ساز و هزینه پروژه بسیار کاهش خواهد یافت.

صرفه جویی در مصرف انرژی و سازگاری با محیط زیست

مصالح فولادی 100 درصد قابل بازیافت هستند. دیوارهای ساندویج پانل که سازگاری خوبی با سازه های اسکلت فولادی دارند، عایق حرارتی و و صوتی بسیار خوبی نیز هستند. بنابراین سازه های اسکلت فولادی سازگاری بیشتری با حفظ محیط زیست دارند.

شرکت آگرین‌پی با بهره‌مندی از سالها تجربه در طراحی و ساخت انواع سازه‌های صنعتی، پس از دریافت الزامات و نیازمندی‌های کارفرما، شرایط محل ساخت انبار و ... بهینه‌ترین پیشنهاد ممکن را جهت ساخت سوله‌های انبار را به کارفرمایان محترم خواهد داد.

منابع: