تعریف سازه فولادی

سازه فولادی چیست؟
سازه فولادی، یکی از انواع سازه های فلزی است که برای اجرای سیستم اسکلت بندی آن از فولاد ساختمانی استفاده می شود.

بسیاری از ساختمان های مسکونی بلند، برج های تجاری، سوله های صنعتی، پل های کابلی و پل های معلق دارای اسکلت فولادی هستند.

تاریخچه سازه فولادی:
تاریخچه سازه های فولادی ارتباط بسیار نزدیکی با معرفی فولاد ساختمانی دارد.

پیش از اختراع فولاد ساختمانی، آلیاژهای دیگر آهن نظیر «آهن ورزیده» (Wrought Iron)، «چدن» (Cast Iron) و فولاد معمولی در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گرفتند.

آهن ورزیده (ترکیب آهن و کمتر از 0.08 درصد کربن)، برای قرن ها توسط آهنگران به منظور ساخت راه آهن، درب های وروردی و تزئینات به کار گرفته می شد.

در اواخر دهه 1840 میلادی (اواخر دهه 1210 شمسی)، این ماده در آستانه به یک ماده متداول تبدیل شد.

هدف تجاری اختراع چدن (ترکیب آهن و بین 2.1 تا 4 درصد کربن)، جایگزینی چوب در ساخت گاوآهن، ماشین های نساجی و ظروف آشپزی بود.

با گذشت زمان، این ماده برای ساخت لوله در سیستم های پایپینگ و تأسیسات بهداشتی ساختمان نیز مورد استفاده قرار گرفت. با این وجود، مشخصات مکانیکی چدن نظیر مقاومت کششی و انعطاف پذیری پایین، مانع از به کارگیری آن به عنوان مصالح ساختمانی می شد.

در گذشته، آلیاژ فولاد (ترکیب آهن و کمتر از 1.25 درصد کربن) یک ماده گران بود که فقط برای ساخت وسایلی نظیر ساعت، فنر، داس و شمشیر مورد استفاده قرار می گرفت.

هزینه بر بودن روش تولید این آلیاژ، آن را به یک ماده گران تبدیل می کرد. این مسئله، مانع از به کارگیری فولاد معمولی به عنوان مصالح ساختمانی می شد. با این وجود، مجامع مهندسی از مشخصات مکانیکی بسیار مناسب فولاد برای ساخت سازه های مختلف آگاه بودند.

در قرن 19 میلای (قرن 13 شمسی)، آهن ورزیده به دلیل مشخصات مکانیکی قابل قبول و هزینه تولید معقول، به عنوان گزینه مناسبی برای ساخت سازه های فلزی در نظر گرفته می شد.

تا اینکه در سال 1856 میلادی (1235 شمسی)، یک مهندس بریتانیایی به نام «هنری بسمر» (Henry Bessemer)، روشی را برای تولید انبوه فولاد با هزینه بسیار کمتر از روش های مرسوم ابداع کرد.

به این ترتیب، کاربرد سازه ای آهن ورزیده با نزول و به کارگیری فولاد با صعود رو به رو شد. برج ایفل، آخرین سازه عظیم ساخته شده توسط آهن ورزیده است.

استحکام فولاد، به اندازه کمی از آهن ورزیده بالاتر بود. با این وجود، پیشرفت های بیشتر در تولید انبوه آن با هزینه کمتر، باعث برتری این آلیاژ شد.

تولید گسترده فولاد در اوایل قرن 20 میلادی (اواخر قرن 13 شمسی)، معرفی عضوهای سازه ای پرکاربردی را در پی داشت که امروزه با عنوان تیر بال پهن (W) شناخته می شوند.

با گذر زمان، استفاده از عضوهای فولادی و سازه های اسکلت فولادی گسترش یافت. استفاده از فولادی ساختمانی، امکان اجرای سازه هایی با ارتفاع بیشتر و وزن کمتر را فراهم کرد.

امروزه، فولاد، مهم ترین مصالح ساختمانی در دنیای مهندسی است. از این رو، عملکرد مصالح ساختمانی دیگر معمولا با این ماده مقایسه می شود.