مشکلات رایج در ساخت سوله

اگر قصد دارید که را انجام دهید حتما اجزای سوله را به خوبی بشناسید و با کاربرد های آن آشنا باشید آیا می دانید وظیفه انتقال بار باد به ستون‌ها بر عهده کدام جزء تشکیل دهنده ی سوله است؟ انواع را می شناسید؟

در این مقاله جامع  ابتدا کاربرد های سوله را بیان خواهیم کرد و سپس به معرفی اجزای تشکیل دهنده سوله می پردازیم.

در این مقاله جامع چه می آموزیم؟

1. سوله چیست و چه کاربردهایی دارد؟

سوله به سازه‌های فلزی گفته می‌شود که تمرکز آن ایجاد محیطی بدون ستون میانی است که معمولاً با سقف شیبدار ساخته می‌شود. سوله‌ها یکی از پرکاربردترین سازه‌های صنعتی هستند. سوله‌ها بسته به کاربری‌های مختلف، معمولاً طول بلند و دهانه بزرگی دارند. از سوله‌ها در فعالیت‌های صنعتی و کشاورزی مانند کارخانه‌ها، انبارها، مرغ‌داری‌‌ها، آشیانه‌های هواپیما، سالن‌های ورزشی، تعمیرگاه‌ها، پارکینگ‌ها، دامداری‌ها، فروشگاه‌ها و موارد متعدد دیگر استفاده می‌شود. جهت اطلاعات بیشتر از ساخت اسکلت فلزی کلیک کنید.

سوله‌های مربوط به سالن‌های ورزشی و خط تولید کارخانجات بایستی ارتفاع بیشتری داشته باشند، در مقابل سوله‌های مربوط به بخش مرغ‌داری و کشاورزی می‌توانند با ارتفاع کمتر هم ساخته شوند. جالب است بدانید که خیلی از شرکت‌های بزرگ و کوچک دولتی و خصوصی با کمک این نوع سازه‌ها توانسته‌اند اهداف صنعتی و اقتصادی خود را پیش ببرند و به‌ راحتی قادر به توسعه و گسترش سوله‌‌های خود باشند.

یکی از عواملی که باعث محبوبیت این نوع سازه‌ها شده است، سرعت اجرای بالا و اقتصادی بودن آن است. در سال‌های قبل در کشور عزیزمان ایران، برای چنین اهداف صنعتی و تولیدی، سیستم‌های خرپاسازی بسیار متداول بوده اما هم اکنون سوله‌سازی به علت مزایای زیادی که دارد، جایگزین آن شده است.

سوله‌ها، از نظر طراحی نیز با سایر سازه‌ها متفاوت هستند، چون اولاً از تیرهای مایل با مقاطع غیرمنشوری در این سازه‌ها استفاده می‌شود و ثانیاً بنا به کاربری‌ سوله‌ها و شرایطی که از لحاظ معماری ایجاب می‌کنند، دهانه‌های بزرگتری هم در این سازه‌ها نیاز می‌باشد (به این معنا که نباید ستونی در وسط سوله وجود داشته باشد). علاوه‌بر موارد فوق، بار جانبی حاکم بر سوله برخلاف سازه‌های متعارف که بار زلزله است، بار باد می‌باشد. همچنین برای سقف سوله معمولاً از پوشش‌های سبک استفاده می‌شود، درحالی‌که در سایر سازه‌ها یک دال بتنی موجب عملکرد صلب دیافراگم می‌شود.

در ادامه ابتدا با برخی از اصطلاحاتی که در سوله‌ها به کار برده می‌شوند، آشنا خواهیم شد. در شکل زیر انواع شکل‌های سوله را مشاهده می‌کنیم.

شکل 1- انواع مدل‌های سوله

2. اجزای سازه‌ای سوله

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.

شکل 2- نمونه‌ای از یک سوله با اجزای آن

1.2. قاب‌ های اصلی:

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 در نظر گرفته می‌شوند. اما در جهت طولی می‌توانیم از ، 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

شکل 3- اتصال رفتر به ستون

 2.2. لاپه یا پرلین (Purlin):

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

شکل 4- لاپه Z یا C شکل

لاپه ها (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 لاپه ها 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 لاپه ها، اعمال کنند و می‌توانند جلوی کمانش پیچشی جانبی را بگیرند. از مقاطع میلگردی به‌ عنوان سگراد استفاده می‌شود. سگراد ها را با پیچ به لاپه ها متصل می‌کنند.

شکل 5- سگرادها و آرایش اتصال آن‌ها به لاپه‌ها

4.2. لاپه جانبی یا گیرت (Girt):

گیرت ها، المان‌ هایی 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. گیرت ها، عمدتاً وظیفه انتقال بار باد به ستون‌ها را بر عهده‌ دارند. معمولاً از مقاطع z شکل و ناودانی به‌ عنوان گیرت استفاده می‌شود. اتصال گیرت ها به یکدیگر و به ستون، معمولاً مفصلی است.

گیرت ها 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.

شکل 6- لاپه جانبی و جزئیات اجرایی آن

5.2. استرات (Strut):

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.

شکل 7- استرات‌ها

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.

شکل 8- مهاربند اصلی و اتصال آن به ستون

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.

شکل 9- مهاربندهای سقفی

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. در مقاله مرتبط در سایت سبزسازه منتشر است و جهت اطلاعات بیشتر می‌توانید به آن مراجعه کنید.

شکل 10- وال‌پست در سوله‌ها

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. 

شکل 11- روش‌های اجرای متداول سینه‌بند و اتصال آن به رفتر

 10.2. پی

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 () 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.

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.

شکل 12- پی سوله

11.2. جرثقیل

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 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.

شکل 13- معرفی اجزای جرثقیل

12.2. بست قورباغه ای

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.

شکل 14- بست قورباغه‌ای

3. اجزای معماری و غیرسازه‌ای سوله

در این بخش اجزایی که در عملکرد سازه در برابر بارهای وارده تأثیر ندارند را مورد بررسی قرار خواهیم کرد. اجزایی که در ادامه معرفی خواهد شد اگرچه ممکن است در ذهن برخی اهمیتی به اندازه اجزای سازه‌ای نداشته باشد، اما باید متذکر شد که عدم اجرای صحیح هر جزء ممکن است کل عملکرد سازه سوله را زیر سؤال ببرد.

1.3. آبرو یا گاتر (Gutter)

یکی از مسائل مهم معماری در اجزای سوله‌ ها، جمع‌آوری و هدایت آب‌های باران در سقف آن می‌باشد. برای این منظور در انتهای شیب سوله‌ها (شانه‌های سوله) یک کانال فلزی سراسری قرار می‌گیرد و با شیبی که در جهت طول سوله به آن می‌دهند، آب‌های جمع‌آوری‌شده سطحی را به لوله‌های قائم دفع آب هدایت می‌کند. به کانال فلزی نصب‌شده در انتهای شیب سوله اصطلاحاً آبرو گفته می‌شود.

نصب و اجرای آبروهای قابل‌اطمینان، در سوله‌های چند دهانه اهمیت بیشتری دارد، چون در صورت وجود هرگونه عیب و نقص در سیستم تخلیه و جمع‌ آوری آب باران، آب بر روی سقف سوله جمع می‌شود و می‌تواند باعث افزایش وزن سقف و آسیب رساندن به کل سازه شود. در مناطق پر باران کشور، این مسئله از اهمیت بالاتری برخوردار است و باید دقت شود. در مواردی هم، جمع شدن آب باران، موجب صدمه رساندن به تأسیسات شده و از طرفی نفوذ آب به داخل سوله، می‌تواند به کالاهای حساس به آب (مثل غلات، تجهیزات الکتریکی و…) که انبار شده‌ اند، خسارت وارد نماید.

شکل 15- آبرو و جزئیات اجرایی آن

2.3. فلاشینگ

برای جلوگیری از کنده شدن آبروها و همچنین پوشاندن نقاط مختلف سقف، از ورق‌های پوشاننده استفاده می‌شود که اصطلاحاً به آن فلاشینگ گفته می‌شود. همچنین عایق فلاشینگ درزهای بین ساندویچ پنل‌ها را می‌پوشند. فلاشینگ‌ها برای عایق‌بندی در مقابل ورود آب به داخل سازه‌ها، جلوگیری از ورود گرد و غبار، رطوبت و آب به داخل بدنه اصلی پانل‌ها و جلوگیری از پیچیدن باد و صدای حاصل از وزش باد کاربرد دارند.

شکل 16- فلاشینگ

3.3. پوشش سقف

در سوله‌ها از لحاظ سازه‌ای، دنبال سقف‌هایی هستیم که در عین‌ حال که سبک باشند، سرعت اجرایی بالایی داشته باشند و بتوانند بارهای ثقلی و باد را تحمل کند. پوشش سقف‌ها را بر روی پرلین های سازه‌ای نصب و اجرا می‌کنند.

در گذشته از پشم‌شیشه، ورق و پوشش‌ های آب‌بند کننده، به همراه توری‌های سیمی جهت احداث سقف‌ های سوله بر روی پرلین های سازه‌ای استفاده می‌شد. اما به دلیل سرعت اجرایی پایین، امروزه این‌گونه پوشش‌ها چندان کاربردی ندارد.

امروزه از ساندویچ پانل‌ها به دلیل سرعت اجرایی بالا و وزن ناچیزی که دارند، استفاده می‌شود. ساندویچ پانل‌ها از ورق‌های نازک ضخامت‌های 0.5 تا یک میلی‌متر که به‌ صورت کرکره‌ای، ذوزنقه‌ای و یا سفالی شکل در بالا و پایین و یک‌ لایه عایق حرارت و صوت (پلی استایرن، پشم‌شیشه و یا پلی اورتان) ما بین ورق‌ ها، تشکیل می‌شود. در اغلب موارد، از عایق پلی اورتان به علت نسوز بودن و وزن ناچیزشان استفاده می‌شود.

در سوله‌ هایی مانند مرغداری‌ها که به کنترل دما احتیاج دارند، استفاده از عایق پلی اورتان بسیار توصیه می‌شود زیرا به علت عایق بودن این پوشش، در زمستان مانع به هدر رفتن گرمای داخل شده و در تابستان نیز مانع انتقال حرارت خورشید به داخل سوله می‌شود.

شکل 17- ساندویچ پانل سقفی

4.3. دیوارهای خارجی

دیواره‌ های خارجی به عنوان یکی از اجزای سوله با توجه به نوع کاربری سازه، متفاوت خواهند بود. امروزه سیستم‌های سنتی سنگین، جای خود را به دیوارهای سبک جدید داده است. انواع دیوارهایی که در سوله‌ها به‌ صورت رایج مورد استفاده قرار می‌گیرند، عبارت‌اند از:

• دیوارهای آجری سنگین
• دیوارهای تری دی پانل
• دیواره‌های بتنی
• دیواره‌های ورقی موجدار
• ترکیب دیوارهای فوق

امروزه از ساندویچ پانل دیواری استفاده زیادی می‌شود. در سوله‌هایی که عبور و مرور ماشین‌آلات سنگین و دستگاه‌ها در داخل و یا خارج سوله داریم، دیوار آجری سنگین را تا ارتفاع محدود (مثلاً 2 متر) اجرا کرده و برای ادامه‌ی دیوار، از مصالح سبک نظیر ساندویچ پانل دیواری استفاده می‌کنیم، چون اولاً سوله‌ها از داخل و خارج در معرض برخورد ماشین‌آلات و عوامل متحرک هستند و مشخص است که مصالح مقاوم در برابر ضربه (مثل دیوار آجری)، دوام بیشتری نسبت به دیوارهای سبک ساندویچ پانلی خواهند داشت، ثانیاً درزبندی و آب‌بند کردن دیواره‌های مصالح بنایی (ایزوگام کردن) ساده‌تر خواهد بود.

اما در سوله‌هایی که جهت نگهداری غلات و مصالح ساختمانی استفاده می‌شود، از دیوار بتنی سراسری جهت تحمل فشار وارد شده از غلات و مصالح انبار شده استفاده می‌شود.

شکل 18- دیوار خارجی سوله‌ها

4. نکات اجرایی و تجربی

1.4. دهانه مفید سوله‌ها:

طول دهانه سوله‌ها در جهت قاب اصلی سوله، مطابق شرایط و نیازهای معماری می‌باشد. طول دهانه سوله‌ها از دهانه‌های بسیار کوچک که نیاز به شیب یک‌طرفه دارند (در حدود 5 متر) تا دهانه‌های بلند (حتی تا 60 متر) متغیر می‌باشد. توجه داشته باشید معمولاً هر چه دهانه طول یک قاب افزایش پیدا کند، وزن واحد سطح اسکلت سوله نیز، افزایش پیدا خواهد کرد. بنابراین توصیه می‌گردد حتی‌ الامکان در مواردی که محدودیت‌های معماریِ طرح، امکان اجرای ستون در میانه سوله و چند دهانه کردن آن را می‌دهد، از رو آوردن به دهانه‌های بسیار بلند خودداری شود. طول سوله از تغییرات دمایی تأثیر می‌پذیرد، به این معنی که تأثیر تغییرات دمایی بر سوله با طول بیشتر، در استحکام سوله اثر بیشتری دارد. در شکل 1 سوله‌های چند دهانه و تک شیب مشخص شده‌اند.

2.4. فاصله قاب‌ها:

اندازه دهانه‌ها و فاصله ستون‌ها اساساً به روش‌ها و مراحل تولید کارگاه، فضای لازم برای رفت‌ و آمد جرثقیل‌ها و سایر روش‌ های حمل کالا بستگی دارد و با افزایش ارتفاع سوله، مقدار بهینه دهانه نیز اضافه می‌شود.

یکی از مهم‌ ترین نکات در اجرا، وجود اعضای تکراری با شرایط و اتصالات مشابه است تا کارگران و تیم اجرایی، احتمال اشتباه کمتری در نصب آن‌ها داشته باشند. برای رسیدن به بیشترین اعضای تکراری، بهتر است فاصله ستون‌ها ضریبی از مقدار ثابتی باشد که به آن مدول گفته می‌شود. مدول اصلی که در طراحی ساختمان‌ های صنعتی یک طبقه به کار می‌رود، 3 تا 4 متر است و توصیه شده است که برای دهانه‌های تا 18 متر، ضریبی از 3 متر (مثلاً 3 متر، 6 متر، 9 متر، 12 متر و …) و برای بلندتر از 18 متر، ضریبی از 6 متر (مثلاً 6 متر، 12 متر، 18 متر و …) طراحی شوند.

عامل دیگری که در تعیین فاصله ستون‌ها از یکدیگر مؤثر است، مربوط به اثر باد در دیوارهای سبک جانبی است. در این‌ گونه پوشش‌های سبک، عامل اصلی نگهداری پوشش، معمولاً لاپه جانبی (گیرت) هستند که روی قاب‌های اصلی تکیه می‌کند. اقتصادی‌ترین دهانه برای لاپه های جانبی 9 متر است. در صورت افزایش دهانه از 9 متر، به ستون‌های فرعی مقاوم در برابر باد نیاز خواهیم داشت که باعث افزایش هزینه طرح می‌شود.

بنا به تجربه، مشاهده شده که در یک سوله بدون جرثقیل، دهانه و فاصله ستون 9 متر مخصوصاً برای ساختمان‌های طویل و باریک،  می‌تواند یکی از قتصادی‌ ترین انتخاب‌ها باشد. چرا که در چنین ساختمان‌ هایی با پلان مستطیل کشیده، نسبت محیط پلان به سطح پلان عدد بزرگی است و بنابراین مصرف لاپه های جانبی در آن زیاد است. پس حداقل شدن وزن لاپه های جانبی از طریق انتخاب فاصله مناسب ستون‌ها می‌تواند به اقتصادی شدن این‌گونه ساختمان‌ها کمک کرد. اما از طرف دیگر برای ساختمان‌های با پلان مربعی، چون نسبت محیط پلان به سطح پلان عدد بزرگی است، اهمیت کاهش مصرف لاپه های جانبی کمتر می‌شود و می‌توان از فاصله دهانه و ستون 12 متر، ضمن حفظ اقتصادی  بودن طرح، استفاده نمود.

اما نکته‌ی دیگری هم که باید مدنظر داشت این است که طول رایج برای مقاطع لاپه ها (که به صورت رایج از ورق‌هایی با ضخامت کم به صورت سرد نورد شده ساخته می‌شوند) عمدتاً 6 متر است. در نتیجه، حداکثر طول اجرایی لاپه های سرد نورد شده نیز به 6 متر محدود می‌گردد.

اگر بخواهیم فاصله‌های بین دهانه‌ها بیش از 6 متر شود، دو راهکار زیر موجود است:

1- استفاده از پروفیل‌های گرم نورد شده 12 متری: این موضوع ما را به سمت استفاده از پروفیل‌های ضخیم گرم نورد شده (همانند ناودانی، مقطع جعبه‌ای، I شکل و …) پیش می‌برد که نسبت به مقطع معادل سرد نورد شده سنگین‌تر هستند و وزن اسکلت را بالا می‌برد و ممکن است طرح غیراقتصادی گردد.

2- استفاده از وصله پرلین های سرد نورد شده: این موضوع تعداد سوراخ‌کاری و حجم اتصالات را به‌ شدت افزایش می‌دهد و با توجه به تعداد زیاد پرلین ها در سازه تصمیم اقتصادی نخواهد بود. همچنین به دلیل ضخامت کم مقاطع سرد نورد شده استفاده از جوش هم دشوار خواهد بود.

فاصله‌ های کمتر از 6 متر در بین قاب‌ های اصلی نیز، پروژه را غیر اقتصادی می‌کند و منجر به پرت شدن حجم بالایی از فولاد مصرفی می‌گردد. با توجه به طول ورق‌های موجود در بازار، در صورت استفاده از فاصله‌های کمتر از 6 متر مثلاً 5 متر، باقی‌مانده ورق (1 متر باقی‌مانده) عملاً پرت شده و چون ضخامت حدود 2 الی 4 میلی‌متر دارند، در بخش‌های دیگر سوله نظیر اتصالات و … استفاده نخواهند شد (به دلیل ضخامت کم) بنابراین توصیه می‌شود حتی‌الامکان از ارائه فاصله‌هایی که موجب پرت شدن ورق‌های مورد استفاده در پرلین ها می‌گردد، خود داری گردد.

در نهایت، این طراح سازه و معمار هستند که باید تصمیم نهایی را بنا به تجربه و قضاوت‌های مهندسی خود اتخاذ کنند و با در نظر گرفتن تمام عوامل فوق، بهترین و اقتصادی‌ترین طرح را ارائه دهند.

3.4. ارتفاع سوله

ارتفاع سوله‌ها در قدم اول به کاربری، ماشین‌آلات و بحث انبار مصالح بستگی دارد. واضح است که ارتفاع سوله هر چه بیشتر باشد موجب افزایش وزن فولاد مصرفی خواهد شد. ارتفاع سوله در قدم دوم به طول ورق‌هایی که قرار است تیرورق‌ها ساخته شود، بستگی دارد. باتوجه به اینکه طول ورق‌ها 6 متر است، ارتفاع سوله بیش از 3 متر انتخاب می‌شود. در حالت کلی عمدتاً ارتفاع سوله‌ها از 4 متر تا 20 متر متغیر است و طول بالای 20 متر به ندرت مشاهده شده است.

4.4. شیب سوله

شیب سوله از حدود 10% تا 30% متغیر است. زمانی‌که دهانه سوله بیش از 40 متر طول دارد، شیب سوله تا 10% هم کاهش پیدا می‌کند. اما توصیه می‌شود در مناطق با برف زیاد، شیب سوله از 15% کمتر نشود. البته باید توجه کرد که هرچه شیب سوله بیشتر باشد، بار باد تأثیر بیشتری خواهد داشت. لذا بایستی بین بار باد و برف مصالحه‌ای صورت پذیرد.

5.4. ابعاد ستون سوله

ابعاد ستون‌های سوله وابسته به پارامترهایی نظیر مساحت سوله، ارتفاع سوله، رفترها، وجود یا عدم وجود جرثقیل و … است؛ لذا طراحی ستون‌های سوله باید باتوجه به مسائل اقتصادی و مقاومت کافی در برابر بارهای وارده انجام شود و ابعاد مورد نیاز استخراج شود.

6.4. انواع اتصالات در سوله:

اتصالات در این‌گونه از سازه‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار بوده و عموماً از آن‌ها عملکرد صلب با قابلیت انتقال نیروهای محوری، برشی و لنگر خمشی به ستون (اتصال تیر به ستون در قاب‌های اصلی)، انتظار می‌رود. امروزه برای ساخت و اجرای سوله‌ها، سوراخ کاری‌ها و ابعاد اتصالات پیچ و مهره‌ای ، از قبل به طور دقیق در کارخانه سازنده سوله برش داده می‌شوند و سپس در محل اجرای سازه به قطعات دیگر متصل می‌شود. اتصالات اصلی در سوله‌ها شامل اتصال شانه سوله (گیردار)، اتصال تاج سوله (گیردار)، اتصال لاپه ها به قاب (مفصلی)، اتصال اعضای بادبندی به سوله (مفصلی) و اتصال پای ستون به پی (مفصلی) هستند. در بین این اتصالات، اتصال گوشه اهمیت ویژه‌ای دارد و در سه نوع اتصال با ورق‌های انتهایی (فلنجی)، اتصال یا ورق روسری و اتصال ساعتی اجرا می‌شود. در شکل‌های زیر، می‌توانید با جزئیات این اتصالات آشنا شوید:

شکل 19- انواع اتصالات در سوله

برای کسب اطلاعات بیشتر و کامل‌تر در رابطه مبحث اتصالات در سوله، می‌توانید به مقاله “” مراجعه کنید.

5. لینتو در سوله

شکل 20- لینتو

طراحی و احداث لینتو در 5 مدل کلی کاربرد دارد. لینتوها با سقف تخت (مسطح) یا شیبدار بکار می‌روند. اگر سقف آن شیبدار باشد، به 4 مدل تقسیم می‌شود. اگر لینتو در یک طرف سازه اصلی ساخته شود، به آن لینتو «یکطرفه» و اگر در دو طرف سازه اصلی ساخته شود، به آن لینتو «دوطرفه» گفته می‌شود. اگر سقف بکار رفته دارای یک شیب باشد، به آن «تک شیب» و اگر دارای دو شیب باشد، به آن «دو شیب» گفته می‌شود. در شکل زیر انواع لینتو قابل مشاهده است که انتخاب هر نوع از آن‌ها وابسته به نظر کارفرما، فضای مورد نیاز و کاربری تعریف شده آن است.

شکل 21- انواع لینتو از نظر شیب و تعداد

لینتو یا بچه سوله دارای ویژگی‌هایی است که به شرح زیر است:

• مصالح بکار رفته در ساخت لینتو مشابه ساختمان اصلی یا سوله مادر است.
• حتماً یک دیوار مشترک با سازه اصلی دارد.
• ابعاد آن حداکثر 60 درصد سوله مادر است و اگر از این مقدار بیشتر باشد، سوله دوقلو گفته می‌شود.

نکته: گزینش سقف لینتو به‌صورت شیبدار یا مسطح بستگی به شرایط پروژه دارد اما نوع شیبدار آن کاربردی‌تر است. همچنین لینتو می‌تواند با یا بدون دیوارهای جانبی در نظر گرفته شود.

توجه: افزودن لینتو به ساختمان اصلی در هر زمانی حتی بعد از احداث ساختمان اصلی امکان‌پذیر است، اما باید دقت داشت که با کسب اجازه نظام مهندسی باشد. پس کارفرمایان می‌توانند ساخت لینتو را همزمان با احداث ساختمان اصلی برنامه‌ریزی کنند و یا اینکه ساخت آن‌را به آینده موکول کنند.

لینتو کاربردهای زیادی در صنعت دارد. یکی از کاربردهای مهم لینتو، تفکیک فضای کاری است. در این حالت لینتو فضایی را جدا از فضای اصلی فراهم می‌کند تا از بروز خطرات جلوگیری کند و یا باعث افزایش کارایی شود. برای مثال در یک کارخانه لازم است جهت جلوگیری از بروز خطرات احتمالی، قسمتی از خط تولید جدا از بخش‌های دیگر باشد. در این حالت، فضای لینتو برای آن قسمت اختصاص می‌یابد.

در نتیجه کل خط تولید با خطر مواجه نیست و ایمنی افزایش پیدا می‌کند. از لینتو برای انبارداری، ذخیره مواد اولیه و محصول نهایی نیز استفاده می‌شود. یکی دیگر از کاربردهای لینتو، کاربری پارکینگ است که برای پارک خودروهای موجود در محوطه کار استفاده می‌شود. نتیجه می‌گیریم که اگرچه لینتو دارای مساحتی کم نسبت به سازه اصلی است، اما عدم وجود آن می‌تواند بازدهی و ایمنی کار را کاهش دهد و وجود آن می‌تواند کاربردهای جانبی نظیر انبارداری و پارکینگ را به سازه اضافه کند.

استانداردهای ساخت سوله و لزوم اجرای آنها

سوله‌ ها به همان نسبت که مفید و کاربردی هستند، از نظر شرایط ساخت و نکات ایمنی حساس بوده و در صورت رعایت نشدن استانداردهای لازم آسیب ‌پذیر بوده و ایجاد خسارت می کنند.

در سال‌های گذشته و با ساخت نمونه‌هایی از این سازه‌های پرمصرف که در آنها اصول استاندارد مربوطه به ‌خوبی اجرا نشده بود، شاهد بروز اتفاقات ناگواری بودیم. حوادثی که با آسیب‌های جانی و خسارات مالی همراه بوده و سازمان نظام مهندسی را بر آن داشت تا ضوابط سختگیرانه ‌تری برای اجرای این استانداردها به‌کار بندد.

اما این اصول و قوانین منسجم کدامند و کدام الزامات برای اجرای آنها وجود دارد

در ادامه مطلب به این موضوع می‌پردازیم.

استانداردهای ساخت سوله و الزامات کاربردی آنها را بهتر بشناسیم

به‌ کارگیری سوله‌ها برای اجرای پروژه‌های بزرگ تولیدی و صنعتی، امروزه به بخش ثابتی از بازار صنعت و تجارت تبدیل شده است. تا جایی که با وجود آنها کار از هر نظر با پیشرفت خوبی روبرو بوده و نتایج چشمگیری حاصل می‌شود.

یکی از دلایل مهم در این مورد، صرفه اقتصادی بالای ساخت سوله نسبت به تهیه بناهای سنگین و دیگر سازه‌های ساختمانی است.
از یک سوله مناسب می‌توان برای مصارف گوناگون تولیدی و کاربردی، نگهداری کالا، سالن ورزشی و همایش و موارد بسیار دیگر بهره برد. به ‌شرط آنکه استانداردهای ساخت سوله در آن مراعات شده باشد.

ایمنی هر سازه از جمله سوله‌ ها، از مهم‌ترین ویژگی‌های آن به ‌شمار می‌آید که استفاده از آن را با اطمینان خاطر و آرامش همراه می ‌کند و بر ارزش آن بنا می‌افزاید.

امروزه کاربردهای متنوع و فراوان سوله‌ها در سراسر دنیا باعث شده نیاز به لزوم رعایت اصول ایمنی در ساخت آنها بیش از پیش مطرح باشد. به این ترتیب لازم است با استانداردهای وضع شده در این مورد آشنا بوده و آنها را هنگام ساخت سوله در اصفهان مد نظر داشته باشیم.

۴ مورد مهم‌ از استانداردهای کاربردی در ساخت سوله عبارتند از:

• رعایت ابعاد استاندارد در ساخت از دهانه تا ارتفاع سوله
• کاربرد مصالح مجاز و استاندارد
• اجزای سوله
• دارا بودن دفترچه محاسبات در ساخت سوله

ابعاد سوله که در بخش‌های مختلف تعریف می‌شود یکی از مواردی است که در ساخت بهینه و استاندارد این سازه مهندسی نقش مهمی ایفا می ‌کند. این بخش شامل قسمت‌های مختلفی است که همگی باید براساس استانداردهای تولید سوله انجام گیرند.

اجزای سوله و تاثیر انتخاب استاندارد آنها

برای رعایت استانداردهای ساخت سوله در بخش اجزای کاربردی لازم است موارد زیر برای ساخت سوله تهیه و در دفترچه محاسبات سازه وارد شود:

• فریم های ستون سقف
• استرات
• بند کشی کامل سقف و ستون‌ها
• تیرریزی سقف سازه
• بیس پلیت
• وال پست

با تهیه و ثبت همه این موارد، اجزای یک سوله استاندارد کامل بوده و می‌توان عملیات ساخت را به اجرا گذاشت.

مصالح استاندارد و نقش کلیدی آنها در استانداردهای ساخت سوله

امروزه مصالح ساختمانی مختلف در بازار موجود است که بسیاری از آنها کیفیت و استانداردهای لازم را ندارند. ورق آهن به ‌عنوان یکی از اصلی‌ترین مصالح کاربردی در ساخت سوله از مهم ‌ترین این موارد است که در صورت عدم رعایت اصول استاندارد، مشکلات زیادی را در مسیر ساخت سوله ایمن و کاربردی ایجاد می‌کند.

در حالی که ورق سیاه (ST37) مصالح اصلی ساخت سوله است، متاسفانه حتی مواردی دیده می‌شود که ورق‌های گازی یا نوردی پس از صاف شدن توسط دستگاه نورد به مصرف دوباره در سوله سازی می‌رسند که بسیار خطرناک و غیر ایمن است.

کاربرد ST33 با قیمت بالاتر و ماهیت نرم و نامناسب برای سوله نیز از دیگر مواردی است که در خطاهای عدم رعایت استانداردهای ساخت در بخش تهیه مصالح دیده می‌شود.

خرید ورق مخصوص و رعایت استانداردهای لازم در این مورد بی ‌نهایت مهم است. خوشبختانه در کشور ما صنایع ساخت آهن و فولاد پیشرفت خوبی داشته و امکان تهیه مصالح استاندارد و مطمئن به ‌راحتی فراهم است. انتخاب موارد مناسب و مصالح تخصصی نیز نکته مهم دیگری است که نباید از آن غافل شد.

موارد مهم در انتخاب ابعاد استاندارد سوله

ابعاد دهانه سوله، ارتفاع سوله و شیب استاندارد سوله از جمله مهمترین عوامل تاثیرگذار برای انتخاب استاندارد سوله می باشند. فرآیند شروع تا پایان پروژه‌های همواره چالش‌هایی را به همراه دارد. می‌تواند از نوع سوله سبک و یا سوله سنگین باشد. طراحی و اجرای هر کدام نیز با توجه به کاربری و شرایط اقلیمی متفاوت است. به عنوان مثال سوله سبک خرپایی روند طراحی پیچیده‌تری نسبت به سوله سنگین تیرورقی دارد و هزینه‌ی آن به دلیل میزان فولاد کمتر، به مراتب کمتر است؛ اما معمولا دستمزد اجرای سوله سبک خرپایی از سوله سنگین تیرورقی بیشتر است. در مقاله زیر به ۷ تا از رایج‌ترین چالش‌های طراحی و ساخت سوله صنعتی می‌پردازیم که توجه به آن‌ها می‌تواند از بروز برخی مشکلات جلوگیری کند.

۱– محل پروژه

سوله صنعتی می‌تواند در هر کجا و متناسب با کاربری خاصی نصب شود. اما توجه به شرایط اقلیمی، مسیر حمل و نقل، جنس خاک زمین، اجرای فونداسیون دقیق و … می‌تواند هزینه‌ها و سرعت پروژه را دستخوش تغییرات بزرگی کند.

۲– اخذ مجوز

برای ساخت و ساز سوله صنعتی می‌بایست پروانه و جواز ساخت سوله را از سازمان مربوطه دریافت کرد. دریافت پروانه ساخت و سازمی‌تواند اطمینان ساخت قانونی و بر اساس مشخصات فنی را بدهد. همچنین می‌توان با دریافت مجوز، از مواردی چون بیمه حوادث ساختمانی، تسهیلات و وام بانکی، حضور مهندسین ناظر در پروژه و … بهره‌مند شد. اما اخذ مجوز خود نیز فرآیند پیچیده‌ای دارد و پیمانکار باید از شرایط محیطی و مقررات محلی آگاه باشد.

۳– سرعت ساخت و ساز سوله صنعتی

یکی از مهمترین موارد، کنترل سرعت ساخت و ساز سوله است. کمبود نیروی کار، کمبود مصالح، شرایط آب و هوایی پیش‌بینی نشده می‌تواند سرعت روند اجرای پروژه‌ را آهسته کند. برنامه‌ریزی دقیق و صحیح می‌تواند به افزایش سرعت ساخت و ساز کمک کند.

۴– مدیریت هزینه

از عوامل تاثیر گذار در هزینه‌ی نهایی، قیمت روز آهن است. مواد، قطعات و اتصالات استفاده شده در پروژه، دستمزد نیروی کار و حملو نقل می‌تواند هزینه‌های متفاوتی داشته باشد و عدم مدیریت هزینه‌ها می‌تواند منجر به کمبود بودجه در اواسط پروژه شود. امروزه با بهینه‌سازی سوله، در بسیاری از هزینه‌ها صرفه‌جویی می‌شود.

۵– کنترل کیفیت

طراحی سوله صنعتی استاندارد با رعایت ضوابط و مقررات ملی بسیار مهم است. بازرسی مداوم و اقدامات کنترل کیفیت برای جلوگیری از خسارات احتمالی می‌تواند به شناسایی و رفع مشکلات اولیه کمک کند.

۶– هماهنگی و ارتباطات

در طول فرآیند ساخت و ساز سوله صنعتی، بین پیمانکاران، کارفرمایان، نیروی کار، حمل و نقل، تیم طراحی، بازرسان و … می‌بایست ارتباطی شفاف و یکپارچه وجود داشته باشد.برگزاری جلسات منظم، پیگیری‌ها و هماهنگی‌ها می‌تواند چالش‌ برانگیز باشد.

۷– ایمنی، دوام، پایداری

اگر برای طراحی و اجرای سوله صنعتی نگاه ویژه‌ای وجود داشته باشد، سازه‌ با دوام و پایدار خواهد ماند. در برخی موارد نیاز به تحقیقات بیشتری برای ساخت سازه داریم و برنامه‌ریزی دقیق‌تر و کامل‌تر می‌تواند برای تصمیم‌گیری بهتر به ما کمک کند.