به دلیل زیاد شدن تولید فولاد و مصالح فولادی، استفاده کردن از فولاد در صنعت ساخت و ساز روز به روز افزایش پیدا کرد. سازه های فولادی توانستند در ابعاد و ارتقاء های مختلف و متراژ های چند یا چند صد متری ، خیلی به تامین نیاز های ساخت و ساز کمک کنند. لازم است بدانید که در ساخت پروژه های آموزشی، اداری یا مسکونی و هر چه که فکرش را کنید از فولاد استفاده شده است. این سیستم سازه ای در ساخت المان های افقی و نیز المان های عمودی استفاده می شود. می‌توان گفت کم و بیش هرگونه طراحی معماری در سازه فلزی را می توان اجرا کرد.

تیر

در واقع مهمترین عضو سازه، تیر ها است که به هیچ عنوان نباید آن ها را از یک سازه برکنار کرد. تیر عنصری خشمی در سازه می باشد که با اجزای دیگر مخلوط شده و سازه درست می شود. همچنین ورق های باربر، صفحه ستون ها و کف پله ها عضو کوچکی از تیر محسوب می شوند.

ستون

ستون ها در یک سازه می تواند بار های فشاری را تحمل کنند. از آن ها می توان به صورت افقی و عمودی استفاده کرد. ستون ها در سازه بیشتر از تیرآهن و قوطی پروفیل درست می شوند. برای استفاده کردن از تیرآهن برای ستون سازه می توانید از هر سه نوع استفاده کنید. روش استفاده کردن از قوطی پروفیل برای ستون این است که در داخل قوطی ها بتن می ریزند. این کار باعث می شود اسکلت از استحکام زیاد تری برخوردار شود. حتما قبل از استفاده از این روش قیمت پروفیل پرس‌وجو کنید.

اعضای کششی

در واقع اعضای کششی بار محوی کششی را تحمل می کند. همچنین عضو در اعضای کششی نمی توان تاثیری روی مقاومت آن داشته باشد.

اجزای خمشی-فشاری-کششی

این اعضا دو منظوره نام دارد که به طور همزمان می‌توانند تحت فشار یا کشش قرار گیرند.

سیستم اسکلت فلزی با ارتفاع کم

برای اجزای ساختمان های کم ارتقاع، می توان از اسکلت فولادی ساخته شده از‌ تیر و ستون استفاده کنید که به صرفه می باشد. هزینه سیستم اسکلت با توجه به احداث سیستم، مصالح مصرفی و ساخت اعضا تعیین می شود. همچنین اجزای بعضی اقدامات شامل تاسیسات مکانیکی و الکتریکی، اجزای پوششی، استفاده کردن از مواد و مصالح ضد رنگ و عوامل ایمنی می باشد. به طور قطع هزینه ساخت اعضای کوچک و بزرگ تقریبا شبیه به هم است که دلیل آن هم به چند عامل بستگی دارد.

زمانیکه ابعاد دهانه ها زیاد شود می توانید تعداد تیر و ستون ها را کم کنید. اگر دهانه ها دو برابر شود سبب ١۶ برابر شدن تغییر شکل، ٢ برابر شدن برش و ۴ برابر ‌دو گشتاور خواهد شد. اگر دهانه زیادتر شود باعث تاثیر گذاری بر روی سازه می شود. همچنین باید بهسازی لرزه ای سازه های اسکلت فلزی کم ارتقاع را انجام دهید.

از روش های تاثیر گذار در مقاوم سازی لرزه ای سازه می توان به استفاده از اتصالات مناسب اشاره کرد. لازم به ذکر است که با استفاده از اجزای مهاربند فولادی در سازه های کم ارتقاع، می توانید مقاومت سازه را به طور چشم گیری زیاد کنید.

اتصال های ممان گیر و مهاربند که به اتصالات خمشی یا صلب تقسیم بندی می شوند، هر دو از نمونه های پر هزینه در اجزای سازه می باشند. به همین دلیل باید در استفاده کردن از آن جهت مقاوم سازی، مسائل اقتصادی و به صرفه بودن آن را هم در نظر بگیرید.

سیستم اسکلت فلزی با ارتفاع متوسط و بلند

ساخت اسکلت های فولادی با ارتفاع متوسط و زیاد در پایانه های قرن نوزدهم انجام شد. اجزای سیستم سازه ای مهاربندی شده قادر است دوام و مقاومت در برابر نیرو هایی مثل زلزله یا باد را زیاد کند. محاسبات سازه ای، در همه سازه های فولادی با هر ارتفاعی راحت و ساده می باشد. به منظور دیگر ستون همانند طره هایی که در آن ها فشار و خمش مخلوط شده است و تیر مثل یک عضو به همراه تکیه گاه ساده محاسبه خواهند شد.

اغلب از قاب های دو مفصلی و سه مفصلی برای سازه های یک طبقه با دهانه کوچک یا متوسط استفاده خواهد شد که از لحاظ استاتیکی معین اند. لازم به ذکر است که در قاب های قوسی یا شیبدار، حتما پیوستگی سازه ای عضو بین ستون و نیز اعضای افقی و شیبدار سقف مطمئن شوید.

معمولا در ساختمان های بلند در هر طبقه از قاب های مهاربندی شده استفاده می شود که این کار سبب سختی و مقاومت سازه در برابر باد و نیرو های کششی خواهد شد. انواع مهاربند مصرفی در سازه های فولادی عبارتند از مهاربند غلاف دار، مهاربند هم محور و مهاربند برون محور.

مزایا و معایب سازه فولادی

مزایا

به دلیل این که سازه های فولادی مزیت های فراوانی دارند رایج ترین انتخاب مهندسان و پیمانکاران است. برخی از این مزیت ها عبارتند از:

- تولید صنعتی

- معماری

- مقاومت

- دوام بالا

- قابیلت اطمینان

- وزن سازه و...

معایب

درست همانند سازه های دیگر، سازه های فولادی هم معایب هایی دارند. بسته به شرایط محیطی، نوع پروژه یا مقیاس آن این سازه ها ممکن است محدودیت های مختلفی داشته باشند که برخی از آن ها عبارتند از:

- آسیب پذیری در دما

- هزینه اولیه بالا

- آسیب پذیری در دمای زیاد

- نیاز به نگهداری زیاد

- نیاز به پوشش ضد آب و...