سازه قابی شکل، یکی از انواع سازه های فولادی است. قاب فولادی یک تکنیک ساختمان سازی است که در آن از یک اسکلت فلزی استفاده می شود. این اسکلت از ستون های فولادی عمودی و تیرهای افقی I شکل که به صورت شبکه های مستطیلی ساخته شده اند تشکیل می شود.
وظیفه این شبکه های مستطیلی پشتیبانی از طبقات، سقف و دیوارها که متصل به آن اسکلت هستند، است. در واقع با این تکنیک قاب فولادی، بشر توانست آسمانخراش بسازد زیرا بدون این نوع سازه، ساخت ساختمانی به این حد از ارتفاع بسیار مشکل است.
برای افزایش تحمل بار فشاری در سازه، پروفیل فولادی رول شده یا بخش‌های متقاطع ستون های فولادی، شکل حرف I را تشکیل می دهند و دو لبه پهن در یک ستون، ضخیم تر و پهن تر از لبه های یک تیر هستند.
بخش های فولادی مربعی و لوله ای شکل نیز می توانند در سازه فولادی قابی استفاده شوند. در این صورت این بخش ها با بتن پر می شوند. تیرهای فولادی با استفاده از پیچ و چفت پیچ دار به ستون ها متصل شده اند.
ورقه های پهن عرشه های فولادی نیز می توانند برای پوشاندن سطح فوقانی سازه فولادی قابی استفاده شوند.
کاربردهای سازه فولادی قابی
این نوع سازه فلزی برای ساخت سازه‌های مرتفع، برج‌ها، ساختمان‌های مسکونی، سازه های صنعتی، سازه‌های ورزشی و سوله‌ها کاربرد زیادی دارد. ساختمان اسکلت فلزی یک نوع متداول از سازه فلزی قابی است که می‌تواند به آن اشاره کرد
مزایای سازه فلزی قابی نسبت به بتن
از مزایای سازه فلزی قابی نسبت به رقیب بتنی آن در ساختمان‌های کم طبقه می‌تواند به این موارد اشاره کرد. سازه فلزی قابی ازآنجایی‌که در کارخانه سرهم شده و در محل نسب می‌شود، نظارت بیشتری روی مراحل ساخت آن وجود دارد.
همچنین از دیگر برتری‌های سازه قابی می‌توان به تحمل بیشتر وزن و نیروهای جانبی و عمودی در آنها نسبت به سازه‌های بتنی اشاره کرد.
معایب سازه فلزی قابی نسبت به بتن
همانطور که می‌دانید آهن هنگامی‌که در معرض هوای مرطوب قرار می‌گیرد، پوسیده شده و زنگ می‌زند که باید بلافاصله پس از نصب سازه فلزی قابی اقدام به رنگ آمیزی آن با رنگ‌های ضد زنگ کرد.
از سوی دیگر مقاومت کم سازه‌های فلزی در برابر آتش سوزی نیز باید در نظر گرفته شود.
مقاوم سازی سازه فولادی قابی در برابر آتش
فولاد در برابر حرارت زیاد، نرم می شود و تغییر شکل می دهد و تا حدودی ریزش می کند، به همین خاطر احتیاج به مقاوم سازی دارد. جهت مقاوم سازی ستون ها، آن ها را با استفاده از سازه مقاوم در برابر آتش روکش می کنند. تیرها نیز با استفاده از بتن یا لایه گچی روکش می شوند.
تفاوت ساختمان فلزی با سازه فلزی قابی
می توان اساساً یک ساختمان داشت که همه آن از فولاد ساخته شده باشد. در این حالت فولاد، هم به عنوان تکیه گاه داخلی و هم به عنوان پوشش خارجی به کار رفته است. اما در سازه فلزی قابی، برای ساخت طبقات، دیوارها و مانند آن از سایر متریال ها استفاده می شود.
انواع سازه اسکلت فولادی قابی
انواع سازه قاب‌های فلزی به دو دسته قاب ساده و قاب خمشی تقسیم می‌شوند که از آن ها برای مقابله با نیروهای جانبی وارد بر سازه هم چون نیروی حاصل از زلزله استفاده می‌شود. سیستم قاب ساده به سیستمی گفته می‌شود که کلیه اتصالات در آن به شکل مفصلی بوده و امکان مبادله لنگر وجود ندارد.
در این سیستم وظیفه قاب تنها انتقال بارهای مرده و زنده به فونداسیون است. از سوی دیگر وظیفه قاب خمشی مقاومت در برابر نیروهای جانبی بوده و به انواع گوناگون مانند قاب خمشی معمولی، متوسط و ویژه تقسیم می‌گردند.
اگر چه ساختمان های فلزی زیادی در جهان وجود دارند اما برخی به خاطر شکل و یا نوع خاص طراحی آن ها محبوبیت ویژه ای در جهان دارند. برخی از محبوب ترین این ساختمان ها عبارتند از:
ساختمان Investcorp واقع در دانشکده آنتونی در شهر آکسفورد انگلستان، موزه هنرهای معاصر در کلیولند، برج خلیفه در دبی، برج مربعی شکل شان هینگ در چین، برج فولادی واقع در ایالت پنسیلوانیا در آمریکا، برج تایپه 101 Taipei واقع در تایوان، برج امپراطوری در نیویورک آمریکا، خانه فولادی واقع در ایالت تگزاس آمریکا و برج ایفل در پاریس
