امروزه انواع مقاطع فلزی توانسته‌اند در ساخت اکثر لوازم اطراف ما ورود کرده و کیفیت‌های بسیار مناسبی را به ما تحویل دهند. از ساخت یخ فلزی گرفته تا ساخت خانه‌ها و کارخانه‌های بزرگ، از این مقاطع فلزی استفاده می‌شود. امروزه بشر نتوانسته مزایا و منافعی که در فلزات مختلف وجود دارد را در چیز دیگری بیابد.
انواع لوله‌ها و پروفیل‌ها نیز در دسته مقاطع پرکاربرد فلزی قرار می‌گیرند. اقلامی مانند قوطی آهن، لوله مبلی، پروفیل مبلی، پروفیل سبک، پروفیل استیل، پروفیل در و پنجره و غیره، از این نوع هستند. قوطی آهن یکی از پرطرفدارترین و پرکاربردترین مقاطعی است که امروزه بسیار مورد توجه سازندگان قرار گرفته و در هر نوع ساخت و سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. ساخت خانه با قوطی آهن، یکی از موارد کاربرد آن است که امروز تصمیم داریم در رابطه با آن بیشتر صحبت کنیم.
قوطی آهن چیست؟
قوطی یا پروفیل آهن (به انگلیسی Steel Square Tube)، نوعی مقطع فولادی است که ساختاری توخالی با سطح مقطع مربع یا مستطیل شکل دارد. از جوش دادن چهار صفحه فولادی به یکدیگر به شکل چهارضلعی ساخته می‌شود. قوطی آهن که به آن پروفیل آهن نیز گفته می‌شود، یک ماده بسیار قوی و همه کاره است که در کاربردهای بسیار متنوعی مورد استفاده قرار می‌گیرد. قوطی آهن در ساخت ساختمان‌ها، پل‌ها و سایر سازه‌ها استفاده می‌شود. همچنین در ساخت تیرهای فولادی سازه‌ای، ستون‌ها و خرپاها نیز کاربرد دارد. از این نوع قوطی همچنین در ساخت طیف گسترده‌ای از محصولات از جمله ماشین آلات، تجهیزات و وسایل نقلیه استفاده می‌شود. همچنین از آن در ساخت قفسه بندی و سایر سیستم‌های ذخیره سازی نیز بهره برده می‌شود.
ساخت خودرو و اجزای مختلف آن، مورد دیگری است که از پروفیل آهن بسیار استفاده می‌شود. حتی وقتی به سراغ ماشین آلات کشاورزی نیز می‌رویم مورد مصرف آن، بیشتر نیز می‌شود. بشر در ساخت تراکتور، کمباین و تریلر، بسیار به قوطی آهن نیازمند است و بدون آن عملاً با مشکل مواجه می‌شود.
قوطی‌های آهن در دسته‌بندی کلی در انواع آهنی، آلومینیومی، کامپوزیتی، استیل و گالوانیزه تولید می‌شوند که هر کدام از آن‌ها موارد استفاده مخصوص به خود را دارند. در دسته‌بندی دیگری، قوطی‌ها از نظر وزن و ضخامت و ابعاد تقسیم می‌شوند. این ابعاد ممکن است شامل قوطی 2*2 ، قوطی 4*4 ، قوطی 8 در 4 و … باشد. درمورد ضخامت هم قوطی آهن به‌طور کلی از ورق فولادی درست می‌شود که دارای ضخامت‌های مختلفی می‌باشد. اگر ضخامت ورق مصرفی در تولید قوطی کم‌تر از 2 میلی‌متر باشد، قوطی سبک خواهد بود و درصورتی‌که ضخامت ورق استفاده شده در تولید قوطی بیش از 2 میلی‌متر باشد، مقطع سنگین است.
ساخت خانه و استفاده از قوطی
قوطی‌های آهن در بخش‌های مختلفی از ساخت خانه استفاده می‌شوند، از جمله:
- فنداسیون: از قوطی آهن برای تقویت پایه‌ها عادی و پایه‌های بتنی استفاده می‌شود.
- فریم: از قوطی آهن برای ساخت قاب خانه‌ها از جمله دیوارها ، سقف و کف استفاده می‌شود.
- تیرچه و تیرآهن: از قوطی آهن برای حمایت و پشتیبانی از کف و سقف خانه استفاده می‌شود.
- ستون‌ها و تکیه گاه‌ها: از قوطی آهن برای تحمل وزن خانه و محتویات آن نیز استفاده می‌شود.
- پله و نرده: برای ساخت پله و نرده نیز از قوطی آهن استفاده می‌شود.
- حصار و دروازه ها: از قوطی آهن برای ساختن نرده‌ها و دروازه‌های اطراف خانه‌ها بهره برده می‌شود.
علاوه بر این کاربردهای ساختاری، می‌توان از قوطی آهن برای اهداف زیبایی مانند ساخت نرده‌های تزئینی نیز استفاده کرد.
استفاده از قوطی در ساخت ستون
ستون‌ها یکی از مهم‌ترین اجزای سازه‌ای یک ساختمان هستند. آن‌ها وزن سقف، دیوارها و سایر اجزای سازه‌ای را تحمل می‌کنند و به حفظ ثبات و استحکام ساختمان کمک می‌کنند. ستون‌ها معمولاً از بتن، فولاد یا ترکیبی از این دو ساخته می‌شوند. آن‌ها می‌توانند به شکل‌های مختلفی باشند، اما معمولاً به شکل استوانه‌ای یا مربعی هستند.
اهمیت ستون‌ها در ساخت خانه به شرح زیر است:
- تحمل وزن: ستون‌ها وزن سقف، دیوارها و سایر اجزای سازه‌ای را تحمل می‌کنند. آن‌ها به حفظ ثبات و استحکام ساختمان کمک می‌کنند.
- انتقال بار: ستون‌ها بار را از یک نقطه به نقطه دیگر منتقل می‌کنند. این امر به ایجاد یک ساختار پایدار کمک می‌کند.
- افزایش ارتفاع: ستون‌ها به افزایش ارتفاع ساختمان کمک می‌کنند. این امر به ایجاد فضای بیشتر برای زندگی و کار کمک می‌کند.
- تقسیم فضا: ستون‌ها می‌توانند به تقسیم فضا در یک ساختمان کمک کنند. این امر می‌تواند برای ایجاد اتاق‌های خصوصی یا مناطق عمومی مفید باشد.
ستون‌ها باید با دقت طراحی و ساخته شوند تا بتوانند وزن ساختمان را تحمل کنند. آن‌ها باید از مواد بادوام و با کیفیت ساخته شوند و به درستی نصب شوند. امروزه استفاده از قوطی آهن در ستون سازه مورد استقبال بسیار زیادی قرار گرفته است، زیرا ستون ایجاد شده دارای مقاومت قابل توجهی می‌باشد. علاوه بر آن ساخت ستون با قوطی، مزایای دیگری نیز دارند. استفاده از قوطی برای ستون به جای بتن و فولاد، صرفه اقتصادی بسیاری دارد و می‌توان آن را از قوطی‌های بازیافتی نیز تهیه کرد. قوطی‌های فلزی دارای وزن کمی هستند و سبب وارد شدن فشار ناچیزی به زیربنای ساختمان می‌شوند. همین امر منجر به آن می‌شود که نیاز به تقویت زیربنا کم‌تر شود و به تبع آن نیز هزینه‌های ساخت و ساز کاهش پیدا کند. درنهایت سرعت ساخت ستون با استفاده از قوطی آهن بسیار بالا است؛ زیرا امکان انتقال قوطی آهن به صورت آماده به محل ساخت وجود دارد. پس از آن، این مقاطع به وسیله پیچ و مهره به یکدیگر متصل شده و نیاز به خشک شدن بتن یا خم شدن فولاد را نیز ندارند. این مزایا در ساخت و ساز بسیار فوق‌العاده هستند و سازنده‌ها را جذب خود می‌کنند.
البته باید به این نکته توجه نمایید که در ستون ساختمان‌های چند طبقه از قوطی آهن نمیتوان استفاده کرد، زیرا باید در محل اتصال تیر به ستون، داخل مقطع ستون تقویت شود و انجام این کار در قوطی آهن، امکان‌پذیر نیست. زیرا دسترسی به داخل مقطع وجود ندارد. بنابراین ساخت خانه با قوطی آهن تنها در ساختمان‌های یک طبقه امکان‌پذیر است و ضعف آن نیز در هنگام زلزله مشخص می‌شود. زیرا امکان تغییر شکل مقطع و کاهش مقاومت آن در زمان زلزله وجود دارد. به همین خاطر توصیه می‌شود که برای حل این مشکل در زمان استفاده از قوطی آهن، داخل آن با بتن پر شود.
البته بعضی از کارشناسان نیز معتقدند که استفاده از قوطی آهن در ساخت ستون به سلاح نیست زیرا تحمل بار ساختمان را ندارد.
بر اساس آیین‌نامه‌های ساختمانی، استفاده از قوطی آهن برای ستون فقط برای ساختمان‌های که حداکثر دو طبقه دارند مجاز است و با این اوصاف، ساخت ویلا با قوطی فلزی منطقی‌تر است.
استفاده از قوطی در نمای ساختمان
نمای ساختمان، قسمت بیرونی ساختمان است که شامل دیوارها، پنجره‌ها و سایر عناصر تزئینی است. نمای ساختمان نه تنها جنبه زیبایی شناختی ساختمان را تعیین می‌کند، بلکه نقش مهمی در حفاظت از ساختمان در برابر عوامل آب و هوایی و همچنین گرما و سرما ایفا می‌کند. نمای ساختمان اولین چیزی است که افراد هنگام دیدن یک ساختمان می‌بینند. نمای زیبا می‌تواند به ایجاد یک اثر مثبت و ماندگار کمک کند. همچنین نمای ساختمان می‌تواند به محافظت از ساختمان در برابر عوامل آب و هوایی و همچنین گرما و سرما کمک کند.
مهندسین ساخت و ساز، از قوطی پروفیل‌های سبک به علت ظرافت و دقت در ساخت، در نمای ساختمان‌ها به اشکال مختلف استفاده می‌کنند. نماسازی علاوه بر آن‌که منجر به افزایش زیبایی خانه می‌گردد، ناخودآگاه منجر به تصویرسازی بیننده از داخل خانه نیز می‌شود. به همین استفاده از این قوطی‌ها در ساخت نما بسیار توصیه می‌شود.
استفاده از قوطی در ساخت اسکلت فلزی
برای طراحی نقشه اسکلت فلزی با قوطی آهن لازم است ابتدا متراژ و کاربرد اسکلت مشخص شود. سپس بسته به این موارد نقشه آن طراحی گردد. در ساخت اسکلت فلزی، قوطی آهن را به صورت عمودی و افقی مونتاژ می‌کنند. این امر باعث می‌شود که یک شبکه سه بعدی از اعضای سازه تشکیل شود. این شبکه قادر است بارهای وارده از جانب وزن مرده و زنده سازه را تحمل کند. اتصالات بین اعضای سازه باید به گونه‌ای طراحی و اجرا شوند که از مقاومت و استحکام کافی برخوردار باشند.
جمع‌بندی
قوطی‌ها مقاطع فولادی توخالی هستند که در پروژه‌های صنعتی و ساختمانی استفاده می‌شوند. کاربرد قوطی پروفیل در سازه‌های فولادی متنوع است و باید به درستی از آن‌ها استفاده شود وگرنه می‌تواند خسارات جبران‌ناپذیری به بار آورد. فولاد تحمل وزن بالا و مقاومت بسیار خوبی دارد و به همین دلیل در ساختمان‌سازی کاربرد فراوانی دارد؛ اما وزن فولاد هم بالاست و این خود می‌تواند باعث افزایش بار مرده ساختمان شود که مطلوب نیست. در طول سالیان اخیر، مهندسان تلاش کرده‌اند با طراحی متفاوت مقاطع فولادی، وزن سازه را کاهش دهند. یکی از مقاطعی که بسیار پرطرفدار شده است، قوطی آهن می‌باشد. البته قطعاً از قوطی آهن، تنها در بخش‌هایی می‌توان استفاده کرد که نیاز به استحکام بالایی وجود نداشته باشد. قیمت قوطی آهن نیز یکی دیگر از پارامترهایی است که یاعث شده این مقطع فولادی بسیار محبوب شود و بسیاری به سمت استفاده از آن بروند.
پروفیل آهن, مقالات در گروه صبا | نویسنده : امید مرادی | بروزرسانی : 15 آبان 1402
