اجزای سوله; بررسی عناصر سازه‌ای و معماری سوله‌ها

1. سوله چیست و چه کاربردهایی دارد؟

سوله به سازه‌های فلزی اشاره دارد که طراحی آن به گونه‌ای است که محیطی بدون ستون میانی ایجاد کند و معمولاً با سقف شیب‌دار ساخته می‌شود. این نوع سازه‌ها یکی از پرکاربردترین انواع سازه‌ها در صنعت به شمار می‌آیند. سوله‌ها معمولاً دارای طول زیاد و دهانه‌های بزرگی هستند و در زمینه‌های صنعتی و کشاورزی مانند کارخانه‌ها، انبارها، مرغ‌داری‌ها، انبارهای هواپیما، سالن‌های ورزشی، تعمیرگاه‌ها، پارکینگ‌ها، دامداری‌ها و فروشگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

سوله‌های مرتبط با سالن‌های ورزشی و خط تولید کارخانه‌ها معمولاً به ارتفاع بیشتری نیاز دارند، در حالی که سوله‌های مورد استفاده در مرغ‌داری و کشاورزی می‌توانند با ارتفاع کمتری طراحی شوند. جالب است بدانید که بسیاری از شرکت‌های بزرگ و کوچک، چه دولتی و چه خصوصی، با استفاده از این نوع سازه‌ها توانسته‌اند به اهداف صنعتی و اقتصادی خود دست یابند و به آسانی سوله‌های خود را توسعه دهند.

یکی از دلایل محبوبیت این سازه‌ها، زمان کم برای ساخت و صرفه‌جویی اقتصادی آن‌هاست. در سال‌های گذشته در ایران، استفاده از سیستم‌های خرپاسازی برای چنین هدف‌هایی متداول بود، اما امروزه سوله‌سازی به علت مزایای متعددی که دارد، جایگزین این سیستم‌ها شده است.

از نظر طراحی، سوله‌ها با سایر سازه‌ها متفاوت هستند زیرا اولاً از تیرهای مایل با مقاطع غیرمنحصر به فرد استفاده می‌شود و ثانیاً بسته به کاربری و شرایط معماری، به دهانه‌های بزرگتری نیاز است (به این معنا که ستونی نباید در وسط سوله وجود داشته باشد). علاوه بر این، بار جانبی اصلی که بر سوله‌ها تأثیر دارد، بار باد است و نه بار زلزله، و برای سقف سوله معمولاً از پوشش‌های سبک استفاده می‌گردد در حالی که در سایر سازه‌ها، یک دال بتنی عملکرد دیافراگم را تأمین می‌کند.

در ادامه، با برخی از اصطلاحاتی که در ساخت سوله‌ها به کار می‌روند، آشنا می‌شویم. در شکل زیر می‌توانید انواع مختلف سوله‌ها را مشاهده کنید.

شکل 1- انواع مدل‌های سوله

2. اجزای سازه‌ای سوله

سوله‌ها از تعدادی قاب‌های شیب‌دار که به هم متصل هستند تشکیل می‌شوند که به این قاب‌ها، قاب‌های اصلی گفته می‌شود. این قاب‌ها با استفاده از اجزای …

اجزای مختلف سوله به‌گونه‌ای به هم متصل می‌شوند که بتوانند نیروهای ثقلی و جانبی (شامل باد و زلزله) را تحمل کنند. در تصویر زیر، برخی از اجزای سوله‌ها مشخص شده‌اند.

شکل ۲ – نمونه‌ای از یک سوله و اجزای آن

۱.۲. قاب‌های اصلی:

قاب‌های اصلی سوله از ستون‌ها و تیرها تشکیل می‌شود. تیرهای شیب‌دار و ستون‌های سوله جزء اصلی‌ترین و کلیدی‌ترین اجزاء سوله‌ها هستند. به تیرهای شیب‌دار در این سازه‌ها، اصطلاحاً رفتر (Rafter) نیز می‌گویند. در کشور ما، ستون‌ها و رفترها معمولاً ساختاری غیرمنشوری دارند. به این معنا که به خاطر تغییرات لنگر در این اجزا، مقطع آن‌ها در طول عضو به‌صورت متغیر طراحی می‌شود تا ساخت سوله به لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه‌تر باشد.

بزرگی دهانه‌ها در سوله‌ها، ابعاد تیرها و ستون‌ها را بزرگ‌تر از پروفیل‌های رایج موجود در بازار می‌سازد. بنابراین، برای ساخت این سازه، نمی‌توان از پروفیل‌های معمول استفاده کرد و باید به‌صورت تیر ورق طراحی و اجرا شود. برای ساخت تیرها و ستون‌ها، ابتدا ورق‌ها با توجه به مقاطع مورد نیاز برش داده می‌شوند و سپس به هم جوش داده می‌شوند تا تیر یا ستون مطلوب ایجاد گردد. ستون‌ها سپس از پایین به صفحه ستون و از بالا به رفتر (به‌صورت اتصال فلنجی) متصل می‌شوند.

به دلیل اینکه نمی‌توان در راستای عرضی سوله از سیستم مهاربند استفاده کرد (به علت نیاز به دهانه‌های بزرگ)، در بیشتر موارد، قاب‌های اصلی به‌عنوان یک قاب خمشی در نظر گرفته می‌شوند. اما در جهت طولی می‌توان از مهاربندهای همگرا به‌عنوان سیستم باربر جانبی استفاده کرد. به این ترتیب می‌توان نتیجه گرفت که:

در جهت عرضی ← سیستم قاب خمشی

در جهت طولی ← سیستم مهاربندی همگرا

 2.2. پرلین (Purlin):

پرلین‌ها تیرک‌های فرعی سقف سوله هستند که به‌صورت افقی در فواصل معین و در طول سوله قرار می‌گیرند. نقش اصلی پرلین‌ها پشتیبانی از وزن پوشش سقف است. معمولاً از مقاطع سرد نورد شده به شکل Z یا ناودانی برای ساخت پرلین استفاده می‌شود. این تیرک‌ها با استفاده از پیچ و نبشی‌های مخصوص به رفترهای اصلی متصل می‌شوند.

شکل 4- مقاطع پرلین به شکل Z یا C

3.2. میل مهارهای سقفی یا سگراد (Sag Rod):

پرلین‌ها (مقاطع Z و ناودانی) تحت بارهای افقی شعاعی، ممکن است دچار کمانش جانبی شوند. به همین خاطر میل مهارها در بالای سقف نصب می‌شوند تا پرلین‌ها را در حالت تعادل نگه دارند. سگرادها به‌صورت کششی نیرویی از بارهای ثقلی را به رأس سوله منتقل کرده و مانع کمانش جانبی می‌شوند. از مقاطع میلگردی برای ساخت سگراد استفاده می‌شود و این میل‌ها با پیچ به پرلین‌ها متصل می‌شوند.

4.2. لاپه جانبی یا گیرت (Girt):

گیرت‌ها، اجزاء متحرکی در دیواره سوله هستند که برای نگهداری دیوارهای سبک سوله مورد استفاده قرار می‌گیرند. این اجزاء قادرند بارهای ثقلی دیوار و همچنین بارهای ناشی از باد را تحمل کنند. در واقع، وظیفه اصلی گیرت‌ها انتقال بار باد به ستون‌ها است. معمولاً از پروفیل‌های Z شکل و ناودانی به عنوان گیرت استفاده می‌شود و اتصالات آنها به یکدیگر و به ستون‌ها به‌صورت مفصلی طراحی می‌شود.

طراحی گیرت‌ها به گونه‌ای انجام می‌شود که بتوانند نیروی باد را با خمش در محور قوی و نیروهای ثقلی را با خمش حول محور ضعیف خود تحمل کنند، چرا که در سوله‌ها، معمولاً نیروهای باد از نیروهای ثقلی بیشتر است.

5.2. استرات (Strut):

استرات‌ها به عنوان عناصر اتصال‌دهنده بین قاب‌های اصلی سوله عمل می‌کنند. همچنین، می‌توان آن‌ها را به عنوان مهارهای طولی برای قاب‌ها در نظر گرفت. با اتصال این عناصر به ستون‌ها، طول مؤثر کمانش вокруг محور ضعیف ستون کاهش می‌یابد و در نتیجه پایداری ستون در برابر کمانش افزایش می‌یابد. معمولاً از مقاطع قوطی شکل به عنوان استرات استفاده می‌شود و آن‌ها برای نیروهای محوری طراحی می‌گردند. اغلب، اتصال آن‌ها به ستون‌ها به شکل مفصلی است و می‌توانند در سقف یا قاب‌های طولی نصب شوند.

توجه: تفاوت عمده استرات با گیرت در نوع عملکرد آن‌هاست. مقطع و نوع اتصال استرات‌ها برای انتقال نیروهای جانبی در راستای طول سوله طراحی می‌شود در حالی که گیرت‌ها تنها برای نگهداری دیوارهای سبک و عملکرد خمشی در برابر نیروهای ثقلی و باد مورد استفاده قرار می‌گیرند.

شکل 7- استرات‌ها

6.2. مهاربندهای اصلی قائم (Main Brace):

در سیستم‌های ساختمانی متداول، برای تأمین باربری جانبی در طول سوله، از مهاربندهای همگرا بهره می‌گیرند. معمولاً برای این نوع مهاربندها از میلگرد، دوبل نبشی، دوبل ناودانی و لوله استفاده می‌شود. هدف عمده از به کارگیری مهاربندی، جلوگیری از تغییرشکل‌های سوله در حین بهره‌برداری و نصب، همچنین تأمین پایداری اعضای فشاری و مقاومت در برابر بارهای ناشی از زلزله، باد و بارهای جرثقیل است.

شکل 8- مهاربند اصلی و نحوه اتصال آن به ستون

7.2. مهاربند سقف (Ceiling Brace):

وظیفه اصلی مهاربندهای سقفی به عنوان یکی از اجزای سوله، ایجاد صلبیت کافی در سقف، کمک به انتقال بارهای جانبی ناشی از سقف و حفظ پایداری چشمه‌های سقف است. عمدتاً برای این منظور از مقاطع میلگرد استفاده می‌کنند و میل مهارهای سقفی را به‌صورت کششی طراحی می‌نمایند.

شکل 9- مهاربندهای سقفی

8.2. وال پست (Wall Post):

در پیوست 6 از استاندارد 2800 به سازه‌های صنعتی اشاره‌ای نشده است. سوله‌ها معمولاً سازه‌هایی با ارتفاع کم و وزن سبک هستند که بار باد تأثیر زیادی بر روی آن‌ها دارد. بنابراین، دیوارهای سوله باید به گونه‌ای طراحی شوند که در برابر بار باد یا زلزله مقاومت داشته باشند و از اتصالات مناسبی برخوردار باشند. این اتصالات باید به شکلی طراحی شوند که با تغییر دما، عناصر فولادی که دچار انبساط می‌شوند، منجر به کمانش و تخریب دیوار نشوند. اگر اتصالات وادار مقید و جوشی در نظر گرفته شوند، به‌خاطر محدودیت در تغییر طول، ممکن است وادار کمانش کند و دیوار آسیب ببیند. جزئیات اجرایی وال‌پست‌ها در مقاله‌ای مرتبط که در وب‌سایت سبزسازه موجود است، ارائه شده و برای اطلاعات بیشتر می‌توانید به آن مراجعه کنید.

شکل 10- وال‌پست در سوله‌ها

9.2. سینه‌بند (Flange Stay):

برای جلوگیری از کمانش پیچشی-جانبی بال رفتر در نواحی با لنگر منفی (در این نواحی، بال پایینی تیر تحت فشار است)، از عضوی به نام سینه‌بند و پیچ استفاده می‌شود که بال تحتانی رفتر را به لاپه متصل می‌کند. مقطع سینه‌بند معمولاً نبشی بوده و برای نیرویی معادل 2 درصد از بال فشاری طراحی می‌شود. 

شکل 11- روش‌های رایج نصب سینه‌بند و اتصال آن به رفتر

10.2. پی

در سوله‌ها معمولاً از پی‌های منفرد برای انتقال بار به خاک استفاده می‌شود. به دلیل سبکی سوله‌ها نسبت به ساختمان‌های فلزی، نیروی جانبی ناشی از باد بیشتر از نیروی زلزله است و بر طرح تأثیرگذار می‌شود. به همین خاطر، پی‌های منفرد را در جهت طولی سوله با یک کلاف کششی به هم متصل می‌کنند تا از بلند شدن سوله (Uplift) در اثر نیروهای جانبی جلوگیری شود. علاوه بر این، برای مقابله با نیروی بلند شدگی، عمق پی‌ها را افزایش می‌دهند تا با افزایش وزن خاک روی آن‌ها، این پدیده را کاهش دهند.

به دلیل فلزی بودن ستون‌ها در سوله، اگر پی زیر زمین قرار گیرد، مشکل خوردگی ستون فلزی یکی از چالش‌هایی است که می‌تواند به کاهش عمر سوله منجر شود. به همین دلیل، با ایجاد یک ستونک کوتاه بتنی روی پی، از تماس مستقیم ستون با عوامل خورنده موجود در خاک جلوگیری می‌شود. این ستونک‌های بتنی به نام پدستال (Pedestal) شناخته می‌شوند. البته پدستال‌ها همچنین مزایای سازه‌ای خاصی دارند که در این کتاب به آن‌ها پرداخته نمی‌شود.

در طراحی سوله‌ها، اتصال ستون‌ها به پی به‌صورت مفصلی طراحی می‌شود زیرا با توجه به ویژگی منفرد بودن پی‌ها و عدم استفاده از شناژ در عرض سوله، زیر بارهای مختلف، پی به‌راحتی دوران کرده و این دوران موجب می‌شود که تکیه‌گاه به حالت مفصلی واقعی تبدیل شود. اتصال پای ستون‌ها را می‌توان تنها در صورتی به‌صورت گیردار در نظر گرفت که مطمئن شویم پی سوله، تحت نیروها و لنگرهای واردشده، دوران قابل‌ملاحظه‌ای نخواهد داشت.

11.2. جرثقیل

از آنجایی‌که سوله‌ها عمدتاً به‌عنوان مکان‌های صنعتی یا برای انبار کالا استفاده می‌شوند، استفاده از جرثقیل‌های سقفی برای حمل و جابه‌جایی اجسام معمول است. این جرثقیل‌ها می‌توانند به‌صورت عرضی و طولی در تمامی نقاط سالن حرکت کنند. یک جرثقیل معمولاً از ارابه، پل، چرخ‌های راهبر و یک ریموت تشکیل می‌شود.

مجموعه جرثقیل بر روی تیری به نام تیر حمال قرار دارد که معمولاً در طول سالن و در دو طرف عرض سالن واقع شده است. بین تیر حمال و چرخ راهبر یک پروفیل فلزی به‌عنوان ریل نصب می‌شود. تیر حمال نیز بر روی تیر دیگری به نام تیر نشیمن یا براکت قرار می‌گیرد که به ستون جوش داده می‌شود.

12.2. بست قورباغه ای

بست‌های قورباغه‌ای یا مهارکش‌ها از ابزارهای مهم در ایجاد مهاربندی‌های افقی و عمودی هستند. در بادبندهایی با میلگرد که توانایی تحمل فشار بسیار کمتری نسبت به کشش دارند، در صورت عدم پیش تنیدگی، تحت وزن خود دچار افتادگی خواهند شد. به همین علت، عملکرد این مهاربندها تحت بارهای جانبی ممکن است دچار اختلال گردد. برای ایجاد پیش تنیدگی اولیه در اعضای مهاربندها، از بست‌های قورباغه‌ای استفاده می‌شود.

شکل 14- بست قورباغه‌ای

3. اجزای معماری و غیرسازه‌ای سوله

در این بخش به بررسی اجزایی می‌پردازیم که تأثیری در عملکرد سازه در پاسخ به بارهای وارده ندارند. این اجزا اگرچه ممکن است به اندازه اجزای سازه‌ای مهم به نظر نرسند، اما باید به یاد داشت که عدم نصب صحیح هر یک از آن‌ها می‌تواند عملکرد کلی سازه سوله را مختل کند.

1.3. آبرو یا گاتر (Gutter)

یکی از مسائل حیاتی در طراحی سوله‌ها، مدیریت و هدایت آب باران از سطح سقف می‌باشد. به این منظور، در انتهای شیب‌های سوله‌ها (شانه‌ها) یک کانال فلزی تعبیه می‌شود که با شیبی مناسب به سمت طول سوله، آب‌های جمع‌آوری شده را به لوله‌های عمودی دفع هدایت می‌کند. به این کانال فلزی که در انتهای شیب سوله نصب می‌شود، اصطلاحاً آبرو گفته می‌شود.

نصب و اجرای آبروهای مستحکم، در سوله‌های چند دهانه اهمیت بیشتری دارد، زیرا هر گونه نقص در سیستم تخلیه و جمع‌آوری آب باران می‌تواند باعث تجمع آب روی سقف سوله شده و وزن سقف را افزایش دهد که این موضوع آسیب جدی به کل سازه می‌زند. در نواحی با بارش زیاد، این موضوع نیاز به توجه بیشتری دارد. همچنین، تجمع آب باران ممکن است به تأسیسات آسیب برساند و نفوذ آب به داخل سوله می‌تواند خساراتی به کالاهای حساس به رطوبت (مثل غلات و تجهیزات الکتریکی) وارد کند.

2.3. فلاشینگ

برای جلوگیری از جدا شدن آبروها و همچنین پوشاندن نقاط مختلف سقف، از ورق‌های پوشاننده‌ای به نام فلاشینگ استفاده می‌شود. این فلاشینگ‌ها همچنین درزهای بین ساندویچ پنل‌ها را نیز پوشش می‌دهند. فلاشینگ‌ها به عنوان یک عایق عمل کرده و از ورود آب، گرد و غبار، رطوبت و سایر عوامل خارجی به داخل سازه جلوگیری می‌کنند و به کاهش وزش باد و صدای ناشی از آن نیز کمک می‌کنند.

شکل 16- فلاشینگ

3.3. پوشش سقف

در طراحی سازه‌های سوله، هدف ما یافتن سقف‌هایی است که هم سبک باشند و هم به سرعت نصب شوند و از عهده بارهای ثقلی و باد برآیند. این سقف‌ها روی پرلین‌های سازه‌ای قرار می‌گیرند و نصب می‌شوند.

در گذشته، پوشش سقف‌ها معمولاً با استفاده از پشم‌شیشه، ورق‌ها و پوشش‌های آب‌بند کننده به همراه توری‌های سیمی انجام می‌شد. با این حال، به دلیل کندی در اجرا، امروزه این متریال‌ها کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

امروزه، ساندویچ پانل‌ها به علت سرعت بالای اجرایی و وزن کمشان بسیار متداول شده‌اند. این پانل‌ها از ورق‌های نازک با ضخامت 0.5 تا 1 میلی‌متر تشکیل شده‌اند که به صورت کرکره‌ای، ذوزنقه‌ای یا سفالی در بالا و پایین و یک لایه عایق حرارت و صوت (پلی استایرن، پشم‌شیشه یا پلی‌اورتان) در میان آن‌ها وجود دارد. در اکثر مواقع، عایق پلی‌اورتان به خاطر ویژگی‌های نسوز و وزن پایینش استفاده می‌شود.

به ویژه در سوله‌هایی چون مرغداری‌ها که نیاز به کنترل دما دارند، استفاده از عایق پلی‌اورتان بسیار توصیه می‌شود. این پوشش به دلیل ویژگی عایق بودنش در زمستان از هدر رفت گرما جلوگیری کرده و در تابستان نیز مانع انتقال حرارت خورشید به داخل سوله می‌شود.

4.3. دیوارهای خارجی

دیواره‌های خارجی به

عنوان اجزای سوله بسته به نوع کاربری سازه متفاوت است. امروزه سیستم‌های سنتی و سنگین جای خود را به دیوارهای سبک نوین داده‌اند. انواع دیوارهایی که به‌طور متداول در سوله‌ها استفاده می‌شوند شامل:

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

امروزه استفاده از ساندویچ پانل دیواری افزایش یافته است. در سوله‌هایی که تردد ماشین‌آلات سنگین و تجهیزات وجود دارد، معمولاً دیوار آجری سنگین تا ارتفاع محدودی (مثلاً 2 متر) ساخته می‌شود و برای ادامه‌ی دیوار از مصالح سبک مانند ساندویچ پانل دیواری بهره برده می‌شود. این امر به دلیل این است که سوله‌ها از داخل و خارج در معرض برخورد با ماشین‌آلات و عوامل حرکتی قرار دارند و مصالح مقاوم در برابر ضربه (مانند دیوار آجری) معمولاً دوام بیشتری دارند. همچنین درزبندی و آب‌بندی دیوارهای مصالح بنایی (ایزوگام کردن) نیز ساده‌تر خواهد بود.

در سوله‌هایی که برای نگهداری غلات و مصالح ساختمانی استفاده می‌شوند، از یک دیوار بتنی سراسری برای 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 راستای قاب اصلی بستگی به شرایط و نیازهای معماری دارد. این طول از دهانه‌های کوچک که نیاز به شیب یک‌طرفه دارند (حدود 5 متر) تا دهانه‌های بلند (حتی 60 متر) متغیر است. لازم به ذکر است که افزایش طول دهانه معمولاً موجب افزایش وزن واحد سطح اسکلت سوله می‌شود. بنابراین توصیه می‌گردد در مواردی که محدودیت‌های معماری امکان قرار دادن ستون در وسط سوله و تقسیم آن به چند دهانه را فراهم می‌آورد، از بلند کردن دهانه‌ها خودداری کنید. طول سوله تحت تأثیر تغییرات دمایی قرار دارد، که این موضوع در سوله‌های بلند تأثیر بیشتری دارد. در شکل 1 سوله‌های چند دهانه و تک شیب نشان داده شده‌اند.

2.4. فاصله قاب‌ها:

اندازه دهانه‌ها…

فاصله بین ستون‌ها در واقع به روش‌های تولید در کارگاه، فضای لازم برای تردد جرثقیل‌ها و سایر روش‌های حمل کالا وابسته است و با افزایش ارتفاع سوله، اندازه بهینه دهانه نیز افزایش می‌یابد.

یکی از نکات کلیدی در اجرا، وجود اعضای تکراری با شرایط و اتصالات یکسان است تا احتمال اشتباه کارگران و تیم اجرایی در نصب کاهش یابد. برای این که تعداد اعضای تکراری به حداکثر برسد، بهتر است فاصله ستون‌ها ضریبی از یک مقدار ثابت به نام مدول باشد. مدول اصلی که در طراحی سوله‌های صنعتی یک طبقه کاربرد دارد، بین 3 تا 4 متر تعیین شده است. برای دهانه‌هایی تا 18 متر، توصیه می‌شود از مضرب 3 متر (مانند 3 متر، 6 متر، 9 متر و 12 متر و …) استفاده شود و برای دهانه‌هایی بالاتر از 18 متر، ضریبی از 6 متر (مانند 6 متر، 12 متر و 18 متر و …) طراحی شود.

عواملی دیگری که در تعیین فاصله ستون‌ها مؤثر است، تأثیر باد بر دیوارهای سبک جانبی به شمار می‌رود. در این نوع پوشش‌ها، معمولاً لاپه جانبی (گیرت) به عنوان عنصر اصلی نگهدارنده شناخته می‌شود که بر روی چارچوب‌های اصلی قرار می‌گیرد. اقتصادی‌ترین دهانه برای لاپه‌های جانبی 9 متر است. در صورت افزایش این دهانه به بالای 9 متر، نیاز به ستون‌های فرعی مقاوم در برابر باد خواهید داشت که باعث افزایش هزینه طراحی می‌شود.

بر اساس تجربه، مشاهده شده است که در سوله‌هایی بدون جرثقیل، دهانه و فاصله ستون 9 متر به ویژه برای ساختمان‌های طویل و باریک، یکی از اقتصادی‌ترین گزینه‌ها به حساب می‌آید. زیرا در این نوع ساختمان‌ها با پلان مستطیلی، نسبت محیط پلان به سطح آن بزرگ است و به تبع آن مصرف لاپه‌های جانبی بالاست. بنابراین کاهش وزن این لاپه‌ها با انتخاب فاصله مناسب ستون‌ها می‌تواند به صرفه‌جویی در هزینه‌ها کمک کند. اما در ساختمان‌های با پلان مربعی، به دلیل نسبت محیط به سطح پایین‌تر، اهمیت کاهش مصرف لاپه‌های جانبی کاهش می‌یابد و می‌توان از فاصله‌های 12 متری برای دهانه استفاده کرد، بدون اینکه ضرورت اقتصادی طرح دچار چالش شود.

موضوع دیگری که باید مدنظر قرار گیرد این است که طول متداول برای مقاطع لاپه‌ها معمولاً 6 متر است. از این رو، حداکثر طول اجرایی برای این لاپه‌ها به 6 متر محدود می‌شود.

اگر لازم باشد فاصله بین دهانه‌ها بیشتر از 6 متر باشد، دو راه‌حل زیر پیشنهاد می‌شود:

1- استفاده از پروفیل‌های گرم نورد شده به طول 12 متر: این مسئله به سمت استفاده از پروفیل‌های ضخیم گرم نورد شده (مانند ناودانی، مقطع جعبه‌ای و I شکل و …) گرایش می‌یابد که سنگین‌تر از معادل سرد نورد شده هستند و می‌توانند وزن سازه را افزایش دهند و به طرح غیراقتصادی منجر شوند.

2- استفاده از وصله‌ کردن پرلین‌های سرد نورد شده: این روش، تعداد سوراخ‌کاری و حجم اتصالات را به شدت افزایش می‌دهد و با توجه به تعداد بالای پرلین‌ها در ساختمان، گزینه اقتصادی نخواهد بود. همچنین، به دلیل ضخامت کم مقاطع سرد نورد شده، جوشکاری آنها نیز دشوار خواهد بود.

فاصله‌های کمتر از 6 متر بین قاب‌های اصلی نیز می‌تواند پروژه را غیر اقتصادی کرده و باعث اسراف مقادیر بالایی از فولاد مصرفی شود. بر اساس طول ورق‌های موجود در بازار، در صورت استفاده از فاصله‌های کمتر از 6 متر مانند 5 متر، باقی‌مانده ورق (یک متر باقی‌مانده) عملاً هدر خواهد شد و به دلیل ضخامت 2 تا 4 میلی‌متر، در دیگر بخش‌های سوله مثل اتصالات و … کاربردی نخواهد داشت. بنابراین پیشنهاد می‌شود از ارائه فاصله‌هایی که باعث هدر رفتن ورق‌های مورد استفاده در پرلین‌ها می‌شود، پرهیز گردد.

در نهایت، تصمیم نهایی با طراح سازه و معمار است که با توجه به تجربه و قضاوت‌های مهندسی خود، بهترین و اقتصادی‌ترین طرح را ارائه نمایند.

3.4. ارتفاع سوله

ارتفاع سوله‌ها در قدم اول بستگی به نوع کاربری و ماشین‌آلات دارد…

بحث انبار مصالح به جنبه‌های مختلفی وابسته است. به وضوح، هر چه ارتفاع سوله بیشتر باشد، وزن فولاد استفاده‌شده نیز متناسباً افزایش می‌یابد. در مرحله دوم، ارتفاع سوله به طول ورق‌هایی که برای ساخت تیرورق‌ها در نظر گرفته شده‌اند، بستگی دارد. با توجه به اینکه طول ورق‌ها 6 متر است، بنابراین ارتفاع سوله باید بیشتر از 3 متر انتخاب شود. به طور کلی، ارتفاع سوله‌ها متغیر بوده و معمولاً بین 4 تا 20 متر قرار دارد و ارتفاع‌هایی بیشتر از 20 متر به ندرت دیده می‌شود.

4.4. شیب سوله

شیب سوله معمولاً بین 10 تا 30 درصد است. در صورتی که دهانه سوله بیشتر از 40 متر باشد، این شیب ممکن است تا 10 درصد کاهش یابد. با این حال، در مناطق با بارش برف زیاد توصیه می‌شود که شیب سوله کمتر از 15 درصد نباشد. همچنین مهم است که هر چه شیب سوله بیشتر باشد، تأثیر بار باد نیز بیشتر خواهد بود. بنابراین باید بین بار باد و برف یک تعادل برقرار شود.

5.4. ابعاد ستون سوله

ابعاد ستون‌های سوله به پارامترهای مختلفی مانند مساحت سوله، ارتفاع سوله، وجود رفترها و همچنین میزان بارهای وارد به آنها بستگی دارد. بنابراین طراحی ستون‌ها باید با در نظر گرفتن مسائل اقتصادی و مقاومت کافی انجام گیرد تا ابعاد مناسبی بدست آید.

6.4. انواع اتصالات در سوله:

اتصالات در این نوع سازه‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار بوده و عموماً انتظار می‌رود که عملکرد صلب داشته و قادر به انتقال نیروهای محوری، برشی و لنگر خمشی به ستون‌ها باشند (مانند اتصال تیر به ستون در قاب‌های اصلی). امروزه برای ساخت و اجرای سوله‌ها، سوراخ‌کاری‌ها و ابعاد اتصالات پیچ و مهره‌ای به دقت در کارخانه انجام می‌شود و سپس در محل اجرا به سایر قطعات متصل می‌گردند. اتصالات اصلی در سوله‌ها شامل اتصال شانه سوله (گیردار)، اتصال تاج سوله (گیردار)، اتصال لایه‌ها به قاب (مفصلی)، اتصال اعضای بادبندی به سوله (مفصلی) و اتصال پای ستون به پی (مفصلی) می‌باشند. از میان این اتصالات، اتصال گوشه اهمیت ویژه‌ای دارد و در سه نوع اتصال با ورق‌های انتهایی (فلنجی)، اتصال با ورق روسری و اتصال ساعتی ایجاد می‌شود. در تصاویر زیر، می‌توانید با جزئیات این اتصالات آشنا شوید:

شکل 19- انواع اتصالات در سوله

برای دریافت اطلاعات بیشتر و دقیق‌تر درباره اتصالات در سوله، می‌توانید به مقاله “انواع اتصالات در سوله‌ها” مراجعه کنید.

5. لینتو در سوله

لینتو (lean to) به نوعی سازه در سوله‌ها اشاره دارد که با کمک رفتر به یک سوله اصلی یا ساختمان متصل می‌شود. این نوع سازه را می‌توان «بچه سوله» نامید و سوله‌ای که به آن متصل است را «سوله مادر» می‌خوانند. لینتو باعث می‌شود که فضاها بهتر تفکیک شوند و همچنین کارایی سوله را افزایش می‌دهد. این سازه همچنین بار ناشی از وزن‌های اضافی را بر سوله مادر کاهش می‌دهد. توجه به این واژه‌ها نشان می‌دهد که لینتو وابسته به سازه اصلی است و به آن تکیه می‌دهد. واژه «lean» در زبان انگلیسی به معنای «تکیه کردن» است، بنابراین لینتو زمانی تعریف می‌شود که یک سازه مادر وجود داشته باشد و تنها مرز بین این دو سازه، دیوار جانبی سازه اصلی است.

شکل 20- لینتو

طراحی و ایجاد لینتو در پنج نوع کلی انجام می‌شود. این سازه‌ها می‌توانند دارای سقف مسطح یا شیبدار باشند. اگر سقف شیبدار باشد، به چهار دسته تقسیم می‌شود. در صورتی که لینتو فقط در یک طرف سازه اصلی ساخته شود، به آن «لینتو یکطرفه» می‌گویند و اگر در دو طرف سازه اصلی باشد، به آن «لینتو دوطرفه» می‌گویند. همچنین اگر سقف فقط یک شیب داشته باشد، به آن «تک شیب» و اگر دو شیب داشته باشد، به آن «دو شیب» می‌گویند. در شکل زیر انواع مختلف لینتو نشان داده شده است که انتخاب هرکدام بستگی به نظر کارفرما، فضای موجود و نوع کاربری جدید دارد.

شکل 21- انواع لینتو بر اساس شیب و تعداد

شکل 21- دسته‌بندی لینتوها بر اساس شیب و تعداد

لینتو یا بچه سوله ویژگی‌های خاصی دارد که به شرح زیر است:

• جنس مصالح به کار رفته در لینتو مشابه مصالح ساختمان اصلی یا سوله مادر است.
• این سازه حتماً دارای یک دیوار مشترک با سازه اصلی می‌باشد.
• ابعاد لینتو بیش از 60 درصد سوله مادر نیست و اگر از این میزان بیشتر شود، به آن سوله دوقلو گفته می‌شود.

نکته: انتخاب سقف لینتو به‌صورت شیبدار یا مسطح به شرایط پروژه بستگی دارد، اما نوع شیبدار آن معمولاً کاربردی‌تر است. همچنین، لینتو می‌تواند بدون دیوارهای کناری یا با آن‌ها طراحی شود.

توجه: امکان افزودن لینتو به ساختمان اصلی در هر زمان، حتی پس از ساخت آن وجود دارد، اما باید با کسب مجوز از نظام مهندسی انجام شود. به همین دلیل، کارفرمایان می‌توانند برنامه‌ریزی ساخت لینتو را همزمان با ساخت ساختمان اصلی یا به آینده موکول کنند.

لینتو در صنعت کاربردهای فراوانی دارد. یکی از مهم‌ترین کاربردهای آن ایجاد جدایی در محیط کار است. در این حالت، لینتو فضایی تفکیکی از فضای اصلی فراهم می‌آورد تا از بروز خطرات احتمالی جلوگیری کند و یا به افزایش کارایی کمک کند. به عنوان مثال، در یک کارخانه، برای جلوگیری از خطرات، نیاز است که بخشی از خط تولید از دیگر بخش‌ها جدا باشد و در این حالت لینتو به این فضا اختصاص می‌یابد.

در این صورت، کل خط تولید در معرض خطر قرار نمی‌گیرد و ایمنی افزایش می‌یابد. همچنین، لینتو برای انبارداری و ذخیره‌سازی مواد اولیه و محصولات نهایی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. به علاوه، لینتو می‌تواند به عنوان پارکینگ برای وسایل نقلیه در محوطه کار مورد استفاده قرار گیرد. به طور خلاصه، با وجود مقیاس کوچک لینتو نسبت به سازه اصلی، عدم وجود آن می‌تواند کارایی و ایمنی را کاهش دهد و وجود آن می‌تواند کاربری‌های اضافی همچون انبارداری و پارکینگ را به سازه اضافه کند.

نتیجه‌گیری

در این مقاله ابتدا مفهوم سوله و کاربردهای آن توضیح داده شد. سپس اجزای سازه‌ای و غیرسازه‌ای سوله معرفی گردید تا اطلاعات پایه‌ای قبل از ورود به مباحث طراحی فراهم شود. همچنین نکات تجربی و اجرایی در مراحل مختلف ساخت و در مورد اجزای مختلف سوله بیان شد. در پایان، لینتو و انواع و کاربردهای آن مورد بررسی قرار گرفت.