پروفیل در صنعت ساختمان سازی

پروفیل در صنعت ساختمان سازی


نقش پروفیل در صنعت ساختمان سازی

مصالح در صنعت ساختمان سازی نقش بسیار مهم و حائز اهمیتی دارند که هر کدام بر اساس نوع کارآیی در شکل گیری ساختمان اثر می گذارند. پروفیل ها نیز یکی از این مصالح کاربردی هستند که در ساختمان سازی مورد استفاده قرار می گیرند. پروفیل ها را می توان به دو دسته مختلف تقسیم بندی کرد. این دو دسته پروفیل های ساختمانی و صنعتی می باشند. پروفیل ساختمانی با عنوان پروفیل 508 شناخته می شود که می توان از آن در ساخت درب و پنجره کرد.
 هم چنین پروفیل صنعتی نیز در ساخت خودرو مورد استفاده قرار می گیرد. دلیل استفاده از این پروفیل ها از زمان های گذشته تا به امروز استحکام و مقاومت بالایی است که دارند. ناگفته نماند که از این محصولات می توان در پروژه های مختلف ساختمانی، ساخت پل ها  ... استفاده نمود. حال قصد داریم در ادامه برای آشنایی بیشتر شما با این دسته از محصولات کاربردها و انواع مختلف آن ها را معرفی کنیم. پس با ما همراه باشید.

تاریخچه پیدایش پروفیل ها

استفاده از پروفیل به سال های پس از جنگ جهانی دوم اختصاص دارد. آغاز پیدایش این صنعت کشور آلمان بوده است که با استقبال فراوانی رو به رو شد. به دلیل این استقبال انتقال آن به کشور های اروپایی نیز انجام شد. در همان دوران جمعیت ایران نیز در حال افزایش بود که همین امر افزایش نیاز به ساخت و ساز خانه های مسکونی را ایجاد نمود. حال ساخت خانه های استاندارد نیازمند به کارگیری مصالح با کیفیت مانند سیمان و گچ می باشد.

با به وجود امدن چنین شرایطی دولت برای تولید مصالح ساختمانی دست به کار شد. تا آن زمان به کارگیری چوب امری عادی بود. ولی با گذشت زمان و افزایش ساخت و ساز ها منابع مصرفی، کافی نبودند. پس به ناچار چوب ها از رده خارج شدند و آهن و آلومینیوم جایگزین آن ها شدند. در آن زمان دولت اجازه واردات آهن آلات را صادر کرد. ولی این روش هزینه های زیادی را با خود به دنبال داشت. پس به دنبال یافتن یک روش بهتر و به صرفه تر طرح ساخت تجهیزات داخلی پیاده سازی شد.

اولین کارخانه تولید کننده

مانسمن به همراه برادران خود اولین کارخانه تولید پروفیل را راه اندازی نمود. در دفعه اول این کار را با رول هایی که به شکل ورق بودند آغاز نمود. آن ها را به شکل اریب سوراخ کرد و باعث ایجاد موقعیت ساخت مقاطع مختلف شد. پس از گذشت سال ها ساخت پروفیل نیز در دست تغییرات قرار گرفت و همانند سایر صنایع پیشرفت هایی را به دنبال داشت. این پروفیل جدید به دست فردی به نام پیگر به شکل مقاطع تو خالی بدون درز به مرحله تولید رسید.

هر پروفیل نیز کارآیی متفاوتی داشت. در زمینه های مختلفی مورد استفاده قرار می گرفت. ساخت و تولید این محصول به همین صورت ادامه داده شد تا این که پس از جنگ جهانی دوم پیشرفت چشمگیری داشت. این پیشرفت به دلیل ایجاد تغییرات و پیشرفت فوق العاده صنعت جوشکاری بود. در این میان دستگاهی به نام مولر ساخته شد که افزایش سرعت ساخت پروفیل های دایره ای و مستطیلی را به دنبال داشت.

مشکل اساسی

در آن زمان ها یک مشکل بسیار گسترده به هنگام استفاده از پروفیل ها مشاهده می شد این مشکل به نحوه اتصال آن ها بر می گشت. رفع این مشکل به دست دستگاهی به نام بست انجام شد. این دستگاه در سال 1937 اختراع شد. هنوز هم ساخت و تولید پروفیل ها با پیشرفت همراه است . سال های بسیاری پروفیل های آهنی و فولادی توسط متخصصان مورد بررسی قرار گرفتند. تا بتوانند محصولات با کیفیت تر و با مقاومت بالاتر را به مرحله تولید برسانند.

انواع پروفیل ها کدام اند؟!

می توان گفت که پروفیل ها مقاطع تو خالی هستند. جنس آن ها از آهن می باشد. برای ساخت  ساز و هم چنین استحکام سازه مورد استفاده قرار می گیرند. این محصولات پر کاربرد در شکل های مختلفی ساخته شده اند که برای کاربرد های مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند. اما به شکل کلی می توان آن ها را در دو دسته صنعت و ساختمانی قرار داد. حال با این شرایط دسته ای دیگر از پروفیل ها با عنوان گالوانیزه و کامپوزیت نیز وجود دارند. برخی از انواع آن ها را در ادامه معرفی خواهیم کرد.

پروفیل ساختمانی:

پروفیل های ساختمانی از دسته محصولاتی به حساب می آیند که می توان از آن ها در ساختمان سازی استفاده کرد. این محصول در ساخت درب و پنجره های آلومینیومی مورد استفاده قرار می گیرند. پروفیل های ساختمانی خود انواع مختلفی دارند. شامل موارد زیر می باشند:

نورد گرم: متریال ساخت این محصول نورد گرم شمش فولادی می باشد که به شکل قوطی می باشند.
نورد سرد: این نوع محصولات از طریق شکل دادن به ورق های فولادی به کمک خم کردن و پرس تهیه می شوند. محصولات تولیدی این روش را می توان در ناودانی، تیرهای تکیه گاه سقف کاذب مورد استفاده قرار داد.
مرکب: از به هم پیوستن نورد سرد و نورد گرم تولید می شوند.

پروفیل صنعتی:

همان طور که می دانید می توان این محصول را در صنایع مختلفی مثل خودروسازی و نظامی مورد استفاده قرار داد. پروفیل مورد استفاده در صنعت خودروسازی از نوع اشکال قوطی مربعی و مربع مستطیل می باشد. توجه به ویزگی های مکانیکی و الکتریکی در مقاطع مختلف صنعتی از اهمیت ویزه ای برخوردار است. به شکلی که وجود این ویژگی ها و استانداردها باعث شده است که تولید این محصول برای هر فردی امکان پذیر نباشد.

پروفیل کامپوزیتی:

بخش بسیار گسترده ای از بازار به دست مواد مرکب یا همان کامپوزیت ها اداره می شود. این مدل مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارد. مقدار این مقاومت از نوع معمولی آن بیشتر است. به همین دلیل در شرایط خاص آب و هوایی که امکان افزایش خوردگی وجود دارد. بسیار پر کار بردتر از نوع معمولی می باشند. مهم ترین دلیلی به کارگیری این محصول مقاومت بالایی است که در برابر خوردگی ها دارد. این مقاومت باعث افزایش طول عمر سازه ها در برابر انواع ارتعاشات می شود.  یکی دیگر از مزیت های موجود در این کامپوزیت ها آن است که سبک تر شدن سازه را به دنبال دارد.

این ویژگی چندان حائزاهمیت نیست . آن چه که مهم است عمر طولانی و مقاومت بالای کامپوزیت می باشد. که به دلیل وجود خاصیت غیر کشسانی امکان آن وجود دارد.  این خاصیت عملکرد بهتر سازه را در برابر ارتعاشات زلزله به دنبال دارد . به عنوان مناسب ترین گزینه برای مقاوم سازی به حساب می آید.  به دلیل شرایطی که در ایران به چشم می خورد نیاز به استفاده از کامپوزیت ها به مقدار بسیار وجود دارد. مشکلات موجود در شهرهایی مانند ارومیه را که میزان خوردگی در آن ها به شدت بالاست می توان به کمک این کامپوزیت ها به حداقل رساند.

جایگاه ویژه کامپوزیت ها

در اصل می توان گفت که کامپوزیت هم معنای مواد مرکب می باشد. در دنیای امروز پروفیل های کامپوزیتی جایگاه ویژه ای یافته اند و مورد توجه افراد بسیار زیادی قرار گرفته اند. چرا که مقاومت بالایی در برابر خوردگی در شرایط بسیار بد از نظر آب و هوایی دارند. به همین دلیل اکثر کارفرما ها این نوع از پروفیل ها را برای استفاده می پسندند. در اصل استفاده از روش هایی که باعث جلوگیری از خوردگی می شوند افزایش طول عمر سازه را نیز به دنبال دارند. پس می توان این محصول را به عنوان یکی از ببهترین نمونه هایی دانست که می توان از آن برای مناطق زلزله زده استفاده کرد. هم چنین قابل استفاده در ساخت پل ها نیز هستند که باعث کاهش خوردگی آن ها در رطوبت می شوند.

پروفیل گالوانیزه:

یکی دیگر از انواع پروفیل ها مدل گالوانیزه می باشد. این مدل نیز برای افزایش مقاومت سازه ها در برابر خوردگی به کار گرفته می شوند. به عنوان مثال از پروفیل upvc  برای ساخت پنجره های دو جداره استفاده می شود. به کارگیری پروفیل گالوانیزه مزایایی را به همراه دارد. این مزایا عبارت است از :
•    بر طرف کردن مشکل هرز شدن پیچ ها و افتادگی بازشو های در و و پنجره ها.
•    افزایش استحکام پنجره ها در برابر فشار های جوی در ارتفاعات بالا ( برج هایی که از ارتفاعات بالایی برخوردارند باد دارای قابلیت وارد کردن فشار قابل توجهی به قسمت پنجره ها را خواهد داشت )
حال با وجود چنین شرایطی نکات بسیار مهمی را نیز باید در نظر گرفت. به عنوان مثال بر اساس مقدار فشاری که به پنجره ها وارد می شود و ابعادی که دارد به همان میزان ضخامت و وزن پروفیل نیز باید افزایش پیدا کند. ضخامت طبیعی این محصول در حال عادی 1 میلی متر است و با توجه به شرایطی که ممکن است به وجود بیاید تا 2 میلی متر قابل تغییر است. این پروفیل ها نیز مانند موارد قبلی باعث افزایش مقاومت سازه می شوند.
 این پروفیل ها نقش مفیدی را به هنگام ساخت درب و پنجره ها نیز ایفا می کنند. از این نوع پروفیل ها می توان در ساخت پنجره های upvc  که به صورت عایق هستند نیز می توان استفاده کرد. به دلیل جلوگیری از خراب شدن پنجره ها در ارتفاعات بالا که در برابر فشار های جوی قرار می گیرند می توانند گزینه مناسبی برای ساخت برج ها باشند.

بررسی از جهت شکل و ابعاد:

می توان پرو فیل ها را از نظر شکل و ابعادی که دارند به دو دسته باز و بسته تقسیم کرد.

پروفیل باز

این دسته از پروفیل ها دارای ابعاد و قطر های مختلفی هستند. انواع ان ها پروفیل های با سطح مقطع، u،z  ،Hat  وI  می باشند. در ساخت چارچوب درب های چوبی، قاب اطراف پنجره ها و ام دی اف ها می توان از آن ها استفاده نمود. پروفیل های مذکور در ابعاد و ضخامت های مختلفی طراحی شده اند. در میان پروفیل های مذکور پروفیل نوع z مورد توجه بیشتری قرار گرفته است و کارایی بیشتری دارد. میزان ضخامت موجود در آن ها تعیین کننده قیمت آن ها است.

پروفیل نوع Z

در سقف ورزشگاه ها، سوله های انبار، پارکینگ ها که دارای سقف های بزرگی هستند می توان از پروفیل های نوع z  استفاده کرد. مدل نوع z  خود نیز دارای انواع مختلفی می باشد که عبارت است از : z18  ،z20  ،z22 . ضخامت موجود در پروفیل های نوع z دارای ضخامت 2.5 و 3 سانتی متر هستند و بر اساس این ضخامت ها قیمت ها متغیر است.

موارد مصرف پروفیل نوع z

محصولات فولادی کاربردهای مختلفی در صنعت ساختمان سازی دارند. بنابر این باید در شکل های مختلفی طراحی و تولید شوند تا بتوانند نیاز کاربران را برطرف کنند. می توان از این مدل برای اتصال بخش های مختلف سازه های فلزی استفاده کرد. ساختمان هایی که از اسکلت فلزی بهره می برند برای ساخته شدن از قطعات مجزا استفاده می کنند. پس در نهایت باید به شکل مناسب و یکپارچه در بیایند. از دیگر کاربردهای این محصول می توان ه سقف های شیب دار و ایستگاه های اتوبوس اشاره کرد. برای این منظور نیم رخ z را می توان به کار برد. مهنسی که باید نقشه کار نهایی را آماده کند با نوشتن علامت z ، قسمت هایی که باید از این روش استفاده شود را مشخص می کند. علاوه بر این عددی که پس از z نمایش داده می شود ارتفاع آن را مشخص می کند.
•    زیرسازی سقف ‌های شیب ‌دار
•    کشتی‌ سازی
•    افزایش ظرفیت باربری سازه
•    پوشش سقف سالن‌ های بزرگ مانند ورزشگاه، کارخانه یا کارگاه، ایستگاه ‌های سوخت ‌رسانی و ایستگاه اتوبوس
•    ستون ‌های مرکب با مقاطع مرکب

پروفیل نوع بسته

از پروفیل بسته می توان در زمینه های قوطی ،لوله، انواع پنجره، پروفیل UPVC  ، درب های کرکره برقی و HSS  استفاده کرد. این پروفیل ها نیز مانند سایر پروفیل ها ابعاد و ضخامت مختلف دارند که بر اساس کارآیی آن ها مشخص می شود. سطح مقطع آن ها به شکل بسته می باشد. اگر بخواهیم نمونه های برای پروفیل های بسته در نظر بگیریم می توان پروفیل های قوطی و لوله را معرفی کنیم. این پروفیل ها برای ساخت درب و پنجره و درب‌ های کرکره برقی یا Hss مورد استفاده قرار می گیرند.

مقطع  نوع  HSS

این مدل دارای جنس فولاد با سطح مقطع تو خالی است. حروف H S S مقطع بسته ای تیوبلار است که برای تولید آن از نورد سرد استفاده می شود. این محصول در مصارف مختلفی از جمله پل، استادیوم، فروشگاه های خرید تجاری و ساختمان های مسکونی به کار می رود. این نوع پروفیل به شکل مختلف مانند مستطیل و دایره ساخته می شوند. روز به روز به کارگیری این محصول به دلیل ویژگی های بسیار مناسبی که دارد افزایش می یابد. به دلیل استفاده زیاد از آن ها لقب متریال قرن 21 را به خود اختصاص داده اند.

این پروفیل ها از مقاومت بسیار خوبی برخوردارند. فضای کاری را برای معماران به شکل بسیار گسترده تبدیل کرده اند. این محصولات در برابر بادهای خارجی محوری، خمشی و پیچشی و همینطور خوردگی از مقاومت بالایی برخوردارند. هم چنین باعث کاهش وزن سازه نیز می شوند. از جهتی چون به شکل تو خالی هستند اگر بار سازه ی موجود مشکلی را به وجو نیاورد می توان برای مقاوم سازی آن ها در برابر خطراتی مثل آتش و زلزله آن ها به وسیله بتن پر کرد یا از مدل خالی بودن آن برای سیستم تهویه ساختمان ها استفاده کرد.

کاربرد پروفیل

•    این محصول در ساخت درب و پنجره آهنی به میزان بسیار زیادی مورد استفاده قرار می گیرند.
•    نمونه هایی با اشکال مربع و مستطیل با قطعات کوچک برای نرده های فلزی درب و پنجره های منازل ، حفاظ کنار پله ها، حفاظ نرده ای برای دیوارهای کارخانه و زمین های خصوصی، نرده پیاده روها و خیابان ها به کار می روند.
•    مدل های ستونی مربع و مستطیل شکل که از ابعاد بزرگتری بهره می برند که امکان استفاده از آن ها در موارد متنوعی وجود دارد.
•    مقاطع Z شکل در ساخت سقف سوله ها به کار می روند.
•    این محصول در ساخت لوازم پزشکی چون تخت های بیمارستانی و اسباب حمل بیمار و وسایل ازمایشگاهی نیز مورد استفاده قرار می گیرند.
•    با وجود مزیت های بسیار زیادی که این مقاطع دارند، اما به کارگیری این روش هنوزرواج پیدا نکرده است.

چگونگی تولید پروفیل های فولادی

همان طور که گفته شد پروفیل ‌ها در دسته نورد گرم یا سرد تولید می شوند. با هر یک از این نوع نوردها مقاطع مختلف پروفیل را طراحی و تولید می کنند.
پروفیل‌ های ساخته ‌شده با نورد گرم چگونه اند؟!
نورد گرم از شمش های فولادی ساخته شده است. انواع آن شامل پروفیل‌ های لوله ‌ای، قوطی شکل معمولی، قوطی شکل بال‌ پهن، تسمه ورق، سپری، ناودانی و میلگرد می باشد.
پروفیل ‌های ساخته ‌شده با نورد سرد چگونه اند ؟!
این نوع پروفیل ‌ها با شکل دادن ورق ‌های فولادی به روش خم کردن یا پرس به مرحله تولید می رسند. در اکثر مواقع برای سازه‌ های سبک مثل لابه ‌ها و ناودانی ‌ها مورد استفاده قرار می گیرند.. پروفیل‌ های مختلف را بر اساس شکل مقطع آن‌ ها می ‌توان به شکل بدون درز جوش و یا با جوش طراحی و تولید کرد.
ساخت مقاطع بدون درز جوش چگونه است؟!
ساخت این پروفیل ها در دو مرحله صورت می گیرد. بدین شکل که در مرحله اول باید رول ‌های ورق ‌ها برای ساخت به شکل باز شده در بیایند. پس از آن در مرحله دوم، ضخامت ‌دهی و بستن آن ‌ها در قطرهای مورد نیاز شکل بگیرد. امروزه پروفیل ها به کمک دستگاه‌ های ERW به‌ طور گسترده و بدون نیاز به جوش انواع این پروفیل ‌ها ساخته می شوند.
ساخت مقاطع با جوش چگونه است؟!
در این نوع از پروفیل‌ ها ورق‌ ها و نوارها در ابتدا به وسیله رول ‌های سنگین سیلندریکالی فرم ‌دهی می شوند. در مرحله آخر با حرارت تولید شده توسط برق به حال پرس در می آیند. برآمدگی حاصل از این پرس شدن به سرعت صاف می شود، به شکلی‌ که هیچ اثری از آن بر جای نخواهد ماند.

معایب پروفیل ‌ها

با مزیت های پروفیل ها آشنایی کامل پیدا کردید. اما استفاده کردن از این محصولات معایبی نیز دارد که شامل موارد ذیل می باشد:
•    عدم توانایی تولید پروفیل‌ های مختلف در کشور به‌ ضورت انبوه: به دلیل این که برای ساخت این نوع محصول به دستگاه ‌های بسیار گران ‌قیمت و فناوری ‌های خاص نیاز است، شرکت‌ های کمی به تولید آن در ایران فعالیت دارند و از نظر فراوانی نسبت به سایر آهن‌ آلات کم تر هستند.
•    دشوار بودن اتصالات صلب انواع پروفیل و افزایش هزینه: یکی از مهم‌ ترین معایبی که می توان برای انواع پروفیل ‌ها در نظر گرفت سخت بودن اتصال آن ‌ها در محل است، به همین منظور هزینه ی نصب بسیار بالایی دارند. تنها شرکت ‌هایی که تجهیزات اتصال فوق مدرن ConXL را عرضه می کنند امکان این را دارند تا این کار را با هزینه پایین تر و دقت بیشتر به مرحله انجام برسانند.

عوامل تاثیر گذار بر قیمت پروفیل ها

عوامل بسیار زیادی را می توان در قیمت پروفیل ها موثر دانست. ایت عوامل به سرح زیر است:
•    متراژ مورد نیاز برای کاربردهای مختلف
•    نحوه ساخت پروفیل، چرا که نورد سرد یا گرم بودن آن، به دلیل تفاوتی که در تجهیزاتشان دارند روی قیمت تاثیر گذارند.
•    نوع سطح مقطع پروفیل مورد استفاده
•    جنس آلیاژ به ‌کار رفته از نظر میزان مقاومت در برابر خوردگی و شرایط جوی