یکی از سازه‌های فلزی مورد استفاده در اکثر صنایع و ساخت و سازها، سوله است. شاید شما هم در طول زندگی خود این نام را شنیده باشید و یا سالن‌های بزرگ با دیواره‌های فلزی را دیده باشید. انواع آن کدم‌اند و چه کاربری دارند؟ با ما همراه باشید تا پاسخ تمام این سوالات را بدانید. فرض کنید در یک شهرک صنعتی در حال قدم زدن و یا با ماشین در حال حرکت هستید. در دو سمت خیابان ساختمان‌های یک شکل با دهانه‌های بزرگ می‌بینید. طول همه آن‌ها کشیده و سقف آن‌ها به صورت شیب‌دار است. بله، درست حدس زدید. شما با تعداد زیادی سوله صنعتی مواجه هستید.
سوله یک سازه فلزی است که پوشش سقف آن به صورت شیب‌دار اجرا شده به نحوی که محیط داخلی آن بدون هیچ ستونی بنا شده است. این سازه یکی از پرکاربردترین سازه‌های فولادی در دنیا شناخته می‌شود.
اکثر سالن‌های ورزشی، انبارها، سالن‌های تولید دام و طیور و … به صورت سوله ساخته می‌شوند. بر اساس اندازه دهانه، ارتفاع، طول و میزان تحمل باران و برف در محل احداث سوله در اشکال گوناگون طراحی و اجرا می‌شوند.
سوله از کلمه انگلیسی Shed گرفته شده است که به سازه مثلثی شکل گفته می‌شود. با توجه به نوع کاربری و منطقه مورد استفاده آن، نوع سوله مشخص می‌شود.
تاریخچه سوله
برای اینکه بدانیم سوله چیست؟ انواع آن کدم‌اند و چگونه ساخته می‌شود باید تاریخچه آن را مورد بررسی قرار دهیم. در 25 سال قبل از میلاد مسیح ساختمان معبد پانتئون ها که مربوط به خدایان رم بوده است، سقف گنبدی دارد که خرپای سقف آن از جنس برنز ساخته شد. بعد از آن اولین خرپای آهنی در دهانه 28 متری سقف تئاتر فرانسه طراحی و اجرا شده است. احداث این سازه سرآغازی بود تا صنعت نساجی انگلستان در سال 1800 از یک فریم فلزی در سازه‌های خود استفاده کند.
پس از آن با شروع انقلاب صنعتی اروپا، ساخت سازه‌های سقف شیب‌دار و با طول کشیده به نام سوله در کارخانجات کشورهای اروپایی رونق گرفت. همراه با رشد و گسترش احداث سوله، این سازه یکی از عوامل تاثیر گذار بر پیشرفت و توسعه صنعت در هر کشوری شناخته شد.
در کشور ما ایران نیز از سوله سازی برای احداث کارخانه‌های صنعتی و کارگاه‌های کاری حدود 75 سال پیش استفاده شد. مهندسین ایرانی برای ساخت سوله در ایران سازه‌ای مشابه با سوله‌های اروپایی را طراحی و اجرا نمودند. در دنیای امروز بیش از هزاران سوله در شهرک‌های صنعتی مختلف و صنایع گوناگون ساخته شده است.
نحوه ساخت سوله
امروزه احداث و ساخت سوله یکی از راه‌های ایجاد فضاهای بزرگ با ابعاد مورد نظر با قیمت مقرون به صرفه است. سوله در ایجاد سالن‌های مرغداری، پرورش دام، ورزشگاه، مدارس و … کاربرد دارد.
نحوه احداث سوله با فونداسیون یک ستونی شروع شده و اجزای مختلف آن با استفاده از اتصالات به یکدیگر متصل می‌شوند. ستون بنا شده بر فونداسیون به منظور پیشگیری از پوسیدگی آن از جنس بتن است. علاوه بر این استفاده از فولاد ضد زنگ در ساخت سوله موجب می‌شود تا اجزای آن در اثر قرار گرفتن در معرض هوا دچار پوسیدگی نشوند.
پوشش دهی سقف‌ها با کمک ورق‌های رولی گالوانیزه شده و یا روکش چوب شیشه‌ای انجام می‌شود. هم چنین برای سقف و بدنه سوله‌ها از ساندویچ پنل و … برای پوشش دهی استفاده می‌شود.
در ساخت سوله‌های نیاز است تا متخصصان و مهندسان پروژه برای جلوگیری و محافظت سازه از آسیب‌ها و خطرات احتمالی به عواملی مانند بار مرده مثل برف، نیروهای جانبی مثل باد و زلزله، ارتفاع دیوار، بار جرثقیل، اندازه دهانه و طول سوله، میزان درصد شیب سقف و نوع پوشش سقف و دیوارها توجه نمایند.
اجزای سوله
قبل از آشنایی با انواع سوله و نوع کاربری آن‌ها، بهتر است بدانیم هر سوله از چه اجزایی ساخته می‌شود. همان طور که گفته شد سوله‌ها مطابق با فونداسیون ستون بنا می‌شود.
- ستون
ستون‌ها در سوله نقش مهمی را ایفا می‌کنند. در واقع از مهم‌ترین و اصلی‌ترین اجزا سوله ستون است که معمولا از تیر ورق تولید می‌شود. ستون‌ها مسئول تحمل بار، وزن سوله و افزایش مقاومت سازه در برابر حوادث غیر مترقبه مانند زلزله هستند.
- ستون وال پست
ستون جانبی نگه دارنده دیوار، ستون وال پست است که در قسمت ابتدایی و انتهایی سازه نصب می‌شود. این بخش وظیفه مهار و انتقال نیروی باد را بر عهده دارد.
- استرات
اتصال قاب‌های سوله به یکدیگر از جمله وظایف استرات ها است. این قسمت مسئول مقاومت در برابر فشار طولی است.
- سایه بان
سایه بان یا سقف شیب‌دار است که برای سازه بخش اصلی است.
- نبشی سینه بند
نبشی‌ها در برابر نیروها و بارهای اضافه‌ای که به سازه وارد می‌شود عکس العمل نشان داده و آن‌ها را به پولین ها منتقل می‌کنند.
- بادبند
بادبند یا مهاربند در دو نوع سقفی و بدنه‌ای در سوله وجود دارد. بادبند بدنه برای انتقال نیروی باد به پی و بادبند سقف برای انتقال نیروی باد از راه قاب استفاده می‌شود.
- میله مهار (سگرا)
میله‌های قابل نصب بر روی سقف است که نیروهای جانبی وارد آمده را به وسط سوله انتقال می‌دهد.
- فریم (رفتر) و پرلین
این بخش تمامی نیروهای جانبی وارد شده به سوله را به ستون منتقل می‌کند.
- پیچ و مهره
یکی از ابزارهای اتصال دهنده اجزای مختلف به یکدیگر، پیچ و مهره‌ها هستند. قرار گیری اجرای مختلف در کنار یکدیگر یک سوله را احداث می‌کند. فونداسیون ساخت سوله ترکیبی از بتن و فولاد است که توسط بتن مسلح شده یا بتن آرمه از ترکیب بتن و میلگرد خم شده ایجاد می‌شود. پس از گذشت زمان دو هفته‌ای و در اصطلاح عامیانه گرفتن بتن، می‌توان مراحل بعدی را به صورت زیر ادامه داد.
سوله یک اسکلت فلزی بر پایه ستون‌های متعدد است که توسط صفحه ستون به فونداسیون وصل شده و تا از ایجاد لرزش در سازه پیشگیری شود.
قسمت دیگر ستون‌ها با اتصالات فلنجی به رفتر یا فریم متصل می‌شوند. در واقع رفترها موجب سهولت در نصب و اجرای سقف شیب‌دار می‌شود. این بخش با پیچ و مهره‌ها به اتصالات فلنجی متصل می‌شود. در ادامه برای ساخت چنانچه در نظر داشته باشید یک نیم طبقه یا بالکن به سازه اضافه کنید، تیرها را در ارتفاع مناسب به ستون‌ها وصل نمایید.
کاربرد سوله
سوله در صنایع مختلف فولادی یکی از سازه‌های پر کاربرد است. برخی از موارد استفاده سوله عبارت‌اند از:
- آشیانه هواپیما
- سالن ورزشی
- مرغداری و سالن‌های نگه‌داری طیور
- استفاده در کارخانه‌های فراوری شده
- انبارهای صنعتی
- پالایشگاه‌ها
- کارگاه‌های صنعتی
همان طور که گفته شد سوله‌ها، سازه‌های فلزی با سقف شیب‌دار هستند که در انواع مختلف تولید شده و با توجه به نوع کاربری و محل اجرا مورد استفاده قرار می‌گیرند. سوله‌ها در انواع مختلف هر کدام مزایا و معایبی دارند که خریدار یا مشتری می‌تواند متناسب با نوع پروژه و سلیقه خود آن را سفارش دهد.
سوله خرپایی
یکی از ساده‌ترین و به روز ترین نوع سوله، سوله خرپایی است. وجود پارامترهای منحصر به فرد در ساخت آن موجب شده تا از دیگر انواع سوله متمایز شود. از لحاظ مصالح استفاده شده در ساخت با سوله تیر ورقی مشابه است اما در انجام محاسبات فنی دقیق متفاوت است.
استفاده از تخصص مهندسی به روز در ساخت سوله خرپایی موجب شده تا استفاده از قطعات فولادی در کمترین مقدار خود باشد در نتیجه مقدار وزن سازه کاهش یافته و در مقابل استقامت و دوام آن افزایش می‌یابد. عدم استفاده از قطعات فولادی زیاد در سوله خرپایی به هیچ عنوان ایمنی و امنیت آن را خدشه دار نمی‌کند.
در این سازه تمامی نیروهای جانبی وارد آمده مانند باد، زلزله و … در صورت ایجاد به صورت یکنواخت در تمامی قسمت‌ها توزیع می‌شود و همین کار موجب می‌شود تا از جمع شدن وزن در یک نقطه جلوگیری می‌کند.
از جمله مزایای ساخت سوله خرپایی می‌توان به هزینه‌های حمل و نقل کم، طراحی سقف قوسی یا هشتی شکل، سهولت در نصب توسط جرثقیل در هر تعداد، قیمت نهایی ایجاد کمتر، اجرای آن بدون محدودیت در دهانه‌های عریض و بدون ستون، عدم محدودیت در طراحی و قابلیت باز کردن سازه به آسانی اشاره کرد. در ساخت طراحی سازه فلزی این نوع سوله می‌توان دهانه را در ابعاد و اندازه دلخواه و متناسب با سلیقه مشتری ایجاد نمود.
سوله تیر ورقی
قدیمی‌ترین و پر استفاده ترین سوله‌ها با توجه به گذشت زمان، سوله تیر ورقی است. البته ذکر این نکته قابل توجه است که در گذشته به دلیل عدم داشتن دانش مهندسی این نوع سوله‌ها مرسوم‌تر بوده‌اند.
با توجه به تدریس ساخت سوله تیر ورقی در گذشته تمامی فارغ التحصیلان دانشگاهی از این روش و شیوه ساخت استفاده می کرده‌اند. به همین علت تعداد سوله‌های تیر ورقی در کشور بیشتر از نوع‌های دیگر است. ساخت این نوع سوله‌ها در کشورهای اروپایی منسوخ شده است اما هم چنان در کشورهای آسیایی مانند عراق، افغانستان، ایران و … هم چنان کاربرد داشته و ساخته می‌شود.
ساخت سوله تیر ورقی با استفاده از قطعات فولادی و ورق سیاه انجام می‌شود. شکل سقف این نوع سوله به شکل هشتی است که از طریق جوشی ایجاد می‌شود. ساخت این نوع سوله با معایب بسیاری مواجه است: امکان ساخت دهانه با طول بیشتر از 45 متر امکان پذیر نیست. وزن این سوله به دلیل استفاده از قطعات زیاد بیشتر از حد معمول است و در نتیجه هزینه آن هم نسبت به دیگر سازه‌ها بیشتر است. با توجه به توضیحات داده شده، افراد ترجیح می‌دهند سازه سوله‌ای دیگری را جایگزین سوله تیر ورقی کنند.
توصیه می‌شود با توجه به اینکه سوله‌های با دهانه زیر 18 متر از طریق تیر ورقی به دلیل داشتن قطعات کمتر دارای هزینه کمتری برای احداث است، برای این اندازه دهانه از سوله تیر ورقی استفاده نمایید.
سوله UBM ( یو بی ام )
در ساخت این نوع سوله از ورق‌های گالوانیزه فرم داده شده و نورد کرده استفاده شده است. ورق‌ها توسط دستگاه مخصوصی به نام سمیر به یکدیگر متصل می‌شوند. این کار برای چفت نمودن ورق‌ها به یکدیگر انجام می‌شود. اما نکته قابل تامل در این قسمت امکان جدا شدن ورق‌ها از یکدیگر در اثر انقباض، انبساط و لرزش‌های شدید ناشی از نیروی باد است. بیشترین کاربرد این نوع سوله برای سازه‌های با دهانه حداکثر 30 متر است.
مقاومت پایین این نوع سوله در برابر رطوبت هوا، باران و برف به دلیل استفاده از روش عایق کاری پاششی موجب می‌شود تا در مدت زمان کوتاهی پس از اجزا نیاز به تعمیر و رسیدگی داشته باشد و این خود موجب افزایش هزینه‌های مصرفی می‌شود.
عایق استفاده شده در این نوع سوله‌ها، قابل اشتعال و جذب کننده آلودگی است. علاوه بر این به هیچ عنوان قابلیت ضد عفونی را نخواهند داشت به همین علت در بیمارستان‌ها، صنایع غذا سازی، مرغداری و یا دامداری به هیچ عنوان نباید از این نوع سوله استفاده نمود.
یکی از مزایای سوله UBM هزینه پایین احداث آن نسبت به سایر سوله‌ها است اما با توجه به محدودیت طولی دهانه و عدم مقاومت در برابر رطوبت و تغییرات آب و هوایی پیشنهاد می‌شود از انواع دیگر سوله‌ها استفاده نمایید.
آشنایی با انواع دیگر سوله
سوله‌ها بر اساس کاربرد و شکل نیز می‌توانند دسته بندی شوند.
انواع سوله از لحاظ کاربرد
این نوع سوله‌ها از کار آمدترین سازه‌ها برای گسترش و توسعه کارخانه‌ها است. استحکام و دوام این سوله‌ها در بیشترین مقدار خود قرار دارد و در اندازه‌ها و اشکال مختلفی احداث می‌شود. ساخت این سوله‌ها و جداسازی قطعات آن از یکدیگر به سهولت و آسانی انجام می‌شود.
سوله‌های سفارشی در واقع بر اساس نیاز شما و در اندازه و ابعاد مشخص شده متناسب با پروژه شما ساخته می‌شوند. شاید شما نیاز داشته باشید برای نگه‌داری محصولات خود از یک سوله منحصر به فرد با ویژگی‌های مخصوص داشته باشید که در این حالت می‌توانید آن را سفارش دهید.
یکی از ویژگی‌های سوله دست دوم مقاومت در برابر رطوبت، باران و برف است. به دلیل استفاده از فولاد در سوله‌های جعبه‌ای، این سازه دارای مقاومت و استحکام بالایی در مقابل تغییرات آب و هوایی است. بیشترین کاربرد این نوع سوله‌ها در مکان‌های صنعتی مانند نیروگاه برق است. ساخت این سوله‌ها کاملا کنترل شده است و بدون هیچ گونه تهدیدی از فضای بیرون می‌تواند احداث شود.