[h=3]قسمتهاي مختلف ساختمان اسكلت فلزي عبارت است از:[/h]• پي و فنداسيون
• ستون
• تير
• تيرهاي فرعي ( تيرچه)
• پله
• بادبند
• سقف
[h=3]مراحل اجرا[/h]پي كني و پي ريز ي :
شرايط پي كني و پي ريزي همانند ساختمان بنايي است با اين تفاوت كه در ساختمان اسكلتي ديگر كلدف بندي نداريم و پي نواري زير ديوار باربر ديگر اجرا نمي شود وتمام اعضاي باربر كناري و داخلي را ستونهاي فلزي تشكيل مي دهند .
در اينجا نيز با تو جه به مقاومت خاك وبارهاي وارده مي توان از انواع پي استفاده كرد كه به شرح زير آمده است .
[h=3]فنداسيون منفرد يا تك[/h]با توجه به كاربري ساختمان ، بارهاي وارده و مكانيك خاك واينكه ساختمان در منطقه زلزله خيز قرار دارد يا نه عرض و ارتفاع و طول پي زير هر ستون مشخص مي شود كه يك مكعب است و اين پي ها توسط كلافهاي افقي كه معمولاً از مقطع كوچكتري برخودارند به هم وصل مي شوند تا پي ساختمان پيوسته عمل كند و بعد عمليات آرماتور بندي و مش بندي طبق آنچه در ساختمان بنايي تو ضيح داده شد انجام مي پذيرد .
[h=3]نصب بيس پليتها[/h]با توجه به آكس بندي كه در پلان فنداسيون صورت پذيرفته ودر آن كه ارتفاع داده شده است در چندين نقطه از پي ساختمان ميگردهايي را مي كارد و توسط شيلنگ تراز به ارتفاع داده شده در پلان فنداسيون كه معمولاً آن را با (0 0 .0 ± ) نمايش مي دهند علامت ها ي را مي زنند كه ارتفاع( 0 .0 ± ) يا از زمين كناري بلند تر است در آن صورت ارتفاع مربوط به زمين با علامت منفي نوشته شده و يا پايين تر از زمين كناري است .كه درآن صورت با علامت مثبت نوشته مي شود. پس ازآن كه علامت گذاري تمام شد بر طبق آكسي در نقشه آورده شده ريسماني در يك آكس طولي و يك آكس عرض مي بندند به طوري در محل قرار گيري بيس پليتها دو ريسمان كاملاً بر هم عمود باشند كه محل برخورد دو ريسمان وسط بيس پليت خواهد بود و ريسمانها در اينجا نقش تراز راهم بازي مي كنند چون دو طرف ريسمان به يك تراز بسته شده است با كار تمام بيس پليتهاي يك آكس كاملاً به موازات هم و در تر از يكديگر قرار مي گيرند زيرا اگر بيس پليتها در يك تراز نباشند به همان ترتيب سقف ساختمان نيز تراز نخواهد بود و اين يك ايراد بزرگ براي ساختمان به شمار مي رود .
بعد از عمليات بتن ريزي بيس پليتها مجدداً باز و دوباره ملات نرمه زير آن مي ريزند و توسط پيچها تراز مي كنند يعني عمليات هواگيري انجام مي دهند چون احتمال دارد هنگام بتن ريزي بتن كاملاً زير پليت را پر نكرده باشد .
[h=3]فنداسيون نواري[/h]فنداسيون نواري دو طرفه و نواري يك طرفه است كه بر حسب موقعيت جغرافيايي منطقه و زلزله خيز بودن منطقه و بارهاي وارده در روي فنداسيون از نوع يك طرفه يا دو طرفه استفاده مي شود كه نوع دو طرفه يا مشبك نسبت به نوع يك طرفه قوي تر است .
[h=3]فنداسيون منفرد[/h]در اينجا چيزي به نام شناژ نداريم و عرض و ارتفاع مقطع چه زير بتن و چه در قسمتهاي ديگر يكسان است ولي در نوع يك طرفه ، همانطور كه از اسمش پيدا است در يك جهت پي منفرد ولي در جهت نواري است .
[h=3]فنداسيون راديه ( گسترده )[/h]در برخي موارد بر اساس بارهاي وارده و اينكه منطقه زلزله خيز و يا خاك مقاومت كافي ندارد عرض پي هاي نواري دو طرفه يا مشبك به قدري بزرگ مي شود كه مجبور هستي كل كف ساختمان آرماتور بندي وبتون ريزي كنيم كه به آن پي راديه يا گسترده گفته مي شود . ودر مناطق ما براي ساختمانهاي بزرگ از اين نوع پي استفاده مي شود .
[h=3]نصب ستونها[/h]قبل از اينكه ستونها نصب گردند توسط جوشكاران و با توجه به نقشه تيپ بندي ستونها در روي زمين قبلاً آماده مي شوند. بعد از اينكه ستونها آماده شدن روي بيس پليتها نبشي هايي را در يك جهت كه باهم ريسمان هستند جوش مي دهند و محل قرار گيري ستون را مشخص مي كند بعد هم توسط جرثقيل ستونها روي بيس پليت قرار داده شده و به نبشي ها تكيه داده مي شوند و در واقع كار نبشي ها اين است كه نگذارد ستونها تكان بخورد سپس ستونها را از چهار طرف جوشكاري مي كنند و شاغول مي نمايد بدين تزتيب ستونها جهت اتصال تيرها آماده مي شود .
[h=3]تيرريزي[/h]با توجه نبشي هاي زير سري كه براي اتنصال تيرها و شاه تيرها قرار داده شده است عمليات تير ريزي صورت مي پذيرد در پلان تير ريزي شماره تيرها و محل اتصال آنها مشخص شده است اگر تير لانه زنبوري باشد قبلاً روي زمين توسط جوشكاران ساخته مي شود ودر محل نصب مي گردد ودر واقع سقف جهت اجرا آماده مي شود كه معمولاً از تيرچه بلوك استفاده مي شود .
[h=3]انواع بادبند و نحوه اتصال آن[/h]بادبندهايي كه براي مقابله با نبروهاي جانبي (WL) مورد استفاده قرار مي گيرند عبارتنداز :
• بادبند ضربدري
• بادبند V شكل شامل Vشكل باز و بسته است
• بادبند 8 شكل شامل 8 شكل باز و بسته است
• بادبند K شكل و ...
سازه هاي شيب دار يا سوله در لاتين با عنوان Gable Bents يا Ridge Bents ناميده و معرفي مي شوند. از اين قاب ها در پوشش دهانه هاي بزرگ و در ساختمان هاي صنعتي و کشاورزي مانند کارخانه ها، انبارها، مرغ داري ها، آشيانه هاي هواپيماساخت سوله ، سالن هاي ورزشي، تعميرگاه ها، پارکينگ ها، دامداري ها، فروشگاه ها و موارد متعدد ديگر استفاده مي شود. لازم به توضيح است گروه کثيري از شرکت هاي بزرگ و کوچک دولتي و خصوصي با کمک اين سازه ها توانسته اند به پيشبرد اهداف صنعتي و اقتصادي خود کمک کرده، و طبق محاسبات پيش بيني شده، به راحتي قادر به توسعه و گسترش ابنيه خود باشند. در سال هاي قبل سيستم هاي خرپاسازي در ايران بسيار متداول بوده اما هم اکنون سوله سازي به علت مزاياي زيادي جايگزين آن گشته است.
[h=3]مزاياي سوله[/h]1- ايجاد استحکام متناسب با نياز طراحي
2- امکان پرهيز از عيوب ذاتي سازههاي تيرورقي در سوله
3- امکان طراحي و اجراي سازههايي با ابعاد بزرگ و بسيار قابل توجه
4- فونداسيون سبکتر در قياس با سازههاي مشابه تيرورق
5- سبکي قابل توجه سازه
6- ايمني زياد در برابر عوامل مخرب محيطي همچون زلزله ( به دليل نسبت استحکام به وزن بالا )
سوله پرداز برنامه ای برای طراحی سولههای یک دهانه و دو دهانه و بچه سوله می باشد . ورودی این برنامه ابعاد سوله ، بارهای وارد بر ساختمان و مشخصات خاک و جرثقیل و محل سوله می باشد و خروجی آن فایل SAP2000 و دفترچه محاسبات کامل و برآورد وزن و هزینه سوله و نقشه های آن میباشد.
[h=3]قابلیت های سوله پرداز:[/h]• طراحی پل جرثقیل (تک پل ، دو پل )
• طراحی حماله های جرثقیل (مفصلی - یکسره)
• طراحی فونداسیون ها
• کنترل تنش خاک تحت همه حالات بارگزاری
• کنترل برش پانچ ،کفایت آرماتور خمشی ، برش یک طرفه و لغزش فونداسیون
• کنترل واژگونی سوله
• ارائه جدول وزن قطعات فولادیطراحی پل جرثقیل (تک پل ، دو پل )
از قابهای صنعتی به صورت یك و یا چند دهانه و عموما یك طبقه با سقف های شیبدار برای پوشش دهانه های بزرگ در كارخانه های صنعتی، كشاورزی،انبارها ، تعمیر گاهها و.... استفاده می شود. در سالهای نه چندان دور برای پوشش دهانه های بزرگ در ساختمان های مورد اشاره از سازه هایی به صورت خرپا استفاده می شد.
لیكن امروزه استفاده از قابها با مقطع متغیر و اتصاالت ممان گیر در ساخت سازه های صنعتی بسیار متداول است .
استفاده از اعضا با مقطع متغیر در قابهای صنعتی شیب دار این امكان را فراهم می كند كه در محل هایی كه دارای لنگر خمشی زیادتری هستند ممان اینرسی بیشتر و در نتیجه اساس مقطع بزرگتری وجود داشته باشد سطح مقطع قابهای صنعتی عموما به شكل I هستند كه در آنها ابعاد بال در طول یك عضو ثابت ولی ارتفاع جان بسته به اندازه لنگر خمشی عضو متغیر در نظر گرفته می شود.
به قابهای صنعتی با مقطع متغیر " سوله " نیز گفته می شود كه در كشور ما كارخانجات متعدد وجود دارند كه قابهای صنعتی به شكل سوله را برای دهانه های گوناگون محاسبه ،طراحی واجرا می كنند .
با توجه به پیشرفت فن جوشكاری بیشتر اتصاالت در كارخانجات سوله سازی به صورت جوش اجرا می شود و عمدتا مونتاژ و اجرای سوله در محل مورد استفاده توسط اتصاالت پیچی در نظر گرفته می شود .
سازه های شیب دار یا سوله در لاتین با عنوان Gable Vents یا Ridge Vents نامیده و معرفی می شوند. از این قاب ها در پوشش دهانه های بزرگ و در ساختمان های صنعتی و کشاورزی مانند کارخانه ها ، انبارها ، مرغ داری ها ، آشیانه های هواپیما ، سالن های ورزشی ، تعمیرگاه ها ، پارکینگ ها ، دامداری ها، فروشگاه ها و موارد متعدد دیگر استفاده می شود.
در سال های قبل سیستم های خرپاسازی در ایران بسیار متداول بوده اما هم اکنون سوله يا سازه فلزي به علت مزایای فراوان جایگزین آن گشته است. هم اكنون سوله و سازه هاي فلزي اهميت و جايگاه ويژه اي از نظر مهندسي مدرن كسب نموده است .
[h=3]اطلاعات اوليه جهت طراحي سوله:[/h]1. دهانه
2. طول
3. ارتفاع
4. شيب
5. اطلاعات در مورد محل نصب سازه
6. بار وارده به سازه مانند جراثقال هاي سقفي
[h=3]مراحل احداث یک اسکلت سوله:[/h]1. پي كني و اجراي فونداسيون
2. برش ورق ها، مونتاژ،مراحل مختلف قطعه زني و جوشكاري
3. تائيد و رنگ
4. حمل و نصب
[h=3]انواع سوله:[/h]• سوله تک دهانه
• سوله دو یا چند دهانه با ستون مشترک
• سوله قوسی
به سازه های فلزی که براساس محاسبات فنی خاص به صورت شیب دار تولید می شوند، سوله می گویند.سوله ها دارای انواع مختلفی است که عبارتند از سوله تک دهانه، دو یا چند دهانه و سوله قوسی.
در سال هاي قبل سيستم هاي خرپاسازيدر ايران بسيار متداول بوده اما هم اکنون سوله سازي به علت مزاياي متنوع آن جايگزين خرپاسازی گشته است.
از مزاياي سوله می توان به سبکی، انعطاف پذيري زياد، استحکام، امکان پرهيز از عيوب ذاتي، امکان طراحي و اجراي سازههايي با ابعاد بزرگ، ايمني زياد در برابر عوامل مخرب محيطي، توانايي اجراي سازههايي با اشکال متنوع، امکان استفاده از مصالح متنوع و فونداسيون سبک در قياس با سازههاي مشابه اشاره کرد.
طراحي سوله کاريست تخصصي و فاکتورهاي مهمي در طراحي آن دخيل هستند که بي توجهي به آنها هزينه ي گزافي را به سازنده تحميل می کند و در استحکام و پایداری سازه تأثیر بسزایی دارد.
برای طراحی سوله ها از نرم افزاری به نام سوله پرداز استفاده می شود. با استفاده از این برنامه می توان پل جرثقیل، حماله های جرثقیل و فونداسیون ها را طراحی کرد.
اطلاعات اوليه مورد نیاز جهت طراحي سوله عبارتند از: دهانه، طول، ارتفاع، شیب، اطلاعات در مورد محل نصب سازه و بار وارده به سازه مانند جرثقیل هاي سقفي.
برای اجرای سوله نیاز به تیم های مهندسی خاصی است. مراحل احداث اسکلت سوله شامل پي كني و اجراي فونداسيون، برش ورق ها، مونتاژ،مراحل مختلف قطعه زني و جوشكاري، تائيد و رنگ، حمل و نصب می باشد.
[h=3]1ـ ساختمانهای بتنی[/h]ساختمان بتنی ساختمانی است که برای اسکلت اصلی آن از بتن آرمه (سیمان، شن،ماسه و فولاد بصورت میلگردساده ویا آجدار) استفاده شده باشد. در ساختمانهای بتنی سقفها بوسیله دالهای بتنی پوشیده می شود ، ویا از سقفهای تیرچه وبلوک ویا سایر سقفهای پیش ساخته استفاده می گردد . وبرای دیوارهای جداکننده (پارتیشن ها) ممکن است از انواع آجر مانند سفال تیغه ای ، آجر ماشینی سوراخ دار، آجر معمولی کوره ای ویا تیغه گچی ویا چوب استفاده شده وممکن است از دیوار بتن آرمه هم استفاده شود درهر حال در این نوع ساختمانها شاهتیرها وستونها از بتن آرمه (بتن مسلح) ساخته می شود.
[h=3]2- ساختمانهای فلزی[/h]در این نوع ساختمانها برای ساختن ستونها وپلها از پروفیلهای فولادی استفاده می شود . در ایران معمولا" ستونها را از تیر آهن های I دوبل ویا بال پهن های تکی (آهنهای هاش) استفاده می نمایندومعمولا" دوقطعه را بوسیله جوش به همدیگر متصل می نمایند.سقف این نوع ساختمانها ممکن است تیرآهن وطاق ضربی باشد ویا از انواع سقفهای دیگر از قبیل تیرچه بلوک و... استفاده گردد . برای پارتیشن ها می توان مانند ساختمانهای بتونی از انواع آجر ویا قطعات گچی ویا چوب یا سفالهای تیغه ای استفاده نمود .درهر حال جداکننده ها می باید از مصالح سبک انتخاب شوند . در بعضی از ممالک برخلاف مملکت ما برای اتصال قطعات از جوش استفاده نکرده بلکه بیشتر از پیچ وپرچ استفاده می نمایند وبرای ستونها می توان به جای تیرآهن از نبشی ویا ناودانی استفاده نمود .
[h=3]3ـ ساختمانهای آجری[/h]ساختمانهای کوچک که از چهار طبقه تجاوز نمی نماید می توان از این نوع ساختمان استفاده نمود .اسکلت اصلی این نوع ساختمانها آجری بوده وبرای ساختن سقف ها در ایران معمولا"از پروفیلهای I وآجر بصورت طاق ضربی استفاده می گردد . ویا از سقف تیرچه و بلوک استفاده می شود . در این نوع ساختمانها برای مقابله با نیروهای جانبی مانند زلزله باید حتما" از شناژهای روی کرسی چینی وزیر سقف ها استفاده شود .در ساختمانهای آجری معمولا" دیوارهای حمال در طبقات مختلف روی هم قرار می گیرند واغلب پارتیشنها نیز همین دیوارهای حمال می باشند . حداقل عرض دیوارهای حمال نباید از 35 سانتی متر کمتر باشد .
[h=3]4- ساختمانهای خشتی و گلی[/h]این نوع ساختمانها در شهرها بعلت گرانی زمین کمتر ساخته می شود وبیشتر در روستاهای دور که دسترسی به مصالح ساختمانی مشکل تر است مورد استفاده قرار می گیرد . اسکلت اصلی این نوع ساختمانها از خشت خام وگل می باشد وتعداد طبقات آن از یک طبقه تجاوز نمی کند ودرمقابل نیروهای جانبی مخصوصا" زلزله به هیچ وجه مقاومت نمی نمایند . باید از ساختن این نوع ساختمانها مخصوصا"در مملکت ما که از مناطق زلزله خیز دنیا می باشد جدا" جلوگیری بعمل آید .
بجز انواع فوق ساختمانهای دیگری مثل ساختمانهای چوبی وسنگی در مناطق جنگلی وکوهستانی به سبب دسترسی به مصالح فوق مورد استفاده قرار می گیرند .
[h=3]5 - ساختمان های ال اس اف ( LSF ) از فولاد سرد نورد شده[/h]در روش LSF از بهترین و با کیفیت ترین مصالح موجود که به صورت صنعتی فرآوری می شوند، با بهره گیری از آخرین دستاورد های علمی صنعت ساختمان در جهان استفاده مي گردد. روش LSF این امکان را برای سرمایه گزاران فراهم می کند تا سرمایه آنها در کوتاه ترین زمان ممکن با بهترین کیفیت ساختمان سازی بازگردانده شود. به عنوان مثال برای احداث یک بنای 4 طبقه با مساحت 1000 متر مربع زیر بنا تنها 114 روز کاری زمان نیاز دارد.
به طور كلي بتن ساخته شده از بلوک سيمانی پرتلند يكي از پرمصرف ترين مصالح ساختمان مي باشد . موارد استفاده آن از احداث پي هاي كوچك تا بتون ريزي سدهاي عظيم را شامل مي شود .غالبا عمليات بتني شامل مراحل زير است:
• آماده كردن محل كار
• خاكبرداري
• تهيه و ساخت قالبها
• تعيين درصد مواد تشكيل دهنده بتون تهيه مخلوط
• جاي دادن بتون در قالبها
• فينيشينگ
• ويبره كردن بتون
• مرطوب نگاهداشتن بتن
[h=3]ماشين آلات مربوط به تهيه مصالح سنگي بتن:[/h][h=3]1. انواع سنگ شكن و دستگاههاي تهيه شن و ماسه[/h]• نوع اوليه : به سنگ شكني گويند كه سنگهاي از معدن آمده را كوچك كرده و آماده خرد شدن براي سنگ شكن ثانوي نمايد كه انواع آن ( فكي – چكشي ) است .
• نوع ثانويه : به سنگ شكني گويند كه سنگ را از سنگ شكن اوليه گرفته و تقريبا سنگ چهار گوش تو ليد كند. انواع آن ( غلتكي و مخروطي ) است .
[h=3]2. دستگاه شن و ماسه شوي و خشك كن[/h]اين دستگاه ضمن جداكردن گل و لاي و ذرات چسبنده باعث اختلاط شن و ماسه به صورت بهتري مي گردد و بسته به نوع دستگاه عمليات زير انجام مي گيرد :
• مالش دادن دانه ها با هم .
• پرتاب كردن و ضربه زدن به وسيله فشار آب .
• دوران سريع شن و ماسه توام با فشار آب .
[h=3]3. ماشين آلات مخلوط كردن بتون[/h]مخلوط كنها يا ميكسرها در انواع متفاوتي موجودند كه نمونه هاي آن عبارتند از :
ميكسر تريلي – ميكسر ساكن يا كارخانه مركزي تهيه بتون و ميكسر ترانزيت . روش درجه بندي كه براي ميكسرهاي بتون به كار مي رود براساس استفاده از يك علامت ( سمبل ) شامل يك حرف لاتين و يك شماره است . حرف لاتين نشانگر نوع براي كارهاي روكش سطح راهها و همچنين از شماره كه E براي كارهاي ساختماني و از S ميكسر است كه معمولا از حرف 15 كه در كارهاي ساختماني با حجم 15 S حجم بتون مرطوب را برحسب فوت مكعب بيان مي نمايند استفاده مي شود مثلا فوت مكعب به كار مي رود .
نکات اجرایی حائز اهمیت در سازه های بتنی به شرح زیر است:
• باید توجه داشت که خم میلگردها به طرف پائین یا داخل المان و خارج از ناحیه پوشش بتنی قرار داشته باشد.
• عملیات جوشکاری میلگردها در محیطی با دمای زیر 18 درجه سلسیوس مجاز نیست.
• بعد از پایان پذیرفتن جوشکاری بایستی اجازه داد تا میلگردها به طور طبیعی تا دمای محیط سرد شود،شتاب دادن به فرآیند سرد شدن مجاز نیست.
• کاربرد همزمان چند نوع فولاد با مقاومت های مشخصه متفاوت در یک المان بتنی مجاز نیست مگر اینکه در نقشه های اجرائی، مهندس محاسب قید کرده باشد.
• برای مهار میلگردهای فشاری نبایستی از قلاب و خم استفاده نمود.
• برای میلگردهای با سطح صاف(بدون آج) استفاده از مهارهای مستقیم مجاز نیست.
• خم کردن میلگردها انتظار باید قبل از قالب بندی انجام گیرد.
• میلگردهای ساده با قطر بیش از 12 میلیمتر را نباید بعنوان خاموت بکار برد.
• قطر خاموت ها نباید از 6 میلی متر کمتر باشد.
• مناسب ترین محل قطع و وصله میلگردهای طولی ستون بتنی،در نصف ارتفاع آن است.
• محل مناسب برای وصله کردن میلگردهای طولی تیرهای بتنی،بیرون از گره تیر با ستون و در محدوده یک چهارم تا یک سوم از طول دهانه از تکیه گاه است.
[h=3]اثرات مواد زیان آور بر خواص بتن[/h]1. کربنات سدیم : گیرش سیمان را تسریع می کند،با حداکثر غلظت 0.1%
2. بی کربنات سدیم : گیرش سیمان را تسریع یا کند می کند با حداکثر غلظت 0.4% تا 0.1%
3. کلرورها : تسریع در زنگ زدگی آرماتور و کابل های پیش تنیدگی.بیش از 0.06% در بتن پیش تنیده و 0.1% دربتن آرمه خطرناک است.
4. سولفاتها : اثر نامطلوب روی بتن.به ازای هر 1% سولفات در آب،10% کاهش مقاومت بوجود می آید.
5. فسفاتها،آرسنات ها و براتها : افزایش زمان گیرش.حداکثر غلظت 0.05%
6. نمک های مس،روی،سرب،منگنز،قلع : افزایش زمان گیرش.حداکثر غلظت 0.05%
7. آبهای اسیدی : در صورت وجود اسید کلریدریک و اسید سولفوریک و سایر اسیدهای غیرآلی،حداکثر تا 0.1% بلامانع است و آبهای با 4.5<8.5 مجاز نیست.
8. آبهای قلیایی : در صورت وجود بیش از 0.5% هیدروکسید سدیم و 1.2% هیدروکسید پتاسیم ( نسبت به وزن سیمان ) باشد،مقاومت بتن تقلیل می یابد.
9. آبهای گل آلود : قبل از مصرف از حوضچه های ته نشینی عبور داده و یا به روش دیگر تصفیه کرد.
10. آب دریا : با حداکثر 3.5% نمک محلول برای ساخت بتن ( بدون آرماتور ) بلامانع است. مقاومت بتن ساخته شده با آب دریا بین 10% تا 20% کاهش می یابد.
[h=3]سنگدانه ها[/h]• بهترین منابع سنگدانه ها، در محل رودخانه ها می باشد که بسیار ساده و ارزان استخراج می گردند.
• دانه های درشت رودخانه ای عموما گرد و دارای دانه بندی مناسب ولی مقاومت بتن ها کمتر می باشند.
• مصرف سنگدانه های طبیعی (گرد گوشه با سطح صاف) در بتن، کارآئی بهتری می دهد.
• سنگدانه های شکسته که تیزگوشه می باشند کارآئی کمتر ولی مقاومت خمشی و فشاری بیشتری دارند.
• بهترین سنگدانه برای تهیه بتن،سنگدانه های سیلیسی هستند.سختی آنها بین 6 تا 7 (از 10 که مربوط به الماس است.) می باشد.ولی برای بتن های معمولی بیشتر از سنگدانه های آهکی استفاده می شود که سختی آنها بین 3 تا 4 است.
• مقدار آب همراه شن به لحاظ کم بودن آن قابل صرفنظر است ولی آب همراه با ماسه که گاهی به 50 تا 60 لیتر بر مترمکعب ماسه می رسد و قابل ملاحظه است و بایستی در زمان بتن ریزی مورد توجه قرار بگیرد.
• سنگدانه های مصنوعی که از گرد حاصل از سوزانیدن زباله ها و یا سرباره کوره های ذوب آهن و غیره بدست می آید و حاوی مقادیری فلزات و دیگر مواد سخت می باشند می توان برای ساخت بتن های غیرباربر استفاده نمود.امروزه بیش از 40 درصد بتن های مصرفی در کارگاه باربر نیستند و با استفاده از این روش می توان کمک شایانی به حفظ محیط زیست نمود.
[h=3]ورق های کامپوزیت[/h]ورق های کامپوزیت از سال 1969 در آلمان ابداع گردید و استقبال و استعمال بیش از حداین محصول در نما نشان دهنده کیفیت مناسب و عدم وجود هر گونه محدودیت در طراحی و اجرای این مصالح است.
ورق های کامپوزیت متشکل از دو لایه آلومینیوم به ضخامت 5.0 میلیمتر و یک هسته از جنس پلاستیک یا یک ماده مهدنی پر کننده به ضخامت 3 میلیمتر که در بین این دو لایه قرار می گیرد می باشد.
[h=3]مشخصات فنی ورق های کامپوزیت:[/h][h=3]1) مقاومت بالا در برابر شرایط متفاوت آب و هوایی:[/h]ورق آلومنیوم کامپوزیت پانل ایبوند به واسطه پوشش رنگ PVDF ، پایدار فوق العاده ای دربرابر نور خورشید ، اشعه ماوراء بنفش ، دماهای متفاوت (40 تا 80 درجه سانتی گراد) و مواد اسیدی و قلیایی دارا می باشد.
[h=3]2) مسطح بودن:[/h]سطح ورق فاقد هرگونه برآمدگی بوده و کاملا مسطح است.
[h=3]3) سبکی وزن:[/h]با توجه به وزن کم ورق در مقایسه با دیگر مصالح قابل استفاده در نمای ساختمان ، به شدت سبب کاهش وزن ساختمان شده و به سادگی قابل پردازش و نصب می باشد.
ورقهای کامپوزیت دارای وزن کمی حدود 8-5 کیلوگرم در هر متر مربع می باشند که در مقایسه با دیگر مصالح از قبیل سنگ، شیشه و سیمان دارای پایین ترین وزن ممکن می باشد.(کاهش وزن سازه باعث کاهش ضریب زلزله در محاسبات می باشد.)
[h=3]4) کارایی:[/h]برش، ایجاد خم و شکل پذیری ورق توسط ابزار آلات مخصوص به راحتی امکان پذیر است. به طوری که هیچ گونه موج یا شکستگی در رنگ ورق بوجود نخواهد آمد.
[h=3]5) خواص آکوستیک:[/h]فضای خالی پشت ورقهای کامپوزیت باعث ایجاد خاصیت آکوستیک شده ، بطوریکه وقتی از این ورق در نمای یک ساختمان با دیوارهای ساخته شده از بتن سبک استفاده شود ، عایق صوتی دو برابر شرایط بدون ورق خواهد بود.
[h=3]6) امکان آب بندی نما:[/h]از ویژگی های نمای کامپوزیت ، امکان آب بندی آن می باشد بگونه ای که امکان نفوذ آب به زیر نما وجود نداشته و آب ناشی از باران و برف پس از هدایت به شیارهای تعبیه شده از محل معینی خارج می شوند.
ورق های کامپوزیت دارای قابلیت های زیر می باشد:
1) سبکی وزن – ورق های کامپوزیت دارای وزن کمی حدود 5-8 کیلوگرم در هر متر مربع می باشند که در مقایسه با دیگر مصالح از قبیل سنگ ، شیشه و سیمان دارای پایین ترین وزن ممکن می باشد. با بررسی های بعمل آمده نمای کامپوزیت آلومینیوم حدود 90% سبک تر از سنگ گرانیت ، 85% سبک تر از سیمان ، 75% سبک تر از شیشه و 50% سبک تر از ورق معمولی است .( کاهش وزن سازه باعث کاهش ضریب زلزله در محاسبات می باشد)
2) خواص آکوستیک – فضای خالی پشت ورق های کامپوزیت باعث ایجاد خاصیت آکوستیک می شود. بعنوان مثال وقتی از یک ورق کامپوزیت در یک ساختمان با دیواهای ساخته شده از بتن سبک استفاده می شود خاصیت عایق بودن صوت آن دو برابر می شود.
3) شکل پذیری – بوسیله ی ابزار زوایای مختلف با لبه تیز تا 135 درجه را می توان با این ورق ها ایجاد کرد در حالیکه برای مصالح رایج دیگر فاقد سیمان ، سنگ و شیشه این امر امکان پذیر نمی باشد.
4) تنوع رنگ – با توجه به وجود تنوع رنگ ورق ها طراحان می توانند از رنگ ورق ها طراحان می توانند از رنگ های بسیار متنوع و مختلف از جمله رنگ های متالیک در طرحهای خود استفاده کنند. برای رنگ کردن پانل ها از سیستم های بسیار پیشرفته و با کیفیت بالا استفاده شده است تا رنگ مورد نظر بالاترین کیفیت و بهینه ترنی مقاومت را در برابر شرایط نامساعد جوی و آلودگی های صنعتی داشته باشد.
5) مقاومت در برابر آتش سوزی – از لحاظ مقاومت در برابر آتش سوزی این مصالح در بسیاری از کشورها بعنوان مصالح ضد احتراق شناخته شده و مورد استفاده قرار می گیرد و پس از آتش سوزی نیز برای محیط زیست آلودگی ایجاد نمی کند زیرا تمامی مواد بکار رفته در ساخت آن بدون CFC هستند.
6) عملکرد غیر یکپارچه در زلزله – با توجه به این که این ورق ها بصورت ثابت به نمای ساختمان متصل نمی شوند ، هنگام وقوع زلزله ورق ها در جای خود حرکت کرده و امکان فرو ریختن آن به حداقل می رسد.
7) امکان آب بندی نما – از ویژگی های نمای کامپوزیت ، امکان آب بندی آن می باشد به گونه ای که امکان نفوذ آب به زیر نما وجود نداشته باشد و آب ناشی از باران و برف پس از هدایت به شیارهای تعبیه شده از محل معینی خارج می شوند . همچنین این ورق ها در مقابل خوردگی ناشی از آب و هوا و باران های اسیدی کاملا مقاوماست و عوامل جوی هیچگونه تاثیری به زیبایی و کیفیت نما نخواهد داشت.
8) بی نیازی به شستشو – از دیگر ویژگی های این ورق ها تمیز ماندن آن است . دلیل این امر نوع رنگ مصرفی است که در اثر جریان هوا الکتریسیته ساکن در ورق ایجاد نمی شود که گرد و غبار معلق در هوا جذب نشده لذا سطح آن تمیز مانده و هرگونه گردو غبار احتمالی نیز با اولین باران از روی سطح کاملا شسته می شود.
9) قابلیت تعویض پانل ها- در صورت بروز هرگونه مشکل در یکی از پانل ها به دلایل مختلف ، این قابلیت وجود دارد که بتوان بدون خرابی کل نما تنها پانل آسیب دیده را عوض کرده و یک پانل نو جایگزین آن کرد.
[h=3]ترک ساختمان[/h]نشست پی بر اثر عواملی همچون رطوبت و فشارهای وارده از طبقات، بی مقاومتی خاک و عملکردهای آن پیش می آید. همچنین نوع مصالح مصرفی و اجرای غیرفنی، سبب نشستهای پی می شود. در مجموع بر اثر حرکات زمین، اﺳﮑﻠﺖ ﻓﻠﺰﯼ بنا حرکت می کند و شکستهای مختلف که شامل ترکهای عمیق و یا معمولی و در مواردی به شکل مویی است ، نمایان می شود.
[h=3]موقعیت ترک[/h]ترکهای عمیق: این ترکها گاهی به طور دائمی به وجود می آید و دلیل آن نشست مرتب پی است که در این صورت بودن ساکنان در ساختمان خطرناک است.
ترکهای ثابت: معمولا پس از نشست پی، تحرک ساختمان کم می شود. این پدیده بر اثر قطع رطوبت و فشرده شدن سطح زیر پیش می آید. در نتیجه شکست و افت دیوارها و اسکلت بنا نیز متوقف و حالت ترک ثابت می شود.
موی ترکهای معمولی: این ترکها در اثر افتهای کوچک در اسکلت بنا و به واسطه نیروها و در مواردی به علت نوع مصالح اندود به وجود می آیند. رطوبت، انقباض و انبساط حاصله در مقابل خشک شدن سطوح مرطوب، باعث ایجاد ترکهای مویی می شود.
[h=3]حالتهای ترک[/h]ترک را به شکلهای مختلف می توان آزمایش کرد. نوع خطرناک و بدون خطر آنها را به شکلهای زیر می توان شناسایی کرد:
الف) بند دوقسمت دیوار را که بر اثر ترکهای عمیق از یکدیگر جدا شده اند را با گچ دستی طوری کف کش می کنیم که ملات فقط دو قسمت جدا شده را پوشش دهد. یعنی در ترکها نفوذ نکند. پس از خودگیری و خشک شدن ملات گچ، چنانچه از دیوار جدا شود، اسکلت در حال نشست و افت کامل است که باید در مورد آن با احتیاط رفتار کرد.
ب) در موارد ذکر شده در بالا می توان روی ترک دو قسمت جدا شده دیوار را نوار ٣ سانتیمتر به شکل ضربدر (*) با پونز نصب کاغذی از جنس کاهی نازک به ابعاد ٣٠ کرد. چنانچه کاغذ پاره شود، شکست و نشست در ساختمان بسیار خطرناک می باشد. در این صورت ساختمان باید از سکنه خالی شود.
ج) در نشستهای خطرناک، کلاف پنجره بر اثر نیروی فشار، اهرم و دفرمه می شود. به علت بالا بودن ضریب شکنندگی شیشه پنجره ها ترک می خورند و می شکنند.
د) در افتهای مداوم پی و مواقع سکوت صداهای "تک تک " که حاصل ترک مصالح و بویژه آجرکاری است شنیده می شود.
[h=3]روش تعمیر ترکها[/h]همانطور که گفتیم بر اثر نشست، ترکهایی به وجود می آید که برخی از آنها مویین و ریز هستند. با خالی کردن اطراف آنها و با کشته کشی و کشیدن پنبه آب روی سطوح ترکهای مویین آنها گرفته و آماده نقاشی می شوند.
ساختمان مسكونی از نظر اسكلت باید نه تنها مقاوم در برابر نیروهای زلزله ساخته شود، بلكه باید دارای دوام لازم در مدت زمان پیشبینی شده برای بهرهبرداری از آن نیز باشد. اگرچه از نظر كاركرد اقتصادی میتوان بخشهایی از ساختمان را از مصالح سبك بنا نمود، اما اسكلتی كه بتواند كاركرد درست داشته باشد معمولاً وزن قابل ملاحظهای از ساختمان را به خود اختصاص میدهد. با افزایش ارتفاع و به تبع آن نیروهای حاصل از زلزله مقاطع باربر ساختمان بسیار بزرگ شده و تكانهای ناشی از نیروی زلزله، در طبقات فوقانی شدید میشود (شتاب و تغییر مكانهای بیشتر از حد مجاز). برای اجتناب از این مسائل، روشی تحت عنوان سوپرفریم R.Cبرای اسكلت ساختمان، در كشور ژاپن، ابداع شده و به عنوان جدیدترین فناوری به مورد اجرا گذاشته شده است. با توجه به امكان انطباق و اجرای این روش با پتانسیلهای موجود در داخل كشور، روش سوپرفریم به عنوان یك روش اقتصادی و فنی جهت اجرای ساختمان برج مسكونی پردیسان تبریز انتخاب شده است.
با توجه به قرار گرفتن كشور ما بر روی كمربند زلزلة آلپ – هیمالیا، سالانه تعداد قابل ملاحظهای زلزله در آن رخ میدهد. براساس آمار موجود، تقریباً همه ساله، یك زلزله با بزرگی بیش از 6 ریشتر و، در هر چند سال، یك زلزله مخرب بزرگتر از 7 ریشتر، در كشور، رخ میدهد. این مسأله نشان میدهد كه توجه كردن به پایداری ساختمان، در برابر زلزله، یك ضرورت اصلی است. اگرچه در سالهای اخیر بلند مرتبهسازی در كشور رونق فراوانی یافته است، اما اغلب، روش ساخت به صورت ساختمان سنتی انجام پذیرفته و تنها با بزرگ كردن ابعاد یك ساختمان سنتی دو یا سه طبقه اقدام به ساخت بناهای بیست طبقه و یا بلندتر شده است. واضح است كه، با تكیه بر روشهای سنتی، نمیتوان ساختمان بلندی كه در برابر زلزلههای مخرب مقاوم باشد، ساخت.
حتی اگر كلیه ضوابط آییننامه زلزله از نظر طراحی و محاسبات رعایت شده باشد، با اجرای سنتی و دخالت انسان در اجزای مقاوم كننده ساختمان همانند بتنریزیها و جوشكاریها هرگز نمیتوان به یك سازه مناسب دست پیدا كرد.
ساختمان حتی اگر در محدوده كوچكی اشكال اجرایی داشته باشد، در زمان وقوع زلزله از آن ناحیه، آسیبدیده و خرابی به سایر نقاط سرایت خواهد نمود. فناوریهای نو تلاش میكنند تا دخالت انسان را در حین ساختن به حداقل رسانده و با صنعتی كردن اجرا، یك ساختمان همگن و مطمئن بنا نمایند.
یكی از روشهای مدرن و مناسب برای كشور ما روش سوپرفریم R.Cاست كه در سالهای اخیر، به خصوص پس از وقوع زلزله مخرب كوبه در كشور ژاپن، ابداع شده و هم اكنون ساختمانهای بلند مسكونی زیادی را با آن روش به مورد اجرا میگذارند. در این روش ضمن كاهش مقاطع باربر، با پیشساخته نمودن ستونها و همچنین كنترل حركات ساختمان در حین زلزله و جذب انرژی به وسیله میراگرهای هیدرومكانیكی، یك ساختمان مطمئن از نظر رفتار در برابر نیروها و بسیار مناسب برای سكونت ساخته میشود.
[h=3]تاریخچه[/h]سلولز قدیمی ترین ماده عایقکاری است. انواع زیادی از مواد سلولزی در زندگی روزمره مورد استفاده قرار می گیرند مانند روزنامه، کارتن، پارچه، کاه، خاک اره ،کنف،... عایقهای سلولزی جدید، از بازیافت روزنامه با استفاده از ماشین های آسیاب و جدا کننده و افزودن موادی که باعث به تعویق انداختن آتش می شوند، در سال دهه ی 1950 آغاز و در سالهای 1970در آمریکا مورد استفاده قرار گرفت. اخیرا استفاده از عایقهای سلولزی در ایالات متحده افزایش پیدا کرده است. یکی از دلایل این افزایش، این است که نتایج تحقیقات نشان داده اند که سلولز بهتر از عایق پشم شیشه ساختمان ها را در برابر خسارت ناشی از آتش سوزی محافظت می کنند. زیرا چگالی این عایقها بیش از پشم شیشه است در نتیجه اکسیژن لازم برای سوخت اجزاء ساختمانی تامین نمی شود. دلیل دیگر افزایش مصرف عایق سلولزی گنجایش بالای بازیافت آن نسبت به هرماده عایق دیگری است.
چهار شکل کلی محصولات سلولزی عبارتند از:
1- سلولز خشک
2- اسپری سلولز
3- سلولز تثبیت شده
4- سلولز با ذرات کم
این انواع در قسمت های مختلف ساختمان و به دلایل گوناگون استفاده می شوند.
بطور کلی عایق کاغذی یک ماده سلولزی است که در طی فرایند کرافت از خمیر چوب ساخته شده و شامل حدود 90% سلولز، 6 الی 7 درصد لیگنین و بقیه پنتوسانس و آب است. این ماده سلولزی یک نوع پولیمر است که در ساختار آن واحد های تکراری وجود دارد. این ماده پلیمری در حالت عادی از یک تا سه هزار حلقه گلوکز تشکیل شده است. با توجه به این شکل ساختار اصلی کاغذ، سلولز می باشد که یک عنصر ارگانیک است و در آن تعداد حلقه های گلوکز یا مونومر حدود 1000 است.
[h=3]مزایای عایق های سلولزی[/h]1-کارآیی گرمایی کارآیی حرارتی عایق سلولزی در مقایسه با سایر انواع عایق های مطلوب می باشد. هدایت گرمایی عایق سلولزی تقریبا 40 می باشد که این تقریبا برابر یا کمی بهتر از پشم سنگ و پشم شیشه است.
2-عایقکاری سلولزی باعث کاهش مصرف انرژی و در نتیجه کاهش مبلغ قبوض پرداختی صاحبخانه ها می شود.
3-چگالی عایقکاری سلولزی تقریبا سه برابر چگالی پشم شیشه است. این چگالی بالا به باعث کاهش عبور صدا از دیوارها و نیز انتقال صدا بین طبقات می شود.
4- عایقکاری سلولزی باعث کنترل شدید قارچ، حشره، آفت و جانورهای جونده می شود.
5-این عایق از نظر ایمنی در برابر آتش در سطح بالایی قرار دارد.
6-این عایقکاری با پرکردن کامل حفره های دیوار به جلوگیری از نفوذ رطوبت کمک می کند.
[h=3]معایب عایق های سلولزی[/h]1- نیاز به نیروی متخصصی برای نصب دارد.
2- اسپری تر سلولز نیاز به زمان زیادی برای خشک شدن دارد که این زمان معمولا با استفاده از گرمکن ها کاهش می یابد و با توجه به شرایط رطوبتی محیط نیاز به چند روز تا چند هفته زمان دارد.
3-عایق سلولزی 75%-85% از بازیافت الیاف کاغذ دست دوم خبر نامه ها تشکیل شده است که این بالاترین درصد در بین بقیه عایق های موجود است. برای مثال الیاف پشم شیشه حداکثر 30% از مواد بازیافتی تشکیل می شوند.
4-سایر مواد خام تشکیل دهنده این عایق نیز در مقایسه با سایر عایق ها دارای سازگاری بیشتری با محیط زیست می باشند.
5-انرژی مورد نیاز برای تولید این عایق بسیار کمتراست برای تولید این عایق از ماشین های الکتریکی استفاده می شود در حالی که که عایقهای معدنی باید در کوره ساخته شوند و برای تولید به انرژی 20تا 40 برابر عایقهای سلولزی نیاز است.
هر روز هنگام عبور از خیابانهای شهر شاهد ساخت و سازهای روز افزونی هستیم، ساختمانهای مختلف از یك طبقه تا 60 طبقه كه جلوی آنها انواع مصالح دیده میشود؛ سازههایی كه گاه از بتن ساخته میشوند و گاه از فولاد.در مورد اینكه كدام نوع سازه بر دیگری برتری دارد، اختلاف نظر شدیدی بین سازندگان ساختمانها وجود دارد. معمولاً معیارهای ساخت، جوابهای متفاوتی برای ما به همراه دارند.
عمده عوامل مؤثر در این روند، هزینه، زمان و كیفیت ساخت هستند. هزینه ساخت و سود حاصل از این سرمایهگذاری با زمان اتمام طرح رابطه تنگاتنگی دارند. بدیهی است هر چه زمان طرح طولانیتر شود شاهد افزایش قیمت مصالح، قیمت تمام شده طرح، هزینههای متفرقه و بازگشت دیرتر سرمایه خواهیم بود كه خوشایند هیچ سازندهای نیست.
سازههای بتن آرمه در مقابل سازههای فولادی معمولاً نیاز به هزینه كمتر و زمان بیشتری برای ساخت دارد؛ در حالیكه سازههای فولادی ابتدا نیاز به سرمایه زیادی برای خرید آهن آلات دارد ولی در عوض شاهد سرعت اجرای بالاتری خواهیم بود. بنابراین در ساختمانهای عادی كمتر از 6 طبقه در نهایت از این منظر تفاوت زیادی وجود ندارد.
در اسكلتهای فولادی حتماً باید تمام اسكلت آماده باشد تا بتوان سقف را اجرا كرد. به عبارت دیگر اول باید تیر و ستونهایی وجود داشته باشد تا بتوان روی آن سطحی به نام سقف یا همان كف اجرا كرد. در حالیكه در سازههای بتن آرمه ابتدا ستونهای هر طبقه و سپس سقف همان طبقه كه خود مشتمل بر تیرها و كف یكپارچهتری نسبت به سازههای فولادی است اجرا میشود.
مزیت این روش نسبت به روش اول آن است كه میتوان طبقه مورد نظر را سریعتر برای اجرای دیگر مراحل از جمله تیغه چینی، اجرای تأسیسات مكانیكی و برقی و... در اختیار سایر پیمانكاران قرار داد كه خود موجب تسریع در روند طرح خواهد بود. ولی بهطور كلی زمان اجرای سازههای فولادی در مقیاسهای بزرگ تا حدودی كوتاهتر از سازههای بتن آرمه و هزینههای سازههای بتن آرمه كمتر از سازههای فولادی است كه هر سازندهای با توجه به شرایط و معیارهای خود تصمیمگیرنده اصلی است.
حال با فرض وجود شرایطی كاملاً ایدهآل، یعنی عدموجود محدودیت زمان و هزینهها، عامل سوم یعنی كیفیت سازه را بررسی میكنیم. كیفیت را میتوان از جنبههای متفاوتی مانند مقاومت در برابر بارهای ثقلی وارده و زلزله، مقاومت در برابر حرارت، ابعاد، دهانههای قابل پوشش، تعداد طبقات قابل طراحی، قابلیت ترمیم آسان و... مورد نقد و بررسی قرار داد. با توجه به گستردگی و پیچیدگی مسئله، در اینجا فقط تصمیمگیری برای ساختمانهای عادی را مورد توجه قرار میدهیم.
اولین و مهمترین نكته قابل ذكر در این مورد مقاومت مصالح و ابعاد مصالح مصرفی است. معمولاً هر چه اعضای باربر ما ابعاد بزرگتر از نگاه عام و ممان اینرسی بالاتر از دید مهندسی داشته باشد، رفتار سازهای مناسبتر است و هر چه مصالح مصرفی كه در عرف ساختمانسازی بتن یا فولاد هستند قابلیت تحمل نیروهای بیشتر را داشته باشند منجر به طراحی اعضای ظریفتری خواهند شد. اگر هر دو عامل در كنار هم قرار گیرند منجر به رسیدن به سختی و صلبیت بالاتری خواهند شد كه جزء اصلیترین آیتمهای طراحی یك مهندس محاسب به شمار میروند.
در طراحی سازهها، مقاومت بتن را 10 درصد مقاومت فولاد فرض میكنند بنابراین ابعاد ستونها و تیرهای بتنی، بهمراتب بیش از سازههای فولادی است. البته این ابعاد بزرگ اعضای بتنی، ممان اینرسی بسیار بالاتری نسبت به گزینه دیگر به ارمغان خواهند آورد كه در نهایت سازه بتنی ، سختی بالاتر و معمولاً رفتار سازهای مناسبتری دارد.
« سازههای بتنی سنگین هستند.»
در پاسخ به این ایراد باید گفت: ابعاد بزرگ سازه تا جایی مورد پذیرش یك مهندس است كه منجر به سنگینی بیش از حد سازه نشود و با توجه به آنكه بحث ما در مورد سازههای عادی كمتر از 6 طبقه است تفاوت وزن اسكلت نیز آنچنان نخواهد بود تا مهندس طراح را به سمت طراحی سازه فولادی بكشاند. این موضوع در بسیاری از سازههای عظیم نیز صادق است كه برج 56 طبقه تهران نمونه بارزی از این دست است.
بحث زلزله كه بحث داغ این روزهای تهران است میتواند جنبه دیگری از كیفیت مناسب یك سازه باشد. سازههای بتن آرمه عادی و به ویژه مجهز به دیوارهای بتنی بهعلت سختی بالا نسبت به سازههای فولادی در برابر زلزله، در بیشتر موارد مقاومت بسیار بالایی از خود نشان میدهند اما سازههای فولادی نیز میتوانند همین رفتار را از خود نشان دهند مشروط برآنكه طراحی مناسبی داشته باشند.
نكته قابل تامل اینجا است كه این رفتار به چه قیمتی به دست خواهد آمد؟ اگر طراحی، یك طراحی بدون نقص باشد، هم سازه فولادی و هم سازه بتن آرمه در چند ثانیه وقوع زلزله، با حداقل خسارت ممكن جان سالم به در خواهند برد. اما كار به اینجا ختم نخواهد شد و پس از زلزلههای زیادی شاهد شكستگی لولههای گاز و وقوع آتش سوزیهای مهیب بودهایم كه گاه از خود زلزله مخربتر هستند.
با توجه به اینكه اطفاء حریق بلافاصله بعد از وقوع حادثه ممكن نیست، ساختمان باید به گونهایطراحی شود كه تا چند ساعت متوالی بتواند آتش را با حداقل خسارات وارده تحمل كند. درسازههای بتن آرمه مقاومت بالایی در برابر آتش سوزی وجود دارد، اما درسازههای فولادی درصورتیكه تمهیدات ایمنی لازم در آنها صورت نپذیرد در چند دقیقه ابتدایی حریق، شاهد تخریبهای بسیار سریع و غیرقابل جبران خواهیم بود كه این مورد نیز مزیتی بسیار ارزشمند برای سازههای بتن آرمه به حساب میآید.
اما آنچه اكثر مهندسان را نسبت به سازههای بتن آرمه به شدت بدبین كرده، عدمقطعیتها، یكنواخت نبودن مقاومت بتن و كم اطلاعی بسیاری از سازندگان از نحوه عملآوری و به دست آوردن نتیجهای مطلوب از این ماده است. قابلیت اشتباه در تهیه بالقوه این نوع ماده در مقابل فولاد توجیه دیگری است كه از سوی عده زیادی در مخالفت با بتن ارائه میشود، چراكه ممكن است حین عمل آوری، مقاومت فشاری كمتر از حد مورد نیاز به دست آید. این گروه معتقدند جبران یك اشتباه در سازههای بتن آرمه در مواردی منجر به تخریب اجباری سازه میشود در حالیكه فولاد در هر لحظه كه سازنده اراده كند با هزینهای به نسبت پایین قابل ترمیم و تقویت است.
در پاسخ به این ایراد باید گفت این عدمقطعیتها در آیین نامهها با اعمال ضریب ایمنی بسیار بالایی پیشبینی شده تا جایی كه در موارد زیادی شاهد مقاومتی چند برابر مقاومت مورد نیاز در ساخت این قبیل سازهها هستیم.از سوی دیگر این عدمقطعیت كیفیت بتن در شالوده وسقفهای سازه فولادی نیز وجود دارد و صرفاً متعلق به سازههای بتن آرمه نیست.
در نهایت باید بر این موضوع تاكید كرد كه بهطور كلی هم سازههای فولادی و هم سازههای بتن آرمه درصورتی كه در طراحی آنها سیستم مناسب و منطبق بر آییننامههای به روز، مورد استفاده قرار نگیرد و متخصصین متبحر آنها را اجرا و مهندسین با تجربه بر اجرای آنها نظارت مستمر نكنند، هیچ رجحانی از نظر كیفیت و قابلیت اطمینان بر دیگری ندارند.
فراموش نكنیم معیار چهارمی نیز در انتخاب وجود دارد؛ معیاری كه 3 معیار هزینه، زمان و كیفیت را تحت سیطره خود قرار میدهد: فولاد بهعنوان یك سرمایه ملی مادهای است كه ارزان به دست نمیآید و همانند نفت روزی تمام خواهد شد؛ مادهای كه باید در صنایع ارزشمندتر و یا حداقل در سازههای خاص كه نیاز به ظرافت خاصی دارند و پس از بررسیهای علمی برتری فولاد در آن محرز شده، مورد استفاده و بهره برداری قرار گیرد تا شاهد رشد اقتصادی در دیگر زمینههاباشیم.
به هر حال،استفاده از سازههای بتن آرمه با توجه به مصرف بهمراتب پایینتر از فولاد (بهصورت میلگرد) هم از نظر سازهای و هم از نظر اقتصادی و هم از جنبه ملی بهمراتب مناسبتر و بهینهتر از سازههای فولادی است.
[h=3]بررسی امکان حذف کشهای سقف:[/h]برای انجام اين کار ابتدا مروری بر وظايف و عملکرد کشها در ساختمانها انجام ميدهيم. از عمده عملکرد کشها ميتوان سه مورد زير را نام برد :
1) بکار گیری در هنگام نصب اسکلت برای شاقول کردن ستونها.
2) به عنوان عضوی از ديافراگم سقف برای تحمل کشش در مقابل نيروهای زلزله.
3) به عنوان تکيه گاه جانبی برای ستونها و نهايتاً تعريف کردن طول کمانش آنها .
برای حذف اين عضو از سيستم سقف بايد برای کليه موارد فوق جايگزينی مناسب تعبيه نمود .
در خصوص بند يک ميتوان با استفاده از نصب اعضای موقت ، ستونها را شاقول نموده و پس ازانجام عمليات اجرای سقف اعضای فوق را در قسمتهای ديگرساختمان استفاده نمود.
در مـورد بنـد دو ، بـررسی کفايت مقطع ديـافراگم سقف يکبار بـدون حذف کشها و يکبار بـا حذف کشها و جـايگزينی بـال تحتانی تيرچه هـا درفواصـل ۷۵ سانتي متر نشان ميدهد کـه ظرفيت بـاربری مقطع ديـافراگم بـا جايگزينی تيرچه های فلزی و جوش دادن آنها به پلها بيشتر از حالتی است كه تنها کشها را در محاسبات منظور مينماييم ، ضمناً اين نکته نيز قابل توجه ميباشد که مقطع کشها هنگامی ميتوانند بعنوان عضو کشش در ديافراگم عمل نمايند که طول جوش و تکيه گاه مناسب داشته باشند در صورتيکه دراين سقف بـا توجه به اينکه سطح مقطع بال تحتانی تيرچه ها محدود و تعداد آنها قابل توجه مي باشد ، هميشه طول جوش تکيه گاه بـرای عملکرد بال تحتانی در کشش کفايت ميکند .
در مورد بند سوم از آنجاييکه نيروی لازم برای مقابله با کمانش جانبی ستونها بسيار نـاچيز مي باشد و با استناد به آيين نامه های معتبر ميتوان خود سقف را بعنوان تکيه گاه جانبی ستونها منظور نمود . و از دلايل ديگر برای حذف کشها ميتوان مـوارد زير را ذکر نمود :
[h=3]عدم عملکرد کامپوزيت کشها :[/h]از آنجاييکه معمولاً بر روی کشها برشگير نصب نميشود ، بتن روی آن بـا تير پيوستگی نـدارد و امـکان عملکرد بصورت مختلط با بتن وجود ندارد .
[h=3]حذف کشها در سقف باعث يکنواختی زير سقف ميگردد:[/h]كشها بدليل بر هم زدن نظم تيرچه ها باعث ميگردند تا بتن غير سازه ای نسبتاً زيادی در اطراف آنها مصرف شود.
در پايان بايد دقت نمود ، اعضايی که برای تحمل بار فشاری ( اعضای زير باد بندها ) ، اعضـای باندری ( تيرهـای محيطی ) ، تيرهای قاب خمشی يا بطور کلی هر عضوی که برای تحمل بارهای ثقلی يا جانبی طراحی گرديده اند، کش نميباشند و نبايد آنها را از سقف حذف نمود ضمناً در سقفهايی که دارای باز شوهای بزرگ ميباشند بايـد حذف کشها با کنترل عملکرد ديافراگم انجام پذيرد .
[h=3]امکان طراحی و اجرای سقف با دهانه و باربری های خاص :[/h]دراين سيستم امکان طراحی و اجرای سقف با دهانه های بلند و بارهای سنگين وجود دارد. تـا کـنون سقف بـا دهانه ۱۲ متر و همچنين سقف با شدت بار ۷ تن برمتر مربع اجـرا شده کـه در هـر دو مـورد ، آزمـايشهای بارگذاری ايمنی سقف را تاييد کرده اند.
[h=3]کاهش مصرف بتن و وزن کمتر:[/h]به علت فاصله زيـاد تيرچه ها ( حـدود ۷۵ سانتيمتر محور به محور ) از مـصرف بتن در حـدود ۲۰٪ نسبت به تيرچه و بلوک معمولی کـاسته شـده و نهـايتا وزن سـقف سبکتر ميـگردد. استفاده از بلوکهای پوکه ای نيز در کاهش وزن سقف موثر است.
[h=3]پایین بودن تنش در بتن :[/h]به علت خود ايستا بودن تيرچه ها ( تيرچه قبل از گرفتن بتن ميتواند وزن بلوک ، بتن خيس و عـوامل اجـرايی را به تنهايی تحمل کند ) تنش ايجـاد شـده در بتن بـسيار پايين است . آزمـايشهای بارگذاری روی ايـن نوع سقفها کـه مقاومت مشخصه بتن آنها کمتر از مقدار مورد نظر بوده ، نشان داده که بتن با مقاومت پايين به ظرفيت باربری سقف لطمه ای وارد نمي کند.
[h=3]مقاومت نهایی و شکل پذیری بالا :[/h]مـحاسبات و آزمايشهای بـارگذاری روی سقف نشان ميدهد که گسيختگی ايـن سيستم پـس از تغيير شکـلهای بسيـار زيـاد اتفاق مـی افتد ( گسيختگی نرم ) و اين رفتار سقف از نظر ايمنی مطلوب است.
[h=3]حذف رد فولاد در زیر سقف :[/h]اثر و يا داغ تيرآهن در سقفهای ضربی به صورت خط تيره ای روی گـچ مشاهده ميشود. ولـی در اين سقف به علت پايين بـودن سطح بلوک از تيرچه ها ، پوشش گـچ و خاک در زيـر تير چـه ها نسبت بـه بقيه نقاط سقف بيشتر است وهمين امـر سبب کـاهش جـذب ذرات معلق می شود . بنابـراين سايه فولاد بال تحتانی تيرچه ها مشاهده نمی گردد.
[h=3]یکنواختی زیر سقف و مصرف گچ و خاک کمتر :[/h]يکنواختی زير سقف از مصرف گچ و خاک ميکاهد.
[h=3]امکان اجرای داکت یا بازشو :[/h]به علت فاصله زياد تيرچه ها ( ۷۲ تا ۷۶ سانتيمتر محور تا محور ) ايجاد داکت در سقف جهت عبور لوله های تاسيساتی ، نصب دودکـش موتورخانه و نصب شومينه ، نصب توالت ايرانی و يـا عبور کانال کولر به راحتی امکان پذيراست و نياز به قطع کردن تيرچه ها نمی باشد.
نمای کامپوزیت به پنج روش اجرا میشود :
۱. روش ثابت (Fixing)
۲. روش ریلی ((Hanging
۳. روش (H، L)
۴. روش فیکس ریلینگ
۵. هوک
[h=3]۱. روش ثابت (Fixing):[/h]در این روش ورقهای کامپوزیت پس از برش و شیار به صورت ثابت با پیچ یا پرچ بر روی زیر سازی آلومینیومی یا آهنی متصل شده که مراحل نصب آن از سرعت بالایی بر خوردار است. در بین فاصله ورقهای نصب شده جهت ایجاد نمایی زیباتر و ضد آب شدن نما از تسمهای از جنس ورق و چسبهای پلی اورتان که دوام بسیار بالایی نسبت به چسب و لاستیک سیلیکونی دارد استفاده میگردد. در روش ثابت میتوان از دو نوع زیرسازی آهنی و آلومینیومی بهره گرفت.
در این سیستم جهت اجرای کمربندیهای اصلی زیر سازی از پروفیلهای آهنی با مقطع مشخص و متناسب با ابعاد ساختمان و طرح مورد استفاده قرار میگیرد. همچنین جهت ساخت شبکهای از آکس بندیهای افقی و عمودی متصل به کمربندی که محل نصب ورقهای کامپوزیت و یا نمای شیشه را مشخص میکنند نیز از پروفیلهای آهنی مشابه استفاده میگردد.
[h=3]۲. روش ریلی (Hanging)[/h]در این روش، ورقها با استفاده از شیارهای تعبیه شده، بصورت ریلی بر روی پروفیلهای مخصوص آلومینیومی نصب میگردند. در این حالت بدلیل عدم استفاده از پیچ یا پرچ، سرعت کار بالا بوده، امکان جدا سازی و تعویض هر یک از قطعات بطور جداگانه وجود داشته و همچنین به دلیل کاربرد پروفیلهای ناودانی شکل آلومینیومی، دیگر نیازی به آب بندی نما وجود ندارد.
در این روش پس از اجرای کمربندیهای آهنی جهت شکل گرفتن ساختار زیر سازی، نبشیهای آهنی با مشخصه سوراخ لوبیایی روی کمربندیها مطابق با آکس بندی ارائه شده در نقشههای اجرایی، نصب میگردند. در مرحله بعد، ناودانیهای ریلی آلومینیومی با مقطع مشخص در آکس نبشیهای آهنی بوسیله براکتهای آلومینیومی با دو سوراخ لوبیایی به زیر سازی متصل میشوند. در این روش همانند روش ثابت آلومینیومی جهت جلوگیری از خوردگی بین آهن و آلومینیوم از لاستیک دی الکتریکال بین لامل آلومینیومی و نبشی آهنی استفاده میگردد.
ورقهای کامپوزیت بوسیله اتصالاتی آلومینیومی به شکل ناودانی (بچه ناودانی) که در داخل لاملهای آلومینیومی میباشند بر روی لاملها نصب میگردند نحوه اتصال ورق به ناودانی با شیوههای مختلفی اجرا میگردد که باعث ایجاد تفاوت در روشهای هنگ میگردد که از آن جمله میتوان به سیستم هوک اشاره نمود.
[h=3]مراحل اجرای زیر سازی در روش ریلی (Hanging):[/h]انجام رول بولت و اتصال دستکهای قوطیهای ۸۰*۴۰ فلزی عمودی و افقی
جوش قوطیهای فلزی
نصب براکت فلزی
نصب نبشی آلومینیومی
نصب ناودانی ریلی
نصب ناودانی بولت
شیار و برش ورق
خم و مونتاژ ورق
نصب و تثبیت ورق
[h=3]۳. روش (H، L):[/h]مانند روش فیکس بوده با این تفاوت که ورقها کاست نخواهد شد و بلافاصله بعد از برش در پروفیلهای مخصوص H شکل و L شکل قرار میگیرند.
از مزایای این روش به سرعت اجرای بالا و تمیزی اجرا و هزینه کمتر میتوان اشاره کرد. معایب این روش، عدم آب بندی ۱۰۰ درصد و همچنین عدم امکان تعویض پانل در صورتی که لازم به تعویض باشد و در صورتی که پانلها به ابعاد بزرگ اجرا شود موجب تغییر شکل ورق و ایجاد سر و صدا در هنگام باد و بارندگی خواهد بود.
[h=3]۴. سیستم ثابت با زیر سازی آلومینیومی (فیکس ریلینگ):[/h]در این روش جهت جلوگیری از خوردگی بین آهن و آلومینیوم از زیر سازی آلومینیومی استفاده میگردد. این سیستم دارای قابلیت رگلاژ کامل نسبت به روش ثابت آهن و همچنین به علت استفاده از آلومینیوم، سازه سبکتر نسبت به روش ثابت آهن میباشد. آب بندی در این سیستم با تسمه از جنس ورق در ژوئنهای عمودی و دو لب برگشت در ژوئنهای افقی صورت میپذیرد.
[h=3]تفاوتهای روش ثابت و ریلی:[/h]روش ثابت فاقد بسیاری از قابلیتهای روش ریلی است. در این روش آب بندی نما به صورت نصب ریل انجام نمیشود و ورقها با پرچ به قوطیهای فلزی بسته میشود لذا قابلیت حرکت ندارند. در بسیاری موارد نیز پرچها به صورتی که در روش ریلی پوشیده میشوند از رویت مصون نمیمانند. در مقابل سرعت نصب و هزینه اجرائی کمتر از مزایای این روش میباشد.
در روش ریلی امکان جابجایی ورقهای نصب شده وجود داشته و در صورت لزوم میتوان ورقها را در محل جابجا نمود.
[h=3]مزایای سیستم هنگ:[/h]• با توجه به اینکه تمام اجزای زیر سازی و رو سازی از یک جنس (آلومینیوم) میباشند، انقباض و انبساط اجزا در اثر تغییر دما مشابه هم بوده که این امر از تغییر حالت دادن و خرد شدن جلوگیری میکند.
• آب بندی در این سیستم نیاز به استفاده از چسبهای سیلیکون و یا لاستیک آب بندی نمیباشد، که با توجه به کوتاه بودن عمر چسبهای سیلیکون و لاستیکهای آب بندی استفاده نکردن از موارد فوق از نقاط قوت این سیستم به شمار میآید.
• قطعات متناسب با وزن خود روی بولتها قرار میگیرند که به علت فرم خاص مونتاژ ورقها در هنگام زلزله و یا وزش بادهای شدید از محل خود خارج نمیگردند و از پایداری بالایی در برابر نیروهای جانبی برخوردار میباشند.
به هر ماده با خاصیت سیمانی شدن بتن گفته می شود. بتن متشکل از آب و سیمان و سنگ دانه ها (شن و ماسه) و مواد افزودنی می باشد که بعد از ترکیب آب و سیمان وشروع عمل هیداسیون باعث چسبندگی سنگ دانه ها با یکدیگر می باشد. مواد افزودنی نیز در شرایط مختلف به مخلوط اضافه می گردد.
[h=3]اجزا تشکیل دهنده بتن:[/h]1-مصالح سنگی بزرگ: مصالح سنگی که در بتن مصرف می شود شن و ماسه مس باشد که در حدود 80% حجم بتن سبک را تشکیل می دهد. دانه های سنگی تا بزرگی 5 میلی متر را ماسه و 5 میلی متر بزرگتر را شن می گویند که قسمت اعظم مقاومت بتن سنگی به مقاومت شن و ماسه مصرفی دارد که باید مقاومت دانه درصد بزرگی آنها به وسیله آزمایشگاه تاکید می گردد. همچنین شن و ماسه مصرفی در بتن باید در مقابل عوامل جوی مقاوم بوده و به مرور زمان خورندگی در آنها ایجاد نشود.
2-آب: آب در بتن دارای سه نقش اساسی می باشد:
• سیمان در مجاورت آن شروع به فعل و انفعالات شیمیایی نموده و تشکیل سیکیلاتها و آلومیاتهای کلسیوم متبلور می دهد که اساس گرفتی و سخت شدن بتن کفی می باشد. این مقدار آب در حدود 20 الی 25 درصد وزن سیمان است. آب سطح دانه هایی سنگی را تر نموده و باعث لغزش این عناصر بر روی یکدیگر می گردد.
• بدیهی است هر مقدار سطح دانه ها بیشتر باشد یعنی هر قدر دانه ها ریزتر باشند آب بیشتری در این قسمت مصرف می شود. به همین علت مقدار این آب متفاوت بوده و در حدود 25% وزن سیمان است.
• آب باعث روان شدن بتن می گردد تا بهتر بتوان بتن را حل نمود و در قالب ریخته و آن را به شکل قالب در آورد.
3-سیمان :سیمان واژه لاتینی است که از کلمه Caementun و یا Caedimentum گرفته شده و به معنی خرده سنگ است. سیمان ماده چسبنده است و به رنگ خاکستری که در مجاورت آب و در مجاورت هوا و بعضی از انواع آن بدون مجاورت هوا در اثر فصل و انفعالاتی پیچیده شیمیایی سخت شده و قطعات خرده سنگ مجاور خود را به یکدیگر می چسباند.
برای اولین بار سیمان پرتلند توسط شخصی در انگلستان کشف گردید و چون رنگ آن بعد از خشک شدن به رنگ سنگ های ساحلی جزیره پرتلند بود به نام سیمان پرتلند معروف گردید. سیمان پرتلند رایج ترین سیمان مصرفی در دنیا است.
[h=3]طرح اختلاط:[/h]منظور از نسبت مخلوط کردن اجزاء آن است که نسبت مناسبی برای اختلاط شن و ماسه بدست می آوریم تا دانه های درشت تر را پر کرده و جسم توپر بدون فضای خالی و حداکثر وزن مخصوص بدست آید و همچنین تعیین مقدار لازم آب بطوریکه بتن آرمه به راحتی قابل حمل و نقل بوده و در قالب خود جا گرفته و دور میله گرد ها را احاطه نموده و کلیه فضای خالی قالب را پر نماید.
مقاومت بتن با افزایش سیمان بالا می رود حداکثر سیمانی که در آئین نامه ها برای بتن مجاز دانسته اند 40 کیلو گرم در متر مربع شن و ماسه می باشد. اگر مقدار سیمان از 400 بیشتر باشد جای مصالح سنگی را می گیرد و به جای قطعات سنگی که مقاومت بیشتر دارند قطعات سیمان خواهیم داشت و در نتیجه باعث ضعف قطعه بتنی می باشد.