مواد خشک آماده برای پوشش بتنیِ سبک، عایق و غیر شکننده
مواد خشک آماده برای پوشش بتنیِ سبک، عایق و غیر شکننده
بر روی پانلهای سبک و مسلحِ ساندویچی
Elastic Composite, Reinforced Lightweight Concrete, E.C.R.L.C
(As a Type of Resilient Composite Systems; R.C.S.)
مقالات
Attachments
- تعریف سیستم قاب سبک فولادیسیستم ساخت قاب سبک فولادی Lightweight Steel Framing که به اختصار LSF می نامند، یک سیستم ساختمانی است، که برای اجرای ساختمان های عمدتاً کوتاه مرتبه و میان مرتبه (حداکثر تا 5 طبقه) استفاده می شود و از سیستم های مورد تایید مهندسان عمران در کشورهای توسعه یافته و مدرن می باشد.
این سیستم که شباهت زیادی به روش های ساخت ساختمان های چوبی دارد، بر اساس کاربرد اجزایی به نام استاد (Stud) یا وادار و تراک (Track) یا رانر شکل گرفته است و از ترکیب نیمرخ های فولادی گالوانیزه سرد نورد شده، ساختار اصلی ساختمان برپا می شود.
مقاطع مورد استفاده در این سیستم U,C و Z است، که معمولاً با اتصالات سرد به یکدیگر متصل می شوند.هر دیوار از تعدادی اجزای عمومی C شکل (استاد) به فواصل 40 تا 60 سانتی متر، که در بالا و پایین به اجزای افقی ناودانی U یا C شکل (تراک یا رانر) متصل شده اند، تشکیل می شود. در صورتی که از مقاطع C شکل به عنوان تراک (رانر) استفاده شود، لازم است برش هایی در محل نصب استاد انجام گیرد.
این سیستم در اکثر موارد با سقف سبک و به صورت موردی با انواع دیگر سقف اجرا می شود. تیر و تیرچه های این نوع سقف های سبک، همانند استاد و تراک های دیوار ها است.
سقف نهایی معمولاً از نوع شیب دار و با استفاده از خرپاهای فلزی ساخته شده از پروفیل های سرد نورد شده در نظر گرفته می شود (شکل زیر). قسمت های دیگر ساختمان نیز با استفاده از پروفیل های سرد نورد شده اجرا می شوند و با انواع مختلف تخته (گچی، سیمانی، چوبی، ...) پوشیده می شوند.
جزییات سقف مستوی یا شیب دار
پوشش نهایی این سیستم می تواند با انواع تخته های ساختمان از جمله تخته سیمانی، چوب، تخته گچی و یا مصالح بنایی، سفال و آردواز صورت گیرد.
بررسی نقاط قوت و ضعف سیستم قاب سبک فولادی
عوامل مربوط به هزینهاین سیستم ساخت، نیازمند نیروی انسانی ماهر، ولی به تعداد کم و در زمان کم است. لذا مجموعه هزینه نیروی انسانی در این سیستم، کمتر از روش های سنتی است. ابزار مورد استفاده نیز نسبتاً کم هزینه هستند، ولی هزینه های بالای تامین مصالح، به خصوص در دوره ای که رواج چندانی نیافته است، این سیستم را جزو سیستم های گران قیمت دسته بندی می کند. این سیستم نیاز به مخارج ادواری خاصی ندارد و هزینه تعمیرات احتمالی آن بسته به نوع خرابی، می تواند خیلی متفاوت باشد.
سیستم LFS از سیستم هایی است که شعاع مصرف اقتصادی بالایی دارد. در صورتی که این سیستم به روش اجرای درجا (Stick – Built) برپا شود، مصالح اولیه را، که بسیار سبک و کم حجم است، می توان به فواصل دور و حتی مناطق صعب العبور نیز منتقل کرد. این مصالح معمولاً به راحتی در حمل آسیب پذیر نیستند، ولی در صورت بروز آسیب در قطعات، در ساختمان قابل استفاده نخواهند بود، و نیاز به تولید مجدد قطعه است. این در حالی است که چند کاره بودن قطعات و قابلیت جایگزینی قطعه خراب شده با سایر قطعات، سیکل ساخت را تا رسیدن مجدد قطعه متوقف نمی سازد. هزینه های انبارداری این مصالح چندان قابل توجه نیست، زیرا ورق گالوانیزه در برابر شرایط جوی مقاوم است و به علاوه، فضای زیادی برای انبارداری این مصالح لازم نیست.
عوامل مربوط به زمان
از نظر سرعت اجرا، تجربیات سایر کشور ها نشان داده است که این سیستم در زمان کمی برپا می شود و سرعت اجرا نسبت به شیوه های سنتی و حتی صنعتی سنگین بسیار بالاتر است. نسبت فرآوری محصول در کارخانه نسبت به سایت در این سیستم ساخت، بر اساس نوع اجرا و مقدار پیش ساخته سازی، می تواند بسیار متغیر و متفاوت باشد. این سیستم قابلیت اجرا در تمام شرایط جوی را دارد و با تغییرات شرایط جوی، مشکلات جدی در اجرا به وجود نخواهد آمد.
عوامل مربوط به قابلیت های اجرایی
اجرای این روش، نیاز به نیروی ماهر و ابزار خاص دارد، ولی چگونگی اجرا و نحوه بکارگیری ابزار، به سادگی قابل آموزش خواهد بود. اقداماتی که برای اجرای این سیستم انجام می شود، تعدد و گوناگونی کمی دارند و برای اجرای هر آیتم، یک سری اقدام ساده لازم است، هرچند قطعات اصلی این سیستم از تعدد زیادی برخوردار نیست، ولی در زمانی کوتاه، با استفاده از ابزار های ساده می توان فرم های متنوعی را با آن ها تولید کرد.
استفاده از قطعات از پیش برش خورده یا پانل های پیش ساخته، قابلیت اجرای طرح های مدولار را در این سیستم افزایش می دهد. این سیستم برای تنوع در معماری فضا و اختیار دادن به طراح در ایجاد طرح های مختلف قابلیت بالایی دارد. سهولت اجرای دهانه های متنوع و تغییر ارتفاع، به اضافه سادگی قرار دادن بازشو در جداره ها ـ که مرهون قابلیت ترکیب آن با سیستم تیر ستون است ـ این سیستم را از جهت تطابق با طرح های معماری در سطح خوبی قرار داده است. نگهداری این سیستم شرایط خاصی را نمی طلبد و به علت اجرای خشک، تغییرات آن به سادگی صورت می پذیرد. به علت استفاده از مصالحی که فرآوری عمده و خاص در سایت ندارند، می توان این سیستم را با دقت نسبتاً بالایی کنترل کرد.
عوامل مربوط به کیفیت و قابلیت های فنیبه دلیل کاهش زیاد وزن و اتلاف اندک مصالح نسبت به شیوه های سنتی و دستی، این سیستم برای انبوه سازی مناسب است، ولی اجرای ساختمان های بلند مرتبه در این سیستم، با مشکل مواجه است. اجرای خشک، این سیستم را برای بازدید های ادواری مناسب ساخته است. به اضافه اینکه، ایجاد تغییرات حین اجرا در نقشه های تاسیسات، معمولاً به سادگی انجام می شود.
استفاده از ورق گالوانیزه، پایداری این سیستم را در برابر هوازدگی و میکرو ارگانیسم ها افزایش داده است. از نظر زیست محیطی، این سیستم ساختمانی در زمره سیستم هایی است که انرژی اندکی برای ساخت اجزای آن مصرف می شود.
از نقاط ضعف این سیستم، در صورتی که در اجرا تمامی نکات فنی مورد رعایت قرار نگیرد، خطر ایجاد صدا در حالت های انقباض و انبساط است.
وزن کم این سیستم ساختمانی (در حدود 60 درصد وزن واحد سطح سیستم های رایج ساخت و ساز) باعث می شود نیرو های اعمال شده در صورت وقوع زمین لرزه به طور قابل توجهی نسبت به ساختمان های متداول کمتر باشد، تا حدی که در اکثر موارد، اثر نیرو های اعمال شده توسط باد بیشتر و تعیین کننده تر از نیرو های ناشی از زمین لرزه است. در ضمن، وزن کم این سیستم باعث می شود به عنوان گزینه ای مناسب برای مناطق با مقاومت خاک کم، تلقی شود.
اینرسی حرارتی کم این سیستم، آن را برای استفاده دائم مانند مسکونی، با مشکلاتی رو به رو می سازد. ولی در عین حال، عملکرد آن را برای ساختمان های اداری، تجاری و دیگر ساختمان های با کاربری منقطع، بسیار مناسب می سازد.
عملکرد صوتی دیوار ها و سقف های ساخته شده با این سیستم، در صورت رعایت تمهیدات لازم، به راحتی جوابگوی انتظارات تعیین شده در مقرران ملی است.
مواد تشکیل دهنده LSF بار حریق ندارند، ولی پروفیل های سرد فرم داده شده مقاومت کمی در برابر حریق دارند و باید به خوبی محافظت شوند. یکی از دلایل اصلی کاربرد گچ به عنوان پوشش داخلی این سیستم ها دستیابی به این هدف است.
با اجرای لایه بخاربند در حد فاصل جداره داخلی و عایق حرارتی، می توان از خطر میعان در دیوار ها جلوگیری کرد. به علاوه آنکه، سقف سرد در این سیستم، کمک شایانی به کاهش خطر میعان خواهد کرد.
به رغم اینکه بار مرده این سیستم با اجزای اصلی و کاربردی آن منتقل می شود، ولی اجرای خشک، قابلیت تغییرات آتی را تا حدی در آن به وجود می آورد. معمولاً ساختار نمای این سیستم، از سازه آن جدا است و از سهولت و دقت اجرای خشک برخوردار است.
اجرای خشک، امکان برچیدن و استفاده مجدد این سیستم را ایجاد کرده است، به علاوه آنکه، قطعات و اجزا عمدتاً از مصالح و فلزات قابل بازگشت به چرخه ساخته شده اند.
اسکلت فولادی سبک
سیستم اسکلت بندی جایگزین
به طور کلی، فرایند ساخت خانه های اسکلت فولادی سبک چندان تفاوتی با روشهای مورد استفاده در سازه های اسکلت چوبی ندارد. دیوارها، کف و سقفها بوسیله کاربرد مکرر اجزا اسکلت سبک ساخته می شوند. سوار کردن خرپاهای اسکلت چوبی با سیستم ساخت سقفهای چوبی می تواند برای کف و دیوارهای اسکلت فولادی نیز مورد استفاده قرار گیرد. متدهای اسکلت فولادی برای این سیستم موجود است، اما ملزم داشتن یک طرح و برنامه ریزی تخصصی است که فراتر از حوزه بحث ماست.
شباهت میان اسکلت فولادی سبک و اسکلت چوبی، تفاوتهای چشمگیری نیز وجود دارند که در طراحی و اجرا باید مورد توجه قرار گیرند. توجه به این تفاوتها ما را در ساخت بنایی بدون مشکل یاری می نماید.مسائل تخصصی مربوط به مشکل زدایی درفصل نهم گنجانده شده اند.شناخت عملی ساختمان سازی: مزایای اسکلت فولادی سبک (LSF)
یکی از مزایای اسکلت فولادی در این است که در طراحی و اجرا نسبت به اسکلت بندی به سبک سنتی انعطاف پذیرتر است.طول اجزا:
تیرچه (Joists) های فولادی عملا به هر اندازه ای می تواند ساخته شود. بر این اساس پهنا و عرض ساختمانهای مسکونی متغییر است و نیاز به همپوشانی تیرچه های داخلی را از بین می برد. بنابراین سرعت در کار ساختمان سازی افزایش و ترک خوردگی یا ناهمواری در سقف کاهش می یابد. طول و اندازه اجزا فقط بوسیله محدودیتهای حمل و نقلی کاهش می یابد (محدود می شود)
مقاومت بالا به نسبت وزن:اجزا اسکلت فولادی سبک از اجزا اسکلت بندی سنتی سبک تر هستند. اسکلت فولادی سبک برای اسکلت سازان جهت بالا بردن در محل کار آسان تر است. این امر منجر به ساخت و ساز سریعتر با هزینه کمتر و مشکلات کمتر بالا بردن می شود.
ضخامت اجزا:استحکام ذاتی فولاد سرد تا شده میزان قابل توجهی از انعطاف پذیری را در آرایش اجزا اسکلت بندی فراهم می کند. بنابراین قانون وزن خالص، طول هر واحد و مقاومت فولاد، فواصل تیرچه ها نسبت به جزئیات اسکلت بندی سنتی با ارتفاع و عرض مشابه می تواند تغییر کند. با افزایش ضخامت پایه فولادی، استحکام و همچنین فواصل طراحی اجزای اسکلت بندی افزایش می یابد. در بعضی موارد این فواصل طولانی به طراح اجازه می دهد تا تیرهای عمودی داخلی سقف یا دیوار را حذف کند. این به معنای فواصل و فضاهای داخلی بدون مانع برای مصرف کننده نهایی و قیمتهای بالقوه سازه برای ساختمان ساز می باشد.
مشکلات رطوبتی مرتبط:فولاد آب را جذب نمی کند، پس مشکلات رطوبتی مرتبط شامل تاب برداشتن، انقباض و تابیدگی که در اسکلت بندی سنتی رایج هستند در LSF مشکلی را ایجاد نمی کند. استفاده از LSF میزان وقوع تاب برداشتن دیوارها، بیرون زدگی میخ ها و ترک خوردگی دیوارها که از مشکلات رطوبتی هستند را به طور چشمگیری کاهش می دهد. اصلاح این نقایض تعمیرات پر هزینه ای را در بر دارد که غیاب این مشکلات در سازه های LSF سبب صرفه جویی می شود.
مقاومت در برابر پوسیدگی و آفت زدگی:اسکلت فولادی در برابر حمله موریانه ها یا حشرات موذی ایمن است. همچنین، از آنجائیکه اسکلت فولادی رطوبت را جذب نمی کند، از رشد قارچها و پوسیدگی ها جلوگیری می کند.
شکم دادگی:اجزا فولادی مقاومتی دارند که آنها را بدون اینکه بر اثر سنگینی بار کف دچار شکم دادگی، خزش و یا وارفتگی شوند، سازگار می کند.
سازه های احتراق ناپذیر:فولاد احتراق ناپذیر است و بنابراین در آتش سوزی و احتراق بی تاثیر است. LSF به دلیل احتراق ناپذیری و طبیعت پایداری طی سالیان متمادی گزینه مناسبی برای کاربردهای تجاری بوده است.
کیفیت هوای داخل ساختمان:فولاد یکی از خنثی ترین مصالح ساختمانی است که هیچ گاز، بخاری را از خود ساطع نمی کند و به رشد قارچهای سمی نیز کمکی نمی کند.
همانند جزئیات اسکلت بندی سنتی، اجزاء LSF باید به گونه ای درون پوشش و لفافه قرار بگیرد که در تماس مستقیم با رطوبت زمین و یا محیط بیرون نباشد. (در برابر رطوبت محافظت شود.)توصیه می شود که فولاد دارای پوشش روی – آلمینیوم در تماس با بتون خیس (تازه) قرار نگیرد.
آئین نامه و قوانین
تمامی سازه ها باید با مقتضیات و شرایط آئین نامه ساخت و ساز محلی و یا در صورت عدم دسترسی با شرایط آئین نامه ساخت و ساز ملی کانادا مطابق باشد و مورد تائید مقامات قضایی باشد.
اسکلت فولادی سبک غیر باربر در بخش 24-9 آئین نامه ساخت و ساز ملی کانادا گنجانده شده است.
اجزاء اسکلت بندی
سازه های فولادی سبک صنعتی از نوعی فولاد سرد شده استفاده می کنند که در آن ورقه های فولاد به شکل(C) در می آیند. تولرانس برش طولی زیاد نوعی از فرآورده های صنعتی فولاد است.برشهای تیرچه ها و استاد دارای بالهای لبه داری هستند که سبب افزایش استحکام آنها می شود. Tracksection ها از بالهای غیر استواری که به صورت جزئی به سمت داخل زاویه دارند، ساخته شده اند که استادها را قبل از اینکه با گیره محکم شوند موقتا نگه می دارند و همچنین به استادها این اجازه را می دهند تا وزن وارده بر جان را تحمل کنند.
Standard TrackSection
Standard TrackSection برای تمامی سایز های تیرچه ها و استادها موجود هستند. این نکته حائز اهمیت است که TrackSection ها برای تحمل بار سازه بدون اینکه درون سازه های باربر بتن ریزی شوند، طراحی نشده اند. زمانیکه اسکلت بندی استفاده نمی شود طراحی مهندسی ضروری می نماید.
مقطع مرکب سازه
برشهای خطی( TrackSection )ها برای تشکیل مقاطع مرکب می توانند با مقاطع C ترکیب می شوند.تا به عنوان تیرها- سرتیرها، چهارچوب ها یا جک استادها استفاده شوند و در شرایط و موقعیتهای دیگر استحکام بیشتری را موجب می شوند. تمامی بخشهای سرهم شده (ترکیب شده) باید از اجزائی با ضخامت یکسان تشکیل شوند و در هر 610 میلیمتر یا 24 اینچ با یکدیگر متصل شوند. طول این اجزاء نیز باید یکسال باشد مگر اینکه هدفشان غیر سازه ای (غیر ساختمانی) باشد.
Accessories
سازندگان اسکلت فولادی سبک میزانی از Accessories مورد نیاز برای سازه های مسکونی شامل تسمه های پل سازی، تقویت کننده جان و اتصالات گیره (بستها) را نیز تولید می کنند.
بغلبندی دیوارهای افقی
بغلبندی و پل سازی تسمه های افقی برای گیرداری دورانی را برای استادهای باربر فراهم می کند و استادها را از دو سو بهم متصل می کند. این پل سازی در نهایت با پهنای 38 میلیمتر و ضخامت 879% میلیمتر (346% x 2/1-1 اینچ) ورقه های فولادی انجام می شود. طراحی استاد حداکثر فاصله این بست ها را بر طبق جداول انتخابی یا کاتالوگ های سازندگان تعیین می کند، اگر تخته کوبی سازه بیرونی استفاده می شود، نیازی به بغلبندی در آن قسمت نمی باشد، اگر چه در بال استاد داخلی باید نصب شود.
سخت کننده جان
در تمامی قسمتهایی که بار متمرکز روی تیرچه کف یا مقطع خطی متحمل می شود از سخت کننده جان استفاده می شود. سخت کننده جان قطعه کوچکی از استاد باربر با ضخامت حداکثر 879% میلیمتر (346% اینچ) می باشد. سخت کننده بالی با پهنای 38 میلیمتر (2/1-1 اینچ) دارد که به آن اجازه می دهد تا درون بالهای 41 میلیمتری تیرچه جا شود. سخت کنندگان می توانند بر روی یکی از زوایای جان تیرچه نصب شوند، و نهایتا با 8-3 پیچ به تیرچه بسته شوند. سازندگان LSF معمولا این سخت کنندگان را به عنوان بخشی از بسته بندی تیرچه کف در نظر می گیرند.
نبشی بست ها
نبشی بست ها برای اتصال تیرچه های کف به سر تیرها، تیر سردرها به استاد اصلی (میانی) یا سرتیرها به تیرهای لب بند مورد استفاده قرار می گیرند. ضخامت نبشی بست ها نهایتا 438/1 میلیمتر (566% اینچ) می باشد و طول آنها کمتر از عمق 25 میلیمتری تیرچه ها نیست. تعداد پیچهایی که برای اتصال نبشی بستها به کار می رود بستگی به اندازه اجزاء متصل شونده دارد.
اتصال دهنده ها
معمولا فقط پیچها در اسکلت بندی فولادی سبک استفاده می شوند. یک مته فلزی می تواند سوراخی را ایجاد کند و اجزا را با اطمینان با یکدیگر متصل کند. این پیچها اندازه های مختلف و با توجه به نیاز ها ساخته می شوند. در شرایط خاص و یا برای تجهیزات تکراری ابزارهای خاص و اشکال مختلفی از اتصال دهنده های مکانیکی همچون میله های پنوماتیکی (بادی) یا جوشکاری اقتصادی تر است. سازنده LSF، تولیدکنندگان اتصال دهندگان و ابزارها می توانند در صدد به دست آوردن اطلاعات بیشتر در این زمینه باشند. در این کتاب اتصال دهنده ها فقط محدود به پیچ است.
به خاطر داشته باشید که تعداد 8 پیچ که اغلب در این کتاب تعیین و مشخص شده اند حداقل تعداد می باشد و برای اجزاء ضخیم تر پیچ های بیشتری مورد نیاز می باشند.
ابزار
بسیاری از مراحل و ابزاری که در LSF به کار برده می شوند با مراحل و ابزار اسکلت بندی چوبی مشابه است. در LSF علاوه بر ابزار مورد استفاده در اسکلت چوبی ابزار زیر نیز مورد نیاز است:و همچنین ابزار اختیاری:
• چکش فلزی با دو سوی اره ای
• هیلتی چند زمانه و رفت و برگشتی (ماکسیمم 2500 دور در دقیقه)
• پیچ گشتی 8 میلیمتری
• پیچ های شماره 2 Philips و شماره 2 Robertson
• انبردست IIR و 6R
• قیچی فلزبری
• سطح مغناطیسی تا 6 فوت
• علامت گذار
• سوراخ
ابزاری که اغلب مورد استفاده قرار می گیرند شامل قیچی فلز بر، اره گرد یا قلمی می باشد.
رده بندی مصالح ساختمانی و محل انبار کردن
نقشه ساختمانهای اسکلت چوبی برای تبدیل شدن به اسکلت فولادی باید از جداول اجزاء انتخابی استفاده کنند. همچنین سازندگان LSF ممکن است بتوانند راهنمایی را برای تبدیل طرح یک اسکلت چوبی به اسکلت فولادی تهیه کنن.
نمایندگیهای سازنده LSF یا فروشندگان مصالح ساختمانی می توانند اطلاعاتی را راجع به قیمت و کاربردهای محلی و روزمره ارائه دهند. همچنین، بعضی سازندگان ممکن است راهنمایی هایی را در مورد طراحی، محل کار و انتخاب و کاربرد مناسب ابزار ارائه دهند.
تفاوت در رنگها
سازندگان کانادایی اسکلت فولادی ساختمانهای مسکونی، انتهای سکشنهای باربر (Load BearingSection) (جویست ها و استادها) را با رنگهای متفاوتی رنگ آمیزی می کنند تا ضخامت فولاد در آن محدود به آسانی قابل تشخیص باشد. استانداردهای مربوط به ضخامت فولاد و رنگهای رایج و متداول هستند اما رنگهای دیگری نیز مورد استفاده قرار می گیرند. برای جلوگیری از سردرگمی و اشتباه این دسته بندی به ترتیب ضخامت می باشد.
CutList
برش یا تکه های اولیه اجزاء اسکلت فولادی ارائه شده از سازندگان LSF از اسکلت چوبی بسیار متفاوت است.نقشه اولیه و سوار کردن مناسب و درست اجزاء بسیار مهم است. نقشه و طرح اولیه ضخامت و طول اجزاء اسکلت بندی را مشخص می کند که همان Cut list است که توسط سازندگان LSF استفاده می شود. سازندگان LSF معمولا برش طولی استادها، Joist ها و متعلقات آنها را ارائه می دهند. اجزا یا اندازه های متفاوت مطابق با نقشه نصب می شوند.
با یک سازنده LSF برای جدول زمانی دقیق مشورت کنید. بعضی از اندازه و طولهای استاندارد ممکن است توسط سازنده LSF تهیه شوند. معمولا طول زیر 2/1 متر (48 اینچ) در محل کار برش داده می شوند. عملیات برش را با سازندگان LSF چک کنید. سازندگان ممکن است قطعات را در ابتدا برای Web Stiffener، پل بندی، سر تیرها و استادها که برای پنجره ها و درها استفاده می شوند، برش بزنید. ترکها معمولا در اندازه های استاندارد فروخته می شوند و می توانند در اندازه های مخصوص برای کاربردهای خاص مرتب شوند. اندازه استاندارد Track که در ساختمانهای مسکونی استفاده می شوند معمولا با اندازه های رایج در سازه های تجاری متفاوت است.استادهای غیر باربر فولادی را می توان به آسانی توسط قیچی آهن بر، برش داد. برای برش Joistها یا استادهای باربر ضخیم تر می توان از قیچی های برقی استفاده کرد. هنگامیکه تعداد برشها زیاد می باشند یک Chop saw با یک تیغه ساینده به کار سرعت عمل می دهد.
نگاهی کلی به اسکلت بندی
سه روش عمده برای اسکلت یک ساختمان وجود دارد: ساختمان چوب بستی یا اسکلت چوبی، ساختمان پانلی، ساختمان مدولی. امروزه هر یک از این روش ها برای ساختمان سازی مورد استفاده قرار می گیرند اما Stick-built construction رایج تر است. برای پروژه های چند واحدی یا پروژه هایی که از یک طرح تکراری استفاده می کنند، روش Panelization مقرون به صرفه تر است. پانلهای پیش ساخته دیوار، کف و سقف می توانند مستقیما به محل کار حمل و سریعتر نصب شوند. ساختمان سازی با قطعه های پیش ساخته مزایای زیادی دارد مخصوصا در مکانهایی که صنایع ساختمان سازی به خوبی سرویس دهی نمی دهند. (مثلا مکانهای دور و توسعه نیافته)
قاب بندی (In-line Framing)
هنگامیکه دیوارها با قابهای فولادی ساپورت می شوند، قاب فولادی کف باید با تیرچه (Joist) هایی که در زیر آنها استادهای باربر قرار دارند، ساخته شوند. (نمودار 1-1)
پیچ های اتصال دهنده
حداقل سایز پیچها برای اتصال فولاد به فولاد باید بر طبق نمودار 13-1 باشد Self-drilling sheet metal screw در مواقعی به کار می روند که ضخامت فولاد بیش از 879/0 میلیمتر (0346/0 اینچ) باشد. پیچهای نوک تیز برای فولادهایی با ضخامت 879/0 میلیمتر (0346/0 اینچ) یا کمتر به کار می روند. حفاظت از خوردگی پیچها باید حداقل 08/0 میلیمتر (0003/0 اینچ) باشد.انواع دیگری از اتصالات در LSF همچون پیچ، پرچ و یا جوش مورد استفاده قرار می گیرند. در شرایط خاص و برای جایگزینی این اتصالات با یک طراح حرفه ای مشورت کنید.
ایمنی
کارهای ایمنی ساده می تواند اغلب خسارات را از بین ببرد و یکی از جنبه های مهم کار روزمره در محل کار است. هر ایالت قانون سلامتی و ایمنی مخصوصی دارد و از این قوانین باید همیشه پیروی شود. کار با فولاد مخاطرات ایمنی و سلامتی خاصی را در بردارد که باید از آنها آگاه شوید بعضی از آنها به شرح زیر می باشند:
• زمانی که فولاد خیس یا یخ زده است، بسیار لغزنده است.
• دمای فولادی که در معرض گرما یا سرما قرار گیرد ممکن است هنگام لمس کردن خیلی داغ یا سرد باشد.
• باید به یاد داشته باشیم که برخلاف چوب، فولاد رسانای الکتریسیته است. برای جلوگیری از برق گرفتگی همیشه دقت کنید که اجسام فولادی در معرض منابع برقی نباشند.
• تیرچه ها پایدار نیستند مگر اینکه توسط زیر ساختها بهطرز مناسبی نگه داشته شوند. به همین منظور، کارگران نباید در بالای ترک های دیوار فولادی باسیتند. Steel Track ممکن است بر اثر وزن شخص کج شوند.
نقشه، طراحی، پروانه (مجوز) و Cut lists
جزئیاتی وجود دارند که توسط طراح حرفه ای باید طراحی شوند و باید در مجوز ساختمان سازی به کار گرفته شوند.
وقتی که طرحها و نقشه های معماری آماده شدند باید برای یک طراح حرفه ای فرستاده شوند.
نقشه سقف و خرپا باید جزئی از مجوز ساختمان سازی باشند.
سازنده باید یک Cut list را از نقشه ها که اجزاء مورد نیاز برای ساختمان سازی را فهرست می کنند تهیه کند. با این کار سازنده به شما کمک می کند.اسکلت های خانه ویلایی(LSF)
توضيح فارسي : مفاهیم سازه ای برای سیستم های (LSF) : Light Steel Frame
مقدمه:
فولاد به طور وسیع در ساختمان و سازه های چند منظوره استفاده می شود در بسیاری از نقاط جهان استفاده از چوب یا سازه های آهنی و بتنی ترجیح داده می شود. در طول سالیان سیستم های پیشرفته متنوعی برای استفاده در اومر ساختمان سازی یافت شده است . اخیرا سیستم قاب فولادی سبک اقتصادی استفاده زیادی در امریکا و اروپا و استرالیا و نیوزلند پیدا کرده است این قاب فولادی سبک در یک فرآیند شکل دهی سرد ( Cold Form) بدون استفاده از حرارت تولید می شود.این فرآیند به تولید کنندگان فولاد اجازه می دهد که ورق های فولادی سبک ولی با خواص مکانیکی بالا تولید کنند. رویه ورق توسط آلیاژ زنیک Zenic)) که به طور کامل سطح فولاد را می پوشاند و آن را در مقابل عوامل خورنده محیطی محافظت می کند پوشش داده شده است . همه اینها منجر به احداث ساختمانی منسجم ، سخت ، منعطف ، پایدار و موجب سرعت بیشتر در ساخت می شود به گونه ای که هزینه های ساخت را به شدت کاهش می دهد.همین طور قاب فولادی سبک یک انتخاب جذاب برای استفاده در امور مربوط به ساختمان می باشد. به ویژه از نقطه نظر نگرانی های مربوط به کاهش تخریب جنگل ها و سازه ی با بتن مسطح مزایای بسیاری دارد.
چرا از سیستم قاب فولادی سبک (LSF) استفاده می کتیم.
فواید:
- قابلیت ساخت: استفاده از عناصر فولادی پیش ساخته باعث کاهش فضای کارگاهی و کاهش ضایعات مصالح و بهبود کیفیت می شود.
- سرعت: این سیستم نیاز به دوره ساخت و ساز کمتری در مقایسه با سیستم های رایج دارد.
- قوسی اما سبک : فولاد یکی از بالاترین نسبت های قدرت به وزن را در مصالح ساختمانی دارد این منجر به صرفه جویی در فوندانسیون می شود همچنین سبکی باعث راحتی در حمل و نقل آن می شود.
- ایمنی: قدرت ذاتی فولاد و کیفیت ضد حریق بودن آن خانه های با سازه فولادی را در مقابل حوادث زیانبار از قبیل آتش سوزی ، زلزله و طوفان و تند بادمقاوم می سازد. خانه میتواند طوری طراحی شود که بزرگترین زمین لرزه ها و بادها را در منطقه کشور تحمل کند.
- کیفیت: خانه با کیفیت نهایی بهتر ، که بسیار پایدار است و نیازی به تعمیر و نگهداری در طول بهره برداری ندارد.
- راحتی در جمع آوری: جمع آوری ساختمان می تواند به راحتی انجام شود . دیوارهای بدون بار می توانند به راحتی تعویض یا برداشته یا اینکه تغییر داده شوند.
- انعطاف پذیری طراحی: به خاطر قدرت فولاد ، می تواند در طولهای زیاد تولید شود که باعث ایجاد ضاهای بازتر شده و انعطاف پذیری طراحی را بدون نیاز به ستونهای میانی یا دیواره های تحت بار افزایش می دهد.
- قابلیت بازیافت: تمامی محصولات فولادی قابل بازیافت می باشند.
- اقتصاد: رشد روز افزون قیمت مصالح سنتی و افزایش مستمر دستمزد و عوامل سازنده ساختمانهای سنتی موجب شده ساختمانهای سبک و ارزان قیمت مقاوم جای خود را در همه بخش های ساخت و ساز باز کنند.
- سبکی:وزن پایین ساختمان های ساخته شده با سیستم (LSF) نقش به سزایی د رکاهش هزینه های حمل و نقل دارد.
زبان و اصلاحات قاب فولادی:
صفحه زیرین (Botton Plate) : یک صفحه که انتهای زیرین دیواره ها را پوشش می دهد. صفحه زیرین دارای بال و جان می باشد ولی بدون لبه.
تیرک سقف (Ceiling Joist) : یک عضو قابی سازه ای که با سقف را تحمل می کند .
عضو C شکل (C Section) : که برای اعضای قاب سازه ای مانند نشیمن تیر، تیرچه ، شاه تیر و تیرهای عرضی و خر پا استفاده می شود، اسم آن از شکل سطح مقطع عضو که شبیه حرف C است و شامل قسمت های جان ، بالا و لبه می باشد به وجود آمده است .عمق جان عضو C شکل و اندازه های بال از روی ابعاد خارجی آن خوانده می شوند.
گیره (Clip angle) : یک قطعه فلزی کوتاه L شکل (عموما با زاویه 90 درجه ) که برای اتصالات استفاده می شود.
شکل دهی سرد (Cold Formating) : فرآیندی که اعضای فولادی سبک بدون استفاده از حرارت تولید می شوند .
فلنج (بال) (Flange) : قسمتی از عضو C شکل که عمود بر جان عضو می باشد .
تسمه صاف ( Flat Stap) : فولاد ورقه بریده شده با پهنای خاص بدن هیچ خمشی که عموما برای مهار بندی و دیگر کاربردهای در سطح استفاده می شود .
تیرک کف (Floor Joist) : یک سازه قابی افقی که بارهای کف را تحمل می کند.
فولاد گالوانیزه (Galvanized Steel) : فولادی که دارای حفاظ پوششی زنیک برای مقاومت در مقابل خوردگی می باشد . میزان حفاظ پوششی با وزن پوشش گالوانیزه بر سطح فولادی محاسبه می شود مثل G – 40 یا G.60.
کیج (Guge) : یک واحد اندازه گیری رایج برای توصیف ضخامت اسمی فولاد . کیج کمتر به معنی ضخامت بیشتر است.
(Header) : یک سازه قابی افقی ساخته شده که برای تحمل بار بازشوهای دیواره یا سقف هنگام بازشدن استفاده می شود.
(In – Line – Framing) : سیستم های قابی که تمامی اعضای حامل بارهای افقی و عمودی تراز شده اند.
Jack Stud)) : یک عضو سازه ای عمودی که تمامی ارتفاع دیواره را دربرنمی گیرد و بارهای عمودی و بارهای جانبی افقی را مانند بار هدر تحمل می کند.
ستون اصلی (King Stud) : یک عضو سازه ای عمودی که تمام ارتفاع دیواره را در بر میگیرد و بارهای عمودی و جانبی را تحمل می کند. عموما در دو انتهای هدر مجاور jack Stud به جهت مقاومت در مقابل بارهای جانبی قرار می گیرند.
لبه (Lip) : بخشی از یک عضو C شکل که از انتهای باز بال خم شده است . این لبه خواص مقاومتی عضو را افزایش و به عنوان یک استیفنر برای بال عمل میکند.
دیوارهای تحت بار (Load Bearing Wall) : یک دیوارکه بار عمودی را از بالا و بارهای ناشی از باد را تحمل می کند این بارها ممکن است به طور مجزا یا ترکیبی عمل کنند. هر دو حالت دیوار داخلی و خارجی ممکن است تحت بار باشند.
ضخامت مصالح ( Material Thickness) :ضخامت فلز اصلی بون در نظر گرفتن پوشش حفاظتی . ضخامت ها در واحد میل ارائه می شوند. (به طور رایج در واحد کیج ارائه شده است)
میل (Mil) : یک واحد اندازه گیری که نوعا در اندازه گیری ضخامت عناصر باریک استفاده می شود. Mil1برابر است با lnch001/0 می باشد.
دهانه چند تکه (Multi Ples Pan) : دهنه ای که با یک عضو ممتد ساپرت های میانی ساخته شده باشد.
دیوار بدون بار (Non – Load Bearing Wall) : دیوارهایی که هیچ باری را تحمل نمی کنند.
حفره (Punch – Out) : یک سوراخ در جان عضو قاب فولادی که اجازه عملیات لوله کشی ، اتصالات الکتریکی و برقی و دیگر انواع نصب را می دهد.
تیر عرضی (Rafter) : یک عضو سازه ای قابی که بارهای سقف را تحمل می کند.
دیوار برشی (Shear Wall) : یک دیوار که قادر است د رمقابل نیروهای جانبی به جهت جلوگیری از نیروهای باد و زلزله مقاومت کند و به طور موازی با ضخامت دیواره قرار می گیرد.
تک دهانه (Single Span) : دهانه ای که با یک عضو سازه ای ممتد بدون هیچ گونه ساپرت میانی ساخته شده است.
دهانه(Span) : یک فاصله افقی مشخص بین اعضای حامل بار.
پوشش سازه ای (Structural Sheathing) : یک پوشش که به طور مستقیم ( ورقه فولادی) روی اعضای سازه (ستون ها و تیرکها ) به جهت توزیع بار، تقویت دیوارها و مقاوم سازی مجموعه به کار می رود.
ستون یا Stud عضو سازه ای عمودی یک مجموعه که بارهای عمودی و بارهای جانبی انتقالی را تحمل می کند.
صفحه بالاسری (Top plate) :یک صفحه که به جهت انتقال بار خرپای سقف به ستون ها استفاده می شود به طوری که ستون ها به طور مستقیم زیر نقاط بار خرپا قرار نگرفته اند . صفحه بالا سری دارای جان و بال ولی بدون لبه می باشد.
شیار (Track) : برای کاربردهایی از قبیل صفحات بالاسری و پایینی برای دیوارها و تیرکها سیستم های کف می باشد.شیار دارای جان و بال ولی بدون لبه می باشد. اندازه های عمق جان شیار از داخل بالها به دست می آید.
جان (Web):بخشی از عضو C شکل یا شیار که رو بال را به هم متصل میکند.
تقویت کننده جان (web Stiffener) : عضو اضافی که به جان متصل می شود تا عضو را در مقابل آسیب های وارده به جان تقویت کند.
تنش تسلیم (Yield Strength) : یک خاصیت ذاتی فولاد . بالاترین حد تنش که ماده می تواند قبل از رخ دادن تغییر شکل پلاستیک تحمل کند.
یک خانه با سازه قابی فولادی با طور نرمال روی یک کف با بتن تقویت شده ساخته می شود. سپس دیواره های طبقه همکف روی این کف نگه داشته و بسته می شود. حامل های بار طبقه دوم دیوارهای تحت بار می نشینند . این حامل های بار سپس به تیرکهای طبقه متصل می شود. تیرکهای طبقه ، سطح طبقه و صفحات دیوارهای بالایی را تحمل مکند نقاط بار سقف روی دیوار به جهت حمل بارهاس سقف می نشینند. اندازه ها و فضاهای سازه به بارهای طراحی بستگی دارد. به طور کلی (BHP Steel Lysayht) مواد زیر را جهت طراحی توصیه میکند.
Lysayht C75 & Lysayht C100: می توانند باری ستونهای دیوار استفاده شوند.
تیرکهای طبقه می توانند از بین Lysayht C75 & Lysayht C100: بسته به بارهای طراحی و پیکربندی طبقه انتخاب شوند.
اتصالات قاب فولادی می توانند شامل پیچ های خودکار ، پیچ و مهره و پرچ باشد. به طور کل در بیشتر حالات جوشکاری مورد نیاز نمی باشد و همین بست های مکانیک کافی میباشند.
سیستم دیواره :
دیوارهای تحت بار:
یک دیوار تحت باد دیواری است که بارهای عمودی را از سازه بالاسری یا بارهای جانبی را در نتیجه وزش باد تحمل می کند این بارها ممکن است به طور مجزا یا ترکیبی عمل کنند هر دو نوع دیوارهای داخلی و خارجی می توانند تحت بار باشند.
شرکت Steel Lysayh BHP موارد زیر را برای دیوارهای تحت بار توصیه می کند تمام ستون های تحت بار باید حداقل C75 C550 Lysayh با فرم دهی سرد باشند. صفحه بالایی سازه به جهت حمل بارهای خرپا از سقف به ستون ها استفاده می شود به طوری که ستون ها به طور مستقیم زیر نقاط خرپا قرار ندارند. صفحات بالایی باید Lay G550 با شکل دهی سرد باشند. صفحه بالایی باید به طو اریب در حداکثر 1800 میلیمتر از خرپا یا تیرهای عرضی با براکت های ساپرت دیوار در حالت ایمنی کامل قرار گیرند.
صفحه پایینی باید حداقل G550 با فرم دهی سرد باشد صفحه پایینی باید به طور کامل زیر هرگونه ستون تحت بار قرار گیرد این برای ستونهای در کنار بازشوها و ستون های حامل بارهای اصلی از بام ، سقف یا سازه طبقه بالا بحرانی است . ساپرت باید با یک تیرک طبقه ، قطعه گیردار یا کف بتنی که مستقیما زیر ستون قرار دارد انجام شود. برای بازشوهای بیشتر از 1200 میلیمتر در دیوارهای تحت بار تیر سر درب ضروری می باشد تیرهای سر در زیر سقف های فلزی ورقه ای اساسا برای بارهای به سمت بالا که ناشی از باد روی سازه بام میباشد طراحی شده اند در حالی که سردرهای زیر بام های مشبک برای بارهای به سمت پایین از خرپای بام طراحی شده اند. در دیوارهای تحت بار به جهت ایجاد مقاومت جانبی در ستون های دیوار ممکن است از پنلهایی به شکل شکاف دار استفاده می شود. در دیوارهای معین به جهت مهیا کردن مقاومت در مقابل بارهای ناشی زا باد نیاز به مهار بندی می باشد. این می تواند به شکل تسمه های تقویت کننده یا ورقهای تقویت کننده باشد. ستون ها تیرها و خرپاها به خوبی به جهت انتقال بار به عضو پایینی تنظیم شوند.
دیوارهای بدون بار:
دیوارهای داخلی که بارهای طبقه یا خرپا را تحمل نمی کنند دیوارهای بدون بار در نظر گرفته می شوند.
BHP Steel موارد زیر را برای دیوارهای بدون بار توصیه می کند:
ستون های دیوارهای بدون بار داخلی باید حداقل Lysatht G550 C75 با فرم دهی سرد باشند.
صفحات بالایی باید حداقل G550 فرم دهی سرد بوده و باید در حداکثر 1800 میلیمتر چهارچوب اتاق به جهت مهیا سازی پایداری جانبی دیوار فیکس شوند.
صفحه پایینی باید حداقل G550 با فرم دهی سرد باشد. سردرهای زاویه دار برای بازشوها در دیوارهای بدون بارلازم نیست. پنل های شیار دار عموما برای دیوارهای بدون بار مورد نیاز نمی باشد.
جزئیات دیوار و اتصالات:
قاب های فولادی با صفحات پایینی بعد از اینکه تمامی پنل های به دقت تنظیم شدند به سازه کف بسته شده اند. برای ثابت کردن قاب فلزی روی کف بتنی با مصالح بنایی عموما از پیچ ، پرچ یا مصالح شیمیایی استفاده می شوند. توصیه های درست برای نوع و کمیت مصالح می تواند از طریق تولید کنندگان و کارشناسان تهیه شود. پنل های دیوار عموما با بست های مکانیکی از قبیل پیچ خودکار به یکدیگر متصل می شود.
بازشوهای دیوار:
قاب درها و پنجره های خارجی:
قاب درها و پنجره های مشابه با سازه های چوبی در اینجا نیز مورد استفاده است اگر قاب پنجره آلومینیومی داخل چوب فیت شده باشد می توان آن را با بستن از طریق تیرهای میانی به پشت آن بعد از قرار دادن کامل نصب کرد.اگر امکان نداشته باشد که فریم به طور نا محسوس نصب شود پیچ های خودکار با طول مناسب میتوانند قاب پنجره را به قاب فولادی متصل کنند. پیچ های مشابه ممکن است برای بستن قاب پنجره های آلومینیومی به طور مستقیم به بازشوهای قاب فولادی استفاده شود. قاب های درهای چوبی در دیوارهای داخلی می توانند با میخ یا پیچ به طور نامحسوس به پشت ستون های میانی فیکس شوند. متناوبا قاب می تواند از طریق چهارچوب با پیچ های خودکار به ستون ها متصل گردد.
پوشش دیوارها و پارتیشن ها:
اگر نیاز باشد می توان در دیوارهای خارجی عایق های فویل دار انعکاسی را به بال خارجی ستون های فولادی با پیچ های خودکار و واشرهای تخت 25 میلیمتر متصل کرد .همین طور میتوان از پیچ های سر کنگره ای استفاده شود. اسکپ های سیمی که به سادگی روی ستون های فولادی اتصال داده می شوند به جهت سازه آجرهای نما مورد استفاده قرار میگیرند. برای سازه های تک جداره ورقه های سیمانی پنل شکل می توانند با پیچ خودکار به سازه فولادی متصل شوند تخته های ورود هوای چوی می توانند به ستون های فولادی سازه با پیچ های خودکار تخت دو سر متصل شوند. همچنین پوشش ورقه ای با پیچ های خودکار متصل می شود.
سیستم کف:
سیستم کف می تواند از عضو C شکل به صورت تیرکهای متصل به ستون حامل ساخته شود.تیرک های کف می توانند در رنج سایزهای عضوهای C شکل بسته به پارامترهای بارگذاری طراحی شود. سیستم های کف با تیرهای به صورت مشبک شکل کف مستحکم تری را تشکیل می دهند.این می تواند صداهای نا بهنجار در اثر خوب بسته نشدن کف به تیرها را حذف کند.این همچنین عایق کاری صوتی بهتری بین طبقه همکف و بالایی انجام می دهد ای سیستم کف می تواند روی سازه مسطح یا جایی که کف چند تکه می باشد انجام شود.
سیستم بام:
سازه بام مجموعا یک سیستم خرپای فولادی است که می تواندبا ورقه های فلزی یا پنل ها طراحی شود این یک سیستم خرپای بام است که شامل C100 و C75 به عنوان عضو های مور و اعضای خرپا استفاد شود. سیستم بام فولادی می تواند تمامی انواع Hip – Gable – Dutchadable و ورق های بام فولادی را انجام دهد و میتواند به طور مستقیم به قاب دیواره متصل شود در هنگام استفاده از تایل خرپای بام چوبی استفاده می شود با عبور دادن Purlins از روی تایل ها فیت کردن آنها انجام می شود.
سرویس M & E :
سوراخ های از پیش پانچ شد هدر جان قاب فولادی اجاره کار تاسیسات برقی گاز و لوله کشی سرویس ها را در سیستم قاب دیوارها می دهد.حلقه های لاستیکی و عایق های سیلیکونی به جهت محافظت سیم ها و لوله هل در مقابل خوردگی و آسیب در اثر ارتعاشات استفاده می شود.
منبع : civil4persian
سوپرفریم R.C فناوری نوین برای مقابله با زلزله
دکتر علی کمک پناه
عضو هیأت علمی دانشگاه تربیت مدرس
ساختمان مسکونی از نظر اسکلت باید نه تنها مقاوم در برابر نیروهای زلزله ساخته شود، بلکه باید دارای دوام لازم در مدت زمان پیشبینی شده برای بهرهبرداری از آن نیز باشد. اگرچه از نظر کارکرد اقتصادی میتوان بخشهایی از ساختمان را از مصالح سبک بنا نمود، اما اسکلتی که بتواند کارکرد 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 تکانهای ناشی از نیروی زلزله، در طبقات فوقانی شدید میشود (شتاب و تغییر مکانهای بیشتر از حد مجاز). برای اجتناب از این مسائل، روشی تحت عنوان سوپرفریم R.C برای اسکلت ساختمان، در کشور ژاپن، ابداع شده و به عنوان جدیدترین فناوری به مورد اجرا گذاشته شده است. با توجه به امکان انطباق و اجرای این روش با پتانسیلهای موجود در داخل کشور، روش سوپرفریم به عنوان یک روش اقتصادی و فنی جهت اجرای ساختمان برج مسکونی پردیسان تبریز انتخاب شده است.
- پیشگفتار
با توجه به قرار گرفتن کشور ما بر روی کمربند زلزلة آلپ – هیمالیا، سالانه تعداد قابل ملاحظهای زلزله در آن رخ میدهد. براساس آمار موجود، تقریباً همه ساله، یک زلزله با بزرگی بیش از ۶ ریشتر و، در هر چند سال، یک زلزله مخرب بزرگتر از ۷ ریشتر، در کشور، رخ میدهد. این مسأله نشان میدهد که توجه کردن به پایداری ساختمان، در برابر زلزله، یک ضرورت اصلی است. اگرچه در سالهای اخیر بلند مرتبهسازی در کشور رونق فراوانی یافته است، اما اغلب، روش ساخت به صورت سنتی انجام پذیرفته و تنها با بزرگ کردن ابعاد یک ساختمان سنتی دو یا سه طبقه اقدام به ساخت بناهای بیست طبقه و یا بلندتر شده است. واضح است که، با تکیه بر روشهای سنتی، نمیتوان ساختمان بلندی که در برابر زلزلههای مخرب مقاوم باشد، ساخت.
حتی اگر کلیه ضوابط آییننامه زلزله از نظر طراحی و محاسبات رعایت شده باشد، با اجرای سنتی و دخالت انسان در اجزای مقاوم کننده ساختمان همانند بتنریزیها و جوشکاریها هرگز نمیتوان به یک سازه مناسب دست پیدا کرد.
ساختمان حتی اگر در محدوده کوچکی اشکال اجرایی داشته باشد، در زمان وقوع زلزله از آن ناحیه، آسیبدیده و خرابی به سایر نقاط سرایت خواهد نمود. فناوریهای نو تلاش میکنند تا دخالت انسان را در حین ساختن به حداقل رسانده و با صنعتی کردن اجرا، یک ساختمان همگن و مطمئن بنا نمایند.
یکی از روشهای مدرن و مناسب برای کشور ما روش سوپرفریم R.C است که در سالهای اخیر، به خصوص پس از وقوع زلزله مخرب کوبه در کشور ژاپن، ابداع شده و هم اکنون ساختمانهای بلند مسکونی زیادی را با آن روش به مورد اجرا میگذارند. در این روش ضمن کاهش مقاطع باربر، با پیشساخته نمودن ستونها و همچنین کنترل حرکات ساختمان در حین زلزله و جذب انرژی به وسیله میراگرهای هیدرومکانیکی، یک ساختمان مطمئن از نظر رفتار در برابر نیروها و بسیار مناسب برای سکونت ساخته میشود.
- ساختمان فلزی یا بتن آرمه
در کشور ژاپن ترجیح میدهند که ساختمانهای مسکونی را با اسکلت بتن آرمه بنا کنند. اسکلت فلزی بیشتر برای اجرای ساختمانهای اداری و تجاری، ایستگاهها و غیره مورد استفاده قرار میگیرد. دلیل انتخاب اسکلت بتن آرمه، را برای ساختمانهای مسکونی، میتوان به شرح زیر بیان نمود:
ساختمانهای بتن آرمه اغلب ارزانتر از ساختمانهای فلزی ساخته میشوند.
ساختمانهای بتن آرمه در مقابل سوانح آتشسوزی و انفجار دوام بیشتری دارند.
در ساختمانهای بتن آرمه، انتقال صوت بین طبقات (با توجه به اهمیت آن به خصوص در کاشانههای مسکونی) کمتر است.
با توجه به هماهنگی مناسب بین اجزای جذب کننده نیروهای زلزله و اسکلت (با قراردادن دیوار برشی) رفتار ساختمان مناسبتر خواهد بود.
توصیههای طراحی و ساخت
- اغلب آییننامههای زلزله برای ساختن بناهای مقاوم در برابر زلزله توصیههایی را ارائه مینمایند. ابداع هرنوع فناوری باید این توصیهها را در برگیرد :
- پلان ساختمان به شکل ساده و متقارن در دو امتداد عمود بر هم و بدون پیشآمدگی و پسرفتگی زیاد باشد و از ایجاد تغییرات نامتقارن پلان در ارتفاع ساختمان نیز احتراز شود.
- عناصری که بارهای قائم را تحمل مینمایند در طبقات مختلف بر روی هم قرار داده شوند تا انتقال بار این عناصر به یکدیگر با واسطه عناصر افقی صورت نگیرد.
- عناصری که نیروهای افقی ناشی از زلزله را تحمل میکنند موکداً طوری طراحی شوند که انتقال نیروها به سمت شالوده به طور مستقیم انجام شود و عناصری که با هم کار میکنند در یک صفحه قائم قرار داشته باشند.
- برای کاهش نیروهای پیچشی ناشی از زلزله، مرکز جرم هر طبقه بر مرکز سختی آن طبقه منطبق و یا فاصله آنها در هریک از امتدادهای ساختماناز ۵ درصد بعد ساختمان در آن امتداد کمتر باشد.
- از احداث طرههای بزرگتر از ۵/۱ متر حتیالمقدور احتراز شود.
- از ایجاد سوراخهای بزرگ و مجاور یکدیگر در دیافراگمهای کفها خودداری شود.
- با به کار بردن مصالح سازهای با مقاومت زیاد و مصالح غیرسازهای سبک، وزن ساختمان به حداقل رسانده شود.
- ساختمان و اجزای آن به نحوی طراحی گردد که دارای شکلپذیری مناسب باشند.
- ساختمان به نحوی طراحی گردد که عناصر قائم (ستونها) دیرتر از عناصر افقی (تیرها) دچار خرابی شوند.
- اعضای غیرسازهای، به خصوص دیوارهای داخلی و نماها، طوری اجرا شوند که حتیالامکان مزاحمتی برای حرکت اعضاء سازهای در جریان زلزله ایجاد نکنند. در غیر اینصورت اثر اندرکنش این اعضا با سیستم سازهای باید در تحلیل سازه در نظر گرفته شود.
- اعضاء و قطعات غیرسازهای، به خصوص قطعات نما و شیشهها، آنچنان طراحی و اجرا شوند که در هنگام وقوع زلزله از سازه جدا نشده و با فرو ریختن خود ایجاد خسارات احتمالی جانی و مالی نمایند.
- روش ابداعی سوپرفریم نه تنها توصیههای مذکور را در نظر میگیرد بلکه با ملحوظ نمودن انواع توصیههای ایمنی دیگر مانند آتشسوزی و انفجار و … مسائل جدیدی را از دید اجرای بخشهای تأسیساتی در نظر گرفته دارد تا علاوه بر دسترسی آسان به کلیه بخشهای تأسیساتی، هرگونه تعمیر و تعویض در آنها بدون ایجاد مزاحمت، برای سایر همسایهها، عملی شده و همه دسترسیها از داخل خود واحدها صورت گیرد.
اجزای اصلی سازه سوپرفریم R.C
- با تشریح اسکلت یک ساختمان اجرا شده، به روش سوپرفریم، میتوان به نحوه کارکرد آن پی برد. شکل (۱) به طور شماتیک اسکلت و شکل (۲) نمای چنین ساختمانی را نشان میدهد. همانطور که ملاحظه میشود، بخشهای باربر ساختمان ازشش جزء تشکیل شده است. این اجزای را میتوان به صورت زیر تشریح نمود:
- ۱- سوپروال
سوپروال یا دیوار برشی مرکزی هسته اصلی باربر نیروهای قائم و به خصوص نیروهای زلزله میباشد که با مقطع I شکل اجرا میشود. این دیوار برشی، که در هسته ساختمان قرار میگیرد، از بخش پایین بر روی فونداسیون قرار گرفته و در بخش بالای خود به سوپربیم منتهی میشود. دیوار برشی به صورت بتن در جا، اجرا میگردد که بتن آن در بخشهای پایین بتن با مقاومت بالاست. با در نظر گرفتن شکلپذیری ساختمان، مقاومت بتن سوپروال از ۶۰ نیوتن بر میلیمترمربع در بالای فونداسیون به مرور به مقدار ۳۶ نیوتن بر میلیمترمربع در بخش بالایی آن کاهش مییابد. آرایش میلگرد آن براساس انجام آزمایشهایی، بر روی قطعات مدل، طراحی شده است. از نظر اجرایی، سوپروال همیشه دو طبقه جلوتر از اجرای کفها پیش میرود تا وقفهای در کار ایجاد نشود. شبکة میلگردهای این بخش، به دلیل سنگینی زیاد در سطح زمین ساخته شده و به وسیله جرثقیل برجی در محل خود نصب میشود. جرثقیل برجی باید حداقل قادر به جابجایی ۱۰ تن بار باشد. شکل (۳) مراحل اجرای دیوار برشی را نشان میدهد. - ۲- ستونهای اتصالی
در طرح سوپرفریم، در هریک از نماهای ساختمان دو ستون اتصالی و جمعاً به تعداد هشت عدد، اجرا میگردد. این ستونها که بزرگترین مقطع (ستون) را در ساختمان دارند (مقطع ۱/۱ * ۱/۱ متر) به دلیل قرار گرفتن در نمای ساختمان، فضای داخلی را اشغال نمیکنند. وظیفه اصلی این ستونها، انتقال نیروی زلزله از بالای ساختمان بر روی پی میباشد. این ستونها به صورت پیشساخته در سطح کارگاه ساخته میشوند. با توجه به اهمیت آنها در محافظت ساختمان از تصادم اشیای خارجی در حین بهرهبرداری و با عنایت به کارکرد آنها، کنترل کاملاً دقیقی بر روی قطعات پیشساخته انجام میشود و اگر بتن ستونی مناسب نبوده باشد آن ستون از رده خارج میشود. مقاومت بتن در این ستونها نیز به صورت هماهنگ با سوپروال از ۶۰ تا ۳۶ نیوتن بر میلیمترمربع متغیر است. در شکل (۴) ستونهای پیشساخته دپو شده در محل کارگاه نشان داده شده است. - ۳- لوازم جذب انرژی (میراگرها)
یک ساختمان بلند باید در مقابل تکانهای شدید ناشی از زمینلرزه رفتار کاملاً پیشبینی شدهای را داشته باشد. قراردادن لوازم جذب انرژی اگرچه از حدود ۳۰ سال پیش در دنیا رواج پیدا کرده است، اما گذاشتن نوع خاصی از آنها در بالای ساختمان، تنها در تکنیک سوپرفریم استفاده میشود. لوازم جذب انرژی که همانند یک کمک فنر بسیار بزرگ عمل میکنند رفتار ساختمان را کنترل کرده و سطح تنشها را به میزان قابل ملاحظهای کاهش میدهند. در ساختمان سوپرفریم با ارتفاع ۳۳ طبقه تعداد ۳۲ عدد از آنها که چهار عدد بر روی هر ستون اتصالی قرار میگیرد نصب خواهد شد. بنابراین در هنگام وقوع زلزله، نیروهای حاصل از زلزله بر دیافراگمهای هر طبقه اثر کرده و نیروها به سوپروال منتقل میشود. سوپروال با جذب نیروها تغییر مکانها را به بالاترین نقطه ساختمان منتقل میکند. تغییر مکانها به چهار عدد سوپربیم که در بالای سوپروال قرار میگیرند منتقل شده و از طریق آنها به لوازم جذب انرژی انتقال مییابند. این لوازم هم به صورت فشاری و هم کششی عمل کرده و نیروهای زلزله را پس از کاهش دادن بر روی ستونهای اتصالی منتقل میکنند و همانطور که ذکر شد، نیروها سپس از طریق ستونهای اتصالی به صورت قائم بر روی پی منتقل میشوند. در شکل (۵) تصویر میراگرهای نصب شده برروی ساختمان مشاهده میگردد. - ۴- سوپربیم
در بالاترین بخش اسکلت ساختمان چهار عدد تیر با مقطع بزرگ (۰۰/۱ * ۰۰/۴ متر) بر بالای سوپروال قرار میگیرند که تغییر مکانهای آنرا به لوازم جذب انرژی منتقل مینمایند. این تیرها کارکرد بسیار حساسی را در هنگام وقوع زلزله و یا برخورد یک شیء خارجی به ساختمان از خود نشان میدهند. تصویر سوپربیم از منظره پایین آن در شکل (۶) ارائه شده است. - ۵- ستونهای ساده
ساختمان با سوپرفریم، فری پلان (Free Plan) نیز نامیده میشود واین بدان معنا است که به دلیل مسطح بودن کفها و عدم وجود ستونهای میانی زیاد (تنها یک ستون میانی در یک کاشانه ۲۳۵ مترمربع وجود دارد) میتوان هر نوع پلان دلخواه را در هر طبقه پیاده نمود. درحقیقت نه تنها تکنیک سوپرفریم، از منظر سازهای، آخرین دستاورد به شمار میرود بلکه این تکنیک، از نظر معماری، نیز به آخرین دستاوردها متکی است یعنی ” ما باید خودمان را با سلیقه استفادهکنندگان تطبیق دهیم “. - ۶- دیافراگمها
کلیه کفسازیها به صورت دال دیافراگمی اجرا شده و تنها یک تیر میانی از تقاطع دالها در دو تراز مختلف و با اختلاف ۳۰ سانتیمتر شکل میگیرد. این کفها به صورت کاملا مشخص نیروهای زلزلة طبقات را به هسته مرکزی (سوپروال) منتقل مینمایند.این نوع کفها ارجحیت زیادی دارد، به طوریکه عدم وجود تیرهای با ارتفاع زیاد انعطاف در پلان را زیاد میکند و در نتیجه سقفها مزاحمتی برای اجرای تأسیسات ایجاد نکرده و ساختمان را برای شرایط (Free Plan)مهیا میسازد. در طراحی سقفها که به صورت دال اجرا میشوند دو سطح با اختلاف ۳۰ سانتیمتر در نظر گرفته شده است. بخشهای داخلی که سرویسها و آشپزخانه و غیره بر روی آن قرار میگیرند ۳۰ سانتیمتر پایینتر از کف اتاقها و سایر قسمتها اجرا میگردند. از این بخش کلیه خطوط لوله آب و فاضلاب و گاز واحدها عبور داده میشود که با اجرای کف کاذب در مواقع اضطراری میتوان از داخل هر واحد به لولهها دسترسی پیدا کرد.
کلیه خطوط برق، تلفن و تهویه مطبوع در زیر سقفها به آن متصل میشوند و یک سقف کاذب کم وزن روی آنها را میپوشاند. در شکل (۷) مراحل بتنریزی دیافراگمها قابل مشاهده است. - سایر موارد فنی
موارد فنی متعددی در ساختمان شده است. به طورکلی نه تنها ستونها بلکه دیوارهای نما به همراه اجزای نماسازی آنها به صورت پیشساخته اجرا میشوند. ستونها که به طور عمده برای حمل نیروهای قائم عمل میکنند در کنار کارگاه به صورت خوابیده اجرا میشوند تا در زمان مقرر به وسیله جرثقیل در جای خود نصب گردند. دیوار برشی با استفاده از قالب لغزنده اجرا میشود. معمولاً با تعبیه مناسب به صورت قائم و با قرار دادن یک آسانسور ساده میتوان در کنار کارگاه میلگردها را با ارتفاع ۱۲ متر آماده نموده و سپس به وسیله جرثقیل برجی آنرا به بخشهای لازم منتقل نمود. - کلیه ارتباطات قائم ساختمان از نظر مسیر خطوط اصلی، راه پلهها و آسانسورها در جوار دیوار برشی ساخته میشوند.
- معمولاً میتوان در زمان اجرای طبقه هشتم، طبقه همکف را از نظر تأسیسات و نازک کاری به اتمام رساند. اجزای جدا کننده به صورت دیوارهای گچی پوستهای پیشساخته (درای وال) نصب میشوند. بر روی کفها یک لایة سهلایی به ضخامت حدود ۲۰ میلیمتر نصب شده و کفپوشها بر روی آن اجرا میگردند.
- قالببندی سقفها به دلیل یکنواخت بودن آنها به صورت قالبهای سبک فلزی بوده که سریعاً قابل باز و بسته کردن هستند
+ نوشته شده در ساعت توسط مقالات مهندسی عمران و معماری
|
