سازه های بتنی

سازه های بتنی

مزایای سازه‌های بتنی[ویرایش]

۱- ماده اصلی بتن که شن و ماسه می‌باشد ارزان و قابل دسترسی است.

۲- سازه‌های بتنی که مطابق با اصول آیین‌نامه‌ای طراحی و اجرا شده اند، در مقابل شرایط محیطی سخت، مقاومتر از سازه‌های ساخته شده با مصالح دیگر هستند.

۳- به علت قابلیت شکل پذیری بالای بتن، امکان ساخت انواع سازه‌های بتنی نظیر پل، ستون و … به اشکال مختلف میسر است.^[۱]

۴- سازه‌های بتنی در مقابل حرارت زیاد ناشی از آتش سوزی بسیار مقاوم‌اند. آزمایش‌ها نشان داده اند که در صورت ایجاد حرارتی معادل ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد برای یک نمونه بتن آرمه، حداقل یک ساعت طول می‌کشد تا دمای فولاد داخل بتن، که با یک لایه بتنی با ضخامت ۲٫۵ سانتی متر پوشیده شده است، به ۵۰۰ درجه سانتی گراد برسد.

فواید سازه‌های اسکلت بتنی

 

• می‌تواند درجه حرارت بسیار بالایی (آتش سوزی) را برای مدت طولانی بدون از بین رفتن تمامیت ساختار تحمل کند.
• بتن برای برطرف کردن مقابله با آتش نیازی به عایق کاری اضافی ندارد و در هنگام بروز بلایای طبیعی و دست ساز نیز به خوبی عملکرد خوب خود را حفظ می‌کند.
• نحوه اجرا و پیاده سازی ساختمان بتنی بسیار سریع‌تر از سازه فولادی است.
• ساختمان‌های ساخته شده با بتن مسلح می‌توانند در برابر بادهایی با سرعت بیش از 200 مایل در ساعت مقاومت کنند و عملکرد خوب خود را حفظ کنند.
• بتن ماده‌ای است که اغلب به صورت محلی تهیه می‌شود، بنابراین به طور معمول نیاز به صرف انرژی کمتر برای انتقال به کارگاه‌های ساختمانی دارد.
• قیمت تمام شده سازه بتنی کمتر از ساختمان فلزی است.
• در مقایسه با سازه‌های فلزی هیچ‌گونه تعمیر و نگهداری بیش از حد مورد نیاز نیست.
• دوام و طول عمر بتن بسیار بالا است و حتی با گذشت زمان و افزایش گیرش سیمان، می‌تواند انتطار مقاومت بیشتر در آینده را داشت.
• ساختمان‌های بتنی قابل شکل‌پذیری در اشکال و مدل‌های خاص است، می‌توان ستون را دایر‌ه‌ای و حتی چند ضلعی نیز طراحی کرد.
• اگر طرح لرزه‌ای لحاظ شود و ساختمان به خوبی و با دقت طراحی شود، سازه بتنی می‌تواند در برابر سنگین‌ترین نیروهای جانبی (زلزله و باد) مقاومت کند.
• سازه بتنی در شرایط محیطی سخت (رطوبت) از مقاومت بیشتری نسبت به سازه فلزی برخوردار است.
• هزینه تعمیر و نگهداری سازه بتنی کمتر از ساختمان فلزی است.اسکلت بتنی دارای مزایا و معایبی است که انتخاب آن باید با توجه به نوع ساختمان، محل احداث، دسترسی به مصالح ساخت و قیمت آن‌ها، کاربری ساختمان و خصوصیات جوی و زمین‌شناسی منطقه صورت بگیرد

معایب سازه‌های بتنی

• با توجه به وزن مرده زیاد بتن مسلح، در ساختمان‌ها با ارتفاع زیاد ممکن است وزن سازه افزایش یابد که برای زلزله خطرناک است.
• در پایان عمر، بتن خُرد شده و بازیافت می‌شود اما مواد بازیافت شده برای بتن جدید قابل استفاده نیستند.
• بتن سیمانی می‌تواند مقدار مناسبی از نیروهای فشاری را جذب کند، اما برای کشش به اندازه کافی مناسب نیست، در حالی که فولاد می‌تواند فشار و کشش را توأمان جذب کند.
• در مناطق لرزه‌ای، به دلیل شکنندگی بتن سیمانی و انعطاف‌پذیری کم و همچینن عدم دقت در طراحی سازه، امکان ریزش مستقیم ساختمان تحت بار جانبی بزرگ وجود دارد.
• سیمانی که در بتن استفاده می‌شود، تولید‌کننده اصلی دی اکسید کربن برای گازهای گلخانه است.

• اجرای اسکلت بتنی

  اجزاء تشکیل دهنده یک ساختمان بتنی به شرح زیر می باشد :

  ۱-پی

  ۲-ستون

  ۳-تیرهای اصلی

  ۴-سقف

  ۵-دیوار

  مراحل اجرا

• پی و اجرای آن :

  شرایط پی کنی و پی ریزی و نوع فنداسیون ساختمان بتنی هیچ فرقی با ساختمانهای دیگر ندارد و از همان انواع فنداسیون در اینجا استفاده شود ولی در اینجا دیگر فنداسیون منفرد نداریم و عرض ارتفاع پی نواری برای ساختمان بتنی با فلزی به علت وزن زیاد ساختمان بتنی متفاوت است .

• در اینجا هم عرض و ارتفاع مفطع پی با توجه این مکانیک خاک و بارهای وارده و موقعیت منطقه از لحاظ زلزله تعیین می شوند تفاوت عمده فنداسیون ساختمان بتنی با ساختمان فلزی در اتصال ستون به فنداسیون است که در ساختمان بتنی بجای اتصال تیر فلزی به بیس پلیت از میل گردهای انتظار برای اتصال میل گردهای ستون و فنداسیون استفاده می شود که طول آرماتورهای انتظار یک ششم طول ستون است .
  

  اجرای ستونهای بتنی

  ستونها اعضای فشاری هستند که جهت انتقال بار ساختمان به زمین مورد استفاده قرار می گیرند و ستونهای بتنی که در محل اجرا می شوند شکلهای مختلفی می توانند داشته باشند
  ۱-مربعی شکل
  ۲-مستطیلی شکل

• حداقل میلگرد ها برای یک چند گوشه یک میلگرد به ازای هر گوشه می باشد و برای مقطع دایره ای شکل حداقل میلگرد ها ۶ عدد می باشد فاصله میلگرد ها در ستونها از هم حداقل ۵ سانتی متر و حداکثر ۲۵ سانتی متر است نسبت سطح مقطع میلگرد ها به سطح مقطع ستون حداقل ۰٫۸% و حداکثر ۴% و ۶% در شرایط خاص می باشد و حداقل سایز میلگرد ۱۴ می باشد پوشش بتن برای عناصر فولادی حدود ۵-۲٫۵سانتی متر است .

  در یک ستون به ازای هر متر ۴ عدد خاموت بسته می شود ، معمولا به ازای هر ۲۵ سانتی متر یک خاموت بطور استاندارد است ، در ۱/۶طول ستون از پائین و بالا فشرده می شود و می تواند ۱۵ سانتی متر کمتر شود و به ازای هر ۱۵ سانتی متر جهت تقویت در مقابل کمانش بسته شوند بطور مثال اگر طول ستون ۳ متر باشد در نیم متر از پائین و بالای ستون خاموتها باید فشرده شوند .

  برای اینکه محور میلگردها ی ستون ثابت بماند و بعد ستون کوچک نشود میلگردها را خم می کنند و خم آنها به اندازه ۴۰ برابر قطر میلگرد است .
  البته شماره و طول میلگردهای ستون و اینکه میلگردها چقدر باید از سقف بالا تر باشند تا میلگرد انتظار برای ستون طبقه بعد باشند در نقشه مربوط به ستون بتنی داده شده است .

  پس میلگردها را به طولهای مشخص بریده و به میلگردهای انتظار بسته ودر فواصل مشخص در نقشه خاموتها را می بندند و سپس تا تراز سقف قالب بندی را انجام می دهند و همانطوریکه قبلا هم در مورد قالب بندی بحث شد از انواع قالب با توجه به شکل ستون می توان برای قالب بندی استفاده کرد که بیشتر از قالب چوبی استفاده می کنند و سپس عملیات بتن ریزی را انجام می دهند و با ضربه زدن به قالب در حین بتن ریزی کار ویبراتور را نیز انجام می دهند .

  بعد از اینکه اجرای ستونها پایان یافت نوبت به اجرای تیرهای اصلی اتصال است که ستونها را به هم وصل کنند که تیرهای اصلی هم همزمان با سقف قالبندی می شوند و بطور همذمان اجرا می گردنند.

  اجرای تیر و سقف ساختمان بتنی

  ابعاد مربوط به مقطع تیر وتعداد میلگردها و میلگردهای تقویتی در تیر در نقشه داده شده است و در تیرها خاموتها کار مقابله با نیروهای برشی دارند که مثل ستون در ابتدا و انتها تیر فشرده می شوند .

  میلگردهای تقویتی در ابتدا و انتها تیر در بالای تیر و برای مقابله با نیروهای فشاری در نظر گرفته می شوند و در وسط تیر در پائین تیر و برای تحمل نیروهای کششی لحاظ می شوند و چون برش تحت زاویه ۴۵ درجه ماکزیمم است زیرا با توجه به دایره موهر تنشها ، تنش برشی که برابربا تحت زاویه ۴۵ درجه ماکزیمم است . به همین خلطر آرماتورهای تقویتی را تحت زاویه ۴۵ درجه بهم وصل می کنند .

  اجرای سقف تیرچه بلوک

  سقف تیرچه بلوک شامل تیرچه و بلوک است که تیرچه کار تیر فرعی و بلوک بعنوان قالب برای بتن ریزی و عایق صوتی عمل می کند و به دلیل فضاهای خالی داخل آن موجب سبک شدن سقف می گردد . بطوری که در عمل به سقف تیرچه بلوک سقف سبک هم می گویند

  برای اجرای این پروژه و بطور کل ساختمان های بتنی به کارگاه های زیر نیاز داریم :

  ۱-قالب بندی یا کارگاه نجاری

  ۲-آرماتوربندی

  ۳-تهیه بتن

• ۴-تهیه شن و ماسه

اجرای اسکلت بتنی، از جمله بزرگترین نقاط ضعف در صنعت ساختمان سازی ایران می باشد.

• متاسفانه در شرایط حاضر، برای مهندسین ناظر امکانی برای تغییر روش های اجرای اسکلت بتنی، وجود نداشته و این امر، تنها با اتخاذ تدابیری گسترده، توسط نهادهای رسمی متولی ساختمان سازی در ایران محقق خواهد شد. در این نوشتار تلاش خواهد شد تا با ارائه روش هایی ساده و قابل اجرا، در شرایط موجود بتوان سازه های بتنی را در حد قابل قبولی کنترل نمود.

  ستون ها مهم ترین عضو سازه های ساختمانی هستند که در سازه های بتنی، بتن آن ها با روش های دستی ساخته شده و از ارتفاع، با غیر اصولی ترین روش ها، به درون قالب ستون ریخته می شوند.

  برای کنترل کیفیت بتن در اسکلت بتنی می توان انجام آزمایش تعیین مقاومت بتن را برای سازنده بنا، اجباری نمود ولی متاسفانه مالکین به خاطر هزینه های آزمایش، از انجام آن طفره رفته و شهرداری ها نیز حمایت لازم را از مهندسین ناظر برای انجام آزمایش به عمل نمی آورند. به جرات می توان گفت که بیش از ۹۰ درصد سازه های بتنی شخصی ساز در ایران، محروم از آزمایش های مرسوم تعیین مقاومت بتن می باشد.

  در سقف ها، به دلیل حجم بیشترشان، برای مالکین مقرون به صرفه است که بتن را از کارخانه های تولید بتن، با کیفیت مناسب تری تهیه کنند و لازم به توضیح است که کارخانه های تولید بتن از بتن خود نمونه گیری می کنند ولی به طور کلی صحت نتایجشان مورد تردید می باشد

• چرا که نمونه های برداشت شده در شرایطی مناسب تر از کارگاه ساختمانی عمل آوری می شوند. بتن ستون ها با روش های دستی ریخته می شود که امکان نمونه برداری صحیح وجود نداشته و تنها راه کنترل کیفی بتن، کرگیری از آن بوده که مستلزم هزینه زیاد و تخریب قسمتی از ستون می باشد که در شرایط موجود، ممکن به نظر نمی رسد.

  به عقیده نگارنده، در صورتی که مالک از انجام آزمایشات مرسوم طفره رود، برای اطمینان نسبی از کیفیت بتن، می توان از حربه ضربه زدن با پتک به ستون یا تیرها استفاده نمود. روش کار به این صورت است که یکی از کارگران به وسیله پتک یا وسیله مشابه دیگر به گوشه ستون، دو یا سه ضربه بزند و مهندس ناظر حد فاصله ۵ تا ۱۰ متر از محل ضربه بایستد. چنانچه بتن مناسب باشد، در صورت تخریب، تکه تکه (کلوخه ای) کنده می شود ولی اگر به صورت پودری شکست، کیفیت بتن نامناسب ارزیابی می شود.

  همچنین ضربه که به ستون اصابت کند، مهندس ناظر می تواند زنگ صدای ضربه را در همه قسمت های سازه بتنی بشنود و حس کند، که به تجربه، مهندسین ناظر این صدا را شناخته اند. می توان این آزمایش را با تیرها نیز انجام داد. لازم به تذکر می باشد که این آزمایش در کل برای بتن مضر است چرا که ضربه ای به بتن زده خواهد شد ولی در شرایط موجود (عدم همکاری مالک، پیمانکار و عدم حمایت شهرداری) راه مناسب تری وجود ندارد لذا بهتر است در انجام آن، جز در موارد لازم اجتناب نمود.