X
تبلیغات
راه وساختمان

راه وساختمان

راه ساختمان

بتن سبک

همانطور كه مي‌دانيم امروزه صنعت بتن نقش بسيار مهمي در ساخت و سازهاي جوامع بشري ايفا مي‌كند و يكي از عوامل بسيار مؤثر در سازه‌هاي بتني در جهان است. در اين راستا انجمن سيمان پرتلند (PCA)تحقيقاتي را به منظور استفاده از بتن در ديگر پروژه‌ها آغاز نموده؛ پس از آزمايشات و تحقيقات فراوان موفق شد به راه حل بسيار خوبي به نام بتن اسفنجي (بتن تراوا ) دست يابد. بتن اسفنجي كه حاصل اين دست رنج بود، توانست تحولات زيادي را در محوطه سازي‌هاي شهر‌هاي اروپا و آمريكا ايجاد كند. البته اين نوع بتن هنوز در ايران جا نيفتاده، ولي اميد است با تلاش مسئولين ادارات، مهندسين و متخصصين فن اين بتن به منظور حفظ بيشتر محيط زيست و مقرون به صرفه بودن مورد استفاده در پروژه‌هاي كشورمان نيز قرار بگيرد.

بتن اسفنجي چيست؟

بتن اسفنجي يك مخلوط سنگدانه درشت(شن)،سيمان، آب و ماسه به ميزان اندك(وگاهي اوقات بدون ماسه) است. در ساختار اين بتن %25-15 (از لحاظ حجم) فضاي خالي وجود دارد و اين امر‌ موجب عبور آب از داخل اين بتن مي‌شود.

در بتن اسفنجي از آب نسبت به ديگر انواع بتن كمتر استفاده مي‌شود و اين مسأله باعث شده تا پس از ساختن مخلوط بتن آب آن به سرعت تبخير شده و مخلوط در مدت يك ساعت كاملا" از آب تخليه خواهد شد.

نسبت مواد مختلف در بتن اسفنجي

براي آشنايي بيشتر با اين بتن، در جدول، زير ميزان مواد مختلف به كار رفته شده از آن ذكر شده است:

نسبت مواد

مقدار مواد

1-مواد داراي خواص بتن (البته در مورد مواد داراي خواص سيماي يا همان افزوني‌هاي بتن بعدا" بيشتر توضيح داده مي‌شود.)

270 to 415 kg/m^3 (450to 700 1b/y^3)

2-سنگدانه

1190 to 1480 kg/ m^3 (2000 to 2500 1b/y^3)

3-نسبت آب به سيمان (از لحاظ جرم)

0.27 to 0.30

4-نسبت ‌سنگدانه ‌به ‌سيمان (ازلحاظ جرم)

4 to 4.5:1

5- نسبت ‌سنگدانه ريز (ماسه) به سنگدانه درشت (شن)

0 to 1:1

رفتار بتن سنجي

همچنين به منظور آشنايي بيشتر با رفتار اين بتن، ويژگي‌هاي آن در زير بيان شده است:

مشخصات

مقدار

اسلامپ يا نشست (stump)

20 mm (3/4 in)

چگالي (وزن مخصوص)

1600 to 2000 kg/m^3 (100 to 125 1b/ft^3)

زمان گيرش (setting time)

1 ساعت

تخلخل (از لحاظ حجم)

15% to 25%

ميزان نفوذ پذيري (از لحاظ ميزان سرعت)

120 L/min to 320 L/m^2/min (3ga1/ft^2/ min to 8 gal /ft^2/min)

مقاومت فشاري

3.5 Mpa TO 28 Mpa (500psi to4000 psi)

مقاومت خمشي

1 Mpa to 3.8 Mpa (150 psi to 550 psi)

افت بتن

200x10^-6

نصب بتن اسفنجي

نصب بتن اسفنجي شامل 4 مرحله اساسي است:

< !--[if !supportLists]-->1- مخلوط كردن

< !--[if !supportLists]-->2- جاگذاري كردن (گماردن، قراردادن)

< !--[if !supportLists]-->3- تراكم و فشرده سازي (كوبيدن )

< !--[if !supportLists]-->4- عمل آوردن بتن

بوجود آوردن، قرار دادن و عمل آوردن بتن اسفنجي همه به جاي اينكه در يك كارخانه زير شرايط يكسان انجام شوند، در محل كار (پاي كار) انجام مي‌شوند.

اگر چه بتن اسفنجي مي‌تواند توسط همان تهيه كننده‌هاي بتن توپر تهيه شده و توسط همان كاميون‌هاي بتن توپر تحويل داده شود، اما اين ويژگي‌هاي فيزيكي منحصر به فردش است كه نياز به يك پيمانكار با تجربه تخصصي دارد. همچنين تفاوت‌هاي ساختاري ما بين بتن اسفنجي و بتن غير قابل نفوذ نصب متفاوت آن را نيازمند است.

به هر حال، كيفيت و عملكرد بتن اسفنجي بستگي به ميزان آشنايي و عملكرد نصب كننده و خاصيت ضربه‌هاي ساختاري (كمپكت) دارد.

اين نوع بتن به دليل مقاومت نسبتاً پايين آن psi400 الي psi 4000 اساس مشخص شده و پذيرفته شده‌اي براي مقاومت بالا نيست. و مساله مهم تر در موفقيت يك روسازي بتن اسفنجي مقدار پوكي (فضاي خالي) آن است.

البته بايد بدانيم كه زير سازي اين بتن و زمين زيرينش نبايد كاملاً غير قابل نفوذ باشد و بايد حداقل اندكي خاك و زير سازي آن نفوذ پذيري داشته باشد. در مناطق ماسه‌اي هم بتن اسفنجي مستقيماً بالاي ماسه گذاشته مي‌شود.

همچنين بايد به اين موضوع اشاره كرد كه يخ‌زدن آب در داخل اين بتن مشكلي ايجاد نمي‌كند، زيرا آزمايش‌هايي صورت گرفته كه در آن بتن اسفنجي را به مدت بيش از 15 سال در آب و هواي سرد گذاشته و آب باران و برف پس از ورود به داخل بتن يخ مي‌زد. كاربرد موفق بتن اسفنجي در اين مناطق اين مساله را حل نموده است و مشكلي در به كار بردن اين بتن در اين مناطق وجود ندارد.

نقش مواد افزودني ( مواد داراي خواص سيماني ) در بتن اسفنجي

مواد افزودني(يا همان مواد داراي خواص سيماني) كه در بتن اسفنجي بكار مي‌روند عبارتند از: رقيق‌كننده‌هاي سيمان(C 1157، C 595ASTM )، خاكستر بادي و پوزولان طبيعي (ASTM C 618)، روباره (ASTM C 989) و بخار سيليس(ASTM C 1240‌).

حال به برخي از آن‌ها كه نقش بسيار مهمي در ساختار بتن دارند و مي‌توانند به جاي سيمان مورد استفاده قرار گيرند(كه در ايران از آنها به ندرت استفاده مي‌شود) اشاره مي‌كنيم. در واقع اين مواد بر عملكرد زمان گيرش، ميزان افزايش مقاومت، تخلخل، نفوذ پذيري و ... در بتن تأثير مي‌گذارند و در يك كلام كليد عملكرد بالاي بتن، در استفاده از مواد افزودني (SCMS)است.

از آن جمله مي‌خواهيم به گاز سيليس، خاكستر بادي و روباره كه همگي دوام بتن را بوسيله كم كردن نفوذ پذيري و شكاف ( ترك خوردگي) افزايش مي‌دهند اشاره مي‌كنيم:

گاز سيليس (Silica fume): يك فرآورده فرعي (محصول جانبي) از توليد سيليكون است، و از دانه‌هاي خيلي ريز و ذرات كروي شكلي تشكيل شده است و به طور موثري مقاومت و دوام بتن را افزايش مي‌دهد. به طور مكرر براي ارتفاعات بلند ساختمان‌ها به منظور افزايش مقاومت فشاري بتن(با استفاده از گاز سيليس مقاومت بتن از psi 20000 هم فراتر مي‌رود.) استفاده مي‌شود و مي‌توان از آن %12- 5 به جاي سيمان در بتن استفاده كرد.

خاكستر بادي(fly ash): خاكستر بادي، محصول فرعي انبار زغال سنگ سوزان در نيروگاه‌هاي برق است و سال‌ها قبل به عنوان ماده‌اي بي‌مصرف روي زمين انباشته مي‌شد و بدون استفاده بود. اما حالا به عنوان يك ماده مهم در صنعت سيمان سازي به كار برده مي‌شود و مي‌توان از آن %65-5 به جاي سيمان در بتن استفاده كرد.

روباره (Blast furnace Slag): روباره، محصول فرعي زباله در صنعت پولاد(فولاد) است، و سهم آن در مقاومت و دوام بتن بيشتر است و مي‌توان از آن %70-20 به جاي سيمان در بتن استفاده كرد.

مزاياي بتن اسفنجي چيست و موارد استفاده از آن كدام است؟

بتن اسفنجي داراي مزاياي اقتصادي و زيست محيطي فراواني است، كه البته مزاياي زيست محيطي آن بيشتر مد نظر است. از مزاياي اقتصادي آن مي‌توان به پايين آمدن خرج‌هاي فراوان به منظور هدايت آب باران و فاضلاب اشاره داشت. در واقع مي‌توان گفت با وجود بتن اسفنجي نيازي به ساختن جوي‌هاي آب فراوان در سطح شهر و كنار خيابان و كوچه‌ها و همچنين كانال‌هاي بزرگ آب نيست. زيرا اين بتن هر گونه بارندگي را مستقيماً به زمين و سفره‌هاي آب زيرزميني منتقل مي‌كند و در واقع يك مزيت زيست محيطي نيز محسوب مي‌شود. از ديگر مزاياي زيست محيطي آن مي‌توان به موارد زير اشاره كرد:

< !--[if !supportLists]-->1- جلوگيري از بروز آب گرفتگي در معابر و مكان‌ها به هنگام بارندگي

< !--[if !supportLists]-->2- جلوگيري از آلوده شدن آب بارندگي‌ها (زيرا اگر زمين غيرقابل نفوذ باشد، آب باران و برف در سطح زمين كه آلودگي فراوان دارد جريان مي‌يابد و منجر به آلوده شدن آب بارندگي مي‌شود.)

< !--[if !supportLists]-->3- پر شدن ذخاير آب زيرزميني

< !--[if !supportLists]-->4- در نقاط سرد كه ماندن برف و باران روي زمين (بعد از بارش) منجر به سردتر شدن آن مناطق مي‌شود مي‌توان با استفاده از اين بتن آب باران و برف را به داخل زمين هدايت كرد و از سردتر شدن آن ناحيه جلوگيري كرد.

< !--[if !supportLists]-->5- همچنين مي‌توان از اين نوع بتن در مكان‌هايي كه نياز به زمين خشك است استفاده كرد مثلاً در زير سازي چمن‌هاي استاديوم‌هاي فوتبال.

< !--[if !supportLists]-->6- همچنين در مناطق سردسير، بدليل عبور آب از اين بتن از يخ زدگي سطح معابر و در نتيجه ايجاد خطر جلوگيري مي‌كند كه شهرداري‌هاي محترم مي‌توانند از اين بتن در پياده‌رو سازي‌ها و محوطه سازي پارك‌ها، پاركينگ‌ها و معابري كه مشكل آبگيري دارند استفاده نمايند.(مترجم)

< !--[if !supportLists]-->7- ايجاد مناظري زيبا به هنگام بارندگي، زيرا با وجود اين بتن ديگر هنگام بارندگي آب گرفتگي وجود ندارد.

 

[ سه شنبه بیستم اسفند 1392 ] [ 16:17 ] [ حسین ولی پوری ] [ ]
آشنایی با المانهای ساندویچ پانل

مقدمه :

با توجه به وسعت کشور ایران و شرایط اقلیمی متفاوت در نواحی مختلف این سرزمین لازم است روشهای ساختمان سازی متناسب با ویژگیهای خاص منطقه ای تدوین و به مورد اجرا گذاشته شود . نظر به اینکه این کشور روی یکی از کمربندهای فعال زمین لرزه در جهان قرار دارد لذا ایجاد سازه های مقاوم و امن از اولویت خاصی برخوردار است . بررسی نیاز کشور به واحدهای مسکونی نشان می دهد که با توجه به بافت جوان نیروی انسانی هر ساله به حدود 600000 واحد مسکونی جدید نیاز هست که روشهای سنتی ساخت جوابگوی بخش محدودی از این نیاز می باشد . علاوه بر نیازهای جدید ، کیفیت ضعیف ساخت باعث استهلاک سریع ساختمانهای موجود شده که این امر باعث افزایش نیاز به ساختمان سازی جدید می شود ؛ همچنین به مقوله مقاوم سازی سازه های موجود نیز باید توجه لازم مبذول گردد . با توجه به نیازهای وسیع ذکر شده و لزوم بهبود کیفیت تولید ساختمان همانطور که در غالب کشورهای بزرگ نیز متداول است باید روشهای تولید صنعتی ساختمان بطور جدی مورد توجه قرار گیرد . یکی از این فنون مطرح شده در دو دهه اخیر استفاده از صفحات ساندویچی متشکل از دو لایه بتن مسلح با شبکه جوش شده و یک لایه پلی استایرن است که در برخی طرحهای ساخت مسکن در ایران به کار گرفته شده است . در این مقال سعی بر این بوده که بیشتر با ضوابط آئین نامه ای اجرای این نوع ساختمانها آشنا شویم و برای تکمیل بحث ، فیلم مستندی از نحوه اجرای عملـی چنین ساختمانهایی تهیـه و ضمیمه ایــن بحث کرده ایم . اگر توجه کافی به مجموعه ایـن پروژه شود متوجــه خواهیم شد کــه بعضی از بحث های آئین نامه ای بطورکامل در اجرا پیاده نمی شود که دلایل متعددی از جمله محدودیت های اجرایی و غیره دارد .

 

کلیات استفاده از پانلهای ساندویچی :

صفحات ساندویچی ( 3D ) از یک لایه پلی استایرن به ضخامت حداقل 4 سانتیمتر و دو شبکه میلگرد جوش شده در دوطرف این لایه تشکیل شده است . برای انتخاب عرض و ارتفاع پانلها استفاده از مدل 30 سانتیمتر توصیه می شود ( عرض های 90 – 120 – 150 سانتیمتر و ارتفاع 270 و 300 سانتیمتر ) ، وزن متوسط هر صفحه با اندازه 300 * 150 سانتیمتر و بدون بتن سبک بوده و به سادگی توسط یک کارگر قابل حمل و نصب می باشد و سرعت عمل در نصب نیز قابل ملاحظه است .

مقاومت صفحات در برابر آتش سوزی مناسب بوده و در جهت بهبود آن بکارگیری لایه مقاوم در برابر آتش سوزی توصیه می شود .

با توجه به وجود لایه عایق بتن ، بکارگیری این صفحات علاوه بر بهبود خاصیت عایق حرارتی و صوتی بودن دیوارها باعث سبک سازی بنا خواهد شد که جدا از کاهش حجم مصالح مصرفی باعث کاهش جرم ساختمان خواهد شد .

استفاده از این صفحات در پارکینگ ساختمانها ایجاد محدودیت نموده و لذا در شرایط لزوم تأمین پارکینگ در طبقات زیرین ساختمانها ، بکارگیری سیستم ترکیبی متشکل از اسکلت فلزی با بتن آرمه و صفحات ساندویچی به عنوان عامل جداکننده مورد توجه می باشد .

با توجه به اطلاعات بدست آمده از کشورهای اروپایی ، غالب ساختمانهای اجرا شده به این روش در حد یک یا دو طبقه بوده است . لذا طرح و اجرای ساختمانها با تعداد طبقات بیشتر نیاز به مطالعات ویژه داشته و در اینصورت مطالعات مهندس طراح باید پاسخگوی شرایط آئین نامه های معتبر باشد .

مزایای استفاده از پانلهای ساندویچی :

· سبکی دیوارهای ساخته شده از پانلهای ساندویچی در مقایسه با دیگر مصالح

· سرعت حمل و نقل و سهولت پانلهای ساندویچی در ارتفاع

· مقاومت زیاد در برابر نیروهای برشی ناشی از زلزله

· عایق در مقابل حرارت ، برودت ، رطوبت و صدا

· مقاوم در برابر آتش سوزی بعلت وجود قشرهای بتونی طرفین پانل ساندویچی

· نفوذناپذیری ساختمان در مقابل حشرات

· امکان حمل و بکارگیری پانلهای ساندویچی در مناطق صعب العبور جهت احداث ساختمان بدون نیاز به کارگران متخصص

· دستیابی به فضای مفید بیشتر بعلت ضخامت ناچیز دیوارهای پانل ساندویچی

· آزادی عمل در اجرای طرحهای متنوع به علت انعطاف پذیری قطعات پیش ساخته پانلهای ساندویچی

· صرفه جویی در هزینه پی سازی و اسکلت ساختمانهای بلندمرتبه بدلیل وزن اندک قطعات سقف و دیوار پانلهای ساندویچی

· صرفه جویی در هزینه تهویه مطبوع ساختمان در تابستان و یا زمستان بدلیل جلوگیری از تبادل حرارت و یا برودت و در نتیجه صرف انرژی کمتر

· افزایش عمر مفید ساختمان و دستگاههای تأسیساتی آن

· عدم نفوذ نسبی آلودگی صوتی و ایجاد آرامش برای ساکنین ساختمان در شهرهای بزرگ

· بازگشت سرمایه گذاری در امور ساختمان سازی در کوتاهترین زمان

· عبور دادن لوله های آب و فاضلاب و برق و تلفن به سادگی از زیر شبکه پانل و نصب چهارچوب دربها و کلاف فلزی پنجره ها قبل از بتن پاشی و کلاً اجرای تأسیسات ساختمان با کمترین هزینه

· عدم نیاز به کنده کاری و تخریب تأسیساتی دیوارها و سقف و در نتیجه عدم ایجاد نخاله های انباشته که صرفه جویی در هزینه و وقت را بدنبال دارد .

· پس از بتن پاشی طرفین پانلها با ضخامت حداقل 4 سانتیمتر ، پانلها بی نیاز از ملات گچ و خاک میباشد و با اجرای پلاستر گچ ( سفیدکاری ) ، دیوارها و سقف آماده برای نقاشی خواهد بود .

· حذف نعل درگاه در سیستم پیشرفته پانلهای ساندویچی .

· حمل و نقل پانلهای ساندویچی با هزینه اندک صورت می گیرد . بطور مثال یکدستگاه تریلر قادر است حدود 1000 متر مربع پانل سانویچی را حمل کند .

· استفاده از دیوار و سقف پانلهای ساندویچی در ساختمان سازی ، بهره وری مناسب آهن آلات مصرفی را موجب میگردد . بطور مثال باصرف 17 کیلوگرم در متر مربع فولاد بصورت مفتول و میلگرد می توان یک واحد مسکونی یک طبقه را بنا کرد .

بخش اول :

ضوابط بارگذاری ، تحلیل ، طراحی و مصالح

1-1- گستره

1-2- مشخصات مصالح

1-2-1- شبکه جوش شده و مفتولهای قطری

1-2-2- لایه عایق میانی

1-2-3- بتن پاشیدنی

1-3- بارگذاری و تحلیل

1-4- طراحی ساختاری ( سازه ای )

1-4-1- کلیات

1-4-2- مقاومت خمشی

1-4-3- مقاومت برشی

1-4-4- مقاومت در خمش و بار محوری همزمان

1-4-5- چگونگی فولادگذاری ، قرارگیری مفتولها و پوشش بتن

1-4-6- بازشوها

1-4-7- معیارهای تحلیل و طراحی در برابر آثار زمین لرزه

1-1- گستره

ضوابط این مجموعه معیارها ، صفحات ساندویچی ( 3D ) و سازه های متشکل از این صفحات را در بر می گیرد .

صفحات ساندویچی پیش ساخته که از این به بعد صفحه نامیده می شود از دو لایه شبکه فولادی جوش شده تشکیل شده است که در بین آنها یک لایه عایق از نوع پلی استایرن قرار گرفته و توسط اعضای قطری به یکدیگر متصل شده اند . مقاومت و انسجام این صفحات بوسیله مفتولهای قطری جوش شده به شبکه دو طرف تأمین می شود .

این صفحات پس از بتن پاشی یا بتن ریزی بعنوان دیوارهای باربر داخلی و خارجی ساختمان مورد استفاده قــرار می گیرند . سازه متشکل از صفحات ساندویــچی به سازه هایی اطلاق می شود که کلیه بارهای ثقلی و جانبی وارد بر آن توسط صفحات تحمل می شود . از این صفحات می توان بعنوان تیغه های غیر باربر الحاقی به سایر اجزای باربر نیز طبق ضوابط مربوط به دیوارهای جداکننده استفاده نمود .

1-2- مشخصات مصالح :

1-2-1- شبکه جوش شده و مفتولهای قطری

1-2-1-1- شبکه جوش شده ( مش ) با ماشین آلات تمام اتوماتیک ساخته شده و بایستی الزاماً با استانداردASTMA85 مطابقت داشته باشد .

1-2-1-2- مشخصات مفتول شبکه جوش شده و مفتول قطری باید مطابق الزامات ذکر شده در استاندارد ASTMA85 باشد .

1-2-1-3- مشخصات جوش مفتولهای قطری باید مطابق با الزامات ذکر شده در استاندارد ASTMA85 باشد .

1-2-1-4- در صورتیکه مقاومت جاری شدن مفتولهای بکاررفته در شبکه از 400 NPA فراتر رود باید تنش نظیر کرنش 5/3 در هزار در نظر گرفته شود .

1-2-1-5- شکل پذیری مفتولهای بکاررفته باید مطابق با الزامات بند 4-6 آئین نامه بتن ایران باشد .

1-2-1-6- در مناطق با شرایط محیط بسیار شدید و فوق العاده شدید طبق بند 8-2-9-2 آبا باید از مفتولهای قطری گالوانیزه استفاده کرد که مشخصات آن مطابق با استاندارد ASTMA797 باشد ، همچنین در صورت تشخیص مراجــع ذیصلاح می توان از شبکه جوش شده گالوانیزه استفاده کرد .

1-2-1-7- قطر اسمی مفتولهای شبکه جوش شده از 3 میلیمتر با گام 5/0 میلیمتر می باشد.

1-2-1-8- قطر مفتولهای قطری حداقل 3/0 میلیمتر می باشد .

1-2-2- لایه عایق میانی :

1-2-2-1- لایه عایق از فوم پلی استایرن منبسط شده تشکیل شده که دارای حداقل چگالی اسمی طبق استاندارد ASTMA78 می باشد .

1-2-2-2- لایه عایق پلی استایرن تحت آزمایش استاندارد ASTMA84 آزمایش می شود تا حراکثر پتانسیل گرمایی را دارا باشد .

1-2-3- بتن پاشیدنی ( شاتریک ) :

1-2-3-1- اجزای بتن پاشیدنی :

1-2-3-1-1- مشخصات کلی سنگدانه ها برای بتن پاشیدنی باید مطابق با مندرجات استانداردهای "دت 203 " و "دت 201 " دفتر امور فنی و تدوین معیارهای سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور باشد .

1-2-3-1-2- بــزرگترین انــدازه اســمی سنـگدانــه ها نبــاید از هیچ یک از مقادیر زیر تجاوز کند:

الف ) یک پنجم ضخامت فاصله آزاد بین شبکه جوش شده تا لایه عایق

ب ) سه چهارم حداقل فاصله آزاد بین شبکه جوش شده تا لایه عایق

تبصره – دانه بندی شماره 2 جدول 2-1 آئین نامه AC1506R-90 برای بتن پاشیدنی توصیه می شود .

در صورتیکه مهندس طراح پس از آزمایشهای گوناگون از یک نوع مصالح سنگی بتواند بتنی با مقاومت ، کارایی ، پمپ پذیری ، دوام و محصور شدن مناسب آرماتورها بسازد می تواند از آن مصالح نیز استفاده نماید .

1-2-3-1-3- استفاده از مصالح گردگوشه با درصد دانه سوزنی و پولکی به میزان حداکثر 10% درشت دانه توصیه می شود .

1-2-3-1-4- سیمان مصرفی در بتن پاشیدنی باید مطابق با شرایط بند 3-3 آبا باشد .

1-2-3-1-5- آب مصرفی در بتن پاشیدنی باید مطابق با شرایط بند 3-5 آبا باشد .

1-2-3-1-6- مواد افزودنی بکاررفته در بتن پاشیدنی باید با مندرجات بند 3-6 آبــا مطابقت داشته باشد .

1-2-3-2- طرح اختلاط :

1-2-3-2-2- مقدار نسبت آب به سیمان w/c بین 40/0 تا 55/0 می باشد .

1-2-3-2-3- حـداقل مقاومت مشخصه بتــن پاشیدنی مطابق بند 6-4-2 آبــا مشخص می گردد .

1-2-3-2-4- عیار سیمان در هر متر مکعب بتن پاشیدنی حداقل 350 بوده و حداکثر 500 می باشد .

1-2-3-2-5- روش بتن پاشی در این نوع سازه ها از نوع بتن پاشیدنی تر می باشد .

1-2-3-2-6- کارایی بتن پاشیدنی به گونه ای باشد که پمپ پذیری آن تأمین گردد . محدوده مناسب نشست بتن ( اسلامپ ) را می توان بین 40 تا 100 میلیمتر در نظر گرفت .

1-2-3-2-7- چگونگی اختلاط بتن ، عمل آوری و بتن پاشی در هوای سرد و گرم باید بر اساس مندرجات فصل هفتم آبــا صورت پذیرد .

1-2-3-2-8- زمان استفاده از بتن تازه به شرط تأمین کارایی حداکثر 90 دقیقه پی از اختلاط می باشد.

1-2-3-2-9- دمای محیط در زمان بتن پاشی حداکثر به 35 درجه سانتیگراد و حداقل به 5 درجه سانتیگراد محدود می گردد .

1-2-3-2-10- استفاده از مواد افزودنی باید مطابق با استانداردهای آبـــا باشد .

1-2-3-3- آزمایشهای بتن پاشیدنی :

1-2-3-3-1- بهترین روش آزمایش بتن پاشیدنی مغزه گیری می باشد .

بعلت محدودیت ضخامت بستن در این نوع سازه ها می بایست از نمونه مکعبی شکل ( چوبی یا فلزی به ابعاد حداقل 75*460*460 میلیمتر و یا نمونه 150*750*750 میلیمتر استفاده نمود . نمونه جهت آزمایش مقاومت فشاری و آزمایشهای دیگر از قبیل تخلخل ، وزن حجمی وغیره میباشد .

1-2-3-3-2- وضعیت پوشش میلگرد در نمونه های بند فوق بایستی مشابه شرایط اجرا باشد .

1-2-3-3-3- برای آزمایش مقاومت فشاری باید حداقل سه آزمایش که هر آزمایش شامل یک زوج نمونه مغزه گیری از قسمت بتن غیر مسلح وبرای سایر آزمایشها حداقل شش مغزه از قسمت بتن مسلح گرفته شود .

1-2-3-3-4- آزمایش مغزه ها باید مطابق "د ت 65" صورت پذیرد .

1- 2-3-3-5- ارزیابی نمونه های مغزه می بایست مطابق بند 6-6-5 آبا صورت پذیرد .

1-2-3-3-6- بمنظور ارزیابی کیفی بتن پاشیدنی میتوان از آزمایشهایی نظیر آزمایش چکش اشمیت ، بیرون کشیدن فولاد و نمونه گیری به شکل قالبهای استاندارد مکعبی یا استوانه ای و غیره مطابق با استانداردهای مربوطه استفاده کرد .

1-3- بارگذاری و تحلیل :

1-3-1- کلیه بارهای وارد به سازه بجز بارهای ناشی از زلزله باید براساس ضوابط استاندارد 519 ایران تحت عنوان "حداقل بار وارده به ساختمانها و ابنیه فنی" تعیین شوند .

1-3-2- در محاسبات زلزله با رعایت کلیه ضوابط ذکرشده ضریب رفتار حداکثر معادل 15 اختیار میشود .

1-3-3- اصول تحلیل سازه های صفحه ای و همچنین مشخصات مصالح ، مشخصات هندسی و مدل سازی آنها باید مطابق ضوابط بخش 3-10 آبا باشد .

1-4- طراحی ساختاری ( سازه ای ) :

1-4-1- کلیات :

طراحی اعضای ساختاری ( سازه ای ) در سیستم صفحه ای باید براساس مقررات آئین نامه بتن ایران ( آبا ) صورت گیرد مگر در موارد کمبود که صریحاً آئین نامه دیگری ذکر شده باشد .

1-4-2- مقاومت خمشی :

1-4-2-1- عملکرد ساختاری صفحات کف درصورت کفایت مفتولهای قطری بصورت ترکیبی کامل و بصورت دال یکطرفه خواهد بود .

1-4-2-2- در صورت عدم کفایت مفتولهای قطری برای تأمین شرایط بند فوق بایستی عملکرد مقطع با بهره گیری از تحلیل و محاسبات دقیق مشخص گردد .

1-4-2-3- طراحی خمشی براساس ضوابط فصل 11 آبا انجام می گیرد .

1-4-2-4- حداقل آرماتور مصرفی در صفحات سقف باید طبق بند 15-5-1-1 آبا تعیین شود .

1-4-3- مقاومت برشی :

1-4-3-1- مقاومت برشی صفحات دیواری باید طبق مقررات فصل 12 آبا تعیین شود . در این حالت ضخامت کل دیوار حداکثر باید معادل مجموع ضخامت لایه های بتنی دوطرف در نظر گرفته شود .

1-4-3-2- مقاومت برشی صفحات سقفی باتوجه به مشخصات هندسی ، تعداد ونوع اعضای قطری در صفحات طبق مقررات فصل 12 آبا محاسبه می گردد .

1-4-4- مقاومت در خمش و بار محوری همزمان :

1-4-4-1- مقاومت خمشی – محوری صفحات دیواری بایستی طبق مقررات فصل 16 آبا و باتوجه به عملکرد ترکیبی ، نیمه ترکیبی و یا غیر ترکیبی آنها محاسبه شود .

1-4-4-2- محدودیت میلگرد دیوارها طبق بند 16-4 آبا می باشد .

1-4-5- چگونگی فولادگذاری ، قرارگیری مفتولها و پوشش بتن :

1-4-5-1- چگونگی قرارگیری مفتولها در شبکه جوش شده و میلگردهای تقویتی باید مطابق با مقررات فصل 8 آبا صورت پذیرد .

1-4-5-2- مهار وصله آرماتورها و شبکه جوش شده طبق مقررات فصل 18 آبا می باشد .

1-4-5-3- پوشش بتنی روی شبکه جوش شده یا آرماتورها نباید کمتراز 18 میلیمتر باشد .

1-4-6- بازشوها :

1-4-6-1- در اطراف بازشوها باید فولاد تقویتی با سطحی معادل آرماتورهای قطع شده در هر جهت ، بصورت فولاد متمرکز در همان جهت قرار داده شود .

1-4-6-2- در هر دیوار صفحه ای سطح بازشوها نباید از یک سوم سطح کامل دیوار بیشتر باشد .

1-4-6-3- فاصله بازشوها تا انتهای دیوار باید حداقل 750 میلیمتر در نظر گرفته شود ؛ در غیر اینصورت باید تحلیل دقیق صفحات با منظور نمودن بازشوها انجام شود .

1-4-6-4- در صـورت بــهره گیری از تـــحلیل می توان مقادیر ذکــرشده در بندهای 1-4-6-2 و 1-4-6-3 را تغییر داد .

1-4-7- معیارهای طراحی در برابر آثار زمین لرزه :

1-4-7-1- حداقل مقاومت مشخصه بتن نباید از 20MPA کمتر باشد .

1-4-7-2- برای تأمین شکل پذیری لازم باید در محل برخورد دیوارهای باربر اصلی از کلافبندی قائم استفاده شود .

1-4-7-3- برای تأمین یکپارچگی و انسجام سقف باید کلافبندی افقی در بالای دیوارهای باربر اصلی تعبیه گردد .

1-4-7-4- کلافبندی های قائم و افقی باید به نحوی طراحی و تعبیه گردند که یک شبکه کلاف پیوسته فضایی تشکیل گردد .

1-4-7-5- در محل اتصال صفحه سقف به دیوار باید لایه عایق صفحات حذف و بتن ریزی انجام شود .

1-4-7-6- برای تأمین یکپارچگی و عملکرد جعبه ای سازه صفحه ای باید در محل اتصال صفحات دیواری به یکدیگر و صفحات دیواری به سقف از میلگرد دوخت استفاده گردد . تعداد و آرایش این میلگردها باید بر اساس آنالیز و یا آزمایشهای انجام یافته محاسبه گردد .

 

بخش دوم :

مسائل اجرایی – کنترل کیفی

2-1- مقدمه

2-2- حمل و نقل و نگهداری پانلها

2-3- اجرا و کنترل کیفی سیستم پانلی

2-3-1- اجرای شالوده

2-3-2- نصب پانلهای دیوار و اتصالات

2-3-3- نصب پانلهای سقف و اتصالات

2-3-4- بتن پاشی و بتن ریزی دیوارها و سقف ها

2-1- مقدمه :

مطالب این بخش شامل نگهداری صفحات ، ضرورتهای اجرایی و کنترل کیفی مختص نظام صفحه ای می باشد .

لازم به توضیح است که تمام دستورالعملهای اجرای سازه های بتن آرمه در این نوع سازه ها لازم الاجرا می باشد .

2-2- حمل و نقل و نگهداری صفحات :

2-2-1- صفحات باید در محیط های دور از تابش مستقیم اشعه خورشید و همچنین بارش باران و رطوبت با تغییرات حرارتی شدید نگهداری شوند .

2-2-2- صفحات نباید در معرض مواد آتش زا یا حرارت که باعث احتراق پلی استایرن گردد نگهداری شوند .

2-2-3- صفحات باید دور از مواد و شرایط محیطی خورنده فولاد و حلال پلی استایرن نگهداری شوند .

2-2-4- نگهداری صفحات روی یکدیگر باید به گونه ای باشد که جوش شبکه و مفتولها آسیب نبیند .

2-2-5- از بارگذاری و راه رفتن روی صفحات که باعث آسیب به شبکه جوش شده و مفتولهای قطری می گردد باید جلوگیری شود .

2-3- اجرا و کنترل کیفی نظام صفحات ساندویچی :

2-3-1- اجرای شالوده :

2-3-1-1- آرماتورهای انتظار شالوده ها باید در هر دو طرف داخل شبکه بندی قرار گرفته و به سمت شبکه جوش شده متمایل باشند .

2-3-1-2- برای تأمین پوشش داخلی آرماتورهای انتظار در پشت مسیر آنها باید بوسیله روشهای مناسب از جمله دستگاه دمنده حرارتی ( HEAT GUN ) ، لایه پلی استایرن در حدود 1 سانتیمتر ذوب شود تا حداقل پوشش 2 سانتیمتر تأمین گردد و پشت آرماتورها کاملاً با بتن پاشیدنی پر شود .

2-3-1-3- میلگردهای انتظار دیوارها باید حتماً از نوع آجدار باشد .

2-3-1-4- میلگردها در شناژ قائم باید تا کف شالوده ادامه پیدا کنند .

2-3-2- نصب صفحات دیوار و اتصالات :

2-3-2-1- در محل اتصال دو صفحه عمود بر هم آرماتورهای اتصال U شکل باید به صورتی روی هم قرار گیرند تا تشکیل خاموت بسته بدهند .

2-3-2-2- میلگردهای اتصال L ، U باید ترجیحاً بین شبکه جوش شده و لایه عایق قرار گرفته و به شبکه جوش شده بچسبند .

2-3-2-3- نحوه قرارگیری تار و پود شبکه اتصال ( مش تقویت ) دو صفحه باید به گونه ای باشد که حداکثر ضخامت بتن پوششی برای دیوار بدست آید .

2-3-2-4- در محل اتصال صفحات دیواری یا شالوده باید 5 سانتیمتر از پلی استایرن حذف شده و جای آن با بتن پر شود .

2-3-2-5- در محل بازشوها ( درب و پنجره ) باید پوشش 2 سانتیمتر بتن اطراف میلگردهای تقویتی دورتادور بازشوها کاملاً رعایت شود .

2-3-2-6- سیستم تأسیسات مکانیکی در سازه های صفحه ای ترجیحاً روکار باشد .

2-3-2-7- در صورت توکار بودن سیستم تأسیساتی ، لوله های آب باید از جنس پلیمری مناسب باشد .

2-3-2-8- بهتر است مسیر عبور لوله های تأسیسات قبلاً توسط اسپری یا ماژیک بر روی پلی استایرن نشانه گذاری شود ، سپس توسط روشهای مناسب ازجمله دمنده حرارتی مقداری از پلی استایرن در این ناحیه ذوب شود و لوله از داخل شیار عبور کند و به هیچ وجه نباید لوله های تأسیساتی باعث کاهش ضخامت بتن پاشیدنی شود .

2-3-2-9- در تمامی لوله های آب گرم در سیستم توکار باید پلی استایرن اطراف لوله به فاصله حدود 2 سانتیمتر برداشته شود بطوریکه لوله آب گرم باقشری از بتن دورتادور خود احاطه گردد .

2-3-2-10- محل اتصال مهارهای افقی و پانل بایستی حداقل سطح مقطع را اشغال کند تا ناحیه بدون بتــــن به کمترین مقـدار ممکن برسد . ( استفاده از مقطع دایره شکل توصیه می شود.)

2-3-2-11- باید همزمان با کار نصب تأسیسات ، نقشه اجرایی از تأسیسات توکار تهیه شود تا در صورت بروز مشکلات احتمالی ، محل و مسیر تأسیسات مشخص باشد تا در آینده تخریب اضافی صورت نگیرد .

2-3-3- نصب صفحات سقف و اتصالات :

2-3-3-1- نصب صفحات سقف ترجیحاً پیش از بتن پاشی دیوارها اجرا شود .

2-3-3-2- در قالب بندی سقف ها باید فاصله 2 سانتیمتری بین تخته قالب بندی و شبکه میلگرد جوش شده رعایت شود و به هیچ عنوان نباید قالب به شبکه میلگرد جوش شده بچسبد .

2-3-3-3- در وسط دهــانه تیــرها اجـرای خیز منفی به مقدار 200/1 طول دهانه توصیه می شود .

2-3-3-4- مجموعه داربست باید استحکام کافی جهت تحمل بارهای ثقلی سقف در حین اجرای بتن ریزی کلیه سطوح و همچنین نیروهای باد را داشته باشد .

2-3-4- بتن پاشی و بتن ریزی دیوارها و سقف ها :

2-3-4-1- در عملیات بتن پاشی به هیچ عنوان نباید به دلیل نصب قرنیز ضخامت بتن پایین دیوار کم شود . استفاده از قرنیز چوبی و نصب آن بعد از اتمام نازک کاری توصیه می شود .

2-3-4-2- در ساختن بتن ، پیمانه کردن وزنی مصالح ارجح است .

2-3-4-3- ساخت بتن با توجه به طرح اختلاط الزاماً باید توسط همزن های خودکار صورت گیرد و استفاده از روشهای دستی منع شده است .

2-3-4-4- مواد و مصالح برگشتی از عملیات بتن پاشی نباید مجدداً استفاده شود .

2-3-4-5- به علت ضخامت کم بتن در سازه های صفحه ای و تبادل حرارتی محیط با بتن ، می بایست توجه ویژه ای به محافظت و عمل آوری بتن شود . عمل آوردن باید بلافاصله بعد از پاشش آن آغاز شود .

2-3-4-6- در صورتیکه بتن از دستگاه بتن ساز تهیه می شود ، حداکثر باید در طول مدت 90 دقیقه مورد استفاده قرار گیرد ؛ این زمان برای شرایط آب و هوایی گرم ( دمای بالای 25 درجه ) ، 45 دقیقه است . برای بتن های خاص با مواد افزودنی یا پوزولان ، زمان های فوق مطابق با نوع و میزان آن مواد تعیین می شود اما در هیچ حالت این مدت ا ز 120 دقیقه پس از اختلاط نباید بیشتر شود .

2-3-4-7- عملیات بتن پاشی در شرایط آب و هوایی زیر متوقف می شود :

الف ) وزش بادهای شدید به نحویکه از اجرای مناسب بتن پاشی ممانعت کند یا باعث جدایی دانه ها و در نتیجه کاهش مقاومت شود ؛ طبعاً بتن پاشی در فضای درون ساختمان بدون اشکال خواهد بود .

ب ) درجه حرارت محیط ، شرایط بند 1-2-3-2-9 را ارضاء نکند .

ج ) باران باعث شسته شدن یا پوسته شدن سطح بتن پاشی تازه شود .

2-3-4-8- جــدول زیر حــداکثر مقدار اتلاف برگشت مصالح برای بتــن پـاشی را نشان می دهد .

سطــــــــــــــــــــح

درصد بــــازگشت مصالح

کف یا دالـــــــها

5 – 0

دیوارهای قائــــــم یا شیبــدار

10 – 5

کـــار بالای سر

20 - 10

2-3-4-9- در صورت امکان کل ضخامت دیوارها یک لایه پاشیده شود .

2-3-4-10- در جاهایی که یک لایه بتن توسط لایه دیگری پوشانده می شود ابتدا باید اجازه داد لایه کمی سخت شده سپس تمامی مصالح شل ، ناهمواری و زیادی و مصالح بازگشتی که به سطح کار چسبیده است توسط جاروب خراشیدن یا وسایل دیگر برداشته شود ؛ سپس سطح مزبور با جریان سریع هوا – آب که از نازل خارج می شود تمییز شود . در نهایت سطح کار باید بطور کامل توسط یک چکش نواخته شود تا مخلهای سست که ناشی از حفره های تشکیل شده از مصالح بازگشتی یا عدم پیوستگی بتن پاشی هستند مشخص شده و حذف گردند .

2-3-4-11- عدد اسلامپ کم باعث اتلاف بیش از حد مصالح شده و عدد اسلامپ بیشتر می تواند باعث روانی مصالح روی سطح یا ریزش مصالح گردد ؛ لذا محدوده اسلامپ مطابق بند 1-2-3-2-6 برای بتن پاشیدنی می باید رعایت شود .

2-3-4-12- به منظور توزیع یکنواخت بتن پاشیدنی و کاهش اثر گلوله شدن ، نازل تقریباً عمود بر سطح دیوار تا حدود 15 درجه قرار داده می شود و بطور محوری به صورت یکنواخت با یک رشته از حرکتهای بیضوی یا دایره ای شکل کوچک گردانده می شود .

2-3-4-13- حرکت نازل بصورت جلو به عقب زاویه برخورد را عوض می کند و باعث اتلاف مصالح می شود .

2-3-4-14- نازل هرگز نباید بیش از 45 درجه از سطح مورد نظر زاویه بگیرد . در صورتیکه نازل با زاویه خیلی بیش از عمود بر سطح قرار گیرد ، بتن پاشیدنی چین می خورد و ایجاد سطوح ناهموار و بافت موجی می کند . این کار علاوه بر ضایع کردن مصالح ، باعث تخلخل و غیر یکنواختی بتن پاشیده شده نیز می شود .

2-3-4-15- بتن پاشی هرگز نباید به کنج ختم شود .

2-3-4-16- زاویه نازل نسبت به سطح دیوار باید حدود 90 درجه باشد در غیر اینصورت مصالح بازگشتی افزایش و تراکم و مقاومت بتن تا حد محسوسی کاهش می یابد . در داخل کنجها پاشش روی نیمساز انجام می شود تا اتلاف مصالح و تخلخل به حداقل برسد .

2-3-4-17- فاصله بهینه نازل تا سطح مورد پاشش بین 50 تا 80 سانتیمتر می باشد . در صورتیکه فاصله از این مقدار بیشتر شود باعث افزایش مصالح بازگشتی و کاهش مقاومت و تراکم خواهد شد . در صورتیکه فاصله از این حدود کمتر شود باعث افزایش مصالح بازگشتی خواهد شد ولی کاهش تراکم و مقاومت را در پی نخواهد داشت . باید توجه داشت که در اثر این کاهش فاصله ، شخص بتن پاش در معرض اصابت ذرات بازگشتی می باشد .

2-3-4-18- به عنوان یک ارزیابی چشمی اگر بتن پاشیدنی روی شبکه میلگرد جوش شده بچسبد نشان دهنده دور بودن بیش از حد نازل و یا کم بودن سرعت آن است . جمع شدن تدریجی بتن در پشت شبکه نشان دهنده بتن پاشی صحیح می باشد .

2-3-4-19- بتن پاشی دیوار نباید از بالا به پایین صورت پذیرد ، این عمل تا حدود 60 تا 80 سانتیمتری از بالای دیوار ادامه یافته . عمل بتن پاشی از کنج دیوار و سقف به سمت پایین انجام می گیرد .

2-3-4-20- یک لوله دمنده هوا در طول عمل پاشش بایستی مورد استفاده قرار گیرد تا از انباشتگی مصالح روی سطوح جلوگیری نماید . در صورتیکه امکانات استفاده از این سیستم وجود نداشته باشد باید یک تخته چوبی یا یونولیت جلوتر از بتن پاشی حرکت کند تا مواد اضافی از بتن پاشی روی دیوار نچسبد .

2-3-4-21- مهارت فرد بتن پاش در کیفیت و مقاومت و تخلخل و تراکم بتن پاشیدنی بسیار موثر می باشد ، لذا باید قبل از شروع بتن پاشی به فرد پاشنده بتن آموزش لازم داده شود و سپس مورد آزمایش قرار گرفته و از نمونه های پاشیده شده توسط وی مغزه گیری و دیگر آزمایشات بعمل آید تا نحوه پاشیدن وی اصلاح گردد .

 

[ سه شنبه بیستم اسفند 1392 ] [ 16:15 ] [ حسین ولی پوری ] [ ]
دیوار برشی

با نیروهای جانبی مؤثر بر یک سازه ( در اثر باد یا زلزله ) به طرق مختلف مقابله می شود که اثر زلزله بر ساختمانها از سایر اثرات وارد بر آنها کاملا متفاوت می باشد . ویژگی اثر زلزله در این است که نیروهای ناشی از آن به مراتب شدیدتر و پیچیده تر از سایر نیروهای مؤثر می باشند . عناصر مقاوم در مقابل نیروهای فوق شامل قاب خمشی ، دیوار برشی و یا ترکیبی از آن دو می باشند . استفاده از قاب خمشی به عنوان عنصر مقاوم در مقابل نیروهای جانبی بخصوص اگر نیروهای جانبی در اثر زلزله باشند احتیاج به جزئیات خاصی دارد که شکل پذیری کافی قاب را تأمین نماید .این جزئیات از لحاظ اجرایی غالبا دست و پاگیر بوده و در صورتی می توان از اجرای دقیق آنها مطمئن شد که کیفیت اجرا و نظارت در کارگاه خیلی بالا باشد از لحاظ برتری می توان گفت که دیوار برشی اقتصادی تر از قاب می باشد و تغییر مکانها را کنترل می کند در حالی که برای سازه های بلند قاب به تنهایی نمی تواند در این زمینه جوابگو باشد . حال به ذکر چند نمونه از دیوارهای برشی می پردازیم :

 1-دیوار های برشی فولادی : بعضی مواقع ورقهای فولادی به عنوان دیوارهای برشی بکار می روند . برای جلوگیری از کمانش موضعی چنین دیوارهای برشی فولادی لازم است از تقویت کننده های قائم و افقی استفاده شود.

 2-دیوارهای برشی مرکب : دیوارهای برشی مرکب شامل : ورقها ی تقویت شده فولادی مدفون در بتن مسلح ، خرپاهای ورق فولادی مدفون در داخل دیوار بتن مسلح و دیوارهای مرکب ممکن دیگر ، که تماما با یک قاب فولادی و یا با یک قاب مرکب تؤام هستند می شود .

 3- دیوارهای برشی مصالح بنایی : از دیر زمان در ساختمانهای مصالح بنایی از دیوارهای مصالح بنایی توپر غیر مسلح استفاده می شده است ولی روشن شده است که این دیوارها از نقطه نظر مقاومت در مقابل زلزله ضعف دارند و لذا اکنون به جای آنها از دیوارهای برشی مسلح نظیر دیوارهای با آجر تو خالی و پر شده با دوغاب استفاده می شود . 4-دیوارهای برشی بتن مسلح : نوع دیگری از دیواهای برشی ، دیوارهای برشی بتن مسلح است که در این مقاله به آن می پردازیم. یکی از مطمئن ترین روشها برای مقابله با نیروهای جانبی استفاده از دیوار برشی بتن مسلح است . دیوار برشی به عنوان یک ستون طره بزرگ و مقاوم در برابر نیروهای لرزه ای عمل می کند و یک عضو ضروری برای سازه های بتن مسلح بلند و یک عضو مناسب برای سازه های متوسط و کوتاه می باشد . انواع دیوار برشی بتن مسلح : دو نوع دیوار برشی بتن مسلح وجود دارد :

1-دیوار برشی در جا  :در دیوار برشی در جا به منظور حفظ یکنواختی و پیوستگی میلگرد های دیوار ، به قاب محیطی قلاب می شوند .

2-دیوار برشی پیش ساخته : در دیوار های برشی پیش ساخته یکنواختی و پیوستگی با تهیه کلیه های ذوزنقه شکل در طول لبه های پانل و یا از طریق اتصال پانلها به قاب توسط میخهای فولادی صورت می گیرد . تأثیر شکل دیوار : تعبیه بال در دیوارها برای پایداری و شکل پذیری سازه بسیار مفید می باشد  .  نیروهایی که به دیوارهای برشی وارد می شوند :

 به طور کلی دیوار های برشی تحت نیروهای زیر قرار می گیرند :

1-نیروی برشی متغیر که مقدار آن در پایه حداکثر می باشد .

2-لنگر خمشی متغیر که مقدار آن مجددا در پای دیوار حداکثر است و ایجاد کشش در یک لبه ( لبه نزدیک به نیروها و فشار در لبه متقابل می نماید ) با توجه به امکان عوض شدن جهت نیروی باد یا زلزله در ساختمان ، کشش باید در هر دو لبه دیوار در نظر گرفته شود.

 3-نیروی محوری فشاری ناشی از وزن طبقات که روی دیوار برشی تکیه دارد .

توجه : در صورتی که ارتفاع دیوار برشی کم باشد ، غالبا نیروی برشی حاکم بر طراحی آن خواهد بود لیکن اگر ارتفاع دیوار برشی زیاد باشد لنگر خمشی حاکم بر طراحی آن خواهد بود . به هر حال دیوار باید برای هر دو نیروی فوق کنترل و در مقابل آنها مسلح گردد.

طراحی دیوار برشی در مقابل برش :

اگر Vu تلاش برشی نهایی در مقطع مورد طراحی باشد بر طبق آیین نامه ایران باید Vu=5υchd=φchd(fc)^0.5  تعیین نیروی برشی مقاوم نهایی بتن :

 الف- حالتی که دیوار تحت اثر برش یا تحت اثر تؤام برش و فشار قرار دارد Vc=υcbwd:

 ب- حالتی که دیوار تحت اثر برش و کشش فرار دارد : Vc=υc(1+Nu/(3Ag))bwd (A) در این رابطه کمیت Nu/Ag بر حسب ( N/mm^2 ) می باشد و Nuدر این رابطه منفی می باشد حال اگر محاسبه نیروی برشی مقاوم نهایی بتن ( Vc) با جزئیات بیشتر مورد نظر باشد آنرا برابر با کمترین مقدار به دست آمده از دو رابطه زیر در نظر گرفته می گیریم و Vc=1.65υchd + (Nud)/(5Lw) وVc=(0.3υc+(Lw(0.6υc+0.15Nu/(Lwh)))/(Mu/Vu-Lw/2))hd Nu

 نیروی محوری برای فشار مثبت و برای کشش منفی است چنانچه Mu/Vu-Lw/2 منفی باشد رابطه A بکاربرده نمی شود . نیروی برشی مقاوم نهایی Vc برای کلیه مقاطعی که در فاصله ای کمتر از کوچکترین دو مقدار Lw/2 و hw/2 از پایه دیوار قرار دارند برابر با مقاومت برشی مقطع در کوچکترین این دو مقدار در نظر گرفته می شود .

نیروی برشی مقاوم نهایی آرماتور ها (Vs) از رابطه زیر محاسبه می شود Vs = φsAvfy d/S2 Av  سطح مقطع آرماتور برشی در امتداد برش و در طول فاصله S2 می باشد چنانچه مقدار Av را در اختیار نداشتیم می توان Vs را از رابطه زیر به دست آورد  Vs=Vu-Vc سپس به کمک رابطه فوق Av را به دست می آوریم . برای تأمین برش مقاوم Vsعلاوه بر آرماتور های برش افقی Av آرماتور های برشی قائم نیز باید در دیوار پیش بینی شود آرماتور گذاری در دیوار مطابق زیر انجام می شود : چنانچه Vu=0.0025 فاصله میلگرد های (S2 ) از هم نباید از مقادیر زیر بیشتر باشد : ρn= 3h Lw/5 350سطح مقطع کل بتن در امتداد برش / سطح مقطع آرماتور برشی در امتداد عمود بر برش نباید کمتر از 0.0025 و یا کمتر از مقدار زیر در نظر گرفته شود : ρn=0.0025+0.5(2.5-hw/Lw)( ρh-0.0025) لزومی ندارد  ρn>ρh در نظر گرفته شود . طراحی دیوار برشی در مقابل خمش : چنانچه ارتفاع دیوار برشی بلندتر از دو برابر عمق آن باشد مقاومت خمشی آن مشابه تیری که آرماتور گذاری آن در لبه های آن متمرکز است محاسبه می شود .

مقاومت خمشی Mu یک دیوار برشی مستطیلی نظیر دیوار برشی این چنین محاسبه می شود : Mr=0.5AsφsFyLw(1+Nu/(AsφsFy))(1-C/Lw) در رابطه فوق : Mr مقاومت خمشی نهایی دیوار :Nu  نیروی محوری موجود در مقطع دیوار: As   سطح مقطع کل آرماتور های قائم دیوار Fy  : تنش تسلیم فولاد :  Qs  ضریب تقلیل ظریب فولاد Lw  : طول افقی دیوار مقدار C/Lw از رابطه زیر به دست می آید  C/Lw=(w+α)/(2w+0.85β1) مقدار β 1 از روابط زیر به دست می آید : Fc=55 N/mm^2 → β1=0.65، w=As/(Lwh)*(φsFy)/( φcfc) φs=0.85 φc=0.6 a=Nu/(Lw*h*φcfc) h  عرض دیوار : Fc  مقاومت فشاری بتن ابتدا با توجه به آرماتور های قائم حداقل که به علت نیازهای برشی در دیوار تعبیر شده اند ظرفیت خمشی مقطع را به دست می آوریم . همواره باید ظرفیت خمشی بزرگتر یا مساوی نیروی خمشی نهایی دیوار باشد.

 ( Mr>=Mu) چنانچه ظرفیت خمشی کمتر از نیروی خمشی دیوار به دست آید باید یا با کاهش فواصل یا افزایش قطر آرماتور های قائم مقدار As آنقدر افزایش یابد تا خمش بزرگتر از لنگر خمشی مقطع گردد . شکست برشی لغزشی : در شکست برشی لغزشی ، دیوار برشی به طور افقی حرکت می کند برای جلوگیری از این نوع شکست آرماتورهای تسلیح قائم که به طور یکنواختی در دیوار قرار گرفته اند مؤثر خواهد بود و تسلیح قطری نیز می تواند مؤثر باشد . در قسمت زیر انواع مودهای شکست یک دیوار برشی طره ای گفته شده است : الف ـ گسیختگی خمشی ب ـ شکست لغزشی ج ـ شکست برشی د ـ دوران پی دیوارهای برشی با بازشو ها: شکست برشی یک دیوار برشی با بازشو ها ، اگرچه می توان با به کار بردن مقدار زیادی خاموت باعث اتلاف انرژی شد اما نمی توان انتظار شکل پذیری زیادی از آن داشت بنابراین بهتر است در چنین شرایطی از تسلیح قطری استفاده کرد .

[ سه شنبه بیستم اسفند 1392 ] [ 16:13 ] [ حسین ولی پوری ] [ ]
بتن عبور دهنده نور(Litracon Light Transmitting Concrete ):
 

بتن عبور دهنده نور امروزه به عنوان يک متريال ساختماني جديد در مهندسي عمران با قابليت استفاده بالا مطرح است. اين متريال ترکيبي از فيبرهاي نوري و ذرات بتن است و مي تواند به عنوان بلوک ها و يا پانل هاي پيش ساخته ساختماني مورد استفاده قرار گيرد. فيبر ها بخاطر اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و ترکيبي از يک متريال دانه بندي شده را تشکيل مي دهند. به اين ترتيب نتيجه کار صرفا ترکيب دو متريال شيشه و بتن نيست، بلکه يک متريال جديد سوم که از لحاظ ساختار دروني و همچنين سطوح بيروني کامل همگن است، به دست مي آيد.
فيبر هاي شيشه باعث نفوذ نور به داخل بلوک ها مي شوند. جالب ترين حالت اين پديده نمايش سايه ها در وجه مقابل ضلع نور خورده است. همچنين رنگ نوري که از پشت اين بتن ديده مي شود ثابت است به عنوان مثال اگر نور سبز به پشت بلوک بتابد در جلوي آن سايه ها سبز ديده مي شوند. هزاران فيبر شيشه اي نوري به صورت موازي کنار هم بين دو وجه اصلي بلوک بتني قرار مي گيرند. نسبت فيبر ها بسيار کم و حدود 4 درصد کل ميزان بلوک ها است. علاوه بر اين فيبر ها بخاطر اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و تبديل به يک جزء ساختاري مي شوند بنابر اين سطح بيروني بتن همگن و يکنواخت باقي مي ماند. در تئوري، ساختار يک ديوار ساخته شده با بتن عبور دهنده نور، مي تواند تا چند متر ضخامت داشته باشد زيرا فيبر ها تا 20متر بدون از دست دادن نور عمل مي کنند و در ديواري با اين ضخامت باز هم عبور نور وجود دارد.
ساختارهاي باربر هم مي‌توانند از اين بلوک‌ها ساخته شوند. زيرا فيبر هاي شيشه اي هيچ تاثير منفي روي مقاومت بتن ندارند. بلوکها مي توانند در اندازه ها ي متنوع و با عايق حرارتي خاص نصب شده روي آنها توليد شوند.

اين متريال در سال 2001 توسط يک معمار مجار به نام «آرون لاسونسزي» اختراع شد و به ثبت رسيد. اين معمار زمانيکه در سن 27 سالگي در کالج سلطنتي هنر هاي زيباي استکهلم مشغول به تحصيل بود اين ايده را بيان کرد و در سال 2004 شرکت خود را با نام لايتراکان تاسيس کرد و با توجه به نياز و تمايل جامعه امروز به استفاده از مصالح جديد ساختماني، از سال 2006 با شرکت هاي بزرگ صنعتي به توافق رسيده و توليد انبوه آن به زودي آغاز خواهد شد.

لايتراکان،،بتنعبوردهندهنورلايتراکان،،بتنعبوردهندهنورموارد کاربرد
ديوار: به عنوان متداول ترين حالت ممکن اين بلوک مي تواند در ساختن ديوارها مورد استفاده قرار گيرد. به اين ترتيب هر دو سمت و همچنين ضخامت اين متريال جديد قابل مشاهده خواهد بود. بنابر اين سنگيني و استحکام بتن به عنوان ماده اصلي «لايتراکان» محسوس تر مي شود و در عين حال کنتراست بين نور و ماده شديدتر مي شود. اين متريال مي تواند براي ديوارهاي داخلي و خارجي مورد استفاده قرار گيرد و استحکام سطح در اين مورد بسيار مهم است. اگر نور خورشيد به ساختار اين ديوار مي تابد قرار گيري غربي يا شرقي توصيه مي شود تا اشعه آفتاب در حال طلوع يا غروب با زاويه کم به فيبر هاي نوري برسد و شدت عبور نور بيشتر شود. بخاطر استحکام زياد اين ماده مي توان از آن براي ساختن ديوار هاي باربر هم استفاده کرد. در صورت نياز، مسلح کردن اين متريال نيز ممکن است، همچنين انواع داراي عايق حرارتي آن نيز در دست توليد است.
پوشش کف: يکي از جذاب ترين کاربرد ها، استفاده از «لايتراکان» در پوشش کف ها و درخشش آن از پايين است. در طول روز اين يک کف پوش از جنس بتن معمولي به نظر مي رسد و در هنگام غروب آفتاب بلوک هاي کف در رنگهاي منعکس شده از نور غروب شروع به درخشش مي کنند.
طراحي داخلي: همچنين از اين نوع بتن عبور دهنده نور مي توان براي روکش ديوار ها در طراحي داخلي استفاده کرد به صورتي که از پشت نور پردازي شده باشند و مي توان از نور هاي رنگي متنوع براي ايجاد حس فضايي مورد نظر استفاده کرد.
کاربرد در هنر: بتن ترانسپارانت براي مدتها به عنوان يک آرزو براي معماران و طراحان مطرح بود و با توليد لايتراکان اين آرزو به تحقق پيوست. کنتراست موجود در پشت متريال تجربه شگفت آوري را براي مدت طولاني در ذهن بيننده ايجاد مي کند. در واقع با نوعي برخورد سورئاليستي محتواي درون در ارتباط با محيط پيرامون قرار مي گيرد و به اين ترتيب بسياري از هنرمندان تمايل به استفاده از اين متريال در کارهاي خود دارند. به طور کلي با پيشرفت هاي تکنولوژيکي و ارائه خلاقيت طراحان و مجسمه سازان با ابزار هاي مختلف، پتانسيل و قابليت بتن توسط هنرمندان گوناگون در تمام جهان مورد استفاده قرار گرفته است.

بلوکها
مسلح کردن بلوک بتني عبور دهنده نور: در صورت نياز به مسلح کردن اين بتن شيار هايي در داخل آن تعبيه مي شوند. در حين ساختن ديوارها ميلگرد ها بصورت عمودي يا افقي در اين شيار ها قرار مي گيرند و فيبر هاي اپتيکي بخاطر خاصيت انعطاف پذيري خود در اطراف ميلگردها جمع مي شوند و به اين ترتيب ميلگرد ها ديده نمي شوند. از اين روش بصورت موفقيت آميزي در چند پروژه و طراحي نمايشگاه استفاده شده است.
رنگها و بافت ها: با توجه به رنگ خاکستري متداول بتن معمولي، لايتراکان داراي رنگهاي متنوعي است و بافت سطوح بيروني آن نيز مي تواند متنوع باشد، به گونه اي که بلوکهاي متنوع در کنار هم قرار گيرند و يک ساختار واحد را به وجود آورند.
توزيع فيبرها: اندازه و ترتيب فيبر ها در هر بلوکي مي تواند متفاوت باشد و اين ترتيب قرار گيري مي تواند کاملا منظم يا کاملا ارگانيک مانند مقطع چوب باشد.

مشخصات تکنيکي
ترکيبات:
· بتن و فيبر اپتيکي.
· ميزان فيبر حد اکثر 5 درصد کل بلوک.
· عبور 3درصد نور تابيده از هر 4 درصد کل فيبر موجود.
· چگالي 2400~2100 کيلوگرم بر سانتيمتر مکعب.
· مقاومت فشاري 49 نيوتن بر ميلي متر مربع در بدترين حالت و 56 نيوتن بر ميلي متر مربع در بهترين حالت.
· مقاومت خمشي معادل 7/7 نيوتن بر ميلي متر مربع.

اندازه بلوکها:
· ضخامت mm 500~25
· عرض حداکثرmm 600
· ارتفاع حد اکثر mm 300

لامپ لايترا کيوب Litracub Lamp
يکي از محصولات موفق لايتراکان در زمينه طراحي، لامپ لايترا کيوب است که در آن بلوکها با قرار گيري روي هم مکعبي را تشکيل مي دهند که منبع نور در داخل آن قرار دارد و نور با عبور از بتن به بيرون ساطع مي شود.
به اين ترتيب اين ماده جديد مي تواند در عرصه هاي مختلف طراحي و همچنين در ايجاد فضاهاي پويا .و انعطاف پذير داخلي .بسيار مورد استفاده قرار گيرد

[ پنجشنبه هشتم اسفند 1392 ] [ 23:22 ] [ حسین ولی پوری ] [ ]
سیمان و انواع ان:

 

سیمان

سيمان گردی است نرم، جاذب آب و اينکه قابليت به هم چسباندن ذرات را به يکديگر به وجود می آورد که در نتيجه جسم صلب و يکنواختی را پديد می آورد. براين اساس سيمان ترکيبی است از اکسيد کلسيم (آهک) با ساير اکسيدها نظير اکسيد آلومينيوم اکسيد سيليسم، اکسيد آهن، اکسيد منيزيم و اکسيدهای قليائی که ترکيبی با آب را دارا می باشد و در مجاورت با هوا و همچنين در زير آب به تدريج سخت می گردد و دارای مقاومت بالائی می شود به طوريکه در زمانی حدود ٢٨ روز که در زير آب باشد دارای مقاومتی حداقل ٢٥٠ کيلو گرم بر سانتی متر مربع می گردد

 

انواع سيمان پرتلند

نوع I

در مواردی به کار می رود که هیچ گونه خواص ویژه مانند سایر انواع سیمان مورد نظر نیست. برای بتن ريزی در ساختمان های بتنی،پل ها، مخازن آب، لوله های آب و غيره ... درشرايط عادی (آب و هوای مناسب و معتدل)

 

نوع II

برای استفاده عمومی و نیز استفاده ویژه در مواردی که گرمای هیدراتاسیون متوسط مورد نظر است برای مواردی كه خطر حمله ضعيف سولفات ها موجود بوده و اين امر احتمالاً مشكلاتی ايجاد خواهدكرد. مثلاً برای سازه های زهكش فاضلاب ، رویها و يا محيط های كم سولفات است. 

در بتن ريزی در هوای گرم مناسب است و درسازه هایی كه بایستی حرارت زایی سيمان كم باشد مانند پايه پل های بزرگ، لوله ها و ديوارهای حایل بزرگ استفاده می شود. در محل هايي كه خط حمله سولفات ها و كلرايدها به صورت همزمان مطرح باشد (مانند سواحل جنوبي ايران)استفاده می شود.

نوع III

سرعت گيرش و سخت شدن اين نوع سيمان به دليل ريزتر بودن دانه های آن و بيشتر بودن سه كلسيم سيليكات درتركيب آن نسبت به ساير سيمان ها که باعث حرارت آبگيری (در زمان هيدراتاسيون) بيشتری می شود استفاده در بتن های حجيم گاه باعث افزايش حرارت تا 100 درجه سانتی گراد می شود، كه باعث خرابی بتن خواهد شد. اين سيمان زودگير است.

برای استفاده در مواقعی که مقاومت های بالا در کوتاه مدت مورد نظر است درمواردی كه نياز به كسب مقاومت سريع و برداشتن قالب يا جلوگيری از يخ زدن بتن تازه درموقعی كه درجه حرارات هوا كمی كمتر از صفر درجه سانتی گراد باشد، ازآن استفاده می شود.

سرعت سفت و سخت شدن اوليه آن شبيه سيمان پرتلند معمولی است، اما پس از سفت شدن اوليه، سرعت كسب مقاومت بتن بيشتر می شود.

کاربرد فراوان در ساخت قطعات پيش ساخته و پيش تنيده در كارگاههای كه از قالب لغزنده در هوای سرد استفاده می گردد .

نوع IV

حرارت آبگيری كمتری دارد. برای ساخت بتن های حجيم مانند سدها كاربرد فراوان دارد آهنگ افزايش مقاومت اين سيمان كند تر از سيمان پرتلند معمولی است ولی درمقاومت نهایی بی اثر است.

در هوای گرم و در دماي بيش از 40 درجه استفاده می گردد برای جلوگیری از ايجاد اتصال سرد می توان از اين نوع سيمان استفاده نمود .

نوع  V

در مواقعی که مقاومت زیاد در مقابل سولفات ها مورد نظر باشد از این نوع سیمان استفاده می شود.

نسبت به ساير سيمان ها دارای تركيبات آلوميناتی كمتری است و باعث جلوگيری ازتشكيل سولفات آلومينات كلسيم می شود.

اين ماده معمولاً ازتركيب شيميایی سولفات های مجاور بتن با آن بوجود آمده و باعث يك افزايش حجم2/2درصدی نسبت به تركيب های سازنده اوليه آن و درنتيجه منجر به ترك خوردگی دربتن می شود.

نمک ها كه اثربيشتری روی بتن دارند معمولاً سولفات های منيزيم و سديم می باشند. تأثير سولفاتها بر بتن دراثر تر و خشك شدن بتن تشديد می گردد. اين مورد به خصوص در قسمت هایی از بتن كه درمعرض جزر و مد قرار می گيرد و درسازه های دريایی مشاهده شده است. اين سيمان نسبت به ديگر سيمان های پرتلند تيره تر است. زمان گيرش آن ديرتر ازسيمان معمولی است.

نكات

1- درمواردی كه ميزان سولفات های مجاور بتنی خيلی زياد باشند، تنها استفاده از اين سيمان كافی نبوده و بايد از تدابیر ديگری از قبيل قيروگونی كردن سطح بتن يا ساير روش های عمل آوردن سطح بتن استفاده شود.

2- درمجاورت محيط های حاوی كلر، مثلاً درمجاورت آب دريا كه هم حاوی سولفات و هم كلرور است حفاظت كمتری را براي ميلگردها ايجاد می كند.

انواع ديگر سيمان

1_ سيمان روباره ای ضد سولفات

2_ سيمان دیرگير

3_ سيمان پرآلومين (سيمان برقی- مقاومت يك روزه معادل مقاومت 28 روزه معمولی- مقاوم به سولفات)

4_ سيمان پوزولان دار

*در برابر عوامل شيميايی مقام تر است و حرارت زایی آن كمتر است .

*كندگير شونده و نسبتاً ارزان تر است و به همين دليل در كارهای عمومی استفاده بيشتری دارد

* در بتن ريزهای حجيم استفاده می شود .

*برای سخت شدن نيازی به هوا ندارد و يك نوع سيمان آبی محسوب می شود .

سیمان سفید

برای استفاده در سطح ساختمان ها و مواقعی که استفاده از سیمان های بدون رنگ با مقاومت های بالا مورد نیاز باشد. از این سیمان در تولید انواع سیمان های رنگی استفاده می شود.

سيمان رنگی

مقدار رنگ مصرفی درسيمان های رنگی حدود 5 تا 10 % وزن سيمان است.برای رنگ های قرمز و زرد از اكسيدآهن و برای رنگ های سياه و قهوه ای  از اكسيد منگنز، برای رنگ سبز ازاكسيد كرم، برای رنگ آبی، ازاكسيد كبالت، برای رنگ سرمه ای ازاولترامارين، براي رنگ زرد از گل اخرا استفاده می شود.

 

 

[ پنجشنبه هشتم اسفند 1392 ] [ 23:20 ] [ حسین ولی پوری ] [ ]
سازه های ماکارونی

سازه هاي ماكاروني به سازه هايي اطلاق مي شود ، كه مصالح استفاده شده در آنها تنها ماكاروني و چسب مي باشد . اين سازه ها در مقياس كوچكتر نسبت به سازه هاي واقعي طراحي و توسط ماكاروني و چسب ساخته مي شوند و پس از ساخت مورد بارگذاري قرار مي گيرند . 

بخش اول

سازه هاي ماكاروني به سازه هايي اطلاق مي شود ، كه مصالح استفاده شده در آنها تنها ماكاروني و چسب مي باشد . اين سازه ها در مقياس كوچكتر نسبت به سازه هاي واقعي طراحي و توسط ماكاروني و چسب ساخته مي شوند و پس از ساخت مورد بارگذاري قرار مي گيرند .

در واقع اين سازه ها به عنوان ماكت ساخته نمي شوند و سازه اي كه بار بيشتري را تحمل مي كند ، موفق تر خواهد بود . پل ( تحت بارگذاري يكنواخت ، متمركز و متحرك ) ،  Towercrain ، انواع قاب هاي ساختماني و ستون هاي فشاري از جمله رايج ترين سازه هاي ماكاروني مي باشند .  

هر ساله در اين راستا مسابقات بزرگي در دانشگاه هاي معتبر دنيا بين دانشجويان رشته مهندسي عمران برگزار مي گردد . اين دانشگاه ها از سالها پيش در اين زمينه سرمايه گذاري كرده تا ذهن خلاق دانشجويان را فعال سازند و از طرحها و پژوهش هاي آنها در عمل استفاده كنند . طراحي و ساخت پل و ستون هاي فشاري رايج ترين رشته هاي اين مسابقات  مي باشند . بطور مثال طراحي و ساخت پل خرپايي تنها با استفاده از 750 گرم ماكاروني ( معادل يك بسته ماكاروني ) كه مي تواند وزن زيادي را تحمل نمايد . طول دهانه پل يك متر و حداكثر ارتفاع پل نيم متر مي باشد . پل روي دو تكيه گاه  كه از يكديگر يك متر فاصله دارند قرار مي گيرد و تكيه گاهها فقط قادر به وارد كردن عكس العمل عمودي مي باشند و هيچ عكس العمل افقي در تكيه گاهها بر پل وارد نمي شود . ركورد كسب شده در اين رشته ( پل خرپايي ) معادل 176 كيلو گرم مي باشد ، كه اين ركورد تقريبا 230 برابر وزن خود سازه مي باشد . همچنين طراحي و ساخت سازه هاي فشاري كه قادر به تحمل بار هايي بيش از نيم تن مي باشند ، از ديگر نمونه هاي اين سازه ها هستند . اينجا يك سئوال ممكن است مطرح مي گردد ، آيا جنس ماكاروني در دست يافتن به ركورد هاي بالا موثر است ؟

در اين زمينه تحقيقاتي روي محصول هاي مختلف شركت هاي ماكاروني دنيا انجام گرفته و ماكاروني  شركت Rose   ايتاليا به عنوان بهترين ماكاروني براي اين هدف شناخته شده است .

البته لازم به ذكر است كه قدرت و مهارت طراح در ارائه يك طرح موفق ، بسيار مهم تر از جنس ماكاروني در رسيدن به ركورد هاي بالا مي باشد .

هدف از استفاده از ماكاروني به عنوان عنصر سازه اي :

1-   در واقع ماكاروني بر خلاف فولاد و بتن عنصر سازه اي ناشناخته اي مي باشد . اين بدان معني است كه خصوصيات ماكاروني شامل حداكثر تنش كششي ، حداكثر تنش فشاري ، مدول الاستيسيته ، نحوه كمانش ماكاروني و ديگر خصوصيات ماكاروني كه مورد نياز براي طراحي و تحليل سازه مي باشند ، ناشناخته مي باشد و تنها راه بدست آوردن اين ويژگيها ايجاد وابداع آزمايش هاي ساده و دقيق مي باشد .

2-   ماكاروني بر خلاف بتن و فولاد داراي  ضعف هاي زيادي مي باشد  و اين ضعف ها كار را براي طراح مشكل تر مي كند و اينجاست كه ابداعات و خلاقيت هنر نمايي مي كنند و براي رسيدن به ركورد هاي بالا بهينه سازي سازه ها مطرح مي گردد .

3-      ارزان بودن ماكاروني نسبت به مصالحي چون فولاد وبتن .

 

اهداف كلي طرح :

1-   اين طرح در وهله اول به عنوان يك طرح آموزشي مي تواند بسيار مفيد و سودمند براي دانشجويان رشته مهندسي عمران ايفاي نقش نمايد ، زيرا اين امكان را به دانشجويان مي دهد كه ، با استفاده از مصالح ارزان ، سبك و قابل دسترس ( ماكاروني به جاي بتن و فولاد ) دست به طراحي و ساخت سازه هاي مختلف زده و با اين كار كليه دروس فراگرفته در رشته سازه را به عمل تجربه نمايند .

2-   دانشجويان مي بايست با استفاده از مسائل تئوريك فرا گرفته در دروس مقاومت مصالح و آزمايشگاه هاي مربوط به آن تلاش نمايند تا خصوصيات عنصر سازه اي جديد را كشف نمايند .

3-      دانشجويان مي بايست با استفاده از تحليل سازه ها و با بكارگيري نرم افزار هاي كامپيوتري به طراحي و آناليز سازه مورد نظر بپردازند.

طراحي و ساخت يك سازه بهينه كه تحت عنوان بهينه سازي سازه ها مطرح است

بخش دوم

سازه هاي فشاري :

نوعي پل با دهانه كوتاه ، كه اكثر اعضاي آن در فشار مي باشند . از مزيت هاي اين رشته از مسابقات طراحي اعضاي فشاري و بررسي پديده كمانش در آنها مي باشد                                                           

Tower Crain :

دراين  نوع از سازه هاي ماكاروني ، هدف طراحي جرثقيلهايي است كه بر روي برجهاي بلند به كار گرفته مي شوند .

اين سازه ها بايد قادر باشند با داشتن ارتفاع معين شعاع خاصي را تحت پوشش قرار دهند .

پل با بار متمركز :

اين سازه از به هم پيوستن دو خرپاي دوبعدي به وجود مي آيد و بارگذاري از وسط دهانه صورت مي گيرد .

اين نوع پل هر سه نوع عضو فشاري ، كششي و خمشي را دارا مي باشد                                                             

پل با بار گسترده :

پل به شكل ظاهري خرپا مي باشد ، كه بارگذاري به صورت گسترده و يكنواخت در تمام طول دهانه صورت مي گيرد . در عمل مي توان چنين فرض كرد كه تمام وسايل نقليه به دليل ترافيك به صورت ثابت بر روي پل قرار گرفته اند . 

پل با بار متحرك :

اين نوع از سازه ماكاروني در واقع پيشرفته ترين و كامل ترين حالت از سازه ها مي باشد ، كه در آن طراحان اقدام به طراحي يك پل واقعي مي كنند .

بار قرار گرفته بر روي پل به صورت متحرك مي باشد ، كه اين امر با عبور دادن يك وسيله نقليه كوچك با سرعت معين ، كه بر روي آن وزنه قرار داده مي شود ، صورت مي گيرد                             

چگونه شروع كنيم ؟

براي وارد شدن به اين رشته شما بايد داراي خصوصيات اخلاقي چون كنجكاوي ، خلاقيت ، صبر ، همت و تلاش فراواني باشيد .  

اين خصوصيان به اين علت مطرح گرديد كه در ساخت و طراحي يك سازه موفق علاوه بر آگاهي از علوم مهندسي به اين ويژگي ها نيازمند هستيد . چرا كه ممكن در طراحي و ساخت يك سازه شما روز ها و هفته ها تلاش نماييد ، ولي در نهايت به دليل يك اشتباه كوچك در طراحي يا ساخت ، سازه شما به حداقل ركورد مورد نظر نرسد .

هيجان انگيزترين بخش كار شما مربوط به زمان بارگذاري سازه مي باشد ، كه سازه اي كه مدت زيادي براي طراحي و ساخت آن صرف كرده ايد در نهايت در جلوي چشمان شما منهدم مي گردد ، ولي آيا ركورد مورد نظر بدست مي آيد يا خير ؟

بطور خلاصه براي ساخت يك سازه شما بايد مراح زير را در پيش گيريد :

1-كشف خصوصيات عنصر سازه اي جديد با انجام آزمايش هاي ساده ولي دقيق . اين مرحله شامل آزمايشهايي براي رسيدن به خصوصياتي چون حداكثر تنش كششي ، حداكثر تنش فشاري ، مدول الاستيسيته، حداكثر بار بحراني در كمانش و غيره مي باشد .

2-كار بر روي خصوصيات عنصر سازه اي جديد (ماكاروني) و دست يافتن به نقاط ضعف و يا قدرت آن .

3- آشنايي با يك نرم افزار رايانه اي براي تحليل و طراحي سازه . (بطور مثال :SAP 2000  

4- تحليل سازه هاي ساخته شده در گذشته و رسيدن به نقاط ضعف و يا قدرت آنها . 

5- طراحي سازه با توجه به اطلاعات بدست آمده.

6- تلاش براي رسيدن به بهينه ترين طرح (بهينه سازي). 

7 – ساخت سازه توسط ماكاروني و چسب .

  تكنيك هاي ساخت سازه ماكاروني :

اكاروني :

اين عنصر سازه اي در برابر كشش و فشار ( اگر طول آن كوتاه باشد و دچار كمانش نگردد ) مقاومتي خوبي از خود نشان مي دهد ، ولي مقاومت آن در برابر خمش بسيار كم است . به همين علت بايد تا حد امكان سعي نمود ، تا سازه ها به گونه اي طرح شوند كه اعضاي آن كمترين خمش ممكن را تحمل نمايند .

در واقع  تابع هدف در بهينه سازي سازه خمش و وزن سازه مي باشد . يعني سازه ها بايد به گونه اي طرح شوند ، كه كمترين خمش در آنها به وجود آيد  و در عين حال با كمترين وزن بيشترين مقاومت را از خود نشان دهند .

يك نكته مهم در مورد سازه هاي ساخته شده توسط ماكاروني اين است ، كه در هنگام ساخت و يا بعد از آن نبايد در مكاني كه در آن رطوبت و گرماي هوا بالا است قرار گيرد ، زيرا در اين صورت ماكاروني ترك مي خورد . 

چسب :

براي ايجاد اتصالات در اعضاء ، آنها را به صورت سر به سر قرار داده و سپس در محل گره ها از چسب استفاده نماييم . 

1- اتصال مفصلي :

براي به وجود آوردن چنين اتصالي بايد از چسب حرارتي ( چسب تفنگي ) استفاده نمود . زيرا اين چسب علاوه بر چسباندن اعضاء به يكديگر ، آنقدر انعطاف پذير است ، كه به اعضاء اين اجازه را مي دهد تا در محل گره ها تا اندازه اي دوران نمايند .

2-اتصال صلب :

براي ايجاد اتصالات صلب مي توان از دو چسب :

دوقلو (EPOXY )

 قطره اي (SUPPER GLUE   )

                    

                 

اگر از چسب دوقلو استفاده مي كنيد ، اين چسب اين قابليت را دارد ، كه فضاي خالي بين اعضاء در محل گره ها را پر نموده و نيازي نيست كه شما ماكاروني ها را تراش داده و در كنار هم قرار دهيد . اما عيب اين چسب اين است ، كه وزن تمام شده سازه  بالا مي رود.

ولي چنانچه از چسب قطره اي استفاده مي كنيد ، اعضاء در محل گره ها بايد تراش مناسب داده شوند ، تا سطح تماس افزايش يابد ، چراكه اصولا اين چسب فضاپركن نمي باشد و فقط در سطوحي كه اعضاء تماس مستقيم با هم دارند اتصال ايجاد مي نمايد . ولي در مقابل ، اگر از اين چسب استفاده نماييد ، وزن تمام شده سازه كمتر خواهد شد .

 

 چگونگي ساخت  :

 

بعد از آنكه طراحي نهايي را انجام داديد ، مي توانيد براي ساخت ، طرح نهايي را در ابعاد واقعي بر روي يك كاغذ پوستي بكشيد و سپس كاغذ را توسط چسب شيشه اي به يك سطح شيشه اي صاف بچسبانيد . سپس اعضاء را طبق نقشه از ماكاروني توليد كرده و در روي نقشه روي خط مربوط به خود بگذاريد و براي جلوگيري از لغزيدن ماكاروني مي توانيد از خمير بازي براي محكم كردن عضو بر روي كاغذ پوستي استفاده نماييد . سپس در محل گره ها از چسب استفاده نماييد . بدين ترتيب مي توانيد ، آن قسمتهايي از سازه را كه به صورت صفحه اي هستند ، را با دقت بالايي توليد نماييد.

 

بعد از آنكه قسمت هاي صفحه اي را بدين روش توليد كرديد ، اين قسمت ها را با دقت زياد به هم متصل نماييد ، تا سازه نهايي آماده گردد.  

 چگونه ركورد را پيش بيني نماييم ؟  

ابتدا بايد با آزمايش هاي ساده و ابتكاري حداكثر مقاومت كششي‌ ، مقاومت فشاري ( براي طول مشخص ) ، مقاومت خمشي ، مقاومت برشي را براي ماكاروني مورد استفاده بدست آوريم ، سپس سازه مورد نظر خود را تحت حداكثر بار پيش بيني شده تحليل كنيم ، اگر نيروهاي كششي ، فشاري ، خمشي و برشي ناشي از تحليل از مقاومت هاي بدست آمده در آزمايش بيشتر باشد ، آن سازه فرو خواهد ريخت . 

تحليل را براي بارهاي مختلف انجام مي دهيم  ، آن باري كه نيروهاي بدست آمده از آن در اعضاء ناشي از تحليل ، بيشترين نزديكي را به حداكثر مقاومت هاي بدست آمده از آزمايش داشته باشد ، ركورد تئوريك خواهد بود .

به علت وجود خطا در ساخت و يا ديگر خطاهاي ممكن بايد ركورد تئوريك بدست آمده را در يك ضريب اطمينان ( مثلا .75   - با توجه به نظر طراح ) ضرب كرد ، تا ركورد عملي بدست آيد با اين كار شما مي توانيد قبل از اينكه سازه مورد نظر را بارگذاري كنيد ، حداكثر ركورد آن را حدس بزنيد .

 

1

2

3

4

[ پنجشنبه هشتم اسفند 1392 ] [ 23:15 ] [ حسین ولی پوری ] [ ]
تكنولوژي سازه­هاي پيش­ساختة سبك
 

تكنولوژي سازه­هاي پيش­ساختة سبك

تنوع تكنولوژي­هاي ساختمان بسيار زياد است و هر كدام ويژگي­ها و قاعدتاً محدوديت­هاي خاص خود را دارند. سيستم سازه­هاي پيش ساخته سبك را حدود 34سال پيش يك آمريكايي ابداع كرد. مرحلة صنعتي شدن آن 5 تا 6 سال به طول انجاميد. عمده­ترين شركت­هايي كه در دنيا اين تكنولوژي را به كار مي­گيرند، شركت E.V.G اتريش و شركت­هاي 3D Panel و RAM در آمريكا مي­باشند. توجه زياد صنايع اروپايي به تكنولوژي سازه­هاي پيش­ساخته سبك به خاطر مشكلاتي بود كه در ساير تكنولوژي­هاي پيش­ساخته وجود داشت. به طور مثال تكنولوژي Large Panel با وجود سرعت بالا و كارخانه­اي بودن آن، با مشكل ضعف اتصالات روبروست و همچنين وزن سنگين ساختمان يك معضل جدي در اين تكنولوژي به شمار مي­رود. حمل­ونقل قطعات سنگين بتوني، اين فرآيندها را دشوار مي­كند. در زلزله­اي كه چند سال پيش در تركيه اتفاق افتاد، ساختمان­هاي زيادي كه در آنها از تكنولوژي Large Panel استفاده شده بود به دليل ضعف اتصالات تخريب شدند.

در تكنولوژي سازه­هاي پيش­ساختة سبك، اتصالات به صورت يكپارچه است (ديوار به ديوار، سقف به ديوار و ديوار به پي). بر خلاف روش Large Panel كه اتصالات به صورت كام و زبانه است، در روش سازه­هاي پيش ساخته سبك، اتصالات به صورت جوش نقطه­اي است و به جاي اينكه ابتدا قطعات سنگين بتن در كارخانه ساخته شده و بعد به هم متصل شوند، ابتدا سازه به صورت شبكه­هاي ميلگردي كه بين آنها(بين دو شبكه ميلگرد) يك لايه فوم پلي­استايرن قرار مي­گيرد ساخته مي­شود و پانل­هاي سبك در محل احداث ساختمان به فنداسيون جوش داده مي­شود و همچنين ديوارها و سقف به هم جوش داده مي­شوند و ساختمان با پانل­هاي سبك برپا مي­شود. سپس در همان محل ديوارها و سقف و محل، اتصالات به صورت همزمان بتن پاشي مي­شوند. بتن از طريق پمپ، با فشار هوا به پانل­ها پاشيده مي­شود كه اصطلاحاً آن را "شات كريت" گويند.

اين روش باعث يكپارچگي در اتصالات شده، استحكام و پايداري ساختمان را در مقابل نيروهاي ديناميكي حاصل از زلزله يا طوفان افزايش مي­دهد.

بنابراين دليل انتخاب روش سازه­هاي پيش ساخته سبك استفاده از امتيازات برتر آن نسبت به ساير تكنولوژيهاي پيش ساخته موجود است كه هنوز هم از اين مزايا برخوردار است.

البته همانند صنايع ديگر، در اين صنعت هم ممكن است نوآوري­هايي در دنيا ديده شود. اما با توجه به شرايط اقليمي، فرهنگي و اجتماعي، روش سازه­هاي پيش­ساخته سبك، مناسبترين روش براي ايران تشخيص داده شده است. به طور مثال تكنولوژي­هاي جديد قيمت مسكن را خيلي بالا مي­برند كه اين با نياز اغلب مردم ما به خانه­هاي ارزان­قيمت سازگار نيست ولي روش سازه­هاي پيش­ساختة سبك قيمت را بالا نمي­برد.

ويژگي­هاي مهم روش سازه­هاي پيش ساخته سبك

الف) مقاومت در برابر زلزله

در مناطق زلزله­خيز مانند ايران، يكي از پارامترهاي مهم در ساختمان­سازي كاهش وزن ساختمان است. چرا كه نيروهاي زلزله با وزن ساختمان نسبت مستقيم دارد. بنابراين تكنولوژي انتخاب شده بايد داراي جهت­گيري كاهش وزن باشد.بر خلاف شيوة سازه­هاي پيش­ساخته سبك در ساير سيستم­هاي پيش­ساخته ديگر، اتصالاتشان اكثراً به صورت مفصلي و لولايي است و داراي وزن سنگين هستند.تنها در اين روش است كه با 8 سانتيمتر بتن مي­­توان نيروهاي ساختمان 4طبقه را در طبقه همكف تحمل كرد. وزن نهايي ساختمان با اين روش، نسبت به روش­هاي پيش­ساخته ديگر و همچنين ساختمان­هاي بتني، 25 درصد كاهش مي­يابد؛ يعني در هنگام زلزله 25 درصد نيروي كمتر به ساختمان وارد مي­شود. امروزه سبك­سازي ساختمان يكي از شعارهاي اصلي در صنعت مسكن است.

ب) انعطاف­پذيري در توليد و امكان حفظ جلوه­هاي معماري اسلامي و ايراني

مسأله مهم ديگر در صنعت ساختمان حفظ ملاك­­هاي فرهنگي و جلوه­هاي معماري اسلامي و ايراني در طراحي و نماسازي ساختمان­هاست. انحناهاي موجود در گنبدهاي مساجد، نقش­­ و نگارهاي ايراني و اسليمي و ساير موارد از نشانه­هاي معماري اسلامي و ايراني است كه در روش سازه­هاي پيش­ساخته سبك مي­توان آنها را حفظ كرد. چرا كه مي­توان پانل­هاي سبك مورد استفاده را به هر طرح دلخواه درآورد و پس از نصب آنها در محل خود، بتن­پاشي روي آنها انجام داد. روش سازه­هاي پيش ساخته سبك، حتي ساخت گنبدهاي بزرگ را كه به دليل زيادي وزن، دشوار است آسان­تر­ مي­كند چرا كه در اين روش وزن سازه­ها بسيار كاهش مي­يابد در حالي كه مقاومت و استحكام­ آنها بالاتر مي­رود.

ج) ايمني در ساختمان

بحث ايمني، از مهمترين مسائل صنعت ساختمان است چرا كه با سلامتي انسان­ها سر و كار دارد. در ساختمانهاي سنتي چون ستونها و اسكلت فلزي، قسمت اعظم بار ساختمان را تحمل مي­كنند. با كنار رفتن يك تير يا ستون، كل ساختمان به طور ناگهاني فرو مي­ريزد. در روش سازه­هاي پيش­ساخته سبك چون به جاي استفاده از اسكلت فلزي، از شبكه­هاي ميلگردي كه در تمام سطوح ديوارها توزيع شده­­­اند استفاده مي­شود، فروريزي ناگهاني پيش نمي­آيد. چرا كه اتصالات و مواضع تحمل بار به صورت يكپارچه در تمام ساختمان وجود دارند.

د) صرفه­جويي­هاي ملي و ساير مزاياي ناشي از كاربرد روش سازه­ها پيش­ساختة سبك

اگر به صرفه­جويي­هايي كه كوچك به نظر مي­رسند، در مقياس ملي نگاه كنيم، به ارقام بالايي تبديل مي­شوند كه مي­تواند نقشي حياتي در رشد و شكوفايي كشور ايفا كند. در زير به مزاياي ناشي از كاربرد تكنولوژي سازه­هاي پيش­ساخته سبك در صنعت ساختمان اشاره مي­شود:

1- كاهش متوسط ميزان كاربرد ميلگرد فولاد از 38 كيلوگرم در ساختمان­هايLarge Panel و ساختمان سنتي به 34 كيلوگرم در روش سازه­هاي پيش­ساختة سبك

2- كاهش استفاده از سيمان در هزينه­هاي تمام شده ساختمان

3- ده درصد كاهش در هزينة تمام­شدة ساختمان

4- كاهش وزن ساختمان(بطور مثال فقط در بحث استفاده از فولاد 12 كيلوگرم در هر متر مربع زيربنا، كاهش وزن ديده مي­شود)

5- كاهش زمان برگشت سرمايه از حدود 2 سال در شيوه سنتي به 5 الي 6 ماه در روش سازه­هاي پيش­ساختة سبك

6- كاهش ضايعات مواد اوليه و استفاده بهتر از منابع ملي

7- صرفه­جويي در مصرف انرژي(به دليل عايق بودن ديوارها، ناشي از كاربرد پل­استايرن در پانل­ها)

8- افزايش عمر ساختمان و افزايش استحكام آن

9- ايمني بيشتر ساختمان در برابر زلزله

10- كاهش ميزان آلودگي­هاي صوتي محيط

از محدوديت­هاي روش سازه­هاي پيش­ساختة سبك آن است كه فعلاً اين روش تنها تا 4 طبقه در كشور قابل انجام است. البته در دنيا تا 8 طبقه نيز از آن استفاده شده است.

 

[ پنجشنبه هشتم اسفند 1392 ] [ 23:13 ] [ حسین ولی پوری ] [ ]