عمران(ساختمان)
پليمر چيست؟

مقدّمه

بيش از هر چيز بايد به اين نكته اشاره كنم كه مقاله حاضر در واقع از دو مرجع بهره مند شده است ، مرجع اوّل پايان نامه هاي دانشجويان مقاطع بالاتر تحصيلي و مرجع دوّم ، دائره المعارف بريتانيكا است . سعي شده است در مكان هايي كه نياز  بوده است معادل انگليسي كلمه در كنار آن نوشته شود .

پليمر چيست؟

اوّلين سؤالي كه در ذهن خواننده پس از شنيدن نام بتن پليمري نقش مي بندد اين است كه پليمر ( Polymer ) چيست ؟ براي پاسخ به اين سؤال بهتر است اوّل با مونومر  ( Monomer ) آشنا شويم :

دائره المعارف بريتانيكا در مورد مونومر چنين مي گويد :

“ مولكولي از هر دسته تركيبات ( ا‌غلب ارگانيك )‌ كه مي تواند با مولكول هاي همانند خود يا از نوع ديگر واكنش دهد و تشكيل  مولكول هاي بسيار بزرگ يا پليمر را بدهد . خاصيّت و ويژگي اساسي مونومر  چندگانه واكنش دادن آن است ، مونومر داراي قابليّت  شكل دادن تركيبات شيميايي با حدّاقل دو مولكول مونومر ديگر است ، ..”  

با توجّه به آنچه گفته شد مي توان متوجّه شد كه مونومر همانند حلقه هاي يك زنجير است و پليمر خود زنجير است ، در واقع بايد بتوان يك پليمر را به مونومرها با ضريب صحيح تقسيم كرد ، لزومي ندارد كه يك مونومر ، عنصر باشد ، در واقع مونومر مولكولي است كه از تكرار آن پليمر به دست مي آيد و داراي وزن مولكولي كمي مي باشد . بد نيست بدانيم كه معادل فارسي مونومر ، تكپار ، و معادل فارسي پليمر ، بَسپار است .

بتن پليمري

قرن بيستم را به حق بايد قرن پليمر ها نيز دانست ، محصولات پليمري از لحاظ حجمي در سال 1990 بر حجم محصولات آهني فايق آمد و پيش بيني مي شود كه در قرن حاضر ، از لحاظ وزن نيز بالاتر رود . صنايع ساختمان بزرگترين مصرف كننده موادّ پليمري ، 25 تا 30 درصد از كلّ پليمر ها را مصرف مي كند .

يكي از مواردي كه در ساختمان به وفور استفاده مي شود بتن است . اين مادّه به دليل هزينه پايين توليد ، راحتي استفاده و استحكام فشاري ، يكي از موادّ پرمصرف در سازه هاست ولي به دليل نقايصي كه دارد ( نقايصي چون : 1 – تخريب يخ زدگي و ذوب  2 – تخريب پذيري توسّط موادّ شيميايي خورنده  3 – استحكام كششي كم   4- ديرپخت بودن و …. ) همزمان با توليد اين مادّه ، تركيب آن با فولاد ( مسلّح كردن بتن )‌ و ايجاد خاصيّت تاب خمشي مطرح شد و از همان موقع ، استفاده از موادّ و تركيبات شيميايي ، براي بهبود خواصّ آن مورد توجّه قرار گرفت . حاصل تحقيقياتي كه در اين زمينه صورت گرفت اين نتيجه را در بر داشت كه جايگزيني مناسبي ، با موادّ پليمري انجام شده است و با به كارگيري آنها به روش هاي مختلف ، خواصّ بتن ارتقا مي يابد . ( اين تحقيقات بيشتر در ژاپن ، آمريكا و روسيه انجام شده است ) .  در اين رابطه خانواده بتن هاي پليمري ، بهترين خاصيّت  ها را از خود نشان دادند . خواصّ اين نوع بتن ، برتر از بتن هاي سيماني بود و گاهي خواصّ
منحصر به فردي از خود نشان مي دهد . با توجّه به ‌نياز بيشتر به استحكام در سازه ها و برتري هاي اين نوع بتن ، بتن پليمري مورد علاقه دانشمندان واقع شد و با وجود آنكه مدّت زيادي از اختراع آن نمي گذرد و عليرغم قيمت بالايي نيز كه داراست مورد استقبال روزافزون قرار گرفته است . بتن هاي پليمري از حدود سال 1950 وارد بازار شده اند و پيش بيني مي شود در طيّ دهه پيش رو ، مصرفشان 10 برابر شود . كاربرد اين نوع پليمرها به دو شاخه استفاده جامد و استفاده غير جامد تقسيم مي شود .
در حالت جامد محصولات پليمري به جاي  فولاد جايگزين مي شوند و بتن را مسلّح مي كنند كه در اين حالت ، پليمر به صورت رشته ، شبكه و يا ميلگرد در بتن استفاده مي شود . در حالت غير جامد با تزريق پليمر هاي پودري و مايع ، در دوام بتن بهبود حاصل مي شود .

در كشور ما كار خاصّي روي بتن پليمري صورت نگرفته است و هنوز در سطح يك موضوع تحقيقاتي براي دانشجويان
باقي مانده است ، موضوعي كه منابع تحقيق آن نيز غالباً خارجي هستند .

بتن هاي پليمري ( Polymer Concrete )  حالت جامد :

اكثر موادّ و مصالح طبيعي به دليل ناپيوستگي هاي سطحي و تركيباتي كه در خود دارند ، داراي مقاومت لازم براي تحمّل
تنش هاي زياد نيستند و لازم است تا با موادّ ديگري مسلّح شوند . دانشمندان به دنبال موادّي هستند كه در ضمن مسلّح كردن بتن ، داراي وزن كمتر ،  مقاومت بيشتر در برابر عوامل جوّي ، رفتار بهتر در بارگذاري هاي متناوب باشد  و بتواند مقاومت خود را  در دماهاي بالا مثل دماي كوره حفظ كند و …..از اين قبيل.

 يكي از مشهورترين اين مصالح ، كامپوزيت هاي پليمري مي باشند . اوّلين باري كه كامپوزيت ها در بنا استفاده شد در زمان جنگ جهاني دوّم بود . در آن زمان بر روي ساختمان هايي كه بايد رادار نصب مي كردند ، استفاده  از سازه هاي فلزّي و يا حتّي بتن آرمه ، مشكل ايجاد مي كرد ، با مسلّح كردن بتن توسّط كامپوزيت هاي بتني  ، اين مشكل برطرف شد . همچنين در همان بحبوحه جنگ بعضي از قسمت هاي هواپيماهاي جنگي را از پلي استرهايي كه با رشته هاي شيشه تقويت شده بودند
مي ساختند .

در ساختمان هاي مسكوني از كامپوزيت هايي با فيبر شيشه اي يا پلي استر استفاده  مي شد . (‌ سازه كامپوزيتي GPR ) ، دو ساختمان  استثنايي با سازه كامپوزيتي ساخته شده است كه يكي سازه گنبدي شكل در بن غازي (‌ 1968 )‌ و ديگري سقف فرودگاه دبي ( 1972 )‌ است كه تأثير محسوسي بر استفاده  از اين نوع سازه ها داشته است .

اكثر اين سازه ها داراي سازه اصلي بتن مسلّح بود و براي ساخت پانل ها از GPR (Glass Polymer Reinforced )  بهره مي برد ، همانند سازه قوسي فضاكار زمين فوتبال شهر منچستر (‌1980 ) ، مهمّترين كاربردهاي GPR به قرار زير است :

1-    ساختمان  هايي كه تحت اثر خوردگي شديد هستند .

2-     سازه هاي پيشرفته رادارها .

3-    ساختمان  هايي كه كنترل كيفيّت آنها مهم است .

4-    ماهواره ها .

5-    آنتن هاي بزرگ .

مهمّ ترين دلايل افزايش استفاده  از كامپوزيت ( Composite )  :

1 – وزن كم   2- قابليّت ايجاد معماري هاي زيبا      3- مقاومت در برابر شرايط جوّي    4- خواصّ ضدّ خوردگي

5 – وجود سازه هايي كه در آنها نبايد از فلز استفاده  كرد .

امروزه بسياري از پل هاي بتن آرمه به دليل وجود كلر در آب دريا ، تخريب شده اند كه بتن پليمري اين نقيصه را ندارد و خورده نمي شود ، محصولات پليمري در حالت جامد بيشتر به صورت ميلگرد و شبكه مورد استفاده قرار مي گيرند .

انواع بتن هاي پليمري ( حالت غير جامد ) :

پيش از بيان انواع بتن هاي پليمري لازم است با فرآيند پليمريزاسيون بيشتر آشنا شويم :  

پليمريزه شدن : از اتّصال  واحد هاي مونومر به يكديگر ، رشته يا شبكه هاي مولكولي سطحي يا فضايي
 تشكيل مي شود كه داراي وزن مولكولي بالايي هستند و به آنها پلي مر مي گويند ، اين فرآيند را پليمريزه شدن مي گويند .

انواع بتن هاي پليمري بدين قرارند :

1-  بتن هاي باردار شده توسّط پليمر ( PIC ) : شامل بتن پورتلند پيش ريخته شده است كه توسّط يك سيستم مونومري باردار گرديده است (‌ آماده واكنش است )‌ و متعاقباً در محلّ ،  پليمريزه مي شود .

2-    بتن هاي پليمر – سيمان (PCC)  : شامل يك مونومر است كه به مخلوط آبي بتن تازه افزوده مي شود و متعاقباً در محلّ، پليمريزه مي شود .

3-  بتن هاي پليمري (PC) : شامل يك سيستم مخلوط از سنگريزه  ( Aggregate ) و پركننده  ( Filler )   در مونومر مي باشد كه متعاقباً در محلّ ، پليمريزه مي شود .

4-    بتن هاي پليمر – گوگرد  (PSC ) : شامل يك سيستم مخلوط از بتن هاي گوگردي است  كه توسّط پليمر ها اصلاح خواصّ پيدا كرده باشد .

نحوه توليد بتن پليمري (‌حالت غير جامد ) :

بتن هاي پليمري از 80 تا 95 درصد پركننده هاي معدني و گاهي آلي تشكيل شده اند و حدود 5 تا 20 درصد بايندر پليمري نيز

بتن را نگاه مي دارد ( بايندر  ( Binder )  به معناي پيوند دهنده يا متّصل كننده است و منظور همان محلول مونومر است كه پس از فرآيند پليمريزاسيون بتن را نگاه مي دارد ) ، خواصّ بتن هاي پليمري برتر از بتن هاي سيماني است .

با انتخاب : الف ) بايندر مناسب    ب) نوع و ميزان مناسب پركننده   ج ) به كار بردن افزودني هاي مناسب

مي توان طيف وسيعي از بتن هاي پليمري را با خواصّ فيزيكي ، مكانيكي ، ديناميكي ، الكتريكي ، حرارتي ، شيميايي ، تزئيني و … تهيّه كرد . در صورتيكه اين طيف وسيع براي بتن هاي سيماني وجود ندارد . از مجموعه موادّ رايج به عنوان بايندر پليمري سه نوع رايج ترند كه عبارتند از : 1 – اپوكسي ( Epoxy )    2- پلي استر    3 – پلي يورتان

از پركننده هاي رايج نيز دو نوع رايج ترند كه عبارتند از : 1 – سيليس (Silica)    2- كربنات كلسيم

بر اساس آزمايش هايي از نوع برزيلي ، نتايج زير حاصل شد :

1 – نمونه هاي بتن پليمري با بايندر اپوكسي و پلي استر ، استحكاك بالاتري دارند .

2- نمونه هاي  بتن پليمري با بايندر پلي يورتان ، ازدياد طول بسيار زيادي دارند . (  تعريف اپوكسي و …. در همين مقاله گفته خواهد شد . )

بايندر هاي پليمري 90% كلّ قيمت بتن را شامل مي شوند . با وجود اين ، قيمت بتن هاي پليمري ، بسيار كمتر از
پلاستيك هاست . انتخاب مناسب بايندر و پر كننده مناسب ، مي تواند سبب هر يك از حالات زير شود :

1 – بتن هايي با دي الكتريك بالا   2 – برعكس بتن هايي با هدايت الكتريكي بالا   3 – قطعاتي مناسب براي ايجاد خلاء و ..

 تغيير خواصّ بتن پليمري بر حسب تغيير پركننده ها :

پركننده ها از دو دسته تشكيل مي شوند : 1- جزء زبر ( دانه بندي درشت )   2- جزء نرم ( دانه بندي ريز )

پركننده هاي سبك وزن شامل  سه دسته سنگ هاي رسي سبك ، پرليت و سنگ پا  ( Pumice )  مي شوند و پر كننده هاي سنگين شامل 4 دسته قطير ، هماتيت ، ايلمنيت ، باريت مي شوند .

از اين موادّ براي توليد بتن هاي پليمري با وزن مخصوص بين 640 تا 5200 كيلوگرم بر متر مكعّب مي توان استفاده كرد . پركننده هاي بسيار نرم براي كاهش حجم خالي بتن به كار برده مي شود . مانند پودر سيليس ، كربنات كلسيم ، خاكستر ، كائولين . ميكا تالك ،‌تري هيدرات آلومينا ‌، سولفات كلسيم و سيمان پورتلند . پر كننده ها مي توانند سبك باشند مانند
دانه هاي شيشه اي سوراخ دار ، سراميك يا گلوله هاي پلاستيك .

با استفاده از پركننده هاي هادي مثل كربن يا پودرهاي فلزّي ، مي توان بتن را از نظر الكتريكي رساناتر كرد ، افزودني هايي مثل فيبرهاي شيشه اي ،‌آلي و فلزّي براي اصلاح استحكام ضربه اي ، خمشي و همچنين براي كاهش پديده انقباض ناشي از پخت به كار مي رود . عوامل تر كننده باعث كاهش سطحي زيرين مايع و سهولت ترشدگي سطوح پركننده مي شود . جهت تأمين رنگ و همچنين گاهي اوقات به منظور پايداري در مقابل نور از رنگدانه ها استفاده مي شود .

با افزودن لاتكس هاي  SBR  و اپوكسي به بتن معمولي به عنوان بتن سيمان پرتلند ، پلي مري استفاده شده است كه باعث بهبود خواصّ‌مهندسي و پايايي بتن مي شود و همچنين با افزودن رزين هاي پلي اسراسيترن و اپكسي به مصالح سنگي
به عنوان بتن پليمري كه در مورد رزين پلي اسراسيترن، خواصّ‌ مهندسي و پايايي بتن به طور چشمگيري بهبود مي يابد .

 

آشنايي با انواع بايندرها :‌

رزين  ( Resin )  : به مادّه آلي جامد يا نيمه جامد يا شبه جامدي گفته مي شود كه اغلب داراي وزن مولكولي نامشخّص امّا بالايي بوده و وقتي در معرض تنش قرار مي گيرد تمايل به جريان دارد .

اپوكسي : اپوكسي نوعي رزين است ، اين نوع رزين داراي قطعاتي گرم و نرم است كه با گرما آب مي شوند .

رزين هاي اپوكسي : نوع مايع آن از چسبندگي خوبي به الياف شيشه برخوردارند .

لاتكس : شير آب محتوي مونومر كه براي توليد پلي مر استفاده مي شود .  ( SBR )

خواصّ رزين هاي اپوكسي :

1- مقاومت در برابر خوردگي (Corrosion ) بسيار زياد .    2- زمان پخت كم .     3- زمان كم براي رسيدن به استحكام ساختماني .        4 –چسبندگي خيلي خوب به سطوح فلزّي .              5- مقاومت سايشي  ( Abrasion Resistance )   بالا.      6 – استحكام مكانيكي بالا .                                                              7 – مقاومت در برابر موادّ شيميايي مخرّب .

 8 – چروكيدگي ( Shrinkage )  كم در حين پخت .        9- عدم توليد محصولات فرّار جانبي در واكنش پخته شدن .

10 – حفظ خواصّ و سازگاري حرارتي با فولاد در محدوده دمايي 30 تا 70 درجه سانتيگراد .

رزين اپوكسي مايعي است  بي رنگ ، ‌متمايل به زرد ، فرّار و سمّي كه در دماي اتاق بخار مي شود .

روشي براي تقويّت بتن هاي معمولي :‌

در بتن هاي پليمري از تكنيك آغشته سازي بتن با پليمر استفاده  مي شود . در اين روش ، يك سيستم مونومري به داخل بتن سخت شده نفوذ مي كند و پس از پليمريزاسيون موجب انسداد مجاري و حفره هاي درون بدنه و اتّصال بيشتر اجزاء متشكّله و ارتقاي بسياري از خواصّ بتن خواهد شد . در اين روش از مونومر هاي متيل متا كريلات و استايرن استفاده مي شود . روش كار بدين ترتيب است كه نمونه هاي بتن را خشك و تميز نموده و سپس خنك مي كنيم . بعد بتن را با سيستم مونومري
آغشته مي كنيم و پس از انجام پليمريزاسيون كاتاليتي حرارتي ، بتن پليمري آماده است . اين بتن ، مقاومت فشاري و نفوذناپذيري اش افزايش پيدا كرده است .

مزاياي بتن هاي پليمري :

1 – استحكام    2- كرنش هاي فشاري ، خمشي ، كششي (‌چندين برابر )    3 – ميرايي    4 – عمر سرويس

5 – مقاومت سايش و ضربه اي            6 – مقاومت در برابر تغييرات جوّي    7- مقاومت در برابر عوامل شيميايي

8 – مقاومت در برابر عوامل مخرّب محيطي      9- مقاومت در برابر عوامل مخرّب صنعتي    10- جذب آب كمتر 

11 – افت كمتر خواص    12 – خواصّ فيزيكي و مكانيكي بهتر        13 -  داراي خواصّ تزئيني

 

خاصّيت بتن پليمري با بايندر اپوكسي و پلي استر

افزايش يا كاهش خاصّيّت نسبت به بتن سيماني

استحكام فشاري

پنج و سه دهم برابر افزايش مي يابد

استحكام كششي

پنج و هشت دهم برابر افزايش مي يابد

استحكام خمشي

چهار برابر افزايش مي يابد

كرنش فشاري

پنج و دو دهم برابر افزايش مي يابد

كرنش خمشي

ده ها برابر افزايش مي يابد

جذب آب

10 تا 60 برابر كاهش مي يابد

 

جدول بالا به خوبي مي تواند مزاياي بتن پليمري با بايندر اپوكسي و پليستر را نسبت به بتن سيماني نشان دهد ، علاوه بر اين بتن پليمري پلي يورتان داراي ازدياد طول منحصر بفردي است . بتن هاي پليمري در برابر شستشوي دائم مقاومند و فراورش و اجراي آساني دارند .

موارد مصرف بتن هاي پليمري :‌

1 – روكش پل ها و جادّه ها           2 – تعميركاريها          3- سازه ساختمان  هايي كه در معرض خوردگي هستند .

 4 – پوشش دهي كف ساختمان هاي صنعتي ، ورزشي و … (‌ مثلاً پلي يورتان با ازدياد طول منحصر به فرد ، براي پوشش كف هاي مقاوم در برابر سر خوردن مناسب است . )‌         5- توليد پانل هاي مصنوعي و تزئيني در فضاهاي مسكوني و اداري (‌ مثل سنگ مرمر مصنوعي ، انيكس پليمري ، گرانيت مصنوعي )‌         6- درزگير بتن ها   7- ساخت سازه هاي زيرزميني مثل فاضلاب هاي صنعتي (‌ مقاوم در برابر خوردگي )        8 – ساخت آبشخورهاي مورد نياز در دامداري ها (‌ در مقابل موادّ  آمونياكي  مقاوم و نسبت به محصولات سراميكي ارزان ترند .)      9 – ساخت مجسّمه ها ، گلدان هاي تزئيني و ساير اشكال آرشيتكتي مشابه سنگ       10 – ساخت مخازن نگهداري موادّ شيميايي           11 – سازه محيط هاي دريايي   

 12 – ساخت سازه هاي زير آب        13- ساخت سر ريز هاي سد       14 – ديواره آب بند سدها       15 – ديواره تونل ها       

16 – بازسازي و سرعت در تعمير (‌ براي سازه هاي بتني و مخصوصاً سازه هايي كه در شرايط خاص، مثلاً‌زير آب قرار دارند . ) بتن معمولي همواره با مشكل خوردگي توسّط عوامل اكسيدكننده گازي و مايع روبرو است  و دليل آن مقاومت كم در برابر عوامل خورنده شيميايي است . با جايگزيني كامل حامل آبي در بتن توسّط حامل پليمري ، تركيبي به دست مي آيد كه داراي مقاومتي بالا در برابر عوامل خورنده شيميايي ، بدون نياز به حفاظت هاي شيميايي است .

بتن پليمري زمان كمي براي پخت و جذب آب نياز داشته و نفوذپذيري كمي دارد . نحوه اختلاط اين نوع بتن و لوازم مورد نياز آن مانند بتن معمولي است و به سهولت قالب ريزي مي شود . مجموعه اين مزايا و آنچه قبلاً گفته شد سبب كاربردهاي گوناگون و روزافزون اين بتن ، عليرغم قيمت بالاي آن شده است . بايد در اينجا به استفاده خاصّ و اجباري از  بتن پليمري در شرايط غير متعارف اشاره كنيم ، مثلاً در جاهايي كه بتن در معرض موادً شيميايي قرار دارد و ممكن است پديده كاوتياسون 
رخ دهد يا در مكان هايي كه ممكن است بتن دائماً در معرض كلر باشد و …..

انواع پليمرهايي كه براي مصارف بالا استفاده مي شوند عبارتند از :

1- اپوكتيك ها     2- فورانها  ( Furan )     3 – اكرليك ها      4 – پليسترهاي غير اشباع     5- وينيل استرها

انتخاب پليمر مصرفي بر حسب مورد مصرف ( كارايي )‌ و قيمت آن انتخاب مي شود.

 

استفاده از بتن هاي پليمري در قطعات پيش ساخته و نماهاي ساختماني:‌

يكي از موارد استفاده  از بتن هاي پليمري ، توليد قطعات پيش ساخته و نماهاي ساختماني است كه البتّه اين قطعات ، معايب سنگ هاي طبيعي را  ندارند ، سنگ هاي طبيعي كه در صنعت ساختمان  مورد استفاده قرار مي گيرند اغلب داراي معايبي هستند كه بعضي از آنها اين چنين اند :‌

1 – سنگ هاي طبيعي چگالي بالايي دارند .        2-  در اثر عوامل جوّي و موادّ شيميايي تخريب پذيرند .

3 – نفوذ پذيري و جذب آب بالايي دارند .           4  –تهيّه آنها در ضخامت كم به دليل شكنندگي بالايي كه دارند
ممكن نيست   .          5 – حمل و نقل آنها سخت است .        6 – عايق صوت و حرارت نيستند .

بتن هاي پليمري چگالي پايين ، خواصّ فيزيكي و مكانيكي سطح بالا را دارا هستند  و امكان اعمال طرح هاي تزئيني متنوّع در آنها وجود دارد و جايگزيني مناسب براي سنگ هاي تزئيني و نماهاي خارجي رايج خواهند بود. (‌مرمر ، گرانيت انيكس و .. )

با انتخاب موادّ اوّليّه خاصّ براي توليد اين نوع بتن تزئيني و فراورش مناسب ، سنگ نماي مصنوعي سبكي توليد خواهد شد كه معايب سنگ هاي تزئيني طبيعي را نداشته و داراي خواصّ و برتري هاي ذيل مي باشد :

1 – چگالي 3/1 گرم بر سانتي متر مكعّب .       2 – درصد جذب آب 19% (‌يك شصتم بتن سبك و يك سي ام بتن معمولي )

3 – قدرت چسبندگي بيشتر بر روي بتن سيماني      4 – مقاومت در برابر ضربه  .       5 – سازگاري حرارتي بسيار خوب در محدوده دمايي  30 تا 70 درجه سانتيگراد     6 -  مقاومت بسيار عالي در برابر شرايط محيطي شيميايي  7 – استحكام فشاري ، خمشي و كششي بالاتر .   8 – تنوّع رنگ بسيار زياد .

نكته جالب اين است كه با وجود تمام محاسني كه ذكر شد  ، اين نوع توليدات ، قيمت كمتري نسبت به سنگ هاي طبيعي دارند .

كاربرد بتن هاي پليمري به عنوان صفحات ضدّ گلوله :

براي توليد صفحات ضدّ گلوله در صورتي كه وزن و حجم ، عوامل محدود كننده اي نباشند ، بتن سيماني در تهيّه و ساخت موانع ضدّ‌گلوله به كار مي رود . در صورتي كه به جاي سيمان از رزين پليمري ، به عنوان حامل در تركيب بتن استفاده شود ، مقاومت مكانيكي بتن افزايش چشمگيري مي يابد و‌ سرعت گيرش و پخت سازه مورد نظر به صورت محسوسي بالا مي رود .

در اين تركيب پليمري كه شامل 12 درصد رزين است ، 3 درصد تقويت كننده شامل پودر و لاستيك الياف كوتاه شيشه ،
ايجاد خواهد شد ، اين صفحه ضدّ گلوله ،‌ براي ساخت هدفي با حدّ اقل ضخامت 5 تا 6 سانتي متر به كار مي رود  و مي تواند گلوله اي با انرژي معادل 2400 ژول را مهار كند و كمترين خسارات را متحمّل شود .

كاربرد بتن هاي پليمري سبك در ساخت تابلوهاي ايمني راه  :

با توجّه به گسترش جادّه ها و ازدياد مسافرت ها ، نياز به علايم رانندگي هر روز بيش از پيش احساس مي شود . اين علايم عمودي و افقي هستند و نوع قائم آن از پايه و سر تابلو تشكيل شده است و عموماً از جنس فلز ساخته مي شود ؛
 با توجّه به اينكه مصرف اين تابلوها در كشور بسيار زياد است و فلزّ به كار رفته در آن ورقي و وارداتي و ارزبر است و از طرف ديگر منابع فراوان توليد بتن و سيمان در كشور وجود دارد ، مسئولين بر آن شدند تا از بتن سبك در توليد علائم ايمني شهري بهره برداري كنند . اين تابلو ها بايد به گونه اي باشند كه اوّلاً در برابر عوامل جوّي و يخبندان مقاوم باشند ، ثانياً‌ از
نظر اقتصادي ، مقرون به صرفه باشند و ثالثاً داراي سطحي صاف و بدون خلل و فرج باشند تا بتوان شبرنگ ها را بر روي آنها چسباند . از اين رو در حال حاضر به دستور سازمان مديريّت و برنامه ريزي ، محقّقين در حال تحقيق در زمينه استفاده از
بتن هاي پليمري براي توليد پايه و سر تابلوهايي هستند كه خاصيّت هاي مذكور را دارا باشند ، چنانچه بتوان به اين مهم
دست يافت ، حدود 30 الي 50 درصد كاهش هزينه نسبت به علايم فلزي خواهيم داشت .



+ نوشته شده در  جمعه پانزدهم اردیبهشت 1391ساعت 14:7  توسط حسین رحمت زاده  | 

آزمایش  تعیین درصد رطوبت    (Moisture Test)
الف ـ مقدمه
آزمایش تعیین درصد رطوبت احتمالاً رایج ترین و ساده‌ترین نوع آزمایش آزمایشگاهی مکانیک خاک است که می‌تواند بر روی خاکهای دست خورده یا دست نخورده انجام شود.
ب ـ مراحل آزمایش
1-به کمک یک ترازو، جرم یک ظرف خشک و تمیز (MC)را اندازه بگیرید.  ظرف محتوی نمونه، غالباً فلزی است.  شماره ظرف و جرم آن باید روی فرم اطلاعات ثبت شوند.
2-خاک مرطوب را داخل ظرف قرار دهید.  جدول 1 حداقل وزن لازم جهت انجام آزمایش تعیین درصد رطوبت را برحسب بعد بزرگترین دانه تشریح می‌نماید.


بعد بزرگترین دانه (mm)

شماره الک مربوطه

حداقل جرم نمونه خاک مرطوب (gr) برای دقتمحاسباتی

1/0 درصد

1 درصد

 

1/4

5/9

19

10

4

اینچ

اینچ

20

100

500

2500


 جدول 1: حداقل جرم لازم نمونه خاک برای آزمایش تعیین درصد رطوبت.

3-به کمک یک ترازو، جرم ظرف و خاک مرطوب (Mwc) را اندازه گیری نمایید.  سپس ظرف و خاک مرطوب را به مدت 12 تا 16 ساعت در آون ‌قرار دهید و با درجه حرارت 5±110 درجه سانتیگراد آنرا خشک کنید.  درجه حرارت 110 درجه سانتیگراد از آنجایی انتخاب شده است که کمی از نقطه جوش آب بالاتر است.  

 

4-ظرف و خاک را از آون خارج کنید و توسط یک ترازو، جرم ظرف و خاک خشک (Mdc) را اندازه بگیرید.  اکثر ترازوهای جدید نسبت به تغییرات حرارتی غیر حساس هستند، لذا ظرف و خاک خشک را می‌توان مستقیماً روی ترازو قرار داد.  چنانچه ترازوی مورد استفاده، به درجه حرارتحساس باشد قبل از قراردادن نمونه خاک در ترازو میتوان از یک دسیکاتور جهت رساندندمای خاک خشک به دمای اتاق استفاده نمود.

ج ـ محاسبات

درصد رطوبت (w ) خاک به عنوان جرم آب موجود در خاک (Mw) تقسیم بر جرم خشک (Ms) تعریفشده و بر حسب "درصد" بیان می‌شود:

که در آن

Mw= جرم آب موجود در خاک                      Ms= جرم خاک خشک

Mc= جرم ظرف خالی                               Mwc= جرم ظرف بعلاوه خاک مرطوب

Mdc= جرم ظرف بعلاوه خاک خشک

مقدار درصد رطوبت خاک غالباً‌ بر حسب نزدیکترین 1/0 یا 1 درصد بیان می‏شود.  درصد رطوبت خاک می‌تواند بین 0 تا 1200 درصد متغیر باشد.  درصد رطوبت صفر بیانگر یک خاک خشک است.  نمونه‌ای از یک خاک خشک، شن یا ماسه تمیز در شرایط آب و هوایی بسیار گرم است.  خاکهای آلی بیشترین درصد رطوبت را دارند.


د ـ اشتباهات معمول
بر اساس Rollings and Rollings (1996) اشتباهات معمول آزمایشگاهی در مورد آزمایش درصد رطوبت بشرح زیر است:
1-استفاده از ترازوی کالیبره نشده یا بد کالیبره شده.
2- از دست رفتن خاک بین توزین اولیه و ثانویه.
3- از دست رفتن رطوبت نمونه قبل از توزین اولیه.
4- اضافه شدن رطوبت به نمونه پس از خشک کردن و قبل از توزین ثانویه.
5- دمای نامناسب آون، نمونه خیلی کوچک یا وزن غلط ظرف.
6-خارج نمودن نمونه از آون قبل از دستیابی به وزن خشک ثابت.
7-توزین نمونه هنگامیکه هنوز داغ است (برای ترازوهای حساس به دما).

اشتباه معمول دیگر لبریز کردن آون با نمونه‌های خاک است.  در چنین شرایطی جریان هوا محدود شده و احتمال اینکه نمونه‌ها بطور کامل خشک نشوند وجود دارد.

 

ه ـ جامدات محلول
بسیاری از خاکها حاوی جامدات محلول می‌باشند.  برای مثال در مورد خاکهای واقع در کف اقیانوس، آب بین ذرات جامد خاک احتمالاً‌ دارای همان غلظت نمک آب دریا خواهد بود.  مثال دیگر وجود کاتیونهای متمایل به سطوح ذرات رسی می‌باشد.  بهنگام خشک کردن خاک، این کانیها و یونهای محلول، جزیی از جرم جامدات (MS) می‌شوند.  درمورد اغلب خاکها این اثر، حداقل تغییرات را در درصد رطوبت ایجاد می‏کند.


و ـ اثرات دما
چنانکه قبلاً ذکرگردید، دمای استاندارد جهت خشک نمودن خاک 110 درجه سانتیگراد می‌باشد.  شکل شماره 1، درصد رطوبت خاکها را در دماهای مختلف نشان می‌دهد.  داده‌های آزمایش حاصل از پنج آزمایش مختلف در شکل 3-3 نمایش داده شده و ذیلاً هر یک بطور جداگانه مورد بررسی قرار می‌گیرند.

1-ماسه اوتاوا : درصد رطوبت این خاک حدوداً 24 درصد است.
2-رس آبی بوستون : درصد رطوبت این خاک حدوداً 33 درصد است.  
3-رس لدا : درصد رطوبت این خاک بهنگام خشک نمودن در درجه حرارت درجه 110 سانتیگراد، 45 درصد می‌باشد و تحت حرارت 200 درجه سانتیگراد تا 46 درصد افزایش می‌یابد.  حساسیت این خاک تحت دمای آزمایش متجاوز از110 درجه سانتیگراد، به مقدار اندکی افزایش می‌یابد.
4-رس مکزیکوسیتی : درصد رطوبت این خاک به دمای آزمایش خیلی حساس می‌باشد.  برای مثال، در دمای110 درجه سانتیگراد، درصد رطوبت 345 درصد می‌باشد.  در حالیکه تحت دمای190 درجه سانتیگراد، درصد رطوبت 380 درصد می‌باشد.  (1944) Rutledge خاطر نشان می‌سازد که رس مکزیکوسیتی دارای ساختار متخلخلی از کانیهای رسی، میکروفسیل‌ها و دیاتوم‌ها می‌باشد.  دیاتومها اساساً پوسته‌های توخالی سیلیسی هستند که حاوی آب می‌باشند.  بنابراین در دماهای بالاتر آب بیشتری از درون دیاتوم‌ها و میکروفسیل‌ها خارج می‌شود که منجر به درصد رطوبت بالاتری می‌شود.  

خاک دیاتومه‌ای: درصد رطوبت این خاک نسبت به دمای آزمایش بسیار حساس می‌باشد.  برای مثال، تحت دمای110 درجه سانتیگراد، درصد رطوبت 620 درصد است درحالیکه در دمای 200 درجه سانتیگراد، درصد رطوبت 800 درصد می‌باشد.  خاکهای دیاتومه‌ای معمولاً‌ از پودر سیلیسی ریز و سفید که عمدتاً از دیاتوم‌ها و بقایای آنها بوجود آمده تشکیل گردیده‌اند.  چنانکه قبلاً ذکر گردید در دماهای بالاتر، آب بیشتری از درون دیاتوم‌ها خارج می‌شود که منجر به درصد رطوبت بالاتر می‌شود.
 

+ نوشته شده در  جمعه هشتم اردیبهشت 1391ساعت 22:13  توسط حسین رحمت زاده  | 

محاسن ومعایب اسکلت فلزی:

احداث ساختمان بمنظور رفع احتیاج انسانها صورت گرفته و مهندسین، معماران مسئولیت تهیه اشکال و اجراء مناسب بنا را برعهده دارند؛ محور اصلی مسئولیت عبارت است از:

الف ) ایمنی ب ) زیبائی ج) اقتصاد

با توجه به اینکه ساختمان های احداثی در کشور ما اکثرا" بصورت فلزی یا بتنی بوده و ساختمانهای بنایی غیر مسلح با محدودیت خاص طبق آئین نامه 2800 زلزله ایران ساخته میشود، آشنایی با مزایا و معایب ساختمانها می تواند درتصمیم گیری مالکین ، مهندسین نقش اساسی داشته باشد.

مزایای ساختمان فلزی:

 مقاومت زیاد: مقاومت قطعات فلزی زیاد بوده و نسبت مقاومت به وزن از مصالح بتن بزرگتر است ، به این علت در دهانه های بزرگ سوله ها و ساختمان های مرتفع ، ساختمانهائی که برزمینهای سست قرارمیگیرند ، حائز اهمیت فراوان میباشد .

 خواص یکنواخت : فلز در کارخانجات بزرگ تحت نظارت دقیق تهیه میشود ، یکنواخت بودن خواص آن میتوان اطمینان کرد و خواص آن بر خلاف بتن با عوامل خارجی تحت تاثیر قرار نمی گیرد ، اطمینان در یکنواختی خواص مصالح در انتخاب ضریب اطمینان کوچک مؤثر است که خود صرفه جو یی در مصرف مصالح را باعث میشود .

 دوام : دوام فولاد بسیار خوب است ، ساختمانهای فلزی که در نگهداری آنها دقت گردد . برای مدت طولانی قابل بهره برداری خواهند بود - خواص ارتجاعی : خواص مفروض ارتجاعی فولاد با تقریبی بسیار خوبی مصداق عملی دارد . فولاد تا تنشهای بزرگی از قانون هوک بخوبی پیروی مینماید . مثلآ ممان اینرسی یک مقطع فولادی را میتوان با اطمینان در محاسبه وارد نمود . حال اینکه در مورد مقطع بتنی ارقام مربوطه چندان معین و قابل اطمینان نمی باشد .

 شکل پذیری : از خاصیت مثبت مصالح فلزی شکل پذیری ان است که قادرند تمرکز تنش را که در واقع علت شروع خرابی است ونیروی دینامیکی و ضربه ای را تحمل نماید ،در حالیکه مصالح بتن ترد و شکننده در مقابل این نیروها فوق العاده ضعیف اند. یکی از عواملی که در هنگام خرابی ،عضو خود خبر داده و ازخرابی ناگهانی وخطرات ان جلوگیری میکند.

 پیوستگی مصالح : قطعات فلزی با توجه به مواد متشکه آن پیوسته و همگن می باشد و ولی در قطعات بتنی صدمات وارده در هر زلزله به پوشش بتنی روی سلاح میلگرد وارد میگردد ، ترکهائی که در پوشش بتن پدید می آید ، قابل کنترل نبوده و احتمالا" ساختمان در پس لرزه یا زلزله بعدی ضعف بیشتر داشته و تخریب شود .

مقاومت متعادل مصالح،مقاومت : مصالح فلزی در کشش و فشار یکسان ودر برش نیز خوب و نزدیک به کشش وفشار است .در تغییر وضع بارها، نیروی وارده فشاری ، کششی قابل تعویض بوده و همچنین مقاطعی که در بار گذاری عادی تنش برشی در انها کوچک است ، در بارهای پیش بینی شده ،تحت اثر پیچش و در نتیجه برش ناشی از ان قرار میگیرند. در ساختمانهای بتنی مسلح مقاومت بتن در فشار خوب ، ولی در کشش و یا برش کم است. پس در صورتی که مناطقی احتمالآتحت نیروی کششی قرار گرفته و مسلح نشده باشد تولید ترک و خرابی مینماید.

 انفجار : در ساختمانهای بارهای وارده توسط اسکلت ساختمان تحمل شده ، از قطعات پرکننده مانند تیغه ها و دیواره ها استفاده نمی شود . نیروی تخریبی انفجار سطوح حائل را از اسکلت جدا می کند و انرژی مخرب آشکار میشود ، ولی ساختمان کلا" ویران نخواهد گردید . در ساختمانهایی بتن مسلح خرابی دیوارها باعث ویرانی ساختمان خواهد شد .


 تقویت پذیری و امکان مقاوم سازی : اعضاء ضعیف ساختمان فلزی را در اثر محاسبات اشتباه ، تغییر مقررات و ضوابط ، اجراء و .... میتوان با جوش یا پرچ یا پیچ کردن قطعات جدید ، تقویت نمود و یا قسمت یا دهانه هائی اضافه کرد .

 شرایط آسان ساخت و نصب : تهیه قطعات فلزی در کارخانجات و نصب آن در موقعیت ، شرایط جوی متفاوت با تهمیدات لازم قابل اجراء است .

 سرعت نصب : سرعت نصب قطعات فلزی نسبت به اجراء قطعات بتنی مدت زمان کمتری می طلبد .

 پرت مصالح : با توجه به تهیه قطعات از کارخانجات ، پرت مصالح نسبت به تهیه و بکارگیری بتن کمتر است .

 وزن کم : ‌میانگین وزن ساختمان فولادی را می توان بین 245 تا 390 کیلوگرم بر مترمربع و یا بین 80 تا 128 کیلوگرم بر مترمکعب تخکین زد ، درحالی که در ساختمانهای بتن مسلح این ارقام به ترتیب بین 480 تا 780 کیلوگرم برمترمربع یا 160 تا 250 کیلوگرم برمترمکعب می باشد .

 اشغال فضا :‌ در دو ساختمان مساوی از نظر ارتفاع و ابعاد ، ستون و تیرهای ساختمانهای فلزی از نظر ابعاد کوچکتر از ساختمانهای بتنی میباشد ، سطح اشغال یا فضا مرده در ساختمانهای بتنی بیشتر ایجاد میشود .

 ضریب نیروی لرزه ای : حرکت زمین در اثر زلزله موجب اعمال نیروهای درونی در اجزاء ساختمان میشود ، بعبارت دیگر ساختمان برروی زمینی که بصورت تصادفی و غیر همگن در حال ارتعاش است ، بایستی ایستایی داشته و ارتعاش زمین را تحمل کند . در قابهای بتن مسلح که وزن بیشتر دارد ، ضریب نیروی لرزه ای بیشتر از قابهای فلزی است . تجربه نشان میدهد که خسارت وارده برساختمانهای کوتاه و صلب که در زمینهای محکم ساخته شده اند ، زیاد است . درحالیکه در ساختمانهای بلند و انعطاف پذیر ، آنهائی که در زمینهائی نرم ساخته شده اند ، صدمات بیشتری از زلزله دیده اند . بعبارت دیگر در زمینهای نرم که پریود ارتعاش زمین نسبتا" بزرگ است ، ساختمان های کوتاه نتایج بهتری داده اند و برعکس در زمینهای سفت با پریود کوچک ، ساختمان بلند احتمال خرابی کمتر دارند.

عکس العمل ساختمانها در مقابل حرکت زلزله بستگی به مشخصات خود ساختمان از نظر صلبیت و یا انعطاف پذیری آن دارد و مهمترین مشخصه ساختمان در رفتار آن در مقابل زلزله ، پریود طبیعی ارتعاش ساختمان است.

معایب ساختمانهای فلزی:

 ضعف در دمای زیاد : مقاومت ساختمان فلزی با افزایش دما نقصان می یابد . اگر دکای اسکلت فلزی از 500 تا 600 درجه سانتی گراد برسد ، تعادل ساختمان به خطر می افتد .

 خوردگی و فساد فلز در مقابل عوامل خارجی : قطعات مصرفی در ساختمان فلزی در مقابل عوامل جوی خورده شده و از ابعاد آن کاسته میشود و مخارج نگهداری و محافظت زیاد است .

 تمایل قطعات فشاری به کمانش : با توجه به اینکه قطعات فلزی زیاد و ابعاد مصرفی معمولا" کوچک است ، تمایل به کمانش در این قطعات یک نقطه ضعف بحساب می رسد .

 جوش نامناسب : در ساختمانهای فلزی اتصال قطعات به همدیگر با جوش ، پرچ ، پیچ صورت میگیرد . استفاده از پیچ و مهره وتهیه ، ساخت قطعات در کارخانجات اقتصادی ترین ، فنی ترین کار می باشد که در کشور ما برای ساختمانهای متداول چنین امکاناتی مهیا نیست . اتصال با جوش بعلت عدم مهارت جوشکاران ، استفاده از ماشین آلات قدیمی ، عدم کنترل دقیق توسط مهندسین ناظر ، گران بودن هزینه آزمایش جوش و ...... برزگترین ضعف میباشد.

تجربه ثابت کرده است که سوله های ساخته شده در کارخانجات درصورت رعایت مشخصات فنی و استاندارد ، این عیب را نداشته و دارای مقاومت سازه ایی بهتر در برابر بارهای وارده و نیروی زلزله است.

منابع:

1- بتن و بتن فولادی ، دکتر شمس الدین مجابی

2- رفتار و طرح لرزه ای ساختمانهای بتن مسلح و فلزی ، عباس تسنیمی

3- طرح و محاسبات ایستائی – آرگ مگردیچیان

4- آئین نامه 2800 و بتن ایران

۵-مهندس شاپور طاحونی
+ نوشته شده در  جمعه هشتم اردیبهشت 1391ساعت 22:11  توسط حسین رحمت زاده  | 

مسأله خوردگی فولاد در بتن از معضلات عمده کشورهای مختلف جهان است. این مسأله حتی در کشورهای پیشرفته همچون آمریکا، کانادا، ژاپن و بعضی کشورهای اروپایی هزینه های زیادی را برای تعمیر آنها به دنبال داشته است. به عنوان مثال درگزارش های بررسی پل ها در امریکا حدود 140،000 پل مسأله داشته اند. این مسأله در کشورهای در حال توسعه و در کشورهای حاشیه خلیج فارس بسیار شدیدتر بوده و سازه های بتنی زیادی در زمانی نه چندان طولانی دچار خوردگی و خرابی گشته اند. بررسی ها در این مناطق نشان می دهد که اگر مصالح مناسب انتخاب گردد، بتن با مشخصات فنی ویژه این مناطق طرح گردد، در اجرای بتن از افراد کاردان استفاده شود و سرانجام اگر عمل آوری کافی ومناسب اعمال شود، بسیاری از مسائل بتن بر طرف خواهد گشت. به هرحال برای پیشگیری در سال های اخیر روش ها و موادی توصیه و به کار گرفته شده است که تا حدی جوابگوی مسأله بوده است.

استفاده از آرماتورهای ضدزنگ و نیز آرماتورهای با الیاف پلاستیكی frp یكی از این روش ها است که به علت گرانی آن هنوز کاملا توسعه نیافته است. به علاوه عملکرد دراز مدت این مواد باید پس از تحقیقات روشن گردد.

از روش های دیگر کاربرد حفاظت کاتدیک در بتن می باشد با استفاده از جریان معکوس با آند قربانی شونده می توان محافظت خوبی برای آرماتورها ایجاد نمود. این روش نیاز به مراقبت دائم دارد و نسبتا پرخرج است ولی روش مطمئنی می باشد.

برای محافظت آمارتور در مقابل خوردگی، چند سالی است که از آرماتور با پوشش اپوکسی استفاده می شود. تاریخچه مصرف این آرماتورها بویژه در محیط های خورنده نشان می دهد که در بعضی موارد این روش موفق و در پاره ای نا موفق بوده است. به هرحال اگر پوشش سالم بکار گرفته شود با این روش می توان حدود 10 تا 15 سال خوردگی را عقب انداخت.

استفاده از ممانعت کننده ها و بازدارنده های خوردگی بتن نیز به دو دهه اخیر برمی گردد. مصرف بعضی از این مواد همچون نیترات کلسیم و نیترات سدیم جنبه تجارتی یافته است. به هر حال عملکرد این مواد در تاخیر انداختن خوردگی در تحقیقات آزمایشگاهی و نیز در محیط های واقعی مناسب بوده است. بازدارنده های دیگری از نوع آندی و کاتدی مورد آزمایش قرار گرفته اند ولی دلیل گرانی زیاد هنوز کاربرد صنعتی پیدا نکرده اند.

برای محافظت بیشتر آرماتور و کم کردن نفوذپذیری پوشش های مختلف سطحی نیز روی بتن آزمایش و به کار گرفته شده است. این پوشش ها که اغلب پایه سیمانی و یا رزینی دارند با دقت روی سطح بتن اعمال می گردند. عملکرد دوام این پوشش به شرایط محیطی وابسته بوده و در بعضی محیط ها عمر کوتاهی داشته و نیاز به تجدید پوشش بوده است. روی هم رفته پوشش های با پایه سیمانی هم ارزانتر بوده و هم به علت سازگاری با بتن پایه پیوستگی و دوام بهتری در محیط های خورنده و گرم نشان می دهند.

با پیشرفت روزافزون انقلاب تکنولوژیک به ویژه در تولید بتن های خاص برای مناطق و شرایط خاص می توان از این بتن ها در ساخت وسازهای آینده استفاده نمود. دانش استفاده صحیح از مصالح، اجرای مناسب و عمل آوری کافی می تواند به دوام بتن ها در مناطق خاص بیفزاید. تحقیفات گسترده و دامنه داری برای بررسی دوام بتن های خاص در شرایط ویژه و در دراز مدت بایستی برنامه ریزی و به صورت جهانی به اجرا گذاشته شود.




+ نوشته شده در  جمعه هشتم اردیبهشت 1391ساعت 22:8  توسط حسین رحمت زاده  | 

 
مقدمه
طراحی شمع ها هم جنبه های هنری دارد و هم جنبه های علمی. هنر طراحی در انتخاب مناسب ترین نوع شمع و روش نصب آن با توجه به شرایط بارگذاری و ساختگاهی است. جنبه های علمی طراحی شمع به پیش بینی و تخمین درست عملکرد شمع مستقر در خاک در حین نصب و بار گذاری دوران بهره برداری کمک می کند. این عملکرد بطور مؤثر بستگی به روش نصب شمع بستگی داشته و به تنهایی نمی تواند توسط خصوصیات فیزیکی شمع و مشخصات خاک دست نخورده پیش بینی شود. دانستن انواع شمع ها و روش های ساخت و نصب شالوده های شمعی مستلزم فهم علمی رفتار آنهاست.

2-2-  راهکارهای عملی طراحی شمع ها

1-        اطلاعات لازم و مکفی از شرایط ژئوتکنیکی محل

2-        شناخت دقیق نیروها و لنگرهای وارده از روسازه از نظر نوع، مقدار و جهت و اولویت بندی آنها

3-        شناخت عوامل محیطی از نظر آثار کوتاه مدت و دراز مدت بر مصالح شمع

4-        شناخت وضعیت پیرامون پروژه برای تصمیم گیری در مورد شیوه اجرای شمع

5-        انتخاب نوع شمع

6-        بررسی امکان پذیری ساخت وتولید شمع برای پروژه و محدودیت های ابعادی

7-        برگزیدن روش نصب شامل کوبشی، چکش زدن، در جا ریختن و ...

8-        تعیین عمق مدفون شمع با توجه به شرایط خاک، بارهای موجود و امکانات اجرایی

9-        آرایش شمع های گروهی و تعیین نحوه عملکرد گروه و توجه به نکات مؤثر در طراحی از جمله  تداخل شمع، ضریب کارایی، ...

10-      تعیین توان کاربری شمع (تکی یا گروهی) با استفاده از تحلیل های معتبر استاتیکی

11-      تعیین توان باربری شمع با استفاده از آزمایشات درجا یا آزمایشات دینامیکی و تدقیق توان باربری

12-      دخالت دادن عوامل مؤثر پیرامونی برتوان باربری بدست آمده

13-      کنترل و ارزیابی نشست سیستم شالوده

14-      طراحی سازه ای شمع و کلاهک سه شمع

15-     انجام آزمایشات عملی بار گذاری استاتیکی یا دینامیکی(در صورت لزوم و صلاحدید) به منظور اطمینان از صحت اجرا و عدم آسیب دیدگی شمع ها در حین اجرا

16-     تعیین ضریب اطمینان

 

3-2-  انواع پی های عمیق از نظر اجرایی

چنانکه گفته شد بر اساس استاندارد  BS 8004  بریتانیا شمع ها به سه دسته طبقه می شوند:

الف- «شمع های با تغییر مکان بزرگ» که هنگام نصب و رانش درون زمین، تغییر مکان زیادی در خاک ایجاد می کنند. این شمع ها معمولاً دارای مقاطع توپر و یا تو خالی ته بسته می باشند که با شیوه کوبشی یا جک زدن به درون خاک رانده می شوند. شمع های کوبیدنی با تغییر مکان های بزرگ شامل موارد زیر هستند:

-           چوبی با مقاطع دایره ای یا مربعی، یکسره یا با اتصالات وصل شده

-           بتنی پیش ساخته شده با مقاطع تو پر یا توخالی

-           پیش تنیده با مقاطع تو پر یا توخالی

-           لوله فولادی ته بسته

-           جعبه ای فولادی ته بسته

-           لوله ای باریک شونده

-           لوله ای فولادی ته بسته و رانده شده با جک

-           استوانه ای بتنی توپر، پیش ساخته و قطور رانده شده با جک

 

ب- شمع های «کوبیدنی- ریختنی با تغییر مکان های بزرگ» نیز موارد زیر را شامل می شوند:

-          لوله های فولادی کوبیده شده و بعد از بتن ریزی یا بتدریج بیرون کشیده می شوند.

-          پوسته های بتنی پیش ساخته که با بتن پر می شوند.

-          پوسته های فولادی جدار نازک که داخل خاک کوبیده شده سپس با بتن پر می شوند.

 

پ- «شمع های با جابجایی کم»

اینگونه شمع ها نیز بصورت کوبشی یا با جک درون زمین نصب می شوند و لیکن دارای سطح مقطع نسبتاً کوچکی هستند. مثالهایی از این نوع عبارتند از مقاطع فولادی H  یا  I  شکل، لوله ها یا جعبه های فولادی ته باز که در حین نصب، خاک وارد قسمت های حفره ای مقطع می شود. اگر در حین کوبش این شمع ها درون زمین، توده خاک در حوالی نوک شمع تشکیل و قفل شود بطوریکه مانع نفوذ ستون خاک به درون حفرات مقطع شود شمع از نوع با جابجایی زیاد محسوب می شود.

«شمع های با جابجایی کم» شامل انواع زیر هستند:

-          بتنی پیش ساخته با مقاطع لوله ای ته باز کوبشی با ضربه
-          بتنی پیش تنیده با مقاطع لوله ای ته باز کوبشی با ضربه
-          مقاطع فولادی H  شکل
-          مقاطع فلزی لوله ای ته باز کوبشی که در صورت ضرورت خاک وارد شده درون لوله تخلیه می  شوند.

 

ت- «شمع های بدون جابجایی» یا «شمع های جایگزینی»

برای نصب این نوع شمع ها نخست حفره محل شمع با روش های حفاری مناسب حفاری شده و درون آن بتن ریزی می شود. بتن ممکن است درون غلاف ریخته شود و یا بدون غلاف بتن ریزی انجام شود. غلاف ممکن ست با پیشرفت بتن ریزی بیرون کشیده شود. در بعضی موارد ممکن است شمع های آماده چوبی، بتنی یا فولادی درون حفره قرار داده شود.

«شمع های بدون جابجایی» یا «شمع های جایگزینی» شامل انواع زیر می شوند:

-        حفر چاهک توسط روشهای متد دورانی، چنگک، بالابر هوایی و پر کردن آن بتن(در جاریز)

-        حفر چاهک با روشهای فوق و قرار دادن لوله و پر کردن آن با بتن در صورت لزوم

-        حفر چاهک و قرار دادن قطعات پیش ساخته بتنی درون آن

-        تزریق ملات سیمان یا بتن درون چاهک

-        مقاطع فولادی قرار داده شده درون چاهک

-        حفر چاهک و قرار دادن لوله فولادی بطور همزمان

 

2-3-  سیستم های مورد استفاده در نصب شمع

2-3-1-در شیوه استفاده از سقوط چکش برای نصب، شمع در حین فرو رفتن درون زمین در اثر ضربات چکش، به کمک دستگاه در حالت قائم نگه داشته می شود. اپراتور می تواند به کمک سیستم هیدرولیکی یا کابلی ابزار هدایت کننده را در راستای مورد نظر حرکت دهد. در این شیوه نصب، انتخاب مناسب چکش شمع کوب در عملیات نقش تعیین کننده ایدارد. تعداد ضربات چکش های معمولی که از ارتفاع رها شده و به سر شمع ضربه می زنند، تقریباً  3  تا  12  ضربه در دقیقه است. امروز غالباًاین چکش ها برای نصب سپرها و نیز برای نصب شمع در خاک های رسی خیلی نرم استفاده می شوند.

چکش های هیدرولیکی نوعی دیگر هستند که همراه سایر ملحقات کوبش بصورت گروهی عمل می کنند.

این چکش ها از چکش های پرتابی کمی سنگین ترند ولی ارتفاع پرتاب بسیار کمتری دارند و انرژی کمتری به سر شمع وارد می کنند. چکش های پنوماتیک بعداً استفاده شده و امروزه چکش های هیدرولیکی به وفور مورد استفاده قرار می گیرند. چکش های عمل کننده با سیستم بخار، فشار هوا(پنوماتیک) و یا چکش های هیدرولیکی بصورت یک طرفه عملکنند(single acting) یا دو طرفه عمل کننده(double acting) وجود دارند. چکش های عمل کننده با سیستم بخار و پنوماتیک در شرایط ساختگاهی نرم آهسته تر کار می کنند و با افزایش مقاومت زمین سرعتشان بیشتر می شود. چکش های هیدرولیکی بر عکس عمل می کنند. چکش های دیزلی بیشترین راندمان را در شرایط ساختگاهی سخت دارند و در خاک های نرم به سختی کار می کنند. معمولاًدر اوایل شمع کوبی این شرایط پیش می آید. اگر ساختگاه مناسب باشد ضربات این چکش ها زیاد است. این چکش ها باعث آلودگی هوا می شوند.

چکش های ارتعاشی به کمک جرم های دوار با خروج از مرکزیت کار می کنند و ضربات قائم بر سر شمع وارد می کنند. فرکانس این چکش ها تا  150  هرتز هم می رسد و می توان فرکانس کارکرد آن را با فرکانس طبیعی شمع ها همسان کرد. این چکش ها برای نصب شمع در خاک های ماسه ای بسیار مناسب بوده و ارتعاشات و سر و صدای کمتری نسبت به چکش های معمولی ایجاد می کنند. در خاک های رسی و یا محتوی قطعات سنگ مؤثر نیست.

 

2-3-2-شمع های نصب شونده درون حفره خود(Drilled shaft=DS)

تفاوت اساسی بین شمع ها و شافت های نصب شونده درون حفره ایجاد شده آنست که شمع ها عناصر پیش ساخته ای هستند که درون زمین کوبیده می شوند در حالیکه این شافت ها با شیوه نصب در محل اجرا می شوند مراحل اجرای این شافت ها عبارتند از:

-     حفاری محل نصب و ایجاد حفره درون زمین تا عمق مورد نظر برای قرار گیری شافت

-     پر کردن انتهای حفره با بتن

-     قرار دادن قفسه میلگرد درون حفره

-     بتن ریزی حفره

 

مهندسین و پیمانکاران ممکن است برای این نوع شالوده های عمیق اصطلاحات دیگری استفاده کنند از جمله:

-            پایه (Pier)

-            پایه با حفره از قبل ایجاد شده (Bored Pile)

-            شمع در جا ریخته شده (Cast-in-Place Pile)

-            صندوقه (Caisson)

-            صندوقه با حفره از قبل حفاری شده (Drilled Caisson)

-            شالوده در جاریز درون حفره از قبل حفاری شده (Cast-in-drilled-hole foundation)

 

سایر نکات لازم در خصوص شالوده های DS  عبارتند از:

-     استفاده از غلاف گذاری یا گل حفاری برای جلوگیری از ریزش ماسه های تمیز زیرتر از آب زیر زمینی که باعث گسترش حفرات در جهات جانبی می شود.

-     استفاده از غلاف گذاری یا گل حفاری برای رس های نرم، سیلت ها یا خاک های آلی به منظور جلوگیری از حرکت اینگونه خاکها به درون چاهک در هنگام حفاری

-     استفاده از کف پهن تر از تند شالوده برای افزایش باربری فشاری نوک به ویژه در خاک های مقاوم یا سنگ و همچنین افزایش توان باربری شالوده در کشش، لیکن باید به خطرات احتمالی برای عوامل اجرایی توجه داشت.

-         اسلامپ بتن برای جلوگیری مناسب درون حفره  100  تا  200  میلیمتر بسته به قطر شافت و استفاده از گل حفاری

-         امکان استفاده از سیمان متورم شونده به منظور افزایش اصطکاک جداری شالوده در تماس با خاک

 

3-3-2-کیسون ها (Caissons)

این شالوده ها از جعبه تو خالی تشکیل شده که به تراز دلخواه در عمق رسانده و با بتن پر می کنند. این نوع پی ها در پایه های پل زیر تر از آب رودخانه ها و دریاها قرار می گیرند. این شالوده ها می توانند با شناور شدن به محل نصب انتقال داده شده و نصب شوند. کیسون های درب باز از سمت فوقانی خود باز هستند و در انتها نوک تیز هستند تا به سهولت به درون خاک نفوذ پیدا کنند. گاهی اوقات قبل از ورود شالوده به محل لایروبی صورت می گیرد که این شیوه اقتصادی تر از حفاری از درون کیسون است. با اتکای شالوده بر روی بستر، خاک درون آن حفاری و آب نیز پمپ می شود. این عملیات تا نفوذ کیسون به عمق مطلوب ادامه می یابد.

 

4-3-2-شالوده های پوسته ای کوبشی و پر شده با بتن

با ترکیب خصوصیات و عملکرد شمع های کوبشی و شافت های حفاری شده(DS) می توان شالوده های پوسته را معرفی کرد که نخست پوسته با چکش به عمق مورد نظر رانده می شود و قفسه میلگرد درون آن گذاشته شده و متعاقباً با بتن پر می شود. مزایای این روش:

-       ایجاد سطح صاف برای بتن شالوده توسط لوله

-       جابجایی ایجاد شده توسط سطح کنگره ای پوسته باعث افزایش اصطکاک جداری شالوده می شود.

-       ابزار نصب به سهولت باز و بسته می شوند و دارای قابلیت نقل و انتقال خوبی است.

 

لیکن باید توجه داشت که:

-            هزینه ها مانند شمع کوبی زیاد است

-            قطعات شالوده قابل اتصال نیستند لذا محدودیت طول با ارتفاع شمع کوب متناسب است.

 

2-4-آسیب پذیری شمع ها در حین نصب

همه شمع ها هنگام نصب در معرض خطر هستند به ویژه در زمینهای خیلی سخت یا زمینهایی که سنگلاخی باشند. یک روش برای کاهش خطرات و افزایش بازده پی سازی، استفاده از پیش حفاری، استفاده از جت آب و سوراخکاری یا ابزار سخت است.

در روش پیش حفاری، حفره ای قائم با قطر کوچکتر از قطر شمع درون خاک ایجاد می گردد. با این شیوه اتصال شمع-خاک تأمین می شود و بالا زدگی خاک در سطح زمین و جابجایی خاک در جهات افقی کاهش می یابد. در روش جت آبی فشار آب از طریق روزنه انتهای لوله که در حوالی ته شمع قرار گرفته است باعث سست شدن خاک می گردد و باعث نفوذ بیشتر شمع می گردد. این شیوه در خاکهای ماسه ای و شنی مناسب و در خاکهای رسی غیر مؤثر است. غالباً از این شیوه برای رد کردن شمع از درون لایه ماسه ای و رساندن به لایه مقاوم و باربر زیرین استفاده می شود. در شیوه ای دیگر با رانش ابزارهای آهنی و حفاری خاک، شمع به درون حفره ایجاد شده رانده می شود. این شیوه زیاد معمول نیست و فقط در لایه های نازک سنگ های مستحکم استفاده می شود.

 

+ نوشته شده در  جمعه هشتم اردیبهشت 1391ساعت 22:3  توسط حسین رحمت زاده  | 

   ساختمان  بتني ساختماني است كه  براي اسكلت اصلي آن  از  بتن آرمه(سيمان ، شن، ماسه و فولاد  به صورت ميلگرد  ساده  و يا آجدار) استفاده  شده باشد. در ساختمانهاي بتني سقفها به وسيله تاوه(دال)هاي بتني پوشيده مي‎شود،‌ و يا ازسقفهاي تيرچه  و بلوك و  يا  ساير سقفهاي پيش ساخته استفاده مي‎گردد.

 ساختمانهاي فلزي

 دراين نوع ساختمان‎ها براي ساختن ستون‎ها  و  پل‎ها  از پروفيل‎هاي  فولادي استفاده مي‎شود.

                    

بازديد زمين و ريشه كني

 قبل از  شروع  هر نوع  عمليات ساختماني بايد  زمين محل ساختمان  بازديد  شده و وضعيت و فاصله آن نسبت به خيابانهاي و جاده‌هاي اطراف مورد بازرسي قرار گرفته و همجنين پستي و بلندي زمين با توجه به نقشه ساختمان مورد بازديد قرارگيرد.

درصورتي كه ساختمان بزرگ  باشد پستي و بلندي و ساير عوارض زمين مي‎بايد به  وسيله مهندسين  نقشه بردار تعيين گردد و همچنين بايد محل چاه‎هاي فاضلاب و چاه آبهاي قديمي  و مسير قنات‎هاي قديمي كه ممكن است در هر زميني موجود  باشد تعيين شده و محل آن  نسبت به پي‌سازي مشخص گردد  و در صورت لزوم  مي‎بايد اين چاه‎ها  با  بتن  و يا  شفته پر شود و بعد بايد محل احداث ساختمان نسبت به زمين تعيين شده و آنگاه نسبت به ريشه‎كني آن محل اقدام شود  و خاكهاي اضافي به بيرون حمل گردد و بالاخره بايد شكل هندسي زمين و زواياي آن كاملاً معلوم شده  و  با نقشه ساختمان مطابقت داده شود.

پياده كردن نقشه

گودبرداري

 بعد از پياده كردن نقشه و كنترل آن در صورت لزوم اقدام  به گودبرداري مي‎نمايد.گودبرداري براي آن قسمت  از ساختمان انجام مي‎شود كه درطبقات پايين ‎تر از كف طبيعي زمين ساخته مي‎شود، مانند موتورخانه‎ها و انبارها و پاركينگ‎ها وغيره.

پي كني

 ابعاد پي

عرض و طول و عمق پي‎ها كاملاً بستگي به وزن ساختمان و قدرت تحمل خاك  محل ساختمان دارد. در ساختمانهاي بزرگ قبل ازشروع كار به وسيله آزمايشات مكانيك خاك قدرت مجاز تحملي زمين را تعيين نموده  و از  روي آن مهندس محاسب ابعاد پي را تعيين مي‎نمايد. ولي درساختمانهاي كوچك كه آزمايشات مكانيك خاك دردسترس نيست  بايد از مقاومت زمين درمقابل بار ساختمان مطمئن شويم. اغلب مواقع قدرت مجاز تحملي زمين براي ساختمانهاي كوچك  با مشاهده خاك پي  و ديدن طبقات آن و طرز قرارگرفتن دانه‎ها به روي هم ديگر و يا با ضربه‎زدن به وسيله كلنگ به محل پي قابل تشخيص مي‎باشد. گاهي اوقات نيز براي بدست آوردن اطمينان بيشتر مي‎توان اقدام به آزمايشات  ساده  محلي  نمود.

 انواع پي‎ها

 پي‎هاي نقطه‎اي  و پي‎هاي نواري  و پي هاي عمومي

 پي‎هاي عمومي

به اين گونه پي‎ها  كه راديه ژنرال هم مي‎گويند  از بتن مسلح ساخته مي‎شود  و داراي محاسبات فني مفصل بوده و بايد با دقت اجرا شود براي ساختمانهايي كه داراي وزن فوق‎العاده  زياد  بوده  و يا ساختمانهايي كه در زمينهاي سست ساخته مي‎شود  اين گونه پي‎ها ايجاد  مي‎گردد. براي ساختن پي‎هاي سراسري بايد صفحه‎اي از بتن به طول و عرض تمام زير بناي ساختمان به ضخامت محاسبه شده حداقل درحدود 80 تا 100 سانتيمتر ريخته شود ميلگردهاي اين صفحه بتني طبق محاسبه بدست مي‎آيد. طبعاً در محلهائي كه بار بيشتري  وجود  دارد ميلگرد‎هاي بيشتري گذاشته مي‎شود  مانند  زير و  اطراف ستونها. آرماتورهاي ريشه براي ايجاد ستونهاي بتني و يا صفحه‎هاي فلزي زير ستون براي ستون‎هاي فلزي روي اين صفحه بتني نصب مي‎گردد اين صفحه بتني مانند سيني بزرگي است كه ساختمان روي آن قرار مي‎گيرد.

دراكثر قريب به اتفاق مواقع دراين گونه پي سازي ها از دو شبكه آرماتور استفاده مي شود يكي درقسمت فشاري و يكي در قسمت كششي.

 

شمع كوبي

 درزمينهائي كه خيلي سست بوده  و به  هيچ  وجه قدرت تحمل بار ساختمان را نداشته باشند مانند خاكهاي دستي و يا زمينهاي ماسه‎اي و يا  درمحل هايي كه زمين  بكر درعمق‎هاي زياد قرار داشته و برداشتن كليه خاكهاي سطحي مقرون به صرفه نباشد از طريق شمع‎كوبي بار ساختمان  را  به زمين بكر منتقل مي‎نمايد. بدين طريق كه  درامتداد پي‎هاي ساختمان يعني در طول ديوارهاي اصلي كه باربر مي‎باشند  با فاصله‎هاي معين (درحدود 2 متر يا 5/2 متر)  چاه حفر مي‎نمايند. و  در  ساختمانهاي فلزي و بتني كه بايد  پي‎نقطه‎اي  اجراء كنيم  زير هرستون چاه حفر مي‎كند.

  

                                ساختمان هاي آجري

 

عمق پي‎هاي نواري

 درزمينهاي خوب حداقل عمق پي‎هاي نواري درحدود  50  سانتيمتر مي‎باشد و اگر دراين عمق به زميني بكر دسترسي نباشد. بايد عمق پي را  تا زمين بكر ادامه داده و يا از شمع‎كوبي استفاده نمود.

 

عرض پي

 معمولاً  عرض پي ‎قدري بزرگتر از عرض ديوار  روي آن ساخته مي‎شود. زيرا  اولاً هميشه فشار وارده و سطح تحت فشار با هم  نسبت معكوس دارند. در ثاني فرض بر اين است كه بار وارده به  وسيله ديوار يا  ستون به پي  با زاويه 45 درجه منتقل مي‎شود. بدين جهت عرض پي را بزرگتر از عرض ديوار مي‎گيرند.براي مسطح كردن اطاق ها  قسمتهاي پايين را بوسيله كرسي چيني با قسمتهاي بلند آن هم سطح مي‎نمايند.

عرض ديوارهاي كرسي چيني بستگي به ارتفاع آن دارد. هرقدر اين ارتفاع بيشتر باشد به علت وجود خاكي كه درپشت آن قرارمي‎گيرد بايد پهناي آن  بيشتر شود  تا بتواند درمقابل فشارهاي جانبي كاملاً مقاومت نمايد. اين مسئله درديوارهاي اطراف ساختمان كه فشارهاي خاك ازيك طرف مي‎باشد. بايد بيشتر رعايت گردد.  در هر حال عرض كرسي چيني فقط درحدود 10 الي 15 سانتي متر باشد مي‎توان پهناي آن مساوي ديوار روي آن باشد. بايد براي كليه ديوارهاي اعم از ديوارهاي حمال و يا  تيغه‎ها و پارتيشنها  پي سازي  و كرسي چنين انجام شود.

 

شناژ

 شن به زبان فرانسه به معناي زنجير  و  شناژ به معني زنجير كردن مي‎باشد. اين قسمت از  ساختمان كه روي كرسي چيني و معمولاً دريك تراز ساخته مي‎شود براي متصل كردن كليه پي‎ها به هم ديگر ايجاد مي‎گردد  در اثر وجود شناژ كليه  قسمتهاي  ساختمان بطور يكپارچه عمل نموده  و كليه  نشست ها يكنواخت بوده  و نيروهاي  وارده اتفاقي(مانند زمين لرزه و باد) به يك نقطه ساختمان به تمام قسمتهاي ساختمان منتقل گشته و  د رنتيجه از شدت نيروي وارده در يك  نقطه كاسته شده  و  مانع خرابي ساختمان مي‎گردد.

درساختمانهاي مختلف شناژ را  با  مصالح متفاوت از قبيل تيرآهن، ميلگرد،‌ و  تير چوبي وغيره مي‎سازند. ولي متداول‎ترين آن شناژ بتني مي‎باشد. اين نوع شناژ از سه قسمت تشكيل مي‎گردد.

 

  الف- قالب‎‎بندي(كفراژبندي)

 دراين مرحله روي كرسي چيني رابا تخته و يا با آجر قالب بندي مي‎نمايد.

ب-آرماتوربندي

براي ايجاد مقاومت درمقابل نيروهاي كششي در بتن داخل شناژ بتني چند  رديف در بالا و پايين ميلگرد طولي قرار مي‎دهند واين ميلگردهاي طولي را به  وسيله ميلگردهاي عرضي كه به آن خاموت مي‎گويند به هم ديگر متصل مي‎نمايند. ميلگردهاي طولي و عرضي را  مي‎بافند و بعد درداخل قالب بندي شناژ قرار مي‎دهند. پهناي اين قفسه  بافته شده بايد در حدود 5 سانتيمتر كوچكتر از پهناي قالب شناژ باشد (هرطرف 5/2 سانتيمتر) بطوريكه اين ميلگردها كاملا در بتنغرق شود و آنرا از خورندگي در مقابل عوامل جوي محفوظ نگه دارد .

 

ج- بتن  

 مخلوطي از شن و ماسي وسيمات وآب است .

 

ايزولاسيون (عايق رطوبتي)

 ايزولاسيون يا عايق كاري به معناي جدا كردن يا جداسازي به كار مي‎رود. ايزولاسيون انواع مختلف دارد  مانند ايزولاسيون‎هاي حرارتي كه درآن از پشم شيشه استفاده مي‎كنند  و يا ايزولاسيون درمقابل اشعه   در بيمارستانها براي اطاقهاي راديوگرافي كه از ورقه‎هاي سرب استفاه مي‎شود و يا ايزولاسيون رطوبتي كه انواع  مختلفي دارد و متداولترين آن در ايران قيروگوني است.

 

يك رگي كردن ساختمان

 بعد ازپي سازي و ايزولاسيون  د رساختمانهاي آجري  معمولاً روي پي را طبق نقشه يك رج آجر مي‎چينند و به اصطلاح ساختمان را يك رگي مي‎نمايند. درموقع يك رگي كردن ساختمان بايد دقت كافي بعمل آيد كه اندازه‎ها كاملاً مطابق نقشه باشد.بعد ازيك رگي كردن ساختمان مجدداً ابعاد اطاقها و راهروها و سرويس‎ها را كنترل نمود.

 

لايه‎هاي مختلف ديوارچيني

 1-آجرچيني به پهناي مختلف

2-ملات

 

 ديوار  

 ذر ساختمان ها ديوار به دو منظور به كار مي رود

 

الف- براي جداسازي قسمتهاي مختلف ساختمان

 به اين نوع ديوارها پارتيشن يا جداكننده  و يا تيغه مي‎گويند. تيغه ديواري است به پهناي  5 يا 10 و يا 20 سانتيمتر.  تيغه‎هاي بلند و طويل را نمي‎توان به پهناي 5 يا 10 سانتيمتر ساخت زيرا  تيغه‎هاي 5 يا 10 سانتيمتري با  ابعاد زياد ايستا نخواهد بود. چنانچه بخواهيم تيغه‎هاي 5  سانتيمتري را  با طول و يا ارتفاع زياد به سازيم بايد بين ديوار به فاصله‎هاي 5/1 تا 2 متر نبشي‎كشي نمائيم. در غيراين صورت اين ديوارها  با كوچكترين تكانهاي جانبي فروخواهد ريخت و درمقابل زلزله كوچكترين مقاومتي ازخود  نشان نمي‎دهد. ملات تيغه‎هاي 5  سانتيمتري معمولاً گچ و خاك است. دربعضي از ساختمانها تيغه‎ها را  با بلوكهاي گچي  پيش‎ساخته  به ضخامت 10 سانتيمتر نيز مي‎سازند. اين نوع پارتيشنها بيشتر در ساختمانهاي  فلزي و بتني به كار مي‎رود.

 

   ب- ديوارهاي حمال

 اين نوع ديوارها كه ديوارهاي اصلي  ساختمانهاي آجري مي‎باشند. براي  انتقال بار ساختمان به زمين ساخته مي‎شوند و فقط  در ساختمانهاي تمام آجري مورد استفاده دارند. حداقل ضخامت اين نوع ديوارها  35 سانتيمتراست  (5/1 آجر) اين ديوارها علاوه بر حمال بودن  عهده‎دار جداسازي بين قسمتهاي مختلف ساختمان نيز مي‎باشند.

 

عرض ديوار

عرض ديوار معمولاً بستگي  به ارتفاع آن  و باري كه روي آن قرارمي‎گيرد دارد  و معمولاً ديوارهاي ساختمانهاي دو تا سه طبقه را 35 سانتيمتري و سه تا چهار طبقه را 45 سانتيمتري مي‎سازند و مي‎توان دريك ساختمان چهار طبقه عرض ديوار  را  درطبقه  اول 45 سانتيمترو درسه طبقه بعد  35 سانتمتري ساخت.

 

سقف

 درساختمان‎هاي آجري همه نوع سقفي مي‎توان به كاربرد مانند سقف‎‎هاي تيرچه بلوك،‌ طاق ضربي،‌ سقفهاي پيش‎ساخته  و غيره.

اطاق ضربي معمولاً در بين تيرآهن هاي پوشش سقف انجام مي‎شود. براي اجراء طاق ضربي بدين طريق عمل مي‎كنند كه روي دهانه‎هاي اطاق را  با  فاصله‎هاي تقريباً يك متر به يك مترتيرآهن مناسب كه نمره آن با توجه به دهانه اطاق  و بار وارده  به وسيله محاسبه تعيين شده است قرارمي‎دهند و آنگاه  بين آن  را به وسيله آجرهاي فشاري با ملات گچ  و خاك  پر مي‎نمايند.

 

                                  ساختمان‎هاي فلزي

 

مزايا و معايب ساختمانهاي فلزي

   1-اجراي اين نوع ساختمانها خيلي سريع پيشرفت مي‎نمايد. درصورتي كه براي   ساختن  ساختمانهاي  بتني يا  آجري زمان  بيشتري  لازم  است.

2-ستون‎ها و قطعات باربر ساختمان‎هاي فلزي فضاي كمتر را اشغال مي‎نمايد و اين خود باعث به وجود آمدن سطح مفيد زيادتر درساختمان‎هاي فلزي مي‎گردد و در  صورتي كه براي ساختمانهاي بتني مرتفع  ناچار به ايجاد  ستون‎ها و  ديوارهاي قطور مي‎باشيم.

3-ساخت قطعات ساختمان‎هاي فلزي درخارج از محوطه كارگاه (مثلاً دركارخانههاي فلزكاري) ممكن بوده  و اين خود از لحاظ دقت كار  و كيفيت بهتر قطعات و همچنين از لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه مي‎باشد.

4-ساختن ساختمان‎هاي فلزي (البته فقط درقسمت فلزكاري) كمتر تابع آب و هوا  و عوامل جوّي مي‎باشد. درصورتي كه ادامه كار ساختمان‎هاي بتني  در هواي زير صفر ممكن نيست .  

پي سازي درساختمان‎هاي فلزي

 

درساختمان‎هاي فلزي بيشتر از پي نقطه‎اي استفاده مي‎نمايند  و در زمين‎ها ي پست  و ساختمان‎هاي بسيار سنگين از پي‎هاي سراسري (راديه ژنرال) هم استفاده مي‎كنند.

 

پي‎هاي نقطه‎اي

 پي‎هاي نقطه‎اي براي ساختمان‎هايي كه بارآن به طور متمركز(نقطه‎اي) به زمين منتقل مي‎شود  ساخته مي‎گردد. مانند  ساختمانهاي  فلزي و  يا  ساختمانهاي بتني.

لايه‎هاي پي‎هاي تكي يا  نقطه‎اي به شرح زير است:

1-زمين مناسب

2-بتن مگر

3-ميلگردهاي كف پي

4-بتن اصلي

5-صفحه زيرستون يا ميلگردهاي ريشه

 

1- زمين مناسب

 

زميني براي پي‎سازي مناسب است كه قدرت مجاز آن تاب  تحمل وزن  ساختمان را داشته باشد.

 

2- بتن مگر

 بتن مگر كه به آن بتن لا غر يا  بتن كم سيمان هم مي‎گويند اولين قشر پي‎سازي در پي‎هاي نقطه‎اي مي‎باشد. مقدار سيمان دربتن مگر درحدود 100 الي 150 كليوگرم  در مترمكعب است. درپي‎هاي نقطه‎اي بتن مگر به دو دليل مورد استفاده مي‎شود .

 

1-براي جلوگيري از تماس مستقيم بتن اصلي پي با خاك

2-براي رگلاژ كف پي و ايجاد سطح صافي براي ادامه پي‎سازي

صخامت بتن مگر درحدود 10 سانتيمتر مي‎باشد و معمولاًَ  قالب‎بندي (چوبي يا آجري) از روي بتن مِگر  شروع مي‎شود .

 

3-ميلگردهاي كف پي

 اصولاً بتن نيز مانند ساير مصالح ساختماني درمقابل نيروهاي كششي ضعيف بوده  و  در محل تارهاي كششي ترك‎هايي درآن ايجاد مي‎شود، لذا براي جلوگيري از تركيدن بتن، درمحل تارهاي كششي ميلگرد‎هاي فولادي قرار مي‎دهند.

4-بتن اصلي

 از شن و ماسه و سيمان و آب تشكيل شده است .

 5- صفحه زيرستون با ميلگردهاي ريشه

 چنانچه پي ريخته شده جهت  ستون بتني باشد ميلگردهايي عمودي كه قسمتي از آن خارج  از پي  قرارگرفته باشد  در بتني قرار مي‎دهند و آرماتورهاي ستون را به آن مي‎بندند. چنانچه پي ريخته شده جهت ستون فلزي باشد براي آن كه فشار وارده از ستون در سطح پي تقسيم شود  زير ستون  روي پي صفحه‎اي فلزي كه ابعاد آن (طول و عرض و ضخامت)  با محا سبه تعيين مي‎شود قرارمي‎دهند. چون ممكن است به ستون به جز بارهاي عمودي نيروهاي جانبي نيز وارد شود صفحه زير ستون را به وسيله ميلگردهايي دربتن محكم مي‎كنند براي اين منظور به دو طريق مي‎توان عمل نمود.

 

الف- 4 عدد ميلگرد با نمره زياد مثلاً 20 يا 22 يا بيشتر كه بصورت چنگك يا گونيا  خم شده و سر ديگر آنرا  پيچ  و مهره كرده‎اند دربتن قرار مي‎دهند و در صفحه زير ستون نيز چهار عدد سوراخ درست مقابل اين چهار ميلگرد ايجاد مي‎نمايند و ميلگردها  را ا ز داخل سوراخ صفحه رد نموده و با مهره محكم مي‎نمايند اين طريق مطمئن تر بوده ولي اجراي آن مشكل‎تر مي‎باشد. به اين ميلگردها " بولت" مي‎گويند. البته قطر اين ميلگردها و طول آن بوسيله محاسبه  بدست مي‎آيد.

ب-طريقه دوم آن است كه قبلاً ميلگردي با نمره تعيين شده به زير صفحه جوش داده  و آنرا درموقع بتن‎ريزي داخل پي قرار مي‎دهند دراين طريقه چون بتن بعد از خشك شدن قدري تقليل حجم پيدا مي‎كند اغلب زيرصفحه خالي مي‎شود  براي جلوگيري ازاين موضوع بهتر است درموقع كارگذاشتن صفحه سوراخي در وسط آن (محل برخورد اقطار صفحه كه برآيند نيروها درآن نقطه صفراست) ايجاد نموده  و آن قدر صفحه را بكوبند تا بتن از اين سوراخ بيرون بيايد.

البته باز هم دراثر تقليل حجم  بتن زير صفحه خالي مي‎شود  و با زدن ضربه‎اي به روي صفحه بخوبي خالي بودن زير آن محسوس است ولي با ايجاد اين  سوراخ كمتر زير صفحه خالي مي‎شود.

 

شناژ

 براي آنكه پي‎هاي نقطه‎اي به هم ديگر متصل بوده و درموقع نشست  ساختمان  و يا تكان‎هاي ناگهاني  با هم ديگر كار كنند پي‎هاي نقطه‎اي را به وسيله شناژ به هم ديگر متصل مي‎نمايم .

 

لايه‎اي شناژ

 1-زمين مناسب

2-بتن مگر

3-قفسه شناژ

4-بتن

 

قفسه شناژ

 پس ازآنكه قالب‎بندي انجام شد و  شبكه‎هاي زير ستون‎ها را  داخل پي‎هاي نقطه‎اي قراردادند قبل از بتن‎ريزي پي‎هاي نقطه‎اي را به وسيله حداقل  4  ميلگرد كه  تعداد   و نمره آن به وسيله محاسبه تعيين مي‎گردد به هم ديگر وصل مي‎نمايند.اين ميلگردها بايد به وسيله ميلگردهاي عرضي كه به آن " خاموت " مي‎گويند به هم ديگر متصل باشد قطر ميلگردهاي عرضي و فاصله آنها به وسيله محاسبه تعيين مي‎شود. خاموت ها بايد حتماً به خم غير 90 درجه ختم شوند و بهتر است اين خم درقسمت فشاري قطعه بتني قرارگيرد. 

 

اجزاء‌ تشكيل دهنده ساختمان‎هاي فلزي

 1-ستونها

2-پل يا تيرهاي اصلي

3-تيرچه ها

4-پروفيل‎هاي اتصال مانند نبشي و تسمه و غيره

 

ستونها

 درساختمانهاي فلزي و ساختمان‎هاي بتني به آن قسمت از اجزاء كه تحت نيروي فشاري واقع  هستند  ستون مي‎گويند.

ستونها از مهمترين و حساس‎ترين اجزاء‌ ساختمان‎هاي فلزي مي‎باشند، بار سقف‎ها به وسيله پل‎ها به  ستون‎ها  منتقل شده  و به وسيله ستون‎ها  به  زمين منتقل مي‎گردد.

 

قسمت‎هاي مختلف ستون

 1-قسمت‎هاي اصلي ستون

2-تسمه‎هاي اتصال دهنده

3-صفحه‎هاي تقويتي

4-جوش

5-اتصال ستون به صفحه زيرستون

 

1- قسمت اصلي ستون 

 قسمت اصلي ستون عبارت از آن پروفيلي است كه بارهاي فشاري را تحمل مي‎نمايد.

 2- تسمه‎هاي اتصال

 3-صفحه‎هاي تقويتي

 

گاهي ممكن است ستون انتخاب شده از لحاظ شماره تيرآهن براي كليه طبقات مناسب بوده و فقط براي يك يا دو طبقه پايين كه بار بيشتري را تحمل مي‎نمايد ضعيف باشد دراين صورت ممكن است مهندس محاسب براي تقويت ستون ورق‎هاي تقويتي سراسري پيشنهاد نمايد دراينصورت ديگر براي اتصال ستون دراين قسمت از تسمه استفاده نمي‎گردد.

 

لچگي يا ورق پشت‎بند

 اگر ممانهاي وارده درپاي ستون زياد باشد و احتمال خم شدن  نبشي‎ها  در محل اتصال ستون با صفحه زير ستون موجود باشد دو يا  سه قطعه تسمه به صورت لچگي بين دو بال نبشي قرارداده و به خوبي جوش مي‎دهند تا از خم شدن نبشي جلوگيري نمايند ازاين قطعات لچكي درنبشي‎هاي زير سرپلها كه داراي بار زياد مي‎باشد نيز استفاده مي‎گردد. ضخامت اين لچكي‎ها درحدود 10 الي 12 ميليمتر مي‎باشد.

 

ورق بست

 دربالا و پايين و همچنين درمحل عبور پل‎ها در طبقات براي  ستون‎هاي  سراسري به جاي تسمه از ورق استفاده مي‎نمايند كه به آن ورق بست مي‎گويند.

 

4-جوش

 متداولترين وسيله اتصال دهنده قطعات فلزي به يكديگر درايران جوشكاري مي‎باشد كه معمولاً از دستگاه‎هاي جوش برقي استفاده مي‎شود.

دربعضي ا زساختمان‎هاي فلزي قطعات بوسيله پيج  و  مهره  و يا  ميخ  پرچ  به يكديگر متصل مي‎گردند. قطر پيچ‎ها  و اندازه مهره‎ها  و  همچنين  فاصله سوراخها از يكديگر و تعداد آنها كاملاً بوسيله محاسبه تعيين مي‎گردد وروي نقشه‎هاي محاسباتي قيد شده است.

 

5-  اتصال ستون به صفحه زيرستون

سطح ستون انتهايي ستون يعني محل اتصال آن به صفحه زير ستون بايد كاملا ًمستوي بوده بطوريكه درموقع قراردادن آن روي صفحه تمان منقاط آن با صفحه درتماس  باشد آنگاه ستون را بلندكرده و درمحل خود قرارمي‎دهند .  ستون را اغلب به وسيله جرثقيل بلند مي‎كنند. دركارهاي كوچك مي توان ستون را بوسيله دكل و يا  تير فور بلند نمود.

آنگاه ستون را با دوربين و يا شاقول معمولي بنايي شاقول نموده و دور تا دور آنرا به صفحه زير ستون جوش مي‎دهند آنگاه براي تكميل كار ستون را به وسيله چهار عدد نبشي 10 يا 12 ويا بزرگتر به صفحه جوش مي‎دهند ابعاد اين نبشي‎ها طبق محاسبه تعيين مي‎گردد.

 درموقع جوشكاري پاي ستون به صفحه زير ستون بايد توجه نمود چنانچه بعد جوش زياد باشد مانع چسبيدن نبشي‎هاي اتصال به ستون  و  صفحه زير ستون خواهد شد. با توجه به اينكه تقريباً  كليه ممان‎هاي  وارده به پاي ستون به وسيله نبشي‎هاي اطراف تحمل مي‎گردد بايد دقت شود كه اين جوشكاري فقط درز  مابين پاي ستون  و  صفحه زير ستون را پرنمايد  و از آن  خارج  نشود. چنانچه اين دقت ممكن نباشد بهتراست از اين جوشكاري صرف نظر گردد.

دربعضي از ستون‎ها كه داراي خارج از محوري شديد مي‎باشد به جاي نبشي از صفحات مستطيل شكل كه طول آن بيشتر از پشت تا پشت ستون است استفاده مي‎گردد و بدينوسيله نبشي‎هاي اتصال را با ابعاد بزرگتر بوسيله صفحه درمحل مي‎سازند و به وسيله چند عدد صفحه لچكي كه بين دو بال نبشي قرارمي‎دهند  سيستم قابل اطمينان  در مقابل ممان‎هاي وارده ايجاد مي‎نمايد. عرض و طول كلي اين اتصالات نبايد از روي صفحه زيرستون تجاوز نمايد.

پل‎ها با تيرهاي اصلي  

 پل‎ها آن قسمت از ساختمان فلزي هستند كه بار  سقف به وسيله آنها  به  ستون‎ها منتقل مي‎گردد  و يا  به آن عضو از ساختمان فلزي كه بين ستونها قرارمي‎گيرد  پل و يا تير اصلي مي‎گويند.

قسمت‎هاي مختلف تيرهاي اصلي و سقف

 1-طريقه اتصال پل به ستون

2-نكاتي درمورد ساختن پل‎ها

3-پل‎هاي لانه زنبوري

4-تيرچه

5-پروفيل‎هاي اتصال

 

طريقه اتصال پل به ستون

 

حالت اول- پل از كنار ستون عبور نمايد.

ساده‎ترين شكل اتصال پل به ستون آن است كه پل درجهت بال تيرآهن ستون امتداد پيداكند دراين حالت معمولاً از پلهاي سرتا سري استفاده مي‎نمايد،‌اين پل‎ها  به وسيله يك عدد ورق بست كه در محل عبور پل به ستون جوش مي‎شود  و همچنين يك عدد نبشي 10 يا 12 كه روي ورق  بست جوش مي‎گردد به ستون متصل مي شود.

 حالت دوم- آنست كه پل از وسط ستون عبور نمايد.

 دراين حالت بايد دقت شود تا درموقع ساختن ستون فاصله لب به لب دو عدد تيرآهن كه درشكل با حرف d نشان داده شده است حداقل نيم سانتيمتر از بال پلي كه مي‎خواهد از داخل آن عبور كند بيشتر باشد تا امكان عبور پل فراهم گردد.

 

حالت سوم- موقعي است كه پل به جان ستون ختم مي‎شود.  

 دراين حالت امكان ايجاد پلهاي سراسري ممكن نيست زيرا اگر بخواهيم پل سراسري اجراء نماييم مجبور هستيم سوراخي درجان تير ايجاد كنيم كه اين خود باعث ضعف ستون مي‎شود بدين لحاظ بهتر است پل را دراين حالت قطعه قطعه سوار كنيم البته بايد توجه داشت چنانچه درنقشه‎هاي محاسباتي پلهاي سراسري داده شده باشد مجبور به اجراي آن هست . گاهي ممكن است براي دهانه‎اي، پلها را با دو يايك عدد تسمه كه به بال تير جوش مي‎شود تقويت نماييم اين تسمه‎ها معمولا درتيرهاي ساده دروسط پل ودر تيراهاي ممتد درنزديكي تكيه‎گاه جوش مي‎شود.

 

تيرهاي لانه زنبوري

درموقع طرح نيم‎رخ تيرآهن براي آن كه ممان اينرسي مقطع هرقدر ممكن است بيشتر باشد قسمت اعظم وزن تيرآهن را دربالها كه در دو طرف جان آن واقع شده است قرار داده‎اند تا هرقدر ممكن است از محور خنثي دورتر بوده  و ممان اينرسي آن  بالاتر برود.

 تيرآهن را  بريده و مطابق شكل آنرا دوباره جوش مي‎دهند بدين طريق فاصله بالها ازيكديگر زيادتر شده  و مقطع داراي ممان اينرسي بزرگتري مي‎شود.

اينكه براي اينكه ممكن است نيروي برشي احتمالي درسيستم ايجاد شود  و چون فرض براين است كه جان تيرآهن نيروهاي برشي را تحمل مي‎نمايد  و  همچنين با  توجه به منحني برشي متوجه مي‎شويم كه حداكثر نيروي برشي در تكيه‎گاهها  موجود است. چنانچه تيرآهن را بصورت لانه زنبوري دربياوريم جان تيرآهن را ضعيف كرده‎ايم براي اينكه تيرآهن بتواند درمقابل نيروي برشي احتمالي مقاومت نمايد  دو سوراخ نزديك تكيه گاهها را بوسيله صفحه‎هايي مي‎پوشانيم. 

 

 تيرچه

 

اگر براي پوشش سقف از طاق ضربي استفاده مي‎نماييم ناچاراً  بايد درساختمانهاي تيرآهن‎هايي با  شماره  محاسبه شده  روي  پلها كشيده  و بين اين آهن ها را طاق ضربي بزنيم اين تيرچه‎ها ممكن است سرتا سري بوده و ازروي پلها عبور نمايد دراين صورت بايد محل برخورد تيرچه و پل جوشكاري شود بديهي است دراين حالت كلفتي پل اززير ديده مي‎شود كه بايد بوسيله سقف كاذب  پوشانيده  شود ويا طبق نظر مهندسي معمار اقدام گردد و يا تيرآهنهاي توي دل پلها كارگذاشته مي‎شود كه دراين صورت بايد حتماً هردوسر آن ازيك طرف به وسيله يك عدد نبشي نمره 5 يا 6 به پل متصل گردد دراين حالت تيرچه بايد حتماً ازيك طرف زبانه به شود تا از زير با پل هم سطح باشد درغيراين صورت به اندازه ضخامت بال پل از زير اختلاف سطح بوجود مي‎آيد كه بايد به وسيله گچ وخاك و سفيدكاري پرشود  و  سقف بار بيشتري را تحمل نمايد.

 

پروفيلهاي اتصال وميله مهار

 

درسقف‎هاي طاق ضربي با توجه به خيز طاق كه درحدود 2 الي 3 سانتيمترمي‎باشد طاق نيرويي درجهت افق به تيرآهنهاي جانبي خود وارد مي‎نمايد. كه اين نيرو در طاقهاي مياني به وسيله طاق پهلويي خنثي مي‎شود ولي درآخرين دهانه اين نيرو باعث مي‎شود كه تيرآهن را به كنار رانده  در نتيجه طاق فروريزد براي جلوگيري از اين كار آخرين تيرآهن را به كنار رانده  درنتيجه طاق فرو ريزد براي جلوگيري از اين كار آخرين تيرآهن را حداقل در دو نقطه به تيرآهن ماقبل آخر مي‎بندند واين كار معمولاً به وسيله ميلگردهايي به قطر 10 الي 12  ميليمتر انجام مي‎شود به اين ميلگردها  ميله مهار گفته مي‎شود. البته از ميلگرد درنقاط ديگر ساختمان مانند سقف كاذب و غيره نيز استفاده مي‎شود.

از نبشي براي تكيه‎گاه پلها و همچنين براي اتصال تيرچه‎ها به پلها واتصال ستون‎ به صفحه زير ستون استفاده مي‎شود محل استفاده صفحه براي ورق بست و وصله نمودن دو تيرآهن وغيره مي‎باشد.

 

وصله نمودن دو قطعه تيرآهن به يكديگر

 

چنانچه مجبور باشيم  دو قطعه تيرآهن را بهم ديگر متصل نماييم اگر ازاين تير براي پل استفاده شود كافي است به وسيله دو قطعه تسمه به دو طرف جان تير و يك قطعه تسمه روي بال تير به سمت بالا آنها را به هم  وصل  نماييم اگر اين قطعه براي تيرچه استفاده شود بوسيله يك قطعه درجان تير ويك قطعه وصله روي بال تير آن بهم متصل مي‎نماييم. طول و ضخامت تسمه طبق محاسبه بدست مي‎آيد.

 

پله 

 

درمحل خم پله حتماً بايد حداقل ازيك  رو  وصله انداخته شود و براي اين  وصله اگر ازيك عدد تسمه مستطيل شكل استفاده  شود  بهتر است.

 

بادبند

 

متداولترين بادبندها نيم رخهايي از فولاد با پروفيلهاي مختلف هستند كه بصورت ضربدر  بين  دو  ستون قرار مي‎گيرند  مانند نبشي- ناوداني  تيرآهن و غيره

براي آنكه سطح جوش دربادبندها باندازه كافي باشد درمحل اتصال بادبند به گره‎ها ويا محل برخورد دو پروفيل بادبند به همديگر صفحه‎هايي جوش مي‎دهند. 

 

خرپا

 

براي پوشانيدن دهانه‎هاي بزرگ كه پوشانيدن آن بوسيله تيرآهن ويا تيربتني مشكل بوده ويا غير ممكن مي‎باشد از خرپا استفاده مي‎گردد.

                                    ساختمان‎هاي بتني

  قسمتهاي مختلف ساختمان‎هاي بتني

  اجزاء تشكيل دهنده يك ساختمان بتني بشرح زير مي‎باشد.

1-پي

2- ستون

3-تيرهاي اصلي

4-سقف

5- ديوار

 

بتن ريزي

 

قبل از بتن‎ريزي بايد كليه آرماتورها با نقشه كنترل شود، ‌مخصوصاً  دقت شود  كه آرماتورها به هم ديگر با  سيم آرماتوربندي  بسته شده  باشد  و اگر  جاي فراموش شده باشد مجددا بسته شود. فاصله آرماتورها يكنواخت باشد زيرا اغلب اتفاق مي‎افتد كه در تيرهاي اصلي كه آرماتورها نزديك همديگر بسته مي‎شود  فاصله بين آرماتورها يكنواخت نباشد،‌ بعضي ازآنها به هم چسبيده و بعضي با فاصله ازهم ديگر قرار مي‎گيرند. اين موضوع باعث مي‎شود كه بتن نتواند كليه ميلگردها را احاطه نموده  و  قطعه همگن و توپري  به وجود  بياورد. بايد محل بتن‎ريزي  عاري از خاك  و مواد زائد باشد، اگر بين اتمام كارآرماتوربندي  و بتن ريزي چند روز فاصله باشد حتماً مي‎بايد محل كار با دقت بيشتري بازديد شود.

كليه قسمتهاي قالب بندي بايد با دقت بازديد شود واز استحكام تيرها و دستك‎ها و قالب‎ها بايد مطمئمن بشويم زيرا تا چند روز كليه وزن بتن  و آرماتورهاي آنرا همين قالب تحمل خواهدنمود واگر نقطعه ضعفي درآن باشد كه نتواند بتن را تحمل نمايد و در موقع بتن‎ريزي شكسته وفرو ريزد ضر رمالي بزرگي به كار وارد خواهد شد. زيرا درروز بتن‎ريزي كه رفت وآمد روي قالب زياد بوده و هر كس به كاري مشغول مي‎باشد مشكل به توان اقدام به تعمير كفراژ نمود. درتمام روز بتن‎ريزي حتماً بايد يك نفر كارگر با تجربه مدام قالب‎ها را اززيركنترل نموده و اثرات اضافه شدن وزن را روي آنها درنظر داشته باشد و درموقع بروز خطرفور افراد ديگر را مطلع نمايد. 

 

ويبره كردن بتن

 

معمولاً درتيرها  ودالها  بتن را با دستگاه  ويبراتور، متراكم مي نمايند ويبراتور دستگاهي است كه به شيلنگ بلندي ختم شده واين شيلنگ بوسيله موتور برقي ويا بنزيني مرتعش مي‎شود كه با قراردادن اين شيلنگ در داخل بتن آن را مرتعش نموده  و باعث هدايت آن به تمام گوشه هاي قالب مي‎شوند با توجه به اينكه ويبره كردن بتن مخصوصاً در دالها و تيرهاي اصلي لازم مي‎باشد ولي بايد متوجه بود كه ويبره كردن  بتن بيش ا ز اندازه باعث مي‎شود كه دانه‎هاي ريزتر و دوغاب  سيمان  بالا آمده ودانه‎هاي درشت‎تر به ته قالب هدايت بشود كه اين خود باعث مجزا شدن اجزاء بتن گرديده و موجب ضعف قطعه ريخته شده خواهد شد. بهتر است كه درضمن ويبره كردن بتن بوسيله ضربه زدن به بدنه قالب و يا كوبيدن خود بتن آنرا  بخوبي متراكم نموده  و نقاط تجمع هوا و فضاهاي خالي را  به خوبي ‎پر  نماييم.

درموقع ويبره كردن بتن شيلنگ ويبراتور بايد حتي‎المقدور دروضع قائم  نگاهداشته شود و درامتداد محورش جابه جا گرديده  وخيلي آرام درحال كاركردن از بتن بيرون كشيده شود. اگر بتن را ويبره مي‎نماييم بايد زماني كه شيلنگ ويبراتور داخل بتن قرارمي‎گيرد به دفعات بوده وهربار ازيك دقيقه تجاوز نكند وبعداز يك دقيقه بايد آنرا دربتن جابجا نماييم . 

 

قالب بندي

 قالبهاي كه براي بتن ساخته مي‎شود اغلب چوبي بوده  ولي براي كارهاي سري ‎سازي از قالبهاي فلزي نيز استفاده مي‎شود.

قالبها وداربست هاي زير آن علاوه  بر شكل دادن به بتن وزن آنرا نيز تا زمان سخت شدن تحمل مي‎نمايند. بدين لحاظ اگر دراجراي آن دقت كافي نشود ممكن است در موقع بتن‎ريزي واژگون شده موجب خسارت شود. در ساختمانهاي بزرگ براي قالب‎بندي نيز بايد محاسبه انجام گرفته و نقشه اجرايي تهيه گردد  ولي درساختمانهاي كوچك به علت كمي حجم  بتن احتياج به محاسبه وتهيه نقشه براي قالب بندي وداربست آن ندارد.

شكل قطعات بتني با اندازه آنها كه بايد ريخته شود بايد به وسيله قالب تهيه شود. تخته و چوبي كه براي قالب‎بندي مصرف مي‎شود بايد كاملاً خشك بوده و در برابر رطوبت تغيير شكل ندهد زيرا تغيير شكل قالب موجب تغيير شكل بتن گشته و  در شكل تيرها  و ستونها  و همچنين ممانهاي وارده برآنها موثر مي‎باشد. در ايران معمولاً ‌ از تخته‎اي كه به  نام  چوب  روسي معروف  مي‎باشد براي قالب‎بندي استفاده مي‎نمايند.  

 

انواع قالب

 

1-قالب‎بندي پي‎ها

درساختمانهاي كوچك كه معمولاً براي قالب‎بندي پي‎ها  از آجر استفاده مي‎كنند. بدين طريق كه بعد  از  خاكبرداري  و  تعيين  محورها  اندازه  پي‎ها  را  با  آجر چيده و بعد آجرچيني قالب  شناژها را نيز به آن متصل مي‎نمايند.

مشكل اساسي دراين نوع قالب بندي آن است كه آجر، آب بتني مجاور خودرا مكيده و آنرا خشك نموده و فعل وانفعالات شيميايي را  درآن متوقف مي‎نمايد  و در نتيجه حداقل به  ضخامت  5 سانتيمتر بتن  مجاور خود را فاسد مي‎كند براي جلوگيري از اين كار بهتر است كه رويه  آجر با  يك  ورقه  نايلون پوشانيده  شود تا  آجر  و  بتن مستقيماً درتماس نباشند.  مزيت ديگر اين ورقه نايلون آن ا ست كه  بعد از  سخت شدن بتن آجرها به راحتي از قالب جداشده و مي‎تواند درمحل هاي ديگر مورد استفاده قرارگيرد.

 

2- قالب بندي ستونها 

 اغلب ستونها بصورت چهارضلعي (مربع يا مستطيل)  مي‎باشد گاهي نيز ممكن است آرشيتكت ساختمان از نظر زيبائي مقاطع ديگري را از جمله دايره  بيضي  و  غيره پيشنهاد نمايد  براي  قالب بندي ستونها ابتدا ابعاد ستون را  از  روي  نقشه  تعيين  نموده و دو ضلع قالب را به همان ميزان از تخته‎هاي مناسب بريده  و به چوبهاي چهارتراش كه به آن" پشت بند" مي‎گويند ميخ مي‎نمايند.

درمورد ستونها معمولاً به محض آن كه بتن حالت رواني خود را از دست بدهد و بتواند شكل هندسي خود را حفظ كند  قالب آن را باز مي‎كنند  و اين درحدود 48 ساعت بعد از بتن‎ريزي مي‎باشد درمواقع بازكردن قالب بايد توجه شود كه قالب را با احتياط طوري از بتن جدا نمايند كه گوشه‎هاي تيز ستون خراب نشود براي جلوگيري از اين كار بهتر است درگوشه‎هاي قالب فتيله‎هائي مثلثي شكل نصب نمايند  تا در داخل قالب پختي كوچكي ايجاد گردد تا بتن ريخته شده درقالب تيز گوشه نبوده  و  درنتيجه شكننده نباشد. قالب  ستون  بايد حتماً بعد  از48  ساعت باز شود زيرا در غيراين صورت آب دادن به بتن به راحتي ميسر نيست و ممكن است بتن خشك شده  و به سوزد. 

 

3- قالب‎بندي تيرهاي اصلي

 دراغلب موارد بتن تيرهاي اصلي  و  سقف يك پارچه ريخته است  وآرماتورهاي سقف و تيرهاي اصلي به يكديگر متصل مي‎باشد. اگر ضخامت تيرهاي اصلي از سقف بيشتر باشد گاهي اين تفاوت ضخامت  را  از پائين منظور نموده و آنگاه آنرا  با سقف كاذب اصلاح مي‎نمايند وگاهي نيز اين تفاوت ضخامت را از بالا منظور نموده براي هم سطح كردن كف و فرش نمودن اطاقها اين اختلاف ارتفاع را  با  بتن سبك پر مي‎نمايند.

درمورد اول قالب تيرهاي اصلي از دوقسمت تشكيل مي‎شود كه  اين  دو  قسمت عبارتند از كف قالب  وگونه‎هاي چپ و راست قالب  ازپائين  ولي اگر ضخامت تيرهاي اصلي و سقف مساوي باشد  و يا اختلاف ضخامت  در بالا منظور شود در نتيجه قالب تيرهاي اصلي فقط احتياج به كف دارد.

 

4- قالب بندي سقف

 درمورد سقف ساختمانهاي بتني آنچه كه درايران معمول است اغلب تيرچه بلوك مي‎باشد. گاهي نيز از دال بتني پيش ساخته  و  يا  بتن شده  در محل استفاده مي‎نمايند درمورد دال بتني پيش ساخته احتياج به قالب بندي نيست زيرا كارخانه  سازنده  با توجه به دهانه  و بارهاي مرده  و زنده دال‎هاي مورد لزوم را به عرض حدود  يك متر ريخته و با چرنقيل در محل روي تيرهاي اصلي كه قبلاً ريخته شده  و كاملا سخت گرديده است قرارمي‎دهد  ولي درمورد سقفهاي بتني ريخته شده  درمحل و سقف‎هاي تيرچه بلوك براي هركدام احتياج  به  قالب بندي مخصوصي مي‎باشد براي سقف‎هاي بتني كه احتياج به قالب بندي مفصل‎تر و محكم‎تر دارد  معمولا ازبه هم ميخ كردن تخته‎ها  و تشكيل صفحه‎اي به ابعاد مورد نياز استفاده مي‎كنند كه اين تخته‎ها را روي داربست‎هاي چوبي قرارداده آنگاه  شبكه‎هاي فلزي (آرماتوربندي) را روي آن قرار مي‎دهند وبتن‎ريزي مي‎نمايند.

براي تنظيم قالب بندي وسهولت درقالب برداري ازگوه استفاده مي‎نمايند. گوه قطعه چوبي يا سطح شيب‎دار است كه درقالب بندي ساختمان‎هاي بتني براي رگلاژ سقف  زير تيرهاي چوبي  قرار مي‎دهند.

 

بازكردن قالب

 اصولاً قالب برداري از ساختمان‎هاي بتني وقتي بايد انجام شود كه اجزاء بتني  به توانند وزن خود را تحمل نمايند براي ستون‎ها و گونه تيرها هم اين قدر كه  قطعه به تواند شكل هندسي خود را حفظ كند مي‎توان  از قطعه قالب برداري كرد  ولي بايد دقت شود كه در مورد قالب برداري به گوشه آنها آسيب نرسد زيرا به علت سست  بودن بتن تازه دراثر كوچكترين ضربه گوشه آنها خواهد  ريخت  ولي  درمورد  تيرها و سقفها حداقل 2 الي 4 هفته بعد از بتن ريزي بايد قالب برداشته شود دراين مدت هرقدر هوا سردتر باشد قالبهاي  بايد ديرتر برداشته شود.

 

آرماتوربندي

 آرماتوربندي از حساترين و با دقت ترين قسمتهاي ساختمان بتني مي‎باشد زيرا كليه نيروهاي كششي در ساختمان بوسيله ميلگردها تحمل مي‎شود بدين لحاظ دراجرا آرماتوربندي ساختمانهاي بتني بايد  نهايت  دقت  به عمل آيد.

 

خم‎كردن آرماتور

 آرماتورهاي تا قطر 12 ميلي متر را مي‎توان با دست خم نمود  ولي آرماتورهاي بزرگتر از 12 ميلمتر بهتر است با دستگاه مكانيكي مجهز به  فلكه  خم شود  قطر فلكه خم، متناسب با قطر آرماتور بوده و بايد به وسيله مهندس محاسب و مهندسي كارگاه تعيين گردد.

 

وصله كردن آرماتورها

 با توجه به اينكه طول ميلگرد كه به بازارها عرضه مي‎شود 12 متر است و دراغلب قسمتهاي ساختمان ها مخصوصاً د رشناژها ميلگردهائي با طول بيشتر مورد نياز مي‎باشد  و هم اين طور قطعات باقي مانده از شاخه‎هاي بلند كه بالاخره بايد مصرف شود. ناگريز از وصالي ميلگردها هستيم، بهتر است دقت شود حتي‎المقدور اين وصالي به حداقل برسد يعني درموقع برش‎كاري طوري اندازه‎ها را هم جور كنيم كه ريزش آرماتورها زياد نباشد  و درصورت اجبار محل مصرف آرماتورهاي وصله‎دار  با نظر مهندسي ناظر در جائي باشد كه تنش‎ها درآن جا حداقل است و بايد توجه شود كه دريك مقطع كليه آرماتورها وصالي شده نباشد.

 

ستون

 بعد ازبتن ريزي و پي و سخت شدن آن قفسه آرماتورهاي ستون را كه ازقبل بافته  و آماده شده است به آرماتورهاي ريشه متصل مي‎نمايند اين كار بايد حداقل 3-4  روز بعد از بتن ريزي پي انجام  شود.

 

سقفهاي تيرچه بلوك

 اجزاء تشكيل دهنده سقف تيرچه بلوك عبارتنداز: 

 

1-تيرچه

2-بلوك

3-ميلگرد ممان منفي

4-ميلگرد حرارتي

5-كلاف عرضي

6-قلاب اتصال

7-بتن  

 

  سقف كاذب 

  سقفي است كه درزير سقف اصلي ساختمان ساخته مي‎شود وبه سقف اصلي آويزان است. سقف كاذب را به علل مختلف مي‎سازند  مثلا در ساختمان‎هاي بتني بد منظره مي‎باشد به وسيله ساختن سقف كاذب اين نازيبائي را مي‎پوشانند  و يا  در محل ساختن خرپا كه به واسطه وجود دهانه‎هاي بزرگ ساخته مي‎شود ضخامت خرپا  را درفاصله سقف كاذب تا سقف اصلي گم مي‎كنند. گاهي اوقاف نيز براي سالنهاي سخنراني ويا سينما ويا تاتر كه احتياج به نور وصداي مخصوص دارند اقدام به ايجاد سقف كاذبي كه نور ويا پخش صداي مورد لزوم را تامين نمايد مي‎كنند.

معمولاً‌ از فاصله بين سقف كاذب و سقف اصلي كه ممكن است تا حدود 80 سانتيمتر هم باشد لوله‎هاي آب گرم وآب سرد يا شوفاژ و همچنين كانالهاي حراراتي يا لوله‎هاي فاضلاب را عبور مي‎دهند.

 

قسمتهاي مختلف سقف كاذب

 

1-         ميلگردهاي عمودي

2-        ميلگردهاي افقي چپ وراست

3-        نبشي كنار ديوار

4-        چوبهاي چهار تراش چپ وراست

5-    ورقه اكوستيك

6-          رابيتس

7-       گچ‎كاري 

 

 رابيتس

 چنان چه لايه آخر سقف كاذب  سفيدكاري با گچ  باشد از اجراي  چوبهاي  چهارتراش خودداري نموده و بعد از نصب ميلگردهاي چپ و راست ورقه‎هاي رابيتس را كه تقريباً شبيه توري است باين ميلگردها با مفتول‎هاي 3 5/3 مي‎بندند.

فاصله‎هاي بستن رابيتس به سقف نبايد زياد باشد زيرا دراين صورت رابيتس وزن گچ  و خاك و گچ  روي آن را تحمل نكرده و سقف ناصاف مي‎شود باين ناصافي اصطلاحاً كاس و سينه مي‎گويند. دراين طريقه هم بايد  نبشي كنار ديوار كار گذاشته  شود  و سرورقه‎هاي  رابيتس  به آن متصل گردد.



+ نوشته شده در  پنجشنبه هفتم اردیبهشت 1391ساعت 22:38  توسط حسین رحمت زاده  | 

 



براي نخستين بار در ايران ، بتن ميراگر امواج زلزله که کاهش دهنده 50 درصدي موج برشي زلزله و خسارت وارده به ساختمان هاست ، ساخته شد.

به گزارش واحد مرکزي خبر ، حامد خوشرو ، طراح برتر مسابقه برترين نوآوري علمي- صنعتي بتن همايش يک روزه بتن در تهران گفت: ‌طرح بتن ميراگر امواج زلزله در اين مسابقه عالي ترين رتبه را کسب کرد.

وي افزود: اين بتن در مرحله آزمايشي، شتاب موج برشي زلزله که بيشترين صدمه را به ساختمان ها وارد مي کند به ميزان 50 درصد کاهش داد.

مهندس خوشرو با تاکيد بر اينکه در اين نوع بتن ، از گوي هاي پلاستيک سخت استفاده مي شود افزود:‌ اين نوع بتن نخستين بار در ايران طراحي و ساخته شده و به طور ماهيتي، نيرو و شتاب زلزله را تا 50 درصد کاهش داده و ارزان قيمت بودن و قابل استفاده بودن آن در تمام ساختمان ها از ويژگي هاي آن است.‌ اين بتن را حتي در ساختمانهاي ساخته شده و همچنين در سازه بافت هاي فرسوده به صورت تجمعي مي توان استفاده کرد.

خوشرو افزود:‌ طرح بتن ميراگر امواج زلزله که هم اکنون مرحله آزمايشي خود را با موفقيت پشت سر گذاشته است در سازمان پژوهش هاي علمي - صنعتي کشور ، مرکز تحقيقات ساختمان و مسکن، مرکز مالکيت علمي صنعتي (ثبت اختراع) مورد تاييد قرار گرفته است.

اين مهندس جوان گفت:‌ اين بتن اگر با حمايت دستگاههاي دولتي به ويژه وزارت مسکن همراه شود ، به توليد انبوه مي رسد و آثار بسيار مثبتي در ساختمان سازي از خود نشان خواهد داد.

ششمين همايش يک روزه بتن با هدف بررسي آخرين يافته هاي صنعت بتن و معرفي برترين طرح ها در اين عرصه با حضور شرکت هاي فعال در صنعت بتن ، استادان دانشگاه و مسئولان امروز در تهران آغاز بکار کرد.

در حاشيه اين همايش ، نمايشگاه معرفي آخرين دستاوردهاي صنعتي بتن و طرح هاي تحقيقاتي مربوط برگزار مي شود.

استفاده از پارچه و توری فایبر گلاس برای ضد زلزله نمودن سازه های غیر یکپارچه و تولید بتن ضد زلزله و یا بتن مقاوم در برابر زلزله

استفاده از توری های شیشه ای با مقاومت های بالا برای ضد زلزله نمودن سازه هایی که از مصالح غ

 

یر یکپارچه ساخته شده اند با محاسبات سازه ای توصیه میگردد.بدین وسیله که توری ها و پارچه های شیشه ای روی اجزا غیر یکپارچه چسبانده شده و با امتداد دادن این توری ها در اسکلت اصلی ساختمان مانع جدایش دیواره های حایل از اسکلت اصلی ساختمان میگردند و علاوه بر آن اسکلت اصلی ساختمان های بتنی توسط این توری ها و پارچه های شیشه ای که در زلزله شکستی ترد را تجربه خواهند نمود با کمک چسب ویژه به بتن ضد زلزله و یا به بتن مقاوم در برابر زلزله تبدیل میگردند.
روش ضد زلزله کردن بتن و رسیدن به بتن ضد زلزله و یا مقاوم در مقابل زلزله توسط این توری ها و پارچه های شیشه ای بدین شکل است که نقاط ضعف سازه در مقابل برش و خمش پس از تحلیل سازه ای مشخص گردیده و در نقاط مذکور سازه توسط چسب ویژه پلیمری توسط توری ها و پارچه های شیشه ایاز قسمت خارجی بتن مسلح می گردند.
البته بدیهی است چنانچه سازه ساخته نشده باشد و یا در حال احداث باشد استفاده از ژل AP2RB در جسم بتن باعث اقدامی تکمیلی در تولید بتن ضد زلزله و سازه ضد زلزله خواهد بود.

+ نوشته شده در  پنجشنبه هفتم اردیبهشت 1391ساعت 22:32  توسط حسین رحمت زاده  | 

 

بتن فوق سبک با وزن مخصوص 1.2 تن در هر متر مکعب و مقاومت فشاری 800 کیلوگرم بر سانتی متر مربع نخستین بار در جهان توسط تعدادی از محققان و دانشجویان دانشگاه آزاد اسلامی اراک ساخته شد.
حامد قدیمی ،عضو تیم سازنده این بتن گفت: بتن فوق سبک با وزن مخصوص 1.2 تا 1.3 تن در هر متر مکعب و مقاومت فشاری در حدود 700 تا 850 کیلوگرم بر سانتی متر مربع در این تحقیق برای اولین بار در جهان ساخته شده است. بتن فوق سبک اگر چه هزینه ساخت بیشتری نسبت به بتن های معمولی دارد، اما علاوه بر کاهش بار مرده ساختمان، از نیروی وارد شده بر سازه در اثر شتاب زلزله می کاهد و در صورت تخریب ، وزن آوار بوجود آمده را تا حد زیادی کاهش می دهد و ضمن کاهش مساحت اعضای سازه ای موجب استفاده بهینه از فضا و مواد اولیه بتن و در نهایت کاهش هزینه ها می شود.
وی افزود: این بتن با استفاده از یک نوع سنگ دانه سبک و مقاوم و با بهینه نمودن ترکیب شیمیایی و هیدراتاسیون سیمان پرتلند و دسته ای از مصالح مصرفی به دست آمده است و فاقد هر نوع الیاف ، لاتکس و یا مواد پلیمری می باشد و مصالح مصرفی بدون آنکه فرایند خاصی بر روی آنها انجام شده باشد مورد استفاده قرار گرفته است، اما تکنولوژی طراحی ، ساخت و عمل آوری این بتن کاملا جدید و ابتکاری است.

حامد قدیمی با بیان اینکه وزن مخصوص بتن و مقاومت فشاری آن رابطه ای تقریبا لگاریتمی در شرایط یکسان دارند به طوری که با گذر از یک وزن مخصوص در حدود 1.7 تن در هر متر مکعب مقاومت آن به شدت افت می کند و بتن مقاومت سازه ای ندارد اظهار داشت: در این پروژه که با همکاری پنج نفر از محققین و دانشجویان دانشگاه آزاد اسلامی اراک و طی دو سال کار تحقیقاتی مداوم به دست آمده است علاوه بر رفع مشکل عدم مقاومت بتن های سبک توانستیم این دو فاکتوری که تقریبا رابطه مستقیمی با هم دارند را خلاف جهت یکدیگر حرکت داده و همزمان با کاهش وزن مخصوص بتن مقاومت آن را افزایش دهیم.
وی تصریح نمود: از ویژگی های این بتن که آن را از سایر بتن هایی که با همین وزن مخصوص ساخته شده اند متمایز می کند در درجه اول مقاومت فشاری بالای آن و در درجه دوم اقتصادی تر بودن آن است.
وی گفت: بتن های معمولی دارای وزن مخصوص بین 2.4 تا 2.5 تن در هر متر مکعب و مقاومت فشاری 250 تا 350 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع هستند که به علت ضعف هایی که معمولا در ساخت و اجرای سازه های بتنی در کارگاه وجود دارد، با در نظر گرفتن حداقل مقاومت مذکور طراحی قطعات بتنی سازه انجام می شود، با توجه به اینکه این سرمایه ملی است که به علت عدم نظارت کافی هدر می رود.
حامد قدیمی با اشاره به ساخت بتن هایی با وزن مخصوص 0.7 تا 0.8 تن در هر متر مکعب و مقاومت فشاری 150 تا 200 کیلو گرم در سانتیمتر مربع به عنوان یکی دیگر از دستاوردهای همکاری بین اعضای این تیم افزود.

شایان ذکر است اسامی اعضای تیم دانشجویان رشته عمران دانشگاه آزاد اسلامی اراک، سازنده اولین بتن فوق سبک جهان به شرح ذیل می باشد:
حامد قدیمی، امیر داودیان پور ،رضا جوانمردی، مهدی چزانی و مهدی نصر اللهی.



 

+ نوشته شده در  پنجشنبه هفتم اردیبهشت 1391ساعت 22:23  توسط حسین رحمت زاده  | 

 

 

دانشمندان دانشگاه ميشيگان گونه جديدي از بتن مسلح با الياف ساخته‌اند كه از بتن عادي 40 درصد سبك‌تر و در برابر ترك خوردن 500 بار مقاوم‌تر است.این بتن جديد كه "كامپوزيت سيماني مهندسي"، ناميده شده ، به دليل عمر طولاني در دراز مدت از بتن معمولي ارزان‌تر است

عملكرد اين بتن جديد از يك طرف به دليل وجود الياف نازكي است كه 2 درصد حجم ملات بتن را تشكيل مي‌دهد و از طرف ديگر به اين خاطر است كه خود بتن از موادي ساخته شده است كه براي ايجاد حداكثر انعطاف‌پذيري طراحي شده‌اند. به گفته دانشمندان، بتن جديد كه "كامپوزيت سيماني مهندسي"، ناميده شده ، به دليل عمر طولاني‌تر در دراز مدت از بتن معمولي ارزان‌تر است. به گفته "ويكتورلي" استاد گروه مهندسي سازه "دانشگاه ميشيگان" و سرپرست تيم سازنده بتن، تكنولوژي كامپوزيت سيماني تاكنون در پروژه‌هايي در ژاپن، كره، سوئيس و ايتاليا به كار گرفته شده است. استفاده از آن در ايالات متحده به نسبت كندتر بوده.
اين در حالي است كه بتن متعارف داراي مشكلات بسياري از جمله نداشتن دوام و پايداري، شكست در اثر بارگذاري شديد و هزينه‌هاي تعمير در اثر شكست است.
به گفته "لي"، بتن نشكن يا انعطاف‌پذير به جز شن درشت از همان مواد تشكيل‌دهنده بتن معمولي ساخته شده است.
بتن نشكن كاملا شبيه بتن عادي است اما تحت كرنش‌هاي بسيار بزرگ، بتن كامپوزيت سيماني تغيير شكل مي‌دهد، اين قابليت از آن جا ناشي مي‌شود كه در اين نوع بتن؛ شبكه الياف داخي سيمان قابليت لغزيدن داشته و در نتيجه انعطاف‌ناپذيري بتن كه باعث تردي و شكنندگي است، از ميان مي‌رود.
امسال براي اولين بار، "اداره حمل و نقل ميشيگان" براي نوسازي قسمتي از عرشه پل "گرواستريت" بر فراز بزرگراه "4 و I" از كامپوزيت سيماني استفاده مي كند. دالي از جنس كامپوزيست سيماني جايگزين يك مفصل انبساطي در اين قسمت از پل خواهد شد تا با متصل كردن دال‌هاي بتني مجاور به هم، عرشه‌اي يكنواخت از بتن به وجود آورد. استفاده از مفصل انبساطي به عرشه بتني قابليت حركت در اثر تغييرات مي‌بخشد. اما در هنگام گير كردن مفصل‌ها، مشكلات زيادي پيش مي‌آيد.
دانشمندان انتظار دارند استفاده از كامپوزيت سيماني باعث صرفه‌جويي در هزينه‌ها شود.
اگر چه هنوز مطالعات دراز مدت زيادي براي تاييد عملكرد كامپوزيت سيماني مورد نياز است، مقايسه‌هاي انجام شده در "مركز سيستم‌هاي پايدار"، از "دانشده منابع طبيعي و محيط زيست"، به همراه گروه "لي"، نشان مي‌دهد كه در يك دوره 60 ساله، استفاده در عرشه پل، كامپوزيت سيماني نسبت به بتن عادي 37 درصد ارزان‌تر است، 40 درصد انرژي كمتري مصرف مي‌كند و باعث كاهش انتشار دي اكسيد كربن تا 39 درصد مي‌شود.

+ نوشته شده در  پنجشنبه هفتم اردیبهشت 1391ساعت 22:19  توسط حسین رحمت زاده  | 

 

نقشه بسیار خوب

خانه‌های زيادي هستند كه با وجود اندازه‌هاي مناسب به شكل مناسبي طراحي نشده‌، يا مورد کم لطفی طراحان قرار گرفته‌اند؛ در نتيجه افرادی که در آن زندگی می‌کنند نه لذتي از خانه‌شان مي‌برند و نه به آرامش لازم مي‌رسند. در اين بخش كارشناسان «منزل» تلاش مي‌كنند به اصلاح پلان ساختمان‌هاي نامناسب بپردازند تا از اين اصلاحات ايده بگيريد.

شما هم مي‌توانيد با تهيه پلان خانه‌تان و ارسال به ماهنامه «منزل» با هم‌فكري كارشناسان، برخي قناسي‌ها يا ناهماهنگي‌ها را در پلان‌ خانه‌تان اصلاح كنيد و از زندگي در فضايي متناسب لذت ببريد.

اين پلان مربوط به خانه‌اي با مساحت 97 مترمربع با 2 اتاق خواب است كه اشكالات آن در زير مي‌آيد:

نقشه بي عيب - تحليل پلان

 

•    در اين پلان سلسله مراتب فضايی (فضاهای خصوصی، نیمه خصوصی و عمومی) رعایت نشده است.

•    در این خانه فضای پیش ورودی تعریف نشده و در ورودی ساختمان در فضای بزرگتری از پیش ورودی باز شده است که میز ناهارخوری در آن قرار دارد.

•    باز شدن در سرویس بهداشتي در داخل فضا باعث شده است که فضای یکپارچه و مناسبی برای غذاخوری نداشته باشیم.

•    مساله دیگر این پلان باز شدن تمامي درهای اتاق خواب‌ها و حتی حمام به داخل هال است.

•    در این پلان فضايی به عنوان فضای ارتباطی بین فضاهای خصوصی و عمومی تعریف نشده، بنابراین امنیت فضاهای خصوصی از بین رفته است.

•    موضوع دیگر، ترکیب نادرست و پراکنده بودن فضای سالن است که امکان چیدمان مناسب برای فضای پذیرائی و نشیمن را از بين برده است. در واقع همانطور که در پلان می‌بینیم هیچ‌گونه چیدمان مناسبی برای سالن نمی‌توان داشت. در حالی که بهتر است در سالن‌های یکپارچه با متراژهای کوچک، يك فضاي مربع يا مستطیل داشته باشیم تا بتوانیم از آن به شکل مطلوبی برای چیدمان و کاربری مناسب استفاده كنيم.

حالا به بررسی طرح پیشنهادی كارشناس «منزل» می‌پردازیم:

نقشه بي عيب - تحليل پلان

 
•    در این طرح مشکل فضای پیش ورودی حل شده است، سرویس بهداشتی در فضای پیش ورودی قرار گرفته و مشکلی از نظر دید و قرارگیری آن در فضا نداریم. از سوی دیگر جدا شدن فضای اتاق خواب‌ها و حمام با یک راهروي ارتباطی تمامي فضاهای خصوصی و عمومی را از هم جدا کرده است.

•    استفاده از یک دیوار کوتاه در جلوی راهروی اتاق خواب‌ها مکان مناسبی را برای قرار دادن ناهارخوری فراهم کرده است. در جلوی آشپرخانه نیز فضای مناسبی برای قرارگيري چند صندلی اپن در جلوی پیش‌خوان به وجود آمده است.

•    یک سالن مربع مستطیل شکل بزرگ امکان استفاده بیشتری را برای ساکنان خانه فراهم کرده و تنوع چیدماني‌ بیشتری برای آن به وجود آمده است.

استفاده از تناسبات مناسب در طراحی پلان یکی از دغدغه‌های اصلی معماران است زيرا در شرایطی که فضاها کوچک ولی متناسب باشند، مطلوبیت آن‌ها چندین برابر می‌شود.

+ نوشته شده در  شنبه دوم اردیبهشت 1391ساعت 22:54  توسط حسین رحمت زاده  |