کلیات ساختمان
بدرستی قدمت استفاده بشر از سر پناه و یا به طور کلی به مفهوم امروزی قدمت استفاده بشر از مسکن معلوم نیست ولی تقریباً آنرا میتوان همزمان با پیدایش بشریت دانست زیرا چنین گمان میرود که بشر از همان ابتدا برای ماندن از برف و باران و سرما و گرما و حمله حیوانات و همچنین حمله سایر اقوام به غارها پناه برده و این غارها را میتوان اولین محل سکونت برای بشر دانست و از آن زمان تا کنون انسانها همیشه به فکر آن بودهاند که مسکنی راحتتر و بهتر برای خود تهیه نمایند.
در قرون اخیر رشد جمعیت در دنیا رو به ازدیاد نهاد بشر از لحاظ علمی و فنی مشکلات بسیاری را حل نمود و در ساختن مسکن نیز تحولات عمدهای بوجود آورد دیگر ساختمانها ی تک واحدی جوابگوی احتیاجات جوامع بشری نبوده و به همین علت سیستم خانهسازی به کلی دگرگون شده و استفاده از مصالح مقام نیز مانند فولاد و سیمان از ساختمان رایج گردید در اثر دسترسی به این مصالح و امکانات دیگر گسترش شهرها از افقی به عمودی تبدیل شده و امر آپارتمانسازی در ساختمانهای چندین طبقه متداول گردید.
انواع ساختمان
انواع ساختمان از لحاظ مصالح مصرفی:
۱-ساختمانهای بتنی:
ساختمان بتنی ساختمانی است که برای اسکلت اصلی آن از بتن آرمه (سیمان شن، ماسه و فولاد به صورت میلهگرد ساده و یا آجدار)استفاده شده باشد در ساختمانهای بتنی سقفها به وسیله دالهای بتنی پوشیده میشود و یا از سقفهای تیرچه و بلوک و یا سایر سقفهای پیش ساخته استفاده میگردد و برای دیوارهای جدا کننده ممکن است از انواع آجر مانند: سفال تیغهای آجر ماشینی سوراخدار آجر معمولی و یا تیغهگچی و یا چوب استفاده شده و ممکن است از دیوار بتن آرمه هم استفاده شود. در این نوع ساختمانها شاه تیرها و ستونها از بتن آرمه از بتن مسلح ساخته میشود.
۲-ساختمانهای فلزی:
در این نوع ساختانها برای ساختن ستونها و پلها از پروفیلهای فولادی استفاده میشود در ایران معمولاً ستونها را از تیرآهنهای I دوبل یا بال پهنهای تکی استفاده مینمایند و همچنین برای اتصالات از نبشی –تسمه و برای زیر ستونها از صفحه فولادی استفاده میشود و معمولاً دو قطعه فولادی را با استفاده از جوش به همدیگر متصل مینمایند. سقف این نوع ساختمانها ممکن است تیرآهن و طاق ضربی باشد و یا انواع سقفهای دیگر از قبیل تیرچه و بلوک و غیره استفاده گردد برای پارتیشنها میتوان مانند ساختمانها بتونی از انواع آجر و یا قطعات گچی و یا چوب یا سفالهای تیغهای استفاده نمود جدا کنندهها از مصالح سبک انتخاب میشوند.
۳-ساختمانهای آجری:
در ساختمانهای کوچک که از چهار طبقه تجاور نمینمایند میتوان از این نوع ساختمان استفاده نمود اسلکت اصلی این نوع ساختمانها آجری بود و برای ساختن سقفها در ایران معمولاً از پروفیلهای فولادی I و آجر به صورت طاق ضربی استفاده میگردد و یا از سقف تیرچه و بلوک استفاده میشود در این نوع ساختمانها برای مقابله با نیروهای جانبی زلزله باید حتماً از شناژهای روی کرسی چینی و زیر سقفها استفاده شود.
در ساختمانهای آجری معمولاً دیوارهای حمال در طبقات مختلف روی هم قرار میگیرند و اغلب پارتیشن ها نیز همین دیوارهای حمال میباشند حداقل عرض دیوارهای حمال نباید از ۳۵ سانتیمتر کمتر باشد.
مراحل مختلف ساختن یک ساختمان
بازدید زمین و ریشهکنی:
قبل از شروع هر نوع عملیات ساختمانهای باید زمین محل ساختمان بازدید شود و وضعیت و فاصله آن نسبت به خیابانها و جادههای اطراف مورد بازرسی قرار گیرد و همچنین پستی و بلندی زمین با توجه به نقشه ساختمانی مورد بازدید قرار گرفته در صورتی که ساختمان دارای اهمیت خاص باشد پستی و بلندی و سایر عوارض زمین می باید بوسیله مهندسین نقشهبردار تعیین گردد و همچنین باید محل چاههای فاضلاب و چاه های آب قدیمی که ممکن است در هر زمین موجود باشد تعیین شده و محل آن نسبت به پیسازی مشخص گردد و در صورت لزوم میباید این چاهها با بتن و یا شفته آهک پر شود و محل احداث ساختمان نسبت به زمین تعیین شده و نسبت به ریشهکنی (ریشههای نباتی که ممکن است در زمین روئیده باشد)درآن محل اقدام شود و خاکهای اضافی(دکاپاژ )به بیرون محل گردد و بالاخره باید شکل هندسی زمین و زوایای آن کاملاً معلوم شده و با نقشه ساختمان مطابقت داده شود.
پیاده کردن نقشه
پس از بازدید محل و ریشهکنی اولین قدم در ساختمان پیاده کردن نقشه میباشد منظور از پیاده کردن نقشه یعنی انتقال نقشه ساختمان از روی کاغذ بروی زمین با ابعاد اصلی بطوریکه محل دقیق پیها و ستونها و دیوارها و زیرزمینها و عرضپیها روی زمین به خوبی مشخص باشد. باید سعی شود حتما در موقع پیاده کردن نقشه از نقشه پی کنی استفاده گردد برای پیاده کردن نقشه ساختمان های مهم معمولاً از دوربین های نقشه برداری استفاده میشودولی برای پیاده کردن نقشه ساختمان های معمولی و کوچک از متر و ریسمان بنائی که به آن ریسمان کار هم میگویندهمچنین شلنگ تراز استفاده میشود برای پیاده کردن نقشه با متر و ریسمان کار ابتدا باید محل کلی ساختمان را روی زمین مشخص نموده و بعد با کشیدن ریسمان در یکی از امتدادهای تعیین شده و ریختن گچ یکی از خطوط اصلی ساختمان را تعیین مینماییم بعد دیگر ساختمان را که عمود بر خط اول میباشد با استفاده از قضیه فیثاغورس رسم مینماییم که در اصطلاح بنایی استفاده از این روش را روش ۳-۴-۵ میگویند زیرا در این روش معمولاً اضلاع مثلث ۳ متر و ۴ متر و وتر مثلث ۵ متر است برای مکانهای کوچکتر و بزرگتر میتوان از مضربهای این اعداد استفاده نمود.
در موقع پیاده کردن نقشه برای جلوگیری از جمع شدن خطاها بهتر است اندازهها را همیشه از یک نقطه اصلی که آنرا مبدأ مینامیم حساب نموده و روی زمین منتقل نماییم بعد از اتمام کار پیاده کردن نقشه و قبل از اقدام به گودبرداری یا پی کنی باید حتماً مجدداً اندازههای نقشه پیاده شده را کنترل نمائیم تا حتی المقدور از وقوع اشتباهات جلوگیری شود. برای اینکه مطمئن شویم زوایای بدست آمده اطاقها قائمه میباشد باید دو قطر هر اطلاق را اندازه بگیریم چنانچه مساوی بودند آن اطاق گونیا میباشد به این کار اصطلاحاً چپ و راست میگویند.
گودبرداری
بعد از پیاده کردن نقشه و کنترل آن در صورت لزوم گودبرداری انجام می گردد.گود برداری برای آن قسمت از ساختمان انجام میشود که در طبقات پایینتر از کف طبیعی زمین ساخته میشود مانند موتور خانهها ، انبارها، پارکینگها و غیره… در موقع گودبرداری چنانچه محل گودبرداری بزرگ نباشد از وسایل معمولی مانند بیل و کلنگ و فرغون استفاده میگردد. برای این کار تا عمق معینی که عمل پرتاب خاک با بیل به بالا امکانپذیر است (مثلاً ۲ متر) عمل گود برداری را ادامه میدهند و بعد از آن پلهای ایجاد نموده و خاک حاصله از عمق پایینتر از پله را روی پله ایجاد شده ریخته و از روی پله دوباره به خارج منتقل مینمایند.
برای گودبرداری های بزرگتر استفاده از بیل و کلنگ مقرون به صرفه نبوده و بهتر است از وسایل مکانیکی مانند لودر و غیره استفاده شود از اینگونه موارد برای خارج کردن خاک از محل گودبرداری و حمل آن به خارج کارگاه معمولاً از سطح شیبدار استفاده میگردد. بدین طریق که در ضمن گودبرداری سطح شیبداری در کنار گودبرداریبرای عبورکامیون و غیره ایجاد میگردد که بعد از اتمام کار این قسمت به وسیله کارگر برداشته می شود.
در ضمن بهتر است که گودبرداری را تا زیر سطح پیها ادامه بدهیم زیرا در این صورت اولاً برای قالب بندی پیها آزادی عمل بیشتری داریم درنتیجه پیهای تمیزتر و درستتر خواهد بود در ثانی میتوانیم خاک حاصل از چاه کنی و همچنین نخالههای ساختمان را در فضای ایجاد شده بین پیهای بریزیم که این مطلب از لحاظ اقتصادی اهمیت زیادی دارد. برای جلوگیری از ریزش دیوارههای محل گودبرداری به داخل گود معمولاً دیواره اطراف باید دارای شیب ملایم باشد که با خط عمود زوایهای به اندازه میسازد اندازه این زوایه بستگی به نوع خاک محل گودبرداری دارد هر قدر خاک محل سستتر و درشت دانه تر باشد بزرگتر است.
در صورت وجود ساختمان دیگر در مجاورت محل گود برداری باید جهت جلوگیری از حوادث و بروز خسارت مالی یا جانی با استفاده از تنگ بندی ساختمان مجاور ضریب اطمینان عملیات را افزایش داد . تنگ ها ترجیحا باید از نوع فولادی بوده(حداقل تیر آهن ۱۴) که محل اتصال تنگ به دیوار برش ۴۵ درجه می خورد. ترجیحا تنگ ها باید توسط جوش به ستون های ساختمان مجاور متصل گردد.درصورت چوبی بودن تنگ ها باید با میخ کوبی کافی و به اندازه از پایداری مجموعه در برار نیروها اطمینان حاصل کرد.محل اتصال تنگ ها به دیوار باید توسط گچ کاملا پوشیده گردد تا در صورت حرکت یا بروز هر گونه موردی که امکان ریزش مجموعه را فراهم سازد با مشاهده ترک هایی که روی قشر گچی ایجاد می شوداز هر گونه حادثه ای جلوگیری نمود.
پی کنی
اصولاً پی کنی به دو دلیل انجا میشود:
دسترسی به زمین بکر
با توجه به اینکه کلیه بار ساختمان بوسیله دیوارها یا ستونها به زمین منتقل می شود در نتیجه ساختمان باید روی زمینی که قابل اعتماد بوده و قابلیت تحمل بار ساختمان را داشته باشد بنا گردد برای دسترسی به چنین زمینی ناچار به ایجاد پی برای ساختمان میباشیم.
برای محافظت پایه ساختمان
برای محافظت پایه ساختمان و جلوگیری از تأثیر عوامل جوی در پایه ساختمان باید پیسازی نماییم در اینصورت حتی در بهترین زمینها نیز باید حداقل پیهایی به عمق ۴۰ تا ۵۰ سانتی متر حفر کنیم.
عرض و طول و عمق پیها کاملاً بستگی به وزن ساختمان و قدرت تحمل خاک محل ساختمان دارد درساختمانهای بزرگ قبل از شروع کار به وسیله آزمایشات مکانیک خاک قدرت مجاز تحملی زمین را تعیین نموده و از روی آن مهندس محاسب ابعاد پی را تعیین مینماید و در ساختمانهای کوچک باید از مقاومت زمین در مقابل بار ساختمان مطمئن شویم.اغلب مواقع قدرت تحمل زمین برای ساختمان های کوچک با مشاهده خاک پی و دیدن طبقات آن و طرز قرار گرفتن دانهها بر روی یکدیگر و یا با ضربه زدن به وسیله کلنگ به محل پی قابل تشخیص است.
شمع کوبی
در زمینهائی که خیلی سست بوده و به هیچ وجه قدرت تحمل بار ساختمان را نداشته باشند مانند خاک های و یا زمینهای ماسهای و یا در محل های که زمین بکر در عمقهای زیاد قرار داشته و برداشتن کلیه خاک های سطحی مقرون به صرفه نباشد ازطریق شمعکوبی بار ساختمان را به زمین بکر منتقل میشود.به این طریق که در امتداد پیهای ساختمان یعنی در طول دیوارهای اصلی که باربر میباشند با فاصلههای معین چاه حفر مینمایند و این حفاری تا زمین بکر و محکم ادامه میدهند سپس این چاه را با بتن و یا شفته پر میکنند بعد از پر کردن این چاه ها روی آنرا بوسیله طاق های آجری و یا سنگی و یا بتونی به هم مربوط نموده و بعد روی آنرا دیوار چینی مینمائیم با وجود اینکه چنین فرض میشود که کلیه بارهای وارده بر این شمع کوبی محوری میباشد ولی برای تحمل نیروی برشی و لنگر خمشی احتمالی بهتر است در هر چاه ۸ تا ۱۰ عدد میلگرد آجدار که قطر آن بوسیله محاسبه بدست میآید و نباید از میلگرد نمره ۱۰ کمتر باشد قرار داد و آنها را به وسیله میلگردهای عرضی دور پیچ شده به یکدیگر متصل نمود.
ساختمان فلزی
ساختمان فلزی ساختمانی است که ستون ها و تیرهای اصلی آن از پروفیلهای مختلف فلزی بوده و بار سقف های و دیوارها و جدا کنندهها بوسیله تیرهای اصلی به ستون منتقل شده به وسیله ستون ها به زمین منتقل گردد.
مزایا و معایب
اجرا این نوع ساختمانها خیلی سریع پیشرفت مینماید در صورتی که برای ساختن نوع بتنی یا آجری زمان بیشتری لازم است. ستون ها و قطعات باربر ساختمانهای فلزی فضای کمتری را اشغا ل مینماید و این خود باعث بوجود آمدن سطح مفید زیادتر در ساختمان های فلزی میگردد. در صورتی که برای ساختمان های بتنی مرتفع ناچار به ایجاد ستون ها و دیوارهای قطور میباشیم.
ساخت قطعات ساختمان های فلزی در خارج از محوطه کارگاه ممکن بوده و این خود از لحاظ دقت کار و کیفیت بهتر قطعات و همچنین از لحاظ اقتصادی به صرفه میباشد. ساختن ساختمان های فلزی کمتر تابع آب و هوا و عوامل جوی می باشد در صورتی که ادامه کار ساختمان های بتنی در هوای زیر۴ درجه سانتی گراد ممنوع است .امکان تقویت ساختمان بعد از اتمام کار از مزایای ساختمان فلزی است.
پیسازی در ساختمانهای فلزی
در ساختمانهای فلزی بیشتر از پی های منفرد استفاده مینمایند و در زمینهای سست و ساختمانهای بسیار سنگین از پیهای سراسری هم استفاده میکنند پیهای منفرد برای ساختمانهایی که بار آن به طور متمرکز به زمین منقتل میشود ساخته میگردد مانند ساختمانهای فلزی و یا بتنی.
زمین مناسب:
زمینی برای پی سازی مناسب است که قدرت مجاز آن تاب و تحمل وزن ساختمان را داشته باشد در هر حال در موقع پیسازی باید سطح زیر پی کاملاً صاف و تقریباً تراز بوده و عاری از خاشاک و یا هر نوع عوامل خارجی باشد و باید پیسازی مستقیماً از روی خاک انجام شود.
بتن مگر بتن :
مگر که به آن بتن لاغر یا بتن کم سیمان هم میگویند اولین قشر پیسازی در پیهای منفرد میباشد مقدار سیمان در بتن مگر در حدود ۱۰۰ الی ۱۵۰ کیلوگرم در متر مکعب است در پیها بتن مگر به دو دلیل مورد استفاده قرار میگیرد:
برای جلوگیری از تماس مستقیم بتن اصلی پی با خاکبرای رگلاژ کف پی و ایجاد سطحصاف برای ادمه پی سازی ضخامت بتن مگر در حدود ۱۰ سانتیمتر میباشد و معمولاً قالببندی از روی بتن مگر شروع میشود.
میلگردهای کف پی
اصولاً بتن در مقابل نیروهای کشتی ضعیف بوده و در ناحیه کششی در آن ترک ایجاد میشود لذا برای جلوگیری از ترک خوردگی بتن در محل تارهای کشتی میلهگردهای فولادی قرار میدهند. تارهای کشتی در پیها در کف پی بوده و میلگردها را در دو جهت به صورت شبکه (در حدود ۵ سانتیمتر بالاتر از بتن مگر) قرار میدهند. این کارمعمولا بوسیله قطعات کوچک سنگ یا لقمه های بتنی انجام می گردد.بطوریکه در هنگام بتنریزی این شبکه در بتن غرق شود و یا میتوان ابتدا در حدود ۵ سانتیمتر کف پی بتن ریخت و بعد این آرماتورها را روی آن قرار داده و بتن را تا ضخامت تعیین شده در نقشه ادامه داد باید سر کلیه آرماتورها به صورت چنگک خم شده و یا به صورت گونیا برگردانیده شود.
باید توجه شود که هیچ وقت میلهگردهایی که در داخل بتن قرار میگیرد نباید رنگآمیزی شده و یا به روغنو مواد آلی آغشته گردد که در این صورت رنگ روی میلهگرد مانع چسبیدن بتن و فولاد به یکدیگر میگردد. فاصله میلهگردها باید یکنواخت باشد به طوری که بزرگترین دانه بتن به راحتی از داخل آن رد بشود. باید بتن پی یا ستون و یا دال بتنی کاملاً یکپارچه وتوپرو متراکم بوده و در آن حفرههای خالی وجود نداشته باشد. برای این کار اغلب از ویبراتور استفاده مینمایند باید توجه داشت که اگر بتنی را بیش از حد لازم ویبره نمائیم دانهبندی بتن از هم میپاشد و باعث غیر یکنواختی و ضعف قطعه بتنی میگردد. بهتر است در صورت امکان همزمان با بتنریزی با نواختن ضربههای ملایم به پشت قالب بتن را ویبره نمائیم.در بعضی از ساختمان ها قالب را با تیغههای آجری درست میکنند قالبهای آجری از لحاظ سرعت کار و اقتصادی مقرون به صرفه میباشد ولی به علت آنکه آجر آب بتن مجاور خود را به سرعت مکیده و آن را خشک کرده و مانع فعل و انفعال شیمیایی تدریجی آن گشته و در نتیجه بتن مجاور قالب به استقامت دلخواه نمی رسد باید روی آجر را با ورقهای پلاستیکی پوشانید تا آجر مستقیماً در تماس نباشد.
باید توجه داشت بتنی که استفاده میشود دارای دانهبندی شن و ماسه خوب و پیوسته استفاده شود ودر طرح اختلاط آن باید به شرایط آب و هوایی دقت کافی داشت. آبی که در بتن استفاده می شود باید پاک و زلال بوده و فاقد عناصر ترکیب شونده با سیمان و دانههای تشکیل دهنده بتن باشد.
صفحه زیر ستون یا میلهگردهای ریشه:
چنانچه پی ریخته شده جهت ستون بتنی باشد میلهگردهای عمودی که قسمتی از آن در خارج پی قرار گرفته باشد در بتن پی قرار میدهند و آرماتورهای ستون را به آن میبندند(میلگرد انتظار).
چنانچه پی ریخته شده جهت ستون فلزی باشد برای آنکه فشار وارده از ستون در سطح پی تقسیم شود زیر ستون روی پی صفحهای فلزی که ابعاد آن با محاسبه تعیین می شود قرار میدهند چون ممکن است به ستون به جز بارهای عمودی نیروهای جانبی نیز وارد شود صفحه زیر ستون را به وسیله میلهگردهایی در بتن محکم میکنند(بولت). برای این منظور به این صورت عمل میکنند که ۴ عدد میلهگرد با نمره حداقل۲۲ یا بیشتر که سر آن بصورت چنگک یا گونیا خم شدهو سر دیگر آنرا پیچ و مهره کردهاند در بتن قرار میدهند. در صفحه زیر ستون نیز چهارعدد سوراخ درست مقابل این چهار میلهگرد ایجاد مینمایند و میلگردها را از سوراخ صفحه رد نموده و با مهره محکم مینمایند قطر میلگردها به وسیله محاسبه بدست می آید. باید توجه داشت که چون بتن بعد از خشک شدن قدری تقلیل حجم پیدا میکند اغلب زیر صفحه خالی میشود بنابراین بعد از بتن ریزی و پر کردن این جای خالی صفحه را خارج میکنند و زیر آنرا با گروت پر میکنند و سپس صفحه را میبندند.
شناژ
برای آنکه پیهای منفرد به همدیگر متصل بوده در موقع نشست ساختمان و یا تکان های ناگهانی با همدیگر کار کنند پیهای نقطهای یا منفرد را به وسیله شناژ به همدیگر متصل مینماییم.
قفسه شناژ
پس از آنکه قالب بندی انجام شد وزیر ستونها را داخل پیهای منفرد قرار دادند قبل از بتنریزی پیهای منفرد را به وسیله حداقل ۴ میلگرد ۱۲ به یکدیگر وصل مینماییم این میلهگردها بوسیله میلهگردهای عرضی (خاموت) به هم متصل میکنند این قفسهها شناژ باید حداقل تا ۴/۱ بعد پی منفرد به داخل آن ادامه پیدا کند.
اجزاء تشکیل دهنده ساختمانهای فلزی:
ساختمانهای فلزی از اجزآن مهم زیر تشکیل می شود:
ستون ها
پل یا تیرهای اصلی
تیرچهها
پروفیلهای اتصال
ستون ها
در ساختمان های فلزی و بتنی به آن قسمت از اجزاء که تحت نیروی فشاری واقع هستند ستون میگویند. بار سقف ها توسط پل ها به ستون ها از ستونها به زمین منتقل میگردد. قسمتهای مختلف ستون عبارتند از:
قسمتهای اصلی ستون.
قسمتهای اتصال دهنده
صفحههای تقویتی.
جوش
اتصال ستون به صفحه زیر ستون.
قسمت اصلی ستون
قسمت اصلی ستون عبارت از آن پروفیلی است که بارهای فشاری را تحمل می نماید برای مساحت ستون میتوان از پروفیلهای مختلف استفاده نمود مانند دو عدد تیرآهن I معمولی و یا یک عدد آهن بال پهن و یا دو عدد ناودانی و یا یک عدد قوطی چهار گوش و یا چهار عدد نبشی و غیره. در ایران برای ساختن ستون ها معمولاً از دو عدد تیرآهن I معمولی استفاده می شود و آنها را به وسیله تسمه به یکدیگر متصل میکنند باید توجه شود که قبل از کار از صاف و راست بودن تیرآهن کاملاً مطمئن شد و در غیر اینصورت باید با پتک آنرا صاف کرد و یا آهن را عوض کرد البته هر چه به تیرآهن قبل از مصرف ضربه کمتری زده شود بهتر است.در مرحله بعد تیرآهنهای ستون ها را با فاصله معین که در نقشه محاسباتی تعیین شده است کنار هم قرار داده و به وسیله تسمههائی که از قبل بریده شده و آماده میباشد با خال جوش ا به یکدیگر متصل مینمایند و آنگاه، برای جلوگیری از پیچیدگی نخست ابتدا و انتها و کمر ستونها را به تیرآهن های زیر سری جوش داده و بعد کلیه ستون ها را با خال جوش به یکدیگر متصل میکنیم و سپس جوشکاری را تکمیل مینمائیم و بدین ترتیب تا ۹۰ درصد از پیچیدگی ستونها جلوگیری می شود.
تسمههای اتصال:
همانطوریکه گفته شد ممکن است ستون از دو عدد تیرآهن I و یا دو عدد ناودانی و یا چهار عدد نبشی و غیره تشکیل شده باشد معولاً این پروفیل ها را توسط تسمه به یکدیگر متصل مینمایند. ابعاد این تسمهها توسط محاسبه تعیین میگردد. طول تسمهها معمولاً به اندازه پشت تا پشت ستون ها میباشد (مقداری کمتر برای جوشکاری) تسمهها را یا به صورت موازی و یا به صورت مورب به یکدیگر جوش میدهند.
-صفحههای تقویتی
گاهی ممکن است ستون انتخاب شده از لحاظ شماره تیرآهن برای کلیه طبقات مناسب بوده و فقط برای یک یا دو طبقه پایین که بار بیشتری را تحمل مینماید ضعیف باشد در این صورت ممکن است مهندس محاسب برای تقویت ستون ورق های تقویتی سراسری پیشنهاد نماید در این صورت دیگر برای اتصال ستون در این قسمت از تسمه استفاده نمیگردد.
تقلیل ضخامت ستون
در ساختمان های مرتفع که در طبقات پایین از ستون هایی با شماره زیاد استفاده میگردد از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست که ستون ها با همین شماره در طبقات بالا که بار کمتری را تحمل مینماید ادامه یابد. لذا بعد از هر دو یا سه طبقه از تیرآهنهایی با دو یا چهار شماره کمتر برای ساختن ستون استفاده می شود در این مواقع باید از چهار عدد تسمه استفاده شود که دو عدد آن فقط به ستون باریکتر جوش میشود تا با ستون پهنتر هم رو بشود و به آن تسمه هم رد کننده میگویند و از دو عدد تسمه دیگر برای اتصال دو قسمت ستون به یکدیگر استفاده میگردد.
لچگی یا ورق پشت بند
اگر ممان های وارده در پای ستون زیاد باشد و احتمال خم شدن نبشیها در محل اتصال ستون با صفحه زیر ستون موجود باشد دو یا سه قطعه تسمه به صورت لچگی بین دوبال نبشی قرار داده و به خوبی جوش میدهند تا از خم شدن نبشی جلوگیری نمایند از این قطعات لچگی در نبشی های زیر سر پل ها که دارای بار زیاد می باشد نیز استفاده میگردد ضخامت این لچگیها در حدود ۱۰ الی ۱۲ میلیمتر میباشد.
جوش:
متداولترین وسیله اتصال دهنده قطعات فلزی به یکدیگر در ایران جوشکاری میباشد که معمولاً از دستگاه های جوش برقی استفاده میشود این دستگاه ممکن است مستقیماً با برق شهر کار کند و یا خود به وسیله موتور تولید برق نموده عمل جوشکاری را انجام دهد که به این نوع اخیر دستگاه جوش سیار گفته می شود در ایران برای اتصال قطعات فلزی بیشتر از جوش الکتریکی استفاده میشود بعد جوش بوسیله محاسبه تعیین می شود و بستگی به قطر قطعاتی دارد که به وسیله جوش به یکدیگر متصل میشوند ولی در هر حال از ۶ ملیمتر نباید کمتر شود در موقع انتخاب الکترود جوشکاری باید دقت کافی به عمل آید و الکترودی انتخاب بشود که متناسب با جوشکاری بوده و بعد لازم را به راحتی ایجاد نماید همچنین باید توجه نمود تا آمپر دستگاه به نحوی انتخاب گردد که قادر به ذوب نمودن الکترود انتخاب شده باشد و بهتر است تا آنجا که ممکن است جوشکاری روی زمین بطور افقی روی قطعات انجام شود.
اتصال ستون به صفحه زیر ستون
همانطوریکه قبلاً گفته شد صفحه زیر ستون کاملاً نوار و در یک سطح کار گذاشته شده است اکنون متذکر میگردد سطح انتهایی ستون یعنی محل اتصال آن به صفحه زیر ستون باید کاملاً مستوی بود و به طوریکه در موقع قرار دادن آن روی صفحه تمام نقاط آن با صفحه در تماس باشد.
سپس ستون را بلند میکنند این عمل معمولاً با جرثقیل انجام می شود سپس ستون را با شاغول معمولی بنایی شاقول نموده و دور تا دور آنرا به صفحه زیر ستون جوش میدهند در مرحله بعدی برای تکمیل کار ستون را به وسیله چهار عدد نبشی ۱۰ تا ۱۲ و یا بزرگتر به صفحه زیر ستون جوش میدهند ابعاد این نبشیها طبق محاسبه تعیین میگردد. در بعضی از ستون ها که دارای خارج از محوری شدید میباشد بجای نبشی از صفحات مستطیل شکل که طول آنها بیشتر از پشت تا پشت ستون است استفاده میگردد.
پلها یا تیرهای اصلی
پلها آن قسمت از ساختمان فلزی هستند که بار سقف وسیله آن ها به ستون ها منتقل میگردد و یا به آن از ساختمان فلزی که بین ستون ها قرار میگیرد پل و یا تیر اصلی میگویند.
طریقه اتصال پل به ستون
حالت اول پل از کنار ستون عبور نماید: سادهترین شکل اتصال پل به ستون آنست که پل در جهت بالا تیرآهن ستون امتداد پیدا کند که در این حالت معمولاً از پل سراسری استفاده مینمایند این پل ها به وسیله یک عدد ورق که در محل عبور پل به ستون جوش می شود همچنین یک عدد نبشی ۱۰ یا ۱۲ که روی روق جوش میگردد به ستون متصل میشود بعضی از مهندسین محاسب برای آنکه تکیهگاهی تقریباً گیردار به وجود بیاورند یک عدد نبشی نیز روی پل قرار میدهند. برای ایجاد تکیهگاهی که کاملاً گیردار باشد باید از صفحههای همان گیر استفاده نمود صفحه همان گیرصفحه ای است به شکل ذوزنقه یا مستطیل که روی پل قرارگرفته وآنرا به ستون متصل می نمایند در ایران اغلب مهندسین محاسب به همین طریق عمل مینمایندیعنی پل را از کنار ستون عبور داده و در این حالت پل را ممتد محاسبه مینمایند و مخصوصاً در ستون های میانی اسکلت از دو طرف ستون پل های ممتد عبور داده و به اصطلاح از گره خورجینی استفاده مینمایند.
حالت دوم آن است که پل از وسط ستون عبور نماید و حالت سوم موقعی است که پل به جان ستون ختم میشود در این حالت امکان ایجاد پل های سراسری ممکن نیست زیرا اگر بخواهیم پل سراسری اجرا نمائیم مجبور هستیم سوراخی در جان تیر ایجاد کنیم که این خود باعث ضعف ستون میگردد بدین لحاظ بهتر است پل را در این حالت قطعه قطعه سوار کنیم.
نکاتی در مورد ساختن پل ها
گاهی ممکن است برای دهانهای پل ها را با دو یا یک عدد تسمه که به بال تیر جوش میشود تقویت نمائیم این تسمهها معمولاً در تیرهای ساده در وسط پل و در تیرهای متدد در نزدیکی تکیهگاه جوش میشود چنانچه برای تقویت پل از یک عدد تسمه استفاده نماییم بهتر است که این تسمه از بالا جوش شود زیرا در صورتیکه از پائین جوش شود در موقع سفید کاری مزاحمت ایجاد کرده و مجبور هستیم ضخامت گچ و خاک را در کلیه سطح سقف به اندازه ضاخمت تسمه تقویتی افزایش دهیم.
اتصال دو پل که از کنار هم میگذرند
چنانچه از دو سمت بالا یک ستون دو پل عبور کنند بهتر است که این پل را با تسمههایی در چند نقطه به همدیگر متصل نمائیم تا پلها یک پارچه شده و با هم کار کنند.
تیرچه
اگر برای پوشش سقف از طاق ضربی استفاده مینمائیم ناچاراً باید همانطوریکه در ساختمان های آجری مشاهده میشود تیرآهن هایی با شماره محاسبه شده روی پل ها کشیده و بین این آهن ها را طاق ضربی بزنیم این تیرچهها ممکن است سراسری بوده و از روی پل ها عبور نمایند در این صورت باید محل برخورد تیرچه و پل جوشکاری شود.
چنانچه برای پل و تیرچه از یک شماره تیرآهن استفاده شود در این صورت تیرچه می باید از دو طرف زبانه شود.
وصله نمودن دو قطعه تیرآهن به یکدیگر
چنانچه مجبور باشیم دو قطعه تیرآهن را بهم دیگر متصل نمائیم اگر از این تیر برای پل استفاده شود کافی است بوسیله دو قطعه تسمه به دو طرف جان تیر و یک قطعه تسمه روی تیر به سمت بالا آنها را به هم وصل نمائیم اگر این قطعه برای تیرچه استفاده شود بوسیله یک قطعه در جان تیر و یک قطعه وصله روی بال تیر آن را به هم متصل مینمائیم.
باد بند
متداولترین بادبندها از فولاد هستند که به صورت ضربدری بین دو ستون قرار میگیرند.
برای اینکه سطح جوش در بادبند به اندازه کافی باشد در محل اتصال بادبند به گرهها و یا محل برخورد دو پروفیل بادبند به همدیگر صفحههایی جوش میدهد طول و عرض و ضخامت این صفحهها طبق محاسبه تعیین میگردد اگر دهانهای از ساختمان بادبند میشود بهتر است حتماً قسمتهای پائین همین دهانه تا روی فونداسیون بادبندی ادامه پیدا کند. این بادبندها باعث می شود که نیرویی که در اثر باد و یا زلزله به بالای ستون وارد میشود به سرعت به زمین منتقل گردد.
ساختمانهای بتنی
منظور از ساختمان های بتنی ساختمانی که کلیه اجزاء اصلی آن از بتن مسلح ساخته شده باشد. سقف این گونه ساختمان ها در انواع مختلف ساخته میشود از قبیل بتنی پیش ساخته بتنیدر جا ریخته تیرچه بلوک و غیره…
مزایای ساختمانهای بتنی
ماده اصلی بتن که شن و ماسه میباشد تقریباً در تمام نقاط کره زمین به حد وفور یافت میشود روی این اصل امکان ساخت ساختمان های بتنی را میسر میسازد.
ساختمانهای بتنی در مقابل عوامل جوی از ساختمانهای فلزی مقاومتربوده در نتیجه عمر طولانیتردارند.
ساختمانهای بتنی در مقابل آتش سوزی نسبت به ساختمانهای فولادی مقاومترند .
به علت شکلپذیری بتن که میتواند به هر شکلی که قالب آن تهیه میشود ساخته شود ساختن ستون و پل به اشکال مختلف را میسر میسازد .
برای اجراء ساختمانهای بتنی به کارگاههای زیر نیاز داریم :
۱ـ کارگاه قالببندی یا کارگاه نجاری ۲ـ کارگاه آرماتوربندی
۳ـ کارگاه تهیه بتن
بتن سازی :
در کارگاههای کوچک پس از تعیین نسبت اختلاط شن و ماسه باید از پیمانههایی چوبی استفاده نمود ابعاد این پیمانهها را باید طوری درنظر گرفت که اولاً از لحاظ وزن قابل حمل و نقل برای کارگر باشد ثانیاً حجم آن طوری باشد که به تعداد صحیح یک متر مکعب شن و یا ماسه را پیمانه نماید مثلاً اگر ابعاد آنرا ۵۰×۵۰ به ارتفاع ۲۵ سانتیمتر بسازیم با ۱۶ پیمانه آن یک متر مکعب شن و ماسه خواهیم داشت . حتیالمقدور برای ساختن بتن حتی به مقدار کم باید از ماشینهای بتن سازی (بتونیر) استفاده نمود . بتونیرها دارای دیگ گردندهای هستندکه به آهستگی حول محوری مایل نسبت به افق میگردد و بوسیله تیغههایی که در داخل آن تعبیه شده محتویات خود را مخلوط مینماید نوع بزرگتر آن دارای پیمانه میباشد که این پیمانه جهت شن و ماسه است و گنجایش آن بر حسب لیتر روی آن قید شده است .
باید توجه داشت که بتن باید بحدی روان باشد که دانههای آن بخوبی روی یکدیگر غلتیده و کاملاً آرماتورها را احاطه نمایند و گوشههای قالب خود را کاملاً پر نموده و کلیه هوای موجود در قالب از آن خارج شود .
بتن ریزی
قبل از بتن ریزی باید کلیه آرماتورها با نقشه کنترل شود مخصوصاً دقت شود که آرماتورها به همدیگر با سیم آرماتوربندی بسته شده باشد و اگر جایی فراموش شده باشد مجدداً بسته شود فاصله آرماتورها یکنواخت باشد زیرا اغلب اتفاق میافتد که در تیرهای اصلی که آرماتورها نزدیک همدیگر بسته میشود فاصله بین آرماتورها یکنواخت نیست که این موضوع باعث میشود که بتن نتواند کلیه میلگردها را احاطه نموده و قطعه همگن و توپری به وجود بیاورد باید محل بتن ریزی عاری از خاک و مواد زائد باشد اگر بین اتمام کار آرماتوربندی و بتنریزی چند روز فاصله باشد حتماً میباید محل کار با دقت بیشتری بازدید شود. کلیه قسمتهای قالببندی باید با دقت بازدید شود از استحکام تیرها و دستکها و قالبها باید مطمئن بشویم . موقع بتن ریزی باید از رفت و آمد زیادروی آرماتورها جلوگیری نمود زیرا در اینصورت در اثر وزن کارگران در آرماتورها انحنای موضعی بوجود میآید .
در دال ها و تیرها و سقف ها باید با کوبیدن مداوم بتن آنرا به تمام گوشهها قالب راهنمایی نموده و جسم توپری بوجود می آوریم در بتن ریزی با ارتفاع زیاد بهتر است آنرا در لایههای ۳۰ سانتیمتری ریخته و هر لایه را بخوبی کوبیده و بعد لایه بعدی را بریزیم .
نگهداری بتن
سیمان موجود در بتن ریخته شده درمجاورت رطوبت باید سخت شده و دانههای سنگی موجود در مخلوط را به همدیگر چسبانیده و مقاومت بتن را به حداکثر برساند بدین لحاظ میباید از خشک شدن سریع بتن جلوگیری نموده و آنرا از تابش شدید آفتاب و وزش بادهای تند محفوظ نگاه داشت و سطح آنرا حداقل تا ۷ روز مرطوب نمود برای اینکار بهتر است که روی بتن تازه ریخته شده را با گونی یا کاغذ پوشانیده و این پوشش را مرطوب نگاه داریم بهتر است بعد از ۳ الی ۴ ساعت بعد از بتن ریزی شروع به آب دادن روی آن بنمائیم در غیر اینصورت سطح آن ترک خورده و موجب نفوذ هوا و آب به داخل بتن شده و آرماتور بکار رفته در بتن در معرض خورندگی واقع گردیده که موجب ضعف قطعه خواهد شد .
قالب بندی
همانطوریکه قبلاً گفته شد در کارگا ه های ساختمان های بتنی سه کارگاه وجود دارد که هم زمان به کار خود ادامه میدهند این سه کارگاه عبارتند از کارگاه های بتن سازی ـ آرماتوربندی و قالببندی. از آنجا که بتن قبل از سخت شدن روان میباشد لذا برای شکل دادن به آن احتیاج به قالب داریم قالب هایی که برای بتن ساخته میشود اغلب چوبی میباشد برای کارهای سری سازی از قالبهای فلزی نیز استفاده میشود . قالب ها و داربستهای زیر آن علاوه بر شکل دادن به بتن وزن آنرا نیز تا زمان سفت شدن تحمل مینمایند . ضخامت تختههای مورد مصرف در مورد ستون ها و کف تیرها حداقل ۳ سانتیمتر و ضخامت تختههای گونه تیرها و قالب دال ها حداقل ۲ سانتیمتر میباشد. معمولاً سطح تماس بتن و تخته قالببندی را بوسیله روغنهای معدنی خنثی شده (بدون اسید و قلیا) چرب مینمایند. مالیدن روغن به روی قالب بدان علت است که اولاً تخته که در ابتدا کاملاً خشک است آب بتن مجاور خود را نکشد و موجب فساد بتن نشود و در ثانی موقع باز کردن قالب تختهها به راحتی از بتن جدا شوند .
برای به م بستن تختهها به همدیگر از چوب هایی که در اصطلاح قالببندی به آن چهار تراش میگویند استفاده میشود کوچکترین بُعد مقطع این چهارتراشها که به آن پشتبند هم میگویند نباید از ۸ سانتیمتر کمتر باشد .
داربست
برای داربست و نگهداری قالب از چوب گرد که به آن تیرچوبی هم میگویند استفاده مینمایند. برای پایهها و پشت بندها میتوان از چوب سفید استفاده نمود قطر این پایهها حداقل نباید از ۱۰ سانتیمتر کمتر باشد.
این پایهها تا ارتفاع ۴ متری باید یکپارچه بوده و از ۴ متر به بالا میتواند وصلهدار باشد ولی نسبت پایههای وصلهدار به تعداد کل پایهها نباید از تجاوز کند .
اگر اتصال دو قطعه چوب بهم بوسیله لوله انجام میشود حداقل طول این لوله باید ۶۰ سانتیمتر بوده و قطر داخلی آن cm 1از قطر چوب بیشتر باشد بطوریکه نصف طول لوله در هر قطعه چوب قرار گیرد ضمناً اتصال باید بوسیله چهارپیچ و مهره حداقل به قطر ۱۰ میلیمتر تکمیل گردد .
در هر حال فاصلهپایهها از همدیگر نباید از ۸۰ سانتیمتر تجاوز نماید.
انواع قالب :
۱ـ قالببندی پیها :
معمولاً برای قالب بندی پیها از آجر استفاده میکنند بدین صورت که بعد از خاکبرداری و تعیین محورها اندازه پیها را با آجر چیده و بعد شناژها را نیز به آن متصل مینمایند ضخامت این آجرچینی حتی میتواند ۱۰ سانتیمتر هم باشد بهتر است برای این آجر چینی از ملات گل استفاده شود زیرا در اینصورت بعد از سخت شدن بتن میتوان آجرها را برداشته و مجدداً استفاده نمود و نیز باید قبل از بتنریزی پشت قالبها را با خاک یا آجر پر کرد تا قالبها در حین بتنریزی متلاشی نشوند همچنین باید رویه آجر را با یک ورقه نایلون پوشانیده شود تا آجر آب بتن را به خود نکشد و باعث فاسد شدن بتن نشود .
۲ـ قالببندی ستونها :
اغلب ستونها بصورت چهار ضلعی (مربع یا مستطیل) میباشد گاهی نیز به صورت دایره ، بیضی و غیره . . . برای قالبنبدی ستونها ابتدا ابعاد ستون را از روی نقشه تعیین نموده و دو ضلع قالب را به همان میزان از تختههای مناسب بریده و به چوبهای چهارتراش که به آن پشتبند میگویند میخ مینمایند باید توجه نمود که پشت بندهای اضلاع مقابل اولاً در حدود ۱۰ الی ۱۵ سانتیمتر از پهنای قالب بیشتر باشد در ثانی پشت بندهای اضلاع مقابل درست مقابل همدیگر قرار بگیرد تا در موقع اتصال چهار ضلع ستون به یکدیگر با بستن سیم نجاری به این زایدهها امکان اتصال آنها به یکدیگر به سهولت انجام پذیرد فاصله حداکثر این پشت بندها ازیکدیگر نباید از ۸۰ سانتیمتر تجاوز نماید .
باید توجه داشت که در موقع باز کردن قالب ، قالب را طور باز کنیم تا گوشه تیز ستون خراب نشود برای جلوگیری از این خرابی در گوشههای قالب فتیلههای مثلثی شکل نصب میکنند تا در داخل قالب پخیهایی ایجاد گردد .
۳ـ قالب تیرهای اصلی :
در اغلب موارد بتن تیرهای اصلی و سقف یکپارچه ریخته میشود و آرماتورهای سقف و تیرهای اصلی به یکدیگر متصل میباشد اگر ضخامت تیرهای اصلی از سقف بیشتر باشد اغلب این تفاوت ضخامت را از پایین منظور نموده و سپس آنرا با سقف کاذب اصلاح مینمایند در این مورد تیرهای اصلی از دو قسمت تشکیل میشود که این دو قسمت عبارتند از کف و گونههای چپ و راست ولی اگر ضخامت تیرهای اصلی و سقف مساوی باشد و یا اختلاف ضخامت در بالا منظور شود در نتیجه تیرهای اصلی فقط احتیاج به کف دارد . ساختن قالب آن بدین صورت است که پایههایی با کلاهک مطابق شکل به تعداد لازم بین دو ستون قرار داده و کف تیر اصلی را به پهنای تعیین شده درنقشه که از قبل ساخته شده است روی این پایهها نصب مینمایند و به آن میخ میکنند تعداد این پایهها باید آنقدر باشد که بخوبی بتواند وزن آرماتور و بتن و کارگران در حین بتن ریزی را تحمل نماید در هر حال فاصله این پایهها نباید از ۸۰ سانتیمتر تجاوز نماید. باید کاملاً دقت شود که کلیه قسمتهای تیر در یک تراز باشد حداقل ضخامت تخته کف تیرها ۳ سانتیمتر و حداقل ضخامت تخته دالها و گونهها ۲ سانتیمتر است.
قالببندی سقف :
در مورد سقف ساختمانهای بتونی آنچه که در ایران معمول است اغلب تیرچه بلوک میباشد گاهی نیز از دال بتنی پیش ساخته و یا بتندر جا ریخته استفاده مینمایند در مورد دال بتنی پیش ساخته احتیاج به قالببندی نیست ولی در مورد سقف های بتنیدر جا ریخته و سقف های تیرچه بلوک برای هر کدام احتیاج به قالببندی مخصوص میباشد. برای سقف های بتنی که احتیاج به قالببندی مفصلتر و محکمتر دارد معمولاً در به هم میخ کردن تختهها و تشکیل صفحهای به ابعاد مورد نیاز استفاده میکنند که این تختهها را روی داربستهای چوبی قرار داده آنگاه شبکههای فلزی (آرماتوربندی) را روی آن قرار میدهند و بتن ریزی مینمایند در مورد داربست سقف و تیرهای اصلی در طبقه هم کف که پایههای چوبی روی زمین قرار میگیرد و حتی ممکن است که این پایهها روی خاک دستی واقع شود در اثر وزن بتن که به پایهها منتقل میشود این پایهها نسشت کرده و تیربتنی و یا سقف از جای خود حرکت نموده و از تراز خارج شده و در نتیجه خیز بر میدارد برای جلوگیری از این مورد باید حتماً زیر این پایهها تختههایی به ضخامت ۴ تا ۵ سانتیمتر و به عرض حدود ۲۰ سانتیمتر و به طول حدود ۴ متر قرار داده تا فشار وارده از تیر یا سقف در اثر وزن بتن نقطهای نباشد به این تختهها تخته زیربندی میگویند. برای تنظیم قالببندی و سهولت در قالب برداری از گوه استفاده مینمایند به این صورت که دو عدد گوه زیر هر پایه قرار میدهند و بوسیله چکش آنرا در جای خود محکم نموده و آنگاه آنرا بوسیله گچ در محل خود ثابت مینمایند. در مورد سقف های تیرچه بلوک احتیاج به بستن تمام سقف با تخته نیست فقط باید کمتر تیرچهها به فاصلههای به حدود ۵/۱ تا ۲ متر بسته شود تا از شکم کردن آنها جلوگیری شود .
باز کردن قالب
اصولا قالب برداری در ساختمان بتنی وقتی باید انجام شود که اجزاء بتنی بتواند وزن خود را تحمل کند برای ستون ها وگونه تیرها همینقدر که شکل هندسی آنرا تشکیل گردید میتوانند قالب را باز کنند ولی در مورد تیرها و سقف ها حداقل ۲ تا ۳ هفته بعد از بتن ریزی باید قالب برداشته شود در این مدت هر قدر هوا سردتر باشد قالبها باید دیرتر برداشته شود در موقع قالب برداری باید از برداشتن کلیه پایهها در یک مرحله خودداری نمود بهتر است قالبها را درمرحله اول یک در میان برداشته و در مرحله بعد نیز بتدریج به قالب برداری ادامه دهیم. قالب برداری باید جزء جز با کشیدن میخها انجام شود و ضربه زدن به قالب و برداشتن ناگهانی آن مجاز نیست .
آرماتوربندی
آرماتوربندی از حساسترین و با دقتترین قسمت های ساختمان بتنی میباشد زیرا کلیه نیروهای کنشی در ساختمان بوسیله میلهگردها تحمل میشود.
کارگاه آرماتوربندی باید در قسمتی جدا از کارگاه اصلی تشکیل گردد در کارگاه های کوچک آرماتورها را با دست (آچار گوساله ) خم مینمایند ولی در کارگاههای بزرگ آرماتورها با ماشین خم میشوند میلگردها باید از نوع ذکر شده درنقشه باشد (آجدار یا ساده) اگر میلگرد خمیدگی موضعی داشته باشد این خمیدگیها قبلا صاف گردیده بعد اقدام به شکل دادن آرماتور بشود آرماتورها باید تمیز بوده و در موقع کار فاقد گل و مواد روغنی و مواد رنگی باشد. آرماتورها باید طوری به هم بسته شود تا در موقع بتن ریزی از جای خود تکان نخورده و جابجا نشود.