moji5
30th November 2009, 01:52 AM
چکيده برای ساختن اسکلت يک ساختمان کوتاه مرتبه، پانل های متشکل از دولايه شبکه آرماتوربندی که با ميلگردهای زيگزاگی شکل به هم وصل می شوند، مورد استفاده قرار می گيرند. با قرار دادن يک لايه فوم بين دو سطح شبکه سطح، در حين اجرا، عمليات پاشيدن بتن (شاتکريت) به راحتی از دو طرف بر روی سطوح انجام می شود. کاربرد چنين پانل های سبکی، می تواند وزن سازه را به حدود نصف کاهش دهد. بارگذاری جانبی يک طرف وارده به نمونه آزمايشی با مقياس 2/1 اندازه واقعی با استفاده از مصالح و روش ساخت مذکور نشان داده که بار نهايی می تواند چند برابر بيشتر از بار طراحی بوده و همه تغيير مکان های نسبی مورد نياز نيز به خوبی تامين شوند. نتايج آزمايش های دو بعدی بر روی پنل های ساخته شده با مصالح مشابه، نخست خلاصه شده و سپس در تئوری پيشنهادی مورد استفاده قرار گرفته است.
مقدمه
شبکه های سيمی دولايه که به روش خاصی ساخته شده و بين آن ها از يک لايه فوم استفاده گرديده، برای تقويت قاب های بتن مسلح آسيب ديده به کار رفته اند (شکل 1a) و يا در ساخت سازه های کوتاه مرتبه استفاده شده اند (تصوير 1 تا 5). مقاطع جانبی و قائم از پانل ها که با مصالح خاص ساخته می شوند در شکل 2b داده شده است. بعد از نصب لايه ها و قراردادن پانل در جای خود، دو طرف پانل های بتن پاشی می گردد (شکل 5).
تکنيک های متعددی برای اتصال قاب آسيب ديده به ديافراگم پانل ها به کار گرفته و آزمايش شده است. شکل 1b نتايج منحنی های هيسترزيس بارگذاری را نشان می دهد. برای آشنايی با جزئيات اين بررسی به مرجع شماره {2} رجوع شود. منحنی E در شکل 1bمتعلق به قاب بتن مسلح است که در معرض همان شرايط تغيير مکانی قبل از نصب ديافراگم ها قرارداده شده است. منحنی B به صورت تحليلی از تفاضل منحنی E از منحنی A (با همان ساختار وشکل پانل های استفاده شده در سازه سه بعدی مطالعه شده در اين مقاله) به دست می آيد. از منحنی B که به صورت مستقل در شکل 1cديده می شود به صورت تقريبی می توان رابطه بين تنش های برشی و تغيير شکل های برشی را به دست آورد، که به صورت جداگانه در شکل 1dآمده است. روشی که در اين قسمت به کار رفته توسط دو معادله در همان شکل خلاصه شده است. شيب نزولی منحنی مزبور در محاسبات تئوری به کار نرفته و در عوض از شيب صفر استفاده شده است. تاثير و بازدهی ديافراگم های اضافه شده بر روی مقاومت و سختی جانبی قاب آسيب ديده به راحتی با مقايسه شيب ها در ابتدا و در نقاط انتهايی که به هم می رسند ديده می شود. در شکل 1a، به سختی می توان ترک های ريزی بر روی سطح پانل در وضعيت بار نهايی، و نيز مقادير محدود خرابی و آسيب ديدگی در گوشه های ديافراگم مشاهده نمود.
نمونه آزمايش
يک نمونه سه بعدی با مقياس 2/1 با استفاده از سيستم پانل های شبکه آرماتورگذاری سبک در آزمايشگاه ساخته شد که بعد به کمک بتن پاشی در محل به صورت ديوارهای سازه ای در آمدند. طرح کلی، مقاطع و نيز جزئيات پانل های شاتکريت شده به طور شماتيک در شکل 2 داده شده است.
مهار نمودن نمونه به پی گسترده (که به نوبه خود به کمک پيچ های پر مقاومت پس کشيده شده به کف آزمايشگاه متصل شده است)، اتصالات پانل ها، جزئيات آرماتورگذاری اطراف بازشو در ديوارها و نيز مراحل مختلف ساخت نمونه مورد نظر در شکل های 1 تا 5 داده شده است. اين نمونه مدل کوچک شده يک سازه واقعی است که مورد بررسی قرار گرفته است. عايق حرارتی خيلی خوب، وزن کل کاهش يافته و سرعت بالای ساخت، از امتيازات اصلی اين روش ساخت می باشد.
قبل از آماده ساختن نمونه سه بعدی، آزمايش های مقدماتی مثل: آزمايش بارگذاری محوری بر روی پانل ها {1}، بارگذاری تناوبی در صفحه پانل ها {2} و بارگذاری خارج از صفحه پانل ها {3}، بر روی پانل های مشابه در آزمايشگاه انجام گرفت.با توجه به نتايج اوليه، رفتار شکل پذيرتر، ظرفيت جذب انرژی بيشتر، حاشيه ايمنی بالاتر و نيز وقوع خسارات موضعی قابل تعمير در عوض شکست های کلی انتظار می رود.
مدل مورد نظر برای نيروی برشی پايه 26KNکه متناسب با %25 وزن کل سازه است و ضوابط آيين نامه جديد زلزله ترکيه سال 1998 {4} را تامين می کند، طراحی شده است. از ميلگرد به قطر 3mm برای شبکه بندی استفاده گرديد که بدون تغيير شکل های اوليه و در دوراستای افقی و عمودی در فواصل 10cm از يکديگر جوش شدند. مقاومت حد جاری شدن اين ميلگردها حدود 500MPa می باشد. آزمايش های نمونه استوانه ای شکل نشان می دهد که متوسط مقاومت فشاری بتن شاتکريتی حدود 14MPaمی باشد. آزمايش نمونه استوانه ای به اندازه کافی برای بررسی کيفيت بتن شاتکريتی مناسب تشخيص داده شد {5}.
برپايی دستگاه آزمايش
دو جک هيدروليکی دو جهته با ظرفيت 300KN در وضعيت افقی بين نمونه آزمايش و ديوار بتن آرمه تکيه گاهی قرارداده شد. بار جانبی کل به دو قسمت مساوی در ابتدا تقسيم شده و سپس هر يک از نيروها به دو بخش تقسيم می گردد. به گونه ای که نيروی وارده به هر ديوار متناسب با سختی جانبی آن می باشد (عکس شماره6). سپس هر کدام از اين بارها جانبی به کمک بازوهای صليب بارگذاری در بالای نمونه ها و توسط اتصالات برشی که در داخل نمونه جاسازی شده در طول ديوارهای برشی انتقال می يابند. بدين ترتيب نيروهای متمرکز وارده به صورت بار گسترده يکنواخت به هر ديوار اعمال می گردد. نيروهای وارد بر ديوارها، در هر لحظه توسط نيروسنج ها اندازه گيری شده و لذا نيروی وارده به ديوار وسطی به راحتی از تفاضل نيروهای گرفته شده به وسيله ديوارها، از کل نيروهای وارده به نمونه ناشی از بار اعمال شده محاسبه می گردد.
با استفاده از مجموعه دستگاه آزمايش، سعی شده تا پخش نيروهای جانبی مساوی با نيروهای اينرسی واقعی قابل انتظار در يک زلزله باشد. اين فرض از آنجايی که سازه به طور نسبی صلب بوده و تا رسيدن به بار طراحی رفتاری الاستيک انتظار می رود، حداقل تا آن حد معتبر می باشد. فرض شده است که ديوارهای عمودی، بارهای برشی چندانی تحمل نمی کنند.
تغيير مکان های در صفحه و خارج صفحه هر دو انتهای نمونه و نيز لغزش نسبی احتمال روی کف آزمايشگاه به صورت خودکار ثبت می گردد و منحنی های تغيير مکانی به دست می آيند (شکل3). متوسط مقادير ثبط شده توسط تغيير مکانسنج ها و کل بار جانبی برای رسم شکل 3 به کار رفته اند. لغزش نمونه تغيير مکان های خارج از صفحه، مقادير ناچيزی مشاهده شدند. اگر چه بارهای جانبی اعمال شده در طول آزمايش به حدود 10 برابر تراز بار طراحی رسيد، به خاطر محدوديت های دستگاه بارگذاری دستيابی به ظرفيت نهايی بار سازه ای ممکن نشد. شايان ذکر است که حتی در تراز بار حداکثر، تنها ترک های جزيی و مويی مشاهده گرديد و اثری از شکست و گسيختگی موضعی ديده نشد.
نتيجه گيری
نمونه ای با 1/2 مقياس واقعی که از اعضای پانل ساندويچی با اتصالات مناسب تشکيل شده و در محل بتن پاشی گرديد، تحت بارگذاری جانبی يکطرفه در آزمايشگاه قرار گرفت. با وجودی که بارهای جانبی به حدود 10 برابر تراز بارهای طراحی افزايش يافت، ولی فقط ترک های جزيی باريکی بر روی سطوح مشاهده گرديد وهيچ گونه شکست موضعی خاصی ديده نشد. موضوع جالب اينکه هيچ گونه جدايی و ناپيوستگی بين دولايه ديوارها به وجود نيامد. نتايج اين تحقيق مشان می دهد که در صورت رعايت ضوابط خاص اعضای پانل ساندويچی با اتصالات مناسب و شاتکريت با شرايط و ضخامت صحيح به جای ساختمان های بنائی از روش مذکور می توان در ساختمان های کوتاه مرتبه بهره جست.
يونو پانل شرح كلي : يونو پانل سيستمي سازه اي مركب از پانلهاي پلي استايرن سه بعدي است كه دو طرف آن با شبكه فولادي و پوسته بتن پوشانده شده است و ميتوان از آن براي ساختارهايي كه بار و فشار را تحمل ميكنند در بسياري از ساختمانها استفاده كرد .
سيستم يونو پانل يك ساختار ساختماني باربر ميباشد كه استحكام سازه اي خود را تؤما از تركيب فولاد و بتن بدست مي آورد و بسان يك قطعه بتن آرمه عمل ميكند و نقش لايه پلي استايرن داخلي ،به عنوان قالب و عايق حرارت وصوت ميباشد . واز آن ميتوان به عنوان ديوارهاي بيروني و پار تيشن در اسكلتهاي قولادي و بتني ، ديوارهاي حائل ، استخرها ،موانع عبور صدا و ساختمانهاي صنعتي و اداري استفاده كرد .
پس از نصب يك لايه بتن مخصوص به قطر 50-35 ميليمتر بهرطرفين پانل پاشيده ميشود ، كه در نتيجه ساختار و تركيب بتني بسيار محكمي را تشكيل ميدهد كه روي اين لايه بتني متوان در پايان كار عمليات نازك كاري اجرا كرد.
اين پانلها موجب پايداري در برابر زلزله سهولت در اجرا ، مقاومت در برابر نفوذ حشرات و صرفه جويي درمصرف آهن ، بتن و انرزي ميشوند . ضمنا غير قابل اشتعال بودن ، عايق حرارتي ، برودتي و صوتي بودن و نيازنداشتن به ساخت تيرچه بتني را ميتوان از ديگر مزاياي آنها نام برد.
http://ayegh.com/NUOSAKHT1.jpg
ابتدا آرماتورهاي انتظار مطابق پلان معماري ساختمان در كف بتني كه قبلا بر اساس پلان فونداسيون ايجاد شده كار گذاشته ميشود و كار ايزولاسيون رطوبتي انجام ميشود .
http://ayegh.com/UNOSAKHT2.jpg
برش پانل طبق پلان معماري و جدول برش انجام ميشود،پانلها به آساني به اشكال مورد نيازبرش داده ميشوند.
http://ayegh.com/UNOSAKHT3.jpg
نصب پانلها از گوشه ساختمان شروع ميشوند تا استحكام و سختي لازم را به ساختمان در حال احداث دهد پانلها با اتصالات شبكه اي ازدو طرف به هم بسته ميشوند.
http://ayegh.com/UNOSAKHT4.jpg
پانل ها درمحل قرارگيري خود، بسته به شرايط محل احداث ساختمان باچوب بست يا ابزار مشابه نگهداري ميشوند.اين چوب بست يا ابزار مشابه نگهداري ميشوند . اين جوب بستها در سمتي كه عميات بتن پاشي آخر اجرا ميشود ، كار گذاشته ميشود .
http://ayegh.com/UNOSAKHT5.jpg
محل قرار گيري درها و پنجره ها طبق پلان معماري ساختمان ، قبل از بتن پاشي بريده ميشود . سپس گوشه پنجره يا درتوسط اتصالات شبكه همانند شكل مقابل تقويت ميشوند .
http://ayegh.com/UNOSAKHT61.jpg
اين پانلها را ميتوان بااستفاده از اتصال بسيار ساده براي نيم طبقه ها يا سقف بكار برد . اجراي اين نوع سقف در ديگر سيستمهاي ساختماني مانند آجري و اسكلت بسيار آسان ميباشد .
http://ayegh.com/UNOSAKHT7.jpg
قبل از بتن پاشي ، كليه كارهاي تاسيساتي از قبيل برقي و مكانيكي انجام ميگيرد، سپس عمليات بتن پاشي انجام گرفته وسطح ديوارها تا ضخامت مورد نياز پوشانده ميشوند .
http://ayegh.com/UNOSAKHT8.jpg
براي پرداخت نهايي سطوح بتن پاشي شده ، ميتوان از مصالح مختلفي استفاده كرد ، مثلا براي سطوح داخلي انواع گچ ، كاغذ ديواري كاشي و غيره و براي سطوح خارجي انواع مختلف مصالح نماسازي و انواع رنگهاي آكريليكي .
بلوک یونولیتی سقفی و دیوار های 3D (مرجع) با توجه به وسعت کشور ايران و شرايط اقليمي متفاوت در نواحي مختلف اين سرزمين لازم است روشهاي ساختمان سازي متناسب با ويژگيهاي خاص منطقه اي تدوين و به مورد اجرا گذاشته شود . نظر به اينکه اين کشور روي يکي از کمربندهاي فعال زمين لرزه در جهان قرار دارد لذا ايجاد سازه هاي مقاوم و امن از اولويت خاصي برخوردار است . بررسي نياز کشور به واحدهاي مسکوني نشان مي دهد که با توجه به بافت جوان نيروي انساني هر ساله به حدود 600000 واحد مسکوني جديد نياز هست که روشهاي سنتي ساخت جوابگوي بخش محدودي از اين نياز مي باشد . علاوه بر نيازهاي جديد ، کيفيت ضعيف ساخت باعث استهلاک سريع ساختمانهاي موجود شده که اين امر باعث افزايش نياز به ساختمان سازي جديد مي شود ؛ همچنين به مقوله مقاوم سازي سازه هاي موجود نيز بايد توجه لازم مبذول گردد . با توجه به نيازهاي وسيع ذکر شده و لزوم بهبود کيفيت توليد ساختمان همانطور که در غالب کشورهاي بزرگ نيز متداول است بايد روشهاي توليد صنعتي ساختمان بطور جدي مورد توجه قرار گيرد . يکي از اين فنون مطرح شده در دو دهه اخير استفاده از صفحات ساندويچي متشکل از دو لايه بتن مسلح با شبکه جوش شده و يک لايه پلي استايرن است که در برخي طرحهاي ساخت مسکن در ايران به کار گرفته شده است . در اين مقال سعي بر اين بوده که بيشتر با ضوابط آئين نامه اي اجراي اين نوع ساختمانها آشنا شويم و براي تکميل بحث ، فيلم مستندي از نحوه اجراي عملي چنين ساختمانهايي تهيـه و ضميمه ايــن بحث کرده ايم . اگر توجه کافي به مجموعه ايـن پروژه شود متوجــه خواهيم شد کــه بعضي از بحث هاي آئين نامه اي بطورکامل در اجرا پياده نمي شود که دلايل متعددي از جمله محدوديت هاي اجرايي و غيره دارد .
◄ کليات استفاده از پانلهاي ساندويچي :
صفحات ساندويچي ( 3D ) از يک لايه پلي استايرن به ضخامت حداقل 4 سانتيمتر و دو شبکه ميلگرد جوش شده در دوطرف اين لايه تشکيل شده است . براي انتخاب عرض و ارتفاع پانلها استفاده از مدل 30 سانتيمتر توصيه مي شود ( عرض هاي 90 – 120 – 150 سانتيمتر و ارتفاع 270 و 300 سانتيمتر ) ، وزن متوسط هر صفحه با اندازه 300 * 150 سانتيمتر و بدون بتن سبک بوده و به سادگي توسط يک کارگر قابل حمل و نصب مي باشد و سرعت عمل در نصب نيز قابل ملاحظه است .
مقاومت صفحات در برابر آتش سوزي مناسب بوده و در جهت بهبود آن بکارگيري لايه مقاوم در برابر آتش سوزي توصيه مي شود .
با توجه به وجود لايه عايق بتن ، بکارگيري اين صفحات علاوه بر بهبود خاصيت عايق حرارتي و صوتي بودن ديوارها باعث سبک سازي بنا خواهد شد که جدا از کاهش حجم مصالح مصرفي باعث کاهش جرم ساختمان خواهد شد .
استفاده از اين صفحات در پارکينگ ساختمانها ايجاد محدوديت نموده و لذا در شرايط لزوم تأمين پارکينگ در طبقات زيرين ساختمانها ، بکارگيري سيستم ترکيبي متشکل از اسکلت فلزي با بتن آرمه و صفحات ساندويچي به عنوان عامل جداکننده مورد توجه مي باشد .
با توجه به اطلاعات بدست آمده از کشورهاي اروپايي ، غالب ساختمانهاي اجرا شده به اين روش در حد يک يا دو طبقه بوده است . لذا طرح و اجراي ساختمانها با تعداد طبقات بيشتر نياز به مطالعات ويژه داشته و در اينصورت مطالعات مهندس طراح بايد پاسخگوي شرايط آئين نامه هاي معتبر باشد .
◄ مزياي استفاده از پانلهاي ساندويچي :
· سبکي ديوارهاي ساخته شده از پانلهاي ساندويچي در مقايسه با ديگر مصالح
· سرعت حمل و نقل و سهولت پانلهاي ساندويچي در ارتفاع
· مقاومت زياد در برابر نيروهاي برشي ناشي از زلزله
· عايق در مقابل حرارت ، برودت ، رطوبت و صدا
· مقاوم در برابر آتش سوزي بعلت وجود قشرهاي بتوني طرفين پانل ساندويچي
· نفوذناپذيري ساختمان در مقابل حشرات
· امکان حمل و بکارگيري پانلهاي ساندويچي در مناطق صعب العبور جهت احداث ساختمان بدون نياز به کارگران متخصص
· دستيابي به فضاي مفيد بيشتر بعلت ضخامت ناچيز ديوارهاي پانل ساندويچي
· آزادي عمل در اجراي طرحهاي متنوع به علت انعطاف پذيري قطعات پيش ساخته پانلهاي ساندويچي
· صرفه جويي در هزينه پي سازي و اسکلت ساختمانهاي بلندمرتبه بدليل وزن اندک قطعات سقف و ديوار پانلهاي ساندويچي
· صرفه جويي در هزينه تهويه مطبوع ساختمان در تابستان و يا زمستان بدليل جلوگيري از تبادل حرارت و يا برودت و در نتيجه صرف انرژي کمتر
· افزايش عمر مفيد ساختمان و دستگاههاي تأسيساتي آن
· عدم نفوذ نسبي آلودگي صوتي و ايجاد آرامش براي ساکنين ساختمان در شهرهاي بزرگ
· بازگشت سرمايه گذاري در امور ساختمان سازي در کوتاهترين زمان
· عبور دادن لوله هاي آب و فاضلاب و برق و تلفن به سادگي از زير شبکه پانل و نصب چهارچوب دربها و کلاف فلزي پنجره ها قبل از بتن پاشي و کلاً اجراي تأسيسات ساختمان با کمترين هزينه
· عدم نياز به کنده کاري و تخريب تأسيساتي ديوارها و سقف و در نتيجه عدم ايجاد نخاله هاي انباشته که صرفه جويي در هزينه و وقت را بدنبال دارد . پس از بتن پاشي طرفين پانلها با ضخامت حداقل 4 سانتيمتر ، پانلها بي نياز از ملات گچ و خاک ميباشد و با اجراي پلاستر گچ ( سفيدکاري ) ، ديوارها و سقف آماده براي نقاشي خواهد بود .
· حذف نعل درگاه در سيستم پيشرفته پانلهاي ساندويچي .
· حمل و نقل پانلهاي ساندويچي با هزينه اندک صورت مي گيرد . بطور مثال يکدستگاه تريلر قادر است حدود 1000 متر مربع پانل سانويچي را حمل کند .
· استفاده از ديوار و سقف پانلهاي ساندويچي در ساختمان سازي ، بهره وري مناسب آهن آلات مصرفي را موجب ميگردد . بطور مثال باصرف 17 کيلوگرم در متر مربع فولاد بصورت مفتول و ميلگرد مي توان يک واحد مسکوني يک طبقه را بنا کرد .
◄ بخش اول :
ضوابط بارگذاري ، تحليل ، طراحي و مصالح
1-1- گستره
1-2- مشخصات مصالح
1-2-1- شبکه جوش شده و مفتولهاي قطري
1-2-2- لايه عايق مياني
1-2-3- بتن پاشيدني
1-3- بارگذاري و تحليل
1-4- طراحي ساختاري ( سازه اي )
1-4-1- کليات
1-4-2- مقاومت خمشي
1-4-3- مقاومت برشي
1-4-4- مقاومت در خمش و بار محوري همزمان
1-4-5- چگونگي فولادگذاري ، قرارگيري مفتولها و پوشش بتن
1-4-6- بازشوها
1-4-7- معيارهاي تحليل و طراحي در برابر آثار زمين لرزه
1-1- گستره
ضوابط اين مجموعه معيارها ، صفحات ساندويچي ( 3D ) و سازه هاي متشکل از اين صفحات را در بر مي گيرد .
صفحات ساندويچي پيش ساخته که از اين به بعد صفحه ناميده مي شود از دو لايه شبکه فولادي جوش شده تشکيل شده است که در بين آنها يک لايه عايق از نوع پلي استايرن قرار گرفته و توسط اعضاي قطري به يکديگر متصل شده اند . مقاومت و انسجام اين صفحات بوسيله مفتولهاي قطري جوش شده به شبکه دو طرف تأمين مي شود .
اين صفحات پس از بتن پاشي يا بتن ريزي بعنوان ديوارهاي باربر داخلي و خارجي ساختمان مورد استفاده قــرار مي گيرند . سازه متشکل از صفحات ساندويــچي به سازه هايي اطلاق مي شود که کليه بارهاي ثقلي و جانبي وارد بر آن توسط صفحات تحمل مي شود . از اين صفحات مي توان بعنوان تيغه هاي غير باربر الحاقي به ساير اجزاي باربر نيز طبق ضوابط مربوط به ديوارهاي جداکننده استفاده نمود .
سيستم نوين اجراي ساختمان با پانلهاي سه بعدي ( 3DPanel ) ۱. خانه های يك طبقه كورديد از ساندويچ پانلهای سيمی جوش خورده بجای قاب چوبی تشكيل شده است .
اين پانلها در شركت Brunswick-Ga سيستمهای ساختمانی فولادی ساخته شده است كه ادعا ميكند از تكنيك پيشرفته ای كه در چند سال اخير در كشور اتريش به وجود آمده است ، استفاده می كند.
پانلهای سبك كه كمترين زمان را جهت نصب احتياج دارند، از دو ورق سيم مش موازی تشكيل شده است كه با سيم های خرپای اريب كه به يك پوشش هسته پلی استايرن به ضخامت 40 تا 100 ميليمتر نفوذ كرده، وصل شده است .
پانلها به يك فونداسيون بتنی وصل شده است و توسط يك بست ويژه بهم متصل شده اند .
2. در ژانويه سال 1992 ، سيستم پانلهای فولادی 3D جهت استفاده در ساختار تمام ديوارهای حمال خارجی در 4 ساختمان بنا شده در صحرای Mojare در كوههای گرانيتی كاليفرنيا انتخاب شدند . اين طرح بی نظير جهت ساخت منطقه كويری دانشگاه كاليفرنيا طراحی شده است، تا به استفاده از 3DPanel بتواند در شرايط سخت حرارتی تا 96 % صرفه جويی انرژی داشته باشد .
اين پروژه، توسط انجمن ملی علوم، انجمن اديسون كاليفرنيای جنوبی و دانشگاه كاليفرنيا، سرمايه گذاری شده است .
در 28 ژوئن سال 1992 ، اين منطقه از كاليفرنيا دو بار زلزله هايی به مقياس 5/6 و 9/6 ريشتر قرارگرفت. (دومين زمين لرزه، شديدترين زلزله در 40 سال گذشته بوده است) . كانون اين زمين لرزه فقط 110 - 80 كيلومتر از مركز تحقيقات فاصله داشت.
با توجه به بيانات دكتر فليپ كوهن كه شخصاً در مركز تحقيقات اقامت دارد، اين مركز به مدت يك دقيقه كامل درحال لرزش از نقطه ای به نقطه ای ديگر بود.
به طرز باور نكردنی در اين چهار ساختمان مركز تحقيقات كه بعضي ديوارهای آن به طول بيش از 3/7 متر است، علی رغم وجود قسمتهای شيشه ای هيچگونه نشانه ای از آسيب ديده نشد.
تمام آناليزهای ساختاری بنا، بعنوان يك شاهد برجسته از قدرت و استحكام پانلهای 3D در مقاله ای كه نوشته مهندسان معمار است منتشر شد .
در اين مقاله، جمله ای با اين مضمون وجود دارد : هيچ نشانه ای از آسيب و شكاف در فونداسيون ها و اسكلت ديده نشده است.
3. در اكتبر سال 1996 سدی در نزديكی كانتری كلاب و زمين گلف كابو ، در مكزيكو در اثر طوفان شديد در هم شكست و نيروی آب جاری شده بسياري از تاسيسات پايين خود را از بين برد . مقاله زير در يكی از روزنامه های محلی به چاپ رسيد.
" سدی كه برروی آب درياچه زده شده بود، از قسمت نزديك حفره پانزدهم شكسته شد و توده عظيمی از آب جاری شد و اين طغيان به سمت اقيانوس ادامه دارد ". اين ساختمان با وجود اينكه از قسمتهای پايه ای تقويت نشده بودند در ساختمان تغييری ايجاد نشد. تنها بتن كاری های مختصری كه زير ستون ها و تراشه ها انجام شده بود باعث شد ساختمان پابرجا بماند. مالكان اين خانه ها مطمئن هستند كه در مقابل هر حادثه طبيعی در آينده، خانه های آنها محفوظ است.
خانه ای ساخته شده با پانلهای 3D كه بعضی به بناهای يكپارچه مربوط ميشدند، بار ديگر ثابت كردند كه نه تنها توانايی ايستايی در مقابل طوفان با سرعت 250 كيلومتر در ساعت را دارند، بلكه به همان خوبی در مقابل سيل شديد نيز مقاومت ميكنند. در اين حالت، ساختمانهای 3D Panel حتی در مقابل گردباد Faust نيز مقاومت ميكند.
با توجه به اينكه در طبقه دوم كنسولی به طول 3/4 متر وجود دارد، ساختمان های 3D Panel در حين طوفان متحمل هيچ شكاف يا شيار داخلی و يا خارجی نمی شود .
اين طور به نظر می آيد كه ساختمانهای يكپارچه بسيار محكم هستند به طوری كه سقف بنا فونداسيون را تقويت مي كند.
4. جهت تضمين مقاومت در برابر زلزله آزمايشاتی در مركز تحقيقات انجام شده است كه يكی از آنها آزمايشی از مدل بنای 3D در مقياس 1:6 در دانشگاه تانجی در شانگهای چين است. اين مدل از پانلهايی در متراژ 400 ، 200 ، 30 ميليمتر تشكيل شده است.
پوشش مش، قدرت تحمل 210 نيوتن بر ميليمتر مربع را داراست. مكعب قدرت ميكرو بتنی 10 نيوتن بر ميليمتر مربع اندازه گيری شده است. اين مدل در معرض زلزله ال - سنتر و با شدت های متفاوت كه از 7 درجه در مقياس ريشتر شروع شد، قرار گرفت.
با توجه به گزارش آزمايشات، اين مدل در زلزله ای با شدت 9 ريشتر سلامت سازه را از دست داد. بعد از اين لرزه، ديگر قادر به تحمل فشارهای بعدی نبود ولی هرگز ساختمان فرو نريخت.
در يك ساختمان واقعی، ساكنين هرگز در اثر ريزش ديوارها و صفحه های بتنی آسيب نخواهد ديد.
* در هنگام زمين لرزه 7 ريشتری هيچگونه شكافی در بنا به وجود نخواهد آمد و ساختمان به حالت الاستيكی عمل می كند.
* در هنگام زمين لرزه های 8 ريشتری، شكاف های اندكی در بالای ميله تير سقف از طبقه اول ظاهر ميشود.
در حين ساير زمين لرزه ها شيارها به تدريج ظاهر ميشود، در نتيجه پيشرفت آنها بسيار فشرده می باشد.
* در هنگام زمين لرزه های 9 ريشتری، مدل، قدرت تحمل بارهای بعدی را نخواهد داشت. هر چند كه ساختمان هرگز فرو نريزد.
بررسی مصالح در سبک سازی برای بکارگیری تکنیک های سبک سازی نخست باید به مسئله اول علل سنگین شدن وزن ساختمان توجه کافی شود پس از شناخت این علل و عوامل باید جهت حذف یا به حداقل رساندن تاثیر آنها ووزن تمام شده ساختمان تلاش نمود .
روش های سبک سازی ساختمان بطور عمده به دو دسته تقسیم میگردند :
۱) سبک کردن اجزای باربر ساختمان
۲) سبک کردن سازه ساختمان
بخش عمده ای از مباحث مربوط به سبک سازی وتکنیک های رایج در مورد دستیابی به وزن مناسب ساختمانی را در بر میگیرد که شامل:شناخت مصالح سبک رایج در صنعت ساختمان (در داخل و خاج کشور)وتکنولوژی استفاده از آنها, معیار های ارزیابی میزان کارایی این مصالح بعنوان مصالح سبک ومیزان تاثیر به کار گیری مصالح نو در کاهش وزن ساختمان هزینه و زمان مورد نیاز اجرای یک ساختمان.
تعریف مصالح سبک :مصالح سبک به مصالحی اطلاق میشود که وزن مخصوص انها از نمونه های مشابه کمتر بوده واستفاده از آنها به کاهش وزن کلی ساختمان بیانجامد. (http://civilz.com/)
مصالح سبک در یک تقسیم بندی کلی به سه دسته تقسیم میشوند:
۱) مصالح سبک سازه ای
۲) مصالح سبک غیر سازه ای
۳) سیستم ها
▪ مصالح سبک سازه ای:
به ان دسته از مصالح گفته میشود که در موارد سازه ای در بنا به کار برده میشوندبه سه نوع تقسیم میشوند:
۱) بتونی
۲) طبیعی
۳) صنعتی
مصالح سازه ای طبیعی چوب:چوب از جمله مصالح سبک سازه ای که تجربه های موفقی د راکثر کشور های جهان داشته است.
الف) مصالح چوبی:
چوب به عنوان یکی از مصالح ساختمانی دارای چند خاصیت با ارزش است مقاومت نسبی بالا مقدار چگالی کم ورسانایی کم در عین حال چوب چندین نقطه ضعف نیز دارد.در مقطع عرض دارای خواص متفاوت ا زجهات مختلف دادر.هم چنین چوب دراری قابلیت پوسیدن و اشتعال است.چوب سنگین تر معمولا مقاوم تر است بار بیشتری را تحمل میکند قابلیت هدایت حرارتی چوب کم است.وبه این دلیل برای ساختن عایق حرارتی مناسب است.چوب از لحاظ مصرف به اشکال مختلف چب های بریده شده چوب های ورقه ای وچوب های گرد تقسیم بندی میشوند.چوب های گرد:ضخامت بین ۱۴_۳۴سانتی متر ودرازای ۸/۱_۷/ متر دارندوبه دودسته گردبینه وتیر تقسیم میشوند.
▪ چوب های بریده شده :
۱) چهار تراش :
مقطع آن مربع است .مقطع ابعاد ان کمتر از ۲۰ سانتی متر و درازای ان ۴ یا ۵ متر است
۲) بینه:
از تقسیم یک گره بینه بدست میاید.
۳) الوار:
ممکن است چهار گوش یا سه گوش باشد که تقریبا راست وبدون گره است طول ان ۳ متر است.
▪ چوب های ورقه ای:
اغلب این ورقه ها بصورت روکش برای سطح تخته های مصنوعی مثل نئو پان وتیر استفاده میشود چوب های مصرفی در روکش سازی باید از مرغوبیت بالائی برخوردار باشد.
چوب های مصنوعی شامل تخته چند لایی :مزایای آن کم کردن پدیده هم کشیدگی و وا کشیدگی است
▪ تخته خرده چوب (نئوپان۹تخته فیبرها صفحات چوب سیمان):
این صفحات در برابر آتش کاملا مقاومند در برابر قارچ های چوب کاملا متفاوتنددر برابر اب ورطوبت وپوسیدگی سرما ویخبندان کاملا مقاومند عایق صدا وحرارت هستند سبک میباشد و در اکثر قسمت های ساختمان فابل مصرف است قابلیت نصب بر روی آجر وبتون را دارد از نظر اتصالات قابلیت های چوب را دارد و هم چنین قابل یخ زدن وپیچ کردن است.
۱) کانتکس :
از این محصول برای ساخت دیوار سقف کاذب ومانند این ها استفاده میشود.کانتکس از مصالحی است که عایق حرارت وصوت در برابر اتش سوزی است و به راحتی بر روی تیر های آهنی و چوبی و تیر چه های بتونی قابل نصب است.
۲) آندولین:
سقف پوشی است موج دار متشکل از الیاف گیاهی ومواد شیمیاییی ومصنوعی اشباع شده میباشد
۳) تخته های گلوکام:
بصورت های گوناگون در ساختمان به کار برده میشود.از جمله در اجرای اسکلت کف سازی قاب سازی چهار چوب بندی سقف وبام پی سازی پوشش دیوار ها وبام تزیین خارجی وپوشش خارجی عایق بندی حرارتی وصوتی نازک کاری سقف و دیوار های داخلی وپوششش کف.
ـ نتیجه گیری:
چوب از جمله مصالح سبک سازه ای میباشد که تجربه های موفقی در اکثر کشو ر های دنیا داشته است.بسیاری از بناهای چوبی در سر تا سر دنیا در برابر عوامل مختلف محیطی وطبیعی از جمله شرایط اقلیمی ونیرو های جانبی از جمله زلزله وباد مقاومت وپایداری بسیار خوبی از خود نشان دادند. در هر صورت مشکلات پایه ای در زمینه استفاده از این نع مصالح سبک علی الخصوص در زمینه سازه ای وجود دارد.هر چند که سایر کشور ها تجربه های موفقی دز زمینه استفاده از این نوع مصالح داشته اند.
ب) مصالح سبک صنعتی:
یکی از روش های سبک سازی ساختمان ها کاهش وزن تیغه های بار بر در ساختمان است.یکی از روش های نیمه پیش ساخته روش ساخت وساز به کمک پانل ها ی ساندویچی پیش ساخته تردی را نام بردکه با نام های تجاری مختلف از قبیل :پوما سپ وسیلانوبا این روش تا دو طبقه ساختمان با استفاده از باربری قطعات مورد نظر ساخته میگردد.
پانل هابه دو گروه تقسیم میشوند:
۱) سازه ای
۲) غیر سازه ای
پانل های سازه ای در موادر د سازه ای وغیر سازه ای بکار برده میشود
۱) پانل های ساندویچی یا بتن پاششی
۲) پانل با هسته لانه زنبوری
۳) پانل های اف.آر.پی
▪ پانل های ساندویچی با بتن پاششی
پانل های سه بعدی ساندویچی از جمله کامپوزیت های پلیمری میباشند.ساندویچ پانل مصرفی به عنوان نام وپوشش دیواری بصورت کنگره ای وصاف ونوع سقفی ان با بر جستگی هایی به صورت شادولاین میباشد.پانل های سقفی دیافراگم کف را تشکیل میدهد این پانل ها در کنار یکدیگر مستقر شده وروی پانل های دیوار نصب میگردند.پانل های دیوار علاوه بر این که جداکننده فضا های معماری هستند نقش دیوار بار برقائم و دیوار برشی در برابر بار های جانبی را هم ایفا میکنند.بنا بر این عموما در اینگونه سازه ها اسکلت فلزی یا بتنی وجو د نداردوساندویچ پانل به دلیل شکل خاص خود از ظرفیت بار بری بالایی ب خورداراست.ونیز از پانل های غیر بار بر در ساختمان علاوه بر کاهش وزن مزایاییی از قبیل یکپارچه بودن تیغه ها با سازه در برابر بار های جانبی را داراست.
__________________
مقدمه
شبکه های سيمی دولايه که به روش خاصی ساخته شده و بين آن ها از يک لايه فوم استفاده گرديده، برای تقويت قاب های بتن مسلح آسيب ديده به کار رفته اند (شکل 1a) و يا در ساخت سازه های کوتاه مرتبه استفاده شده اند (تصوير 1 تا 5). مقاطع جانبی و قائم از پانل ها که با مصالح خاص ساخته می شوند در شکل 2b داده شده است. بعد از نصب لايه ها و قراردادن پانل در جای خود، دو طرف پانل های بتن پاشی می گردد (شکل 5).
تکنيک های متعددی برای اتصال قاب آسيب ديده به ديافراگم پانل ها به کار گرفته و آزمايش شده است. شکل 1b نتايج منحنی های هيسترزيس بارگذاری را نشان می دهد. برای آشنايی با جزئيات اين بررسی به مرجع شماره {2} رجوع شود. منحنی E در شکل 1bمتعلق به قاب بتن مسلح است که در معرض همان شرايط تغيير مکانی قبل از نصب ديافراگم ها قرارداده شده است. منحنی B به صورت تحليلی از تفاضل منحنی E از منحنی A (با همان ساختار وشکل پانل های استفاده شده در سازه سه بعدی مطالعه شده در اين مقاله) به دست می آيد. از منحنی B که به صورت مستقل در شکل 1cديده می شود به صورت تقريبی می توان رابطه بين تنش های برشی و تغيير شکل های برشی را به دست آورد، که به صورت جداگانه در شکل 1dآمده است. روشی که در اين قسمت به کار رفته توسط دو معادله در همان شکل خلاصه شده است. شيب نزولی منحنی مزبور در محاسبات تئوری به کار نرفته و در عوض از شيب صفر استفاده شده است. تاثير و بازدهی ديافراگم های اضافه شده بر روی مقاومت و سختی جانبی قاب آسيب ديده به راحتی با مقايسه شيب ها در ابتدا و در نقاط انتهايی که به هم می رسند ديده می شود. در شکل 1a، به سختی می توان ترک های ريزی بر روی سطح پانل در وضعيت بار نهايی، و نيز مقادير محدود خرابی و آسيب ديدگی در گوشه های ديافراگم مشاهده نمود.
نمونه آزمايش
يک نمونه سه بعدی با مقياس 2/1 با استفاده از سيستم پانل های شبکه آرماتورگذاری سبک در آزمايشگاه ساخته شد که بعد به کمک بتن پاشی در محل به صورت ديوارهای سازه ای در آمدند. طرح کلی، مقاطع و نيز جزئيات پانل های شاتکريت شده به طور شماتيک در شکل 2 داده شده است.
مهار نمودن نمونه به پی گسترده (که به نوبه خود به کمک پيچ های پر مقاومت پس کشيده شده به کف آزمايشگاه متصل شده است)، اتصالات پانل ها، جزئيات آرماتورگذاری اطراف بازشو در ديوارها و نيز مراحل مختلف ساخت نمونه مورد نظر در شکل های 1 تا 5 داده شده است. اين نمونه مدل کوچک شده يک سازه واقعی است که مورد بررسی قرار گرفته است. عايق حرارتی خيلی خوب، وزن کل کاهش يافته و سرعت بالای ساخت، از امتيازات اصلی اين روش ساخت می باشد.
قبل از آماده ساختن نمونه سه بعدی، آزمايش های مقدماتی مثل: آزمايش بارگذاری محوری بر روی پانل ها {1}، بارگذاری تناوبی در صفحه پانل ها {2} و بارگذاری خارج از صفحه پانل ها {3}، بر روی پانل های مشابه در آزمايشگاه انجام گرفت.با توجه به نتايج اوليه، رفتار شکل پذيرتر، ظرفيت جذب انرژی بيشتر، حاشيه ايمنی بالاتر و نيز وقوع خسارات موضعی قابل تعمير در عوض شکست های کلی انتظار می رود.
مدل مورد نظر برای نيروی برشی پايه 26KNکه متناسب با %25 وزن کل سازه است و ضوابط آيين نامه جديد زلزله ترکيه سال 1998 {4} را تامين می کند، طراحی شده است. از ميلگرد به قطر 3mm برای شبکه بندی استفاده گرديد که بدون تغيير شکل های اوليه و در دوراستای افقی و عمودی در فواصل 10cm از يکديگر جوش شدند. مقاومت حد جاری شدن اين ميلگردها حدود 500MPa می باشد. آزمايش های نمونه استوانه ای شکل نشان می دهد که متوسط مقاومت فشاری بتن شاتکريتی حدود 14MPaمی باشد. آزمايش نمونه استوانه ای به اندازه کافی برای بررسی کيفيت بتن شاتکريتی مناسب تشخيص داده شد {5}.
برپايی دستگاه آزمايش
دو جک هيدروليکی دو جهته با ظرفيت 300KN در وضعيت افقی بين نمونه آزمايش و ديوار بتن آرمه تکيه گاهی قرارداده شد. بار جانبی کل به دو قسمت مساوی در ابتدا تقسيم شده و سپس هر يک از نيروها به دو بخش تقسيم می گردد. به گونه ای که نيروی وارده به هر ديوار متناسب با سختی جانبی آن می باشد (عکس شماره6). سپس هر کدام از اين بارها جانبی به کمک بازوهای صليب بارگذاری در بالای نمونه ها و توسط اتصالات برشی که در داخل نمونه جاسازی شده در طول ديوارهای برشی انتقال می يابند. بدين ترتيب نيروهای متمرکز وارده به صورت بار گسترده يکنواخت به هر ديوار اعمال می گردد. نيروهای وارد بر ديوارها، در هر لحظه توسط نيروسنج ها اندازه گيری شده و لذا نيروی وارده به ديوار وسطی به راحتی از تفاضل نيروهای گرفته شده به وسيله ديوارها، از کل نيروهای وارده به نمونه ناشی از بار اعمال شده محاسبه می گردد.
با استفاده از مجموعه دستگاه آزمايش، سعی شده تا پخش نيروهای جانبی مساوی با نيروهای اينرسی واقعی قابل انتظار در يک زلزله باشد. اين فرض از آنجايی که سازه به طور نسبی صلب بوده و تا رسيدن به بار طراحی رفتاری الاستيک انتظار می رود، حداقل تا آن حد معتبر می باشد. فرض شده است که ديوارهای عمودی، بارهای برشی چندانی تحمل نمی کنند.
تغيير مکان های در صفحه و خارج صفحه هر دو انتهای نمونه و نيز لغزش نسبی احتمال روی کف آزمايشگاه به صورت خودکار ثبت می گردد و منحنی های تغيير مکانی به دست می آيند (شکل3). متوسط مقادير ثبط شده توسط تغيير مکانسنج ها و کل بار جانبی برای رسم شکل 3 به کار رفته اند. لغزش نمونه تغيير مکان های خارج از صفحه، مقادير ناچيزی مشاهده شدند. اگر چه بارهای جانبی اعمال شده در طول آزمايش به حدود 10 برابر تراز بار طراحی رسيد، به خاطر محدوديت های دستگاه بارگذاری دستيابی به ظرفيت نهايی بار سازه ای ممکن نشد. شايان ذکر است که حتی در تراز بار حداکثر، تنها ترک های جزيی و مويی مشاهده گرديد و اثری از شکست و گسيختگی موضعی ديده نشد.
نتيجه گيری
نمونه ای با 1/2 مقياس واقعی که از اعضای پانل ساندويچی با اتصالات مناسب تشکيل شده و در محل بتن پاشی گرديد، تحت بارگذاری جانبی يکطرفه در آزمايشگاه قرار گرفت. با وجودی که بارهای جانبی به حدود 10 برابر تراز بارهای طراحی افزايش يافت، ولی فقط ترک های جزيی باريکی بر روی سطوح مشاهده گرديد وهيچ گونه شکست موضعی خاصی ديده نشد. موضوع جالب اينکه هيچ گونه جدايی و ناپيوستگی بين دولايه ديوارها به وجود نيامد. نتايج اين تحقيق مشان می دهد که در صورت رعايت ضوابط خاص اعضای پانل ساندويچی با اتصالات مناسب و شاتکريت با شرايط و ضخامت صحيح به جای ساختمان های بنائی از روش مذکور می توان در ساختمان های کوتاه مرتبه بهره جست.
يونو پانل شرح كلي : يونو پانل سيستمي سازه اي مركب از پانلهاي پلي استايرن سه بعدي است كه دو طرف آن با شبكه فولادي و پوسته بتن پوشانده شده است و ميتوان از آن براي ساختارهايي كه بار و فشار را تحمل ميكنند در بسياري از ساختمانها استفاده كرد .
سيستم يونو پانل يك ساختار ساختماني باربر ميباشد كه استحكام سازه اي خود را تؤما از تركيب فولاد و بتن بدست مي آورد و بسان يك قطعه بتن آرمه عمل ميكند و نقش لايه پلي استايرن داخلي ،به عنوان قالب و عايق حرارت وصوت ميباشد . واز آن ميتوان به عنوان ديوارهاي بيروني و پار تيشن در اسكلتهاي قولادي و بتني ، ديوارهاي حائل ، استخرها ،موانع عبور صدا و ساختمانهاي صنعتي و اداري استفاده كرد .
پس از نصب يك لايه بتن مخصوص به قطر 50-35 ميليمتر بهرطرفين پانل پاشيده ميشود ، كه در نتيجه ساختار و تركيب بتني بسيار محكمي را تشكيل ميدهد كه روي اين لايه بتني متوان در پايان كار عمليات نازك كاري اجرا كرد.
اين پانلها موجب پايداري در برابر زلزله سهولت در اجرا ، مقاومت در برابر نفوذ حشرات و صرفه جويي درمصرف آهن ، بتن و انرزي ميشوند . ضمنا غير قابل اشتعال بودن ، عايق حرارتي ، برودتي و صوتي بودن و نيازنداشتن به ساخت تيرچه بتني را ميتوان از ديگر مزاياي آنها نام برد.
http://ayegh.com/NUOSAKHT1.jpg
ابتدا آرماتورهاي انتظار مطابق پلان معماري ساختمان در كف بتني كه قبلا بر اساس پلان فونداسيون ايجاد شده كار گذاشته ميشود و كار ايزولاسيون رطوبتي انجام ميشود .
http://ayegh.com/UNOSAKHT2.jpg
برش پانل طبق پلان معماري و جدول برش انجام ميشود،پانلها به آساني به اشكال مورد نيازبرش داده ميشوند.
http://ayegh.com/UNOSAKHT3.jpg
نصب پانلها از گوشه ساختمان شروع ميشوند تا استحكام و سختي لازم را به ساختمان در حال احداث دهد پانلها با اتصالات شبكه اي ازدو طرف به هم بسته ميشوند.
http://ayegh.com/UNOSAKHT4.jpg
پانل ها درمحل قرارگيري خود، بسته به شرايط محل احداث ساختمان باچوب بست يا ابزار مشابه نگهداري ميشوند.اين چوب بست يا ابزار مشابه نگهداري ميشوند . اين جوب بستها در سمتي كه عميات بتن پاشي آخر اجرا ميشود ، كار گذاشته ميشود .
http://ayegh.com/UNOSAKHT5.jpg
محل قرار گيري درها و پنجره ها طبق پلان معماري ساختمان ، قبل از بتن پاشي بريده ميشود . سپس گوشه پنجره يا درتوسط اتصالات شبكه همانند شكل مقابل تقويت ميشوند .
http://ayegh.com/UNOSAKHT61.jpg
اين پانلها را ميتوان بااستفاده از اتصال بسيار ساده براي نيم طبقه ها يا سقف بكار برد . اجراي اين نوع سقف در ديگر سيستمهاي ساختماني مانند آجري و اسكلت بسيار آسان ميباشد .
http://ayegh.com/UNOSAKHT7.jpg
قبل از بتن پاشي ، كليه كارهاي تاسيساتي از قبيل برقي و مكانيكي انجام ميگيرد، سپس عمليات بتن پاشي انجام گرفته وسطح ديوارها تا ضخامت مورد نياز پوشانده ميشوند .
http://ayegh.com/UNOSAKHT8.jpg
براي پرداخت نهايي سطوح بتن پاشي شده ، ميتوان از مصالح مختلفي استفاده كرد ، مثلا براي سطوح داخلي انواع گچ ، كاغذ ديواري كاشي و غيره و براي سطوح خارجي انواع مختلف مصالح نماسازي و انواع رنگهاي آكريليكي .
بلوک یونولیتی سقفی و دیوار های 3D (مرجع) با توجه به وسعت کشور ايران و شرايط اقليمي متفاوت در نواحي مختلف اين سرزمين لازم است روشهاي ساختمان سازي متناسب با ويژگيهاي خاص منطقه اي تدوين و به مورد اجرا گذاشته شود . نظر به اينکه اين کشور روي يکي از کمربندهاي فعال زمين لرزه در جهان قرار دارد لذا ايجاد سازه هاي مقاوم و امن از اولويت خاصي برخوردار است . بررسي نياز کشور به واحدهاي مسکوني نشان مي دهد که با توجه به بافت جوان نيروي انساني هر ساله به حدود 600000 واحد مسکوني جديد نياز هست که روشهاي سنتي ساخت جوابگوي بخش محدودي از اين نياز مي باشد . علاوه بر نيازهاي جديد ، کيفيت ضعيف ساخت باعث استهلاک سريع ساختمانهاي موجود شده که اين امر باعث افزايش نياز به ساختمان سازي جديد مي شود ؛ همچنين به مقوله مقاوم سازي سازه هاي موجود نيز بايد توجه لازم مبذول گردد . با توجه به نيازهاي وسيع ذکر شده و لزوم بهبود کيفيت توليد ساختمان همانطور که در غالب کشورهاي بزرگ نيز متداول است بايد روشهاي توليد صنعتي ساختمان بطور جدي مورد توجه قرار گيرد . يکي از اين فنون مطرح شده در دو دهه اخير استفاده از صفحات ساندويچي متشکل از دو لايه بتن مسلح با شبکه جوش شده و يک لايه پلي استايرن است که در برخي طرحهاي ساخت مسکن در ايران به کار گرفته شده است . در اين مقال سعي بر اين بوده که بيشتر با ضوابط آئين نامه اي اجراي اين نوع ساختمانها آشنا شويم و براي تکميل بحث ، فيلم مستندي از نحوه اجراي عملي چنين ساختمانهايي تهيـه و ضميمه ايــن بحث کرده ايم . اگر توجه کافي به مجموعه ايـن پروژه شود متوجــه خواهيم شد کــه بعضي از بحث هاي آئين نامه اي بطورکامل در اجرا پياده نمي شود که دلايل متعددي از جمله محدوديت هاي اجرايي و غيره دارد .
◄ کليات استفاده از پانلهاي ساندويچي :
صفحات ساندويچي ( 3D ) از يک لايه پلي استايرن به ضخامت حداقل 4 سانتيمتر و دو شبکه ميلگرد جوش شده در دوطرف اين لايه تشکيل شده است . براي انتخاب عرض و ارتفاع پانلها استفاده از مدل 30 سانتيمتر توصيه مي شود ( عرض هاي 90 – 120 – 150 سانتيمتر و ارتفاع 270 و 300 سانتيمتر ) ، وزن متوسط هر صفحه با اندازه 300 * 150 سانتيمتر و بدون بتن سبک بوده و به سادگي توسط يک کارگر قابل حمل و نصب مي باشد و سرعت عمل در نصب نيز قابل ملاحظه است .
مقاومت صفحات در برابر آتش سوزي مناسب بوده و در جهت بهبود آن بکارگيري لايه مقاوم در برابر آتش سوزي توصيه مي شود .
با توجه به وجود لايه عايق بتن ، بکارگيري اين صفحات علاوه بر بهبود خاصيت عايق حرارتي و صوتي بودن ديوارها باعث سبک سازي بنا خواهد شد که جدا از کاهش حجم مصالح مصرفي باعث کاهش جرم ساختمان خواهد شد .
استفاده از اين صفحات در پارکينگ ساختمانها ايجاد محدوديت نموده و لذا در شرايط لزوم تأمين پارکينگ در طبقات زيرين ساختمانها ، بکارگيري سيستم ترکيبي متشکل از اسکلت فلزي با بتن آرمه و صفحات ساندويچي به عنوان عامل جداکننده مورد توجه مي باشد .
با توجه به اطلاعات بدست آمده از کشورهاي اروپايي ، غالب ساختمانهاي اجرا شده به اين روش در حد يک يا دو طبقه بوده است . لذا طرح و اجراي ساختمانها با تعداد طبقات بيشتر نياز به مطالعات ويژه داشته و در اينصورت مطالعات مهندس طراح بايد پاسخگوي شرايط آئين نامه هاي معتبر باشد .
◄ مزياي استفاده از پانلهاي ساندويچي :
· سبکي ديوارهاي ساخته شده از پانلهاي ساندويچي در مقايسه با ديگر مصالح
· سرعت حمل و نقل و سهولت پانلهاي ساندويچي در ارتفاع
· مقاومت زياد در برابر نيروهاي برشي ناشي از زلزله
· عايق در مقابل حرارت ، برودت ، رطوبت و صدا
· مقاوم در برابر آتش سوزي بعلت وجود قشرهاي بتوني طرفين پانل ساندويچي
· نفوذناپذيري ساختمان در مقابل حشرات
· امکان حمل و بکارگيري پانلهاي ساندويچي در مناطق صعب العبور جهت احداث ساختمان بدون نياز به کارگران متخصص
· دستيابي به فضاي مفيد بيشتر بعلت ضخامت ناچيز ديوارهاي پانل ساندويچي
· آزادي عمل در اجراي طرحهاي متنوع به علت انعطاف پذيري قطعات پيش ساخته پانلهاي ساندويچي
· صرفه جويي در هزينه پي سازي و اسکلت ساختمانهاي بلندمرتبه بدليل وزن اندک قطعات سقف و ديوار پانلهاي ساندويچي
· صرفه جويي در هزينه تهويه مطبوع ساختمان در تابستان و يا زمستان بدليل جلوگيري از تبادل حرارت و يا برودت و در نتيجه صرف انرژي کمتر
· افزايش عمر مفيد ساختمان و دستگاههاي تأسيساتي آن
· عدم نفوذ نسبي آلودگي صوتي و ايجاد آرامش براي ساکنين ساختمان در شهرهاي بزرگ
· بازگشت سرمايه گذاري در امور ساختمان سازي در کوتاهترين زمان
· عبور دادن لوله هاي آب و فاضلاب و برق و تلفن به سادگي از زير شبکه پانل و نصب چهارچوب دربها و کلاف فلزي پنجره ها قبل از بتن پاشي و کلاً اجراي تأسيسات ساختمان با کمترين هزينه
· عدم نياز به کنده کاري و تخريب تأسيساتي ديوارها و سقف و در نتيجه عدم ايجاد نخاله هاي انباشته که صرفه جويي در هزينه و وقت را بدنبال دارد . پس از بتن پاشي طرفين پانلها با ضخامت حداقل 4 سانتيمتر ، پانلها بي نياز از ملات گچ و خاک ميباشد و با اجراي پلاستر گچ ( سفيدکاري ) ، ديوارها و سقف آماده براي نقاشي خواهد بود .
· حذف نعل درگاه در سيستم پيشرفته پانلهاي ساندويچي .
· حمل و نقل پانلهاي ساندويچي با هزينه اندک صورت مي گيرد . بطور مثال يکدستگاه تريلر قادر است حدود 1000 متر مربع پانل سانويچي را حمل کند .
· استفاده از ديوار و سقف پانلهاي ساندويچي در ساختمان سازي ، بهره وري مناسب آهن آلات مصرفي را موجب ميگردد . بطور مثال باصرف 17 کيلوگرم در متر مربع فولاد بصورت مفتول و ميلگرد مي توان يک واحد مسکوني يک طبقه را بنا کرد .
◄ بخش اول :
ضوابط بارگذاري ، تحليل ، طراحي و مصالح
1-1- گستره
1-2- مشخصات مصالح
1-2-1- شبکه جوش شده و مفتولهاي قطري
1-2-2- لايه عايق مياني
1-2-3- بتن پاشيدني
1-3- بارگذاري و تحليل
1-4- طراحي ساختاري ( سازه اي )
1-4-1- کليات
1-4-2- مقاومت خمشي
1-4-3- مقاومت برشي
1-4-4- مقاومت در خمش و بار محوري همزمان
1-4-5- چگونگي فولادگذاري ، قرارگيري مفتولها و پوشش بتن
1-4-6- بازشوها
1-4-7- معيارهاي تحليل و طراحي در برابر آثار زمين لرزه
1-1- گستره
ضوابط اين مجموعه معيارها ، صفحات ساندويچي ( 3D ) و سازه هاي متشکل از اين صفحات را در بر مي گيرد .
صفحات ساندويچي پيش ساخته که از اين به بعد صفحه ناميده مي شود از دو لايه شبکه فولادي جوش شده تشکيل شده است که در بين آنها يک لايه عايق از نوع پلي استايرن قرار گرفته و توسط اعضاي قطري به يکديگر متصل شده اند . مقاومت و انسجام اين صفحات بوسيله مفتولهاي قطري جوش شده به شبکه دو طرف تأمين مي شود .
اين صفحات پس از بتن پاشي يا بتن ريزي بعنوان ديوارهاي باربر داخلي و خارجي ساختمان مورد استفاده قــرار مي گيرند . سازه متشکل از صفحات ساندويــچي به سازه هايي اطلاق مي شود که کليه بارهاي ثقلي و جانبي وارد بر آن توسط صفحات تحمل مي شود . از اين صفحات مي توان بعنوان تيغه هاي غير باربر الحاقي به ساير اجزاي باربر نيز طبق ضوابط مربوط به ديوارهاي جداکننده استفاده نمود .
سيستم نوين اجراي ساختمان با پانلهاي سه بعدي ( 3DPanel ) ۱. خانه های يك طبقه كورديد از ساندويچ پانلهای سيمی جوش خورده بجای قاب چوبی تشكيل شده است .
اين پانلها در شركت Brunswick-Ga سيستمهای ساختمانی فولادی ساخته شده است كه ادعا ميكند از تكنيك پيشرفته ای كه در چند سال اخير در كشور اتريش به وجود آمده است ، استفاده می كند.
پانلهای سبك كه كمترين زمان را جهت نصب احتياج دارند، از دو ورق سيم مش موازی تشكيل شده است كه با سيم های خرپای اريب كه به يك پوشش هسته پلی استايرن به ضخامت 40 تا 100 ميليمتر نفوذ كرده، وصل شده است .
پانلها به يك فونداسيون بتنی وصل شده است و توسط يك بست ويژه بهم متصل شده اند .
2. در ژانويه سال 1992 ، سيستم پانلهای فولادی 3D جهت استفاده در ساختار تمام ديوارهای حمال خارجی در 4 ساختمان بنا شده در صحرای Mojare در كوههای گرانيتی كاليفرنيا انتخاب شدند . اين طرح بی نظير جهت ساخت منطقه كويری دانشگاه كاليفرنيا طراحی شده است، تا به استفاده از 3DPanel بتواند در شرايط سخت حرارتی تا 96 % صرفه جويی انرژی داشته باشد .
اين پروژه، توسط انجمن ملی علوم، انجمن اديسون كاليفرنيای جنوبی و دانشگاه كاليفرنيا، سرمايه گذاری شده است .
در 28 ژوئن سال 1992 ، اين منطقه از كاليفرنيا دو بار زلزله هايی به مقياس 5/6 و 9/6 ريشتر قرارگرفت. (دومين زمين لرزه، شديدترين زلزله در 40 سال گذشته بوده است) . كانون اين زمين لرزه فقط 110 - 80 كيلومتر از مركز تحقيقات فاصله داشت.
با توجه به بيانات دكتر فليپ كوهن كه شخصاً در مركز تحقيقات اقامت دارد، اين مركز به مدت يك دقيقه كامل درحال لرزش از نقطه ای به نقطه ای ديگر بود.
به طرز باور نكردنی در اين چهار ساختمان مركز تحقيقات كه بعضي ديوارهای آن به طول بيش از 3/7 متر است، علی رغم وجود قسمتهای شيشه ای هيچگونه نشانه ای از آسيب ديده نشد.
تمام آناليزهای ساختاری بنا، بعنوان يك شاهد برجسته از قدرت و استحكام پانلهای 3D در مقاله ای كه نوشته مهندسان معمار است منتشر شد .
در اين مقاله، جمله ای با اين مضمون وجود دارد : هيچ نشانه ای از آسيب و شكاف در فونداسيون ها و اسكلت ديده نشده است.
3. در اكتبر سال 1996 سدی در نزديكی كانتری كلاب و زمين گلف كابو ، در مكزيكو در اثر طوفان شديد در هم شكست و نيروی آب جاری شده بسياري از تاسيسات پايين خود را از بين برد . مقاله زير در يكی از روزنامه های محلی به چاپ رسيد.
" سدی كه برروی آب درياچه زده شده بود، از قسمت نزديك حفره پانزدهم شكسته شد و توده عظيمی از آب جاری شد و اين طغيان به سمت اقيانوس ادامه دارد ". اين ساختمان با وجود اينكه از قسمتهای پايه ای تقويت نشده بودند در ساختمان تغييری ايجاد نشد. تنها بتن كاری های مختصری كه زير ستون ها و تراشه ها انجام شده بود باعث شد ساختمان پابرجا بماند. مالكان اين خانه ها مطمئن هستند كه در مقابل هر حادثه طبيعی در آينده، خانه های آنها محفوظ است.
خانه ای ساخته شده با پانلهای 3D كه بعضی به بناهای يكپارچه مربوط ميشدند، بار ديگر ثابت كردند كه نه تنها توانايی ايستايی در مقابل طوفان با سرعت 250 كيلومتر در ساعت را دارند، بلكه به همان خوبی در مقابل سيل شديد نيز مقاومت ميكنند. در اين حالت، ساختمانهای 3D Panel حتی در مقابل گردباد Faust نيز مقاومت ميكند.
با توجه به اينكه در طبقه دوم كنسولی به طول 3/4 متر وجود دارد، ساختمان های 3D Panel در حين طوفان متحمل هيچ شكاف يا شيار داخلی و يا خارجی نمی شود .
اين طور به نظر می آيد كه ساختمانهای يكپارچه بسيار محكم هستند به طوری كه سقف بنا فونداسيون را تقويت مي كند.
4. جهت تضمين مقاومت در برابر زلزله آزمايشاتی در مركز تحقيقات انجام شده است كه يكی از آنها آزمايشی از مدل بنای 3D در مقياس 1:6 در دانشگاه تانجی در شانگهای چين است. اين مدل از پانلهايی در متراژ 400 ، 200 ، 30 ميليمتر تشكيل شده است.
پوشش مش، قدرت تحمل 210 نيوتن بر ميليمتر مربع را داراست. مكعب قدرت ميكرو بتنی 10 نيوتن بر ميليمتر مربع اندازه گيری شده است. اين مدل در معرض زلزله ال - سنتر و با شدت های متفاوت كه از 7 درجه در مقياس ريشتر شروع شد، قرار گرفت.
با توجه به گزارش آزمايشات، اين مدل در زلزله ای با شدت 9 ريشتر سلامت سازه را از دست داد. بعد از اين لرزه، ديگر قادر به تحمل فشارهای بعدی نبود ولی هرگز ساختمان فرو نريخت.
در يك ساختمان واقعی، ساكنين هرگز در اثر ريزش ديوارها و صفحه های بتنی آسيب نخواهد ديد.
* در هنگام زمين لرزه 7 ريشتری هيچگونه شكافی در بنا به وجود نخواهد آمد و ساختمان به حالت الاستيكی عمل می كند.
* در هنگام زمين لرزه های 8 ريشتری، شكاف های اندكی در بالای ميله تير سقف از طبقه اول ظاهر ميشود.
در حين ساير زمين لرزه ها شيارها به تدريج ظاهر ميشود، در نتيجه پيشرفت آنها بسيار فشرده می باشد.
* در هنگام زمين لرزه های 9 ريشتری، مدل، قدرت تحمل بارهای بعدی را نخواهد داشت. هر چند كه ساختمان هرگز فرو نريزد.
بررسی مصالح در سبک سازی برای بکارگیری تکنیک های سبک سازی نخست باید به مسئله اول علل سنگین شدن وزن ساختمان توجه کافی شود پس از شناخت این علل و عوامل باید جهت حذف یا به حداقل رساندن تاثیر آنها ووزن تمام شده ساختمان تلاش نمود .
روش های سبک سازی ساختمان بطور عمده به دو دسته تقسیم میگردند :
۱) سبک کردن اجزای باربر ساختمان
۲) سبک کردن سازه ساختمان
بخش عمده ای از مباحث مربوط به سبک سازی وتکنیک های رایج در مورد دستیابی به وزن مناسب ساختمانی را در بر میگیرد که شامل:شناخت مصالح سبک رایج در صنعت ساختمان (در داخل و خاج کشور)وتکنولوژی استفاده از آنها, معیار های ارزیابی میزان کارایی این مصالح بعنوان مصالح سبک ومیزان تاثیر به کار گیری مصالح نو در کاهش وزن ساختمان هزینه و زمان مورد نیاز اجرای یک ساختمان.
تعریف مصالح سبک :مصالح سبک به مصالحی اطلاق میشود که وزن مخصوص انها از نمونه های مشابه کمتر بوده واستفاده از آنها به کاهش وزن کلی ساختمان بیانجامد. (http://civilz.com/)
مصالح سبک در یک تقسیم بندی کلی به سه دسته تقسیم میشوند:
۱) مصالح سبک سازه ای
۲) مصالح سبک غیر سازه ای
۳) سیستم ها
▪ مصالح سبک سازه ای:
به ان دسته از مصالح گفته میشود که در موارد سازه ای در بنا به کار برده میشوندبه سه نوع تقسیم میشوند:
۱) بتونی
۲) طبیعی
۳) صنعتی
مصالح سازه ای طبیعی چوب:چوب از جمله مصالح سبک سازه ای که تجربه های موفقی د راکثر کشور های جهان داشته است.
الف) مصالح چوبی:
چوب به عنوان یکی از مصالح ساختمانی دارای چند خاصیت با ارزش است مقاومت نسبی بالا مقدار چگالی کم ورسانایی کم در عین حال چوب چندین نقطه ضعف نیز دارد.در مقطع عرض دارای خواص متفاوت ا زجهات مختلف دادر.هم چنین چوب دراری قابلیت پوسیدن و اشتعال است.چوب سنگین تر معمولا مقاوم تر است بار بیشتری را تحمل میکند قابلیت هدایت حرارتی چوب کم است.وبه این دلیل برای ساختن عایق حرارتی مناسب است.چوب از لحاظ مصرف به اشکال مختلف چب های بریده شده چوب های ورقه ای وچوب های گرد تقسیم بندی میشوند.چوب های گرد:ضخامت بین ۱۴_۳۴سانتی متر ودرازای ۸/۱_۷/ متر دارندوبه دودسته گردبینه وتیر تقسیم میشوند.
▪ چوب های بریده شده :
۱) چهار تراش :
مقطع آن مربع است .مقطع ابعاد ان کمتر از ۲۰ سانتی متر و درازای ان ۴ یا ۵ متر است
۲) بینه:
از تقسیم یک گره بینه بدست میاید.
۳) الوار:
ممکن است چهار گوش یا سه گوش باشد که تقریبا راست وبدون گره است طول ان ۳ متر است.
▪ چوب های ورقه ای:
اغلب این ورقه ها بصورت روکش برای سطح تخته های مصنوعی مثل نئو پان وتیر استفاده میشود چوب های مصرفی در روکش سازی باید از مرغوبیت بالائی برخوردار باشد.
چوب های مصنوعی شامل تخته چند لایی :مزایای آن کم کردن پدیده هم کشیدگی و وا کشیدگی است
▪ تخته خرده چوب (نئوپان۹تخته فیبرها صفحات چوب سیمان):
این صفحات در برابر آتش کاملا مقاومند در برابر قارچ های چوب کاملا متفاوتنددر برابر اب ورطوبت وپوسیدگی سرما ویخبندان کاملا مقاومند عایق صدا وحرارت هستند سبک میباشد و در اکثر قسمت های ساختمان فابل مصرف است قابلیت نصب بر روی آجر وبتون را دارد از نظر اتصالات قابلیت های چوب را دارد و هم چنین قابل یخ زدن وپیچ کردن است.
۱) کانتکس :
از این محصول برای ساخت دیوار سقف کاذب ومانند این ها استفاده میشود.کانتکس از مصالحی است که عایق حرارت وصوت در برابر اتش سوزی است و به راحتی بر روی تیر های آهنی و چوبی و تیر چه های بتونی قابل نصب است.
۲) آندولین:
سقف پوشی است موج دار متشکل از الیاف گیاهی ومواد شیمیاییی ومصنوعی اشباع شده میباشد
۳) تخته های گلوکام:
بصورت های گوناگون در ساختمان به کار برده میشود.از جمله در اجرای اسکلت کف سازی قاب سازی چهار چوب بندی سقف وبام پی سازی پوشش دیوار ها وبام تزیین خارجی وپوشش خارجی عایق بندی حرارتی وصوتی نازک کاری سقف و دیوار های داخلی وپوششش کف.
ـ نتیجه گیری:
چوب از جمله مصالح سبک سازه ای میباشد که تجربه های موفقی در اکثر کشو ر های دنیا داشته است.بسیاری از بناهای چوبی در سر تا سر دنیا در برابر عوامل مختلف محیطی وطبیعی از جمله شرایط اقلیمی ونیرو های جانبی از جمله زلزله وباد مقاومت وپایداری بسیار خوبی از خود نشان دادند. در هر صورت مشکلات پایه ای در زمینه استفاده از این نع مصالح سبک علی الخصوص در زمینه سازه ای وجود دارد.هر چند که سایر کشور ها تجربه های موفقی دز زمینه استفاده از این نوع مصالح داشته اند.
ب) مصالح سبک صنعتی:
یکی از روش های سبک سازی ساختمان ها کاهش وزن تیغه های بار بر در ساختمان است.یکی از روش های نیمه پیش ساخته روش ساخت وساز به کمک پانل ها ی ساندویچی پیش ساخته تردی را نام بردکه با نام های تجاری مختلف از قبیل :پوما سپ وسیلانوبا این روش تا دو طبقه ساختمان با استفاده از باربری قطعات مورد نظر ساخته میگردد.
پانل هابه دو گروه تقسیم میشوند:
۱) سازه ای
۲) غیر سازه ای
پانل های سازه ای در موادر د سازه ای وغیر سازه ای بکار برده میشود
۱) پانل های ساندویچی یا بتن پاششی
۲) پانل با هسته لانه زنبوری
۳) پانل های اف.آر.پی
▪ پانل های ساندویچی با بتن پاششی
پانل های سه بعدی ساندویچی از جمله کامپوزیت های پلیمری میباشند.ساندویچ پانل مصرفی به عنوان نام وپوشش دیواری بصورت کنگره ای وصاف ونوع سقفی ان با بر جستگی هایی به صورت شادولاین میباشد.پانل های سقفی دیافراگم کف را تشکیل میدهد این پانل ها در کنار یکدیگر مستقر شده وروی پانل های دیوار نصب میگردند.پانل های دیوار علاوه بر این که جداکننده فضا های معماری هستند نقش دیوار بار برقائم و دیوار برشی در برابر بار های جانبی را هم ایفا میکنند.بنا بر این عموما در اینگونه سازه ها اسکلت فلزی یا بتنی وجو د نداردوساندویچ پانل به دلیل شکل خاص خود از ظرفیت بار بری بالایی ب خورداراست.ونیز از پانل های غیر بار بر در ساختمان علاوه بر کاهش وزن مزایاییی از قبیل یکپارچه بودن تیغه ها با سازه در برابر بار های جانبی را داراست.
__________________