‫پروژه تکنولوژی بتن و اجرای سازه های بتنی و فلزی

مقدمه :

صنعت سازه های پیش ساخته سبک ، یکی از روشهای نوین صنعت ساختمان است کع اخیرا در کشور ما با توسعه روز افزون مراجعه بوده و با استقبال بی سابقه مهندسین و مجریان طرحهای عمرانی روبروست . با توجه به توسعه قابل توجه و کاربرد این صنعت در پروژه های انبوه سازی مسکن ، مراکز تحقیقاتی و مراجع صادر کننده گواهی فنی نیز به موازات کاربرد وسیع این صنعت فعالیت بی سابقه ای آغاز نموده اند که از جمله می توان به مهمترین آنها اشاره نمود :

1- مرکز تحقیقات شرکت سپ :

تهیه و تدوین دانش فنی سیستم توس پانل و انجام مطالعات ، تحقیقات و آزمایشات مختلف اجزای پانلی سازه های پیش ساخته سبک .

- موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی : تهیه و تدوین استاندارد ملی سیستم (3D)

- مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن : ارائه گواهی فنی ساختمانهای دو طبقه پانلی و اقدامات تحقیقاتی در زمینه تست full scale صدور گواهی فنی سیستم 3D

- پژوهشگاه زلزله نگاری : انجام آزمایشات ترکیبی و تستهای دینامیکی المانهای دیواری و سقف در خصوص رفتار پانلهای ساندویچی در برابر نیروهای جانبی

- شرکت BVQI فرانسه : همکاری های گسترده در خصوص صدور گواهی فنی انجام آزمایشات و نیز دور استاندارد مدیریت کیفیت براساس Iso 9001 - 2000

- شرکت TUV Rheinland : صدور استاندارد مدیریت کیفیت براساس استاندارد ISO 9002 – 1994

1-1مشخصات کلی پانل های پیش ساخته :

پانل های پیش ساخته سبک شامل دو صفحه شبکه جوش فولادی می باشند که یک لایه عایق پلی استایرن در میان آن قرار گرفته و توسط تعدادی اعضای خرپایی به یکدیگر متصل شده اند . این پانلها به عنوان المان دیوار و سقف ساختمان به کار می روند . مدول عرضی پانل ها 120 سانتیمتر می باشد و بسته به کاربردهای متفاوت ، طول و ضخامتهای مختلف دارند .

پانلهای دیوار علاوه بر اینکه جداکننده فضاهای معماری هستند ، نقش دیوار باربر قائم و دیوار برشی در برابر بارهای جانبی را هم ایفا می کنند . بنابراین عموما در این گونه سازه ها ، اسکلت فلزی یا بتنی وجود ندارد . پانلهاب سقفی ، دیافراگم کف را تشکیل می دهند . این پانلها در کنار یکدیگر مستقر شده و روی پانلهای دیوار نصب می گردند . لایه پلی استایرن نقش قالب برای بتن پاشی و همچنین عایق حرارتی و صوتی را ایفا می کند .

پانلها پس از استقرار ، بتن پاشی شده و تشکیل یک سازه سه بعدی با عملکرد جعبه ای ( BOX ) می دهند . پانلها علاوه بر استفاده به عنوان اعضای باربر ساختمان ، بدلیل عایق حرارتی ، صوتی و مزایای دیگر برای تیغه های غیر باربر ساختمانهای مختلف نیز به کار می روند . از پانلهای دیوار به عنوان المان باربر قائم و همچنین عنصر مقاوم در برابر زلزله استفاده می شود . بار گسترده ثقلی با توجه به میزان سطح بارگیری هر دیوار روی آنها توزیع می گردد . بار جانبی ناشی از زلزله از طریق دیاگرام صلب کف به نسبت سختی بین دیوارها توزیع می شود . فرمولاسیون المان پانل براساس المان ایزوپارامتریک غشایی با تغییر شکلهای داخلی سازگار قرار دارد . این المان دارای سختی خمشی در صفحه خود می باشد .

شبکه مش به کار رفته در پانلهای دیوار عبارتند از :

wwf * ( ( 80 / 80 Ø 3.5 / Ø 3.5) / (L/1200 ) )

ضخامت لایه پلی استایرن 6 سانتیمتر و فاصله دو شبکه از یکدیگر 10 سانتیمتر می باشد . همچنین قطر اعضای خرپایی در این پانل ها 3.5 میلیمتر است . ضخامت بتن شاتکریتی 4 سانتیمتر در هر طرف دیوار است . به عبارتی پوشش بتن روی شبکه 2 سانتیمتر می باشد . روابط طراحی براساس روش مقاومت حدی ایت که در آئین نامه بتن ایران آمده است در این روش دیوار برای بار برشی طراحی شده و برای لنگر خمشی و بار محوری ( رفتار ستونی ) کنترل می گردد . به علت گستردگی دیوارهای موجود در ساختمان اکثرا ، مفتولهای شبکه پاسخگویی بار وارده خواهند بود . در موارد خاص با تعبیه آرماتور میتوان پانل دیوار را تقویت نمود . در محل تقاطع دیوارها بصورت (--) ، (L) ، (†) ، (-) اتصالات خاص طراحی شده است تا عملکرد هماهنگ و پیکنواختی بین دیوارها وجود داشته باشد . دیوارهای برشی دارای بازشو بایستی به نحو مناسبی تقویت گردند . پانل کف بصورت دال یکطرفه عمل می کند . این رفتار بدلیل وجود اعضای برشگیر در جهت طولی پانل می باشد .

شبکه بکار رفته در پانل کف عبارتند از :

wwf * ( ( 80 / 80 Ø 3.5 / Ø 3.5) / (L/1200 ) )

ضخامت لایه پلی استایرن براساس طراحی دال کف بین 6 تا 10 سانتیمتر متغیر می باشد . به طبع آن فاصله شبکه های جوش ده از یکدیگر در محدوده 10 تا 14 سانتیمتر تغییر می کند . قطر مفتولهای خرپایی 3.5 میلیمتر می باشد . از آنجا که شبکه بکار رفته در پانل دارای مقدار فولاد کمی است بایستی دال کف تقیوت گردد . این کار به دو صورت انجام می گیرد : با توجه به طول دهانه و بار وارده ، لنگر مقاوم محاسبه شده و یک سری آرماتور تقویتی با فواصل معین در پانل تعبیه می گردد . بین هر دو پانل سقفی در عرضی حدود 20 سانتیمتر ، عایق پلی استایرن حذف شده و میلگردهای تقویتی در آن ناحیه متمرکز می شوند . در واقع یک سیستم تیر و دال با فواصل حدود یک متر ایجاد می گردد .

مبنای طراحی دال کف در برابر خمش ، روابط بتن مسلح در حالت حدی است . ضخامت بتن شاتکریتی در زیر پانل 4 و در روی آن 6 سانتیمتر می باشد . برای بارهای متعارف ، دال کف پانلی تا 6 متر طراحی و اجرا می گردد و در دهانه های بزرگتر نیز می توان با ایجاد تمهیداتی از این سیستم استفاده کرد .

در دال بتنی تخت خمش ، یک جریان برشی افقی باعث لغزش دو لایه بتن به یکدیگر می شود . اتصالات خرپایی در پانلها بایستی به اندازه ای باشد که دولایه کاملا پیوسته عمل کرده و لغزش بین لایه ها وجود نداشته باشد . براین اساس اتصالات برشگیر بصورت المانهای خرپایی مدل شده و طراحی می گردند .

جزئیات دیوار پانلی ( تیغه بندی ) :

آستر ماسه سیمان معمولی 75 = 1500 * 05.

آستر ماسه سیمان سبک 55 = 1100 * 05.

ضخامت و نوع در پانلهای ساندویچی بتنی بستگی به خواص حرارتی ماده عایق و مقاومت حرارتی مطلوب پانل دارد . عموما برای عایق بندی مورد استفاده در پانلهای ساندویچی از فوم پلی ایستایرن و با پلی یورتان ( ترکیب پلی یول و ایزوسیانات ) استفاده می شود .

خواص مکانیکی ، اثر گذشت زمان بر مقدار مقاومت گرمایی ، میانیگن اثرات دمایی ، اثر رطوبت ، مقاومت در برابر حل شدن ، استحکام ابعادی ، خوردگی و قابلیت جابجایی ، مقاومت در مقابل اشعه خورشید ، پخش شعله قابلیت اشتعال و دیگر خواص موثر در طی انبار کردن ، از جمله عوامل مور در انتخاب نوع عایق برای سیستمهای پانلی می باشد .

لایه عایق پیش ساخته سبک از نوع پلی استایرن انبساطی می باشد که متداولترین ماده مورد استفاده به عنوان لایه عایق می باشد که با انبساط دانه های ESP در اثر حرارت ( سوپر هیت ) ساخته می شود گرانولهای پلی استایرن در داخل محفظه انبساط ریخته شده و بخار آب که حرارت آن حدود 160 درجه سانتیگراد می باشد موجب می گردد تا در زمان کوتاهی ( حدود یک دقیقه ) دانه ها شکفته شده و منبسط شود. این دانه ها می بایست پس از حرارت دادن مدتی در انبار بمانند که معمولا حدود 10 ساعت است و بعد در دستگاه پرس ریخته می شود . حجم موادی که داخل پرس ریخته می شوند به اندازه محفظه داخل آن است . در این مرحله مجددا حرارت لازم توسط بخار آب به مواد اکسپند شده داده می شود . در اثر این حرارت ، دانه های اکسپند شده ، بار دیگر منبسط می گردد و به دلیل اینکه فضای داخل بسته است فشار حاصل از انبساط مجدد ، باعث می شود دانه های کروی فضای خالی بین خودشان را پر کنند ، در واقع عمل زینتر (Zinter) انجام می گردد .

شبکه های جوش شده با ابعاد هندسه مشخص و منظم توسط ماشین آلات اتوماتیک ساخته می شوند . فرآیند ساخت شبکه مش به این صورت است که ابتدا مفتولهای با قط 5.5 تا 6 میلیمتر تحت عملیات کشش سرد (cold - drawing) قرار گرفته و پس از طی مراحل عملیات برگشت و تنش گیری حرارتی و کشش سرد مجدد و پوسته گیری به مفتولهای با قطر 3.5 میلیمتر تبدیل می شوند . در انتهای عملیات فوق باید مشخصات مفتول با استاندارد ASTM - A82 تطابق داشته باشد . بعد از تولید شبکه ، یک صفحه پلی استایرن در بین دو لایه شبکه جوش شده قرار گرفته ، در یک فرآیند مفتولهای عرضی قطری موسوم به وادارهای برشی یعد از رد شده از بین لایه عایق ، به شبکه های طرفین جوش میخورند ، جوش مورد استفاده در اتصال مفتولهای پانل ساندویچی به یکدیگر ، جوش مقاومتی می باشد مشخصات مورد استفاده برای اتصال مفتولها در شبکه جوش شده و نیز اتصال وادارهای برشی به شبکه جوش شده باید با الزامات ذکر شده در استاندارد ASTM - A185 مطابقت داشته باشد .

2- انعطاف در معماری :

علاوه بر استحکام سازه ای سیستم سازه های پیش ساخته سبک ، که ناشی از پائین بودن جرم ساختمان و عملکرد BOX و اتصالات تقریبا یکپارچه آن است ، یکی از مهمترین مزایای سازه های پیش ساخته سبک انعطاف پذیری در معماری است .

هدف اصلی هماهنگی مدولار ، ساده سازی اقتصادی تر کردن طراحی و ساخت ساختمان است . مهمترین ویژگی نظام مدولار ، واحد طول مشترک ( مدول ) است . با توج به تحقیقات و مطالعات انجام شده مشخص شده است که بهترین مدول برای پانلها بایستی ضریبی از 30 سانتیمتر باشد . پانلهای دیواری و سقفی سیستم 3D دارای عرض 120 سانتیمتر هستند که مدول شناخته شده جهانی می باشد . البته نکته مهم و برتری مشخص این سیستم نسبت به سایر سیستمهای پانلی این است که برخلاف سازه های پانل های سنگین که بایستی در کارخانه ساخته و به محل حمل شوند ، سیستم 3D در واقع یک سیستم نیمه پیش ساخته - نیمه درجا می باشد . بطوریکه ابتدا پانلهای سبک در محل نصب می شوند و سپس روی آنها بتن پاشی می شود . بنابراین می توان به راحتی و با بریدن پانل ، هرگونه انعطافی را در محل طرح معماری بدست آورد .