به نام خدا
فناوری سازه های پیش ساخته
به طور کلی خانه های پیش ساخته به چند صورت ساختمانهای پیش ساخته بتنی – فلزی – چوبی و 3D می باشند که هر کدام دارای مزیت ها و معایب خاص می باشند که بر اساس مقتضیات مکانی و شرایط هر کشور بعضی بر دیگری به علت امکانات و عوامل مختلف می تواند اقتصادی و کاربردی باشد. ساختمانهای پیش ساخته یکی از آخرین محصولات و متدهای ایجاد و گسترش واحد های مسکونی می باشند که می تواند جوابگوی احتیاجات مدیریت برای ایجاد توازن ازدیاد جمعیت با سکنی همراه با امکانات رفاهی را تامین نماید.
آشنایی با خانه های پیش ساخته
این صنعت در دهه های اخیر چنان پیشرفت داشته که نه تنها بر کیفیت بالا، تقلیل هزینه، سرعت احداث و راحتی آسایشِ مورد نیاز را در حد استاندارد تامین نموده بلکه توانسته است سایر صنایع خانه سازی را با متدها و مواد اولیه گوناگون تحت تاثیر قرار دهد. مثلا در کشورهایی همچون کانادا و روسیه که از نظر مصالح چوبی غنی بوده ساختمان های پیش ساخته چوبی و در کشور هایی همچون آمریکا ساختمان های پیش ساخته فلزی و در ایران ساختمان های پیش ساخته بتنی اقتصادی به نظر می رسند.
البته بدیهی است که عواملی از جمله مواد و مصالح در محل حمل و نقل امکانات و دستگاه های تولید تواماً از جمله مواردی می باشند که در اقتصادی بودن نوع ساختمان پیش ساخته دخیل است
به طور کلی چند مسئله باعث استفاده هر چه بیشتر از ساختمان های پیش ساخته می گردد که عبارتند از:
سرعت در اجرا
دقت در کار که در ساختمان های پیش ساخته فلزی بسیار مهم می باشد. مخصوصا در ایران که از نظر جوش خصوصاً جوش های سر بالا و نفوذی، بسیار مشکل دارند و این مسئله می تواند در کارخانه برطرف گردد.
نظارت کافی
راحتی در نصب
به طورکلی ساختمانهای پیش ساخته، یکی از آخر ین محصولات ومتدهای ایجاد و گسترش واحدهای مسکونی است که می تواند جوابگوی احتیاجات مدیریت برای ایجاد توازن درازدیاد جمعیت، همراه باامکانات رفاهی باشد.
این صنعت در دهه های اخیر چنان پیشرفت داشته که نه تنها بر کیفیت بالا ، تقلیل هزینه، سرعت احداث و راحتی آسایش مورد نیاز را در حد استاندارد تامین نموده بلکه توانسته است سایر صنایع خانه سازی را با متدها و مواد اولیه گوناگون تحت تاثیر قرار دهد. مثلا در کشورهایی همچون کانادا و روسیه که از نظر مصالح چوبی غنی بوده ساختمانهای پیش ساخته چوبی و در کشور هایی همچون آمریکا ساختمانهای پیش ساخته فلزی و در ایران ساختمانهای پیش ساخته بتنی اقتصادی به نظر می رسند البته بدیهی است که عواملی از جمله مواد و مصالح در محل حمل و نقل امکانات و دستگاههای تولید تواماً از جمله مواردی می باشندکه در اقتصادی بودن نوع ساختمان پیش ساخته دخیل است .
مقدمه:
1- ساختمان های پیش ساخته چوبی
2- ساختمان های پیش ساخته بتونی
3- ساختمان های پیش ساخته فلزی
4- ساختمان های پیش ساخته 3D پانل
5- سازه های فضاکار
انواع ساختمانهای پیش ساخته عبارتند از:
ساختمان های پیش ساخته چوبی
چوب به دلیل داشتن خواص منحصر به فرد خود به عنوان یکی از محصولات بسیار مهم در صنعت ساختمان بکار میرود . این ماده به دلیل دارا بودن نسبت مقاومت به وزن بالا و همچنین جرم کم نسبت به فولاد و بتن نیروی کمتری از زلزله به خود می گیرد در نتیجه نیروی ناشی از زلزله برای طراحی و محاسبه در ساختمانهای چوبی کمتر بوده و باعث کم شدن ابعاد عناصر سازه ای خواهد بود . از اشکالات بسیار مهم در سازه های چوبی که اکثرا باعث تخریب آن سازه ها می شود عدم طراحی مناسب ودقیق اتصالات برای انتقال بار به ستونها و پی می باشد لذا داشتن سازه ای چوبی با امنیت کافی نیازمند طراحی و نصب اتصالات مناسب می باشد .
تولید بتن های پیش ساخته به صورت آماده سازی قالب – فولاد گذاری – بتن ریزی – و عمل آوری صورت می پذیرد. نکته قابل توجه در این موارد در نظر گرفتن مسئله لنگر و پیچش می باشد که در اثر مکش به هنگام جدا سازی قطعه صورت می پذیرد که باید مد نظر قرار گیرد. صفحات قالب باید صلب باشند تا در مقابل فشار جانبی بتن دچار تغییر شکل و اعوجاج نگردند.
به طور کلی شیوه های تولید قطعات پیش ساخته بتنی عبارتند از: درجا و تکی – درجا و چند تایی(باطری) جابجایی شاسی یا پالت – جابجایی با نقاله – تولید خطی انتخاب قطعه بزرگ تعداد اتصالات را کمتر می کند و سرعت عملیات را بالا می برد ولی در مقابل باید اتصالات قوی تری را طراحی نماییم و بهتر است وزن قطعات کمتراز 10 تن و حتی المقدور 6 تن محدود گردد.
در طراحی سازه های بتنی پیش ساخته، هدف طراحی شامل تامین ایمنی، عملکرد مطلوب و پایا یی و نیز روش طراحی شامل حالات حدی نها یی و بهره برداری و همچنین ضرا یب ایمنی جزیی شامل ضرایب تشدید بارها، تقلیل مقاومت ها و ضرایب ایمنی اصلاحی، باید مطابق آیین نامه بتن ایران (آبا ) و بخش های الحاقی آن، با تغییرات و اضافات زیر رعایت شوند. پایایی سازه ها را باید با رعایت مشخصات فنی و اجرا یی در مراحل تولید، حمل و نصب از قبیل کیفیت مصالح تشکیل دهنده بتن آرمه، شرایط بتن ریزی، متراکم کردن، عمل آوردن، کنترل هنگام جابجایی، انبار و حمل و نصب قطعات ، شرایط و نحوه انجام اتصالات، تامین کرد.
در طراحی سازه های بتنی پیش ساخته متشکل از صفحات بزرگ ، علاوه بر حالات حدی نهایی و بهره برداری، گروه سوم حالات حدی با عنوان سایر حالات حدی نیز باید مدنظر قرار گیرند. در طرح سازه های بتنی پیش ساخته، بررسی ایستای سازه با فرض گسیختگی یک عضو بار بر در اثر انفجار، ضربه یا نظایر آنها ضروری است.
1- بالا بودن نسبت مقاومت به وزن
2- کاهش وزن ساختمان و به تبعه آن کاهش نیروی زلزله
3- نصب ساده
4- قابلیت استهلاک انرژی
5- عایق صوتی و حرارتی
6- حمل و نقل آسان
مزایای خانه های پیش ساخته چوبی
امکان تامین و کنترل کیفی بهتر از قبیل لرزاندن عمل آوری بهتر انجام آزمایشها و بارگذاری های دلخواه
سرعت عمل آوری :در بعضی از دستگاههای اتو کلاو زمان عمل آوری حتی به کمتر از 24 ساعت می رسد
استقلال از شرایط جوی : یعنی هیچ گونه محدودیت زمانی برای پیشبرد عملیات نداریم
کنترل افت و خزش : معمولا پس از تولید مدتی در کارخانه باقی می مانند که باعث می شود قسمت اعظم افت در بتن صورت پذیرد
انجام عملیاتی از جمله پیش تنیدگی که باعث کاهش ارتفاع تیر می شود.
شکل پذیری سازه باعث می شود که کل رفتار ساختمان در برابر تاثیرات زلزله مطلوب باشد . پتانسیل تحمل بار اعضای ساختمان که بوسیله تغییر شکلهای پلاستیکی غیر فعال می شوند به جذب انرژی در سازه کمک می کنند . از مطالعه منحنی بار تغییر مکان چوب می توان دریافت که ماده چوب دارای شکل پذیری مناسبی نمی باشد ، اما به کمک اتصالات مناسب می توان شکل پذیری لازم را در سازه های چوبی فراهم نمود . این اتصالت همانند یک زنجیر نرم و شکل پذیر عمل می نمایند . نیرو های زلزله از عضوهای ترد سازه به عضو های نرم با رفتار غیر خطی پلاستیکی که به همین منظور طراحی شدند هدایت می شوند . رفتار شکل پذیر سازه به وسیله اتصالت و وسایل بست ماشینی (میخ – پیچ – گل میخ) حاصل می شود . طراحی اتصالات باعث رفتار خطی و غیر خطی سازه با نحوه مورد نظر می باشد .
سیستم های ساختمان دارای اسکلت چوبی
در طی قرن گذشته با تولید و توسعه صفحات پوششی چوبی و ترکیب آن با سیستم سازه های خرپا منجر به پیدایش نسل جدیدی از ساختمانهای اسکلت چوبی شده است . در ساخت بناهای چوبی نیروهای محوری در المانهای دیوار،سقف و کف طبقات توسط مقاطع الوار چوبی تحمل می شوند ، از طرف دیگر صفحات پوششی چوبی با مقاومت برشی علاوه بر سختی اجزا ساختمانی (دیوار ها و سقفها) سختی کل سازه را هم تامین می نماید . در اسکلت سازه های چوبی می توان هر یک از اجزای سازه را به راحتی در پیکر بندی آن جابجا کرد . فضای مابین چوبها را می توان با با مواد عایق پر کرد . بدینوسیله اعضای باربر عایق حرارتی و صوتی لازم و مناسب را دارا می باشد . فاصله مابین ستونها و تیر های ساختمانهای چوبی بستگی به ابعاد صفحات پوششی چوبی دارد .
عناصر باربر سازه
ترکیب تیر ها و صفحات پوششی دیوارها با هم تشکیل سیستمی را می دهند که از لحاظ باربری چند برابر ظرفیت هریک از آنها به تنهایی می باشد . صفحات پوششی دیوارها مانع از کمانش تیر ها می شوند و همزمان تیرها از کمانش صفحات پوششی جلو گیری می کنند . اتصال صفحات پوششی دیوار به تیر های چوبی به کمک وسایل اتصال مانند میخ گیره و پیچ بر قرار می شود . اجزا ساختمانی چوبی ساخته شده برای دیوارها و سقفها هم برای ساخت در کارگاه ساختمانی و هم در اجرای یک ساختمان پیش ساخته مناسب است .
اتصال سقف به دیوار اتصال طبقات-اتصال تیر و ستون-اتصال پی
ساختمان های پیش ساخته بتنی
به طور کلی از نظر اجرایی مراحل اصلی کار عبارتند از :
تولید
حمل به محل مصرف
نصب
1- امکان تامین و کنترل کیفی بهتر از قبیل لرزاندن عمل آوری بهتر انجام آزمایشها و بارگذاری های دلخواه
2- سرعت عمل آوری: در بعضی از دستگاههای اتو کلاو زمان عمل آوری حتی به کمتر از 24 ساعت می رسد . (اتوکلاو دستگاهی است که در آن بتن در شرایط فشار و بخار آب قرار می گیرد)
3- استقلال از شرایط جوی : یعنی هیچگونه محدودیت زمانی برای پیشبرد عملیات نداریم.
4- کنترل افت و خزش : معمولا پس از تولید مدتی در کارخانه باقی می مانند که باعث می شود قسمت اعظم افت در بتن صورت پذیرد.
5- انجام عملیاتی از جمله پیش تنیدگی که باعث کاهش ارتفاع تیر می شود.
مزایا ی ساختمانهای پیش ساخته بتنی :
تولید بتنهای پیش ساخته به صورت آماده سازی قالب – فولاد گذاری – بتن ریزی – و عمل آوری صورت می پذیرد. نکته قابل توجه در این موارد در نظر گرفتن مسئله لنگر و پیچش می باشد که در اثر مکش به هنگام جدا سازی قطعه صورت می پذیرد که باید مد نظر قرار گیرد . صفحات قالب باید صلب باشند تا در مقابل فشار جانبی بتن دچار تغییر شکل و اعوجاج نگردند. به طور کلی شیوه های تولیدقطعات پیش ساخته بتنی عبارتند از: درجا وتکی – درجا وچند تایی(باطری)- جابجایی شاسی یا پالت – جابجایی با نقاله – تولید خطی انتخاب قطعه بزرگ تعداد اتصالات را کمتر می کند و سرعت عملیات را بالا می برد ولی در مقابل باید اتصالات قوی تری را طراحی نماییم و بهتر است وزن قطعات کمتراز 10 تن و حتی المقدور 6 تن محدود گردد .
نمونه هایی از جزئیات ساختمانهای بتنی پیش ساخته به صورت زیر نمایش داده می شود:
1- نظام تیر ستون: در این نظام تیر و ستون تشکیل یک قاب باربر را می دهند و اجزا جدا کننده نقشی در بار بری ندارند در این روش به دلیل امکان وجود لنگر های بزرگ ممکن است طراحی اتصال پیچیده شود برای جلوگیری از این
مشکل محل اتصال را به جایی می برند که دارای حد اقل لنگر باشند.
چند نظام برای ساختمانهای پیش ساخته بتنی موجود است که به شرح زیر توضیح داده می شوند:
2- نظام ستون پیوسته: در این نظام برای 2یا چند طبقه ستونها را پیوسته می سازند و اتصال تیر ها به ستونها می تواند مفصلی یا گیر دار باشد.
3- نظام ستونهای درختی: شامل ستونهای پیوسته و تیر های طره ای کوتاه می باشد که تیر ها به این قسمت کوتاه وصل می شوند.
4- نظام ستون های T شکل: در این حالت ستونها در تراز طبقات از هر طرف به اندازه نصف دهانه دارای تیر طره ای است لذا قطعه مستقل تیر وجود ندارد.
5- نظام ستون های صلیبی یا H شکل: در این حالت محل اتصال ستونها در وسط طبقه می باشد.
6- قاب پرتال: در این نمونه با استفاده از قابها و استفاده از اجزا کمکی نظیر تیر مجموعه سازه ایجاد می شود. 7- نظام پانلی: گسترده ترین روش پیش سازی در جهان می باشد پانلهای دیواری ممکن است بار بر ویا غیر باربر باشند، با استفاده پانلهای بزرگ درجه صنعتی شدن ساخت ساختمان بالا رفته و تعداد اتصالات و درزها کم شده و نیروی انسانی کمتری مورد نیاز است و سرعت نصب بالا می رود و از نظر معماری انعطاف پذیرتر می باشد. 8- نظام دیوار باربر طولی: اقتباس شده ازروش سنتی است در این روش دیوارهای خارجی باربرو ضخیم می باشد و از مزایای آن به دلیل ضخامت زیاد عایق بسیار بالایی دارند و فقط اگر باز شو داشته باشد و به تعداد زیاد باشد عملکرد پانل از شکل یک صفحه به صورت قاب در می آید.
از جمله کارخانه های پیش ساخته بتنی که در ایران مشغول به کار بودند می توان به شرکتهای : کستینگ-ایرداک تبریز که باسیستم دانمارکی بوده و کارخانه کا-ام ساوه اشاره نمود در سیستمهای پانلی یا در دو طرف پانل داشته که به وسیله خرپاهایی به هم متصل می شوند و در میان خالی بوده و در محل نصب باید بتن ریخته شود و یا اینکه پانل به صورت یکپارجه می باشد. به هر صورت در هر دوی این موارد دیگر هزینه گچکاری و… نخواهیم داشت و همچنین هزینه قالب بندی نیز حذف خواهد شد و در تمامی مواردی که میان تهی هستند در پی ها آرماتور های انتظار بیرون زده و در داخل آنها فرو می رود و مهار لازم صورت می پذیرد در اتصالات تیر به ستون در سیستم اول با تعبیه قطعات فلزی در محل جوش یا پیچ می شود.
ساختمانهای پیش ساخته فلزی
این نوع ساختمانها که بنیاد مسکن انقلاب نیز برای بازسازی شهر بم از این نوع سازه ها استفاده کرده است. ساختمانهایی هستند که تمام قسمت سازه ای آن در کارخانه تولید می شود و نقشه و طرح به سازنده داده می شود و بر اساس جزئیات سازه ای موجود در نقشه سازه مورد نظر ساخته می شود، ور قها و پروفیلها و پیچ و مهره ها با داشتن استاندارد و مدارک فنی تهیه می گردند و عملیات برش و سپس سوراخکاری طبق نقشه و با دقت بالا توسط افراد متخصص انجام می شود و برداشت پلیسه وجوشکاری با دقت بالا صورت می پذیردو پس از تمیز کاری و ریختن گل جوش عملیات رنگ کاری صورت می پذیرد.
مسوول کنترل کیفیت کارخانه و سپس مهندس ناظرکیفیت وصحت کار را کتنرل می نمایند و گه گاه نماینده کار فرما بر کار نظارت می نماید و سپس به محل کار برده می شود در محل کار نیز تحویل گیرنده با دقت کافی کنترل نموده در صورتیکه مورد ایرادی مشاهده گردد به کارخانه باز گردانده می شود تا اصلاح شود.
پس از رسیدن قطعات ساخته شده به محل بر روی پی از قبل اجرا شده سازه سوار و نصب می گردد تمام اتصالات به وسیله پیچ و مهره می باشد و دیگر نیازی به جوشکاری در محل نمی باشد نوعی دیگر از ساختمانهای پیش ساخته فلزی استفاده از پروفیلهای خم شده با گالوانیزه است که در برابر پوسیدگی و زنگ زدگی مقاوم هستند و مزیت این سیستم سبکی آن و سرعت نصب بالا می باشد و اتصالت به صورت پرچ و گاهاً پیچی می باشد. با توجه به اینکه وضعیت جوشکاری در ایران بسیار بد بوده و اغلب پیمانکاران و حتی ناظران از کیفیت جوش خوب اطلاعی ندارند و در حدود بیش از 70 درصد ساختمانهای فلزی دارای جوش نامناسبند و با توجه به زلزله خیزی ایران استفاده ازاین ساختمانها به دلیل جوشهای با کیفیت در کارگاه و نظارت دقیق مطلوب و الزامی می باشد عدم نیاز به کارگران بسیار ماهر در محل از مزایای دیگر این نوع سازه ها می باشد.
1- کانکس های نوع A
2- کانکس های نوع B
3- کانکس های نوع C
کانکس های فلزی یکی از انواع سازه های پیش ساخته فلزی انواع کانکس های فلزی:
1- اسکلت فولادی با پروفیل های سنگین در اندازه های 8*4- 4*4- 2*4
2- شاسی از ناودانی نمره 12
3- بدنه به صورت ورق فولادی با خم 90 درجه.
4- اسکلت سقف به صورت خرپا و پوشش با ورق فولادی تمام جوش و ایزوگام .
5- ورق ها به صورت جوش سرتاسر از بالا و پایین.
6- عایق بدنه کانکس از جنس پلی اتیلن حباب دار و بدون حباب
7- دیواره داخلی P.V.C دو جداره با روکش و در طرح های مختلف .
8- سیم کشی در داخل داکتهای P.V.C با چراغهای فلورسنت ضد بخار و خارجی .
9- سقف کاذب با P.V.C دو جداره روکش دار.
10- کف کانکس با اسکلت فلزی بعلاوه 5 لایه نگهدارنده ضربه گیر + صداگیر + عایق سرما + لایه ضد آب +کفپوش P.v.C آنتی استاتیک .
11- پنجره های آلومینیومی با شیشه های تک جداره رفلکس با حفاظ فلزی .
12- نوع رنگ اتومبیلی به رنگ سفید و زرد (رنگ سازمانی کارخانه).
13- دارای جای بخاری و جای کولر گازی اسپیلت .
14- سقف به صورت دو شیبه.
15- ارتفاع مفید 30/2 متر.
16- تقسیم بندی داخل کانکس به دلخواه کارفرما.
17- در صورت وجود آبدارخانه در داخل کانکس لوله کشی کامل انجام و سینک و آبچکان تعبیه خواهد شد.
مشخصات کانکس های نوع A
1- اسکلت فولادی با پروفیل های سنگین در اندازه های 8*4- 4*4- 2*4
2- شاسی از ناودانی نمره 12
3- بدنه به صورت ورق فولادی با خم 90 درجه.
4- اسکلت سقف به صورت خرپا و پوشش با ورق فولادی تمام جوش و ایزوگام .
5- ورق ها به صورت جوش سرتاسر از بالا و پایین.
6- عایق بدنه کانکس از جنس پلی اتیلن حباب دار و دولایه پلی اتیلن بدون حباب
7- دیواره داخلی P.V.C دو جداره با روکش و در طرح های مختلف .
8- سیم کشی در داخل داکتهای P.V.C با سیستم چراغ اضطراری و سیستم حفاظ با چراغ های لوکس.
9- سقف کاذب با P.V.C دو جداره روکش دار.
10- کف کانکس با اسکلت فلزی بعلاوه 5 لایه نگهدارنده ضربه گیر + صداگیر + عایق سرما + لایه ضد آب +کفپوش P.v.C آنتی استاتیک .
11- پنجره های آلومینیومی با شیشه های دو جداره رفلکس با حفاظ فلزی و توری ودارای پرده عمودی.
12- نوع رنگ اتومبیلی به رنگ سفید و زرد (رنگ سازمانی کارخانه).
13- دارای جای بخاری و جای کولر گازی اسپیلت .
14- سقف به صورت دو شیبه.
15- ارتفاع مفید 30/2 متر.
16- تقسیم بندی داخل کانکس به دلخواه کارفرما.
17- در صورت وجود آبدارخانه در داخل کانکس لوله کشی کامل انجام و سینک و آبچکان تعبیه خواهد شد.
18- دربها دارای ترمز هیدرولیکی بوده و کانکس ها دارای جای آنتن و نور افکن و آویز لباس می باشند .
مشخصات کانکس های نوع B
1- اسکلت فولادی با پروفیل های سنگین در اندازه های 8*4- 4*4
2- شاسی از ناودانی نمره 14
3- بدنه به صورت ورق فولادی با خم 90 درجه.
4- اسکلت سقف به صورت خرپا و پوشش با ورق فولادی تمام جوش و ایزوگام .
5- ورق ها به صورت جوش سرتاسر از بالا و پایین.
6- عایق بدنه کانکس از جنس پلی اتیلن حباب دار با لایه RM و دولایه پلی اتیلن بدون حباب و یک لایه حصیری
7- دیواره داخلی P.V.C دو جداره با روکش و در طرح های مختلف .
8- سیم کشی در داخل داکتهای P.V.C با سیستم چراغ اضطراری و چراغ های فلورسنت ضد بخار
9- سقف کاذب با P.V.C دو جداره روکش دار با عایق پلی اتیلن .
10- کف کانکس با اسکلت فلزی بعلاوه 5 لایه نگهدارنده ضربه گیر + صداگیر + عایق سرما + لایه ضد آب +کفپوش P.v.C آنتی استاتیک .
11- پنجره های آلومینیومی با شیشه های نشکن با حفاظ فلزی و توری ودارای پرده عمودی از داخل.
12- نوع رنگ صنعتی
13- دارای جای بخاری و جای کولر گازی اسپیلت .
14- سقف به صورت دو شیبه.
15- ارتفاع مفید 50/2 متر.
16- تقسیم بندی داخل کانکس به دلخواه کارفرما.
17- در صورت وجود آبدارخانه در داخل کانکس لوله کشی کامل انجام و سینک و آبچکان تعبیه خواهد شد.
18- دربها دارای ترمز هیدرولیکی بوده و کانکس ها دارای جای آنتن و نور افکن و آویز لباس می باشند .
مشخصات کانکس های نوع C
ساختمان های پیش ساخته 3D پانل
سیستم پانل های پیش ساخته سه بعدی اولین بار در سال 1967 میلادی توسط شخصی به نام ویکتور وایزمن در ایالات کالیفرنیای آمریکا به ثبت رسید. و تا کنون مراکز تحقیقاتی و پژوهشی متعددی در دنیا برای بررسی و شناخت رفتار پانل و سازه های پانلی، تحلیل های عددی متعدد و آزمایش های مکانیکی شامل آزمایشهای استاتیکی،دینامیکی و میز لرزان انجام داده اند. همچنین برای بهینه سازی سیستمهای پانلی از لحاظ رفتار مکانیکی و آثار حرارتی مطالعات فراوانی انجام شده است . ساندویچ پانل مش دار (3Dپانل) در صنعت ساختمان بجای دیوار ساختمان استفاده می شود این پانل متشکل از یک لایه عایق پلی استایرن نسوز منبسط(EPS) ما بین دو صفحه مشبک مفتولی (MESH)که توسط خرپاهای قطری به صورت جوش به هم متصل شده است که تحت کنترل کیفیت دقیق تولید و با نظارت اصولی متخصصان امور ساختمانی نصب و اجرا می گردد. در این تکنولوژی سازه های پیش ساخته سبک به صورت اتصالات یکپارچه تولید و در ساختمان به صورت دیوار به دیوار، سقف به دیوار و دیوار به پی نصب و اجرا می گردد و پس از نصب تاسیسات ساختمان به وسیله دستگاه عملیات بتن پاشی (شات کریت) صورت میگیرد این روش باعث یکپارچگی در اتصلات شده، استحکام و پایداری ساختمان را در مقابل نیروهای دینامیکی حاصل از زلزله یا طوفان افزایش می دهد.
یک سازه3D شامل یک پانل به همراه Eps منبسط شده (پلی استایرن) می باشد که بر روی آن دولایه ی شبکه جوش شده فولادی است و توسط یک سری المانهای خرپایی به یکدیگر متصل می شوند. و پس از نصب به ضخامت 40-80 میلیمتر با بتن شاتکریت می شود. اگر شاتگریت به ضخامت 40 میلیمتر اجرا شود فاصله بین پلی استایرن تا شبکه مش 20 میلیمتر در نظر گرفته می شود که با شاتکریت پر می شود و ضخامت 20 میلیمتر باقی مانده توسط شاتکریت سطح بیرونی مش را می پوشاند لازم به ذکر است این عمل برای دو سطح پانل انجام می شود. سازه 3D قدرت و هماهنگی مضاعف خودراازاسکلت بتنی ومفتول های مورب کسب می کند این پانل ها به عنوان المان دیوار و سقف ساختمان به کار می روند. پانل ها علاوه برنقش جداسازی فضای معماری به عنوان دیوار بار برقائم و برش گیر در برابر بارهای جانبی نیز عمل می کنند و ازمقاومتی که ازاتصال مش ها به یکدیگر حاصل می کنند، جهت پایداری دربرابرزلزله وبادهای تنداستفاده می شوند
عرض: ١٢٠٠ میلیمتر
طول: ۶٠٠٠ میلیمتر
وزن تقریبی: 6 کیلوگرم بر متر مربع
ضخامت پلی استایرن: 100 ، 80 ، 60 ، 40 میلیمتر
سیم مفتول: ابعاد شبکه ها 50*50 میلیمتر به قطر 2.8 میلیمتر
قطر اعضای خرپایی: 5 میلیمتر
فاصله خرپاها از یکدیگر: 100 میلیمتر
ضخامت بتن شاتگریت: 40 الی 80 میلیمتر
ابعاد یک پانل استاندارد:
نحوه رفتار و باربری الماﻧﻬا:
المان های دیوار، برای باربرشی طراحی و برای بارمحوری (رفتارستون) و لنگر خمشی کنترل می شود، تحقیقاتی که اخیراً در مورد پانلهای 3D انجام گرفته
اکثرا در مورد بار قائم شامل برش لایه ای و یا آزمایشات خمشی می باشد . در آزمایشات خمشی مشخص شد در مواردی که شبکه جوش شده دچار خمش توام با کشش قرار گیرد باعث گسیختگی ترد می شود که علت آن کوچک بودن سطح مقطع فولاد و ضغیف شدن آﻧﻬا در محل جوش می باشد که به تمرکز تنش منجر می شود در ا ین مواقع استفاده از میلگردهای کمکی در قسمتهایی که به کشش می افتند گسیختگی را به طور قابل ملاحظه ای تقلیل می دهد. همچنین در محل اتصال ها وکنار باز شوها باید آرماتور تقویتی طبق طراحی تعبیه شود. پی ا ین سازه ها نواری یا گسترده اجرا می شود و پی منفرد در ا ین سازه کاربردی ندارد ، آرماتورهای انتظار در محل قرار گیری دیوارها تعبیه می شود و پانلهای دیوار را به پی مهار می کنند.
پانل کف به صورت دال یک طرفه عمل می کند و این به دلیل وجود اعضا ی برش گیر درجهت طولی پانل است . این پانل ها درکنار یکد یگر مستقر شده و روی پانل های دیوار نصب و توسط آرماتورهای انتظار پانل ها به فنداسیون به طوری که با Eps تماس نداشته باشند مهار می شوند. لایه های پلی استایرن نقش قالب برای بتن ر یزی و همچنین عا یق حرارتی و صوتی را ایفا می کنند پانل های سقف دیافراگم صلب را تشکیل می دهد . بار جانبی ناشی از باد یا زلزله از طریق دیافراگم صلب به نسبت سختی بین دیوارها توزیع می شود. لوله های تاسیساتی و برق درفاصله ی بین شبکه مش ولایه ی عایق نصب می شوند. درصورتی که مقداری ازشبکه برای نصب بریده شود می بایست تقویتهای لازم دراطراف بریدگی انجام شود. پانل ها را از طرف داخل به میلگردها متصل می کنند میلگرد هایی که برای اتصال به شبکه فولادی پانل استفاده می شود حداقل باید ۴٠ سانتیمتر از هم فاصله داشته باشد. تمام اتصالات بین پانل ها (دیواره، کف و گوشه ها) باید از هر دو طرف توسط شبکه اتصال حصیری با مفتول آرماتوربندی به هم متصل شوند.
بتن پاشی:
برای بتن پاشی دیوارها و سطوح پانل ها باید به صورت دستی و یا با استفاده از ماشین بتن پاش ، عمل بتن پاشی را انجام داد. روش دستی به کمک کمچه و ماله انجام می گیرد و روش ماشینی به دو طریق شاتکریت تر و شاتکریت خشک انجام می گیرد بهترین روش شاتگریت خشک است زیرا مصالح خشک (سیمان و سنگ دانه) و آب درهنگام خروج ازلوله پمپاژ باهم ترکیب می شوند و امکان بهم خوردن ترکیب سنگ دانه ها در محلول ملات به هنگام پمپاژ از بین می رود به طور معمول در اجرا از شاتگریت تر استفاده می شود. ملات مورد نیاز را به نسبت 1-3-1 تهیه می کنند یعنی یک پیمانه سیمان، سه پیمانه ماسه و یک پیمانه آب را توسط دستگاه بتن ساز تهیه کرده و در دو مرحله عمل بتن پاشی را انجام می دهند. ابتدا روی مفتول ها را با ملات تهیه شده پوشانده سپس بعد از خشک شدن مرحله اول، مرحله دوم را به ضخامت مشخص که معمولاً به همان اندازه ضخامت لایه اول است می پوشانند. برای اطمینان از مقاومت بالای پانل ها در حدود 48 ساعت سطوح بتن پاشی شده را مرطوب نگه می دارند.
– سرعت در اجرا
– کاهش وزن ساختمان و به تبعه آن کاهش نیروی زلزله
– نصب ساده
– مهار نمودن ساده پانلها جهت قرارگیری در موقعیت مناسب
– مصرف بهینه انرژی وکاهش میزان آلودگی های صوتی منطبق با مبحث 19 مقررات ملی ساختمان
– نصب ساده و سریع تاسیسات و غیره
– عایق صوتی و حرارتی
– مقاومت در برابر آتش
– حمل و نقل آسان
– کاهش عملیات گچ کاری و…
– عایق در برابر نفوذ جانوران و حشرات موزی و رطوبت
مزایا:
سازه های فضا کار
سازه های فضایی بعلت پخش نیرو در جهات مختلف از استحکام توام با سبکی استثنایی برخوردار می باشد. به نحوی که وزن آنها 35% از سازه های متداول کمتر است و بعلت استفاده حداکثر از سیستم پیش ساختگی از سرعت ساخت و نصب بیشتری برخوردار می باشد و بعلت یکپارچگی می توان کلیه سازه و تاسیسات مربوطه را در تراز زمین سوار کرده و سپس سقف را بالا برده و نصب کرد.
سازه فضایی با گسترش فضای باز بدون ستونها مترادف است که این امر راندمان فضا را بسیار بالا می برد (تا 25%) و این گسترش در هر دو بعد براحتی میسر است .
شکل منتظم سازه های فضایی نمای خوش آیندی را عرضه می دارد که به لحاظ معماری با ارزش می باشد و از این روست که بسیاری از معماران در سالنها و مراکز اجتماعات و غیره از سقف کاذب استفاده نکرده و خود سازه را به نمایش می گذارند.
سازه فضاکار یک سیستم خرپای سه بعدی است که دهانه های آن در دو جهت گسترش یافته اند و اعضای آن فقط تحت تاثیر کشش و فشار قرار دارند. این سازه ها از مدول های یکسان و تکرار شونده با لایه های موازی در بالا و پایین (مشابه میله های فوقانی و تحتانی خرپا) تشکیل می گردند.سازه فضاکار، به مجموعه سازه های مشابهی اطلاق می شود که شامل شبکه ها، طاقها، برجها، شبکه های کابلی، سیستمهای پوسته ای و غشایی، سازه های تا شونده و ترکیبات کش بستی می شود. این تعریف، یک تعریف ریخت شناسانه از سازه های فضا کار است.
یک قاب فضایی یا سازهٔ فضایی، عبارت است از سازه ای که از اجزای خرپامانند سبک و محکم تشکیل شده از پایه هایی که در یک الگویهندسی در کنار هم قرار گرفته اند. قاب های فضایی برای پوشش دادن دهانه هایی که تکیه گاه کم تعدادی دارند به کار می روند. چون در قاب های فضایی، همچون خرپاها از مثلث استفاده می شود، لنگرهای خمشی، به صورت بارهای کششی و فشاری به اعضای محوری خرپا منتقل می گردند که این خود باعث مستحکم بودن قاب های فضایی می شود.
1- جذابیت و زیبایی بیشتر و قابلیت ساخت انواع فرمهای دلخواه
2- ذخیره مقاومتی بیشتر به دلیل داشتن درجات نامعینی بالا در مقایسه با سایر سازه های متداول .
3- سختی و صلبیت زیاد این سقف ها قابلیت استثنایی برای حمل بارهای بزرگ متمرکز و غیر متقارن بوجود می آورد.
4- اکثر سیستم های فضاکار پیش ساخته بوده و قطعات مورد نیاز آنها انبوه سازی می شوند به همین دلیل این سیستم ها معمولا به سادگی و در زمان کوتاهی تولید و نصب می شوند.
5- اصلی ترین علت گسترش روز افزون سازه های فضاکار در جهان ، اقتصادی تر بودن این سیستم ها است .
امتیازات سازه های فضاکار :
با توجه به اینکه قطعات سازه ای سیستم پیش ساخته بتنی در کارخانه تولید می شوند، همواره استفاده از چنین روشی مستلزم وجود کارخانه تولید کننده و ظرفیت کافی برای تولید قطعات مورد نظر است. از سوی دیگر این سیستم یک روش مناسب صنعتی برای تولید ساختمان محسوب می شود و به طور خاص در پروژه های انبوه سازی به عنوان یک روش مطلوب از نظر زمان و هزینه قابل استفاده می باشد
نتیجه گیری
گلابچی (محمود) و دیگران، فناوری های نوین ساختمانی، انتشارات دانشگاه تهران، تهران،۱۳۹۲.
http://www.bespar.net/post/444/
https://www.sakhtemoon.com/list/prefabricated-structure/
منابع
با تشکر از توجه شما