بتن را می توان یکی از مقاوم ترین و مستحکم ترین سنگ های مصنوعی دانست، لذا فونداسیون هایی که با بتن ساخته می شوند، بهترین نوع فونداسیون درکارهای ساختمانی به شمار می آیند.
امروزه توصیه می شود که فونداسیون کلیه ساختمان‌ها را با بتن مسلح شده با میلگرد بسازند، به خصوص در مناطق زلزله خیزی نظیر شهرهای جنوب خراسان، دامنه های سلسله جبال البرز، قزوین و حتی برای ساختمان سبک و یک طبقه نیز فونداسیون‌های بتنی از نوع نواری آن بسیار مناسب خواهد بود. زاویه پخش بار در فونداسیون‌های بتنی بین 30 تا 45 درجه می باشد. لذا می توان این گونه فونداسیون‌ها را پلکانی یا به صورت هرم ناقص (سومل) ساخت و در مصرف اضافی بتن صرفه جویی نمود.
سازه بتنی چیست؟
سازه بتنی سازهای است که در ساخت آن از بتن یا به طور معمول بتن آرمه (سیمان، شن، ماسه و فولاد به صورت میلگرد ساده یا آجدار) استفاده شده باشد. در صورت استفاده از بتن آرمه در قسمت ستونها و شاه تیرها و پی در ساختمان، آن ساختمان یک سازه بتنی محسوب می‌شود.
مزایای سازه‌های بتنی
1. ماده اصلی بتن که شن و ماسه می‌باشد ارزان و قابل دسترسی است.
2. سازه‌های بتنی که مطابق با اصول آیین نامه ای طراحی و اجرا شده‌اند، در مقابل شرایط محیطی سخت، مقاومتر از سازه‌های ساخته شده با مصالح دیگر هستند.
3. به علت قابلیت شکل پذیری بالای بتن، امکان ساخت انواع سازه‌های بتنی نظیر پل، ستون و … به اشکال مختلف میسر است.
4. سازه‌های بتنی در مقابل حرارت زیاد ناشی از آتش سوزی بسیار مقاوم اند. آزمایشات نشان داده‌اند که در صورت ایجاد حرارتی معادل ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد برای یک نمونه بتن آرمه، حداقل یک ساعت طول می‌کشد تا دمای فولاد داخل بتن، که با یک لایه بتنی با ضخامت 2.5 سانتی متر پوشیده شده است، به ۵۰۰ درجه سانتی گراد برسد.
میلگرد و کاربرد آن در بتن
میلگرد در بتن دارای اهمیت بسیار زیادی است. میلگرد (تقویت کننده نوار) یک نوار فولادی یا شبکه سیمهای فولادی است که به عنوان یک دستگاه کشش در بتن مسلح و سازه‌های تقویت شده بنایی برای تقویت و نگهداری بتن در فشار استفاده می‌شود و به طورکلی به عنوان فولاد تقویت کننده شناخته می‌شود.
بتن تحت فشرده سازی قوی است، اما دارای استحکام کششی ضعیفی می‌باشد که میلگرد به طور قابل توجهی مقاومت کششی ساختار آن را افزایش میدهد. سطح میلگرد به گونهای است که به راحتی با بتن درگیر می‌شود.
شایع ترین نوع میلگرد، فولاد کربنی است که معمولا شامل میله‌های گرم نورد تغییر شکل یافته می‌باشد.
دیگر انواع قابل دسترس شامل فولاد ضد زنگ و بخشهای کامپوزیت ساخته شده از فیبر شیشه ای، فیبر کربن یا فیبر بازالت است. این نوع متناوب معمولآ گران تر یا دارای خواص مکانیکی کمتری می باشند و در نتیجه اغلب در ساخت و سازهای ویژهای استفاده می‌شود که ویژگیهای فیزیکی آنها نیاز به عملکرد خاصی را فراهم می‌کند که فولاد کربن آن را فراهم نمیکند. در عمل، هر ماده ای با استحکام کششی کافی که به طور قابل توجهی با بتن سازگار باشد، میتواند بطور بالقوه برای تقویت بتن مورد استفاده قرار گیرد، به عنوان مثال بامبو در مناطقی که فولاد در دسترس نیست میتواند جایگزینی مناسب باشد. فولاد و بتن دارای ضریب مشابهی از انبساط حرارتی هستند بنابراین یک عضو ساختاری بتن مسلح شده با میلگرد حداقل تغییرات دما را تجربه خواهد کرد. به علت استقبال زیادی که از میلگرد می‌شود خرید میلگرد اقساطی متداول است.
بخوانید: تاریخچه استفاده از میلگرد در بتن
انواع اشکال میلگرد در بتن
خاموت : جلوگیری از بیرون زدگی آرماتورهای طولی در اثر کمانش و تحمل نیروهای برشی و جلوگیری از گسترش ترک.
سنجاقی : تقویت مقاومت برشی خاموت‌ها و اتصال کامل بین میلگردهای طولی و خاموت.
خرک : قرار دادن دو شبکه‌ی متوالی افقی با فاصله‌ی معین در داخل قالب (در بتن ریزی‌های کف و فونداسیون)
رکابی : در امتداد نگهداشتن آرماتورهای طولی یا عمودی در بتن ریزی دیوارها و دالها (به شکل حرف u) یا بین دو سفره آرماتور (شبکه مش‌بندی).
ادکا : تحمل لنگرهای منفی در تکیه‌گاه های تیر و برای تحمل نیروهای برشی.
فونداسیون سازی صرفا برای ساختمان‌هایی با تعداد طبقات بلند در نظر گرفته نمی‌شود بلکه برای ساخت دیوار نیز باید پی ریزی به صورت اصولی انجام شود تا در طولانی مدت با ریزش سازه و به بار آوردن خسارات جانی و مالی مواجه نشویم.
پی سازی اگر بر طبق اصول آیین نامه‌ای ساخته نشود، در صورت بروز حوادثی چون زلزله با کوچکترین تنش سازه مقاومت و استحکام خود را از دست داده و ریزش خواهد کرد. در ادامه با پرداختن به مراحل اجرای یک سازه بتنی، پی سازی بتنی بررسی خواهد شد.
قسمتهای مختلف ساختمان بتنی
1. پی و فنداسیون
2. ستون
3. تیر
4. تیرهای فرعی (تیرچه ها)
5. پله
6. دیوار برشی
7. سقف
مراحل اجرای ساختمان بتنی
نقشه برداری
گودبرداری
مشخص کردن محل فونداسیون
آرماتور بندی
قالب بندی
ساختن بتن
بتن ریزی
اجرای فونداسیون، ستون ها، تیرها و سقف به ترتیبی که بیان شد.
در شروع هر پروژه ساختمانی باید ابتدا بازدید از محل ساخت و آزمایش خاک برای محاسبه این نکته که خاک منطقه چقدر توانایی تحمل بار دارد و موقعیت منطقه از لحاظ زلزله را انجام داد.
فونداسیون بتنی
امروزه فونداسیون بتنی در بین سازه‌ها بسیار رایج و متداول می‌باشد. علت اصلی محبوبیت آن اجرای آسان این نوع پی در صورت وجود نیروی ماهر و کاربلد و نیز در دسترس بودن مصالح اولیه مصرفی پی بتنی می‌باشد. پی بتنی از مقاومت بالایی برخوردار بوده و تمام نیروهایی که از جانب سازه و المان به آن وارد می‌شود را به زمین منتقل می‌کند.
جهت شروع اجرای فونداسیون بتنی ابتدا بتن مگر تا عمق مشخص ریخته می‌شود و بعد از ویبره شدن توسط میلگرد آرماتوربندی پی انجام شده و بعد از قالب بندی بتن ریزی اجرا می‌شود. عمده بارهای وارده به پی شامل بار مرده ناشی از وزن سازه، بار زنده و بارهای ناشی از باد و برف است.
اجرا و پیاده سازی فونداسیون
فرض كنید یك پروژه اسكلت بتنی را بخواهیم به اجرا در آوریم، مراحل اولیه اجرایی شامل ساخت پی مناسب است كه در كلیه پروژه ها تقریبآ یكسان اجرا می شود، اما قبل از شرح مختصر مراحل ساخت پی، باید توجه داشت که ابتدا نقشه فونداسیون را روی زمین پیاده كرد. همچنین برای پیاده كردن دقیق آن بایستی جزییات لازم در نقشه مشخص شده باشد.
بخوانید: پی سازی | نکات مربوط به اجرای آرماتوربندی پی
نقشه برداری
نقشه برداری مرحله بسیار مهمی در ساخت یک سازه ساختمانی محسوب می شود. اگر نقشه برداری سازه به درستی انجام نگیرد ممکن است حتی در شرایطی مجبور به تخریب ساختمان شوید. بعد از انجام نقشه برداری مختصات بدست آمده باید روی کاغذ و یا توسط نرم افزارها در کامپیوتر پیاده سازی شود. با نقشه برداری در واقع محل دقیق اعضای مختلف ساختمان مانند فونداسیون و ستون ها بر روی زمین مشخص می شود.
گودبرداری
بعد از مشخص شدن مکان دقیق اجزای ساختمان و تهیه نقشه اجرایی می توان اجرای اسکلت بتنی را آغاز نمود. برای اجرای فونداسیون که اولین مرحله از کار است باید در ابتدا گودبرداری انجام گیرد. گود برداری ساختمان یا توجه به نقشه اجرایی تهیه شده و تعداد طبقاتی که برای سازه در نظر گرفته شده است با طول و عرض مشخص صورت می گیرد. بایستی اجرای گود برداری و فونداسیون، توسط یک پیمانکار مجرب و با حضور مهندس ناظر انجام داد زیرا این مرحله بسیار حساس و دقیق می باشد.
بعد از انجام گودبرداری، فضای اجرای فونداسیون باید مقاوم سازی شود. تشخیص اینکه برای زمین شما از چه روش مقاوم سازی باید استفاده شود با مهندس سازه است. عمل مقاوم سازی به منظور اطمینان یافتن از استحکام زمین ساخت و ساز انجام می گیرد.
اولین گام برای اجرای فونداسیون ساختمان بتنی بعد از انجام گودبرداری زمین، اجرای بتن مگر است. بتن مگر به منظور مقاوم سازی سطحی و همچنین تراز کردن سطح فونداسیون اجرا می باشد. در واقع بتن مگر نوعی بتن با سیمان پایین است. اجرای این مرحله در بهبود اجرای مراحل بعدی دارای اهمیت است پس باید به درستی انجام گیرد.
آرماتوربندی
بعد از اجرای بتن مگر نحوه اجرای ساختمانهای بتنی به این صورت است که باید آرماتوربندی فونداسیون انجام گیرد. بسته به تعداد طبقات ساختمان، میلگردهای مورد استفاده در آرماتوربندی ساختمان بتنی از نظر حجم و قطر تعیین می شوند. هر چه تعداد طبقات یک ساختمان بیشتر باشد تراکم میلگردهای مصرفی در فونداسیون و همچنین قطر آنها بیشتر خواهد شد. آرماتوربندی از حساترین و با دقت ترین قسمتهای ساختمان بتنی می‌باشد زیرا کلیه نیروهای کششی در ساختمان بوسیله میلگردها تحمل می‌شود. بدین لحاظ دراجرای آرماتوربندی ساختمانهای بتنی باید نهایت دقت به عمل آید. آرماتورهایی تا قطر 12 میلی متر را میتوان با دست خم نمود ولی آرماتورهای بزرگتر از 12 میلمتر بهتر است با دستگاه مکانیکی مجهز به فلکه خم شود قطر فلکه خم، متناسب با قطر آرماتور بوده و باید به وسیله مهندس محاسبه گر و مهندسی کارگاه تعیین گردد.
بخوانید: آرماتوربندی ساختمان | 10 نکته مهم آرماتوربندی که یک مهندس عمران باید بداند
قالب بندی
بعد از انجام آرماتوربندی نوبت به قالب بندی فونداسیون می رسد. قالب بندی به منظور شکل دادن به بتن و حفظ کیفیت و استحکام آن انجام می شود. استفاده از قالب های فلزی و یا چوبی در این مرحله مرسوم است. در قدم آخر بتن ریزی فونداسیون انجام می¬گیرد. قبل از اجرای بتن ریزی باید از صحیح بسته شدن قالب ها و نبود فاصله بین آنها اطمینان یافت. فضای قالب ها باید کاملا و به طور یکسان از بتن پر شود. برای درست انجام شدن این کار از ویبره کمک می گیرند.
قالبهایی که برای بتن ساخته میشوند اغلب چوبی بوده ولی برای کارهای سری سازی از قالبهای فلزی نیز استفاده می‌شود.
قالبها وداربست های زیر آن علاوه بر شکل دادن به بتن وزن آن را نیز تا زمان سخت شدن تحمل مینمایند. بر این اساس اگر دراجرای آن دقت کافی نشود ممکن است در موقع بتنریزی واژگون شده و موجب خسارت شود. در ساختمانهای بزرگ برای قالببندی نیز باید محاسبه انجام گرفته و نقشه اجرایی تهیه گردد ولی درساختمانهای کوچک به علت کمی حجم بتن احتیاج به محاسبه وتهیه نقشه برای قالب بندی وداربست آن ندارد.
شکل قطعات بتنی با اندازه آنها که باید ریخته شود باید به وسیله قالب تهیه شود. تخته و چوبی که برای قالببندی مصرف می‌شود باید کاملآ خشک بوده و در برابر رطوبت تغییر شکل ندهد زیرا تغییر شکل قالب موجب تغییر شکل بتن گشته و در شکل تیرها و ستونها موثر می‌باشد. در ایران معمولآ از تختهای که به نام چوب روسی معروف می‌باشد برای قالببندی استفاده مینمایند.
درساختمانهای کوچک معمولآ برای قالببندی پیها از آجر استفاده میکنند. بدین طریق که بعد از خاکبرداری و تعیین محورها اندازه پیها را با آجر چیده و بعد آجرچینی قالب شناژها را نیز به آن متصل مینمایند.
مشکل اساسی دراین نوع قالب بندی آن است که آجر، آب بتنی مجاور خود را مکیده و آن را خشک نموده و فعل وانفعالات شیمیایی را درآن متوقف مینماید و در نتیجه حداقل به ضخامت 5 سانتیمتر بتن مجاور خود را فاسد می‌کند. برای جلوگیری از این کار بهتر است که رویه آجر با یک ورقه نایلون پوشانیده شود تا آجر و بتن مستقیمآ درتماس نباشند. مزیت دیگر این ورقه نایلون آن است که بعد از سخت شدن بتن آجرها به راحتی از قالب جداشده و میتواند درمحل های دیگر مورد استفاده قرارگیرد.
ویبره کردن
معمولآ درتیرها و دالها بتن را با دستگاه ویبراتور، متراکم می نمایند. ویبراتور دستگاهی است که به شیلنگ بلندی ختم شده واین شیلنگ بوسیله موتور برقی ویا بنزینی مرتعش می‌شود که با قراردادن این شیلنگ در داخل بتن آن را مرتعش نموده و باعث هدایت آن به تمام گوشه های قالب میشوند با توجه به اینکه ویبره کردن بتن مخصوصآ در دالها و تیرهای اصلی لازم می‌باشد ولی باید توجه کردکه ویبره کردن بتن بیش از اندازه، باعث میشودکه دانههای ریزتر و دوغاب سیمان بالا آمده ودانههای درشتتر به ته قالب هدایت شود که این خود باعث مجزا شدن اجزاء بتن گردیده و موجب ضعف قطعه ریخته شده خواهد شد.
بهتر است که درضمن ویبره کردن بتن بوسیله ضربه زدن به بدنه قالب و یا کوبیدن خود بتن آنرا بخوبی متراکم نموده و نقاط تجمع هوا و فضاهای خالی را به خوبی پر نمود. درموقع ویبره کردن بتن شیلنگ ویبراتور باید حتیالمقدور دروضع قائم نگاه داشته شود و درامتداد محورش جابه جا گردیده وخیلی آرام درحال کارکردن از بتن بیرون کشیده شود. اگر بتن را ویبره کنیم باید زمانی که شیلنگ ویبراتور داخل بتن قرارمیگیرد به دفعات بوده وهربار ازیک دقیقه تجاوز نکند وبعداز یک دقیقه باید آنرا دربتن جابجا نمود.
ویبره باعث می شود حباب های هوا و فضاهای خالی به وجود آمده در هنگام بتن ریزی از بین بروند و بتن به صورت یکنواخت در تمامی قسمت های قالب پخش شود .بعد از انجام بتن ریزی باید اجازه داد تا در زمان کافی بتن به استحکام مورد نظر برسد این زمان بسته به شرایط آب و هوایی ممکن است بین ۲ تا ۴ هفته نیز طول بکشد بعد از آن می توان قالب ها را باز کرد و به سراغ اجرای مراحل بعدی ساختمان اسکلت بتنی رفت.
بخوانید: انواع شمع های فولادی برای ساخت فونداسیون
بتن ریزی
قبل از بتنریزی باید کلیه آرماتورها با نقشه کنترل شوند، مخصوصآدقت شود که آرماتورها به هم دیگر با سیم آرماتوربندی بسته شده باشد و اگر جایی فراموش شده باشد مجددآ بسته شود. فاصله آرماتورها یکنواخت باشد زیرا اغلب اتفاق میافتد که در تیرهای اصلی که آرماتورها نزدیک همدیگر بسته میشوند فاصله بین آرماتورها یکنواخت نباشد، بعضی ازآنها به هم چسبیده و بعضی با فاصله ازهم دیگر قرار میگیرند. این موضوع باعث می‌شود که بتن نتواند کلیه میلگردها را احاطه نموده و قطعه همگن و توپری به وجود بیاورد. باید محل بتنریزی عاری از خاک و مواد زائد باشد، اگر بین اتمام کارآرماتوربندی و بتن ریزی چند روز فاصله باشد حتمآ می بایست محل کار با دقت بیشتری بازدید شود.
کلیه قسمتهای قالب بندی باید با دقت بازدید شود واز استحکام تیرها و دستکها و قالبها باید مطمئمن بشویم زیرا تا چند روز کلیه وزن بتن و آرماتورهای آنرا همین قالب تحمل خواهد نمود واگر نقطه ضعفی درآن باشد که نتواند بتن را تحمل نماید و در موقع بتنریزی شکسته و فرو ریزد ضرر مالی بزرگی به کار وارد خواهد شد. زیرا در روز بتنریزی که رفت وآمد روی قالب زیاد بوده و هر کس به کاری مشغول می‌باشد، برای تعمیرکفراژ به سختی می توان اقدام نمود. درتمام روز بتنریزی حتمآ باید یک نفر کارگر با تجربه مدام قالبها را از زیرکنترل نموده و اثرات اضافه شدن وزن را روی آنها درنظر داشته باشد و درموقع بروز خطر فورآ افراد دیگر را مطلع نماید.
هزینه های ساختمان بتنی
در ساخت اسکلت بتنی هزینه هایی از قبیل هزینه آب برق و سوخت، هزینه بیمه های عمومی و کارکنان و بیمه بیکاری، هزینه های دستمزد نیروی انسانی، عوارض شهرداری، ضمانت نامه شرکت در مناقصه ها و هزینه دستگاه ها و تجهیزات و علاوه بر آن هزینه های بالا سری که شامل هزینه ناشی از وجوه نقدی پیمانکاری جهت حسن انجام کار، هزینه مالیات، هزینه صندوق کارآموزی، سود پیمانکار و... را باید مد نظر قرار دهید.
مقرون به صرفه بودن پی و فونداسیون انتخابی یکی از مسائل تاثیر گذار در انتخاب نوع سازه پی و مصالح مربوط به آن می‌باشد. علاوه بر علت اقتصادی بودن پی، فاکتورهای مهم دیگری نیز وجود دارد که قبل احداث و پی ریزی باید در نظر گرفته شود. همه این عوامل در زیر نوشته شده است:
- اهمیت کاربری سازه
- بارهای وارده از بنا
- نوع مصالح ساختمانی مورد استفاده
- سطح آب‌های زیرزمینی
- نوع سازه‌های مجاور
- شرایط و نوع خاک
- محل احداث ساختمان
تمامی این موارد به اضافه صرفه اقتصادی و ایمنی سازه احداث شده، از جمله مواردی است که یک مهندس بایستی در نظر داشته باشد.
جمع بندی
با توجه به اصول مربوط به ساخت و ساز در پروژه های ساختمانی، می توان گفت اولین و مهمترین اصل در ساختمان سازی در نظر گرفتن موقعیت مکانی منطقه از طریق نقشه برداری و تنظیم شرایط ساخت می باشد. سپس با در نظر گرفتن مراحل اجرا و نحوه ی ساخت فنداسیون های بتنی شروع به انجام عملیات ساخت و ساز نمود.
در تمامی موارد با رعایت اصول مهندسی شده در ساخت سازه های بتنی، حفظ امنیت کاری، برآورد صحیح مصالح و هزینه های آن می توان اقدام به اجرا و ساخت فنداسیون‌های بتنی کرد.
برای دسترسی سریع به آهن آلات موجود در بازار و قیمت روز آهن و فولاد می‌توانید با واحد مشاوره عصرآهن با شماره ۰۴۱۳۳۲۵۰۲۸۰ در تماس باشید، کارشناسان ما راهنمای شما خواهند بود. سایت عصر آهن تمام اطلاعاتی را که در مورد محصولات آهن و فولاد، قیمت، کاربرد و فروشندگان این محصولات نیاز دارید، برای شما فراهم کرده است.
