اسکلت بتنی از مقاومت و پایداری مثال زدنی برخوردار است. این نوع اسکلت، از ترکیب سیمان، ماسه، سنگدانه و میلگرد ساخته می شود و به دلیل مزایای متعددی که دارد، به طور گسترده در ساخت بناهای مسکونی، تجاری، صنعتی و… به کار می رود. در این مقاله، به بررسی مزایا و کاربردهای اسکلت بتنی پرداخته خواهد شد. هدف ما این است که با ارائه اطلاعات کامل و جامع، به مهندسان، معماران و علاقه مندان حوزه سازه های بتنی کمک کنیم تا بتوانند از قابلیت های این نوع اسکلت بهره برداری کنند.
برای محاسبه آنلاین هزینه ساخت روی گزینه مد نظر خود کلیک کنید
مزایای اسکلت بتنی
اسکلت بتنی، همانطور که از نامش پیداست، شبکه ای قدرتمند از ستون ها و تیرهای به هم پیوسته است که از بتن آرمه ساخته می شود. بتن آرمه ترکیبی از بتن و فولاد است که مقاومت فوق العاده ای در برابر فشار و کشش به سازه می بخشد.
پیش از اجرای اسکلت بتنی، ابتدا مهندسان سازه محاسبات دقیقی انجام می دهند تا مقاومت و استحکام مورد نیاز برای سازه را با توجه به عوامل مختلفی مانند نوع کاربری، تعداد طبقات و شرایط آب و هوایی تعیین کنند که یکی از بخش های مهم هزینه ساخت آپارتمان به حساب می آید. سپس میلگردها، که به عنوان عناصر کششی در اسکلت بتنی عمل می کنند، در ستون ها و پی ها قرار میگیرند. پس از آن، قالب ها به دور میلگردها چیده می شوند تا شرایط برای بتن ریزی فراهم شود. اسکلت بتنی در انواع سازه ها مانند پل ها، تونل ها و ساختمان های کوچک کاربرد دارد. این روش سازه ای دارای مزایا ویژه ای است که عبارتند از:
-بتن خاصیت ضد حریق دارد و در برابر آتش سوزی مقاوم است.
-اسکلت بتنی می تواند بارهای سنگین را به راحتی تحمل کند و در برابر عوامل طبیعی مانند زلزله و طوفان بسیار مقاوم است.
-مصالح استفاده شده در اسکلت بتنی مانند بتن و میلگردها به راحتی در دسترس هستند و تامین آنها نیز ساده است.
-اسکلت های بتنی در صورت نگهداری مناسب، عمری طولانی دارند و می توانند برای چندین دهه بدون مشکل مورد استفاده قرار گیرند.
-مقرون به صرفه بودن هزینه اجرا، یکی از مزایای اسکلت بتنی است. مصرف بتن و میلگرد در مقایسه با سازه های دیگر به صورت بهینه تر انجام میشود و هزینه ساخت کمتری دارد.
– با استفاده از قالب بندی مناسب، سازه‌های بتنی می توانند به شکل ها و طرح های مختلفی طراحی و اجرا شوند.
مدت زمان اجرای اسکلت بتنی
مدت زمان اجرای اسکلت بتنی یکی از مهمترین دغدغه های سازندگان ساختمان است. چراکه تأثیر مستقیمی بر هزینه ها و کیفیت ساخت دارد. به طور کلی، اجرای اسکلت بتنی یک ساختمان مسکونی با متراژ متوسط، بین 6 تا 12 ماه زمان می برد. البته این زمان می تواند با توجه به عواملی که در ادامه ذکر میشود، کم تر یا بیش تر شود.
-دریافت مجوز
اخذ مجوزهای لازم در طول اجرای اسکلت بتنی، نقشی تأثیرگذار در مدت زمان ایفا می کند. تأخیر در دریافت مجوزها به دلایلی مانند نقص در مدارک، می تواند شروع عملیات ساختمانی را به تعویق بندازد.
-مساحت ساختمان:
ساختمان های بزرگتر و با تعداد طبقات بیشتر نیاز به زمان بیشتری برای احداث دارند. چون حجم کارها نیز به همان نسبت افزایش می یابد.
-طراحی
طراحی سازه های پیچیده تر نیاز به زمان بیشتری برای بررسی و اجرا دارد. این شامل انجام محاسبات دقیق، طراحی قالب های خاص و جزئیات فنی می شود که نیاز به توجه دقیق و زمان بیشتری از طراح و مهندسان سازه می طلبد.
-شرایط آب و هوایی
شرایط آب و هوایی نیز می‌تواند تأثیر قابل توجهی بر سرعت اجرای اسکلت بتنی داشته باشد. برای مثال، در مناطق با آب و هوای گرم، زمان لازم برای خشک شدن بتن و تثبیت آن بیشتر است. همچنین، در مناطق با بارش بالا، عملیات بتن ریزی و سایر عملیات ساختمانی ممکن است به تعویق بیفتد که باعث افزایش مدت زمان اجرا می شود.
-دسترسی به مصالح
در صورتی که مصالح از جمله میلگرد و بتن به طور مداوم و به مقدار کافی در دسترس نباشند، ممکن است اجرای سازه به تعویق بیفتد و مدت زمان اجرا طولانی تر شود.
مزایا و معایب سازه های فولادی
مزایا:
- سازه های فلزی به دلیل خواص مکانیکی عالی فلز فولاد، دوام بسیار بالایی دارند. آنها مقاومت بالایی در برابر بارهای استاتیکی و دینامیکی، خمش، کشش و فشار ازخود نشان میدهند.
- فولاد خواص ارتجاعی بالایی دارد، یعنی در مقابل بارهای دورانی و لرز های قابل انعطاف است و به حالت اولیه خود بازمی گردد. این خاصیت به سازه های فلزی امکان مقابله با نیروهای لرزه ای را می دهد.
- سازه های فلزی قابلیت تقویت و مقاوم سازی را دارند. با اضافه کردن المان های فلزی جدید یا تغییر در اتصالات، می توان سازه را بهبود داده و مقاومت آن را افزایش داد.
- سازه های فلزی به دلیل استفاده از قطعات استاندارد و اتصالات سریع و آسان، شرایط آسان تری برای ساخت و نصب دارند. بنابراین به همان تناسب سرعت نصب و اجرا بالا میرود.
- سازه های فلزی نیاز به میزان کمتری مصالح نسبت به سازه های بتنی دارند. این باعث می شود هزینه ساخت و نصب کاهش یابد.
- سازه های فلزی به دلیل استفاده از ورق ها و ستون های فلزی، فضای کمتری را اشغال میکنند. این امر به معنای افزایش فضای قابل استفاده در داخل ساختمان و طراحی انعطاف پذیرتر است.
- سازه های فلزی، وزن کمتری نسبت به سازه های بتنی دارند. این امر باعث کاهش بارهای استاتیکی و دینامیکی سازه می شود.
معایب:
- فولاد به سرعت گرم می شود و در برابر آتش و حرارت ضعیف عمل میکند. این مسئله نیازمند اتخاذ اقدامات خاصی برای حفاظت از سازه های فلزی در مواجهه با خطر آتش سوزی است.
- فلزات در برابر عوامل محیطی مانند رطوبت، اکسیژن و تماس با مواد شیمیایی قابل خوردگی هستند. بنابراین، نیاز به حفاظت و پوشش دهی صحیح برای جلوگیری از خوردگی و آسیب فلزات وجود دارد.
- سازه های فلزی، از طریق جوشکاری بهم متصل میشوند. بنابراین این نیازمند مهارت و تجربه جوشکاران ماهر است. آن ها باید جوش را به طور صحیح و دقیق انجام دهند تا قطعات استحکام بالایی را بدست آورند.
- سازه های فلزی به خاطر خواص ارتجاعی فولاد، در مقابل بارهای خمشی به صورت طبیعی تمایل به انحنا و خمش دارند. بنابراین، برای مقابله با این مشکل، استفاده از عناصر پشتیبانی اضافی لازم است.
ترکیب اسکلت بتنی و فلزی
سازه اسکلت ، به عنوان ساختار اصلی و حیاتی ساختمان شناخته می شود. برای انتخاب نوع اسکلت سازه، معمولاً دو گزینه فلزی و بتنی در اختیارمان قرار می گیرد. سازه فولادی، وزن کلی ساختمان را کم میکند، اما هزینه تمام شده را افزایش میدهد. در حالی که بتن قیمت اش بسیار مناسب است، در برابر آتش سوزی دوام بالایی دارد، با این حال بتن سنگین تر از سازه فولادی است. بنابراین هر یک از این نوع اسکلت ها مزایا و معایب خود را دارند و انتخاب درست ممکن است سخت باشد.
استفاده از ترکیب اسکلت بتنی و فلزی تحت عنوان سازه مرکب بهترین راهکار است، زیرا این روش به ما اجازه می دهد تا از مزایای هر دو ماده بهره برداری کنیم و معایب کمتری داشته باشیم. در سازه مرکب، فولاد به عنوان عنصر مقاومتی و بتن به عنوان عنصر سازگار با آتش عمل می کند. این نوع سازه از شکل پذیری بهتری نسبت به سازه های فلزی یا بتنی برخوردار است و یکپارچگی بیشتری در سازه ایجاد می کند.
یکی از مزایای دیگر سازه مرکب، بهبود رفتار در اتصالات است. اتصالات بین عناصر فولادی و بتنی، به علت تفاوت خواص مکانیکی این دو ماده، می توانند رفتار بهتری در مقابل نیروهای خمشی و برشی ارائه دهند. همچنین، سازه مرکب می تواند مقاومت جانبی ساختمان را بهبود بخشد، به طوری که در مواجهه با نیروهای جانبی مانند زلزله و باد، عملکرد بهتر و پایداری بیشتری از خود نشان دهد.
اتصال کنسول فلزی به سازه بتنی
سیستم کنسولی شامل تیر آهنی است که یک تکیه گاه دارد. انتهای این تیر به سازه متصل می شود، در حالی که ابتدای آن آزاد است، به این معنی که قسمت آزاد تیر به سازه متصل نمی شود و فاصله ای بین آنها وجود دارد. این سیستم قادر است نیروهای خمشی و برشی که در سازه به وجود می‌آیند را تحمل کند.
روند کلی اتصال کنسول فلزی به سازه بتنی به این صورت است که در ابتدا پلیت فولادی را درون بدنه بتن قرار می دهند. این پلیت فولادی به عنوان یک قسمت تقویت کننده در سازه بتنی عمل میکند و برای افزایش مقاومت اتصال استفاده می شود. پس از قرار دادن پلیت فولادی، ستون کنسول به آن وصل می شود.
در نحوه اجرای کنسول در ساختمان های بتنی، چندین روش مختلف وجود دارد و انتخاب آنها بستگی به عوامل مختلفی مانند نوع ساختمان دارد. در ادامه روش های معمول اجرای کنسول در ساختمان های بتنی را در قالب جدول خلاصه کرده ایم:
| روش های اجرای کنسول | مزایا | معایب |
| تیر کنسول با دستک قطری
|
اتصال مفصلی
مهار لرزه ای عدم افزایش مقطع ستون |
محدودیت معماری |
| تیر کنسول با دستک K
|
اتصال مفصلی
مهار لرزه ای نیاز به پروفیل کمتر اجرای دستک در طبقات به صورت یکی در میان |
نامناسب برای استوانه های بلند
محدودیت معماری |
| تیر کنسول با اتصال گیردار
|
عدم محدودیت معماری
|
جوشکاری زیاد
حساسیت اتصال عدم پایداری در زلزله |
| تیر کنسول با اتصال خورجینی
|
عدم افزایش مقطع ستون
ناپایداری در زلزله پایداری خوب اجرای ساده اقتصادی بدون محدودیت معماری |
ناپایداری در زلزله |
| تیر کنسول با دستک زانویی
|
کاهش حساسیت اتصال
افزایش طول تیر مهار لرزه ای |
لنگر در ارتفاع ستون
محدودیت معماری |
انواع اتصال تیر به ستون بتنی
اتصالات تیر به ستون اسکلت بتنی می توانند به دو دسته اتصالات صلب (گیردار) و اتصالات مفصلی تقسیم شوند.
اتصالات صلب (گیردار) شامل قطعاتی هستند که ممان های جذب شده را تحمل می کنند. در این نوع اتصالات، قطعه اتصال به صورت گیردار طراحی می شود، به این معنی که تیر به دور ستون بتنی جوش می شود و هیچ حرکتی در تیر امکان پذیر نیست. همچنین، زاویه بین تیر و ستون در این نوع اتصالات ثابت است و تغییری نمی کند. اتصال صلب با جفت موازی، اتصال صلب با جفت سپری، و اتصال صلب با صفحه انتهایی روی ستون از جمله نمونه های این نوع اتصالات شناخته میشوند.
اتصالات مفصلی به صورت یک مفصل در یک طرف سازه استفاده می شوند. در این نوع اتصالات، تیر قابلیت تحمل ممان را ندارد و جوش فقط در بخش های پایینی و بالایی نبشی انجام می شود. زاویه بین تیر و ستون نیز قابل تغییر است. اتصال به وسیله صفحه برشگیر و نشیمن و اتصال به وسیله صفحه لچکی و نشیمن از نمونه های اتصالات مفصلی هستند.
برای محاسبه آنلاین هزینه بازسازی روی گزینه مد نظر خود کلیک کنید
خلاصه مقاله
به طور خلاصه، سازه مرکب به عنوان یک روش ساختمانی متنوع و کارآمد، مزایا و قابلیت های فراوانی را ارائه می دهد. با ترکیب فولاد و بتن، این نوع سازه می تواند مقاومت بالا، انعطاف پذیری، و پایداری بیشتری را به ساختمان ها بخشیده و در عین حال با معایب کمتری مواجه شود.
