ساختمان های پیش ساخته - اشکوسازه

نکات اجرایی و فنی سازه های پیش ساخته

انواع سيستم هاي ساختماني از منظرهای متفاوت            

سيستم هاي ساختماني از منظرهای  متفاوت به دسته های ذيل تقسيم می شوند :

حوصله خوندن نداری؟!! به جای خوندن پادکست پایین رو گوش کن 😉 

انواع سيستم هاي ساختماني از منظر روش هاي متفاوت ساختماني

از این منظر روش هاي ساختماني به سه دسته زير تقسيم مي شوند :

سيستم صفحه اي ، سيستم قابي ( اسكلتي ) ، سيستم حجمي ( سلولي )

سيستم صفحه اي

تشکیل شده از صفحات تخت به ابعاد يك قسمت ديوار يا كل ديوار به عنوان جدا كننده يا باربر اين سيستم از بهترين روش هاي پيش سازي ساختمان بعد از جنگ جهاني دوم است. اغلب در اين روش جهت مقابله با نيروهاي افقي از هسته هاي مركزي  شامل پانل هاي باربر متقاطع  استفاده مي شود كه کاربری اين هسته ها تامین  فضاي تاسيسات و سرويس ها و … می باشد.

سيستم قابي ( اسكلتي )

در این سیستم عمل باربري به عهده  قاب هاي اسكلتي مي باشد  . در فضای مابين آنها ، از ديوارهاي غير باربر جداكننده ـ و به عبارتی از دو گروه مختلف عناصر ـ استفاده مي گردد.

سيستم حجمي ( سلولي )

كه به شکل سلول هاي متفاوت ، هم اندازه اتاق ها ـ كه همزمان باربر و جدا كننده هستند ـ ساخته مي شود. در اين روش نماي خارجي ، پوشش هاي داخلی ، قطعه های چوبي ، پنجره ها به همراه شیشه و حتي كليه قطعات سرويس ها در سلول ها در كارخانه آماده و نصب شده اند و در سايت پروژه تنها با روي هم گذاشتن اين قطعات سه بعدي حجم ساختمان کامل مي گردد. در اين سیستم سهم حجم کاری كارگران در سايت 20 درصد است ، در واقع 80 درصد كار قبلاً در كارخانه انجام شده و لذا مدت عمليات نصب به طور قابل توجهی كاهش مي يابد و سرعت زمان پروژه نسبت به دیگر ساختمان هاي پانلي 3 الي 4 برابر است.

انواع سيستم هاي ساختماني از نقطه نظر نوع مصالح

سيستم هاي سبك

اصطلاح سيستم سبك به سيستم هايي اطلاق مي شود كه وزن مخصوص اجزاء تشكيل دهنده آنها از وزن مخصوص آب كمتر است . اين مواد اکثرا مواد تركيبي ، چوب و مشتقات آن همچون كاغذ و مقوا و … هستند.

در ساختمان هاي يك تا دو طبقه با این سیستم ، ساختمانها بدون اسكلت فلزي يا بتني هستند اما در ساختمان هاي بلند اسكلت ساختمان فلزي يا بتني و در کنار آن ، مواد پوشاننده از مواد سبك هستند.

سيستم هاي سنگين

سيستم سنگين به سيستم هايي اطلاق مي شود كه وزن مخصوص مواد تشكيل دهنده آنها از وزن مخصوص آب بيشتر است، سيستم هاي سنگين معمولا در هر متر مكعب فضا بيش از 1000 كيلوگرم وزن دارند و مصالح تشکیل دهنده آنها شامل بتن و آجر و غيره مي باشد.

انواع سيستم هاي ساختماني از منظر انواع گسترش سيستم ها

سيستم هاي بسته

به سيستم هايي گفته مي شود كه كارخانه تنها پيش سازي قطعات مصرفی ساختمان هاي خود را توليد نموده و با مصرف کردن آنها پروژه های خود را تکمیل  و اجرا مي نمايد.

در اين سيستم هماهنگي با سيستم هاي ديگروجود ندارد و در نتیجه عناصر تولیدی فقط در همان سيستم مصرف و استفاده مي گردد ، در واقع از حیث اندازه و اتصال با ساير سيستم ها همخوانی ندارد.

سيستم هاي باز

بدلیل آنكه هدف اصلي در روش هاي صنعتي و پيش سازي شده كاهش مقدار هزينه ها و اقتصادي كردن پروژه است و چون در سيستم بسته بازار نهایی عناصر و قطعات تولید شده محدود به همان سيستم و در نتيجه كاهش میزان فروش مي گردد بنابراین سيستم باز با امکان هماهنگي بين سيستم ها و اجزا آنها ابداع گردید.

در این سیستم دريافت سفارش هاي كوچك نیز امكان پذير است اما در سيستم هاي بسته با توجه به آنچه توضیح داده شد دريافت سفارش مرتبط با حداقل يك هزار واحد مسكوني براي احداث يك كارخانه ضروري است.

انواع سيستم هاي ساختماني از منظر نوع اتصالات

سيستم با اتصالات تر

در اين سيستم ها اجزا به روشی به هم متصل مي شوند كه اتصال آنها بصورت کاملا بسته بوده و به طور قطع هوا از آن عبور نمي كند. اين اتصالات غالبا بوسیله عناصر پر كننده همچون بتن بوجود مي آيند . در واقع در محل اتصال دو قطعه یک فاصله اي در نظر گرفته می شود كه اجزایی از قطعات در اين فاصله با هم درگير مي شوند و سپس با بتن ریزی فاصله مورد نظر كاملاً پر مي شود.

سيستم با اتصالات خشك

سيستمي كه حتي مقدار کمی  هوا از اتصالات آن عبور نمايد سيستم با اتصالات خشك نامیده می شود. در سیستم با اتصالات خشک اغلب از اتصالات پيچ و مهره اي و يا جوش استفاده مي شود. سيستم با اتصالات خشك از نظر طراحي اتصالات نیازمند  ظرافت و دقت بيشتري است و كليه عمليات و امكانات اتصال مي باید از قبل در طراحی بررسی شود.

 اتصالات ( مونتاژ ) عناصر پيش ساخته

اصول اتصالات ، در واقع پیچیده ترین مسئله سازه های ساختمان پيش ساخته است. وقتی در بناهاي سنتی شكافي بوجود آيد ، مرمت آن به خودی خود كار دشواري است ، اما در ساختمان هاي پيش ساخته ، وجود تعدادی شكاف اجتناب ناپذير است و میبایست آنها را در مقابل شرایط جوی كاملاً غير قابل نفوذ ساخت. نصب قطعات پيش ساخته ، مستلزم آن است كه فواصلي بين آنها در نظر گرفته شود كه نقش زير را دارند:

  • پوشش تغييرات به وجود آمده در احجام قطعات
  • پوشش حركات جزئي بنا در اثر نشست عادي آن و زمين لرزه ها.
  • جلوگيري از نفوذ آب و باد به داخل بنا
  • تامين عايق حرارتي مناسب
  • ايجاد يك نماي زیبا و مشخص كردن اشکال عناصر تشكيل دهنده ي نما

اتصالات بسته

اين نوع اتصال ، امروزه در اغلب سيستم هاي سنگين متداول است. پس از نصب قطعات پيش ساخته در محل پروژه و ريختن بتن در اطراف ميله هاي فولادی اتصال ، درز حاصله را بوسیله نوعی ماستيك مخصوص كه همیشه حالت الاستيكي خود را تا حدي حفظ مي كند پر مي كنند.

اتصالات باز

انتخاب اتصالات باز بتني بدلیل اين است كه زمانی که نماي بنا در مسیر فشار باد واقع شود، در صورتیکه جريان باد بعد از عبور از درزی باريك وارد فضايی بازتر شود ، فشارش كاهش مي يابد. اين فضاي خالي را كه در طول تمامی درز اتصال مابین دو المان پيش ساخته به شکل شياري تعبيه مي گردد فضاي انبساط مي نامند. همچنین عملاً اثبات شده است كه رطوبت بارش هم به نقطه اي جلوتر از فضاي انبساط ، وارد نمی شود. در شرايط مذکور نتها كافي است كه آب باران از طریق مناسبي به بيرون هدايت شود و با همچنین با نصب يك تور فلزی به عنوان پشه بند ، جلوي ورود حشرات را بگيرند تا فضاي داخلي بنا از هر عامل خارجي حفاظت شود.

انواع پروفيل آلومينيومی و يا مصالح چوبي جهت انسداد درزها ، از گزینه های قابل تامل هستند.

میزان خطا در تولید و نصب عناصر پيش ساخته میزان مجاز اختلاف

تولید و نصب عناصر پيش ساخته ، مستلزم میزان دقت مشخصی در ابعاد و اندازه ها است ، تا اين قطعات به طور پيش بيني شده اي در ساختمان قرار داده شوند. بنابراین عمليات تولید و نصب ، مستلزم وجود بازه ای معین  است تا عملیات نصب در محل تعيين شده اجرایی باشد. به همین دلیل دو نوع حد اختلاف مجاز يا خطا در تعيين اندازه هاي واقعی قطعات در نظر گرفته مي شود كه به آنها خطا  گفته می شود : خطاي توليد و خطاي نصب يا جاي بازي .

هر المان تشكيل دهنده ساختمان  ، باید به مقدار كمي از فاصله اي كه در آن نصب می شود ، كوچكتر باشد. اين تفاوت جزئي در مقدار ابعاد ، خطاي نصب يا جاي بازي نصب نام دارد. با کسر مقدار جای بازی از فاصلة مشخص شده المانها در نقشه ها ، اندازه و ابعاد توليد يعني آن مقدار استانداردي كه هر المان بايد در آن جای گیرد را نتیجه می دهد. با مشخص شدن بزرگترين و كوچكترين مقادیر مجاز ، تنها اندازه هايي از قطعات  مورد قبول است كه داخل اين محدوده  قرار داشته باشند. حد فاصل بزرگترين و كوچكترين اندازه مجاز « خطاي مجاز توليد » ناميده مي شود.

حمل و نقل سازه های پيش ساخته

در سازه های پيش ساخته مقوله حمل و نقل از اهميت بالایی برخوردار است . قطعات پيش ساخته باید از كارخانه تا سايت ساختمان با برنامه منظمی بارگيري شده و انتقال یابند . تاخير در شروع حمل ، عدم رعايت تاخیر و تقدم، عدم دقت به هنگام بارگيري و نحوه حمل زيان هاي جبران ناپذیری  به پروژه وارد خواهد ساخت.

از حمل اضافی  قطعات مي باید جلوگيري نمود و قطعات را در نزديكترين فاصله به محل احداث سازه توليد نمود. كارخانه هاي پيش سازي در كاتالوگهاي خود هر یک شعاع مشخصی از محدوده عملکردشان  ذكر مي نمايند ، كه اين شعاع بر اساس هزينه حمل و نقل و وزن المانها و شرايط جاده ها و غيره محاسبه شده است.

المان های  بام و سقف ، پله ، فونداسيون و بلوك ها به شکل افقي حمل مي گردند و ديوارها، پانل هاي جدا سازی و ديوارهاي باربر به طور عمودي. همچنین بعضي المان های خيلي بلند نيز به طور افقي حمل مي شوند مانند ستون ها و بعضی ديوارهاي مرتفع.

به هنگام حمل افقي وزن كل المان های حمل شده نبايد از 90 % گنجايش وزني وسيله حمل تجاوز کند و به هنگام حمل عمودي اين درصد مابين 90 % تا 60 % متغیر است.

در بارگيري میبایست دقت شود كه وزن كل بار تا جای ممکن بشکل يكنواخت در وسيله حمل پخش شود و تقارن وزنی نسبت به مركز ثقل وسيله نقلیه برقرار باشد .

حداقل فاصله بين المانها  مي باید 10 سانتيمتر باشد و استفاده کردن از نوارهاي لاستيكي و يا قطعات چوبی پر كننده در بين المانها مي تواند مانع به هم خوردن آنها به هنگام حمل و ايجاد خسارت شود.

انبارداری در سازه های پیش ساخته

جهت دارا بودن شرايط مطلوب كارگاهي مي باید برنامه ای دقيق برای انبار نمودن و ايمني قطعات در محل پروژه اجرا شود. در اين برنامه نكات متفاوتی را میبایست در نظر گرفت :

  1. فاصله ای به عرض حدودا  7/0 تا يك متر مابین توده هاي قطعات و همچنین يك راه طولی پهن در میان انبار و چند راه فرعي متقاطع به طول حدودا 25 الي 30 متر مي باید تعبيه گردد.
  2. هنگام دپو قطعات میبایست مطمئن شد كه قطعات با يك فرم و مشخصات و اندازه در يك محل قرار داده شود.
  3. ارتفاع هر توده از قطعات از 5/2 متر نباید تجاوز کند.
  4. هر قسمت از دپو را بايد رو به محوطه عبور علامت گذاری  كرد و با چسباندن برچسب تعداد و نوع قطعات در هر توده مي باید مشخص گردد.
  5. پیش از پايان يافتن  قطعات هر توده ، مي باید سفارش جهت قطعات جدید در طول 2 الي 3 روز آماده گردد.

سازه های سبک پیش ساخته

 

سازه های سبک پیش ساخته

 

صنایع ساختمانی و پروژه های عمرانی بر طبق آمار و ارقام منتشره ، از حیث میزان سرمایه و تعداد نیروی انسانی درگیر ، از بزرگترین صنایع  كشور می باشند.

حوصله خوندن نداری؟!! به جای خوندن پادکست پایین رو گوش کن 😉 

رشد بالای جمعیت و افزایش میزان تقاضا، احساس نیاز به کم شدن مدت زمان تحویل پروژه های عمرانی و کاستن مدت زمان برگشت سرمایه سرمایه گذاری شده و دیگر عوامل  از این قبیل موجب شده اند که نیاز به  ایجاد تحول در روش های سنتی ساخت ساختمان روزبه روز بیشتر احساس شود.
صنعت ساختمان سازی در جهان بیش از صد سال پیشینه  دارد و آغاز آن به زمانی برمی گردد كه اولین تیرهای تی شکل ، به شکل صنعتی تولید شده و المانهای بتونی نیز با مقاطع مختلف در مقیاس و شیوه صنعتی تولید شد.

در صورتیکه تكنولوژی ساختمان را به معنای ورود صنعت در ساخت ساختمان در نظر بگیریم، از حدود سال 1347 تكنولوژی ساختمان  وارد کشور ما شد و نقطه اوج آن وقتی بود كه ساختمان سازی به صورت انبوه سازی در برخی از شهرهای بزرگ همچون اصفهان (مجتمع ذوب آهن)، اهواز، تبریز، تهران و بعضی دیگر از شهرها آغاز گشت. این صنعت اغلب از كشورهای اروپایی همچون آلمان، هلند، انگلیس و فنلاند به کشورمان  وارد شد.
تكنولوژی سازه های سبک پیش ساخته
تكنولوژی های ساختمان تنوع بسیاری دارند و هر یک خصوصیات و بالطبع  محدودیتهای خاص خود را دارا می باشند . سیستم سازه های سبک پیش ساخته را در حدود 35 سال پیش یك فرد امریكایی برای اولین بار ابداع كرد. مرحله صنعتی شدن آن حدود 5-6 سال طول کشید ..

در تكنولوژی سازه های سبک پیش ساخته ، اتصالات به شکل یكپارچه است . بر خلاف روش Large Panel كه اتصالات که به شکل كام و زبانه است، در روش سازه های سبک پیش ساخته ، اتصالات به شکل جوش نقطه ای است و به عوض اینكه در ابتدا قطعات سنگین وحجیم بتنی در كارخانه ساخته شوند و سپس به هم متصل شوند، در ابتدا سازه به شکل شبكه های میلگردی كه در میان  آنها (بین دو شبكه میلگرد) یك لایه فوم پلی استایرن قرار داده می شود ، ساخته می شود و پانل های ساخته شده سبك در مکان احداث ساختمان به فنداسیون جوش داده می شوند و علاوه بر آنها  دیوارها و سقف به هم جوش داده می شوند و به این شکل ساختمان با پانل های سبك برپا می گردد. پس از این مرحله در همان مکان دیوارها و سقف و محل اتصالات به شکل همزمان بتن پاشی می گردند. بتن را از طریق پمپ، با فشار هوا به پانل ها می پاشند كه اصطلاحاً آن را “شات كریت” می گویند..

استفاده از این روش موجب ایجاد یكپارچگی در اتصالات شده، استحكام و پایداری ومقاومت سازه را در برابر نیروهای دینامیكی ایجاد شده از زلزله یا طوفان افزایش می دهد.

بنابراین معیار انتخاب روش سازه های سبک پیش ساخته ، استفاده از مزایای برتر آن در مقایسه با سایر تكنولوژیهای پیش ساخته دیگر است.

البته همچون دیگر صنایع ، در این صنعت نیز امکان دارد نوآوری هایی در دنیا دیده شود ، ولی با توجه به شرایط اقلیمی، فرهنگی و اجتماعی، روش سازه های سبک پیش ساخته ، بهترین  روش جهت  ایران تشخیص داده شده است. برای مثال تكنولوژی های جدید هزینه مسكن را خیلی افزایش می دهند كه این مسئله با نیاز اکثر مردم ما به خانه های ارزان قیمت سازگاری ندارد ولی روش سازه های سبک پیش ساخته قیمت را بالا نمی برد.

 

ویژگی های مهم روش سازه های سبک پیش ساخته
1) مقاومت در مقابل زلزله
در مناطق زلزله خیز همچون ایران، یكی از مهمترین پارامترها در ساخت ساختمان ، كاهش وزن ساختمان است. بدلیل این كه نیروهای زلزله با وزن ساختمان نسبت مستقیم دارند. پس تكنولوژی انتخاب شده میبایست در جهت كاهش وزن حرکت کند. بر خلاف شیوه سازه های سبک پیش ساخته در دیگر سیستم های پیش ساخته  ، اتصالاتشان اغلب به شکل مفصلی و لولایی می باشد و بنابراین دارای وزن سنگین می باشند. فقط در این سیستم است كه تنها با 8 سانتیمتر بتن می توان نیروهای سازه 4 طبقه را در طبقه همكف تحمل كرد. وزن نهایی ساختمان در این سیستم ، در مقایسه با دیگر روش های پیش ساخته و همچنین ساختمان های بتنی ،  25 درصد كاهش می یابد؛ یعنی به  هنگام وقوع زلزله 25 درصد نیروی كمتر به ساختمان وارد می گردد.
2) منعطف بودن در مقوله تولید و امكان حفاظت از معماری اسلامی و ایرانی
مقوله  مهم دیگر در صنعت ساختمان سازی حفاظت از ملاک های فرهنگی و جلوه های معماری اسلامی و ایرانی به هنگام طراحی و ساخت نمای ساختمان ها می باشد. انحناهایی که در گنبدهای مساجد وجود دارد، نقش  و نگارهای ایرانی و اسلامی و دیگر موارد از نشانه های معماری اسلامی و ایرانی می باشد كه در روش سازه های سبک پیش ساخته می توان از آنها محافظت کرد. چرا كه می شود پانل های سبك مورد نظر را به هر طرحی درآورد و پس از نصب آنها در محل مورد نظر ، بتن پاشی را بر روی آنها انجام داد. روش سازه های سبک پیش ساخته ، حتی ساخت گنبدهای عظیمی را كه به دلیل بالا بودن زیاد وزن، دشوار می باشد آسان تر می كند چرا كه در این سیستم وزن سازه ها كاهش بسیاری یافته در حالی كه مقاومت و استحكام آنها افزایش می یابد.
3) ایمنی ساختمان
مبحث ایمنی، از مهمترین مقوله های صنعت ساختمان می باشد ، چون با سلامتی انسان ها سر و كار دارد. در ساختمانهای سنتی از آنجا که ستونها و اسكلت فلزی، قسمت بیشتر بار ساختمان را تحمل می كنند. با خارج شدن یک تیر یا ستون از محل اصلی خود ، كل ساختمان به ناگهان فرو می ریزد. در روش سازه های سبک پیش ساخته از آنجا که به جای استفاده از اسكلت فلزی ، از شبكه های میلگردی توزیع شده در دیوارها استفاده می شود ، بنابراین فروریزی ناگهانی اتفاق نمی افتد. چرا كه اتصالات و عوامل تحمل بار به صورت یكپارچه در تمام ساختمان وجود دارند.
4) صرفه جویی در مقیاس کلان و دیگر مزایای ناشی از كاربرد روش سازه های سبک پیش ساخته
در صورتیکه به صرفه جویی هایی كه در ظاهر كوچك به نظر می آیند، در مقیاس ملی بنگریم، به ارقام بالایی میرسیم كه می تواند نقش بسزایی در رشد و شكوفایی اقتصاد كشور ایفا كند. در زیر به برخی از مزایای ناشی از كاربرد تكنولوژی سازه های سبک پیش ساخته اشاره می کنیم :

 

* كاهش متوسط مقدار بکارگیری میلگرد فولاد از 38 كیلوگرم در ساختمان های سنتی به 34 کیلوگرم در سیستم سازه های سبک پیش ساخته

* كاهش استفاده از سیمان مصرفی در هزینه های ساختمان تمام شده

* ده درصد كاهش در هزینه تمام شده ساختمان

* كاهش وزن ساختمان (بعنوان مثال تنها  بحث استفاده از فولاد 12 كیلوگرم در هر متر مربع زیربنا، كاهش وزن اتفاق می افتد)

* كاهش مدت بازگشت سرمایه از حدود 2 سال در شیوه سنتی به 5 الی 6 ماه در روش سازه  های سبک پیش ساخته

* كاهش ضایعات مواد اولیه و استفاده بهتر از منابع ملی

* صرفه جویی در مصرف مقدار انرژی به علت عایق حرارتی بودن دیوارها، ناشی از بکارگیری پل استایرن در پانل ها

* افزایش عمر مفید ساختمان و همچنین افزایش میزان استحكام آن

* ایمنی بیشتر ساختمان ها در مقابل زلزله

* كاهش مقدار آلودگی های صوتی محیط بدلیل استفاده از پلی استایرن در پانل ها