بخشی از مقاله
چکیده
امروزه با توجه به نیاز روز افزون کشور به مسکن و طرح های دولت برای ساخت مسکن از جمله طرح مسکن مهر، نیاز به ساخت سریع و ارزان مسکن مقاوم در برابر زلزله احساس میشود. به این ترتیب مشخص است که استفاده از سیستمهای سنتی در امر ساخت و ساز جوابگوی نیاز جامعه نبوده و استفاده از فناوریهای نوین در این بخش اجتناب ناپذیر میباشد. دو نمونه از سیستمهای مطرح در این زمینه سیستم قالب تونلی - TCF - و سیستم قالب عایق ماندگار - - ICF میباشد.
سیستم ساخت قاب سبک فولادی یک سیستم ساختمانی است که برای اجرای ساختمان های عمدتا کوتاه مرتبه و میان مرتبه تا 5 طبقه استفاده می شود. این سیستم شباهت زیادی به روش های ساختمان های چوبی دارد. براساس کاربرد اجزایی به نام استاد و تراک - رانر - شکل گرفته است و از ترکیب نیمرخ های فولادی سرد نورد شده ساختار اصلی ساختمان برپا می شود. مقاطع مورد استفاده در این سیستم به شکل C و U و Z است که معمولا با اتصالات سرد به یکدیگر متصل می شوند. و پوشش داخلی و خارجی آن به وسیله ی صفحات چوبی یا گچی و سیمانی محافظت شده و بین آنها عایق صوت و حرارت قرار میگیرد.
.1 مقدمه
یکی از روشهای متداول ساختمانسازی استفاده از سیستم باربر دیوار و سقف بتنی است. سرعت، کیفیت و هزینه تمام شده اجرای این روش به نحو چشمگیری در گرو انتخاب، طراحی و مدیریت سیستم قالببندی است. سیستمهای قالب عایق ماندگار - ICF - و قالب تونلی - - TCF از جمله روشهای اجرای دیوار باربر و سقف بتنی میباشد. در سیستم ICF اجرای ساختمان بتنآرمه با قالبهای عایق ماندگار پلیاستایرنی صورت میپذیرد و دیگر نیازی به استفاده از قالب های جانبی نیست. در صورتی که در سیستم قالب تونلی از قالبهای فلزی یا چوبی استفاده میشود که بعد از عملیات بتن ریزی و گیرش بتن برداشته میشود.
در ادامه سعی میشود که به منظور مقایسه دو سیستم پارامترهای مختلف سازهای و اجرایی مورد بررسی قرار گیرد. در هر سیستم ساختمان سازی همواره رفتار لرزه ای از مهم ترین ویژگی هاست. در بررسی رفتار لرزه ای یک سازه پارامترهای مختلفی دخیل هستند که در ادامه برای دو سیستم مذکور مورد بررسی قرار خواهدگرفت. همچنین با توجه به ارزش سوخت بحث عملکرد حرارتی نیز بسیار حائز اهمیت است که باید در مورد هر سیستم ساختمانی مورد بررسی قرار گیرد.
از جمله بحث های سازه ای دیگر که باید مورد توجه قرار گیرد مقاومت در برابر آتش و عملکرد آکوستیکی سیستم می باشد. در پروژه های انبوه سازی همواره بحث های اجرایی بسیار حائز اهمیت است. بحث هزینه تمام شده همواره در صدر توجهات قرار داشته است و می تواند اهمیت ویژه ای در بررسی یک سیستم ساختمانی داشته باشد. سرعت اجرایی ساختمان می تواند انتخاب و یا عدم انتخاب یک سیستم را برای پروژه های انبوه سازی تحت الشعاع قرار دهد. در ادامه سعی خواهد شد تا پارامترهای ذکر شده را در مورد دو سیستم قالب تونلی و قالب عایق ماندگار با قالب عمودی مورد ارزیابی قرار دهیم تا برتری هر سیستم بر دیگری در هر قسمت مشخص شود.
.2 نیاز به تغییر نگرش در صنعت ساختمان کشور
-1-2 پایه های تغییرات در صنعت ساختمان -1-1-2 مسائل کیفی
-2-1-2 مسائل کمی
-3-1-2 مسائل اقتصادی
-4-1-2 استفاده بهینه از مصالح ساختمانی -5-1-2 تکنیک های مناسب ساخت و ساز
-2-2 مشکلات کیفی روش های رایج
-1-2-2 دیوار: اجرای دیوار با عناصر سست و سنگین و عدم پایداری و انسجام لازم در هنگام زلزله - عدم اجرای کلاف بندی درست - وزن زیاد دیوار و افزایش نیروی زلزله - مشکلات مربوط به عایق بندی.
-2-2-2 سقف: اجرای سقف با اجزای سنگین- عدم اجرای اتصالات درست - وزن زیاد سقف و افزایش نیروی زلزله - مشکلات مربوط به عایق بندی.
-3-2-2 مهاربندی: اجرای مهاربند با اجزای سنگین - عدم اجرای اتصالات درست- تمرکز نیروها در مهاربند و پی.
-3-2 مشکلات کمی روش های رایج -1-3-2 عدم امکان پیش ساخته سازی
-2-3-2 حجم مصالح زیاد مصرفی -3-3-2 مدت زمان بسیار زیاد اجرای پروژه
-4-3-2 مشکلات مربوط به محدودیت فصل مناسب آب و هوایی
-4-2 مشکلات اقتصادی روش های رایج : -1-4-2 هزینه زیاد مصالح مصرفی
-2-4-2 هزینه زیاد نیروی کارگری -3-4-2 هزینه های مربوط به حمل و نقل
-4-4-2 هزینه های مربوط به پرت مصالح مصرفی -5-4-2 تاثیر تورم اقتصادی با توجه به زمان زیاد انجام پروژه
.3 دلایل گسترش استفاده از سیستم های نوین -1-3 جوابگویی سیستم جدید به نیازهای صنعت ساختمان -2-3 امکان تولید صنعتی
-3-3 اقتصادی نمودن ساخت و ساز -4-3 ملاحظات زیست محیطی
-5-3 قابلیت مناسب جهت برنامه ریزی ساخت
-6-3 تمهیدات لازم در سیستم های نوین جهت کاهش مصرف انرژی در ساختمان
-7-3 ضایعات ساختمانی بسیار کم -8-3 برنامه ریزی برای توسعه پایدار و معماری پایدار
.4 مقایسه پارامترهای سازه ای
در این بخش سعی می شود تا پارامترهای سازه ای این دو سیستم به تفکیک با یکدیگر مقایسه گردند.
.5 رفتار لرزهای
به طور کلی این دو سیستم توانایی بسیار خوبی را در مقابله با زلزله و طوفان از خود نشان دادهاند به طوریکه در زلزلههای گذشته از معدود ساختمانهای به جا مانده پس از زلزله بودهاند. در زیر نمونه ای از این موارد را مشاهده میکنید: عناصر باربر اصلی در ساختمان با سیستم ICF و تونلی دیوارهای باربر - دیوار برشی - و دالهای تخت نسبتا نازک هستند.
از دلایل عملکرد مناسب این دو سیستم در برابر زلزله میتوان به یکپارچگی مناسب دیوار و سقف اشاره کرد. البته این یکپارچگی در دو سیستم مذکور به دو نحو متفاوت تامین میشود. در سیستم ICF اتصال سقف به دیوار توسط میلگردهای خم شده و بتن درجا به نحوی صورت میگیرد که یک اتصال گیردار برای انتقال بارهای ثقلی و یک اتصال برشپذیر برای انتقال بارهای درون صفحهای ناشی از زلزله به وجود آید. اما در سیستم تونلی اتصال دیوارهای داخلی و کناری به سقف با اجرای همزمان دیوار و سقف تامین میشود.
البته در زلزلههای گذشته نقطه ضعفی که ساختمانهای دارای سیستم تونلی از خود نشان دادهاند به پانلها و پلههای پیشساخته که از عناصر غیرسازه ای هستند مربوط می شود که با تدابیری میتوان این مشکل را برطرف نمود. یکی از عوامل مهم برای بهبود عملکرد لرزهای سازه توجه به سبکی آن است. هر دو سیستم ICF و تونلی در مقایسه با سیستمهای متداول بتنی و فولادی اندکی سبکتر هستند.
با این که مصرف بتن در اجرای سیستم تونلی بیشتر از سیستم ICF است اما به دلیل کاربرد بیشتر میلگرد و آهن آلات در سیستم ICF به نظر میآید وزن سیستم تونلی کمتر باشد و به این ترتیب رفتار لرزهای بهتری را از این منظر از خود بروز میدهد. مشاهده زلزلههای گذشته حاکی از آن است که هرچه تعداد اعضای سازهای مشارکت کننده در باربری - نامعینی - بیشتر باشد عملکرد لرزهای آن مناسبتر است. به طور کلی تامین درجه نامعینی مورد نیاز به وسیله خطوط دیوار یا قاب در هریک از جهتهای اصلی صورت میپذیرد.
در هر دو سیستم مذکور با توجه به تعداد زیاد خطوط دیوار در هر دوجهت نامعینی مورد انتظار تامین خواهد شد. یکی از مواردی که رفتار لرزه ای این دو سیستم را تهدید میکند اجرای نامناسب رامکاست. این قطعه زمانی که با ملات اجرا میشود پیوستگی بتن دیوار را دچار مشکل میکند و در پای دیوار که محل بروز بیشترین لنگر خمشی است به صورت موضعی دیوار را دچار ضعف میکند. همچنین اگر رامکا همزمان با دیوار و سقف پایینی اجرا نشود درز سرد به وجود میآید. بنابراین در صورت الزام اجرای رامکا این قطعه باید از بتن ساخته شده و همزمان با بتنریزی دیوار و سقف پایینی اجرا شود.
