مقاله مزایای اجرای اسکلت بتنی ساختمان های مسکونی با استفاده از قالب های تونلی

بخشی از مقاله

مزایای اجرای اسکلت بتنی ساختمان های مسکونی با استفاده از قالب های تونلی

چکیده :

در سال های اخیر نیاز به مسکن درکشور ساخت ساختمان های مسکونی را به خصوص در کلان شهر ها به جهتی دیگرسوق داده است جهتی که درآن انبوه سازی در قالب صنعتی سازی ساختمان ها با شیوه های نوین صنعتی و تکنولوژی جدید همراه بارعایت آخرین استاندارد های فنی می باشد. یکی از این روش ها که هم اکنون در کشورمان مورد استفاده قرار می گیرد استفاده از قالب های تونلی در اجرای اسکلت بتنی است. در این سیستم با قالب بندی و بتن ریزی یکپارچه دیواروسقف، سازه از حالت تیروستون به حالت دال و دیوار تبدیل می شود. که مقاوم ترین سیستم در برابر زلزله می باشد. بهره گیری از این نوع قالب بندی در انبوه سازی کاهش زمان و هزینه، ارتقا کیفیت و امنیت را در پی خواهد داشت. دراین مقاله پیشرفت ساخت وساز و کاهش هزینه ها انبوه سازی با بهره گیری ازاین نوع قالب بندی نسبت به روش های قالب بندی سنتی بررسی می گردد.

کلمات کلیدی : قالب تونلی، صنعتی سازی، انبوه سازی، ساختمان اسکلت بتنی

1

.1مقدمه

برای احداث یک سازه بتن مسلح، باید بتن تازه در قالب هایی ریخته شود، تا پس از پرکردن تمام حجم قالب ها وسفت شدن، به شکل لازم درآید. اجرای ساختمان های بتنی با استفاده از انواع قالب ها از قبیل چوبی، فلزی، فایبرگلاس، ... صورت می گیرد که بکارگیری هر یک از این قالب ها شرایط مکانی، بزرگی و گستردگی، نوع پروژه از لحاظ سازه ای بستگی دارد. در شرایطی که حجم کار زیاد و تنوع سطوح و ابعادکم، پایداری و دوام قالب ها، مقاومت قالب ها دربرابر بارهای وارده، صاف بودن سطوح بتنی جهت اجرای هر چه بهتر نازک کاری وبتن ریزی های حجیم مدنظر باشد قالب های فلزی نسبت به دیگر قالب ها ارجحیت دارد. در انبوه سازی با بهره گیری از فناوری های جدیددر طراحی قالب های فلزی در اندازه های بزرگتر، اسکلت ساختمان های بتنی رابه شکلی دیگر تغییر داده است.

قالب های تونلی نیز در پیروی از همین روش در اجرای اسکلت ساختمان های بتنی بکار می رود. به این گونه که ابتدا دیوار وسقف قالب بندی می شود سپس آرماتور بندی اجرا و پس از آن بتن به صورت یکپارچه اجرا می گردد. که در این حالت اسکلت ساختمان بتنی ازحالت تیر و ستون به دال و دیوار تبدیل می شود، یکپارچگی سیستم و عملکرد جعبه ای سازه بهبود رفتار لرزه ای آن را به دنبال دارد. با اجرای اسکلت بتنی ساختمان های مسکونی با استفاده از قالب های تونلی علاوه برمقاومت سازه، سرعت اجرا به طور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد.

دراین مقاله ابتدا به معرفی و نحوه بکارگیری قالب های تونلی پرداخته می شود سپس با نحوه ی قالب گذاری و قالب برداری، الزامات طراحی و الزامات و مزایای تغییرروش های سنتی به صنعتی، مزایای و محدودیت های سیستم تونلی، مقایسه هزینه ودر نهایت با جمع بندی، این بحث خاتمه می یابد.

.2 معرفی
.1-2 معرفی سیستم

این سیستم یکی از بهترین روش های ساخت و ساز صنعتی است واز ابتدا درکشورهایی که بامشکل زلزله روبرو بودند مورد توجه قرارگرفت، همچنین درکشورهایی مانندآمریکا،کانادا، ترکیه، مالزی و ... به ویژه جهت احداث ساختمان های بلند مرتبه، استفاده از این روش بسیار متداول می باشد. از آنجایی که اجرای قالب بندی سقف و دیوار به صورت سلولی و همزمان اجرا میگردد به نام تونلی موسوم است قالبهای مورد استفاده، به اندازه تقریبی ابعاد فضاها هستند. برای قالببندی یا قالببرداری، نیاز به خرد کردن قالبها و تبدیل آنها به ابعاد کوچک نیست و با همان ابعاد اولیه و به صورت یکپارچه از فضا خارج میشوند. خروج قالبهای تونلی، پس از بتنریزی دیوار و سقف وگیرش آن، با فاصله دادن قالبها از جدارهای بتنریزی شده (قالببرداری) و با حرکت افقی روی چرخ یا غلتک صورت میگیرد. جدارهایی که با استفاده از این روش اجرا میشوند جدارهای اصلی داخلی و بعضی جدارهای خارجی (جانبی) هستند. روش قالب تونلی، مانند دیگر روش های ساخت صنعتی، در چهارمعیارکاهش زمان، کاهش هزینه، ارتقاءکیفیت و امنیت کارکنان توجیه پذیرمی باشد. با همکاری شرکت سرمایه گذاری مسکن و مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن اطلاعات فنی مربوط به فناوری ساخت قالب تونلی در اختیار مرکز قرار گرفت و با ارزیابی دقیق صورت گرفته توسط آن، در سال 1387سیستم قالب تونلی جزء 15فناوری نوین و برترمورد تایید ومعرفی قرارگرفت. .( مختاری، م. یگانه، ش. (1386

2

.2-2اجزای قالب تونلی

قالب تونلی با توجه به ماهیت و نحوه کاربرد دارای قطعات مختلفی می باشد که هر کدام با توجه به شکل نقش ساده کننده و سازه ای خاصی در اجرا دارد:

.1-1-2 نبشی رامکا:
یکی از نقاط ضعف سازه های بتنی سنتی رامکا بتنی ستون ها و دیوارها می باشد. رامکا بتنی که از دیرباز در اجرای سازه بتنی متداول بوده است علیرغم کمک شایان به افزایش دقت قالب بندی ستون و دیوار بدلیل افزایش اتصالات سرد از نظر فنی دارای اشکال می باشد. در سیستم قالب تونلی بدلیل یکسان بودن ضخامت و ابعاد دیوارها بتن ریزی رامکا بتنی همزمان با بتن ریزی دیوار و سقف انجام می شود. برای این کار از نبشی رامکا با پایه های نگهدارنده نبشی بر قالب زیرین استفاده می شود.

شکل : (1) نبشی رامکا (http://www.eecm.ir)

.2-1-2 قالب گشودگی داکت:

با توجه به مدولار بودن سیستم و جهت افزایش سرعت اجرا قالب داکت ها در این سیستم بصورت غیر منشوری ساخته شده و پس از بتن ریزی به سادگی از سقف جدا می شود.

.3-1-2 چهار شاخ بلند کننده قالب:
با توجه به ابعاد بزرگ قطعات قالب سقف و دیوار و وزن بالای آن جابجایی قالب از طبقه ای به طبقه دیگر به کمک جرثقیل یا تاور کرین انجام می شود. بدلیل آنکه قطعه قالب در زمان حمل تراز باقی بماند و نصب ساده تری داشته باشیم، قالب ازگرانیگاهآن که قبلاً سوراخ شده است به کمک چهار شاخ بلندکننده قالب بلندمی شود. پیچ چهارشاخ ازسوراخ گرانیگاه عبورکرده و مهره مربوطه از زیربسته می شود.

شکل : (3) چهار شاخ بلند کننده قالب (http://www.eecm.ir)

.4-1-2 چرخ پانل و پیچ هرزگرد :

زیر پانل سقف و دیوار یکسری چرخ های فلزی پیش بینی شده است که امکان حرکت قالب روی سقف را فراهم می کند. این حرکت خصوصاً پس ازگیرش بتن سقف وبرای بیرون آوردن قالب از زیرسقف بسیار مهم می باشد. زمانی که قالب در جای جدید خود قرارگرفت

4

جهت تراز کردن آن از پیچ هرز گرد استفاده کرده و در این حالت چرخ از روی زمین بلند می شود. در زمان قالب برداری نیز با شل کردن پیچ هرزگرد قالب مجدداً روی چرخ قرار می گیرد.

شکل : (4) چرخ و پیچ هرز گرد (http://www.eecm.ir)

.5-1-2 اسپیسر فلزی مخروطی:
با توجه به ثابت بودن ضخامت دیوارها در این سیستم، جهت حفظ فاصله قالب ها از اسپیسر فلزی مخروطی استفاده می شود. این اسپیسر دارای لبه ضخیم می باشدکه باعث می شود در زمان سفت کردن پیچ های نگه دارنده قالب آسیب کمتریبه قالب برسد. ضمناً مخروطی بودن قطعه باعث می شود بعد از قالب برداری جداکردن قطعه از بتن به سادگی انجام شود.

شکل : (5) اسپیسر (http://www.eecm.ir)

5

.6-1-2 جک مایل :

جک مایل قطعه مورب فلزی با طول قابل تنظیم می باشد که پایین قالب دیوار را به انتهای قالب سقف وصل می کند و وظیفه آن تراز قالب سقف قبل از بتن ریزی (با افزایش طول) وآزاد کردن قالب از زیر سقف ( با کاهش طول) می باشد.

شکل : (6) جک مایل((http://www.eecm.ir

.3 روش استفاده از قالب های تونلی

قالب تونلی ؛ اجرای ساختمان های باسیستم باربر دیوار و سقف بتنی است که دیوار ها و سقف با بتن ریزی یکپارچه و هم زمان احداث می شود. قالب های مورد استفاده (به شکل ) می باشدکه بصورت پشت به پشت ( به شکل ) در دو طرف دیوار و بخشی از سقف ها را قالب بندی می کند و با قرارگرفتن قالب های متوالی در کنار هم بدون قالب واســـــط سقفی ) ) ویا همراه با آن ( ) مجموعه قالب های دیوار سقف را تشکیل می دهند.(مختاری، م. یگانه، ش. (1386

پس از بتن ریزی شالوده ی سیستم تونلی که معمولابه صورت نواری اجرا می گردد و در صورت وجود ضعف در باربری خاک می توان از شالوده ی گسترده یا شالوده ی عمیق مانند شمع ها و یا روش های تحکیم بستر استفاده کرد تا بتواند تکیه گاه سرتاسری برای دیوارهای باربرایجاد کند. اتصال شالوده بتن مسلح و دیوار به وسیله میلگردهای انتظار که قبلا در شالوده تعبیه شده است، صورت می گیرد. در این سیستم جهت قالب بندی و قالب برداری سریعتر و بهتررامکا در راستای دیوار ها اجرا می شود. رامکا عبارتست از قالب های نواری به ارتفاع10 سانتی متر که جهت قالب گذاری و قالب برداری سریع تر و آسان تر قالب تونلی در مسیر حاشیه پایینی دیوار و قبل از آن گذاشته بتن ریزی و قالب برداری می گردد. بدین صورت که ابتدا آرماتورهای انتظار دیوار اجرا شده سپس قالب های رامکا در امتداد مسیردیوارها بسته شده وپس از بتن ریزی و قالب برداری رامکاآرماتور بندی دیوار ها در امتداد میلگردهای انتظار ادامه می یابد. ( بتن ریزی هر طبقه با رامکای طبقه فوقانی بصورت یکپارچه اجرا می شود ) تعبیه قوطی های برق برای نصب کلید و پریز و لوله کشی های مربوطه نیز از مراحل پیش از قالب بندی دیوار هاست. در این روش اسلیوهای تاسیسات مکانیکی و محل داکت ها در سقف و دیوار اجرا می شود و عبور لوله های مربوطه از بازشوهایی که پیش از بتن ریزی در آنها تعبیه شده انجام می شود. در این مرحله محل در و پنجره ها نیزقالب بندی می گردد. پس ازآن قالب ها توسط جرثقیل و نیروی انسانی مربوطه به محل انتقال یافته و در مکان دقیق (توسط تیم نقشه برداری ) قرار می گیرد. سپس بوسیله جک های زیرین قالب ها در محل تثبیت شده و خیزمنفی به سمت بالا در قالب های سقف ایجاد می شود. تثبیت فاصله قالب های دیوار با استفاده از spacer و Tie-Bolt انجام می شود. پس ازاین مرحله آرماتور بندی سقف؛ تاسیسات الکتریکی و مکانیکی اجرامی شود. در نهایت عملیات بتن ریزی یکپارچه دیوار و سقف اجرا می گردد در این مرحله باید در محل دیوارو سقف ویبره مجدد ایجاد شود و یک فرصت کوتاهی داده شود تا بتن دیوار، نشست خود را انجام دهد ولی به گیرش اولیه نرسد. سپس بتن ریزی دال اجرا گردد، در این صورت احتمال ترک خوردگی دال و دیوار وتمرکز تنش به حداقل می رسد، همچنین در صورت اجرای بتن ریزی دال - دیوار در دومرحله کاری و یا سخت شدن بتن دیوار قبل از بتن ریزی دال عملیات لازم برای اصلاح درزهای اجرایی مطابق آیین نامه بتن صورت گیرد. پس از طی زمان لازم قالب برداری انجام می پذیرد. لازم به ذکر است برای تسهیل در جابجایی قالب و قالب برداری از یک Platform (سکو) درجلوی قالب طبقات استفاده می شود. دراین روش معمولا ازپله های پیش ساخته بتنی استفاده می شودکه بوسیله

7

نبشی های سرتاسری به پلیت های انتظار از قبل تعبیه شده درجعبه پله متصل می گردد. اجرای دیوارهای داخلی دراین گونه ساختمان ها به روش های نیمه پیش ساخته انجام می گیرد که ضمن افزایش سرعت وکیفیت، سبکی و اتصال مناسب را نیز به همراه دارد.)گلابچی، م. مظاهریان، ح و معصومی، ع. محمدکاری، ب)

شکل : (8) محل بازشوها و تاسیسات (http://www.ApadanaBana.com)

.1-3 شرایط قالب گذاری

همانگونه که در روش کار توضیح داده شد از مهمترین گام ها در احداث سازه های بتنی، نحوه قالب بندی است. به همین دلیل باید مجری و پیمانکار سازه های بتنیکاملاً در جری ان امور مربوط به قالب بندی، از وسایل گرفته، تا مشخصات و رواداری های ابعاد و روش های اجرا قرار داشته باشند. پس از استقرار قالب ها در محل مربوط، باید آنهارا مورد بازرسی قرار داد:

الف – قالب ها بایدبه نحوی ساخته و نصب شوند تا شکل، انداز ه، وضعیت و نمای بتن مورد نظرحاصل گردد.

ب – قالب ها باید به اندازه کافی محکم باشند تا فشار یا وزن بتن تازه و دیگر بارها را تحمل کنند، بدون آنکه دچار تابیدگی، نشت شیره، گسیختگی یا به مخاطره انداختن کارگران شوند.

پ – قالب ها باید طوری طراحی و ساخته شوند که به آسانی و با سرعت، قابل نصب و باز کردن باشند، تا از اتلاف وقت و پول جلوگیری شود.

ت – قالب ها باید درزبندی شده باشند، تا از نشت شیره بتن جلوگیری شود.

ث- در هنگام ساخت، نصب و بتن ریزی نیاز به دقت زیادی وجود دارد تا به سطوح نرم ولبه ها آسیب نرسد. به خصوص دقت بیشتری برای قالب برداری و انبار کردن قالب ها لازم است.( دستورالعمل ساخت و اجرای بتن در کارگاه. (1385

8

.2-3 شرایط قالب برداری

الف- قالب باید وقتی برداشته شودکه بتن قادر به تحمل تنش ها و تغییر شکل های وارده باشد.
ب- قبل از آنکه اعضا و قطعات بتنی، مقاومت کافی برای تحمل وزن خود و بارهای وارده را کسب نماید، نباید پایه ها و قالب های باربر برچیده شوند.

پ- عملیات قالب برداری و جمع کردن پایه ها بایدگام به گام بدون ضربه و اعمال فشار، چنان صورت گیرند که اعضا و قطعات، تحت بارهای ناگهانی قرار نگرفته، بتن صدمه نبیند و خدشه ای به ایمنی و قابلیت بهره برداری قطعات وارد نشده و تغییر شکل های غیر مجاز در آنها رخ ندهد.

ت- چنانچه قالب برداری قبل از پایان دوره مراقبت انجام شود، باید تدابیری برای مراقبت بتن پس از قالب برداری اتخاذ گردد.( مشخصات فنی عمومی کارهای ساختمانی. (1383

.4 بارهای وارد بر قالب ها

ازجمله بارهای وارده به قالب هاکه در هنگام نصب باید به آنها توجه نمود به شرح ذیل می باشند:

وزن قالب ها و پشت بندها، وزن بتن تازه، آرماتور و سایر اقلام کار گذاشته شده در بتن، وزن افراد، وسایل کار، گذرگاه ها و سکوهای کار، بارهای موقت حاصل از انبار کردن مصالح و اثرات دینامیکی نظیر اثر تخلیه بتن از جام حمل بتن، فشار رو به بالای باد، عکس العمل های تکیه گاهی در بتن های پیش تنیده، رانش بتن تازه، فشار و مکش باد، بارهای ناشی از تغییرات درجه حرارت، بارهای ناشی از بتن ریزی نامتقارن، نیروهای رو به بالا در قالب ها و اجسام کار گذاشته شده در بتن، بارهای حاصل از نشست نامتقارن تکیه گاه های قالب و بارهای ناشی از لرزاندن و متراکم کردن بتن.( مشخصات فنی عمومی کارهای ساختمانی. (1383

.5الزامات طراحی و اجرای ساختمان های بتن آرمه با شیوه قالب های تونلی

-1 مبانی کلی طراحی این سیستم مطابق با ساختمان های بتن مسلح از نوع دیوار باربر صورت گرفته و شیوه اجرای آن به روش قالب های تونلی انجام می شود.

-2 اجرای این سیستم در کلیه پهنه های لرزه خیزی ایران (مطابق استاندارد (2800 حداکثر تا 15 طبقه یا50 متر از تراز پایه بلامانع است. -3 طرح لرزه ای و سازه ای به ترتیب بر اساس آخرین ویرایش استاندارد 2800 ایران و آئین نامه آبا ( یا آئین نامه و ویرایش های بعد از آن) انجام گیرد. -ACI 318-054 رعایت ضوابط مربوط به شکل پذیری متوسط و زیاد متناسب با لرزه خیزی مناطق مختلف ایران مطابق استاندارد 2800 الزامی است.
-5 منظم بودن ساختمان در پلان و ارتفاع ضروری است.