انواع سیستم های سازه ای و روش های قالب گیری

انتخاب نوع سازه از جمله تصمیمات بسیار مهمی است که سازندگان و مهندسین باید با دقت نسبت به آن اقدام کنند. سازه های ساختمانی با توجه به شرایط اقلیمی، اجرایی، فنی و … انتخاب می شوند، از این رو باید با در نظر گرفتن فاکتورهای مهم سازه ای مناسب طراحی و اجرا نمود. سازه های متداول در کشور شامل سازه های سنتی، بتنی، فلزی و صنعتی می باشند که در این نوشته به معرفی آن ها می پردازیم. با ما همراه باشید.

سازه سنتی
برخلاف سایر سازه ها، ساخت سازه سنتی بیشتر از آنکه طبق محاسبات علمی صورت گیرد، بر مبنای تجربه بوده و تمام آئین نامه های اجرایی و محدودیت های مربوط به آن طبق آمار و تجربه شکل گرفته اند. تعداد طبقات در این سازه ها در هر شرایطی حداکثر دو طبقه با ارتفاع 8 متر از سطح زمین تعیین شده و در طراحی و اجرای پلان معماری تمام محدودیت ها و ضوابط باید مورد توجه قرار گیرند. آئین نامه های اجرایی و دستورالعمل های وضع شده برای سازه سنتی همه تجربی هستند، به همین دلیل هیچ تضمینی مبنی بر علمی بودن ساخت آن وجود ندارد. در این سازه ها، دیوارها بارهای قائم را تحمل می کنند و کلاف و شناژهای قائم و افقی دیوارها و سقف را به یکدیگر متصل نموده و بار سقف را بر روی دیوارها توزیع می کنند.

سازه بتنی
متریال اصلی در ساخت این نوع سازه، بتن است، از این رو از نظر استحکام و مقاومت مورد تائید قرار گرفته است. در حال حاضر به دلیل نوسانات بالای قیمت پروفیل های فولادی اکثر سازندگان ترجیح می دهند از این سازه استفاده کنند. این سازه ها در تمام شرایط آب و هوایی مقاوم بوده و اگر پوشش بتن به خوبی اجرا شود، نم و رطوبت هیچ آسیبی به آن ها وارد نخواهد کرد، از این رو عمر آن ها در مقایسه با سایر سازه ها بیشتر است. آرماتور، بتن و قالب از قابلیت شکل پذیری برخوردار هستند، به همین دلیل می توان اعضاء سازه بتنی را در مقاطع مختلف اجرا کرد. علاوه بر آن همگن بودن اتصال تیر و دیافراگم سقف در این سازه ها آن ها را از دیگر گزینه ها بارز نموده است. از دیگر ویژگی های آن می توان به مقاومت بالا در برابر آتش سوزی و دارا بودن یک صلبیت بیشتر از سازه فلزی اشاره نمود. طراحی و اجرای سازه بتنی بابد توسط یک متخصص حرفه ای صورت گیرد زیرا آرماتوربندی و قالب بندی کاملاً تخصصی بوده و وقت گیر است. همچنین بتنی که مورد استفاده قرار می گیرد مدام باید آزمایش شود، به همین دلیل باید امکان دسترسی به آزمایشگاه مکانیک خاک در نزدیک پروژه وجود داشته باشد.

سازه فلزی
در ساخت سازه فلزی از متریال اصلی فلز (فولاد) استفاده می شود و اتصالاتی که در آن به کار می روند از نوع پیچی، جوشی و پرچی هستند. اجرای این سازه در مقایسه با سایر سازه ها به زمان کمتری نیاز دارد زیرا اسکلت فلزی را می توان قبل از نصب مونتاژ کرد. همچنین لزوم اجرای بدون وقفه و همزمان اسکلت باعث می شود سرعت اجرای کار بالا رود. نحوه اتصال اعضاء تیر و ستون در سازه فلزی امکان توسعه طبقات را فراهم نموده، به همین دلیل می توان ساختمان های بلندتری با آن ساخت. اگر اتصالات این سازه بر اساس آئین نامه های اجرایی و اصول فنی صورت گیرد و ضوابط مربوط به اتصال دیافراگم سقف با تیرهای باربر رعایت گردد، همچنین پوشش های ضد زنگ استفاده شوند، می توان گفت ساختمان از مقاومت بالایی برخوردار خواهد بود.

سازه فلزی مزایای بیشماری در بر دارد اما در کنار این قابلیت ها از محدودیت اجرایی برخوردار است. گاهی اوقات شرایط آب و هوایی کیفیت جوش را تحت تأثیر قرار داده و سرعت زنگ زدگی را افزایش می دهد، از این رو اتصالات باید در وضعیت مناسب آب و هوایی اجرا شوند. زنگ زدگی ناشی از اکسید شدن فلز به مرور زمان سطح مقطع فلز را کاهش داده، پوسیدگی عمیق تر شده و در نتیچه مقاومت سازه در برابر بارهای وارده کاهش پیدا می کند. همچنین شکل اسکلت فلزی در آتش سوزی و حرارت بالا تغییر می کند و منجر به تخریب سازه می گردد.

سازه صنعتی
سازه صنعتی به عنوان یک سازه مستقل در نظر گرفته نمی شود زیرا یا از نوع اسکلت بتنی، اسکلت فلزی و یا ترکیبی از این دو می باشد. برای ساخت سازه صنعتی از روش هایی نظیر LSF، TCF، ICF و B & N استفاده می شود.

روش قاب های سبک فلزی (LSF)

در اجرای این سازه از ورق های فولادی سرد نورد شده با اتصالات پیچ و مهره استفاده می شود. برای سقف نیز تیرچه های فولادی سرد نورد شده با فاصله های مشخص و برای دیوارها پانل های گچی به کار می روند.

روش های قالب عایق ماندگار (ICF)

در این روش سازه کاملاً بتنی و دارای دیوارهای بتن مسلح باربر بوده که جنس قالب دو طرف دیوار از جنس پلی استایرن می باشد. این قالب های پلی استایرن نه تنها نقش قالب را در بتن ریزی به عهده دارند بلکه به عنوان عایق صوتی و حرارتی عمل می کنند و تا حد زیادی از هدررفت انرژی جلوگیری می نمایند.

روش سازه فلزی با اتصالات پیچ و مهره (B & N)

این روش، روش ساخت سازه فلزی است که در آن از اتصالات پیچ و مهره به جای اتصالات جوشی استفاده می شود. اصولاً مشکل اصلی سازه های فلزی اتصالات جوشی آنهاست اما در روش پیچ و مهره این مشکل حل می گردد. در این روش از پروفیل های فلزی استاندارد و مونتاژ پیچ و مهره ها استفاده می شود، به همین دلیل هزینه اجرای آن به نسبت سایر سازه های فلزی بالاتر است.

روش قالب های تونلی (TCF)

در این روش نیز سازه، بتنی است و دیوارها و سقف آن با استفاده از بتن مسلح به صورت همزمان آرماتوربندی، قالب بندی و بتن ریزی می شود. راه پله ها و دیوارهای غیر باربر در این سازه را می توان به صورت پیش ساخته اجرا نموده و آن ها را بعد از آنکه دیوارهای باربر و سقف بتن ریزی شدند نصب کرد. این سازه در مقایسه با تمام سازه ها از مقاومت بالاتری در برابر زمین لرزه برخوردار است.