فونداسیون یا شالوده در پایین ترین قسمت ساختمان قرار دارد و با توجه به اینکه بار ساختمان از طریق آن به زمین منتقل می شود.
استحکام فونداسیون نقش مهمی در ایستایی و استحکام کل ساختمان دارد.
به منظور ساخت کلیه ساختمان ها، رعایت مقررات ملی و ضوابط پی در ساخت و اجرای فونداسیون الزامی است.
بر اساس نوع فونداسیون مورد نیاز برای ساختمانها تدابیری باید اتخاذ کرد تا تعادل و پایداری لازم بین بارهای وارده و مواضع اتکا روی زمین برقرار شود. بدین سبب شناخت اصولی روش اجرای فونداسیون اهمیت دارد.
پی به مجموعه بخش هایی از سازه و خاک در تماس با آن که وظیفه انتقال بار از ساختمان به زمین را دارد گفته می شود.
به طور کلی وظیفه یک شالوده (پی) آن است که وزن ساختمان را به گونه ای به زمین انتقال دهد که:
اصول پایدار ساختمانی بر اساس پی سازه:
سازه عبارت است از یک عضو یا مجموعه ای از اعضا که به منظور تحمل و انتقال نیرو به کار می رود. مجموعه اعضای سازه یک ساختمان شامل سقف، تیر، ستون و شالوده می باشد.
تعریف فونداسیون:
قسمتی از سازه ساختمان که غالبا پایین تر از سطح قرار گرفته و نیروهای وارده را به خاک یا بستر سنگی (پی) انتقال می دهد شالوده یا فونداسیون نامیده می شود.
عمده ترین بارهای وارده بر سازه ساختمان:
شالوده ساختمان:
ابعاد شالوده ای که بار ستون را تحمل می کند شامل سه عامل (مقدار بار وارده) و (مقاومت بستر خاک) و (جنس مصالح تشکیل دهنده شالوده) می باشد.
ابعاد شالوده با مقدار بار وارده نسبت مستقیم و با مقاومت خاک بستر نسبت معکوس دارد.
یعنی هرقدر مقدار بار وارده زیاد باشد ابعاد شالوده نیز بزرگ تر خواهد بود و برعکس هرقدر مقاومت خاک بستر زیر شالوده بیشتر باشد ابعاد شالوده را می توان کمتر انتخاب نمود.
تقسیم بندی فونداسیون:
به طور کلی فونداسیون ها را به دو دسته کلی تقسیم بندی می کنند
به طور کلی تر پی ها به دسته های زیر تقسیم بندی می شوند:
بتن مگر:
|بتن با عیار کم سیمان (حدود 150-100 کیلوگرم بر متر مکعب) که در زیر شالوده اجرا می شود بتن مگر (بتن نظافت یا بتن لاغر) گویند.
ضخامت آن معمولا 10 سانتی متر می باشد و عرض آن 10 سانتی متر از هر طرف از ابعاد فونداسیون شالوده بیشتر است.
هدف از اجرای بتن مگر:
اجزای پی منفرد:
بتن مگر: بتنی با ضخامت حداقل 10 سانتی متر که خطر آلودگی بتن سازه ای را به هنگام انجام عملیات بتن ریزی مرتفع می نماید.
عیار بتن مگر 150 و ضخامت آن حداقل 7.5 سانتی متر می باشد. بهترین زمان بتن ریزی مگر بعد از گودبرداری و کوبیدن خاک می باشد.
قالب بندی: بخش عمده هزینه ساخت و اجرا را در ساختمان های بتنی به خود اختصاص می دهد.
یک محل مناسب برای پی ساختمان باید دارای دو ویژگی باشد:
عمق یخبندان پایین ترین عمقی است که در آن آب و هوا و رطوبت خاک در سرمای ناشی از سردترین روز سال یخ می زند و این مقدار با اقلیم مشخص می شود.
ابعاد تکیه گاه انواع عناصر باربر قائم:
عوامل موثر بر ضخامت (ارتفاع) پی:
نیروی فشاری ستون عامل برش می باشد.
توزیع نیرو در پی مانند قیف برعکس می ماند. آرماتورهای ریشه برای اتصال پی به ستون دارای حداقل طول 50 برابر قطر میلگرد یا 60 سانتی متر در ستون و 60 برابر قطر میلگرد یا 70 سانتی متر در پی می باشند.
آرماتورگذاری فونداسیون:
همان گونه که در شکل زیر دیده می شود پی منفرد بار متمرکز دریافتی از ستون را به صورت گسترده به زمین منتقل می کند.
این موضوع باعث می شود در قسمت های زیرین شالوده مطابق شکل کشیدگی ایجاد شود.
در سازه های بتن مسلح وظیفه تحمل کشش به عهده میلگردهای فولادی است، بنابراین لازم است در قسمت های پایینی شالوده که کشش در آن ناحیه ایجاد می شود، میلگرد فولادی قرار دهیم.
با توجه به اینکه کشیدگی در هر دو جهت شالوده منفرد به وجود می آید لازم است آرماتورهای مربوطه در دو جهت قرار گیرند.
فونداسیون مرکب:
هنگامی که دو ستون در فاصله کم از یکدیگر قرار دارند از پی مرکب استفاده می شود.
اندازه های پی مرکب باید طوری انتخاب گردد که بار منتجه از مرکز ثقل عبور کند تا بار با فشار یکنواخت توزیع گردد.
زمانی از پی ذوزنقه ای استفاده می گردد که اختلاف بارهای دو ستون بسیار باشد و محدودیت هایی برای طول پی وجود داشته باشد.
فونداسیون تسمه ای - پی طره ای:
این نوع پی هنگامی که فاصله ستون ها زیاد است یا بار ستون برون محوری بر پی وارد می شود، استفاده می گردد.
فونداسیون نواری: