المان های بنایی

به طور کلی المان های بنایی می توانند به صورت دیوار، ستون، یا تیر در سازه مورد استفاده قرار گیرند. در تمامی موارد، المان های بنایی از دو بخش واحد بنایی و ملات تشکیل می شوند. واحد بنایی می تواند به صورت آجر با بلوک و از جنس خشت (رس خشک شده در دمای پایین)، سفال (رس پخته شده در دمای بالا)، بتن یا شیشه باشد.

ملات نیز می تواند از اجزای گوناگونی ساخته شده باشد. که در این میان استفاده از سیمان، آهک و ماسه در ساخت ملات متداول است. بسته به مقاومت مورد نیاز، المان بنایی می تواند شامل دوغاب یا آرماتور نیز باشد. دوغاب بتنی ریزدانه و روان است که داخل حفره های واحدهای بنایی را پر می کند. آرماتور نیز می تواند به صورت افقی یا قائم و محصور در دوغاب یا ملات مابین واحدهای بنایی قرار داده شود.

مشخصات فیزیکی

قبل از هر چیز باید توجه داشت که یک المان بنایی به ویژه یک دیوار بنایی، المانی ایزوتروپیک نبوده و مشخصات آن در جهات مختلف متفاوت است. این موضوع به ویژه در طراحی خمشی دیوارهای بنایی بسیار مهم بوده و مقاومت خمشی خارج از صفحه دیوار در جهات افقی و قائم می تواند بسیار متفاوت باشد. البته آیین نامه های فعلی به منظور سادگی طراحی، ماهیت غیر ایزوتروپیک المان بنایی را تنها در مدول گسیختگی و مقاومت برشی آن در نظر گرفته و فرض می شود سایر مشخصات از جمله مقاومت فشاری و مدول الاستیک در تمام جهات یکسان باشد.

مقاومت فشاری

مقاومت فشاری المان بنایی به مقاومت فشاری واحد بنایی، مقاومت فشاری ملات و نیز ضخامت ملات بستگی دارد. به بیان دیگر مقاومت فشاری المان بنایی عددی است ما بین مقاومت فشاری ملات و مقاومت فشاری واحد بنایی به گونه ای که بسته به نوع ملات مصرفی مقاومت فشاری المان بنایی بین ٪25 تا 50٪ مقاومت فشاری واحد بنایی است. البته در مورد واحدهای بنایی ساخته شده از بتن های AAC، مقاومت فشاری المان بنایی تقریباً برابر با مقاومت فشاری واحد بنایی بلوک AAC خواهد بود.

مقاومت خمشی

مقاومت خمشی یک المان بنایی غیر مسلح توسط مدول گسیختگی المان بنایی کنترل می شود. این پارامتر خود مستقیماً به مقاومت چسبندگی ملات به واحد بنایی وابسته است. شایان ذکر است که مقاومت چسبندگی معمولاً از مقاومت کششی ملات و واحد بنایی کوچک تر بوده و وابستگی شدیدی به نحوه ی ساخت دیوار دارد. به عنوان مثال ملاتی که بتواند آب خود را حفظ کند و نیز واحدهای بنایی ای که جذب آب کمتری داشته باشند منجر به ایجاد چسبندگی بهتری می شوند.

برای این منظور استفاده از آهک در ملات توصیه نمی شود و چرا که آهک موجب می شود ملات حالت خمیری پیدا کرده و آب خود را به سادگی از دست ندهد. همچنین در مورد واحدهای بنایی رسی بهتر است قبل از اجرای دیوار واحد بنایی رطوبت کافی داشته باشد تا از میزان مکش آب آن کاسته شود. بر اساس تحقیقات انجام شده بسته به نوع ملات، نوع واحد بنایی، وجود یا عدم وجود دوغاب، جهت خمش و نیز چینش واحدهای بنایی، مدول گسیختگی المان های بنایی می تواند بین 0/2 تا 2 مگاپاسکال باشد.

مقاومت برشی

مقاومت برشی المان های بنایی به طور کلی از دو قسمت تشکیل می شود. قسمت اول ناشی از چسبندگی ملات به واحد بنایی و قسمت دوم ناشی از اصطکاک مابین واحد بنایی و ملات است. البته در صورتی که نیروی محوری فشاری مابین واحد بنایی و ملات بالا باشد. ممکن است شکست برشی در خود واحد بنایی رخ دهد که در این صورت برش به مجذور مقاومت فشاری المان بنایی وابسته خواهد بود. در صورت عدم وجود نیروی محوری، مقاومت برشی المان های بنایی معمولاً بین 0/2 تا 0/6 مگاپاسکال است.

مدول الاستیک

معمولاً مدول الاستیک المان های بنایی بر اساس مقاومت فشاری آنها بیان می شود. بیدن ترتیب که با ضرب عددی در مقاومت فشاری المان بنایی، مدول الاستیک آن تخمین زده می شود. این ضریب به نوع واحد بنایی بستگی داشته و آیین نامه های مختلف ضرایب گوناگونی را پیشنهاد داده اند. به طور معمول برای المان های ساخته شده از واحدهای رسی، این ضریب برابر 700 و برای واحدهای سیمانی این ضریب برابر 900 در نظر گرفته می شود.

در نتیجه به عنوان مثال برای یک المان ساخته شده از بلوک های رسی، مدول الاستیک عددی بین 4 تا 21 گیگاپاسکال است. به بیان دیگر میانگین مدول الاستیک المان های بنایی تقریباً نصف مدول الاستیک المان های بتن مسلح و تقریباً نصف مدول الاستیک المان های بتن مسلح و تقریباً 15 برابر کمتر از المان های فولادی است.

مدول برشی

به طور سنتی برای تمامی المان های بنایی مدول برشی برابر 40٪ مدول الاستیک در نظر گرفته می شود. البته این فرض برای المان های بتنی و تقریباً برای المان های فولادی نیز صادق است.