بررسی اشکالات اجرایی سازه های بتنی

علاوه بر خطاهای طراحی و محاسباتی، خطاها و اشکالاتی در اجرای ساختمان های بتن آرمه مشاهده می شود که ممکن است حین وقوع زلزله عملکرد ساختمان را دچار مشکل نماید. علاوه بر آن، برخی اشکالات اجرایی هستند که در زمان بهره برداری ساختمان، مشکلاتی را به وجود می آورند. تعدادی از این اشکالات اجرایی در بخش زیر تشریح می شود.

ساختمان های بتنی که سیستم باربر جانبی آنها صرفاً قاب خمشی است در مقایسه با دیوار برشی عملکرد ضعیفتری دارند. علت این امر تمرکز تخریب در اتصالات است. به دلیل ضعف ذاتی اتصالات بتنی، آسیب پذیری این نوع سازه زیاد است. به عکس ساختمان های دارای دیوار برشی نرمی بیشتر و کاهندگی کمتری دارند و از این رو، عملکرد بسیار بهتری دارند.یک اشکال اجرایی مهم که در ساختمان های بتن آرمه مشاهده می شود، وجود نداشتن خاموت هایی با قلاب 135 درجه است. این خاموت ها در تیرها و ستون ها، مخصوصاً در نواحی ویژه تیرها و ستون ها نقش مهمی در محبوس شدگی بتن دارند. متاسفانه این موضوع چندان برای سازندگان ساختمان روشن نیست و تمهیدات ویژه ای را در ناحیه اتصال در نظر نمی گیرند.

عدم توجه به سرگیر بودن یا شانه گیر بودن تیرهای بتنی در پلان های معماری و برش ها تیر را تخریب می کند.ساختمان هایی که در مجاورت یکدیگر قرار دارند و بین آنها درز انقطاع مناسبی وجود ندارد، به دلیل هم فاز نبودن ارتعاشات در حین زمین لرزه به یکدیگر ضربه می زنند که به آن تنه زدگی یا Pounding گفته می شود.از ایجاد ستون های کوتاه، به خصوص در نورگیرهای زیرزمین ها، حتی الامکان خودداری شود. دلیل این موضوع را این طور می توان توضیح داد که سختی ستون با عکس مکعب طول آن متناسب است. چنانچه مثلاً یک سوم طول ستون آزاد بماند، سختی آن نسبت به ستون های کاملاً آزاد 27 برابر می شود. بدین ترتیب این ستون های کوتاه بخش عمده ای از نیروی برشی طبقه را جذب می کنند و به علت کوتاه بودنشان حالت شکست برشی در آن غالب می شود.

برای جلوگیری از ریزش یا سقوط دیوارهای سفالی ساختمان های بتن آرمه یا فولادی، دیوارهای بدون نما و دیوارهای نمادار را باید به طرز مناسبی نبشی کشی کرد.برای جلوگیری از جذب آب بتن تازه ریخته شده توسط قالب های آجری یا بعضاً خاک، باید از پوشش های پلاستیکی استفاده کرد. این مورد در بعضی ساختمان ها رعایت نمی شود.در محل اتصال ستون به شالوده، میلگرد طولی ستون که به داخل شالوده برده شده باید در طولی حداقل برابر با 300 میلیمتر با میلگردگذاری عرضی ویژه تقویت شود.در ستون های بتن آرمه ای که دارای خاموت دوبل هستند، برای راحتی اجرا، خاموت کوچک تر را بزرگ تر از اندازه لازم خم می کنند تا آرماتورهای طولی را در بر نگیرد، و قسمت های خم شده در بتن پوشش قرار و با قالب تماس پیدا کنند.

وصله های پوششی تنها وقتی موثر خواهند بود که تنگ های ویژه با فاصله کم آنها را احاطه کنند و بعد از پکیدن بتن پوشش، وصله ها را محبوس کنند. معمولاً در ساختمان های بتنی در حال اجرا این مورد رعایت نمی شود.اتصالات بتنی از دو سو، زیر اثر لنگرهای مخالف قرار گرفته و تنش ها در امتداد یکی از اقطار، کشش و در دیگری فشار به وجود می آورند تا آنجا که در امتداد قطر فشاری ترک ایحاد می شود (چون بتن در کشش ضعیف است) و با افزایش لنگر نهایتاً قطر فشاری خرد می شود.

رفتار پسماند این نوع اتصالات حاکی از شکست ترد آنها است که مشخصه عمومی شکست های برشی است. ویژگی های آن شامل کاهندگی سختی، کاهندگی شدید مقاومت، ظرفیت اتلاف انرژی کم و نرمی اندک است. لذا در اتصال تیر به ستون، در ارتفاع تیر منتهی به محل اتصال، باید در امتداد عمود بر میلگرد طولی ستون تنگ (خاموت عرضی) قرار داده شود. این تنگ ها وظیفه انتقال برش از درون اتصال را دارند (ترک ها را می دوزند). مقدار تنگ نباید کمتر از دوسوم مقدار تنگ در ناحیه ویژه ستون و فاصله آنها نباید از 1/5 برابر فاصله تنگ ها در این ناحیه بیشتر شود.

زلزله های گذشته نشان داده که درصد زیادی از خرابی های سازه ای از غیر هم محور بودن و غیر عمود بودن اعضاء سازه ای به وجود آمده اند. این غیر هم محور بودن اعضاء در اکثر سازه های بتن آرمه هم در پلان و هم در ارتفاع مشاهده می شود. تمامی تیرها و ستون ها باید در گره ها هم محور باشند.با توجه به اینکه سوراخ های بلوک های استفاده شده در سقف، باز است، حین بتن ریزی سقف (مخصوصاً با پمپ)، بتن داخل بلوک ها می رود. با یک بررسی مشخص شد که حین بتن ریزی با پمپ، بتن ریخته شده داخل تیرها (پوتره ها) معمولاً وارد 3 عدد بلوک سفالی متوالی می شود.

(تا سه بلوک پیش روی می کند).این بتن وزن قابل توجهی روی تیر و سقف اعمال می کند. در اجرا باید از بلوک های یک طرف بسته کنار تیرها استفاده کرد یا اینکه تعدادی بلوک را قبل از اجرا روی ملات گچ قرار داد تا یک طرفشان مسدود شود.یکی دیگر از اشکالات رایج ساختمان های بتنی عدم اجرای صحیح آرماتوربندی راه پله ها در محل زانویی هاست.یک اشکال اجرایی ساختمان های بتن آرمه مربوط به اجرای دیوارک بتنی راه پله است. باید فاصله 5 سانتی متری مابین دیوارک بتنی و ستون در نظر گرفته شود و مابین آنها پلاستوفوم قرار داده شود. متاسفانه در اکثر اجراها مشاهده می شود که این دیوارک بتنی را کاملاً به ستون بتنی می چسبانند.

در این حالت قسمت آزاد ستون، ستون کوتاه محسوب می شود. این ستون کوتاه بخش عمده ای از نیروی برشی طبقه را جذب می کند و به علت کوتاه بودنش حالت شکست برشی غالب می شود.عدم اجرای ریشه پله مخصوصاً در ساختمان های بتن آرمه، یکی دیگر از ایراد های اجرایی است. بعضاً مشاهده می شود که به دلیل سهل انگاری ریشه پله اجرا نشده و رمپ پله روی خاک می نشیند و رمپ هیچ اتصالی با پی ندارد. در این حالت با نفوذ رطوبت به خاک زیر رمپ و نشست آن ممکن است رمپ شکسته شود.
نداشتن قلاب 90 درجه آرماتورهای سراسری تیر داخل ستون های انتهایی هم مشاهده می شود.رد کردن آرماتور سراسری تیرها خارج از آرماتورهای ستون ها هم اشکال اجرایی متداولی است که مشاهده می شود.

استفاده از ستون ریز درست است که سرعت بتن ریزی را افزایش می دهد، موجب به هم خوردن دانه بندی بتن می شود.رعایت نکردن پوشش بتنی تیرها و عدم رعایت عرض و ارتفاع تیرها مطابق نقشه ها یکی از اشکالات رایج در ساختمانهای بتن آرمه است.یک اشکال اجرایی که در 99٪ ساختمان های بتن آرمه در حال اجرا در ایران مشاهده می شود اجرای نادرست رمپ پله است. اصولاً گام های پله هم باید همزمان با دال بتنی رمپ با بتن ایجاد شوند. در این حالت هم یکپارچگی راه پله حفظ خواهد شد و هم ایمنی کارگران و مهندسان حفظ خواهد شد.

عدم نبشی کشی دیوارهای نما دار و دیوارهای بدون نما از اشکالات اجرای دیگر رایج ساختمان های بتنی است.در یک ساحتمان با شکل طولانی و گسترده به علت وجود احتلاف فاز در حرکت لرزه ای، نیروهای پیچیده ای بر سازه عمل حواهند کرد، در چنین ساختمان هایی در فواصل مناسب، پیش بینی درز انقطاع لازم است. اگر نسبت طول به عرض ساختمان بیش از 3 باشد، دیگر نمی توان دیافراگم ها صلب فرض کرد. احتمالاً نیمه صلب خواهد بود.عدم رعایت محل صحیح وصله آرماتورهای طولی تیرها یکی از اشکالات رایج در ساختمان های بتنی در حال اجرا است. آرماتوربند به دلیل پرت نشدن آرماتورها، محل صحیح وصله های پوششی آرماتورهای طولی را رعایت نمی کنند. همچنین در محل وصله باید خاموتگذاری متراکم باشد.

ابتدا و انتهای تیرچه ها باید در طولی حدود 15 سانتی متر فاقد بتن باشند تا بعد از بتن ریزی اتصال مناسبی با تیرها داشته باشند. بعضاً این قسمت ها هم دارای بتن هستند. در این حالت شکستن بتن آن قسمت ها توصیه می شود که به نظر می رسد منجر به ترک خوردگی و آسیب به بقیه بتن تیرچه ها شود. بنابر این بهتر است در کارگاه ساخت تیرچه، ابتدا و انتهای تیرچه ها در طول حدود 15 سانتی متر بتن ریزی نشوند.
عدم خم کردن آرماتورهای طولی ستو ن ها در تراز بام از اشکالات رایج ساختما ن های بتنی است.

از اتصال تیر به تیر در ساختمان های بتنی حتی الامکان باید اجتناب شود.طول ناکافی آرماتورهای انتظار ستون ها در تراز طبقات و وصله کردن تمامی آرماتورها در یک ناحیه از ستون از اشکالات دیگر اجرایی برخی ساختمان های بتن آرمه است.عرض ناکافی ستون های بتنی برای طول مهاری مستقیم قلاب استاندارد 90 درجه آرماتورهای طولی نیز از اشکالاتی است که بیشتر باید در طراحی مد نظر قرار گیرد.عدم رعایت زمان قالب برداری با توجه به دمای هوا نیز مشاهده می شود. برداشتن زود هنگام قالب ها می تواند به بتن ستون ها یا تیرها آسیب بزند. همچنین برچیدن پایه های اطمینان فقط در صورتی مجاز است که علاوه بر مراعات تمامی محدودیت ها، بتن به مقاومت 28 روزه مورد نظر رسیده باشد.

برای پیوستگی بهتر راه پله بتی با سقف ارجح است که بتن ریزی پله ها همزمان با بتن ریزی سقف انجام گیرد. این کار همچنین از لحاظ ایمنی کارگران و مهندس ناظر و مهندس مجری و کارفرما برای صعود به طبقات لازم الاجرا است.آب بند نبودن قالب که به خروج شیره بتن و کیفیت نازل آن منجر می شود.عدم رعایت فاصله آرماتورها از قالب و از یکدیگر ( که سبب زیاد یا کم شدن پوشش بتن روی آرماتور می شود). در ستون ها توزیع آرماتورها متقارن نیست.

عدم توجه به تراز بودن سطح بتن سقف ها یا تراز بودن بلوک های سفالی و در نتیجه افزایش بار مرده در اثر پوکه ریزی اضافی برای تراز نمودن سقف.تمیز نکردن داخل قالب ها قبل از بتن ریزی. در این مورد اگر بلوک ها از نوع یونولیتی باشند داخل قالب ها و داخل تیرچه های ما بین بلوک ها نیاز به تمیز کردن بیشتری دارند.
شاقول کردن ستون ها و مهار آنها حتماً باید قبل از بتن ریزی انجام گیرد و بعد از بتن ریزی تنها کنترل شوند. بعد از بتن ریزی اقدام به شاقول کردن ستون می نمایند و با حرکت دادن آرماتورهای طولی ستون و قالب ها باعث ایجاد ترک در پای ستون و یا سطح بالای ستون می شوند.

عدم رعایت طرح اختلاط مناسب در ساخت بتن مخصوصاً در ساخت دستی بتن با بتونیر از جمله اشکالاتی است که به وفور مشاهده می شود.آرماتورهای طولی باید در عرض تیر توزیع شده و آرماتورهای عرضی نیز علاوه بر خاموت خارجی در بخش میانی مقطع تعبیه شود.

عدم اعمال خیز منفی وسط دهانه تیرها و تیرچه های بلند. این مورد اگر با کیفیت پائین بتن و ارتفاع کم تیر و همچنین کمبود آرماتور فشاری لازم همراه باشد ممکن است در درازمدت منجر به خیز تیر و ترک خوردگی سقف و یا دیوار زیر آن شود. خیز زیاد تیرهایی که در روی پنجره ها یا به عنوان نعل درگاه به کارگرفته شده اند، ممکن است باعث ترک برداشتن شیشه ها یا حتی اختلال در عملکرد مناسب پنجره شود.ممکن است سیستم شیب بندی بام و هدایت مناسب آب باران از روی بام را مختل کند. در نهایت خیز زیاد تیرها باعث عدم زیبایی و حتی ایجادد احساس نا امنی در استفاده کنندگان از سازه می شود.