مقدمه
گودبرداری :
برای گودبرداریهای بزرگتر استفاده از بیل و کلنگ مقرون به صرفه نبوده و بهتر است از وسایل مکانیکی مانند لودر و غیره استفاده شود. در اینگونه موارد برای خارج کردن خاک از محل گودبرداری و حمل آن به خارج کارگاه معمولا از سطح شیبدار استفاده میگردد. بدین طریق که در ضمن گودربرداری سطح شیبداری در کنار کود برای عبور کامیون و غیره ایجاد میگردد که بعد از اتمام کار، این قسمت وسیله کارگر برداشته میشود.
تا چه عمقی گودبرداری را ادامه میدهیم
ظاهرا حداکثر عمق مورد نیاز برای گودبرداری تا روی پی میباشد. به علاوه چند سانتیمتر بیشتر برای فرش کف و عبور لولهها (در حدود 20 سانت یمتر که 6 سانتیمتر برای فرش کف و 14 سانتیمتر برای عبور لوله میباشد.) که در این صورت میباید محل پیهای نقطهای یا پیهای نواری و شناژها را با دست خاکبرداری نمود. ولی بهتر است که گودبرداری را تا زیرسطح پیها ادامه بدهیم، زیرا در این صورت اولا برای قالببندی پیها آزادی عمل بیشتری داریم. در نتیجه پیهای ما تمیزتر و درستتر خواهد بود و درثانی میتوانیم خاک حاصل از چاهکنی و همچنین نخالههای ساختمان را در فضای ایجاد شده بین پیها بریزیم که این مطلب از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه میباشد، زیرا معمولا در موقع گودبرداری کار با ماشین صورت میگیرد در صورتی که برای خارج نمودن نخالهها و خاک حاصل از چاه فاضل آب از محیط کارگاه میباید از وسایل دستی استفاده نمائیم که این امر مستلزم هزینه بیشتری نسبت به کار با ماشین میباشد.
البته در مورد پیهای نواری این کار عملی نیست زیرا معمولا پیسازی در پیهای نواری با شفته آهک میباشد که بدون قالببندی بوده و شفته در محل پیهای حفر شده ریخته میشود در این صورت ناچار هستیم در ساختمانهائی که با پی نواری ساخته میشود اگر به گودبرداری نیاز داشتیم گودربرداری را تا روی پی ادامه دهیم.
پی کنی
اصولا پیکنی به دو دلیل انجام میشود.
دسترسی به زمین بکر
با توجه به اینکه کلیه بار ساختمان بوسیله دیوارها یا ستونها به زمین منتقل میشود در نتیجه ساختمان باید روی زمینی که قابل اعتماد بوده و قابلیت تحمل بار ساختمان را داشته باشد بنا گردد. برای دسترسی به چنین زمینی ناچار به ایجاد پی برای ساختمان میباشیم.
برای محافظت پایه ساختمان
برای محافظت پایه ساختمان و جلوگیری از تأثیر عوامل جوی در پایه ساختمان باید پیسازی نمائیم در این صورت حتی در بهترین زمینها نیز باید حداقل پیهائی به عمق 40 تا 50 سانتیمتر حفر کنیم.
ابعاد پی
عرض و طول و عمق پیها کاملا بستگی به وزن ساختمان و قدرت تحمل خاک محل ساختمان دارد. در ساختمانهای بزرگ قبل از شروع کار بوسیله آزمایشات مکانیک خاک قدرت مجاز تحملی زمین را تعیین نموده و از روی آن مهندس محاسب ابعاد پی را تعیین مینماید. ولی در ساختمانهای کوچک که آزمایشات مکانیک خاک در دسترس نیست باید از مقاومت زمین در مقابل بار ساختمان مطمئن شویم. اغلب مواقع قدرت مجاز تحملی زمین برای ساختمانهای کوچک با مشاهده خاک پی و دیدن طبقات آن و طرز قرار گرفتن دانهها به روی همدیگر و یا با ضربه زدن به وسیله کلنگ به حل پی قابل تشخیص میباشد. گاهی اوقات نیز برای به دست آوردن اطمینان بیشتر میتوان اقدام به آزمایشات ساده محلی نمود که چند نمونه از این آزمایشات ذیلا شرح داده میشود. قبل از انجام آزمایش جهت تعیین قدرت مجاز خاک باید از وزن ساختمان و میزان باری که از طرف ساختمان به زمین وارد میشود آگاه شویم.
انواع پیها
پیها از لحاظ نوع ساختمان و مقاومت زمین وزن ساختمان دارای انواع مختلف میباشد.
اول و دوم پیهای نقطهای و پیهای نواری است که در بخش ساختمانهای فلزی و آجری دربارة آنها توضیح داده خواهد شد.
پیهای عمومی
به اینگونه پیها که رادیه ژنرال هم میگویند از بتن مسلح ساخته میشود و دارای محاسبات فنی مفصل و دقت اجرای فوقالعاده میباشند برای ساختمانهایی که دارای وزن فوقالعاده زیاد بوده و یا ساختمانهایی که در زمینهای سست ساخته میشود اینگونه پیها ایجاد میگردد. برای ساختن پیهای سراسری باید صفحهای از بتون به طول و عرض تمام زیربنای ساختمان به ضخامت محاسبه شده حداقل در حدود 80 تا 100 سانتیمتر ریخته شود میله گردهای این صفحه بتنی طبق محاسبه بدست میآید. طبعاً در محلهائی که بار بیشتری وجود دارد میلهگردهای بیشتری گذاشته میشود مانند زیر و اطراف ستونها. آرماتورهای ریشه برای ایجاد ستونهای بتنی و یا صفحههای فلزی زیرستون برای ستونهای فلزی روی این صفحه بتنی قرار میگیرد. این صفحه بتنی مانند سینی بزرگی است که ساختمان روی آن قرار میگیرد.
لایههای پیهای نواری:
لایههای پیسازی در پیهای نواری به ترتی از پایین به بالا عبارتند از:
1- شفتهریزی
2- کرسی چینی
3- شناژ
4- ملات ماسه سیمان برای زیرایزولاسیون رطوبتی
5- قیروگونی برای ایزولاسیون رطوبتی
6- ملات ماسه سیمان برای پوشش روی قیروگونی
7- دیوار چینی اصلی.
کرسی چینی
معمولاً در طبقة همکف ساختمانها سطح اطاقها را چند سانتیمتری از کف حیاط یا کوچه بلندتر میسازند. به این اختلاف ارتفاع کرسی چینی میگویند. معمولاً کرسی چینی به سه علت انجام میشود. اول آنکه از قدیمالایام بشر تمایل داشت قدری بلندتر از کف زمین سکونت کند و بدین ترتیب احساس امنیت بیشتری مینمود. دوم آنکه ارتفاع طبقة همکف با سطح زمین مانع ورود برف و باران و برگ و خاشاک و غیره به داخل اطاقها میگردد. سوم آنکه چون اغلب زمینهائی که ما برای ساختمان انتخاب میکنیم کاملاً مسطح نبوده و دارای شیب میباشند و از طرفی اطاقها و سالنهای ساختمان باید کاملاً در یک سطح ساخته شود. لذا برای مسطح کردن اطاقها قسمتهای پایین را بوسیلة کرسی چینی با قسمتهای بلند آن هم سطح مینمایند.
عرض دیوارهای کرسی چینی بستگی به ارتفاع آن دارد. هر قدر این ارتفاع بیشتر باشد به علت وجود خاکی که در پشت آن قرار میگیرد باید پهنای آن بیشتر شود تا بتواند در مقابل فشارهای جانبی کاملاً مقاومت نماید. این مسئله در دیوارهای اطراف ساختمان که فشارهای خاک از یک طرف میباشد. باید بیشتر رعایت گردد. در هر حال عرض کرسی چینی باید قدری بیشتر از دیوار اصلی و قدری کمتر از پی زیر آن باشد. اگر ارتفاع کرسی چینی فقط در حدود 10 الی 15 سانتیمتر باشد میتواند پهنای آن مساوی دیوار روی آن باشد. باید برای کلیة دیوارها اعم از دیوارهای حمال و یا تیغهها و پارتیشنها پیسازی و کرسی چینی انجام شود.
کرسی چینی
شناژ
شن به زبان فرانسه به معنای زنجیر و شناژ به معنی زنجیر کردن میباشد. این قسمت از ساختمان که روی کرسی چینی و معمولا در یک تراز ساخته میشود برای متصل کردن کلیة پیها به همدیگر ایجاد میگردد در اثر وجود شناژ کلیه قسمتهای ساختمان به طور یکپارچه عمل نموده و کلیة نشستها یکنواخت بوده و نیروهای واردة اتفاقی (مانند زمینلرزه و باد) به یک نقطه ساختمان به تمام قسمتهای ساختمان منتقل گشته. در نتیجه از شدت نیروی وارده در یک نقطه کاسته شده و مانع خرابی ساختمان میگردد. همانطوری که در بالا گفته شد معمولاً شناژهای افقی را روی کرسی چینی در طبقة همکف اجراء مینمایند ولی گاهی اوقات نیز در طبقات زیر هر سقف روی کلیة دیوارها شناژ اجراء میگردد و این شناژهای افقی که در پایین و بالای دیوار ساخته میشود بوسیلة شناژهای عمودی در چند نقطه به یکدیگر متصل میگردد. اجراء شناژ افقی و عمودی در ناحیههای زلزلهخیز مانند ایران الزامی میباشد زیرا این شناژها به نسبت قابل ملاحظهای از شدت خرابیهای وارده میکاهد.
در ساختمانهای مختلف شناژ را با مصالح متفاوت از قبیل تیرآهن، میلهگرد. و تیرچوبی و غیره میسازند. ولی متداولترین آن شناژ بتنی میباشد. این نوع شناژ از سه قسمت تشکیل میگردد.
قالببندی (کفراژبندی)
در این مرحله روی کرسی چینی را با تخته و یا با آجر قالببندی مینمایند. انواع قالب و تفاوتهای آن در پیهای نقطهای به طور کامل شرح داده خواهد شد.
آرماتوربندی
برای ایجاد مقاومت در مقابل نیروهای کششی در بتن داخل شناژ بتنی چند ردیف در بالا و پایین میلهگرد طولی قرار میدهند و این میلهگردهای طولی را به وسیلة میلهگردهای عرضی که به آن خاموت میگویند به همدیگر متصل مینمایند. میلهگردهای طولی و عرضی را قبلاً مطابق شکل میبافتند و بعد در داخل قالببندی شناژ قرار میدهند. باید توجه داشت که پهنای این قفسة بافته شده باید در حدود 5 سانتیمتر کوچکتر از پهنای قالب شناژ باشد (هر طرف 5/2 سانتیمتر) به طوری که این میلهگردها کاملاً در بتن غرق شده و آن را از خورندگی در مقابل عوامل جوی محفوظ نگاه دارد این 5/2 سانتیمتر در مناطق مختلف و آب و هوای مختلف و همچنین محل قرار گرفتن قطعه بتونی (اینکه در داخل زمین قرار میگیرد و یا خارج آن) و همچنین میزان سولفاته بودن آبهای مجاور آن متفاوت است که میزان آن بوسیلة مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران تعیین شده است.
ایزولاسیون (عایق رطوبتی):
ایزولاسیون و یا عایقکاری به معنای جدا کردن یا جداسازی بکار میرود. ایزولاسیون انواع مختلف دارد مانند ایزولاسیونهای حرارتی که در آن از پشم شیشه استفاده میکنند و یا ایزولاسیونهای صوتی که در آن از انواع مانعهای صوتی استفاده میگردد و یا ایزولاسیون در مقابل اشعة X در بیمارستانها برای اطاقهای رادیوگرافی که از ورقههای سرب استفاده میشود و با ایزولاسیونهای رطوبتی که انواع مختلف دارد و متداولترین آن در ایران قیروگونی است.
سقف
در ساختمانهای آجری همه نوع سقفی میتوان به کاربرد مانند سقفهای تیرچه بلوک، طاق ضربی، پیش ساخته و غیره. در مورد سقفهای تیرچه بلوک در بخش ساختمانهای بتونی توضیح داده خواهد شد و در این بخش فقط با سقفهای طاق ضربی آشنا میشویم. طاق ضربی معمولا در بین تیرآهنهای پوشش سقف انجام میشود. در بعضی از شهرستانهای ایران مانند یزد طاق ضربی را با خیز بلند در حدود نیمدایره روی دهانههای تا حدود 6 متر هم اجرا میکنند برای اجرا طاق ضربی بدین طریق عمل میکنند که روی دهانههای اطاق را با فاصلههای تقریباً یک متر به یک متر تیرآهن مناسب که نمره آن با توجه به دهانه اطاق به وسیله محاسبه تعیین شده است قرار میدهند و آنگاه بین آن را به وسیله آجرهای فشاری با ملات گچ و خاک پر مینمایند. باید توجه نمود که آجر طاق ضربی نباید کاملا زنجاب شده باشد (قبل از مصرف مدتی در آب قرار گرفته با شد) فقط باید آجر آب ندیده را بلافاصله قبل از مصرف در سطل آب فرو کرده و بعد در محل مناسب نصب نود. برای اطمینان از مقاومت طاق بعد از اتمام کار روی آن را به وسیله دوغابی از گچ میپوشانند تا کلیه منافذ طاق را که احتمالاً خالی مانده است پر نمودهو جسم توپر و یکپارچهای ایجاد نماید.
بهتر است در فصل بارندگی از اجرا این قسمت خودداری شود زیرا در غیر این صورت چنانچه بعد از اجرا طاق ضربی و قبل از اجرا پوششهای دیگر روی آن اگر باران ببارد آب باران به واسطه عدم وجود منافذ لازم روی سقف باقی مانده و موجب فساد گچ گشته و ایجاد خسارت مینماید (گچ در مقابل رطوبت مقاوم نیست). خیزطاق ضربی باید در حدود 2 سانتیمتر باشد. اگر کمتر از 2 سانتیمتر باشد بواسطه تخت بودن طاق ممکن است در اثر نیروهایی که از بالا به آن وارد میشود فرو ریزد و اگر بیشتر از 2 سانتیمتر باشد به علت آنکه مجبور هستیم از زیر سطح صافی داشته باشیم، ناچاراً باید خیز آن را از زیر با گچ و خاک پر نموده در این صورت طاق ما سنگینتر خواهد شد.
پیسازی در ساختمانهای فلزی
در ساختمانهای فلزی بیشتر از پی نقطهای استفاده مینمایند و در زمینهای سست و ساختمانهای بسیار سنگین از پیهای سراسری (رادیه ژنرال) هم استفاده میکنند.
پیهای نقطهای
پیهای نقطهای برای ساختمانهایی که بار آن به طور متمرکز (نقطهای) به زمین منتقل میشود ساخته میگردد مانند ساختمانهای فلزی و یا ساختمانهای بتونی.
لایههای پیهای تکی یا نقطهای به شرح زیر است:
1- زمین مناسب
2- بتن مگر
3- میلهگردهای کف پی
4- بتون اصلی
5- صفحه زیرستون یا میلهگردهای ریشه
پیهای تکی معمولا با ابعادی که به وسیله مهندس محاسب با توجه به قدرت مجاز تحملی زمین و بار ستون تعیین میگردد ساخته میشود اینگونه پیها را اغلب با بتون مسلح میسازند.
بتونی را مسلح میگویند که داخل آن قطعات فولادی به کار رفته باشد. این قطعات معمولا میلهگرد آجدار و یا ساده میباشد.
بتن مگر
بتن مگر که به آن بتن لاغر یا بتن کم سیمان هم میگویند اولین قشر پیسازی در پیهای نقطهای میباشد. مقدار سیمان در بتن مگر در حدود 100 الی 150 کیلوگرم در مترمکعب است. در پیهای نقطهای بتن مگر به دو دلیل مورد استفاده قرار میگیرد.
1- برای جلوگیری از تماس مستقیم بتن اصلی پی با خاک
2- برای رگلاژ کف پی و ایجاد سطح کافی برای ادامه پیسازی
ضخامت بتن مگر در حدود 10 سانتیمتر میباشد و معمولا قالببندی (چوبی یا آجری) از روی بتن مگر شروع میشود.
میلهگردهای کف پی
اصولا بتن نیز مانند سایر مصالح ساختمانی در مقابل نیروهای کششی ضعیف بوده و در محل تارهای کششی ترکهایی در آن ایجاد میشود لذا برای جلوگیری از ترکیدن بتن، در محل تارهای کششی میلهگردهای فولادی قرار میدهند.
فولاد آلیاژی است که از دو عنصر اصلی آهن و کربن و عناصر فرعی دیگری تشکیل گردیده است. مقدار کربن این آلیاژ برحسب نوع فولاد آن از 2/0 الی 3/0 درصد در آهن متغیر میباشد. در بتن فولاد به صورت میلهردهای ساده به علامت ( ) و یا میلهگردهای آجردار با علامت مصرف میشود میلهگرد را با قطر آن میخوانند. با سیستم متریک میلهگرد با قطرهای 2 و 3 و 4 و 5 و 6 و 8 و 10 و 12 و 14 و 16 …
50 وجود دارد.
تارهای کششی در پیهای نقطهای در کف پی بوده و میلهگردها را در دو جهت به صورت مشبک (در حدود 5 سانتیمتر بالاتر از کف) روی بتون مگر قرار میدهند.
این آرماتورهای شبکهای را که از قبل به اندازه متناسب (در حدود 5 سانتیمتر کوچکتر از ابعاد پی، 5/2 سانتیمتر از هر طرف) بافته شده است در کف پی قرار داده و زیر آن را با تکههای کوچک شن و یا تکههای بتن قدری بالاتر از کف پی قرار میدهند به طوری که در موقع بتنریزی این شبکه کاملا در بتن غرق بشود و یا میتوان ابتدا در حدود 5 سانتیمتر در کف پی بتن ریخت و بعد این آرماتورها را روی آن قرار داده و بتنریزی را تا ضخامت تعیین شده در نقطه ادامه داد ولی این کار همیشه ممکن نیست زیرا اغلب مواقع وجود شبکههای شناژ مانع این کار میگردد، محل برخورد آرماتورهای چپ و راست را باید با مفتولهای غیرفنری 3 یا 4 به یکدیگر متصل نمود. باید توجه داشت که سرکلید آرماتورها به صورت چنگک خم شده و یا به صورت گونیا برگردانیده شود.
باید دقت شود که کلیه محلهای برخورد میلهگردهای چپ و راست با مفتول بسته شد. طول d و شعاع R نسبت به نمره میلهگردهای مختلف متفاوت است و طبق آئیننامه و محاسبه برای میلهگردهای مختلف تعیین میگردد باید توجه داشت که هیچوقت میلهگردهایی که در داخل بتن قرار میگیرد نباید رنگآمیزی شده و یا به روغن آغشته شود زیرا در این صورت رنگ روی میلهگرد مانع چسبیدن بتن و فولاد به یکدیگر میگردد. باید دقت نمود میلهگردهای مصرفی صاف و بدون انحنای موضعی باشد.
فاصله میلهگردها باید یکنواخت باشد (در حدود 10 سانتیمتر) به طوری که بزرگترین دانه بتن به راحتی از داخل آن رد بشود. در موقع بتنریزی باید دقت شود که بتون پی یا ستون و یا دال بتونی کاملا یکپارچه و توپر و متراکم بوده و در آن حفرههای خالی وجود نداشته باشد (کرمو نباشد) برای این کار اغلب از ویبراتور استفاده مینمایند.
ویبراتور موتور برقی یا بنزینی کوچکی است که در بتن تولید ارتعاش نموده و بتون را به تمام گوشههای قالب هدایت مینماید و در نتیجه مانع ایجاد فضای خالی در داخل بتن میگردد ولی باید توجه داشت که اگر بتنی را بیش از حد لازم ویبره نمائیم دانههای درشتتر آن در زیر قرار گرفته و دانههای ریزتر و همچنین دوغ آب سیمان در رو قرار میگیرد که این خود باعث غیریکنواختی و ضعف قطعه بتنی میگردد. بهتر است در صورت امکان همزمان با بتنریزی با تکهای میلهگرد و سر تیر باریکی از جنس چوب بتن کوبیده شود و یا با نواختن ضربههای ملایم به پشت قالب چوبی بتن راویبره نمائیم قبل از بتن ریزی باید محل پی را قالببندی نمود این قالببندی که به آن کفراژ هم گفته میشود ممکن است چوب (تخته به ضخامت 2 الی 5/2 سانتیمتر که در بازار به چوب روسی معروف است) یا فلز باشد.
در بعضی از ساختمانها قالب را با تیغههای آجری درست میکنند قالبهای آجری از لحاظ سرعت کار و اقتصادی مقرون به صرفه میباشد ولی به علت آنکه آجر آب بتون مجاور خود را به سرعت مکیده و آن را خشک کرده و مانع فعل و انفعال شیمیایی تدریجی آن گشته و در نتیجه بتن مجاور قالب به استقامت دلخواه نمیرسد بدین لحاظ باید در موقع استفاده از قالب آجری ابعاد پی را در حدود 5 سانتیمتر از هر طرف بیشتر از ابعاد محاسبه شده انتخاب نمود، و یا روی آجر را با ورقههای پلاستیک پوشانید تا آجر مستقیماً با بتن در تماس نباشد. در صورت اخیر باید دقت شود که لبههای ورقه پلاستیک روی کف فونداسیون قرار نگیرد زیرا در این صورت این پلاستیک مانع چسبیدن و یکپارچگی بتن جدید بتون مگر میگردد.
ممکن است چنین تصور شود که میتوان بلافاصله قبل از بتنریزی به وسیله آبپاشی دیوار آجری را سیراب نموده در نتیجه مانع آن بشویم که آجر آب بتن مجاور خود را بمکد و آن را پوک نماید ولی چون در اثر این کار همیشه مقدار زیادی آب در محل پی جمع میشود و حجم این آب مقداری از فضای پی را اشغال کرده و مانع رسیدن بتون به تمام نقاط پی شده و پس از خشک شدن فضای خالی در کف پی بوجود آمده و در نتیجه نقطه ضعفی در آن ایجاد مینماید. یادآور میگردد که بواسطه وجود آرماتورهای کف پی جمعآوری آب ریخته شده در کف پی بسیار مشکل بلکه غیرممکن میباشد. چنانچه برای بتنریزی از قالب چوبی استفاده شود بهتر است قبل از بتنریزی سطح تماس قالب با بتون را با نفت سیاه و یا روغنهای دیگر چرب نمود تا در موقع باز کردن قالب به راحتی از بتن جدا شود. این روغن مالی و همچنین سایر روغن مالیهای کفراژ میباید قبل از کفراژبندی انجام شود زیرا اگر بعد از بستن قالب بخواهیم آن را روغن مالی کنیم ممکن است میلهگردهای بسته شده به روغن آغشته گردد که این خود مانع چسبیدن بتون و فولاد و یکپارچگی آنها میگردد.
اجزاء تشکیل دهنده ساختمانهای فلزی
ساختمانهای فلزی از اجزاء مهم زیر تشکیل میشود.
1- ستونها
2- پل یا تیرهای اصلی
3- تیرچهها
4- پروفیلهای اتصال مانند نبشی و تسمه - و غیره
ستونها
در ساختمانهای فلزی و ساختمانهای بتونی به آن قسمت از اجزاء که تحت نیروی فشاری واقع هستند ستون میگویند.
ستونها از مهمترین و حساسترین اجزاء ساختمانهای فلزی میباشند، بار سقفها بوسیله پلها به ستونها منتقل شده و وسیله ستونها به زمین منتقل میگردد.
قسمتهای مختلف ستون
1- قسمتهای اصلی ستون
2- تسمههای اتصال دهنده
3- صفحههای تقویتی
4- جوش
5- اتصال ستون به صفحه زیر ستون
قسمت اصلی ستون
قسمت اصلی ستون عبارت از آن پروفیلی است که بارهای فشاری را تحمیل مینماید. برای ساختن ستونها میتوان از پروفیلهای مختلف استفاده نمود، مانند دو عدد تیرآهن I معمولی و یا یک عدد آهن بال پهن و یا دو عدد ناودانی و یا یک عدد قوطی چهارگوش و یا چهار عدد نبشی و غیره در ایران برای ساختن ستونها معمولا از دو عدد تیرآهن I معمولی استفاده میشود و آنها را بوسیله تسمه به یکدیگر متصل مینمایند، گاهی نیز از آهنهای بال پهن که به آنها H گفته میشود و یا قوطی چهارگوش استفاده میشود. در مواردی که بار ستون زیاد است میتوان از سه عدد تیرآهن I که به شکلهای مختلف به همدیگر متصل میشوند استفاده نمود. و در طبقات بالاتر که بار ستونها کاهش مییابد میتوان از ادامه یکی از آهنهای I خودداری کرد.
برای ساختن ستونها از دو یا سه عدد I معمولی و یا سایر پروفیلها باید دقت کافی به عمل آورد تا ستونها کاملا مستقیم و راست ساخته شود زیرا کوچکترین انحنای ستون ممکن است بعد از بارگذاری منجر به کمانش ستون گشته و در نتیجه باعث تخریب ساختمان شود. در موقع ستونسازی به دو علت ممکن است انحنا در آن ایجاد بشود، اول آنکه امکان دارد تیرآهنهای مورد استفاده برای ساختن ستون در اثر حمل و نقل دارای پیچیدگی باشد دوم آنکه ممکن است در اثر جوشکاری غیرفنی و نادرست در ستون پیچیدگی ایجاتد بشود برای جلوگیری از این کار بهتر است بشرح زیر عمل گردد. البته اشکالات فوق اشکالات اجرائی میباشد نه محاسباتی زیرا فرض ما بر این است که محاسبات درست انجام شده و ستون قادر به تحمل بار وارده میباشد.
ابتدا تیرآهنها را از لحاظ شماره انتخاب نموده و آنها را به طول معین که در نقشههای محاسباتی قید گردیده برش میدهند آنگاه زیر دو سر و کمر ستون تیرآهنهائی قرار داده و ستون را روی این تیرآهنهای افقی که به صورت تراز روی زمین قرار دادهاند میخوابانند قبل از این کار باید از راست بودن تیرآهنهای تکی کاملا مطمئن بوده و چنانچه تیرآهنها کاملا راست نباشد بهتر است آنها را عوض نموده و از تیرآهنهای مستقیم استفاده نمایند در صورتی که این کار مقدور نباشد باید تیرآهنها بوسیله پتکهای سنگین که در محلهای دقیق و حساب شده فرود میآید راست بشود، لازم به یادآوری است که هر نوع ضربه زدن به تیرآهن حتی، جهت برطرف کردن پیچیدگیهای موضعی (راست کردن آن) و یا در اثر جابجایی و غیره در تیرآهن تنشهایی ایجاد میکند که در آن باقیمانده و اگر تنشهای ایجاد شده در اثر بارگذاری هم جهت با این تنشها باشد موجب تخریب سریعتر قطعه میگردد بدین لحاظ هر قدر به تیرآهن قبل از مصرف ضربه کمتری زده شود بهتر است.
آنگاه تیرآهنهای ستونها را با فاصله معین که در نقشه محاسباتی تعیین شده است کنار هم قرار داده و بوسیله تسمههایی که از قبل بریده شده و آماده میباشد با خال جوش آنها را به یکدیگر متصل مینمایند و آنگاه برای جلوگیری از پیچیدگی نخست ابتدا و انتها و کمر ستونها را به تیرآهنهای زیر سری جوش داده و بعد کلیه ستونها را با خال جوش به یکدیگر متصل میکنیم و آنگاه جوشکاری را تکمیل مینمائیم و بدین ترتیب تا 90 درصد از پیچیدگی ستونها جلوگیری میشود.
تسمههای اتصال
همانطور که گفته شد ممکن است ستون از دو عدد تیرآهن I و یا دو عدد ناودانی یا چهار عدد نبشی و غیره تشکیل شده باشد که این پروفیلها میباید به یکدیگر متصل شود معمولا این پروفیلها را بوسیله تسمه به همدیگر متصل مینمایند ابعاد این تسمهها به وسیله محاسبه تعیین میگردد ولی اغلب برای ساختمانهای معمولی از تسمههائی به ابعاد تقریبی 10×100 استفاده میگردد طول تسمه معمولا به اندازه پشت تا پشت ستون میباشد (قدری کمتر برای جوشکاری) تسمهها را در ایران معمولا به طور موازی با یکدیگر جوش میدهند و فاصله آنها از یکدیگر در حدود 40 سانتیمتر میباشد (محور تا محور) ولی گاهی طبق محاسبه مجبور میشوند تسمهها را با زاویه 45 و یا 30 درجه جوش بدهند. اگر طبق محاسبه برای ساختن ستون میباید از سه عدد تیرآهن استفاه شود که یکی از آنها عمود بر دوتای دیگر باشد (طبق شکل) قبل از آنکه تسمههای اتصال دهنده را جوش بدهند باید اول سه عدد تیرآهن را مطابق شکل به همدیگر متصل نموده و جوشکاری آن را تکمیل نمایند و بعد تسمههای اتصال را جوش بدهند زیرا در غیر این صورت اتصال تیرآهن میانی به دو آهن دیگر مشکل خواهد بود.
صفحههای تقویتی
گاهی ممکن است ستون انتخاب شده از لحاظ شماره تیرآهن برای کلیه طبقات مناسب بوده و فقط برای یک یا دو طبقه پایین که بار بیشتری را تحمل مینماید ضعیف باشد در این صورت ممکن است مهندس محاسب برای تقویت ستون ورقهای تقویتی سراسری پیشنهاد نماید در این صورت دیگر برای اتصال ستون در این قسمت از تسمه استفاده نمیگردد.
لازم به یادآوری است که تسمههای اتصال و ورق بست جزو محاسبه نبوده و فقط برای اتصال بکار میروند. در موقع جوشکاری ورقهای تقویتی باید نکات مذکور در جوشکاری تسمهها رعایت گردد. جوشکاری ورقهای تقویتی باید به طول کافی و با بعد معین باشد تا نقطه ضعفی از این نظر ایجاد نشود.
لچگی یا ورق پشت بند
اگر ممانهای وارده در پای ستون زیاد باشد و احتمال خم شدن نبشیها در محل اتصال ستون با صفحه زیر ستون موجود باشد دو یا سه قطعه تسمه بصورت لچکی بین دو بال نبشی قرار داده و به خوبی جوش میدهند تا از خم شدن نبشی جلوگیری نمایند از این قطعات لچکی در نبشیهای زیر سرپلها که دارای بار زیاد میباشد نیز استفاده میگردد ضخامت این لچکیها در حدود 10 الی 12 میلیمتر میباشد.
ورق بست و صفحه تقویتی و صفحه لچکی
ورق بست
در بالا و پائین و همچنین در محل عبور پلها در طبقات برای ستونهای سراسری به جای تسمه از ورق استفاده مینمایند که به آن ورق بست میگویند.
پهنای ورق بست (b) به اندازه پشت تا پشت ستون میباشد (قدری کمتر برای جوش کاری) و ارتفاع آن (h) حداقل در ابتدا و انتهای ستون برابر b میباشد و ضخامت آن حداقل 50/1 ارتفاع h در نظر گرفته میشود ارتفاع ورق بست در قسمتهای میانی به اندازه ارتفاع پل به علاوه پهنای دو عدد نبشی تکیهگاهی بالاو پائین پل میباشد (قدری بیشتر برای جوشکاری) برای مثال چنانچه پل مورد نیاز تیرآهن نمره 20 باشد و برای نبشیهای تکیهگاهی از نبشی 10 استفاده شود در نتیجه حداقل ارتفاع ورق بست مساوی خواهد بود.
و اگر 5 سانتیمتر از هر طرف برای جوشکاری در نظر بگیریم ارتفاع مورد نیاز برای ورق بست 50 سانتیمتر خواهد شد در موقع نصب تسمههای اتصال دهنده باید دقت شود و در محل ورقهای بست طول آن را در نظر گرفته و جای خالی منظور نمایند.
اتصال ستون به صفحه زیرستون
در مورد پی نقطهای و نصب صفحه زیر ستون قبلا توضیح داده شده است، اکنون طریقه اتصال ستون به صفحه زیرستون شرح داده میشود ابتدا یادآوری میگردد که صفحه زیرستون قبلا کاملا تراز و در یک سطح کار گذاشته شده است اکنون متذکر میگردد سطح انتهائی ستون یعنی محل اتصال آن به صفحه زیرستون باید کاملا مستوی بوده به طوری که در موقع قرار دادن آن روی صفحه تمام نقاط آن با صفحه در تماس باشد. آنگاه ستون را بلند کرده و در محل خود قرار میدهند لازم به یادآوری است که ستون را اغلب بوسیله جرثقیل بلند میکنند در کارهای کوچک میتوان ستون بوسیله دکل و یا تیر فور بلند نمود.
آنگاه ستون را با دوربین و یا شاقول معمولی بنائی شاقول نموده و دور تا دور آن را به صفحه زیرستون جوش میدهند آنگاه برای تکمیل کار ستون را بوسیله چهار عدد نبشی 10 یا 12 و یا بزرگتر به صفحه جوش میدهند ابعاد این نبشیها طبق محاسبه تعیین میگردد.
در موقع جوشکاری پای ستون به صفحه زیرستون باید توجه نمود چنانچه بعد جوش زیاد باشد مانع چسبیدن نبشیهای اتصال به ستون و صفحه زیرستون خواهد شد. با توجه به اینکه تقریباً کلیه ممانهای وارده به پای ستون بوسیله نبشیهای اطراف تحمل میگردد باید دقت شود که این جوشکاری فقط درز مابین پای ستون و صفحه زیر ستون را پر نماید و از آن خارج نشود. چنانچه این دقت ممکن نباشد بهتر است از این جو شکاری صرفنظر گردد.
در بعضی از ستونها که دارای خارج از محوری شدید میباشد به جای نبشی از صفحات مستطیل شکل که طول آن بیشتر از پشت تا پشت ستون است استفاده میگردد و بدینوسیله نبشیهای اتصال را با ابعاد بزرگتر بوسیله صفحه در محل میسازند و به وسیله چند عدد صفحه لچکی که بین دو بال نبشی قرار میدهند سیستم قابل اطمینان در مقابل ممانهای وارده ایجاد مینماید. عرض و طول کلی این اتصالات نباید از روی صفحه زیر ستون تجاوز نماید.
پلها یا تیرهای اصلی
پلها آن قسمت از ساختمان فلزی هستند که بار سقف وسیله آنها به ستونها منتقل میگردد و یا به آن عضو از ساختمان فلزی که بین ستونها قرار میگیرد پل و یا تیر اصلی میگویند.
قسمتهای مختلف تیرهای اصلی و سقف
1- طریقه اتصال پل به ستون
2- نکاتی در مورد ساختن پلها
3- پلهای لانه زنبوری
4- تیرچه
5- پروفیلهای اتصال
طریقه اتصال پل به ستون
حالت اول پل از کنار ستون عبور نماید.
سادهترین شکل اتصال پل به ستون آنست که پل در جهت بال تیرآهن ستون امتداد پیدا کند در این حالت معمولا از پلهای سرتاسری استفاده مینماید، این پلها بوسیله یک عدد ورق بست که در محل عبور پل به ستون جوش میشود و همچنین یک عدد نبشی 10 یا 12 که روی ورق بست جوش میگردد. به ستون متصل میشود، (ابعاد نبشی طبق محاسبه تعیین میگردد) بعضی از مهندسین محاسب برای آنکه تکیهگاهی تقریباً گیردار بوجود بیاورند یک عدد نبشی نیز روی پل قرار میدهند برای ایجاد تکیهگاهی که گاملاً گیردار باشد باید از صفحههای ممانگیر استفاده نمود. صفحه ممانگیر صفحهای است به شکل ذوزنقه یا مستطیل که روی پل قرار رگفته و آن را به ستون متصل مینماید. ولی بعضیها از قرار دادن این نبشی اخیر صرف نظر نموده و تکیهگاه را ساده در نظر میگیرند، در ایرا اغلب مهندسین محاسب به همین طریق عمل مینمایند یعنی پل را از کنار ستون عبور داده و در این حالت پل را ممتد محاسبه مینمایند و مخصوصاً در ستونهای میانی اسکلت، از دو طرف ستون پلهای ممتد را عبور داده و به اصطلاح از گره خورجینی استفاده مینمایند.
به عقیده اغلب زلزلهشناسان این نوع اتصال در مقابل زلزله از مقاومت خوبی برخوردار نیست. چنانچه بار پل در محل اتصال ستون زیاد باشد و امکان خم نمودن نبشی تکیهگاه وجود داشته باشد بهتر است یک عدد صفحه مثلثی شکل بین دو بال نبشی جوش داده تا از خم شدن آن جلوگیری بشود به این صفحه لچکی میگویند.
حالت دوم آنست که پل از وسط ستون عبور نماید.
در این حالت باید دقت شود تا در موقع ساختن ستون فاصله لب به لب دو عدد تیرآهن که در شکل با حرف d نشان داده شده است حداقل نیم سانتیمتر از بال پلی که میخواهد از داخل آن عبور کند بیشتر باشد تا امکان عبور پل فراهم گردد. بدیهی است چنانچه برای ستونها از آهن H استفاده شود، اجراء این طریقه ممکن نیست.
اصولا امکان عبور پلهای سراسری در این نوع اتصال قدری مشکل میباشد زیرا اگر دو طرف ساختمان احداثی باز نباشد به سختی میتوان یک عدد پل سراسری را از بین ستونها عبور داد بدین لحاظ در این نوع مواقع پل را به قطعات کوچک بریده و در جای خود قرار داده و بعد دوباره آن را جوش میدهند این عمل چنانچه اتصالات به خوبی انجام شود اشکال نداشته و این پل مانند سراسری یکپارچه عمل خواهد کرد.
بهتر است محل برش در 5/1 دهانه بین دو ستون واقع شود.
زیرا فرض بر این است که در فاصله 5/1 نیروهای وارده به پل حداقل میباشد. در این حالت چنانچه بخواهیم از نبشی فوقانی نیز استفاده نمائیم باید ورق بست دو تکه باشد. حالت سوم موقعی است که پل به جان ستون ختم میشود.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 69 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلود مقاله کارآموزی عمران