- مقدمه
بارهای غیر مترقبه یا غیرمعمول شامل بارهایی میباشند که در روشهای متداول، سازه معمولاً برای آنها طراحی نمیگردد. دو گروه عمدة این بارها عبارتند از:
1- بارگذاری ناشی از انفجار
2- بارگذاری ناشی از ضربه و تصادم
انفجار ممکن است در داخل یا خارج ساختمان روی دهد. این انفجارها میتواند ناشی از عواملی نظیر موارد ذیل باشد:
1- انفجار بمب
2- انفجار و مشتعل شدن گاز
3- حمل و نقل مواد شیمیایی منفجر شونده یا گاز
4- ملموس ترین نمونه از بار ضربهای، تصادم وسائط نقلیه با سازه می باشد.
در این مقاله ، عملکرد اجزای ساختمان در برابر بارگذاری ناشی از این قبیل انفجارها و تصادم بررسی میشود.
نتایج حاصل از تحقیقات انجام گرفته بر روی نحوة بارگذاری انفجار و بررسی میدانی انجام شده بر روی حجم و میزان خرابیهای بوجود آمده در حوادث روی داده نشان میدهد که بار ناشی از انفجار و تصادم از یک طبیعت دینامیک برخوردار میباشد، اما در هنگام طراحی اغلب آن را بصورت استاتیکی فرض کرده و کنترل ها بر آن مبنا انجام میگیرد.
طرحی سقفها، دیواره ها و اتصالات مربوط به نحوی که مانع فروپاشی و انهدام ساختمان گردد از اهمیت به سزائی برخوردار است. در این مقاله هدف ارائه روشهایی برای ایمن سازی ساختمانهای مسکونی آجری در مقابل انفجار و تصادم است. برای تحقق این هدف مطالعات در چند مرحله انجام میگیرد.
نخست سعی می گردد، ساختمانهای بنایی رایج در کشور دستهبندی گردد و مشخصات فنی آنها بویژه از دیدگاه انفجار و تصادم، مورد بررسی واقع شود. سپس کوشش خواهد شد تا بر اساس روشهای متداول و استاندارد برای آنالیز و طراحی ساختمانهای آجری، عملکرد آنها در برابر انفجار و تصادم و نقاط ضعف احتمالی در طراحیهای معمول مورد مطالعه قرار گیرد.
در نهایت ، بر اساس مباحث بعمل آمده، توصیههایی برای بهبود رفتار و مقاومسازی ساختمانهای بنایی عرضه خواهد شد.
2- دستهبندی ساختمانهای آجری
ساختمانهای بنایی شامل کلیة ساختمانهایی است که با مصالح فشاری نظیر آجر، بلوک بتنی، سنگ خشت و امثالهم و ملات بنا گردیده و دیوارهای ضخیم باربر در آنها مسئولیت انتقال وزن سازه و سربارهای موجود را به شالوده دارند. در میان انواع ساختمانهای بنایی، ساختمانهای آجری بویژه در شهرها از فراوانی بیشتری نسبت به سایر انواع برخوردار میباشند و لذا تکیة اصلی بحث بر روی این قبیل ساختمانها میباشد.
بطور کلی ساختمانهای بنایی به چهار گروه تقسیم میگردند.
1- ساختمانهای بنایی غیرمسلح
2- ساختمانهای بنایی نیمه مسلح
3- ساختمانهای بنایی مسلح
4- ساختمانهای بنایی مرکب
خصوصیات کلی این چهار نوع ساختمان، به اختصار بشرح زیر میباشد:
1- ساختمانهای بنایی غیر مسلح
این قبیل ساختمانها قدیمیترین و متداولترین نوع ساختمان را در کشور تشکیل میدهند و در اکثر شهرها و روستاها بچشم میخورند. این ساختمانها در روستاها با استفاده از مصالح محلی مانند خشت خام یا سنگهای رودخانهای و با بکارگیری ملات گل ساخته شده و سقف آنها بصورت گنبدی از خشت خام یا تیرهای چوبی پوشیده از گل بنا شده است. اما در شهرها اکثراً از آجرهای فشاری با کیفیت متوسط، و در برخی موارد از بلوکهای بتنی همراه با ملات ماسه سیمان بنا میگردند، و پوشش سقفها را تیر آهن یا تیرچه بلوک، و در ساختمانهای قدیمی تر الوارهای چوبی، تشکیل می دهند. در این ساختمانها، یعنی ساختمانهای بنایی غیر مسلح، آنچه بطور عمده مقاومت لازم را در برابر بارهای جانبی عمود بر صفحه دیوار تأمین مینماید، دیوارهای برگشتی موجود است. در تصاویر (1) و (2) نمونه هایی از این ساختمانها مشاهده میگردد که پوشش سقف اولی با استفاده از سیستم تیرآهن و طاق ضربی و دیگری با بکارگیری تیرچههای پیش ساخته مسلح و بلوکهای بتنی، انجام شده است.
در احداث این قبیل ساختمانها اکثراً نکات اجرایی بسیاری نادیده گرفته میشود از جمله این موارد میتوان به نکات زیر اشاره نمود:
1- عدم اجرای دیوارهای برگشتی در انتهای دیوارهای باربر و طول کوتاه آنها در صورت اجرا که عملکرد مناسبی را از خود نشان نخواهد داد.
2- اتصال نامناسب دیوارهای باربر با دیوارهای عمود بر امتداد آنها به نحوی که مانع عملکرد دیوارهای مذکور بصورت پشت بند خواهد شد. این قبیل دیوارها یا باید بصورت هشتگیر و با قفل و بست کافی و بطور همزمان احداث گردند و یا آنکه بوسیله میل مهارهای کافی به یکدیگر دوخته شوند.
3- عدم اجرای زیر سری مناسب برای قرار د ادن سیستم سقف بر روی دیوارهای باربر که موجب انتقال و پخش نامناسب بارها از سقف به دیوار و بروز ترکهای برشی در دیوار باربر و در زیر نقاط اعمال بار می گردد. همچنین این امر باعث عدم پیوستگی کافی مابین سقف و دیوار گردیده و سقف در برابر بارهای جانبی میتواند از روی دیوار فرار نماید. در ضمن همانطور که در ادامه تشریح خواهد شد، دیوارهای باربر کناری بدلیل عدم اتصال کافی به سقف، بصورت طره عمل نموده و ارتفاع مؤثر آنها در عمل بیش از ارتفاع واقعی دیوار خواهد شد. تصویر(3) نمونة مستندی از فرار دیوار باربر از زیر سقف طاق ضربی و عملکرد طرهای دیوار در زلزلة سال 1369 در شهر منجیل را نمایش می دهد. قفل و بست ناچیز دیوار برگشتی نتوانسته است مانع فرار دیوار گردد.
2- ساختمانهای بنایی نیمه مسلح
این دسته از ساختمانهای بنایی مشابه گروه قبل میباشند با این تفاوت که جهت بهبود رفتار آنها در برابر بارهای جانبی و تأمین پیوستگی سقف از عناصری مانند کلاف فوقانی و تحتانی استفاده میگردد. وجود این کلافها که باید بطور پیوسته دور تا دور ساختمان را فرا گیرد اتصال سقف و دیوارهای باربر را بهبود میبخشد و با ایجاد تکیهگاه مناسب برای پانلهای دیوار، ارتفاع مؤثر دیوار را در حدود ارتفاع واقعی آن قرار میدهد.
در تصویر (4) نمونه ای از این قبیل ساختمانها ملاحظه میگردد. چنانچه مشاهده میشود در این ساختمان از کلاف افقی تراز سقف بعنوان زیر سری استفاده شده است و تیرآهنهای سقف طاق ضربی بر روی آن قرار گرفته است. در این روش اجرایی اگر چه بدلیل عدم مهار تیرآهنهای سقف به تکیهگاههای جانبی پیوستگی مناسبی در دال سقف ایجاد نمیگردد، اما بخاطر وجود کلاف یکپارچة محیطی، ساختمان در برابر بارهای جانبی استحکام بیشتری نسبت به ساختمانهای گروه قبل خواهد داشت. ] لازم به ذکر است این ساختمان پس از زلزلة سال 69 منجیل، سالم برجا مانده است[
3- ساختمانهای بنایی مسلح
در صورتی که علاوه بر تعبیة کلافهای افقی در تراز پی و سقف ساختمان بنایی، با بکارگیری کلافهای قائم در دیوارهای باربر، کلافهای مذکور را به یکدیگر مرتبط نموده و یا به کمک میلگردهای افقی و قائم دیوارهای برشی تسلیح گردند، ساختمان بنایی مسلح میگردد و بخاطر وجود این کلاف بندی، سازه قادر به عملکرد خمشی و برشی خواهد بود. بکارگیری شبکه های میلگرددردیوارهای قائم گرچه مناسبترین رفتار را دربرابربارهای جانبی درون صفحه ای و عمود بر آن بوجود میآورد، اما بدلیل صعوبت اجرا و هزینههای نسبتاً بالا، کمتر مورد توجه واقع شدهاند. بهر حال، آنچه بعنوان یک حداقل در ساخت ساختمانهای بنایی الزام شده است، بکارگیری کلافهای افقی و قائم متصل به یکدیگر است.
لازم به ذکر است که این قبیل ساختمانها را نباید با ساختمانهای اسکلت فلزی و بتنی که در آنها اسکلت باربر مسئولیت انتقال بارها را بر عهده دارد، و دیوارها بصورت میانقابهای پرکننده بکار می روند. اشتباه گرفت.
عملکرد این ساختمانها، بعلت نحوة متفاوت ساخت آنها، با یکدیگر فرق اساسی دارد؛ بطوری که در ساختمانهای با اسکلت باربر پس از احداث اسکلت، قابهای خارجی به وسیله مصالح بنایی پر میگردد. اما در ساختمانهای بنایی مسلح، اجرای کلافهای قائم و یا ستونها غالباً بطور همزمان با اجرای دیوارهای باربر انجام میگیرد و پس از اتمام احداث دیوارهای خارجی کلاف افقی فوقانی، در تراز سقف بر روی دیوارها قرار گرفته و به کلافهای قائم متصل میشود. مثالی از این نحوه اجرا در تصویر (7) مشاهده میگردد.
اجرای مناسب این نوع از ساختمانهای بنایی می تواند مانع بروز معایبی که برای ساختمانهای بنایی غیرمسلح بر شمرده شده، گردد و بر آن اساس یکپارچگی و استحکام کافی برای سازه بنایی فراهم میآید.
ایجاد تکیهگاه مناسب برای پانلهای دیوار و سقف، توزیع و انتقال بارهای ثقلی و جانبی توسط سقف و دیوارهای پیوسته، و افزایش پایداری کلی سازه در برابر بارهای مختلف، مزیتهای اجرای صحیح ساختمانهای بنایی مسلح میباشد.
4- ساختمانهای بنایی مرکب
ترکیب یکی از سه سیستم فوق با اسکلت بندی معمولاً فلزی و بندرت بتنی که اکثراً برای افزایش فضای مفید ساختمان انجام می گیرد، ساختمانهای بنایی مرکب را تشکیل می دهد. هزینة اجرایی این قبیل ساختمانها که دارای دیوارهای خارجی باربر میباشند به مراتب از سازههای اسکلت فلزی یا بتنی کمتر میباشد. در فضای داخلی ساختمانهای بنایی مرکب، برای اجتناب از دیوارهای حائل حجیم باربر، از ستونهای فلزی یا بتنی استفاده میگردد و در نتیجه بارهای ثقلی توسط هر دو سیستم دیوار باربر و اسکلت بندی به شالوده منتقل میشود. اما تحمل بارهای جانبی بدلیل اتصالات مفصلی تیرها به ستونها، تنها بر دیوارها باربر جانبی محلول میگردد تا با عملکرد برشی خود مانع بروز خرابی در سازه گردند. اجرای این قبیل ساختمانها که حجم وسیعی از ساختمانهای بنایی موجود در شهرها را در برگرفته و غالباً بصورت یک یا دو طبقه و در سازه قدیمیتر حتی تا چهار طبقه نیز احداث گردیدهاند، نیازمند رعایت اصول فنی مربوط به هر دو سیستم دیوار و اسکلت باربر بوده و تمهیدات کافی جهت ایجاد پیوستگی لازم در اتصالات و یکپارچگی سازه باید در نظر گرفته شود. تصاویر (5) تا (7) نمونهای از این ساختمانها را نمایش میدهند که به ترتیب ساختمان بنایی غیر مسلح، نیمه مسلح و مسلح با اسکلت فلزی داخلی ساختمان تشکیل شدهاند، که حالت اخیر، مستحکمترین سازه بنایی مرکب را ایجاد مینماید.
وجود سیستم باربر مقاوم و مناسب در ساختمان تا حدودی زیادی از فروپاشی و تخریب کامل ساختمان جلوگیری می نماید. بدین ترتیب ساختمانهای بنایی غیر مسلح و نیمه مسلح، در مقایسه با سایر انواع ساختمانها، کمترین مقاومت را در برابر بارهای غیر مترقبه و به خصوص انفجار و تصادم از خود نشان خواهند داد. اگر در این ساختمانها دیوارهای برگشتی اجرا نشده و یا به خوبی به دیوارهای باربر متصل نگردند، دیوارها باربر خارجی که تنها شامل پوشش سقف ساختمان میباشد، بصورت دال یک طرفهای در راستای ضعیف دیوار، یعنی عمود بر درزهای افقی دیوار، عمل نموده و در صورتی که بارگذاری ناشی از انفجار بر مقاومت دیوار غلبه نماید، دیوار و در پی آن سقف سازه فرو میریزد. همچنین عدم اتصال مناسب سیستم سقف سازه به دیوارهای باربر اطراف، به خصوص در ساختمانهای بنایی غیرمسلح که فاقد کلاف افقی میباشند، امکان حرکت نسبی سقف از روی دیوارها و فروریزی آن را افزایش میدهد.عدم پیوستگی سقف ودیوارها موجب عملکردطرهای دیوار گردیده و برامکان حرکت نسبی سقف و دیوار میافزاید. این مسئله در تصویر (8) بطور شماتیک نمایش داده شده است.
سازه های بنایی مسلح بشرط اجرای صحیح و مناسب جزئیات اجرای مربوط و حصول پیوستگیهای مورد نیاز در اتصالات، کاملترین نوع سازه بنایی را تشکیل می دهند. نحوه صحیح اجرای جزئیات مذکر در اکثر مراجع معتبر اجرایی مانند دستورالعملهای منتشره از سوی سازمان برنامه و بودجه، ذکر شده اند. در این دسته از سازههای بنایی وجود کلافهای افقی و قائم عملکرد سازه را در برابر نیروهای جانبی درون صفحهای و عمود بر صفحه به میزان قابل توجهی بهبود می بخشند.
کلافهای افقی پیوستگی مورد نیاز را در سیستم سقف فراهم نموده و از فروریزی آن تا حد زیادی ممانعت می نماید؛ و اتصال مناسب کلافهای افقی و قائم به دیوار، عملکرد دیوار را به سمت دال تختی با تکیه گاههای ساده در چهار طرف متمایل میکند.
چنانکه ذکر شد ، محصور شدن دیوارهای باربر در کلافهای پیرامون آن، نه تنها بر توانایی مقاومت دیوار در بربر بارهای غیرمترقبهای میافزاید بلکه در افزایش توان خمشی و برشی دیوار در مقابله با بارهای درون صفحه ای به ویژه نیروهای ناشی از زلزله، مؤثر میباشد.
ساختمانهای بنایی مرکب، که آخرین گروه از طبقهبندی انجام گرفته را تشکیل میدهند. شرایط بسیار متغیری دارند؛ و بر حسب آنکه از ترکیب کدامیک از سه گروه پیشین سازههای بنایی، با اسکلت فلزی یا بتنی ایجاد شده باشند، در برابر بارهای غیر مترقبه عملکرد خاصی از خود نشان میدهند. این نوع از ساختمانها بدلیل اتصال نسبتاً مقاوم تیرهای سقف با ستونهای داخلی کمتر دچار ریزش سقف در فضاهای میانی میگردند.
3- روشهای مقاوم سازی ساختمانهای آجری در برابر بارهای غیرمترقبه
3-1- روشهای طراحی
همواره ممکن نیست تا آنالیز یک سازة معمولی را برای تحمل بارهای غیرمترقبهای ماند تصادم وسائط نقلیه و یا انفجار بمب و امثالهم انجام دادن، زیرا مکان و حجم بارگذاری ناشی از بروز چنین حوادثی معمولاً غیر قابل پیشبینی است، از طرفی در بسیاری از موارد طراحی اعضایی که توان تحمل چنان نیروهایی را داشته باشند پرهزینه و غیراقتصادی خواهد بود. با وجود این، نادیده گرفتن خطر بارهای غیر مترقبه در طراحی ساختمانها نیز میتواند به عواقب غیرقابل قبولی بیانجامد.
البته میتوان بحرانیترین فضاها را که بیشترین میزان وقوع حوادث را بخود اختصاص می دهند، تعیین نمود و مقاوم سازی سازه را حداقل برای آن فضاها انجام داد.
در واقع پس از حادثة انفجار در طبقة هجدهم ساختمان پانلی Ronan Point در سال 1968، در لندن، و فرار یکی از پانلهای خارجی طبقة مذکور، فروپاشی پنج طبقه بالای آن که موجب بروز خرابی پیش رونده تا طبقة همکف ساختمان گردید، توجه محققان بر طراحی ساختمانهای مقاوم در برابر چنین بارهای غیرمترقبهای معطوف گردید.
روشهای مختلف جهت کاهش اثرات مخرب بارهای غیرمترقبه بصورت زیر دستهبندی میگردند:
1- طراحی برای جلوگیری از وقوع یا محدود ساختن خطر بارهای غیر مترقبه
2- طراحی در برابر بارهای غیر مترقبه به روش غیر مستقیم
3- طراحی دربرابربارهای غیرمترقبه به روش مستقیم یک طراح بسته به ماهیت طرح سازه، اهمیت آن واحتمال بروزحوادث غیرمترقبه وهمچنین اطلاعات و آگاهیهای موجود، می تواند یکی از این روشهای طراحی را که درذیل تشریح خواهند شد، انتخاب نموده و بکار بندد.
3-2- طراحی برای جلوگیری از وقوع یا محدود ساختن خطر بارهای غیرمترقبه
مقصود از این قسم طراحی آن است که احتمال بروز خرابی در سازه با حذف یا دور نمودن علل و منابع وقوع حادثه به حداقل برسد. بدین معنی که مثلاً با ممانعت از ذخیره مواد قابل انفجار در ساختمان از وقوع انفجارهای مخرب پیشگیری شود و یا با اتخاذ روشهای حفاظتی خاص، مانند ایجاد حصار و مانع در مجاورت نقاط حساس ساختمان، از تصادم وسائط نقلیه با آن جلوگیری بعمل آید،
3-3- طراحی در بربر بارهای غیرمترقبه به روش غیرمستقیم
در روش طراحی غیر مستقیم طراح سعی مینماید با ایجاد حداقل استحکام لازم، پیوستگی و شکل پذیری قابل قبولی برای سازه در مقابل نیروهای غیرمترقبه فراهم آورد. در واقع درا ین روش، طراحی بطور مستقیم بر پایة بارگذاری انفجاری و تصادمی و حوادث مترتب بر آن انجام نمیگیرد و صرفاً تدابیری عملی برای حفظ ایمنی و یکپارچی ساختمان اعمال می گردد. در این راستا، اقدامات زیر جهت سیستم دیوارها، سقف و اتصالات قابل اعمال است...
فصل اول
انواع مختلف روشهای ساختمان سازی در ایران با رویکرد صنعتی کردن ساخت و ساز
انواع روشهای ساخت و ساز را می توان به هفت دسته عمده زیر تقسیم بندی نمود:
1) ساختمان سازی با روشهای ابتدائی: Elementary Building Systemاین نوع ساختمان سازی از ابتدای تاریخ ساختمان سازی بشر آغاز و تا عصر حاضر نیز ادامه دارد و هنوز در روستاهای کشور و در حاشیه شهرها نیز به نوعی به این گونه ساخت و سازها پرداخته می شود در این روش، قسمتهای باربر از خشت و گل و یا چوب و گل و یا گل و سنگ و یا گل و گچ و سنگ و یا خشت و آجر ساخته میشود و پوشش آنها از طاق خشتی و یا تیر چوبی و الیاف گیاهی ساخته می شود. نیروی انسانی به کار گرفته شده در این ساختمانها بعضاً غیر ماهر و یا نیمه ماهر بوده و از مصالح سنتی در دسترس محلی استفاده می شود.
ساختمان سازی با این گونه روشها حداقل مقاومت را در مقابل حوادث طبیعی (زلزله، سیل، طوفان و…) داراست و می توان تنها بعنوان یک سرپناه موقت از آن ذکر نمود.
در این روش، عملیات ساختمانی با استفاده از وسایل ابتدائی توسط افراد متخصص و نیمه ماهر و غیرماهر انجام می شود. ساختمان های با دیوار آجری باربر در این تقسیم بندی منظور می شوند. برخی از حرفه های دست اندرکار با این شیوه عبارتند از: کارگر ساده، بنا، گچ کار، نقاش، آهنگر، لوله کش، سیم کش، عایق کار، کاشی کار، آسفالت کار، شیشه بر و…
سرعت اجرای کار ساختمان با این روش بطور متوسط در ایران 14 تا 18 ساعت برای هر مترمربع زیر بنا می باشد.
در حال حاضر در اکثر مناطق غیر شهر و بعضی مناطق شهری یا اطراف شهرهای بزرگ و یا برخی ساختمانهای خاص (مدارس و مساجد در روستاهاو…) از این گونه، روش ساخت و ساز استفاده می شود. ماهرترین استادکاران بنایی و نازک کاران و نجاران سنتی در بین این گونه سازندگان یافت می شوند.
حداکثر طبقات مجاز با این روش ساخت 4 طبقه و ارتفاع مجاز 12 متر تجویز میشود. به دلیل تحمل بار قائم ساختمان توسط دیوارهای باربر بر ضخامت دیوارهای طبقه زیرین افزوده می شود که یکی از عوامل بازدارنده در افزایش بیشتر طبقات و یا ارتفاع می باشد. با ایجاد تمهیداتی نظیر شناژهای افقی وقائم بتنی، می توان از صدمات زلزله کاست.
3) ساختمان سازی پیشرفته:این روش که ساختمان سازی پیشرفته یا بهبود یافته نیز نامیده می شود، عبارت از: اجرای کار توسط افراد و متخصصان ذکر شده در روش قبلی که از ماشین آلات و تجهیزات ساختمانی مکانیکی به منظور اضافه نمودن سرعت و حجم کار استفاده مینمایند.
ساختمانهای با اسکلت فلزی و یا اسکلت بتنی در این تقسیم بندی منظور میشوند، برخی از لوازم و تجهیزات مورد استفاده در اینگونه ساخت و سازها عبارتند از:
انواع جرثقیلهای ثابت و متحرک، بالابرهای برقی، داربستهای فلزی، دستگاههای تهیه کننده بتن (ثابت و متحرک) و دستگاههای سیمان پاش و رنگ پاش، ماشین های جوش و… .
سرعت اجرای کار ساختمان در این روش 20 تا 48 ساعت برای هر متر مربع زیربنا بطور متوسط می باشد.
یعنی سرعت اجرای عملیات ساختمانی را می توان با استفاده از تجهیزات مکانیکی و برقی تا حدود زیادی افزایش داد. به دلیل استفاده از اسکت بتنی و فلزی، تعداد طبقات و ارتفاع کل ساختمان را بیش از 50 طبقه و 150 تر نیز می توان پیش بینی کرد. سرمایه گذاری اولیه برای بکار بستن این روش، در رابطه با حجم عملیات ساختمانی و خرید یا اجاره تجهیزات قابل توجه می باشد. توقف کار به دلیل مسائل کارگری و یا مشکلات مالی از نکات منفی می باشد و باعث زیانبار شدن پروژه میشود.
در حال حاضر، اکثر ساخت و سازها در مناطق شهری از این روش بهره می گیرند و با معتبر شدن کارگران و متخصصان در رشته های مربوطه و ابداع وسایل و تجهیزات جدید و بکارگیری فن آوریهای نوین، این گونه ساختمانهای مسکونی و یا عمومی در مدت زمان کمتنر و با صرفه و ایمنی بیشتر ساخته می شوند.
4) ساختمان سازی صنعتی: Industrialized Bildingدر این روش از قطعات آماده شده از قبیل بلوکها، تیرچه ها، پانلهای پیش ساخته، تیرها و ستونهای فلزی و بتنی، شبکه های فلزی، قطعات گچی و بتنی و… استفاده میشود. و اکثر عملیات با استفاده از تجهیزات و لوازم کارگاهی بطور مکانیکی انجام می شود.
انواع کفراژهای یکپارچه فلزی از قبیل کفراژهای صفحه ای، تونلی، لغزنده و کفراژهای مدوله و کفراژهای ساخته شده از مواد سبک و همچنین کفراژهای پلاستیکی و بازشو و لغزنده ها نیز در این روش جهت بتن ریزی سریع ساختمانها در چهار فصل سال مورد استفاده قرار میگیرند.
تعداد تخصصها و افراد کارگر در این روش از نظر کمیت کمتر از روش های قبل است، ولی از نظر کیفیت باید از افراد متخصص در سطح بالای مهارت و دقت فنی استفاده شود.
سرعت اجرای کار در این روش بین 9 تا 14 ساعت برای هر متر مربع می باشد. با برنامهریزی مناسب و بکارگیری فناوری های مناسب، این روش می تواند با پیشسازیهای سنگین نیز رقابت نماید. در حالی که تعداد کارگران ماهر و نیمه ماهر آن در مقایسه بیشتر بوده ولی سرمایه گذاری اولیه کمتر از روش های پیش ساخته میباشد.
در صورتی که بیش از 50 درصد عملیات ساختمانی در کارخانه ساخته شود به سیستم ساختمانی صنعتی اطلاق می شود.
5) سیستم های پیش ساخته سنگین: Heavy Weight Pre-Fabricated Systemsاستفاده از روشهای پیش ساخته سنگین در مورد ساختمانهای پیش از یک طبقه مفهوم دارد و در آن کلیات قطعات ساختمان از قبیل دیوارها، نماها، سقف ها و پلکانها و غیره در کارخانه بتنی، پیش ساخته می شود و توسط ماشین های سنگین به کل کارگاه ها حمل و نصب می گردند.
حمل قطعاتی که دارای وزنی تا 12 تن می باشند توسط تریلی و برپایی آنها به جرثقیل های سنگین ثابت و یا متحرک نیاز دارد.
به دلیل سنگینی وزن قطعات، فاصله حمل تا 60 کیلومتر از محل کارخانه، صرفه اقتصادی دارد و جهت بیشتر از آن می بایست توجیه اقتصادی لازم آنرا مد نظر قرار داد.
هزینه احداث کارخانه و یا به نوعی سرمایه گذاری اولیه در سیستم پیش ساخته سنگین بالا بوده و مستلزم برای مکانی و اقتصادی دقیقی می باشد. به تجربه ثابت شده است که برای احداث کارخانجات پیش ساخته سنگین، حداقل یک یا دو پروژه مسکونی با حدود هزار واحد و یا هر پروژه دیگر با متراژ زیربنای حدود 100000 مترمربع در شعاع عملکردی 60 کیلومتر مورد نیاز است.
کارخانه قطعات بتنی تهران، وابسته به سازمان ملی زمین و مسکن که از سیستم آلمانی کستینگ استفاده می نماید در طبقه بندی سیستم پیش ساخته سنگین قرار دارد.
6) سیستم پیش ساخته نیمه سنگین : Middle Weight Pre-Fabricated Systemsدر این سیستم وزن قطعات حداکثر 5 تن می باشد. اسکلت ساختمان فلزی و یا بتنی است. سقف و دیوارهای خاری از قطعات بتنی و جدا کننده های داخلی از صفحات گچی مسلح شده و یا چوبی در نظر گرفته می شوند.
وزن قطعات نما و ابعاد آن بصورتی در نظر گرفته می شود که بالا بردن و نصب آنها با جرثقیلهای سبک امکان پذیر باشد.
با توجه به اسکلت فلزی و یا بتنی باربر که می تواند بصورت پیش ساخته و در کارخانه انجام پذیرد محدودیتی از نظر ارتفاع طبقات وجود ندارد. منظور شدن ابعاد ستونهای بتون آرمه در طبقات پائین از عوامل تعیین کننده ارتفاع این گونه اسکلت ها است و در ساختمانهای بالاتر از 50 طبقه قابل ملاحظه می باشد در اتصال قطعات پیش ساخته نما باید دقت بسیار زیاد نمود زیرا، در زلزله ارمنستان اکثر قطعات پیش ساخته از نما جدا شده و مشکلات زیادی ببار آورد.
7) سیستم های ساختمانی پیش ساخته سبک : Light Weight Pre-Fabricated Building Systemsاین گروه پیش سازیها بیشتر در مورد ساختمانهای یک طبقه و یا جهت نماسازیهای ساختمانهای بلند مرتبه با اسکلت فلزی و یا بتنی بکار گرفته می شوند. جهت ساخت مدارس و خانه های بهداشت روستایی، استراحت گاههای خارج از شهر و یا خانه های متحرک (Mobile Homes) می توان از این روش استفاده نمود.
اسکلت باربر ساختمان و سقف و دیوارهای خارجی و داخلی از یک ماده و یا ترکیبی از مواد و فلزات سبک نظیر آلومینیوم، چوب، فایبرگلاس، ورقهای فلزی فرم داده شده، فیبر، فرآورد های پتروشیمی، بتن متخلخل، بتن سبک و… ساخته شده اند.
از نظر وزنی پیش ساخته های سبک بصورت قطعه و یا ترکیب یکپارچه کمتر از دوتن در نظر گرفته می شوند. بطوریکه حمل و نقل آنها با بالابرهای برقی و یا مکانیکی و جرثقیل های سیار کوچک امکان پذیر است.
برای امکان موقت و اضطراری و خانه های کچی و دارس و درمانگاهها نیمه موقت و استقرار پرسنل کارگاههای ساختمانی می توان از این روش بخوبی استفاده کرد. در جریان جنگ تحمیلی عراق علیه ایران بکارگیری این نوع روش، موقعیتهای مناسبی را در صرفه جویی زمان و سرعت پوشش مکانی بوجود آورد.
در صورتی که در اجرای ساختمان با این روش و بکارگیری جزئیات اجرایی مناسب دقت شود، بعد از نصب در یک مکان و پایان عملکرد کاربری آن، می توان ساختمان را با حداقل ضایعات بازکرده و قطعات آنرا بصورت مجزا به محل دیگری برای نصب و استفاده مجدد حمل کرد.
صنایع پیش ساخته سبک به روش پانلهای ساندویی یا (3D Panel) که از آخرین پدیده های صنعت ساختمانی بشمار می رود، از جمله دست آوردهایی است که همزمان با افزایش نیاز به مسکن، سرعت فوق العاده در اجرای برنامه های ساخت و ساز بوجود آورده است. با بررسی های مقدماتی که از سال 1372 آغاز گردید، صنعت پیش ساخته سبک در ایران و جهان مورد مطالعه قرار گرفت و متعاقب آن ایده استفاده از صنعت پیش ساخته سبک شکل گرفت که مزایای عمده آن سبکی وزن ساختمان، سرعت، مقاومت و کیفیت بود.
پی آمد مطالعات انجام شده مقدماتی، بررسی منابع برای کسب دانش فنی و انتقال تکنولوژی بود. با ارزیابی تکنولوژی موجود در کشورهای اروپایی و استعلام بهای خرید کارخانه و انتقال تکنولوژی، گرایش به ساخت داخل بوجود آمد که نتیجه آن صرفه جویی قابل توجهی در هزینه های راه اندازی کارخانه و عدم وابستگی به کشورهای صنعتی بود. سیستم ساختمانی پیش ساخته با پانل های ساندویچی با دو لایه شبکه های مش در طرفین و لایه مبانی عایق از فوم پلی استایران یکی از اختراعات جدید و پیشرفته ای است که در بسیاری از کشورهای پیشرفته، برای احداث ساختمانهای ویلایی و بلند مرتبه ارزان قیمت مورد توجه و استقبال فراوانی قرار گرفته است.
ساندویچ پانل به تناسب نیاز در اندازه های مختلف تولید شده و کاربردهای گوناگونی در دیوارهای باربر جدا کننده، کف یا سقف و دیوار خارجی دارند.
در هنگام احداث بنا، ابتدا کف سازی شده و شالوده با میل گرد انتظار آماده میشود سپس پانلهای ساندویچی در امتداد شالوده داخل آرماتورهای انتظار قرار گرفته و به یکدیگر بسته می شوند.
پانل های سقف نیز کاملاً تراز شده و با مفقول های تقویت روی دیوارها نصب میگردند.
پس از نصب تاسیسات و برش کلیه بازشوها شامل درها و پنجره ها، بتن پاشی سطوح داخل و خارج انجام (البته ساندویچ پانلهائی که با دو ورقه گالوانیزه ساده و یا رنگی پوشش داده شده باشند دیگر هیچ نیازی به انجام نمای خارجی و داخلی ندارند و خود استحکام و زیبایی لازم را دارند) و در نهایت عملیات تکمیلی روی سطوح انجام می شود.
در ساختار کلی صنعت پیش ساخته سبک، سه رکن اصلی وجود دارد:
الف) کارخانهمهمترین رکن این صنعت توان تولید قطعات پیش ساخته است به نحوی که وابستگی به کشورهای خارجی نداشته باشیم و هم اکنون ماشین آلات و تجهیزات مورد نیاز کارخانه اعم از (ماشین های تمام اتوماتیک تولید مش، تولید پانل و بلوکهای پلی استایرن) با استعداد موجود ساخته شده و قابل بهرهبرداری می باشد.
ب) مهندسی و اجرااجرای طرحهای ساختمانی به نوبه خود از اصول فنی و اجرایی، طراحی و استانداردهای خاصی تبعیت می نماید روش اجرا، تجهیزات، مدیریت و برنامه های آماده سازی و تجهیز کارگاه با توجه به تفاوت آن با روش های سنتی موجود تجربه شده است و تا کنون پروژه های انبوه سازی متعددی در نقاط مختلف کشور اجرا گردیده است.
ج) تحقیقاتفعالیتهای این بخش در زمینه های تدوین دانش فنی و استانداردسازی، توسعه، بهینهسازی و طراحی است و تولید پانلهای ساندویچی و اجرای ساختمانهای پیش ساخته سبک براساس اصول طراحی ساختمان و عملکرد سازه ها انجام می شود و الزاماً تدوین آئین نامه ها و ضوابط سازه ای و استانداردسازی آن از ارکان مهم این صنعت به شمار می رود.
· مزایای سیستم پیش ساخته سبک نسبت به روش های سنتی:- کاهش زمان احداث
- کاهش قیمت تمام شده
- کاهش وزن عمومی ساختمان
- بهره برداری بهینه از فضا
- افزایش سرعت در تجهیز کارگاه (در حجم انبوه سازی)
- کاهش مصرف مصالح و جلوگیری از دو ریز مصالح و منابع ملی
- تقلیل حجم پی ها
- اقتصادی بودن حمل و نقل
- مقاومت بهتر در مقابل زلزله (اتصالات فیکس و نیز پیوستگی سازه)
- عایق بودن در مقابل حرارت و برودت
- دوام در مقابل آتش سوزی
- انعطاف پذیر بودن معماری ساختمان
- مقاومت و نفوذناپذیری ساختمان در مقابل حشرات، قارچها و عوامل طبیعی و…
- کنترل کیفیت متمرکز در کارخانه (به دور از مشکلات اجرایی، منطقهای، اقلیمی)
- امکان بازکردن اجزای مختلف ساختمان و حمل و نقل و نصب آن در محل مورد نیاز دیگر و استفاده مجدد (البته بیشتر در مورد ساختمانهای یک طبقه که قابلیت و زیبایی خود را حفظ کرده باشند).
نتیجهنیاز روز افزون به مسکن، مدرسه و… بدون شک روش های سریع، آسان و ارزان مسکن را اقتضا می نماید. ابداع روشهای این چنین در تولید انبوه مسکن به استعدادهای فنی و مهندسی کارا نیاز دارد و بکارگیری این استعدادها می بایست با ملاحظات اقتصادی توام باشد.
بررسی های انجام شده در زمینه های تقاضای بازار، توان فنی و حرفه اقتصادی که از آن است که صنعت پیش ساخته سبک در تمامی ابعاد قابل توجیه است و طراحی و اجرای موفق آن می تواند پاسخگوی نیازهای جامعه باشد.
فصل دوم
«تکنولوژی صنایع پیش ساخته در صنعت ساختمان»
صنایع پیش ساخته در دنیای امروز
افزایش روز افزون جمعیت و تقاضای شدید برای شرایط بهتر اقتصادی و زندگی آسوده تر در محیطی امن و سالم، به راه حل های اقتصادی ویژه ای در زمینه صنعت ساختمان نیاز دارد، در این زمینه طرح جامعی که ضمن اقتصادی بودن و زمان کوتاه ساخت، از کیفیت برتر و ایمنی بالائی برخوردار باشد مورد استقبال دست اندرکاران، صاحبنظران، کارفرمایان و مصرف کنندگان قرار خواهد گرفت استفاده از صنایع پیش ساخته به طور اعم و بتن پیش ساخته به طور اخص می تواند پاسخ مثبتی در جهت تامین نیازهای انسان امروزی در این زمینه باشد.
با توجه به خاصیت شکل پذیری بتن، قطعات پیش ساخته را می توان در قالب های متنوع جای داد. طراحی مناسب این قالبها می تواند پاسخگوی نیازهای سازه های از یک سو و نیازهای معماری از سوی دیگر باشد. در نتیجه می توان المان های سازهای مقاوم و با دوام و در عین حال شکیل و زیبا را همزمان در یک قطعه بتنی پیش ساخته طراحی و به سادگی اجرا نمود.
کنترل دقیق کیفیت بتن در قطعات پیش ساخته (به سبب تولید انبوه آن در خط تولید کارخانه) موجب افزایش ضریب اطمینان و در نتیجه کاهش هزینه های طراحی و ساخت می شود.
امروزه پیش ساختهسازی یکی از روشهای مرسوم در صنعت ساخت وساز میباشد. با بهره گیری از تکنولوژی روز، سیر صعودی استفاده از قطعات پیش ساخته در امر ساخت و ساز با شتاب چشمگیری ادامه دارد. در دوره کنونی، انواع مختلفی از قطعات پیش ساخته در بسیاری از بناها، مورد استفاده قرار می گیرند. این صنعت بخصوص در هنگام وقوع حوادث غیر مترقبه و پدیده های ناگوار طبیعی، ارزش بیش از پیش خود را آشکار می سازد. سازه های امروزی شامل ساختمانهای مسکونی و اداری، اسکلت فلزی برجها، سازه های فضایی، استادیوم های ورزش، سالن های صنعتی، قطعات پلها و تونلها نماهای ساختمانی، قطعات غیر باربر داخلی ساختمان، شبکه های آبرسانی و فاضلاب، خطوط انتقال نیرو، فرودگاهها پارکینگ های چند طبقه، دیوارهای حائل و صدها نمونه دیگر، مظاهری از این صنعت پیشرفته در جهان می باشند.
همزمان با روند رو به رشد استفاده از فولاد و بتن در سازه های پیش ساخته بکارگیری مصالح جدید با مشخصات کیفی مطلوب به کاهش هزینه، کاهش زمان ساخت، سهولت اجرا و تنوع سیستم سازه ای منجر گردیده و همراه با معماری زیبا و مطلوب صنعت ساختمان را با شکوفایی مناسبی روبرو نموده و به عصر تحولات طلایی در این زمینه نزدیک می کند.
سرنوشت کونگ فو توآ KUNG-FU-TO A
سالها بود که استا د براى رهروان از طبیعت ، روح ، انسانها ، جان ، هستى وآرامش سخن مى گفت و ازاین که مجبور بود دیوارهاى بلند شهرها و زندگى ماشینى را تحمل کند رنج فراوان مى برد ، او مى گفت : روح انسان با این نمایشگاه آهن و دود و آلودگى هوا سازگار نیست و یک روز بى خبر و دور از چشم رهروان ناپدید شد و هنوز کسى به درستى نمى داند که استاد کجاست. ولى در هر کجا که باشد ، قدر مسلم ازسرنوشت شوم TO A مطلع است و مى داند که رهروان ناآگاه به خاطر منافع مادى چه به روزگار هنرى که سالها زحمت و اندیشه به رایگان در اختیار آنان گذارده بود ، آورده اند . به خاطر دارم روزى را که استاد گفت : TO A تفاله اى بود که ما آن را بیرون ریختیم تا شاید از بهترینها کسى را بیابیم تا کلید این راز را به او بسپاریم و امروز TO A را به شکل بسیار زیبایى که از تصور رهروان فرصت طلب دیروز خارج است مى توان به تصویر کشید بسیار برتر از آن که در اذهان بگنجد .
به این داستان توجه کنید !
چئو پانتو سالها به تعلیم رهروان پرداخت و هزاران شاگرد از دور و نزدیک براى آموختن چان( ذن) نزد او مى آمدند ، او شبانه روز به تعلیم مى پرداخت ولى به جزتعدادى محدود بقیه رهروان به تعالیم او ازدید استفاده هاى مادى مى نگریستند و آن تعالیم بزرگ را فقط در جهت منافع مادى و کسب قدرت به کارمى برند. استاد که از این سوء استفاده ها آگاه بود ، ازآموختن رموز واسرار این مکتب به آنها خوددارى مى کرد ولى مردم دست بردار نبودند وهرآن رمز و راز نوینى مى خواستند. چئو پانتو که چنین دید ، تعدادى گوسفند خرید و به گوسفند دارى پرداخت و هنگامى که گوسفندان مشغول چرا بود ند ، براى آنها سخنرانى مى کرد و خود را استاد گوسفندان مى خواند ، شاگردان به خیال این که استاد دیوانه شده از گردش پراکنده شدند و به دنبال روال عادى زندگى خویش رفتند و عده اى نیز بر دیوانگى استاد صحه گذاشتند و گروه اندکى در میان گوسفندان به شنیدن سخنان استاد مى پرداختند ، این گروه آخر پس از اندک زمانى همچون استاد خود سخنور خوبى گشته بودند ....
( مدارج تکنیک کونگ فو توآ)
اولین شالبند کونگ فو توآ. شال سفید به نشانه آمادگی و ورود به خویشتن خویش است.
دومین شالبند کونگ فوتوآ. شال سبز به نشانه روئیدن درفضای فیزیک بدن.
سومین شالبنند کونگ فوتوآ. شال قهوه ایست به نشانه سوختن در وراء نیروهای فیزیکی و رویاروئی درمیدانهای مبارزه
چهارمین شالبند کونگ فوتوآ. شال مشکی است به نشانه عبور از مرز تاریکیها و رسیدن به نور وشناخت دقیق کونگ فووابداع تکنیک می باشد.
پنجمین شالبند کونگ فوتوآ. شال قرمز به نشانه شناخت اسرار تن وروان و علوم هندسی و ریاضیات و فیزیک و روانشناسی جهان پزشکی وطب سوزنی وچان (ذن ) می باشد.
ششمین شال – شالبند سرخ خط سفید است که در حقیقت نشانه پیر معبد است.
هفتمین شال – شالبند زرد است که این شال برای تنبیه شاگردان خطا کار بکارگرفته میشود وکسی که در معابد شا ل زرد برکمرداردهمه اورا می شناسند چون می دانند از طرف استاد بدلیل خطای بزرگی که از او سرزده تنبیه شده است .
معانی ومفهوم شالبند سبزخط سفید
شالبند خط سفیدیعنی شاگرد به اصول فنی (فیزیکی ) حرکات آشنائی دارد ومراحل کامل مبارزه را نیاموخته،شالبند خط سفید ارتباط مستقیم با درجات نصب شده روی لباس دارد، بطور مثال هفت خط برای شالبند سبزدرنظر گرفته شده که اگر شاگرد مراحل مبارزه هر خط را آموخته باشد خط قرمز وسط خط قبلی را پرمیکند. بعد ازاینکه کلیه هفت خط قرمز شد خط سفید روی شالبندن برداشته میشود وسبز کامل جای آنرا میگیرد. مثلا آخرین مبارزه شالبند سبز مبارزه شاگرد با هفت نفرازهم ردیفان می باشداشتباها بعضی ازرهروان تصور میکنند که در این مبارزه باید بدن تحمل ضربات این هفت نفررا داشته باشد درحالیکه شخصیکه در وسط قرار گرفته با درایت و تیزهوشی باید بتواند در مقابل حملات هفت مهاجم تکنیک و تاکنیک مناسب را اتخاذ و کمترین صدمه فیزیکی را داشته باشد این مبارزه با اجرای هفت تکنیک کاری به تشخیص استاد متوقف میشود.لازم به تذکراست که در این مبارزه بغیر از کاپ(محافظ بیضه) هیچیک از افراد حق استفاده از سپر وکلاه ودستکش را ندارند.