روش های سبک سازی ساختمان در برابر زلزله
با توجه به اینکه کشور ما ایران، در منطقه جغرافیایی مستعد زلزله قرار گرفته اهمیت سبک بودن سازه ها بسیار پررنگ می شود. بر همین اساس همواره باید سعی نمود علاوه بر رعایت مسائل ایمنی و مقاومت بالای ساختمان به مقوله سبک بودن وزن آن در عین استحکام توجه نمود. با سبک سازی ساختمان در برابر زلزله در میزان انرژی نیروهای فنی، هزینه های ناشی از ساخت و ساز صرفه جویی شده و طبیعتا تکمیل شده سازه نیز مدت زمان کوتاه تری را می طلبد. از طرفی صدمات و خسارات ناشی از وزن بالای ساختمان و آسیب های مرتبط با حوادث طبیعی همچون زلزله به حداقل ممکن خواهند رسید.
بر همین اساس همواره گفته می شود سبک سازی ساختمان از جایگاه ویژه ای برخوردار بوده و یکی از فاکتورهای ارزشی در عمران برشمرده می شود. در این مقاله قصد داریم روش های سبک سازی ساختمان را به طور مفصل بررسی کنیم.
با توجه به پیشرفت تکنولوژی همواره مواد و مصالحی به بازار ارائه می شود که مهندسان عمران را به هدف سبک سازی ساختمان ها نزدیک تر می نمایند. می توان گفت مقاومت ساختمان در برابر بلایای طبیعی بالاخص زلزله از اصلی ترین دلایل سبک سازی سازه ها است. زیرا میزان خرابی سازه و تلفات ناشی از حوادث با وزن سازه رابطه مستقیمی دارد. و هر چه سازه سنگین تر باشد احتمال خرابی آن نیز دو چندان خواهد شد.
اثر موضعی زلزله بر اجزای غیرسازه ای
امروزه با پیشرفت تکنولوژی، متخصصین صنعت ساخت و ساز، توانسته‌اند دیوارهای سبکی با وزن ۴.۵ کیلوگرم را طراحی و تولید نمایند که به وسیله آن از تخریب ساختمان‌ها در اثر زلزله و خسارت‌های ناشی از آن جلوگیری نمایند.
با توجه به اینکه کشور ایران جزء کشورهای زلزله‌خیز است، اهمیت دادن به این موضوع در زمان ساختمان‌سازی امری مهم و ضروری است. قطعا اگر در زمان ساخت و ساز ساختمان‌های سر پل ذهاب دیوارهای سبک شناخته و استفاده شده بودند، این میزان خسارت به بار نمی‌آمد. و هموطنان عزیزمان آسیب کمتری می‌دیدند.
بنابراین لازم و ضروری است که تأثیر نیروهای زلزله بر روی اجزای غیرسازه ای به ویژه دیوارها را جدی گرفت.
وقتی زلزله‌ای رخ می‌دهد، ریزش ساختمان و دیوارها برای انسان‌ها بسیار خطرناک هستند و آواری که به وجود می‌آید یاری رسانی به مصدومین را بسیار سخت و دشوار می‌کند. قطعا اگر حجم آوار زیاد باشد، احتمال زنده ماندن آسیب دیدگان به مراتب کمتر خواهد بود. علاوه بر این اگر در سازه‌ای دیوارها نقش باربری را داشته باشند، ریزش آنها باعث از بین رفتن کل ساختمان خواهد شد. بنابراین اجزای غیرسازه‌ای نیز باید خود در برابر زلزله مقاوم باشند تا به ساختمان در زمان وقوع زلزله خسارت کمتری وارد شود.
دیوار سبک تشکیل شده از سازه‌های گالوانیزه و یونولیت است که اگر در ساختمان‌هایی با طبقات زیاد نیز استفاده شود بار مرده ساختمان زیاد نشود. همچنین لازم به ذکر است که این نوع از دیوارها عایق حرارت و صوت هستند که استفاده از آنها مانع از ورود صدای هیاهوی خیابان و گرمای بیرون به داخل ساختمان میشود. استفاده از دیوارهای سبک برای دیوار کشی ساختمان مقرون به صرفه‌تر از دیوار کشی‌های سنتی است، زیرا دیگر نیازی به استفاده از میلگرد و بتن و آجر نیست.
دلایل سبک سازی سازه ها چیست؟
همان طور که پیش تر نیز به آن اشاره شد کاهش خسارات ناشی از زلزله اولین دلیل سبک سازی، کاهش هزینه های عمران و ساخت و ساز با توجه به پایین آمدن ابعاد ساخت علی الخصوص هزینه میلگرد و بتن ریزی دومین دلیل سبک سازی می باشد. حالا سوال اینجاست که در راستای کاهش وزن سازه چه اقدامات موثری را می توان پیاده سازی نمود؟ همواره تکنیک و روش های متنوعی برای پایین آوردن وزن اسکلت وجود دارد که در صورت آشنایی با مزایا و معایب هر کدام می توان نسبت به انتخاب و اعمال روشی نوین اقدام نمود.
یک تصور غلط و قدیمی در میان فعالان ساخت و ساز وجود دارد که می گویند: هر جه میزان مقاطع استفاده شده و بتن در اسکلت ساختمان بالاتر باشد، در نتیجه استحکام آن نیز تضمین می گردد. اما با پیشرفت تکنولوژی و علم ساخت و ساز این مساله ثابت گردید که هر سازه باید دارای وزنی متناسب باشد. تا بتواند علاوه بر مقاومت در برابر فشارهای وارده در برابر زلزله نیز پایدار باشد.
قیمت هر متر سبک سازی ساختمان
قیمت هر متر مربع سبک سازی ساختمان بر اساس فعالیت های مهندسین ناظر و با توجه به میزانی که وزن ساختمان تقلیل می باید، تخمین زده می شود. شایان ذکر است در کاهش وزن ساختمان همواره باید موازین و آیین نامه های ساختمانی رعایت گردد. و حتما از متخصصین این کار کمک گرفته شود. چرا که پیاده سازی غیر اصولی نه تنها موجب مقاومت در برابر زلزله نخواهد شد بلکه پایداری ساختمان را نیز تحت الشعاع قرار خواهد داد.
با توجه به اینکه در پیاده سازی سازه با استفاده از قالب های از پیش ساخته، قالب به طور مستقیم و بدون واسطه روی فونداسیون اجرا می شود توجه به برخی نکات الزامی است. تا علاوه بر کیفیت، وزن سازه نیز از حد مطلوب فراتر نرود. سطوح فونداسیون باید کاملا صاف و بدون اعوجاج بوده تا علاوه بر قرارگیری صحیح قالب، وزنی اضافی متحمل نگردد. بر همین اساس با تراز کردن قالب فلزی یا چوبی می توان در این راستا اقدام نمود. در برخی موارد که ضخامت دیوارهای باربر بسیار کم است باید دقت نمود محور میلگردهای انتظار در یک راستا بوده و کاملا دقیق پیاده سازی شود. برای بررسی این مورد باید از ریسمان کمک گرفت و راستای مقاطع را ارزیابی نمود.
روش های نوین سبک سازی ساختمان در برابر زلزله
قبل از انجام هر راه کاری ابتدا باید عوامل سنگین شدن سازه را مورد آنالیز قرار داد و آن ها را با رعایت موازین و استانداردهای مربوطه به حد مجاز خود کاهش داد. بر همین می توان با مشاوره متخصصین فنی و مهندسان مشاور، بهره گیری از مصالح سبک، پیاده سازی روش های نوین و تبعیت از استانداردهای مربوطه گامی در این راستا برداشت. از جمله تکنیک های نوین مهندسی کاهش وزن ساختمان های ملی می توان به موارد زیر اشاره نمود:
- تغییر هندسه ساختمان
- انتخاب صحیح و اصولی مواد اولیه ساخت و ساز
- چینش دقیق المان ها
- پایین آوردن میزان بارهای ثقلی
- بررسی خطرات ناشی در منطقه عمرانی و آنالیز محیط جغرافیایی
- و…
به طور کلی دو روش برای سبک سازی ساختمان ارائه می گردد. روش اول سبک کردن اجزای باربر ساختمان می باشد و روش دوم سبک کردن سازه ساختمان می باشد.
استفاده از بتن سبک برای اجرای اسکلت بتنی:
در صنعت ساختمان بتن از مصالح مهم، کارآمد و مدرن است. اسکلت بتنی شامل شبکه ای از آهن و بتن می باشد که برای سبک کردن این اسکلت می توان از بتن سبک هبلکس استفاده کرد که کاربردهای متنوعی دارد.
انواع بتن های سبک:
بطور کلی انواع بتن سبک به سه دسته بتن سبک دانه، بتن اسفنجی، و بتن ریز دانه تقسیم می گردد.
بتن سبک دانه :
در بتن سبک دانه به جای دانه های شن و ماسه از ذرات سبک تری استفاده می شود. که وزن کمتری دارد و در عین حال استحکام سازه را پایین نمی آورد. این نوع بتن خود شامل دو دسته طبیعی و غیر طبیعی می شود که دانه های طبیعی شامل دانه دیاتومه، پوکه معدنی، توف، شیل و اسلیت منبسط شده هستند. و دانه های غیر طبیعی شامل دانه لیکا در اندازه های مختلف، ورمیکولیت سرباره، پس مانده زغال کک اشاره کرد.
بتن اسفنجی:
بتن اسفنجی بتنی است که در آن حفره های هوا و گاز باعث ایجاد تخلخل می شوند. و در نهایت یک بتن سبک را به وجود می آورند. که برای سبک سازی ساختمان در برابر زلزله کاملا مناسب است. یکی از راه‌های ساختن بتن سبک ایجاد حباب های گاز در ملات خمیری مخلوط بتن می باشد. و حباب ها باید در ضمن اختلاط، تراکم و پایداری خود را حفظ کنند. بتن اسفنجی نام‌های دیگری از قبیل بتن متخلخل، بتن کفی و بتن گازی نیز دارد.
بتن گازی:
این نوع بتن نوعی از بتن اسفنجی می باشد که در سبک سازی ساختمان در برابر زلزله کارآمد است و در نتیجه یک واکنش شیمیایی که گاز را در ملات تازه ایجادمی کند، ساخته می شود. این بتن هنگامی که سخت می شود شامل تعداد زیادی حباب های گازی می باشد. این بتن به علت وزن کم و خواص عایق بندی حرارتی باعث کاهش جرم ساختمان و صرفه جویی در مصرف انرژی می شود. از خواص عمده بتن گازی وزن کم، مقاومت مناسب، عایق بندی حرارتی و مقاوم در برابر آتش سوزی را می توان برشمرد. جرم حجمی پایین، نسبت مناسب مقاومت به جرم حجمی، عایق بندی مناسب حرارتی و ثبات حجمی و جمع شدگی کم بعد از خشک شدن باعث شده این ماده در بسیاری از کشورهای جهان با شرایط اقلیمی مختلف تولید و مورد استفاده قرار گیرد.
بتن کفی:
این نوع بتن که با نام فوم بتن یا بتن هوادار نیز شناخته می شود با افزودن یک ماده کف زا، معمولا بعضی شکل های پروتئین هیدرولیز شده یا صابون صمغی به مخلوط، ساخته می شود. ماده کف زا در ضمن اختلاط با سرعت زیادی حباب های هوا را تولید می کند، هم چنین نسبت به بتن معمولی دارای مقاومت بهتری در مقابل آتش می باشد.
بتن بدون ریزدانه:
بتن از سه جزء سیمان، آب، شن و ماسه تشکیل می شود. این بتن ماسه ندارد و تنها از سیمان، آب و شن تشکیل شده است. حذف ماسه از بتن هم وزن آن را کاهش می دهد و هم به دلیل دارا بودن تنها شن (دانه درشت) دارای تخلخل بیشتری است که باعث سبک شدن بتن و در نتیجه سبک شدن ساختمان می شود.
بتن پلیمری:
بتن پلیمری یا بتن رزینی بتنی است که به جای آب که ماده حلال در بتن است در آن از رزین استفاده شده است. و به جای دانه های شن و ماسه در آن از الیاف پلیمری استفاده می گردد. که با این تغییرات در فرمولاسیون بتن، بتن پلیمری به وجود آمده که هم نسبت به بتن معمولی سبک تر است. و هم بر خلاف بتن های معمولی که آب دوست هستند، بزرگترین مشکل ان ها جذب آب است. این بتن خاصیت آبگریزی بالایی دارد و عایق خوبی برای رطوبت، حرارت، برودت و صدا است. و هزینه تولید آن نیز به مراتب پایین تر از از سایر مصالح مورد استفاده در فرآیند سبک سازی ساختمان است.
بتن الیافی:
بتن مسلح یا بتن الیافی بتنی است که با سیمان هیدرولیکی مصالح سنگی ریز دانه و درشت دانه و الیاف مجزا و غیر پیوسته ساخته می شود. هدف از مسلح نمودن بتن یا الیاف افزایش مقاومت کششی جلوگیری از توسعه ترک ها و افزایش سختی به وسیله انتقال تنش در عرض مقطع یک ترک می باشد. بدین ترتیب در مقایسه با بتن بدون الیاف امکان تغییر شکل های بزرگتری فراهم می شود.
استفاده از اسکلت فلزی سبک در سبک سازی ساختمان:
یکی از راه های سبک سازی ساختمان سبک کردن اسکلت آن می باشد، زیرا بیشترین وزن ساختمان را اسکلت آن تشکیل می دهد. سازه سبک LSF سازه ای بسیار سبک است که نقش به سزایی در سبک سازی ساختمان دارد. با استفاده از سازه سبک LSF تا حد زیادی از هزینه های اجرای اسکلت فلزی کم می کند. و باعث صرفه جویی در زمان می باشد.
از دیگر مزایای این سیستم قابلیت بازیافت آن می باشد که باعث شده این سازه به سازه های دوستدار محیط زیست معروف باشند و هم هزینه های بازسازی و نوسازی را کاهش می دهد. استفاده از این سیستم نسبت به اسکلت فلزی مرسوم برای کارفرمایان هزینه کمتری دارد. همچنین به علت آماده سازی و ساخت این اسکلت در کارخانه و سرهم شدن آن در کارگاه سرعت اجرای آن بالا می باشد. از این سیستم می توان برای سبک سازی ساختمان، خانه، ویلا، مدرسه، اداره و … استفاده کرد و پاسخگوی انواع سبک معماری و طراحی داخلی است.
سبک سازی ساختمان با کاهش وزن نمای ساختمان:
بخش هایی مانند نمای ساختمان، تزیینات داخلی ساختمان هم بخش هایی است که می توان با استفاده از برخی روش های نوین با کم کردن وزن آنها، به سبک سازی ساختمان پرداخت. بطور مثال استفاده از سیمان، سنگ، آجر و … در اجرای نمای ساختمان باعث بالا رفتن وزن ساختمان می گردد. استفاده از دیوار خشک، سقف کاذب در دیوار های داخلی و یا استفاده از فوم در نمای بیرونی نیز تا حدودی نقش موثری در سبک سازی ساختمان دارد.
مزایای سبک سازی ساختمان در برابر زلزله:
سبک سازی ساختمان یکی از دغدغه های اصلی کشورهای زلزله خیز مانند ایران است. سبک سازی ساختمان علاوه بر کاهش خطرات جانی و مالی به کاهش هزینه ها و صرفه جویی در انرژی هم منجر می گردد. همچنین با سبک سازی ساختمان ها به کاهش آسیب به محیط زیست کمک شایانی می گردد.
بدون دیدگاه