ثبت نام | ورود
English
امروز جمعه 1403.2.7 Iranian Construction Engineering and Management
صفحه اصلی
روش های ساخت

سیستم ساختمانی دیوار دو لایه یا قالب سرخود بتنی

سیستم دیوار دو لایه یا قالب سرخود بتنی

TWIN WALL OR INCORPORATED SHUTTRING WALL SYSTEM 

مهدی روانشادنیا

مقدمه

مشخصات عناصر و اتصالات سازهای

روش اجرا

عملکرد سازه ای سیستم

عملکرد در برابر حریق

عملکردحرارتی سیستم

مزایاو معایب

منابع

مقدمه :

سيستم سازه اي ديوارهاي قالب سرخود بتني ابتدا در كشورهاي اسكانديناوي ، خصوصاً سوئد مطرح گرديده است . دراين سيستم  قسمتي از ديوارهاي بتن مسلح به صورت پيش ساخته در كارخانه توليد مي شود . اين ديوارها از دو لايه بتن مسلح با فاصله نسبت به يكديگر ساخته مي شود، فاصله بين لايه ها ،‌علاوه بر تاثيري كه بر كاهش وزن ديوار درزمان حمل و جابجايي (در مقايسه با ديوارهاي پيش ساخته يكپارچه توپر ) دارد، نصب و برپايي آن را نيز تسهيل مي كند. همچنين ، بتن ريزي درجا مي تواند به يكپارچگي اعضاي سازه اي كمك كند وعملكرد لرزه اي ساختان را بهبود بخشد . بخش پيش ساخته و بتن درجا توسط ميل گردهايي كه ميان دو جداره تعبيه شده اند   و همچنين توسط قفل و بست بين لايه ها به يكديگر متصل مي شوند.

معمولاً قطعات پيش  ساخته قالب سرخود بدون ميل گرد انتظار طراحي و توليد مي شوند  . اتصال دو لايه بتني طرفين توسط خرپاهاي فلزي صورت مي گيرد تا عملكرد مركب اتصال دو لايه بتني طرفين قطعه توسط خرپاهاي فلزي صورت مي گيرد تا عملكرد مركب داشته باشند . اين اقدام ، در عين دارا بودن مزاياي اجرايي ، خطر آسيب ديدن در زمان حمل را كاهش مي دهد، و باعث مي گردد نياز به قالب بندي كاملاً منتفي گردد يا به حداقل كاهش يابد.

دركشورها اروپايي ،‌اين سيستم براي ساختمان ها مسكوني ، اداري ،‌و عمومي مورد استفاده  قرار گرفته است .

شالوده ، در سيستم سازه اي ديوارهاي بتن مسلح دولايه ، ازبتن مسلح و به صورت درجا ساخته مي شوند.

سقف هاي اين سيستم معمولاً به صورت دال نيمه پيش ساخته با پيش دال هستند .اين سقف ها  دركارخانه آماده مي شوند و پس از نصب برروي ديوارها با تعبيه عناصر تسليح مناسب، با بتن ريزي درجا به ديوارها متصل مي گردند در مواردي نيز از سقف هاي پيش ساخته دو لايه (مشابه ديوارها ) استفاده مي شود . دراين  حالت نفوذ بتن به تمام قسمت هاي جداره مياني سقف به آساني صورت نمي گيرد .از اين رو ، سيستم مورد بحث درمواقعي كه از نظر سازه اي لايه هاي بتن بالايي و پاييني سقف پاسخ گوي بارهاي وارد بر آن باشند و لايه مياني با مواد پر كننده يا عايق پرشود استفاده مي شود.

بيشترين كاربرد اين گونه ساختمان ها در مناطق با خطر لرزه خيري كم بوده باشند.

درسيستم ديوارهاي بتني دولايه، از آنجا كه ديوارها دركارخانه بتن ريزي مي شوند امكان اجراي دقيق وعمل آوري مناسب آنها وجود داردو اين موضوع به عنوان يكي از نقاط قوت اين سيستم مطرح مي شود. از سوي ديگر ، اجراي ديوارها دركارخانه اين امكان را براي سازنده فراهم مي كند كه انواع  نماهاي مورد نطر را قبل از بتن ريزي روي كف قالب هاي ديوار اجرا و سپس اقدام به بتن ريزي كند . اين موضوع علاوه براي دستيابي به نماهاي زيبا و بديع ، باعث اتصال مناسب و مقاوم نمابه سيستم سازه اي مي شود و خطر جدا شدن و سقوط نما به هنگام زلزله را به حداقل مي رساند . بديهي است كه اين موضوع باعث مي شود حمل و  نصب قطعات از حساسيت خاصي برخوردار شود.

مشخصات عناصر و اتصالات سازه اي [2] و [3]

1- شالوده بتن مسلح

شالوده سيستم ديوارهاي دو لايه، به دليل وجود سيستم ديوارها باربر بتن مسلح و بسته به نوع خاك زمين محل احداث ساختمان مقاومت فشاري مجاز خاك وساير پارامترهاي ‍ژئوتكنيكي ، به صورت نواري يا گسترده با بتن ريزي درجا طراحي و اجرا مي شود ميل گردهاي  انتظار تعبيه شده در اين شالوده ها اتصال بتن ديوار وشالوده را تامين مي كنند.

2- قالب سر خود ديوار

ديوار هاي بتن مسلح پانلي و لايه ،‌عناصر قائمي هستند كه پس از اجراي بتن درجا به عنوان اعضاي باربر ثقلي و نيز باربر جانبي (ديوارهاي برشي) درسيستم سازه اي ديوارهاي دو لايه بتن مسلح مياني مشاركت مي كنند . ضخامت كل ديوار عموماً بين 20 تا 30 سانتي متر متغير است .

2-1 ساخت قالب سرخود ديوار دركارخانه

ساخت قطعات قالب سرخود بتني مراحل مختلفي دارد از جمله .

الف ) ساخت خرپاهاي فلزي

يكي از توليدات كارخانه هاي قالب سرخود بتني ،‌خرپاهاي مورد استفاده  براي اتصال و تقويت لايه هاي بتني دو طرف قالب است.

خرپاها معمولاً به صورت خودكار توسط دستگاه هايي كه عمليات برش ميل گردها ، خم كاري و جوش نقطه اي را انجام مي دهند ساخته مي شود.

ب) ميل گرد گذاري و بتن ريزي

درمرحله بعدي، ميل گردگذاري وبتن ريزي يكي از لايه هاي بتني قالب سرخود روي ميز بزرگ تختي صورت مي گيرد.

پس از اين كه گيرش اوليه بتن به حد قابل قبول رسيد با استفاده از جزثقيل سقفي لايه بتني جابه جا مي شود و بر روي ميز ي متحرك مجهز به بادكش هاي مكنده متعدد گذاشته مي شود.

اين ميز قادر است قطعه بتني را دوران دهد وبرروي ميز ديگري كه از قبل بتن ريزي شده است قرار مي گيرد.زماني كه بتن لايه دوم به مرحله اوليه نرسيده است باعمليات ويبره (توسط ميز ويبره ) اطراف ميل گرد ها را به طور كامل مي پوشانند و كليه حفره ها و حباب هاي هوا از لايه بتن دوم خارج مي شود.

تسطيع سطجح رويي ، پس از بتن ريزي با استفاده از تجهيزات حاص (مانند ماله پروانه صورت مي گيرد.

ج)اجراي پله هاي بتني پيش ساخته

اجراي بتن ريزي پله هاي پيش ساخته دريك مرحله انجام مي شود قالب هاي مورد استفاده  براي اجراي اين قطعات معمولاً قابليت انطباق باطرح هاي وابعاد مختلف را دارد.

د) ايجاد طرح هاي مختلف براي قطعات نما

با كارگذاشتن ورق هايي انعطاف پذير از جنس لاتكس يا مشابه آن به كف قالب مي توان طرح هاي مختلف نما را ايجاد كرد.

ه) پيش بيني لايه عايق حرارتي درقالب سرخود ديوار

دربين دو لايه بتني مي توان يك لايه عايق حرارتي نيز پيش بيني كرد. البته اضافه شده عايق حرارتي مشكلاتي را نيز به همراه دارد كه مهم ترين آنها عدم امكان استفاده از خرپاهاي فلزي است .به همين دليل، دراين حالت ميخ هاي فلزي كه درانتها پوشش پليمري دارند به كارگرفته مي شود.  پوشش پليمري براي كاهش ميزان پل حرارتي بين لايه هاي بتني است بديهي است دراين شرايط از نظر سازه اي مجموعه كارآمدي كمتري نسبت به قطعات بدون عايق و با خرپاي فلزي دارد.

و) نصب مدارهاي تاسيسات مكانيكي والكتريكي

درسقف هاي نيمه پيش ساخته مورد بحث ، امكان تعبيه محل هايي براي عبور كابل لوله و كانال درحين ساخت در كارخانه وجود دارد. كارگذاري مدارها مي تواند پس از ساخت قطعه بتني صورت گيرد .دراين مواردي كه لازم است كليه و پريزها ،‌يا انتها ي مدارهاي تاسيسات يا الكتريكي ، درداخل ديوار تعبيه شود اجراي مدارها پس از اتمام بتن ريزي يگ لايه انجام مي شود.

ز) تعبيه بازشدگي ها

امكان تعبيه نورگير و بازشو درحين ساخت اين ديوارها در كارخانه وجودد دارد.

ح) نگهداري وحمل قطعات

قطعات توليدشده مي تواننددرفضاهاي مسقف ، يا درفضاي آزاد  نگهداي شوند.

اين خطر  وجود دارد كه اثر بارهاي ديناميكي زمان حمل و نصب از بارهاي دوره بهره برداري كاملاً متفاوت باشد و باعث ايجاد خرابي در قطعه شود.

زمان طراحي سيستم علاوه بر لحاظ كردن بارهاي زمان نصب وبهره برداري، نيروهاي احتمالي ناشي از حمل ونقل قطعات نيز بر آورده مي شود.

سقف هاي بتن مسلح نيمه پيش ساخته ( پيش دال ) و پيش ساخته (دال)

اين دال هاي يك طرفه دركارخانه  معمولاً به صورت پيش دال ساخته مي شوند .به نحوي كه ميل گرد تحتاني تيرچه ها تعبيه مي گرددو لايه پاييني بتن آنها  به ضخامت حدود 7 سانتي متر ريخته مي شود .اين قطعات سقف عمدتاً براي سهولت درحمل ونقل و نصب با عرض 5/2 متر ساخته مي شود.

روش اجرا:

1- اجراي شالوده

دراين سيستم شالوده هاي بتن مسلح به صورت درجا ريخته مي شوند.

2- نصب موقت قالب هاي سرخود خود بتني

پس از گيرش بتن شالوه ياكف طبقات ، ديوارهاي بتن مسلح پيش ساخته دو لايه به محل  حمل مي گردند و توسط جرثقيل برروي شالوده ها يا كف طبقات به صورت موقت كارگذاشته مي شوند.

پس از استقرار قطعات ديواري در محل هاي تعيين شده ، ميل گرد گذار براي اتصال پانل ها به يكديگر انجام مي شود.

3- نصب سقف

در مواردي  استفاده از اين سيستم توجيه دارد كه از ديدگاه مهندسي سازه لايه هاي بتن بالايي و پاييني سقف جوابگوي بارهاي وارد   بر آن بوده و لايه مياني  بتوان با مواد پر كننده مانند عايق حرارتي پرشود.

 بتن ريزي : روند اجراي بتن ريزي بايد مطابق آئين نامه آبا باشد.

 يك نكته در بتن ريزي :

ارتفاع آزاد بتن ريزي دردوحالت بتن ريزي با لوله انعطاف پذير و بتن ريزي توسط تعبيه دريچه بتن ريزي براساس فاصله آزاد دو پانل گنجانده شده است.

جدول 4-1 ارتفاع آزاد بتن ريزي دردو حالت بتن ريزي با لوله انعطاف پذيري و بتن ريزي توسط تعبيه دريچه بتن ريزي بر اساس آزاد دو پانل

فاصله آزاد بين دو پانل (سانتي متر )

7

9

11

14

17

19

21

24

29

 (متر)

5/3

0/4

0/5

2/5

5/5

5/5

5/5

5/5

5/5

(متر)

-

-

-

2/5

5/5

5/5

5/5

5/5

5/5

سيستم سازه اي : [1]و [4]

سازگاري سيستم با آيين نامه هاي ساختمان داخل و خارجي

اگر چه در آيين نامه ACI 533R مطالبي كلي درزمينه جهان ،‌به طور مستقيم و مجزا عنوان شده است اما دراغلب آيين نامه هاي ساختماني معتبر جهان ، به طور مستقيم و مجزا اشاره اي به طورح واجراي سيستم ديوار هاي پانلي دولايه نشده است درمورد اين سيستم در هيچ يك از آيين نامه هاي  ساختماني داخل پانلي دو لايه نشده است . در مورد اين سيستم در هيچ يك از آيين نامه هاي ساختماني داخلي نيز مطلبي عنوان نشده است.

از ديدگاه رفتار لرزه اي به نطر مي رسد سيستم سازه اي ديوارها دو لايه ، سيستم پسنديده اي نيست . از اين رو، فقط درصورتي مي توان از اين سيستم استفاده  كرد كه طراح نسبت به عملكرد اجرا و اتصالات واجراي صحيح آنها اطمينان كافي داشته باشد (مثلاً اين موضوع با آزمايش روي اجزاي سازه اي و نيز مدل سازه اي با شرايطي كه بتواند نماينده رفتار كل سيستم باشد ثابت شود).

براي طر احي عناصر بتن مسلح و همچنين اجراي سازه درمحل سايت مي توان از ضوابط مبحث نهم قرررات ملي ساختمان ايران درخصوص طرح و اجراي ساختمان هاي بتني ،‌بهره  گرفت.

جمع بندي و تشريح محدوديت هاي سازه اي

  1. دركليه اتصالات و در هر سمت اتصال ، ميلگردهاي اتصال حداقل به اندازه طول مهارت ميل گرد دركشش ادامه يابند.
  2. مقدار ميل گرد مصرفي و محل هاي جاگذاري آن دراتصال به صورت دقيق تعيين شود و درهيچ حالتي از الزامات مندرج درمبحث نهم مقررات ملي ساختمان كمتر نباشد.
  3. بتن سقف و ديوار به صورت يكپارچه با مشخصات عنوان شده در فصل 3 ريخته شود و درعمل آوري آن نهايت دقت صورت پذيرد.
  4. براي دستيابي به يكپارچگي بيشتر، حتي الامكان از سقف هاي نيمه پيش ساخته (پيش دال) كه بتن ريزي روي آنها  همزمان با لايه مياني ديوار اجرا مي شود استفاده گردد.
  5. براي درگيري بهتر بين بتن درجاي لايه مياني ديوارها و لايه هاي بتني ريخته شده دركارخانه ،‌هنگام  بتن ريزي در كارخانه تدابيري  براي مضرس كردن سطح داخلي لايه هاي بتن ،‌به كارگرفته شود، يا اين كه ميل گرد گذاري لازم براي به هم  دوختن بتن پيش ساخته و بتن درجا صورت گيرد.

بررسی رفتار سیستم در برابر آتش

بتن مصالحی است که به طور معمول از حدود 25 درصد حجمی سیمان و 75 درصد سنگدانه. با حرارت دیدن بتن رطوبت موجود در خلل و فرج خمیر سیمان از دست می رود. این از دست رفتن رطوبت با جذب حرارت زیادی همراه است که انتقال حرارت به داخل بدنه بتنی را به تاخیر می اندازد. و باعث بهبود رفتار بتن در برابر آتش می شود. عمده گرمای نهان در این فرآیند مربوط به عملکرد سیمان است. سه عامل مهم در پوکیدن صطحی بتن ، فشار بخار ، تنشهای حرارتی و تغییر ساختاری سنگدانه .

عملکرد سیستم در برابر آتش

انواع خاصی از سقف ها

دال بتن مسلح بدون سقف کاذب

جدول 6-1 حداقل ضخامت لازم دال (mm )

مقاومت در برابر آتش (ساعت)

نوع بتن

1

2

3

4

بتن با سنگ دانه سیلیسی

90

130

160

180

بتن با سنگدانه کربناتی

80

120

145

170

بتن سبک

65

90

110

130

دال بتن مسلح با سقف کاذب با پوشش گچ / پرلیت روی رابیتس

سقف کاذب با فاصله حداقل 15 سانتیمتر از زیر دال بتن مسلح اجرا شود. در زیر رابیتس سقف کاذب، پوشش گچ / پرلین بت ضخامت لازم مطابق با جدول 6-1 اجرا گردد.

جدول 6-2 حداقل ضخامت لازم دال بتن مسلح با سقف کاذب (mm )

مقاومت در  برابر

آتش

ضخامت لازم (mm )

دال بتن مسلح

سقف کاذب

3 ساعت

50

20

4 ساعت

75

25

انواع خاصی از سقف ها

دال بتن مسلح بدون سقف کاذب

جدول 6-1 حداقل ضخامت لازم دال (mm )

مقاومت در برابر آتش (ساعت)

نوع بتن

1

2

3

4

بتن با سنگ دانه سیلیسی

90

130

160

180

بتن با سنگدانه کربناتی

80

120

145

170

بتن سبک

65

90

110

130

دال بتن مسلح با سقف کاذب با پوشش گچ / پرلیت روی رابیتس

سقف کاذب با فاصله حداقل 15 سانتیمتر از زیر دال بتن مسلح اجرا شود. در زیر رابیتس سقف کاذب، پوشش گچ / پرلین بت ضخامت لازم مطابق با جدول 6-1 اجرا گردد.

جدول 6-2 حداقل ضخامت لازم دال بتن مسلح با سقف کاذب (mm )

مقاومت در  برابر

آتش

ضخامت لازم (mm )

دال بتن مسلح

سقف کاذب

3 ساعت

50

20

4 ساعت

75

25

بررسی عملکرد حرارتی سیستم [3]

جدول 7-1مقایسه ضریب انتقال حرارت دیوار بتنی با چند نوع جدار دیگر

مقاومت حرارتی

[m2.K/W]

ضریب انتقال حرارت

[W/m2.K]

بتن توپر به ضخامت 10 سانتیمتر

06/0

40/4

بتن توپر به ضخامت 20 سانتیمتر

11/0

52/3

شیشه دوجداره ساده پر شده با هوا

16/0

03/3

برای دستیابی به اهداف تعیین شده در مبحث 19 مقررات ملی ساختمان در مورد ساختمان های با استفاده مداوم، مناسب ترین روش عایق کاری حرارتی از خارج است.و از طرف دیگر پل های حرارتی در محل اتصال دیوار به کف طبقات و تیغه های داخلی حذف شود و انتقال حرارت از پوسته خارجی به میزان قابل توجهی کاهش یابد.

ساده ترین و ارزانترین عایق حرارتی جدارها از داخل است. یک زیر سازی چوبی روی دیوار و اجرای عایق حرارتی و تخت گچی روی آن. البته روشهای دیگری نیز جهت عایق کاری وجود دارد.

شركت هاي مجري سيستم قاب سبك فولادي (Twin  ) مورد تاييد مركز تحقيقات ساختمان و مسكن

نام شركت

1- صبا آرمه بتن تهران

2- شهر ساز اروميه اروميه

3- ساختماني و تاسيسات ساران

بررسي نقاط قوت و ضعف سيستم

مزايا

معايب

1- امكان طراحي مد و لار

1- با توجه به لازمه وجود ديوارهاي سازه اي درتعيين ابعاد فضاها درمقايسه با ديگر سيستم ها محدوديت وجود دارد.

2- نما  بصورت بتن نمايان ، هزينه نما

2- نسبت به ساير سيستم ها بخصوص سيستم هاي نوين ،  حتي سيستم  هايي نظير LSF سنگين و مصرف مصالح  اصلي (بتن و ميلگرد) بالاست . ضخامت لايۀ بتني ديوار  20 تا 30 سانتي متر است .

3- بنا به پيش ساختگي نما ، كيفيت و تنوع

3- بازيافت مصالح و عناصر با مشكلات فراوان بهمراه است .

4- از لحاظ قطعات / ابزارآلات / وابستگي خارجي ندارد

4- وجود جرثقيل  جهت جابجايي قطعا ت الزامي

5- نقش تغيير عوامل اجرا در كيفيت چندان تعيين كننده نيست

5- قطعاتي كه در اين سيستم به كار مي روند چند كاره نبوده و فقط  براي قسمت سقفي  از سازه به كار مي روند.

6- براي اجرا نياز به ابزار آلات پيچيده نمي باشد .

6- همنچنين ارتباط با اجزاء و قطعات سيتم با ساير اجزاي و قطعات الحاق با محدوديت روبروست

7- قابليت  موازي كردن اقدامات اجرايي درسطح وجود دارد

7- امكان تغيير ابعاد بعد از توليد صنعتي است وجود ندارد

8- فرآوري مواد در كارگاه از سيستم هاي متداول كمتر

8- درصورتيكه ديوارهاي داخلي نيز با استفاده  از قالب هاي سرخود ساخته شده باشند امكان انجام تغيير اتي جهت  حذف يا جابجايي آنها دردورۀ بهره برداري منتفي است .

9- محدوديت هاي اجراي فصلي نسبت به ساير سيستم ها كمتر

9- امكان دسترسي به مدارهاي تاسيسات الكتريكي و مكانيكي دورۀ بهره برداري وجود ندارد.

10- باز ديدهاي لازم جهت تغمير و نگهداري ديوار و سقف كمتر از روشهاي معمول و سيستم هاي متداول مي باشد .

10- امكان جايگزيني يا تغيير قطعات در اين سيستم وجود ندارد .

11- تامين انتظارات درخصوص عملكرد صدا بندي هوا برد ديوارهاي  خارجي وديوار ها بتن دو واحد مسكوني (ديوار بتني )

11- عملكرد در برابر حريق با تمهيدات خيلي ويژه مناسب است

12- هوا بندي ديوارهاي خارجي به نحو مطلوبي تامين مي شود.

12- عدم تامين انتظارات درخصوص صدابندي كوبه اي سقف ها

13- كاربرد اين سيستم در رفتار با استاندارهاي زيست محيط مي باشد.

13- امكان رفع كامل خطر ميعان درحالت عايق كاري مياني وجود ندارد.

14- درصورت اجراي مناسب رويۀ بتني خارجي عملكرد مناسب دربرابر هوا زدگي محيط هاي  خورنده و تابش شديد آفتاب  و تكانه هاي  حرارتي

14- هزينه  هاي ساخت

14-1 مصرف مصالح اساسي زياداست

14-2 امكانات نصب سنگين مورد نياز است

14-3 پيچيدگي حمل قطعات دراكثر موارد بيش از سيستم ها مي باشد

15- ايستايي  سيستم تا 30 متر ارتفاع در صورت طراحي و اجراي اصولي بهتر از سيتم هاي متداول مساخت است

15- محدوديت شعاع حمل و مصرف  اقتصادي

16- درصورت مدو لار بودن و تيب بودن از نظر سرعت ساخت بهتر از سيستم هاي متداول

16- روش اجراي نصب نقاط غير در سازه اي چون پله ها

17- اتلاف و ضايعات مصالح درروند ساخت نسبت به ساير سيستم ها كمتر خواهد بود.

17- عدم اطمينان به عملكرد ولرزه اي نقاط غير سازه اي مانند ديوارهاي جدا كننده و پله ها

18- عدم وجود آيين نامه جهت طراحي و محاسبات كه مورد تاييد باشد .

منابع:

1-Dukane Precast Company ,Double Wall System

www.DukanePrecast.com

2- Kerkstoel Company 2000,Reinforced Concrete Double Walls

www.Kerstoel.be

3- بررسي  و ارزيابي چند سيستم مطرح در پروژه هاي انبوه سازي سيستم ديوار دولايه ،سیستم دیوار دولایه یا  ‌قالب سرخود بتني ، معصومي علی ‌، محمد كاري بهروز ، مركز تحقيقات ساختمان مسكن ، نشريه گ 460.

4-  كمينه دائمی بازنگري آئين نامه طراحي ساختمانها دربرابر زلزله ،‌آئين نامه طراحي 2800 ،‌مركز تحقيقات ساختمان مسكن 1384.

5- هدايتي ، محمد جعفر  ، لياقتي ، مولانا " بررسي صدابندي سقف هاي متداول درايران ".

6- “Double –Wall precast concrete building systems” by Dukane Precast Company

7- مدارک فنی و تخصصی شرکت صبا آرمه بتن



آرشيو مطالب...


Copyright 2012
تعداد کاربران: 44