گزارش کاراموزی معماري ساختمان هاي بتني و فلزي

گزارش کاراموزي معماري ساختمان هاي بتني و فلزي در 31 صفحه ورد قابل ويرايش


فهرست مطالب

مقدمه:

تعمير بتن در مناطق دريايي

سازه هاي اسکلت بتني

چگونه يك ساختمان ايمن يسازيم

ويژگي هاي عمده فوم بتون

بتن ا ليافي

منابع











مقدمه

ضرورت تحقيق در خصوص مصالح ساختماني خصوصا بتن به عنوان عنصر شاخص در ساخت و ساز، از چند دهه گذشته در مركز توجه موسسات تحقيقاتي در كشورهاي مختلف بوده است. در كشور ما با توجه به حجم انبوه ساخت و سازها در بخش عمومي و در بخش خصوصي و همچنين سرمايه گذاري هاي عظيم براي ساخت فرا سازه ها، كه بخش اعظم آنها را سازه هاي بتني تشكيل مي دهند، پرداختن به موضوع تحقيقات در زمينه مصالح ساختماني و خصوصا بتن از اهميت زيادي برخوردار است. در كشورهاي پيشرفته، امروزه بخشي قابل ملاحظه اي از بتن هاي مصرفي را بتن هاي خاص تشكيل مي دهد و با توجه به قابليت هاي شگرف اين مصالح ساختماني ، تحولهاي اساسي در تكنيك ها و روشهاي ساخت سازه ها ايجاد شده است.

آزمايشگاه مصالح ساختماني دانشكده فني دانشگاه تهران از بدو تاسيس به عنوان يكي از مراكز معتبر آزمايشگاهي مصالح ساختماني در كشور محسوب مي شده و هم اكنون به عنوان آزمايشگاه مرجع مورد قبول سازمانها و ارگانهاي رسمي است . انستيتو مصالح ساختماني دانشكده فني دانشگاه تهران در همکاري با آزمايشگاه مصالح ساختماني با هدف ارتباط با صنعت ساختمان و انجام پروژه هاي علمي، تحقيقاتي، مشاوره اي، مديريتي و اجرايي به منظورارتقاي كيفي و كمي دانش مربوط به مصالح و فراورده هاي ساختماني و نيز كاربرد آنها شامل : مطالعات رفتاري، فن آوري توليد، كاربرد مصالح و فرآورده هاي بتني، ترميم و نگهداري سازه ها وطراحي سازه هاي بتني محافظ شروع به كار كرده است. اين مركز تاكنون توانسته است بيش از20 نفر از نخبگان ( دانشجويان افتخار آفرين در مسابقات بين المللي انجمن بتن آمريكا در سه سال اخير) و فارغ التحصيلان دانشكده فني را جذب كند.

انستيتو مصالح ساختماني با بهره گيري از تجهيزات كامل آزمايشگاه مصالح ساختماني ، مسوولان مجرب، نخبگان و فارغ التحصيلان دانشكده فني آماده ارائه خدمات وسيعي به صنعت ساختمان كشور مي باشد و هم اكنون مورد توجه صاحبان صنايع ساختماني در زمينه هاي مختلف قرار گرفته و قراردادهاي پژوهشي و تحقيقاتي متعددي را منعقد نموده است.

انستيتو مصالح ساختماني دانشكده فني با همكاري آزمايشگاه مصالح ساختماني با توجه به ظرفيت قابل ملاحظه خود توانايي ارائه خدمات مشاوره اي - پژوهشي و آزمايشگاهي وسيعي در زمينه هاي مختلف صنايع ساختماني را دارد.

حفاظت كاتديك فولاد در سازه‌هاي فولادي و نيز ميلگردهاي فولادي در سازه‌هاي بتني

اگرچه حفاظت كاتديك فولاد از ديرباز در دنيا مطرح بوده است؛ در ايران و به خصوص در سازه‌هاي دريايي و ساحلي خليج‌فارس اين مسئله كمتر مورد توجه قرار گرفته است. عمده‌ترين حفاظت به كار گرفته شده در ايران معمولاً‌ استفاده از رنگ‌هاي مخصوص بوده كه اين مسئله در مورد ميلگردهاي به كار رفته در سازه‌هاي بتن‌آرمه قابل استفاده نيست. به همين جهت در سازه‌هاي بتن‌آرمة ساحلي و دريايي خليج‌فارس، بزرگترين مسأله، خوردگي ميلگردها و مترادف با آن زوال و خردشدگي بتن بوده است؛ به طوري كه گاه عمر سازة بتن‌آرمه را به كمتر از 5 سال نيز تقليل داده است. تحقيقات مناسب در اين ارتباط و تنظيم توصيه‌نامه و دستورالعمل مناسب در جهت حفاظت كاتديك فولاد به خصوص در سازه‌هاي بتن‌آرمه، مي‌تواند در اين راستا بسيار راهگشا باشد. اجباري كردن رعايت چنين دستورالعمل‌هايي در سازه‌هاي بتن‌آرمة ساحلي و دريايي جنوب توسط مقامات ذيصلاح، به صرفه‌جويي كلاني در سرمايه‌هاي كشور منجر خواهد شد.



تعمير بتن در مناطق دريايي

در مناطق گرمسيري و دريايي، به سبب وجود شرايط محيطي حاد و خورنده، سازه‌هاي بتن‌آرمه در معرض ابتلا به انواع خرابي‌ها قرار دارند. در حال حاضر سالانه براي ترميم خرابي‌هاي آرماتور و خسارت ناشي از آن، ميلياردها دلار در سراسر دنيا هزينه مي‌شود. تعمير بتن در مناطق دريايي شامل تعمير بتن در خارج از آب و تعمير آن در داخل آب مي‌گردد. در خارج از آب عمده‌ترين خرابي‌ها ناشي از خوردگي ميلگرد در بتن، خرابي سولفاتي، واكنش قليايي سنگدانه‌ها و كربناتي‌ شدن بتن مي‌باشد كه سبب خوردگي فولاد مي‌گردد. تعمير سازه‌هاي بتني در زير آب مسائل پيچيده و مشكلي را در بردارد. هر چند كه روش‌هاي تعمير و نوع مصالحي كه به كار مي‌رود شبيه به حالت‌هاي تعمير بتن در خارج از آب است، ولي شرايط سخت محيطي و مشكلاتي كه كار در زير آب و يا در ناحية پاشش آب به همراه دارد، تفاوت‌هاي عمده‌اي را ايجاد مي‌كند. فرسايش و تخريب بتن در نواحي جزر و مد و يا در ناحية پاشش آب نيز يك مسئلة جدي از نقطه‌نظر اقتصادي مي‌باشد. موج آب كه حاوي اكسيژن و املاح متعددي مي‌باشد، اثر تخريبي مؤثري بر سنگدانه‌هاي بتن دارد.



ساختمانهاي بتني:

يک مد خرابي معمول در سازه هاي بتني بهنگام زلزله، فروافتادن دال کف، تقريبا بدون شکست، بر روي کف زيرين خود ميباشد. در اين نوع خرابي که تحت عنوان "پن کيک" از آن ياد ميشود، دالهاي کف فروافتاده از دسترسي و رهايي مصدومان جلوگيري مي کند و لذا مشکلات زيادي را بخصوص درصورتي که موقعيت و وضعيت قرباني نامعلوم باشد ايجاد مي نمايد. دال بتني هر طبقه به ابعاد 30 متر در 30 متر و به ضخامت 10 سانتيمتر وزني بالغ بر 250 تن دارد که از ظرفيت جرثقيلهاي معمول فراتر است. لذا بايد اين دالهاي بتني به قطعات کوچکتر بريده شوند تا قابل حمل و جابجائي بوسيله جرثقيلهاي عادي شوند.

پيش بيني تغييرات خصوصيات فيزيکي بتن

واضح است که جداسازي بخشهايي مانند کاهش ميزان تخلخل و تضعيف قدرت در هنگاميکه بتن در تماس با آب قرار مي گيرد به اين دليل اتفاق مي افتند که مواد تحت اين شرايط در اثر جدا شدن از هم و يا ترکيب شدن با هم مبادله مي شوند. هر چند که تا کنون روش خاصي براي اندازه گيري مقدار تغييرات خواص يافت نشده است . نويسنده در اين مقاله سعي دارد تا کارايي

آزمايشات سيمان در شرايط مايع ودقت سازه هاي بتني 34 تا 104 ساله را مورد مطالعه قرار دهد و مدلي براي تضعيف خصوصيات فيزيکي به دليل نشت مواد هيدراته و بر اساس نتايج اين مطالعات طراحي کند.

سازه هاي بتني مانند مخازن ، تانکرها ، سدها ، لوله هاي ذخيره آب در طولاني مدت در تماس با آب مي باشند و به همين خاطر ممکن است بخشي از مواد آن جدا شده و شسته شود همانند مشکلات محيطي بنابراين نشت مواد هيدراته دليل اصلي افزايش تحقيقات در اين زمينه بوده است. بخشي از اطلاعاتي که اکنون درباره افزايش غلظت مايع به خاطر نشت موادي مانند کلسيم از هيدراتهاي سيماني بدست آمده نتيجه تحقيقات گذشته مي باشد ، همچنين تحقيقات بسياري براي مدل سازي و اندازه گيري تغييرات شيميا يي حاصل از نشت مواد صورت گرفته است. هرچند که تاکنون روش و راه حل خاصي براي اندازه گيري کاهش غلظت مواد شيميايي و تحليل اين تغييرات بدست نيامده است که اين مسئله حاصل روند بسيار کند واکنشهاي تجزيه حاصل از نشت مواد مي باشد. به همين ترتيب نتايج بدست آمده از آزمايش خمير در آب و رزين عايق و تغييرات خصوصيات فيزيکي حاصل از نشت مواد هيدراته سيمان مورد مطالعه قرار گرفتند و به طورهم زمان اين نتايج با داده هاي سازه هاي حقيقي در بازه سني 34 تا 104 سال مقايسه شدند. حاصل اين تحقيقات شايان توجه مي باشد زيرا کارآمدي و وسعت روشهاي مطرح شده را در تخمين و اندازه گيري تغييرات خواص فيزيکي در اثر نشت مواد نشان مي دهد ، افزون بر آنکه مدلي براي پيش بيني کمي اين تغييرات وبر اساس نتايج اين اکتشافات ابداع شد.

نمونه هاي خمير مورد آزمايش در 4 نوع که از نظر ميزان آب سيمان با يکديگر متفاوتند آماده شده و همانطور که مشاهده مي شود نتايج آزمايشات کيفيت سيمان به کار برده شده در نمونه آورده شده است.

سيمان معمولي پورتلند (Portland) که براي اين تحقيق در نظر گرفته شده است داراي 100 % OPC مي باشد و هيچ ماده زائدي مانند کربنات کلسيم همراه خود ندارد ، از اين سيمان براي تهيه نمونه استفاده شده است وآب يونيزه شده براي مخلوط کردن آن به کار برده شده است. براي تهيه اين مخلوط از مخلوط کن چرخشي استفاده شد و دماي حفره و رطوبت فضاي مخلوط کن برابر با 30 ?C و 60 %RH مي باشد. بعد از يک روز که خمير مورد نظر در شرايط آزمايش قرار داده شد مدت 56 روز زير آب و در دماي 40 ?C قرار مي گيرد اين کار به جهت افزايش ميزان هيدراتاسيون آن در شروع آزمايش و در طول انجام ان مي باشد و پس از اين مدت آزمايشات انجام شده جهت تثبيت خواص نمونه تکميل شده است. سرانجام شش نمونه يک اندازه ازقسمت هسته قطعه اصلي جدا شده و براي آزمايش کنار گزارده مي شوند.

چگونه يک ساختمان ايمن بسازيم

هنگام بستن ميلگردهاي پي و شناژدو نکته را در نظر داشته باشيد البته اين دو نکته در کليه آرماتوربندي هاي اجزاي ساختمان نيزبکارمي رود.

اول اينکه انتهاي ميلگردهايي که آزاد هستند و ديگر ادامه پيدا نخواهند کرد بايستي به صورت 90 درجه خم شوند.حداقل اندازه اين خم ها بايد 12 برابر قطر آن ميلگرد باشد و مورد دوم طول روي هم قرار گرفتن آرماتورها است. اگرآرماتور طولي در جايي قطع شد و مجبور شديد براي ادامه از آرماتور ديگر استفاده کنيد بايد حداقل به ميزان 50برابر قطر آن آرماتور ، آن دو را روي هم قرار دهيد .

اگر اسکلت ساختمان شما بتني است ريشه ستون ها را مطابق نقشه و قبل از بتن ريزي اجرا کنيد . هنگام بتن ريزي ، بتن اين ناحيه بايد حسابي متراکم شود. از آنجا که تراکم ميلگردها در ناحيه ريشه ستمن ها زياد است ،ممکن است کارگران وقت و دقت زيادي را صرف اين کار نکنند. لذا مراقب باشيد که تراکم بتن به خوبي انجام گيرد . اگر جهت قالب بندي فونداسيون خود از آجر استفاده کرديد،حتما روي آجرها راکاملا با نايلون بپوشانيد تا مانع جذب آب بتن توسط آجر شويد . اگر از قالب چوبي يا فلزي استفاده کرديد حتما آن را با روغن مخصوص (ويا حتي المقدور با روغن سوخته)چرب کنيد تا موقع جدا سازي قالبهااز سطح بتن،بدون آسيب رساندن به بتون کار خودرا انجام دهيد . البته مراقب باشيد آرماتورها روغني و چرب نشوند.فاصله بين قالب و آرماتورها را مطابق نقشه انجام دهيد.

حداقل بين5 تا 7 سانتي متر بين قالب و ميلگرد بايد فاصله باشد تا بتن کاملا پر شود.اگر تحت هر شرايطي پس از بتن ريزي ، آرماتور فونداسيون نمايان بود (البته اين ميزان نبايد خيلي زياد باشد،در غير اين صورت بتنريزي شما ايراد داشته و بايد با مهندس ناظر مشورت نماييد) يک ملات ماسه سيمان با دانه بندي ريز درست کنيد و آن قسمت را بپوشانيد.

در غير اين صورت آن قسمت محل خوبي براي خوردگي آرماتور فونداسيون مشا خواهد بود . آب دادن و نگهداري از بتن را فراموش نکنيد ، در واقع اين شما هستيد که مقومت اصلي بتن را تعيين مي کنيد.

بتن در مقابل نيروهاي کششي ضعيف است بدين جهت براي رفع اين اين ضعف از ميلگرد يا آرماتور استفاده مي شود که بر حسب محاسبات ، قطر و تعداد آن مشخص مي شود . نکات مهمي که در هنگام ساخت بتن بايد در نظرداشته باشيد:

سيمان مصرفي خود را برحسب محل مصرف تعيين کنيد. به طور کلي سيمان پرتلند نوع 2 براي کارهاي ساختماني کفايت مي کند. سيمان پرتلند نوع 5 سيمان ضد سولفات مي باشد و براي قسمت هايي که با سولفات در تماس است به کار مي رود. در بعضي از پي هاي ساختمان که ممکن است با خاک يا آب هاي سولفته در تماس باشد بايد از اين نوع سيمان استفاده شود .شن مصرفي بايد تميز و سخت باشد.

البته بايد در تعيين شن مصرفي خود به فاصله ميلگردهاي بسته شده و به ضخامت دال ( قطعه بتني با ضخامت کم ) توجه داشته باشيد. از متسه هاي خاکدار در بتن به طور جدي پرهيز کنيد در غير اين صورت ضرر آن بيش از اختلاف قيمت ماسه شسته با ماسه خاکدار خوتهد بود.

آب مصرفي در بتن بهتر است آب آشاميدني باشد. در غير اين صورت بايد از آبي استفاده شود که داراي بو و طعم خاصي نباشد و با مواد ديگر نيز آميخته نشده باشد.

كاربرد فوم بتن در ساختمان

?- شيب بندي پشت بام : فوم بتن با صرفه ترين و محكم ترين مصالح سبكي است كه مي توان از آن براي پوشش شيب بندي استفاده نمود . نظر به اينكه با دستگاه مخصوص به صورت بتن يكپارچه در محل قابل تهيه و استفاده است مي توان مستقيما روي آن را عايق بندي يا ايزولاسيون نمود .

?- كف بندي طبقات : به دليل سبكي وزن فوم بتن و آسان بودن تهيه آن . مي توان تمامي كف طبقات . محوطه و بالكن ساختمان را بعد از اتمام كارهاي تاسيساتي با آن پوشانده و بلافاصله عمليات بعدي را مستقيما روي آن انجام داد .

?- بلوك هاي غير بار بر سبك : با بلوك هاي تو پر به ابعاد دلخواه مي توان تمامي كار تيغه بندي قسمت هاي جدا كننده ساختمان را با استفاده از ملات يا چسب بتن انجام داد . با اين نوع بلوك ها علاوه بر اينكه از سنگين كردن ساختمان جلوگيري مي شود عمليات حمل و نصب خيلي سريع انجام مي گيرد و دست مزد كمتري هزينه مي شود . پس از اجراي ديوار مي توان مستقيما روي آن را گچ نمود . اين بلوك ها داراي وزن فضايي بين 800 الي 1100 كيلو گرم مي باشند .

4- پانل هاي جدا كننده يكپارچه و نرده هاي حصاري جهت محوطه و كاربري در موارد خاص : جهت ساخت ديوارهاي سردخانه ها . گرم خانه ها و سالن هاي ضد صدا مي توان در محل با قالب بندي . فوم بتن را به صورت يك پارچه عمودي ريخت . به دليل ويژگي عمده عايق بودن اين نوع بتن . جهت عيق بندي سردخانه ها . گرم خانه ها . پوشش لوله هاي حرارتي و برودتي و ...... كاربرد مهمي دارد . ضمنا به دليل اينكه عايق صدا مي باشد براي موتورخانه ها و اتاق هاي آكوستيك مورد استفاده وسيع قرار مي گيرد .

بتن اليافي

بتن اليافي در حقيقت نوعي كامپوزيت است كه با به كارگيري الياف تقويت­كننده داخل مخلوط بتن، مقاومت كششي و فشاري آن، فوق‌العاده افزايش مي­يابد. اين تركيب كامپوزيتي، يكپارچگي و پيوستگي مناسبي داشته و امكان استفاده از بتن به عنوان يك مادة شكل­پذير جهت توليد سطوح مقاوم پرانحنا را فراهم مي­آورد. بتن اليافي از قابليت جذب انرژي بالايي نيز برخوردار است و تحت اثر بارهاي ضربه­اي به راحتي از هم پاشيده نمي­شود. شاهد تاريخي اين فناوري، كاربرد كاهگل در بناي ساختمان است. در واقع بتن اليافي نوع پيشرفتة اين تكنولوژي مي‌باشد كه الياف طبيعي و مصنوعي جديد، جانشين كاه و سيمان جانشين گل به كار رفته در تركيب كاهگل شده‌اند.

امروزه با استفاده از انواع الياف شيشه، پلي‌پروپيلن، فولاد و بعضاً كربن، توليد انواع بتن­هاي كامپوزيتي در كاربردهاي مختلف صنعتي ممكن گرديده و به‌كارگيري آنها دركشورهاي پيشرفتة دنيا مورد قبول بخش ساختمان و عمران واقع شده است.

بتن اليافي خواص مناسبي همچون شكل‌پذيري بالا، مقاومت فوق‌العاده، قابليت جذب انرژي و پايداري در برابر ترك خوردن را دارا مي­باشد كه متناسب با آنها مي­توان موارد كاربرد فراواني براي آن يافت. به طور مثال در ساخت كف سالن‌هاي صنعتي، مي­توان از اين نوع بتن به جاي بتن آرماتوري متداول سود جست اين نوع بتن از بهترين مصالح مورد استفاده در ساخت بناهاي مقاوم‌به‌ضربه، همچون سازه پناهگاه­ها و انبارهاي نگهداري مواد منفجره به شمار مي­رود و بناي شكل گرفته از بتن، قابليت فوق­العاده­اي در جذب انرژي ضربه دارد. همچنين در ساخت باند فرودگاه­ها به خوبي مي­توان از اين نوع بتن كمك گرفت. موارد ديگري از به كارگيري اين بتن، ساخت قطعات پيش ساخته ساختماني همچون پانل­هاي سايبان و يا پاشش بتن روي سطوح انحنا‌دار همچون تونل­ها مي­باشد. به‌كارگيري اين بتن در بناي يك سازه علاوه بر موارد ياد شده از مزايايي همچون عايق بودن سازه در برابر صدا و سرعت بالاي اجرا نيز برخوردار است.

اما از آنجا كه نحوه قرار گرفتن الياف داخل بتن كاملاً تصادفي مي­باشد، از اين بتن معمولاً نمي­توان به نحو مطلوبي در ساخت تيرها و ستون‌ها بهره گرفت و در اين نوع سازه­ها استفاده از روش سنتي و شبكه­بندي فولادي به‌صرفه­تر و مناسب­تر مي­باشد. لازم است به اين نكته توجه شود كه ناكارآمدي يك تكنولوژي جديد در نقاط ضعف خود نبايد مانع ناديده گرفتن كاربردهاي مناسب آن در نقاط قوت آن و عدم توجه به آن گردد.