از آنجایی که کشور ایران بر روی کمربند زلزله قرار دارد، بنابراین هر ساله امکان وقوع این بلای طبیعی وجود دارد. متاسفانه تا کنون زلزله جان و مال افراد زیادی را نه تنها در ایران بلکه در سراسر دنیا به خطر انداخته است.
از همین رو متخصصان و مهندسان برای به حداقل رساندن خسارات و تلفات به دنبال راه حلی اصولی برای ایمن تر کردن ساختمان ها برآمدند.
سبک سازی ساختمان یکی از اصلی ترین موارد برای جلوگیری از تخریب سازه بشمار می رود.
در ادامه این مقاله ارائه شده توسط شرکت توسعه بین المللی آتیه فیروزه ایرانیان قصد داریم به بررسی سبک سازی ساختمان و تاثیرات آن در هنگام وقوع زلزله بپردازیم.
با ما همراه باشید…
تاثیر زلزله در ساختمان ها
پیش از هرگونه توضیحی در مورد تاثیرات زلزله در ساختمان ها باید بگوییم که به طور کلی سازه ها به چندین دسته مختلف تقسیم می شوند که برخی از آن ها عبارتند از: سازه های مسلح و غیر مسلح، سازه های پیش ساخته، سازه های بنایی، سازه های فولادی و…
توجه داشته باشید که در زمان وقوع زلزله الگوی رفتاری هر یک از این سازه ها با دیگری متفاوت می باشد. ولی این نکته را هم فراموش نکنید که سازه هایی با اسکلت یکپارچه و کاملا منسجم، توانایی بیشتری در مواجه با زلزله از خود نشان خواهند داد.
از اصلی ترین المان های سازه ای می توان به دیوار برشی، سقف، تیر ها، ستون ها، بادبند و… اشاره کرد که این روز ها در ساختمان های بتنی و فولادی با قابلیت تحمل میزان زیادی فشار و نیرو، مشاهده می شوند.
شایان ذکر است سازه هایی که وظیفه نگهداری سقف آن ها بر عهده ستون ها و تیر ها است، سقف ساختمان در زمان زلزله نیروی اینرسی ایجاد کرده و بدین ترتیب شتاب و جرم سقف با توجه به اولین قانون نیوتن کاملا با هم متناسب خواهد بود.
دومین قانون نیوتن به این اشاره دارد که نیرو از حاصل ضرب شتاب در جرم به دست می آید. از آنجایی که زلزله به عنوان یک شتاب شناخته می شود در نتیجه قابلیت اثرگذاری بر جرم جسم را داشته و می تواند موجب ایجاد نیرو در ساختمان مورد نظر شود.
با توجه به توضیحات ارائه شده دریافتیم که جرم جسم در نیروی ایجاد شده در ساختمان تاثیرگذار بوده پس بدین ترتیب هر اندازه سازه سبک تر باشد یا از نظر علمی جرم کمتری داشته باشد، نیروی اینرسی در سقف نیز کمتر شده و میزان مقاومت ساختمان در مقابله با زلزله به طور چشمگیری افزایش خواهد یافت.
به خاطر داشته باشید که نیروی اینرسی وارده به سازه حتما باید از طبقات به ستون ها، دیوار ها، فونداسیون و در ادامه به خاک انتقال پیدا کند. در نتیجه بسیار حائز اهمیت است که هر یک از المان های ساختمان به درستی بتوانند وظیفه خود را انجام دهند.
اگر تمامی این اتصالات و اجزای میان سازه ای نقش خود را به صورت اصولی و حرفه ای ایفا کنند، ساختمان کاملا ایمن، مقاوم در برابر نیرو های خارجی و بدون تخریب باقی خواهد ماند.
از سوی دیگر دیوار ها و ستون ها نیز وظیفه بسیار مهمی در راستای انتقال نیروی اینرسی بر عهده دارند. البته در سازه های قدیمی بیشترین توجه بر روی تیر ها و دال ها بوده است.
باید بدانید که در سازه های قدیمی که در ساخت آن ها از اسکلت منسجم استفاده نشده، دیوار ها بسیار نازک تر بوده و معمولا از مصالح و ابزار بنایی شکننده در اجرای این گونه ساختمان ها بهره گیره می کردند.
با توجه به ضخامت بسیار اندک موارد ذکر شده، دور از انتظار نیست که سازه در مقابل نیروی اینرسی وارد شده، واکنش ضعیفی از خود نشان داده باشد.
خوشبختانه این روز ها طراحان و مهندسان با اجرای اسکلت های یکپارچه و منسجم توانسته اند بیش از پیش از تخریب سازه ها جلوگیری کنند.
سبک سازی ساختمان
همانطور که پیش تر نیز به آن اشاره شد هر اندازه جرم سازه کمتر باشد، قابلیت مقاومت آن در برابر زلزله نیز بالا تر خواهد رفت.
برخی تصور می کنند که سبک بودن سازه معمولا در اثر استفاده از مصالح و ابزار نامناسب و بی کیفیت به وجود می آید. در حالی که این موضوع به هیچ عنوان درست نبوده، چرا که در سازه های سبکی که اصولی و تخصصی ساخته شده باشند، از بتن، آرماتور، فولاد و… بسیار مرغوب بهره گیری شده که با توجه به قوانین و کاملا اصولی در پروسه اجرای ساختمان بکارگیری شده اند.
از دیگر مزایای سبک سازی ساختمان ها می توان به: کاهش آسیب رسانی به محیط زیست، کاهش چشمگیر هزینه های ساخت و ساز، کاهش قابل توجه خسارات در اثر وقوع زلزله و… اشاره کرد.
از آنجایی که در پروسه سبک سازی ابعاد سازه هم پایین می آید، در نتیجه هزینه های مربوط به مصرف آرماتور و بتن نیز کاهش فراوانی خواهد داشت. بدین ترتیب به جرات می توان گفت که روش سبک سازی ساختمان ها بسیار مقرون به صرفه و کارآمد است.
در سال های اخیر مهندسان و طراحان روش های بسیار متنوعی برای سبک سازی و پایین آوردن وزن اسکلت سازه ها ارائه کرده اند و همواره در پی مناسب ترین و کاربردی ترین راه حل برای کاهش دادن وزن کل سازه می باشند، که هر روش با توجه به شرایط متفاوت ساختمان بر روی آن اعمال می شود.
نکته مهمی که باید به آن اشاره کنیم این است که به هیچ عنوان مصرف بتن و مصالح بیشتر در پروسه ساخت یک ساختمان نمی تواند استحکام آن را تضمین کند و این یک باور کاملا نادرست می باشد.
پیشرفت علم و تکنولوژی به ما آموخت که هر سازه ای باید از وزن متناسب و ایده آلی برخوردار باشد تا به خوبی بتواند هم در برابر زلزله و هم در مقابل فشار های وارده همواره مقاوم و پایدار عمل کند.
همچنین به ساختمان های دارای وزن متعادل نیروی بسیار کمتری وارد شده، بنابراین تخریب نیز در آن ها کمتر مشاهده می شود.
راه حل های سبک سازی سازه
خوشبختانه مهندسان با تکرار آزمایشات مختلف و تحلیل رفتار سازه های گوناگون به راه حل های بسیار جدیدی برای سبک سازی و در کنار آن افزایش مقاومت ساختمان دست یافته اند.
پیش از هرگونه اقدامی باید تمامی عوامل دخیل در سنگین شدن ساختمان را بررسی و هر یک را با توجه به استاندارد ها و رعایت ضوابط، به اندازه مجاز آن کاهش دهید.
یکی از روش های سبک سازی و مقاوم سازی ساختمان، اجرای سازه به روش پیش تنیده است که متخصصان حرفه ای در شرکت توسعه بین المللی آتیه فیروزه ایرانیان به خوبی می توانند شما عزیزان را در این زمینه راهنمایی کنند.
از دیگر تکنیک های جدید جهت کاهش وزن سازه می توان به موارد زیر اشاره کرد:
انتخاب مناسب ترین و اصولی ترین مصالح
اجرای سازه به روش پیش تنیدگی
تغییر شکل هندسه ای سازه
توجه به اجرای دقیق المان های سازه ای و غیر سازه ای
کاهش اندازه بار های ثیقلی
و…
نکاتی که در سبک سازی ساختمان باید به آن ها توجه ویژه داشته باشید، به شرح زیر می باشد.
- سبک سازی ساختمان معمولا از 2 طریق صورت می گیرد:
– سبک سازی المان ها و اسکلت سازه
– سبک سازی اجزای باربر سازه
- از رایج ترین روش ها برای سبک سازی ساختمان و کاهش وزن اصولی سازه می توان به موارد زیر اشاره کرد:
آشنایی با مصالح و ابزارآلات ساختمانی سبک
شناخت تکنولوژی بروز ساختمان سازی و نحوه استفاده از آن
ارزیابی مصالح جهت میزان کارایی مصالح سبک
بررسی تاثیرات بهره گیری از مصالح نو
برآورد هزینه ها و تخمین زمان مورد نیاز برای ساخت سازه
و…
آشنایی با مصالح سبک
یکی از مهم ترین و اصلی ترین راهکار ها برای کاهش وزن سازه، کاهش وزن کل اسکلت آن بوده چرا که بیشترین وزن در این قسمت می باشد، به همین منظور بهره گیری از مصالح سبک می تواند بهترین انتخاب برای هر چه بیشتر سبک شدن سازه باشد.
قطعا می دانید و ما هم بار ها به آن اشاره کرده ایم که بتن از اساسی ترین مصالح مورد استفاده در ساختمان سازی محسوب می شود. از همین رو اگر در فرآیند پروژه مورد نظر بتن سبک را جایگزین بتن معمولی کنید، به جرات می توان گفت که هم وزن سازه سبک می شود، هم هزینه و زمان کمتری برای اجرای سازه صرف خواهد شد.
انواع بتن سبک عبارتند از:
- بتن اسفنجی: دارای حفره های گاز و هوا بوده در نتیجه بسیار سبک می باشد. به منظور ساخت بتن سبک می توان حباب گاز در ملات خمیری بتن ایجاد کرد، البته توجه داشته باشید که این حباب ها به هیچ عنوان نباید پایداری و تراکم خود را از دست بدهند.
- بتن گازی: در واقع از خانواده بتن اسفنجی بوده و در اثر یک واکنش شیمیایی به وجود آمده که در زمان سفت و سخت شدن، تعداد زیادی حباب گازی در آن نمایان خواهد شد.
از مزایای بتن گازی می توان به: وزن سبک، عایق حرارتی، کاهش جرم سازه، صرفه جویی در مصرف انرژی و… اشاره کرد.
- بتن دانه سبک: از دانه هایی با وزن کم تشکیل شده که دارای مقاومت و استحکام بسیار زیادی است. اینو نوع بتن با وزن سبکی که دارد می تواند بهترین گزینه برای استفاده در ساخت سازه ها به صورت سبک سازی و کاملا مقاوم باشد.
بتن دانه سبک در 2 شکل طبیعی و غیر طبیعی تولید و عرضه می شود.
- بتن کفی: از رایج ترین و کاربردی ترین بتن ها در صنعت ساخت و ساز بوده که با نام های بتن هوا و فوم بتن نیز شناخته می شود. این بتن با اضافه کردن یک نوع ماده کف زا به وجود آمده که از وزن بسیار پایینی نیز برخوردار می باشد.
بتن کفی مقاومت قابل توجهی در مقایسه با بتن معمولی در برابر حرارت و آتش از خود نشان می دهد.
- بتن پلیمری: جالب است بدانید که در این نوع بتن بجای آب که حلال بتن است از رزین بهره گیری می شود، از همین رو به بتن رزینی نیز معروف می باشد.
همچنین در پروسه ساخت آن الیاف پلیمری جایگزین دانه های شن و ماسه شده که این امر مقاومت بتن را تا حد زیادی افزایش خواهد داد.
- بتن بدون ریز دانه: این نوع بتن بر خلاف سایر بتن ها فقط از شن، سیمان و آب تشکیل شده است، اما در مواد اولیه دیگر بتن ها ماسه نیز وجود دارد. به دلیل حذف ماسه و استفاده از شن دانه درشت، وزن بتن بدون ریز دانه کاهش میابد.
سخن آخر
بهره گیری از مصالح سبک جهت سبک سازی و مقاوم سازی سازه ها در مقابل زلزله، امری بسیار مهم و حائز اهمیت است.
ساختمان های اجرا شده با استفاده از روش پیش تنیدگی در کنار وزن سبک دارای مزیت کاهش ارتفاع و افزایش ایمنی سازه می باشند.
در دیگر مقالات سایت به صورت کاملا تخصصی و جامع در خصوص پیش تنیدگی، کاربرد ها و مزایای آن مطالبی ارائه کرده ایم، لطفا مطالعه بفرمایید.
شرکت توسعه بین المللی آتیه فیروزه ایرانیان
مجموعه حرفه ای و تخصصی AFID که نماینده رسمی شرکت APS استرالیا در ایران می باشد، با هدف رشد و پیشرفت در حوزه تکنولوژی پس کشیدگی و پیش تنیدگی سازه های ساختمانی و عمرانی فعالیت مستمر دارد.
جهت کسب اطلاعات بیشتر از طریق راه های ارتباطی با کارشناسان و مشاوران ما تماس حاصل فرمایید.
