ستون بتنی پیش ساخته
ستون بتنی پیش ساخته
ستون‌های پیش ساخته به انگلیسی precast column، معمولا از جنس بتن (گچ، سیمان، پلی یورتان، کورین، پلی استر، فایبرگلاس و .. نیز در ساخت ستون‌های پیش ساخته استفاده می‌شوند) بوده و با رده مقاومتی و آرماتورگذاری مشخص مطابق با جزئیات اجرایی در کارخانه‌های تولید قطعات بتنی ساخته و سپس با تریلی‌های باربر به محل پروژه منتقل می‌شوند. ستون‌های پیش ساخته می‌توانند در اشکال مختلف، مانند مربع، مستطیل، بیضی و مدور طراحی شوند، همچنین ممکن است بنا به نیاز پروژه ساختمانی، یک یا دو طبقه باشند.
اتصالات ممکن است از طریق یک پایه به ستون و با تقویت میله‌ها با کمک گچ انجام شود، گاهی نیز با ستون‌های پیش ساخته در یک سوراخ تعبیه شده قرار و سپس با گچ به صورت ریخته‌گری محکم می‌شوند. ستون‌ها معمولا برای پشتیبانی از تیرها و شاخه‌ها در سازه‌هایی مانند پارکینگ کاربرد دارند. آنها معمولا به صورت تکی تا شش و یا بیشتر در یک سازه با فاصله استاندارد در کنار هم قرار می‌گیرند و اشکال و اندازه براساس نیازهای معماری و سازه‌ای متفاوت خواهد بود. با این حال مربع و مستطیل از اشکال رایج و در سایز‌های ۱۲ در ۱۲ اینچ و ۲۴ در ۴۸ اینچ ساخته می‌شوند.
انواع ستون‌های پیش ساخته
براساس متریال مصرفی در ساخت ستون، اندازه و طراحی آن ستون‌های پیش ساخته در صنعت ساخت و ساز به چندین مدل تقسیم‌بندی می‌شوند که عبارتند از:
- ستون‌های جهت دکوراسیون با متریال فایبرگلاس
- ستون پیش ساخته از جنس پلی استر
- سر ستون پیش ساخته (تنوع در سایز، طراحی و جنس مواد مصرفی)
- بدنه ستون پیش ساخته (تنوع در سایز، طراحی و جنس مواد مصرفی)
- نیم ستون پیش ساخته
- ستون پیش ساخته پلی استر
- ستون پیش ساخته گچی
- ستون فلزی پیش ساخته
- ستون پیش ساخته سنگی
- ستون پیش ساخته فایبرگلاس
- ستون پیش ساخته سیمانی
- ستون پیش ساخته بتنی
کاربردهای ستون‌های پیش ساخته
ستون‌های پیش ساخته در هر مدل، طول و طرح مختلف که تولید شوند، کاملا مناسب برای کارکردهای هر ساختمانی خواهند بود. ستون‌های پیش ساخته یک راه‌حل انعطاف‌پذیر برای بسیاری از مولفه‌های ساختاری، در ساخت پروژه‌های مختلف ارائه می‌دهند. ستون‌های پیش ساخته می‌توانند برای تعدادی از سازه‌ها از پارکینگ گرفته تا چارچوب ساختمان‌های تجاری، مسکونی و صنعت مورد استفاده قرار گیرند. از دیگر کاربردهای ستون‌های پیش ساخته می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- کاربردهای صنعتی
- پارکینگ زیرزمینی و طبقاتی
- پروژه‌های مسکونی چند طبقه
- خوابگاه
- هتل، مسافرخانه و …
همچنین از ستون‌های پیش ساخته می‌توان برای دکوراسیون، تزئیین و جلوه بخشیدن به مکان‌ها مانند باغ تالار، عمارت، آتلیه عکاسی، روف گاردن، سالن زیبایی، نمای ساختمان و … استفاده کرد. از ستون‌های پیش ساخته می‌توان به صورت قرینه در دو طرف ورودی‌های مختلف مانند هتل، مراکز خرید، ویلا و … استفاده کرد.
ویژگی و مزایا ستون‌های پیش ساخته
استفاده از ستون‌های پیش ساخته اغلب باعث کاهش هزینه‌های مربوط به مصالح ساختمانی، نصب و نگه‌داری طولانی مدت می‌شوند. البته به خاطر داشته باشید که ستون‌های پیش ساخته باعث سرعت در ساخت و ساز نمی‌شوند بلکه به پیمانکاران و کارگران کمک می‌کنند تا پروژه‌ها را به موقع تحویل دهند. از دیگر مزایای ستون‌های پیش ساخته می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- بالا بردن عمر و جذابیت ساختمان تجاری، مسکونی، صنعتی و …
- با دوام و مستحکم و با قابلیت انعطاف‌پذیری
- کاهش انتشار گاز CO2
- دوستدار محیط زیست
- مقاومت بالا در برابر حرارت و پایداری در مقابل آتش‌سوزی
- دارای قابلیت طراحی، اندازه و پیکربندی انعطاف‌پذیر (سفارش در سایز و طرح مناسب پروژه)
- نصب آسان و کاهش مدت زمان ساخت
- قابل استفاده و اجرا در کلیه شرایط آب و هوایی و فصول
- رعایت کلیه استانداردهای کلیه و استحکام به دلیل ساخت در کارخانه
- داشتن طیف وسیعی از اندازه‌های برای اجرای دقیق نیازهای ساختمان
همچنین ستون پیش ساخته می‌تواند در تقسیم دیوارهای وسیع به اندازه‌های کوچک‌تر و از بین بردن یکنواختی فضا کمک فراوانی کند.
قیمت ستون‌های پیش ساخته
برای خرید ستون‌های پیش ساخته باید به فاکتورهای مهم توجه کنید که عبارتند از:
- برند و شرکت سازنده
- فروش به صورت عمده یا تعداد مشخص
- کشور سازنده متریال اولیه
- نوع مواد مصرفی در ستون
- میزان استحکام
- طرح و سایز
- هزینه حمل و نقل
لازم به ذکر است که بیشترین هزینه در خرید سازه‌های پیش‌ساخته، به خصوص ستون‌ها نوع مصالح به کار رفته در ساخت آن خواهد بود. همچنین جنس انتخابی برای ستون پیش ساخته بسیار به پروژه در حال انجام بستگی دارد.
به عنوان مثال استفاده از ستون پیش ساخته از جنس پلی استر، که قابل شست‌وشو سبک است برای نماسازی در محوطه‌های خارجی و فضای داخلی مناسب خواهد بود.
معرفی سیستم پیش ساخته بتنی
با توجه به نیاز روزافزون مسکن، جوامع مختلف با بهره‌گیری از تکنولوژی‌های نوین با استفاده از دستگاه‌ها و تجهیزات پیشرفته و نیروهای کارآمد و با تجربه، اقدام به تولید انبوه ساختمان و مسکن می‌نمایند.
سیستم پیش ساخته بتنی، یکی از روش‌هایی است که به این منظور مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مشخصه بارز این سیستم سهولت و سرعت اجرا و در نتیجه کاهش فاصله زمانی میان سرمایه‌گذاری تا بهره‌برداری است.
این سیستم در سال‌های ۱۹۵۰ تا ۱۹۶۰ در اروپا به نحو گسترده‌ای مورد استفاده قرار گرفت و سپس در نقاط مختلف دنیا گسترش یافت.
در این سیستم قطعات بتنی براساس نقشه‌ها و مشخصات مورد نظر به صورت پیش‌ساخته از کارخانه سازنده به محل کارگاه حمل می‌شوند.
با توجه به تولید قطعات در کارخانه، کیفیت ساخت آنها نسبت به قطعات تولید شده در کارگاه بالاتر بوده و از نظر زمان اجرا نیز، نسبت به سیستم های متداول سریع‌تر است.
به طور معمول قطعات مورد نیاز، در سه گروه قطعات سقف، دیوار و قطعات متفرقه با استفاده از تجهیزات و امکانات مکانیزه در کارخانه‌های سازنده، تولید می‌شوند.
در بعضی از روش‌ها اتصالات به صورت بتن‌ریزی در محل اتصال قطعات در کارگاه، اجرا می‌شوند.
میلگردهای فولادی نقش اتصال بين فولادهای کلاف کننده که از قطعات پیش‌ساخته خارج شده‌اند را به عهده دارند.
میلگردهای اتصال باید به لحاظ خمشی و برشی توان تحمل نیروهای فشاری، کششی و برشی در محل اتصال را داشته باشند.
ویژگی‌های معماری
در طراحی معماری این سیستم، با توجه به پیش‌ساخته بودن قطعات محدودیت چندانی از نظر ابعاد و تناسبات فضاها وجود ندارد.
در این روش به دلیل استفاده از تیرهای با مقطع I شكل، می‌توان دهانه‌های بزرگ (تا ۱۸ متر) را پوشاند.
در نتیجه از نظر معماری انعطاف‌پذیری بسیاری وجود دارد و می‌توان فضاهای داخلی را به نحو دلخواه تقسیم‌بندی کرد.
سیستم سازه‌ای
پایداری و باربری جانبی سازه در این سیستم به یکی از دو روش کلی زیر تأمین می‌شود:
الف) سیستم قاب خمشی با اتصالات گیردار (اتصالات صلب)
ب) سیستم قاب با اتصالات ساده (مفصلی) همراه با مهاربندی یا دیوار برشی
مهاربندی قاب‌های ساده به یکی از روش‌های زیر انجام می‌گیرد:
- مهاربندی فلزی
- دیوار برشی پیش‌ساخته
- دیوار برشی بتن درجا
الف) سیستم قاب خمشی با اتصالات گیردار (اتصالات صلب)
در این سیستم قاب خمشی با اتصالات گیردار (صلب) بین تیر و ستون، گیرداری کامل وجود دارد و بین آنها (تیر و ستون) انتقال کامل لنگر صورت می‌گیرد.
در نتیجه سختی خمشی تیر نیز در باربری جانبی سازه سهیم بوده و از عوامل اصلی پایداری است.
بدین ترتیب تیرها نیز سهم عمده‌ای از باربری جانبی را بر عهده دارند.
به علت صلب بودن اتصالات در این سیستم، هنگام زلزله دو لنگر محرک، در بالا و پایین در محل اتصال تیر و ستون بر روی ستون شکل می‌گیرد، همچنین لنگر خمشی مقاومی بر روی تیرها در دو طرف اتصال پدید می‌آید.
این لنگرها باعث ایجاد برش بسیار زیاد در ناحیه اتصال می‌شوند.
به همین علت تمامی آیین نامه‌ها، میلگردبندی ویژه‌ای را در این ناحيه الزامی می‌دانند.
همچنین تجارب به دست آمده از زلزله‌های قبلی نشان داده است که یکی از مهم‌ترین نقاط آسیب‌پذیر در ساختمان‌های بتنی با سیستم خمشی، محل اتصال تیر و ستون است.
اکثر ساختمان‌های بتنی که در حال حاضر به روش‌های متداول طراحی و اجرا می‌شوند، دارای سیستم قاب خمشی هستند.
ب) سیستم قاب با اتصالات ساده (مفصلی) همراه با مهاربندی یا دیوار برشی:
همانطور که اشاره شد مهاربندی قاب‌های ساده به روش‌های زیر انجام می‌شود:
مهاربندی فلزی
این روش به طور معمول در قاب‌های فولادی استفاده می‌شود.
در این حالت قاب ساده برای بارهای ثقلی طراحی شده و مهاربندی (بادبندهای) فلزی برای پایداری در مقابل بارهای جانبی، استفاده می‌شوند.
دیوار برشی پیش ساخته
دیوار برشی، یکی از مؤثرترین روش‌ها برای مقاومت در برابر بار جانبی است.
دیوار برشی به دلیل دارا بودن سختی بسیار زیاد درون صفحه‌ای، می‌تواند بخش عمده بارهای جانبی را جذب و باعث کاهش در ابعاد سایر عناصر خطی شود.
دیوار برشی بتن درجا
در این روش میلگردهای انتظار برای اجرای دیوار برشی بتنی درجا از قبل در پی پیش‌بینی می‌شود و همزمان با نصب قطعات پیش‌ساخته (مانند تیر، ستون و سقف) بتن‌ریزی دیوار برشی به نحوی انجام می‌شود که یکپارچگی کافی بین قاب ساده و دیوار برشی بتن درجا تأمین شود.
انواع اتصالات در سیستم پیش ساخته بتنی:
الف- اتصالات در سیستم قاب خمشی:
در اتصالات صلب، میزان دوران انتهایی تیر نسبت به دوران انتهایی ستون برابر صفر در نظر گرفته می‌شود.
به عبارت دیگر زاویه بین تیر و ستون همواره ثابت (و معمولاً برابر ۹۰ درجه) باقی می‌ماند.
برای تأمین اتصالات صلب، نیمه‌صلب و مفصلی، از روش‌های مختلف استفاده می‌شود.
در اتصال صلب در صورت بروز گشتاور در تیرها دقیقاً همان مقدار گشتاور به ستون منتقل می‌شود و گشتاورهای مؤثر به ستون نیز عیناً با همان مقدار به تیر منتقل می‌شود.
اجرای اتصالات خمشی (صلب) با پیش‌بینی اجزا و قطعات مورد نیاز بر روی ستون‌ها و تیرها و تکمیل آن در زمان نصب قطعات و اجرای سیستم سازه ساختمان، امکان‌پذیر می‌شود.
