کارآموزی عمران
مقدمه
گودبرداری :
برای گودبرداریهای بزرگتر استفاده از بیل و کلنگ مقرون به صرفه نبوده و بهتر است از وسایل مکانیکی مانند لودر و غیره استفاده شود. در اینگونه موارد برای خارج کردن خاک از محل گودبرداری و حمل آن به خارج کارگاه معمولا از سطح شیبدار استفاده میگردد. بدین طریق که در ضمن گودربرداری سطح شیبداری در کنار کود برای عبور کامیون و غیره ایجاد میگردد که بعد از اتمام کار، این قسمت وسیله کارگر برداشته میشود.
تا چه عمقی گودبرداری را ادامه میدهیم
ظاهرا حداکثر عمق مورد نیاز برای گودبرداری تا روی پی میباشد. به علاوه چند سانتیمتر بیشتر برای فرش کف و عبور لولهها (در حدود 20 سانت یمتر که 6 سانتیمتر برای فرش کف و 14 سانتیمتر برای عبور لوله میباشد.) که در این صورت میباید محل پیهای نقطهای یا پیهای نواری و شناژها را با دست خاکبرداری نمود. ولی بهتر است که گودبرداری را تا زیرسطح پیها ادامه بدهیم، زیرا در این صورت اولا برای قالببندی پیها آزادی عمل بیشتری داریم. در نتیجه پیهای ما تمیزتر و درستتر خواهد بود و درثانی میتوانیم خاک حاصل از چاهکنی و همچنین نخالههای ساختمان را در فضای ایجاد شده بین پیها بریزیم که این مطلب از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه میباشد، زیرا معمولا در موقع گودبرداری کار با ماشین صورت میگیرد در صورتی که برای خارج نمودن نخالهها و خاک حاصل از چاه فاضل آب از محیط کارگاه میباید از وسایل دستی استفاده نمائیم که این امر مستلزم هزینه بیشتری نسبت به کار با ماشین میباشد.
البته در مورد پی های نواری این کار عملی نیست زیرا معمولا پیسازی در پیهای نواری با شفته آهک میباشد که بدون قالببندی بوده و شفته در محل پیهای حفر شده ریخته میشود در این صورت ناچار هستیم در ساختمانهائی که با پی نواری ساخته میشود اگر به گودبرداری نیاز داشتیم گودربرداری را تا روی پی ادامه دهیم.
پی کنی
اصولا پیکنی به دو دلیل انجام میشود.
دسترسی به زمین بکر
با توجه به اینکه کلیه بار ساختمان بوسیله دیوارها یا ستونها به زمین منتقل میشود در نتیجه ساختمان باید روی زمینی که قابل اعتماد بوده و قابلیت تحمل بار ساختمان را داشته باشد بنا گردد. برای دسترسی به چنین زمینی ناچار به ایجاد پی برای ساختمان میباشیم.
برای محافظت پایه ساختمان
برای محافظت پایه ساختمان و جلوگیری از تأثیر عوامل جوی در پایه ساختمان باید پیسازی نمائیم در این صورت حتی در بهترین زمینها نیز باید حداقل پیهائی به عمق 40 تا 50 سانتیمتر حفر کنیم.
ابعاد پی
عرض و طول و عمق پیها کاملا بستگی به وزن ساختمان و قدرت تحمل خاک محل ساختمان دارد. در ساختمانهای بزرگ قبل از شروع کار بوسیله آزمایشات مکانیک خاک قدرت مجاز تحملی زمین را تعیین نموده و از روی آن مهندس محاسب ابعاد پی را تعیین مینماید. ولی در ساختمانهای کوچک که آزمایشات مکانیک خاک در دسترس نیست باید از مقاومت زمین در مقابل بار ساختمان مطمئن شویم. اغلب مواقع قدرت مجاز تحملی زمین برای ساختمانهای کوچک با مشاهده خاک پی و دیدن طبقات آن و طرز قرار گرفتن دانهها به روی همدیگر و یا با ضربه زدن به وسیله کلنگ به حل پی قابل تشخیص میباشد. گاهی اوقات نیز برای به دست آوردن اطمینان بیشتر میتوان اقدام به آزمایشات ساده محلی نمود که چند نمونه از این آزمایشات ذیلا شرح داده میشود. قبل از انجام آزمایش جهت تعیین قدرت مجاز خاک باید از وزن ساختمان و میزان باری که از طرف ساختمان به زمین وارد میشود آگاه شویم.
انواع پیها
پیها از لحاظ نوع ساختمان و مقاومت زمین وزن ساختمان دارای انواع مختلف میباشد.
اول و دوم پیهای نقطهای و پیهای نواری است که در بخش ساختمانهای فلزی و آجری درباره آنها توضیح داده خواهد شد.
پیهای عمومی
به اینگونه پیها که رادیه ژنرال هم میگویند از بتن مسلح ساخته میشود و دارای محاسبات فنی مفصل و دقت اجرای فوقالعاده میباشند برای ساختمانهایی که دارای وزن فوقالعاده زیاد بوده و یا ساختمانهایی که در زمینهای سست ساخته میشود اینگونه پیها ایجاد میگردد. برای ساختن پیهای سراسری باید صفحهای از بتون به طول و عرض تمام زیربنای ساختمان به ضخامت محاسبه شده حداقل در حدود 80 تا 100 سانتیمتر ریخته شود میله گردهای این صفحه بتنی طبق محاسبه بدست میآید. طبعاً در محلهائی که بار بیشتری وجود دارد میلهگردهای بیشتری گذاشته میشود مانند زیر و اطراف ستونها. آرماتورهای ریشه برای ایجاد ستونهای بتنی و یا صفحههای فلزی زیرستون برای ستونهای فلزی روی این صفحه بتنی قرار میگیرد. این صفحه بتنی مانند سینی بزرگی است که ساختمان روی آن قرار میگیرد.
لایههای پیهای نواری:
لایههای پیسازی در پیهای نواری به ترتی از پایین به بالا عبارتند از:
1- شفتهریزی
2- کرسی چینی
3- شناژ
4- ملات ماسه سیمان برای زیرایزولاسیون رطوبتی
5- قیروگونی برای ایزولاسیون رطوبتی
6- ملات ماسه سیمان برای پوشش روی قیروگونی
7- دیوار چینی اصلی.
کرسی چینی
معمولاً در طبقه همکف ساختمانها سطح اطاقها را چند سانتیمتری از کف حیاط یا کوچه بلندتر میسازند. به این اختلاف ارتفاع کرسی چینی میگویند. معمولاً کرسی چینی به سه علت انجام میشود. اول آنکه از قدیمالایام بشر تمایل داشت قدری بلندتر از کف زمین سکونت کند و بدین ترتیب احساس امنیت بیشتری مینمود. دوم آنکه ارتفاع طبقه همکف با سطح زمین مانع ورود برف و باران و برگ و خاشاک و غیره به داخل اطاقها میگردد. سوم آنکه چون اغلب زمینهائی که ما برای ساختمان انتخاب میکنیم کاملاً مسطح نبوده و دارای شیب میباشند و از طرفی اطاقها و سالنهای ساختمان باید کاملاً در یک سطح ساخته شود. لذا برای مسطح کردن اطاقها قسمتهای پایین را بوسیله کرسی چینی با قسمتهای بلند آن هم سطح مینمایند.
عرض دیوارهای کرسی چینی بستگی به ارتفاع آن دارد. هر قدر این ارتفاع بیشتر باشد به علت وجود خاکی که در پشت آن قرار میگیرد باید پهنای آن بیشتر شود تا بتواند در مقابل فشارهای جانبی کاملاً مقاومت نماید. این مسئله در دیوارهای اطراف ساختمان که فشارهای خاک از یک طرف میباشد. باید بیشتر رعایت گردد. در هر حال عرض کرسی چینی باید قدری بیشتر از دیوار اصلی و قدری کمتر از پی زیر آن باشد. اگر ارتفاع کرسی چینی فقط در حدود 10 الی 15 سانتیمتر باشد میتواند پهنای آن مساوی دیوار روی آن باشد. باید برای کلیه دیوارها اعم از دیوارهای حمال و یا تیغهها و پارتیشنها پیسازی و کرسی چینی انجام شود.
کرسی چینی
شناژ
شن به زبان فرانسه به معنای زنجیر و شناژ به معنی زنجیر کردن میباشد. این قسمت از ساختمان که روی کرسی چینی و معمولا در یک تراز ساخته میشود برای متصل کردن کلیه پیها به همدیگر ایجاد میگردد در اثر وجود شناژ کلیه قسمتهای ساختمان به طور یکپارچه عمل نموده و کلیه نشستها یکنواخت بوده و نیروهای وارده اتفاقی (مانند زمینلرزه و باد) به یک نقطه ساختمان به تمام قسمتهای ساختمان منتقل گشته. در نتیجه از شدت نیروی وارده در یک نقطه کاسته شده و مانع خرابی ساختمان میگردد. همانطوری که در بالا گفته شد معمولاً شناژهای افقی را روی کرسی چینی در طبقه همکف اجراء مینمایند ولی گاهی اوقات نیز در طبقات زیر هر سقف روی کلیه دیوارها شناژ اجراء میگردد و این شناژهای افقی که در پایین و بالای دیوار ساخته میشود بوسیله شناژهای عمودی در چند نقطه به یکدیگر متصل میگردد. اجراء شناژ افقی و عمودی در ناحیههای زلزلهخیز مانند ایران الزامی میباشد زیرا این شناژها به نسبت قابل ملاحظهای از شدت خرابیهای وارده میکاهد.
شن به زبان فرانسه به معناي زنجير و شناژ به معني زنجير كردن ميباشد. اين قسمت از ساختمان كه روي كرسي چيني و معمولا در يك تراز ساخته ميشود براي متصل كردن كلية پيها به همديگر ايجاد ميگردد در اثر وجود شناژ كليه قسمتهاي ساختمان به طور يكپارچه عمل نموده و كلية نشستها يكنواخت بوده و نيروهاي واردة اتفاقي (مانند زمينلرزه و باد) به يك نقطه ساختمان به تمام قسمتهاي ساختمان منتقل گشته. در نتيجه از شدت نيروي وارده در يك نقطه كاسته شده و مانع خرابي ساختمان ميگردد. همانطوري كه در بالا گفته شد معمولاً شناژهاي افقي را روي كرسي چيني در طبقة همكف اجراء مينمايند ولي گاهي اوقات نيز در طبقات زير هر سقف روي كلية ديوارها شناژ اجراء ميگردد و اين شناژهاي افقي كه در پايين و بالاي ديوار ساخته ميشود بوسيلة شناژهاي عمودي در چند نقطه به يكديگر متصل ميگردد. اجراء شناژ افقي و عمودي در ناحيههاي زلزلهخيز مانند ايران الزامي ميباشد زيرا اين شناژها به نسبت قابل ملاحظهاي از شدت خرابيهاي وارده ميكاهد.
در ساختمانهاي مختلف شناژ را با مصالح متفاوت از قبيل تيرآهن، ميلهگرد. و تيرچوبي و غيره ميسازند. ولي متداولترين آن شناژ بتني ميباشد. اين نوع شناژ از سه قسمت تشكيل ميگردد.
قالببندي (كفراژبندي)
در اين مرحله روي كرسي چيني را با تخته و يا با آجر قالببندي مينمايند. انواع قالب و تفاوتهاي آن در پيهاي نقطهاي به طور كامل شرح داده خواهد شد.
آرماتوربندي
براي ايجاد مقاومت در مقابل نيروهاي كششي در بتن داخل شناژ بتني چند رديف در بالا و پايين ميلهگرد طولي قرار ميدهند و اين ميلهگردهاي طولي را به وسيلة ميلهگردهاي عرضي كه به آن خاموت ميگويند به همديگر متصل مينمايند. ميلهگردهاي طولي و عرضي را قبلاً مطابق شكل ميبافتند و بعد در داخل قالببندي شناژ قرار ميدهند. بايد توجه داشت كه پهناي اين قفسة بافته شده بايد در حدود 5 سانتيمتر كوچكتر از پهناي قالب شناژ باشد (هر طرف 5/2 سانتيمتر) به طوري كه اين ميلهگردها كاملاً در بتن غرق شده و آن را از خورندگي در مقابل عوامل جوي محفوظ نگاه دارد اين 5/2 سانتيمتر در مناطق مختلف و آب و هواي مختلف و همچنين محل قرار گرفتن قطعه بتوني (اينكه در داخل زمين قرار ميگيرد و يا خارج آن) و همچنين ميزان سولفاته بودن آبهاي مجاور آن متفاوت است كه ميزان آن بوسيلة مؤسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايران تعيين شده است.
ايزولاسيون (عايق رطوبتي):
ايزولاسيون و يا عايقكاري به معناي جدا كردن يا جداسازي بكار ميرود. ايزولاسيون انواع مختلف دارد مانند ايزولاسيونهاي حرارتي كه در آن از پشم شيشه استفاده ميكنند و يا ايزولاسيونهاي صوتي كه در آن از انواع مانعهاي صوتي استفاده ميگردد و يا ايزولاسيون در مقابل اشعة X در بيمارستانها براي اطاقهاي راديوگرافي كه از ورقههاي سرب استفاده ميشود و با ايزولاسيونهاي رطوبتي كه انواع مختلف دارد و متداولترين آن در ايران قيروگوني است.
سقف
در ساختمانهاي آجري همه نوع سقفي ميتوان به كاربرد مانند سقفهاي تيرچه بلوك، طاق ضربي، پيش ساخته و غيره. در مورد سقفهاي تيرچه بلوك در بخش ساختمانهاي بتوني توضيح داده خواهد شد و در اين بخش فقط با سقفهاي طاق ضربي آشنا ميشويم. طاق ضربي معمولا در بين تيرآهنهاي پوشش سقف انجام ميشود. در بعضي از شهرستانهاي ايران مانند يزد طاق ضربي را با خيز بلند در حدود نيمدايره روي دهانههاي تا حدود 6 متر هم اجرا ميكنند براي اجرا طاق ضربي بدين طريق عمل ميكنند كه روي دهانههاي اطاق را با فاصلههاي تقريباً يك متر به يك متر تيرآهن مناسب كه نمره آن با توجه به دهانه اطاق به وسيله محاسبه تعيين شده است قرار ميدهند و آنگاه بين آن را به وسيله آجرهاي فشاري با ملات گچ و خاك پر مينمايند. بايد توجه نمود كه آجر طاق ضربي نبايد كاملا زنجاب شده باشد (قبل از مصرف مدتي در آب قرار گرفته با شد) فقط بايد آجر آب نديده را بلافاصله قبل از مصرف در سطل آب فرو كرده و بعد در محل مناسب نصب نود. براي اطمينان از مقاومت طاق بعد از اتمام كار روي آن را به وسيله دوغابي از گچ ميپوشانند تا كليه منافذ طاق را كه احتمالاً خالي مانده است پر نمودهو جسم توپر و يكپارچهاي ايجاد نمايد.
بهتر است در فصل بارندگي از اجرا اين قسمت خودداري شود زيرا در غير اين صورت چنانچه بعد از اجرا طاق ضربي و قبل از اجرا پوششهاي ديگر روي آن اگر باران ببارد آب باران به واسطه عدم وجود منافذ لازم روي سقف باقي مانده و موجب فساد گچ گشته و ايجاد خسارت مينمايد (گچ در مقابل رطوبت مقاوم نيست). خيزطاق ضربي بايد در حدود 2 سانتيمتر باشد. اگر كمتر از 2 سانتيمتر باشد بواسطه تخت بودن طاق ممكن است در اثر نيروهايي كه از بالا به آن وارد ميشود فرو ريزد و اگر بيشتر از 2 سانتيمتر باشد به علت آنكه مجبور هستيم از زير سطح صافي داشته باشيم، ناچاراً بايد خيز آن را از زير با گچ و خاك پر نموده در اين صورت طاق ما سنگينتر خواهد شد.
پيسازي در ساختمانهاي فلزي
در ساختمانهاي فلزي بيشتر از پي نقطهاي استفاده مينمايند و در زمينهاي سست و ساختمانهاي بسيار سنگين از پيهاي سراسري (راديه ژنرال) هم استفاده ميكنند.
پيهاي نقطهاي
پيهاي نقطهاي براي ساختمانهايي كه بار آن به طور متمركز (نقطهاي) به زمين منتقل ميشود ساخته ميگردد مانند ساختمانهاي فلزي و يا ساختمانهاي بتوني.
لايههاي پيهاي تكي يا نقطهاي به شرح زير است:
1- زمين مناسب
2- بتن مگر
3- ميلهگردهاي كف پي
4- بتون اصلي
5- صفحه زيرستون يا ميلهگردهاي ريشه
پيهاي تكي معمولا با ابعادي كه به وسيله مهندس محاسب با توجه به قدرت مجاز تحملي زمين و بار ستون تعيين ميگردد ساخته ميشود اينگونه پيها را اغلب با بتون مسلح ميسازند.
بتوني را مسلح ميگويند كه داخل آن قطعات فولادي به كار رفته باشد. اين قطعات معمولا ميلهگرد آجدار و يا ساده ميباشد.
بتن مگر
بتن مگر كه به آن بتن لاغر يا بتن كم سيمان هم ميگويند اولين قشر پيسازي در پيهاي نقطهاي ميباشد. مقدار سيمان در بتن مگر در حدود 100 الي 150 كيلوگرم در مترمكعب است. در پيهاي نقطهاي بتن مگر به دو دليل مورد استفاده قرار ميگيرد.
1- براي جلوگيري از تماس مستقيم بتن اصلي پي با خاك
2- براي رگلاژ كف پي و ايجاد سطح كافي براي ادامه پيسازي
ضخامت بتن مگر در حدود 10 سانتيمتر ميباشد و معمولا قالببندي (چوبي يا آجري) از روي بتن مگر شروع ميشود.
ميلهگردهاي كف پي
اصولا بتن نيز مانند ساير مصالح ساختماني در مقابل نيروهاي كششي ضعيف بوده و در محل تارهاي كششي تركهايي در آن ايجاد ميشود لذا براي جلوگيري از تركيدن بتن، در محل تارهاي كششي ميلهگردهاي فولادي قرار ميدهند.
فولاد آلياژي است كه از دو عنصر اصلي آهن و كربن و عناصر فرعي ديگري تشكيل گرديده است. مقدار كربن اين آلياژ برحسب نوع فولاد آن از 2/0 الي 3/0 درصد در آهن متغير ميباشد. در بتن فولاد به صورت ميلهردهاي ساده به علامت () و يا ميلهگردهاي آجردار با علامت مصرف ميشود ميلهگرد را با قطر آن ميخوانند. با سيستم متريك ميلهگرد با قطرهاي 2 و 3 و 4 و 5 و 6 و 8 و 10 و 12 و 14 و 16 …
50 وجود دارد.
تارهاي كششي در پيهاي نقطهاي در كف پي بوده و ميلهگردها را در دو جهت به صورت مشبك (در حدود 5 سانتيمتر بالاتر از كف) روي بتون مگر قرار ميدهند.
اين آرماتورهاي شبكهاي را كه از قبل به اندازه متناسب (در حدود 5 سانتيمتر كوچكتر از ابعاد پي، 5/2 سانتيمتر از هر طرف) بافته شده است در كف پي قرار داده و زير آن را با تكههاي كوچك شن و يا تكههاي بتن قدري بالاتر از كف پي قرار ميدهند به طوري كه در موقع بتنريزي اين شبكه كاملا در بتن غرق بشود و يا ميتوان ابتدا در حدود 5 سانتيمتر در كف پي بتن ريخت و بعد اين آرماتورها را روي آن قرار داده و بتنريزي را تا ضخامت تعيين شده در نقطه ادامه داد ولي اين كار هميشه ممكن نيست زيرا اغلب مواقع وجود شبكههاي شناژ مانع اين كار ميگردد، محل برخورد آرماتورهاي چپ و راست را بايد با مفتولهاي غيرفنري 3 يا 4 به يكديگر متصل نمود. بايد توجه داشت كه سركليد آرماتورها به صورت چنگك خم شده و يا به صورت گونيا برگردانيده شود.
بايد دقت شود كه كليه محلهاي برخورد ميلهگردهاي چپ و راست با مفتول بسته شد. طول d و شعاع R نسبت به نمره ميلهگردهاي مختلف متفاوت است و طبق آئيننامه و محاسبه براي ميلهگردهاي مختلف تعيين ميگردد بايد توجه داشت كه هيچوقت ميلهگردهايي كه در داخل بتن قرار ميگيرد نبايد رنگآميزي شده و يا به روغن آغشته شود زيرا در اين صورت رنگ روي ميلهگرد مانع چسبيدن بتن و فولاد به يكديگر ميگردد. بايد دقت نمود ميلهگردهاي مصرفي صاف و بدون انحناي موضعي باشد.
فاصله ميلهگردها بايد يكنواخت باشد (در حدود 10 سانتيمتر) به طوري كه بزرگترين دانه بتن به راحتي از داخل آن رد بشود. در موقع بتنريزي بايد دقت شود كه بتون پي يا ستون و يا دال بتوني كاملا يكپارچه و توپر و متراكم بوده و در آن حفرههاي خالي وجود نداشته باشد (كرمو نباشد) براي اين كار اغلب از ويبراتور استفاده مينمايند.
ويبراتور موتور برقي يا بنزيني كوچكي است كه در بتن توليد ارتعاش نموده و بتون را به تمام گوشههاي قالب هدايت مينمايد و در نتيجه مانع ايجاد فضاي خالي در داخل بتن ميگردد ولي بايد توجه داشت كه اگر بتني را بيش از حد لازم ويبره نمائيم دانههاي درشتتر آن در زير قرار گرفته و دانههاي ريزتر و همچنين دوغ آب سيمان در رو قرار ميگيرد كه اين خود باعث غيريكنواختي و ضعف قطعه بتني ميگردد. بهتر است در صورت امكان همزمان با بتنريزي با تكهاي ميلهگرد و سر تير باريكي از جنس چوب بتن كوبيده شود و يا با نواختن ضربههاي ملايم به پشت قالب چوبي بتن راويبره نمائيم قبل از بتن ريزي بايد محل پي را قالببندي نمود اين قالببندي كه به آن كفراژ هم گفته ميشود ممكن است چوب (تخته به ضخامت 2 الي 5/2 سانتيمتر كه در بازار به چوب روسي معروف است) يا فلز باشد.
در بعضي از ساختمانها قالب را با تيغههاي آجري درست ميكنند قالبهاي آجري از لحاظ سرعت كار و اقتصادي مقرون به صرفه ميباشد ولي به علت آنكه آجر آب بتون مجاور خود را به سرعت مكيده و آن را خشك كرده و مانع فعل و انفعال شيميايي تدريجي آن گشته و در نتيجه بتن مجاور قالب به استقامت دلخواه نميرسد بدين لحاظ بايد در موقع استفاده از قالب آجري ابعاد پي را در حدود 5 سانتيمتر از هر طرف بيشتر از ابعاد محاسبه شده انتخاب نمود، و يا روي آجر را با ورقههاي پلاستيك پوشانيد تا آجر مستقيماً با بتن در تماس نباشد. در صورت اخير بايد دقت شود كه لبههاي ورقه پلاستيك روي كف فونداسيون قرار نگيرد زيرا در اين صورت اين پلاستيك مانع چسبيدن و يكپارچگي بتن جديد بتون مگر ميگردد.
ممكن است چنين تصور شود كه ميتوان بلافاصله قبل از بتنريزي به وسيله آبپاشي ديوار آجري را سيراب نموده در نتيجه مانع آن بشويم كه آجر آب بتن مجاور خود را بمكد و آن را پوك نمايد ولي چون در اثر اين كار هميشه مقدار زيادي آب در محل پي جمع ميشود و حجم اين آب مقداري از فضاي پي را اشغال كرده و مانع رسيدن بتون به تمام نقاط پي شده و پس از خشك شدن فضاي خالي در كف پي بوجود آمده و در نتيجه نقطه ضعفي در آن ايجاد مينمايد. يادآور ميگردد كه بواسطه وجود آرماتورهاي كف پي جمعآوري آب ريخته شده در كف پي بسيار مشكل بلكه غيرممكن ميباشد. چنانچه براي بتنريزي از قالب چوبي استفاده شود بهتر است قبل از بتنريزي سطح تماس قالب با بتون را با نفت سياه و يا روغنهاي ديگر چرب نمود تا در موقع باز كردن قالب به راحتي از بتن جدا شود. اين روغن مالي و همچنين ساير روغن ماليهاي كفراژ ميبايد قبل از كفراژبندي انجام شود زيرا اگر بعد از بستن قالب بخواهيم آن را روغن مالي كنيم ممكن است ميلهگردهاي بسته شده به روغن آغشته گردد كه اين خود مانع چسبيدن بتون و فولاد و يكپارچگي آنها ميگردد.
اجزاء تشكيل دهنده ساختمانهاي فلزي
ساختمانهاي فلزي از اجزاء مهم زير تشكيل ميشود.
1- ستونها
2- پل يا تيرهاي اصلي
3- تيرچهها
4- پروفيلهاي اتصال مانند نبشي و تسمه - و غيره
ستونها
در ساختمانهاي فلزي و ساختمانهاي بتوني به آن قسمت از اجزاء كه تحت نيروي فشاري واقع هستند ستون ميگويند.
ستونها از مهمترين و حساسترين اجزاء ساختمانهاي فلزي ميباشند، بار سقفها بوسيله پلها به ستونها منتقل شده و وسيله ستونها به زمين منتقل ميگردد.
قسمتهاي مختلف ستون
1- قسمتهاي اصلي ستون
2- تسمههاي اتصال دهنده
3- صفحههاي تقويتي
4- جوش
5- اتصال ستون به صفحه زير ستون
قسمت اصلي ستون
قسمت اصلي ستون عبارت از آن پروفيلي است كه بارهاي فشاري را تحميل مينمايد. براي ساختن ستونها ميتوان از پروفيلهاي مختلف استفاده نمود، مانند دو عدد تيرآهن I معمولي و يا يك عدد آهن بال پهن و يا دو عدد ناوداني و يا يك عدد قوطي چهارگوش و يا چهار عدد نبشي و غيره در ايران براي ساختن ستونها معمولا از دو عدد تيرآهن I معمولي استفاده ميشود و آنها را بوسيله تسمه به يكديگر متصل مينمايند، گاهي نيز از آهنهاي بال پهن كه به آنها H گفته ميشود و يا قوطي چهارگوش استفاده ميشود. در مواردي كه بار ستون زياد است ميتوان از سه عدد تيرآهن I كه به شكلهاي مختلف به همديگر متصل ميشوند استفاده نمود. و در طبقات بالاتر كه بار ستونها كاهش مييابد ميتوان از ادامه يكي از آهنهاي I خودداري كرد.
براي ساختن ستونها از دو يا سه عدد I معمولي و يا ساير پروفيلها بايد دقت كافي به عمل آورد تا ستونها كاملا مستقيم و راست ساخته شود زيرا كوچكترين انحناي ستون ممكن است بعد از بارگذاري منجر به كمانش ستون گشته و در نتيجه باعث تخريب ساختمان شود. در موقع ستونسازي به دو علت ممكن است انحنا در آن ايجاد بشود، اول آنكه امكان دارد تيرآهنهاي مورد استفاده براي ساختن ستون در اثر حمل و نقل داراي پيچيدگي باشد دوم آنكه ممكن است در اثر جوشكاري غيرفني و نادرست در ستون پيچيدگي ايجاتد بشود براي جلوگيري از اين كار بهتر است بشرح زير عمل گردد. البته اشكالات فوق اشكالات اجرائي ميباشد نه محاسباتي زيرا فرض ما بر اين است كه محاسبات درست انجام شده و ستون قادر به تحمل بار وارده ميباشد.
ابتدا تيرآهنها را از لحاظ شماره انتخاب نموده و آنها را به طول معين كه در نقشههاي محاسباتي قيد گرديده برش ميدهند آنگاه زير دو سر و كمر ستون تيرآهنهائي قرار داده و ستون را روي اين تيرآهنهاي افقي كه به صورت تراز روي زمين قرار دادهاند ميخوابانند قبل از اين كار بايد از راست بودن تيرآهنهاي تكي كاملا مطمئن بوده و چنانچه تيرآهنها كاملا راست نباشد بهتر است آنها را عوض نموده و از تيرآهنهاي مستقيم استفاده نمايند در صورتي كه اين كار مقدور نباشد بايد تيرآهنها بوسيله پتكهاي سنگين كه در محلهاي دقيق و حساب شده فرود ميآيد راست بشود، لازم به يادآوري است كه هر نوع ضربه زدن به تيرآهن حتي، جهت برطرف كردن پيچيدگيهاي موضعي (راست كردن آن) و يا در اثر جابجايي و غيره در تيرآهن تنشهايي ايجاد ميكند كه در آن باقيمانده و اگر تنشهاي ايجاد شده در اثر بارگذاري هم جهت با اين تنشها باشد موجب تخريب سريعتر قطعه ميگردد بدين لحاظ هر قدر به تيرآهن قبل از مصرف ضربه كمتري زده شود بهتر است.
آنگاه تيرآهنهاي ستونها را با فاصله معين كه در نقشه محاسباتي تعيين شده است كنار هم قرار داده و بوسيله تسمههايي كه از قبل بريده شده و آماده ميباشد با خال جوش آنها را به يكديگر متصل مينمايند و آنگاه براي جلوگيري از پيچيدگي نخست ابتدا و انتها و كمر ستونها را به تيرآهنهاي زير سري جوش داده و بعد كليه ستونها را با خال جوش به يكديگر متصل ميكنيم و آنگاه جوشكاري را تكميل مينمائيم و بدين ترتيب تا 90 درصد از پيچيدگي ستونها جلوگيري ميشود.
تسمههاي اتصال
همانطور كه گفته شد ممكن است ستون از دو عدد تيرآهن I و يا دو عدد ناوداني يا چهار عدد نبشي و غيره تشكيل شده باشد كه اين پروفيلها ميبايد به يكديگر متصل شود معمولا اين پروفيلها را بوسيله تسمه به همديگر متصل مينمايند ابعاد اين تسمهها به وسيله محاسبه تعيين ميگردد ولي اغلب براي ساختمانهاي معمولي از تسمههائي به ابعاد تقريبي 10×100 استفاده ميگردد طول تسمه معمولا به اندازه پشت تا پشت ستون ميباشد (قدري كمتر براي جوشكاري) تسمهها را در ايران معمولا به طور موازي با يكديگر جوش ميدهند و فاصله آنها از يكديگر در حدود 40 سانتيمتر ميباشد (محور تا محور) ولي گاهي طبق محاسبه مجبور ميشوند تسمهها را با زاويه 45 و يا 30 درجه جوش بدهند. اگر طبق محاسبه براي ساختن ستون ميبايد از سه عدد تيرآهن استفاه شود كه يكي از آنها عمود بر دوتاي ديگر باشد (طبق شكل) قبل از آنكه تسمههاي اتصال دهنده را جوش بدهند بايد اول سه عدد تيرآهن را مطابق شكل به همديگر متصل نموده و جوشكاري آن را تكميل نمايند و بعد تسمههاي اتصال را جوش بدهند زيرا در غير اين صورت اتصال تيرآهن مياني به دو آهن ديگر مشكل خواهد بود.
صفحههاي تقويتي
گاهي ممكن است ستون انتخاب شده از لحاظ شماره تيرآهن براي كليه طبقات مناسب بوده و فقط براي يك يا دو طبقه پايين كه بار بيشتري را تحمل مينمايد ضعيف باشد در اين صورت ممكن است مهندس محاسب براي تقويت ستون ورقهاي تقويتي سراسري پيشنهاد نمايد در اين صورت ديگر براي اتصال ستون در اين قسمت از تسمه استفاده نميگردد.
لازم به يادآوري است كه تسمههاي اتصال و ورق بست جزو محاسبه نبوده و فقط براي اتصال بكار ميروند. در موقع جوشكاري ورقهاي تقويتي بايد نكات مذكور در جوشكاري تسمهها رعايت گردد. جوشكاري ورقهاي تقويتي بايد به طول كافي و با بعد معين باشد تا نقطه ضعفي از اين نظر ايجاد نشود.
لچگي يا ورق پشت بند
اگر ممانهاي وارده در پاي ستون زياد باشد و احتمال خم شدن نبشيها در محل اتصال ستون با صفحه زير ستون موجود باشد دو يا سه قطعه تسمه بصورت لچكي بين دو بال نبشي قرار داده و به خوبي جوش ميدهند تا از خم شدن نبشي جلوگيري نمايند از اين قطعات لچكي در نبشيهاي زير سرپلها كه داراي بار زياد ميباشد نيز استفاده ميگردد ضخامت اين لچكيها در حدود 10 الي 12 ميليمتر ميباشد.
ورق بست و صفحه تقويتي و صفحه لچكي
ورق بست
در بالا و پائين و همچنين در محل عبور پلها در طبقات براي ستونهاي سراسري به جاي تسمه از ورق استفاده مينمايند كه به آن ورق بست ميگويند.
پهناي ورق بست (b) به اندازه پشت تا پشت ستون ميباشد (قدري كمتر براي جوش كاري) و ارتفاع آن (h) حداقل در ابتدا و انتهاي ستون برابر b ميباشد و ضخامت آن حداقل 50/1 ارتفاع h در نظر گرفته ميشود ارتفاع ورق بست در قسمتهاي مياني به اندازه ارتفاع پل به علاوه پهناي دو عدد نبشي تكيهگاهي بالاو پائين پل ميباشد (قدري بيشتر براي جوشكاري) براي مثال چنانچه پل مورد نياز تيرآهن نمره 20 باشد و براي نبشيهاي تكيهگاهي از نبشي 10 استفاده شود در نتيجه حداقل ارتفاع ورق بست مساوي خواهد بود.
و اگر 5 سانتيمتر از هر طرف براي جوشكاري در نظر بگيريم ارتفاع مورد نياز براي ورق بست 50 سانتيمتر خواهد شد در موقع نصب تسمههاي اتصال دهنده بايد دقت شود و در محل ورقهاي بست طول آن را در نظر گرفته و جاي خالي منظور نمايند.
اتصال ستون به صفحه زيرستون
در مورد پي نقطهاي و نصب صفحه زير ستون قبلا توضيح داده شده است، اكنون طريقه اتصال ستون به صفحه زيرستون شرح داده ميشود ابتدا يادآوري ميگردد كه صفحه زيرستون قبلا كاملا تراز و در يك سطح كار گذاشته شده است اكنون متذكر ميگردد سطح انتهائي ستون يعني محل اتصال آن به صفحه زيرستون بايد كاملا مستوي بوده به طوري كه در موقع قرار دادن آن روي صفحه تمام نقاط آن با صفحه در تماس باشد. آنگاه ستون را بلند كرده و در محل خود قرار ميدهند لازم به يادآوري است كه ستون را اغلب بوسيله جرثقيل بلند ميكنند در كارهاي كوچك ميتوان ستون بوسيله دكل و يا تير فور بلند نمود.
آنگاه ستون را با دوربين و يا شاقول معمولي بنائي شاقول نموده و دور تا دور آن را به صفحه زيرستون جوش ميدهند آنگاه براي تكميل كار ستون را بوسيله چهار عدد نبشي 10 يا 12 و يا بزرگتر به صفحه جوش ميدهند ابعاد اين نبشيها طبق محاسبه تعيين ميگردد.
در موقع جوشكاري پاي ستون به صفحه زيرستون بايد توجه نمود چنانچه بعد جوش زياد باشد مانع چسبيدن نبشيهاي اتصال به ستون و صفحه زيرستون خواهد شد. با توجه به اينكه تقريباً كليه ممانهاي وارده به پاي ستون بوسيله نبشيهاي اطراف تحمل ميگردد بايد دقت شود كه اين جوشكاري فقط درز مابين پاي ستون و صفحه زير ستون را پر نمايد و از آن خارج نشود. چنانچه اين دقت ممكن نباشد بهتر است از اين جو شكاري صرفنظر گردد.
در بعضي از ستونها كه داراي خارج از محوري شديد ميباشد به جاي نبشي از صفحات مستطيل شكل كه طول آن بيشتر از پشت تا پشت ستون است استفاده ميگردد و بدينوسيله نبشيهاي اتصال را با ابعاد بزرگتر بوسيله صفحه در محل ميسازند و به وسيله چند عدد صفحه لچكي كه بين دو بال نبشي قرار ميدهند سيستم قابل اطمينان در مقابل ممانهاي وارده ايجاد مينمايد. عرض و طول كلي اين اتصالات نبايد از روي صفحه زير ستون تجاوز نمايد.
پلها يا تيرهاي اصلي
پلها آن قسمت از ساختمان فلزي هستند كه بار سقف وسيله آنها به ستونها منتقل ميگردد و يا به آن عضو از ساختمان فلزي كه بين ستونها قرار ميگيرد پل و يا تير اصلي ميگويند.
قسمتهاي مختلف تيرهاي اصلي و سقف
1- طريقه اتصال پل به ستون
2- نكاتي در مورد ساختن پلها
3- پلهاي لانه زنبوري
4- تيرچه
5- پروفيلهاي اتصال
طريقه اتصال پل به ستون
حالت اول پل از كنار ستون عبور نمايد.
سادهترين شكل اتصال پل به ستون آنست كه پل در جهت بال تيرآهن ستون امتداد پيدا كند در اين حالت معمولا از پلهاي سرتاسري استفاده مينمايد، اين پلها بوسيله يك عدد ورق بست كه در محل عبور پل به ستون جوش ميشود و همچنين يك عدد نبشي 10 يا 12 كه روي ورق بست جوش ميگردد. به ستون متصل ميشود، (ابعاد نبشي طبق محاسبه تعيين ميگردد) بعضي از مهندسين محاسب براي آنكه تكيهگاهي تقريباً گيردار بوجود بياورند يك عدد نبشي نيز روي پل قرار ميدهند براي ايجاد تكيهگاهي كه گاملاً گيردار باشد بايد از صفحههاي ممانگير استفاده نمود. صفحه ممانگير صفحهاي است به شكل ذوزنقه يا مستطيل كه روي پل قرار رگفته و آن را به ستون متصل مينمايد. ولي بعضيها از قرار دادن اين نبشي اخير صرف نظر نموده و تكيهگاه را ساده در نظر ميگيرند، در ايرا اغلب مهندسين محاسب به همين طريق عمل مينمايند يعني پل را از كنار ستون عبور داده و در اين حالت پل را ممتد محاسبه مينمايند و مخصوصاً در ستونهاي مياني اسكلت، از دو طرف ستون پلهاي ممتد را عبور داده و به اصطلاح از گره خورجيني استفاده مينمايند.
به عقيده اغلب زلزلهشناسان اين نوع اتصال در مقابل زلزله از مقاومت خوبي برخوردار نيست. چنانچه بار پل در محل اتصال ستون زياد باشد و امكان خم نمودن نبشي تكيهگاه وجود داشته باشد بهتر است يك عدد صفحه مثلثي شكل بين دو بال نبشي جوش داده تا از خم شدن آن جلوگيري بشود به اين صفحه لچكي ميگويند.
حالت دوم آنست كه پل از وسط ستون عبور نمايد.
در اين حالت بايد دقت شود تا در موقع ساختن ستون فاصله لب به لب دو عدد تيرآهن كه در شكل با حرف d نشان داده شده است حداقل نيم سانتيمتر از بال پلي كه ميخواهد از داخل آن عبور كند بيشتر باشد تا امكان عبور پل فراهم گردد. بديهي است چنانچه براي ستونها از آهن H استفاده شود، اجراء اين طريقه ممكن نيست.
اصولا امكان عبور پلهاي سراسري در اين نوع اتصال قدري مشكل ميباشد زيرا اگر دو طرف ساختمان احداثي باز نباشد به سختي ميتوان يك عدد پل سراسري را از بين ستونها عبور داد بدين لحاظ در اين نوع مواقع پل را به قطعات كوچك بريده و در جاي خود قرار داده و بعد دوباره آن را جوش ميدهند اين عمل چنانچه اتصالات به خوبي انجام شود اشكال نداشته و اين پل مانند سراسري يكپارچه عمل خواهد كرد.