سازه های سبک
رشد بالای جمعیت و افزایش میزان تقاضا، احساس نیاز به کم شدن مدت زمان تحویل پروژه های عمرانی و کاستن مدت زمان برگشت سرمایه سرمایه گذاری شده و دیگر عوامل از این قبیل موجب شده اند که نیاز به ایجاد تحول در روش های سنتی ساخت ساختمان روزبه روز بیشتر احساس شود.
صنعت ساختمان سازی در جهان بیش از صد سال پیشینه دارد و آغاز آن به زمانی بر می گردد كه اولین تیرهای تی شکل، به شکل صنعتی تولید شده و المانهای بتونی نیز با مقاطع مختلف در مقیاس و شیوه صنعتی تولید شد.
در صورتیکه تكنولوژی ساختمان را به معنای ورود صنعت در ساخت ساختمان در نظر بگیریم، از حدود سال 1347 تكنولوژی ساختمان وارد کشور ما شد و نقطه اوج آن وقتی بود كه ساختمان سازی به صورت انبوه سازی در برخی از شهرهای بزرگ همچون اصفهان (مجتمع ذوب آهن)، اهواز، تبریز، تهران و بعضی دیگر از شهرها آغاز گشت. این صنعت اغلب از كشورهای اروپایی همچون آلمان، هلند، انگلیس و فنلاند به کشورمان وارد شد.
تكنولوژی سازه سبک پیش ساخته
تكنولوژی های ساختمان تنوع بسیاری دارند و هر یک خصوصیات و بالطبع محدودیتهای خاص خود را دارا می باشند . سیستم سازه های سبک پیش ساخته را در حدود 35 سال پیش یك فرد امریكایی برای اولین بار ابداع كرد. مرحله صنعتی شدن آن حدود 5-6 سال طول کشید.
در تكنولوژی سازه های سبک پیش ساخته، اتصالات به شکل یكپارچه است. بر خلاف روش Large Panel كه اتصالات که به شکل كام و زبانه است، در روش سازه های سبک پیش ساخته، اتصالات به شکل جوش نقطه ای است و به عوض اینكه در ابتدا قطعات سنگین وحجیم بتنی در كارخانه ساخته شوند و سپس به هم متصل شوند، در ابتدا سازه به شکل شبكه های میلگردی كه در میان آنها (بین دو شبكه میلگرد) یك لایه فوم پلی استایرن قرار داده می شود، ساخته می شود.
پانل های ساخته شده سبك در مکان احداث ساختمان به فنداسیون جوش داده می شوند و علاوه بر آنها دیوارها و سقف به هم جوش داده می شوند و به این شکل ساختمان با پانل های سبك برپا می گردد.
پس از این مرحله در همان مکان دیوارها و سقف و محل اتصالات به شکل همزمان بتن پاشی می گردند. بتن را از طریق پمپ، با فشار هوا به پانل ها می پاشند كه اصطلاحاً آن را “شات كریت” می گویند.
استفاده از این روش موجب ایجاد یكپارچگی در اتصالات شده، استحكام و پایداری ومقاومت سازه را در برابر نیروهای دینامیكی ایجاد شده از زلزله یا طوفان افزایش می دهد.
بنابراین معیار انتخاب روش سازه های سبک پیش ساخته، استفاده از مزایای برتر آن در مقایسه با سایر تكنولوژیهای پیش ساخته دیگر است.
البته همچون دیگر صنایع، در این صنعت نیز امکان دارد نوآوری هایی در دنیا دیده شود، ولی با توجه به شرایط اقلیمی، فرهنگی و اجتماعی، روش سازه های سبک پیش ساخته، بهترین روش جهت ایران تشخیص داده شده است.
برای مثال تكنولوژی های جدید هزینه مسكن را خیلی افزایش می دهند كه این مسئله با نیاز اکثر مردم ما به خانه های ارزان قیمت سازگاری ندارد ولی روش سازه های سبک پیش ساخته قیمت را بالا نمی برد.
ویژگی های مهم روش سازه سبک پیش ساخته
1) مقاومت در مقابل زلزله
در مناطق زلزله خیز همچون ایران، یكی از مهمترین پارامترها در ساخت ساختمان، كاهش وزن ساختمان است. بدلیل این كه نیروهای زلزله با وزن ساختمان نسبت مستقیم دارند. پس تكنولوژی انتخاب شده میبایست در جهت كاهش وزن حرکت کند.
بر خلاف شیوه سازه های سبک پیش ساخته در دیگر سیستم های پیش ساخته، اتصالاتشان اغلب به شکل مفصلی و لولایی می باشد و بنابراین دارای وزن سنگین می باشند.
فقط در این سیستم است كه تنها با 8 سانتیمتر بتن می توان نیروهای سازه 4 طبقه را در طبقه همكف تحمل كرد. وزن نهایی ساختمان در این سیستم، در مقایسه با دیگر روش های پیش ساخته و همچنین ساختمان های بتنی، 25 درصد كاهش می یابد؛ یعنی به هنگام وقوع زلزله 25 درصد نیروی كمتر به ساختمان وارد می گردد.
2) منعطف بودن در مقوله تولید و امكان حفاظت از معماری اسلامی و ایرانی
مقوله مهم دیگر در صنعت ساختمان سازی حفاظت از ملاک های فرهنگی و جلوه های معماری اسلامی و ایرانی به هنگام طراحی و ساخت نمای ساختمان ها می باشد.
انحناهایی که در گنبدهای مساجد وجود دارد، نقش و نگارهای ایرانی و اسلامی و دیگر موارد از نشانه های معماری اسلامی و ایرانی می باشد كه در روش سازه های سبک پیش ساخته می توان از آنها محافظت کرد.
چرا كه می شود پانل های سبك مورد نظر را به هر طرحی درآورد و پس از نصب آنها در محل مورد نظر، بتن پاشی را بر روی آنها انجام داد. روش سازه های سبک پیش ساخته، حتی ساخت گنبدهای عظیمی را كه به دلیل بالا بودن زیاد وزن، دشوار می باشد آسان تر می كند چرا كه در این سیستم وزن سازه ها كاهش بسیاری یافته در حالی كه مقاومت و استحكام آنها افزایش می یابد.
سازه های سبک
3) ایمنی ساختمان
مبحث ایمنی، از مهمترین مقوله های صنعت ساختمان می باشد، چون با سلامتی انسان ها سر و كار دارد. در ساختمانهای سنتی از آنجا که ستونها و اسكلت فلزی، قسمت بیشتر بار ساختمان را تحمل می كنند.
با خارج شدن یک تیر یا ستون از محل اصلی خود، كل ساختمان به ناگهان فرو می ریزد. در روش سازه های سبک پیش ساخته از آنجا که به جای استفاده از اسكلت فلزی، از شبكه های میلگردی توزیع شده در دیوارها استفاده می شود، بنابراین فروریزی ناگهانی اتفاق نمی افتد. چرا كه اتصالات و عوامل تحمل بار به صورت یكپارچه در تمام ساختمان وجود دارند.
4) صرفه جویی در مقیاس کلان و دیگر مزایای ناشی از كاربرد روش سازه سبک پیش ساخته
در صورتیکه به صرفه جویی هایی كه در ظاهر كوچك به نظر می آیند، در مقیاس ملی بنگریم، به ارقام بالایی میرسیم كه می تواند نقش بسزایی در رشد و شكوفایی اقتصاد كشور ایفا كند. در زیر به برخی از مزایای ناشی از كاربرد تكنولوژی سازه های سبک پیش ساخته اشاره می کنیم :
كاهش متوسط مقدار بکارگیری میلگرد فولاد از 38 كیلوگرم در ساختمان های سنتی به 34 کیلوگرم در سیستم سازه های سبک پیش ساخته
كاهش استفاده از سیمان مصرفی در هزینه های ساختمان تمام شده
ده درصد كاهش در هزینه تمام شده ساختمان
كاهش وزن ساختمان (بعنوان مثال تنها بحث استفاده از فولاد 12 كیلوگرم در هر متر مربع زیربنا، كاهش وزن اتفاق می افتد)
كاهش مدت بازگشت سرمایه از حدود 2 سال در شیوه سنتی به 5 الی 6 ماه در روش سازه های سبک پیش ساخته
كاهش ضایعات مواد اولیه و استفاده بهتر از منابع ملی
صرفه جویی در مصرف مقدار انرژی به علت عایق حرارتی بودن دیوارها، ناشی از بکارگیری پل استایرن در پانل ها
افزایش عمر مفید ساختمان و همچنین افزایش میزان استحكام آن
ایمنی بیشتر ساختمان ها در مقابل زلزله
كاهش مقدار آلودگی های صوتی محیط بدلیل استفاده از پلی استایرن در پانل ها
میزان خطا در تولید و نصب عناصر پیش ساخته میزان مجاز اختلاف
تولید و نصب عناصر پیش ساخته، مستلزم میزان دقت مشخصی در ابعاد و اندازه‌ها است، تا این قطعات به طور پیش بینی شده‌ای در ساختمان قرار داده شوند. بنابراین عملیات تولید و نصب، مستلزم وجود بازه‌ای معین است تا عملیات نصب در محل تعیین شده اجرایی باشد. به همین دلیل دو نوع حد اختلاف مجاز یا خطا در تعیین اندازه‌های واقعی قطعات در نظر گرفته می‌شود كه به آنها خطا گفته می‌شود.
خطای تولید
خطای نصب یا جای بازی
هر المان تشكیل دهنده ساختمان، باید به مقدار كمی از فاصله‌ای كه در آن نصب می‌شود، كوچكتر باشد. این تفاوت جزئی در مقدار ابعاد، خطای نصب یا جای بازی نصب نام دارد. با کسر مقدار جای بازی از فاصلة مشخص شده المانها در نقشه ها، اندازه و ابعاد تولید یعنی آن مقدار استانداردی كه هر المان باید در آن جای گیرد را نتیجه می‌دهد. با مشخص شدن بزرگترین و كوچكترین مقادیر مجاز، تنها اندازه هایی از قطعات مورد قبول است كه داخل این محدوده قرار داشته باشند. حد فاصل بزرگترین و كوچكترین اندازه مجاز « خطای مجاز تولید » نامیده می‌شود.
حمل و نقل سازه‌های پیش ساخته
در سازه‌های پیش ساخته مقوله حمل و نقل از اهمیت بالایی برخوردار است. قطعات پیش ساخته باید از كارخانه تا سایت ساختمان با برنامه منظمی بارگیری شده و انتقال یابند. تاخیر در شروع حمل، عدم رعایت تاخیر و تقدم، عدم دقت به هنگام بارگیری و نحوه حمل زیان‌های جبران ناپذیری به پروژه وارد خواهد ساخت.
از حمل اضافی قطعات می‌باید جلوگیری نمود و قطعات را در نزدیكترین فاصله به محل احداث سازه تولید نمود. كارخانه‌های پیش سازی در كاتالوگهای خود هر یک شعاع مشخصی از محدوده عملکردشان ذكر می‌نمایند، كه این شعاع بر اساس هزینه حمل و نقل و وزن المانها و شرایط جاده‌ها و غیره محاسبه شده است.
المانهای بام و سقف، پله، فونداسیون و بلوك‌ها به شکل افقی حمل می‌گردند و دیوارها، پانل‌های جدا سازی و دیوارهای باربر به طور عمودی. همچنین بعضی المانهای خیلی بلند نیز به طور افقی حمل می‌شوند مانند ستونها و بعضی دیوارهای مرتفع.
به هنگام حمل افقی وزن كل المانهای حمل شده نباید از 90 % گنجایش وزنی وسیله حمل تجاوز کند و به هنگام حمل عمودی این درصد مابین 90 % تا 60 % متغیر است.در بارگیری میبایست دقت شود كه وزن كل بار تا جای ممکن بشکل یكنواخت در وسیله حمل پخش شود و تقارن وزنی نسبت به مركز ثقل وسیله نقلیه برقرار باشد .
حداقل فاصله بین المانها می‌باید 10 سانتیمتر باشد و استفاده کردن از نوارهای لاستیكی و یا قطعات چوبی پر كننده در بین المانها می‌تواند مانع به هم خوردن آنها به هنگام حمل و ایجاد خسارت شود.
انبارداری در سازه‌های پیش ساخته
جهت دارا بودن شرایط مطلوب كارگاهی می‌باید برنامه‌ای دقیق برای انبار نمودن و ایمنی قطعات در محل پروژه اجرا شود. در این برنامه نكات متفاوتی را میبایست در نظر گرفت :
فاصله‌ای به عرض حدودا 0.7 تا یك متر مابین توده‌های قطعات و همچنین یك راه طولی پهن در میان انبار و چند راه فرعی متقاطع به طول حدودا 25 الی 30 متر می‌باید تعبیه گردد.
هنگام دپو قطعات میبایست مطمئن شد كه قطعات با یك فرم و مشخصات و اندازه در یك محل قرار داده شود.
ارتفاع هر توده از قطعات از 2.5 متر نباید تجاوز کند.
هر قسمت از دپو را باید رو به محوطه عبور علامت گذاری كرد و با چسباندن برچسب تعداد و نوع قطعات در هر توده می‌باید مشخص گردد.
پیش از پایان یافتن قطعات هر توده، می‌باید سفارش جهت قطعات جدید در طول 2 الی 3 روز آماده گردد.
