قاب های خمشی پیش ساخته یک فناوری نوین در صنعت ساخت و سازمی باشد که برای عملیات قالب بندی و بتن ریزی در سازه های بتنی استفاده می شود. در این بخش به بررسی دو نمونه از این قاب ها می پردازیم:
- سیستم ساختمان‌های بتن مسلح پیش‌ساخته با فناوری R-PC
- قاب خمشی ویژه بتن مسلح پیش‌ساخته با اتصالات دوگانه
فناوري ساختماني ( سازه هاي) بتن مسلح پيش ساخته به روش PC-R
فناوري ساختماني ( سازه هاي) بتن مسلح پيش ساخته به روش PC-R، فناوري روز كشور ژاپن است كه با توليد داخلي اجزاء اتصالات، ميلگردهاي پرمقاومت، بتن هاي كارگاهي با مقاومت بالا و پانل هاي سراميكي مخصوص نما، بطور كامل بومي سازي شده است. مزيت بزرگ اين فناوري عدم محدوديت در پلان و ارتفاع ساختمان بوده و براي سازه هاي مختلف با هر نوع كاربري قابل استفاده است. در اين روش ها ساخت اتصال قطعات اصلي يعني ستون ، تيرها و ديوارهاي برشي با هر نوع كاربري قابل استفاده است. در اين اتصال كه ميلگردها پيوستگي لازم را بدست ميآورند، اتصال مابين قطعات پيش ساخته ستون ها و تيرها و همچنين بخش فوقاني اتصال تيرها با سقف پيش تنيده با بتن درجا، يكپارچگي سازه را تضمين مي كند. از مزيت هاي اصلي اين فناوري، سرعت اجراي زياد (يك طبقه در سه روز)، مصرف كمتر مصالح، كنترل كيفيت آسانتر و سازگاري با محيط زيست و تقاضاي كارفرماست. زلزله هاي بزرگ رخ داده در ژاپن و بخصوص زلزله ويرانگر كوبه، نشان داد كه اين نوع ساختمان ها بطور كامل در مقابل نيروهاي بزرگ زلزله پايدار و سالم باقي مانده اند.
الزامات سيستم ساختمانهاي بتن مسلح پيش ساخته با فناوري PC-R
شايان ذكر است تأييديه فني ارائه شده فقط در مورد مدارك فني سيستم سازه اي مي باشد و مسائلي مانند كيفيت اجرا را شامل نمي شود .
1-استفاده از سيستم سازهاي PC-R به عنوان قاب خمشي بتن مسلح پيش ساخته با اتصالات غلافي (NMB) و بتن درجا، مشروط بر رعايت كليه ضوابط آئين نامه 01-1R.550 ACI در رابطه با همگون سازي سازه بتن پيش ساخته با سازه بتن درجا، در زمره قابهاي خمشي بتن مسلح متوسط يا ويژه مطابق با استاندارد 2800 (با رعايت ضوابط مربوط به آن) به شمار ميرود و به كارگيري آن در كليه پهنه هاي لرزه خيزي كشور بلامانع است.
2-حداكثر ارتفاع مجاز اين سيستم سازه اي 50 متر يا 15 طبقه از تراز پايه است.(براي سازه هاي با ارتفاع بيش از 50 متر با توجه به پيچيدگي اتصال، طرح بايد به صورت موردي بررسي شده و به تائيد مركز تحقيقات ساختمان و مسكن رسانده شود )
3- طراحي اجزاي سازه اي، ساخت و نصب آنها و اجراي اتصالات براساس آئين نامه 08-318 ACI به ويژه فصل 21 آن و همچنين آئين نامه 550 ACI و راهنماي طراحي 04 -PCI الزامي است
4- طرح لرزه اي اين سيستم سازهاي بايد مطابق با استاندارد 2800 ايران يا ساير آئين نامه هاي معتبر لرزه اي بين المللي صورت پذيرد.
5-لازم است تمهيدات خاصي براي تامين يكپارچگي سازهاي در محل اتصال پانل هاي پيش ساخته سقف به يكديگر و به تيرهاي پيش ساخته به عمل آيد كه در اين موارد رعايت ضوابط فصل الزامي PCI-04طراحي راهنماي و ACI 318-08 آئين نامه 16 است.
6- تامين ضوابط ديافراگم صلب براي كليه سقفها الزامي است.
7- توصيه ميشودكه سازه در پلان و ارتفاع منظم باشد.
8- مشخصات گروت و غلاف اتصال آرماتور بايد به گونه اي باشد كه در حالت نهايي، گسيختگي كششي در آرماتور رخ دهد و ظرفيت مجموعه غلاف و گروت از ظرفيت آرماتور بيشتر باشد.
9- رعايت حداقل مقاومت فشاري نمونه استوانه اي استاندارد 30 مگاپاسكال در بتن سازه و حداقل تنش تسليم 400مگاپاسكال (فولاد نوع (AIII براي كليه ميلگردهاي مصرفي در سازه الزامي است.
10- گروت مورد استفاده در غلاف اتصال بايد از نوع SS مطابق استاندارد ASTM-A536-85 ، غير انقباضي با حداقل مقاومت فشاري 65 مگاپاسكال براي اتصال مكانيكي نوع 1 و حداقل مقاومت فشاري 77 مگاپاسكال براي اتصال مكانيكي نوع 2 آئين نامه 318 ACI باشد.
11-تمهيدات لازم در شرايط مختلف اقليمي و محيط هاي خورنده كشور بايد براي بتن مسلح، غلاف ها و اتصالات سازه اي به عمل آيد.
12- رعايت كليه مباحث مقررات ملي ساختمان در مورد اين سيستم سازه اي ضروري است.
13- اجراي سيستم بايد توسط تيم متخصص و آموزشي ديده انجام شود و در زمان اجرا نيازمند كنترل كيفيت دقيق ميباشد.
14- اخذ گواهينامه فني براي اتصال غلافي مورد استفاده در اين سيستم سازه اي از مركز تحقيقات ساختمان و مسكن الزامي است.
قاب خمشی ویژه بتن مسلح پیش‌ساخته با اتصالات دوگانه
یکی از عوامل تعيين کننده و گـاه محـدودكننده در اجـراي ساختمان هاي بتني به ويژه ساختمان هاي پيش ساخته، اتصالات اين نوع سازه ها ميباشد. با توجه به اهميت اتصالات در دستيابي به عملكرد مطلوب و قابل قبول قابهاي ساختماني، تلاش ميشود تا تمامي موانع و محدوديت هاي موجود در شيوه هاي مرسوم اجراي اتصالات مورد ارزيابي قرار گيرد و به شيوه هاي مختلف بهبود و يا اصلاح شود. اتصالات گيردار دوگانه نوعي جديد از اتصالات هيبريدي در سازه هاي بتني پيش ساخته هستند كه ضمن بالا بردن اطمينان از عملكرد اتصالات، دستيابي به يك اتصال مناسب را نيز سهولت ميبخشند، همچنين استفاده از اين اتصال ميتواند شرايط مربوط به قاب هاي بتني مسلح با شكل پذيري ويژه را تامين نمايد. آنچه در اين زمينه قابل توجه است اين است كه، استفاده از اين اتصال به تنهائي، اهداف مربوطه را تامين نمي نمايد و لازم است در كنار اين اتصالات، تغييراتي نيز ساختار كلي سازه از جمله سقف ها اعمال شود . رفتار كلي اين گونه از اتصالات در اين مركز مورد بررسي قرار گرفته و شرايط استفاده از آن در سازه ها در قالب الزامات مربوطه اشاره شده است. بديهي است استفاده از اين اتصال در قاب هاي خمشي با شكل پذيري ويژه با رعايت الزامات مذكور مجاز است .
الزامات قاب خمشي ويژه بتن مسلح پيش ساخته با اتصالات دوگانه
شايان ذكـر اسـت تائيديـه فنـي ارائـه شـده فقـط در مـورد مـدارك فنـي – محاسباتي شركت در خصوص طراحي اين سيستم سـازه اي بـوده و مسـائل مربوط به مشخصات مصالح ( كابل هـا، غـلاف هـا، گـروت و …) و كيفيـت اجرا را شامل نميشود .
1-استفاده از اين سيستم سازه اي به عنـوان قـاب خمشـي ويـژه بـتن مسلح پيش ساخته با اتصـالات هيبريدي پـس كشـيده، در تمـام پهنه هاي لرزه خيزي كشور مشروط بر رعايت ضوابط زيـر مجـاز است .
2- طراحي، ساخت، نصب اعضاء و اتصـالات بـر اسـاس آئـين نامـه 08-ACI318 به ويژه فصل 21 اين آئين نامه، آئين نامـه ACI T1.1-01, ACI – T1.2 ,3راهنماي طراحي PCI-04الزامي است.
3- قبل از آغاز به طراحي، ساخت و عمليات اجرايي با اين سيسـتم، بايد بر اساس آئين نامه T1 ACI2-03 نمونه هـايي از اتصـالات بـا توجه به مصالح موجود در كشور، از جمله بتن، غلاف، كابـل و ميلگرد ساخته شده و مطابق ضوابط آئين نامه ACI T1.1و يا ACI 374 مورد آزمايش قرار گيرد و صحت عملكرد اتصالات آن به تائيد مركز تحقيقات ساختمان و مسكن برسد.
4-طرح لرزه اي اين سيستم سازه اي بايد مطابق با استاندارد2800 يـا ساير آيين نامه هاي معتبر لرزه اي بين المللي انجام گيرد.
5- حداكثر دهانه مجاز ساختمان 7 متر ميباشد(دهانه هـاي بزرگتـر به صورت مـوردي بايـد بـه تاييـد مركـز تحقيقـات سـاختمان و مسكن رسانده شود.).
6-توصيه مي شود كه ساختمان در ارتفاع و پلان منظم باشد.
7- سازه بايد در تمام دهانه ها در دو جهت متعامـد اصـلي سـاختمان داراي تير باشد.
8- لازم است تمهيدات خاص براي تـامين يكپـارچگي سـازه اي در محل اتصال پانل هاي پيش ساخته سقف به يكديگر و به تيرهـاي پيش ساخته و هم چنين اتصال تيـر هـا بـه سـتون هـاي بـتن مسـلح پيش ساخته به عمل آيد.
9- تامين ضوابط ديافراگم صلب براي كليه سقف ها الزامي است.
10- رعايت كليه مباحث مقرات ملي ساختمان به ويژه مبحث حريـق در مورد اين سيستم سازه اي ضروري است.
11- تمهيدات لازم در شرايط مختلف اقليمي و محيط هـاي خورنـده كشور، بايد براي بتن مسلح، كابل ها و اتصالات سازه اي به عمل .آيد
12- استفاده از اتصال گلداني براي شالوده مجاز نميباشد.
13- كابل هاي پس كشيده مورد استفاده در تيرهاي بتن مسلح بايد به صـورت مسـتقيم مـورد اسـتفاده قـرار گيـرد و از ايجـاد خـم در گوشه هاي ساختمان براي كابل ها پرهيز شود.
14- تدابير لازم براي مهار كابل ها در ستون با توجه به نيروهاي وارده بر آن براساس آئين نامه هاي معتبر بين المللي لحاظ شود.
15- طراحي سازه بايد به گونه اي انجام شود كه در صورت از دسـت دادن يا افت پيش تنيدگي كابل ها در زلزله، سازه پايـداري ثقلـي خود را حفظ نموده و دچار فروپاشي نشود.
16- در صورت استفاده از سقف پيش ساخته پيش تنيده بايـد ضـوابط آئين نامه 318 ACI در اين خصوص رعايت شود.
17- حداقل رده بتن مصرفي معادل C30 در اين سيستم الزامي است.
18- مقاومت گسيختگي تضمين شده كابل هاي پيش تنيدگي در قاب بايد بين 1200 تا 2200 نيوتن بر ميليمتر مربع باشد.
19- اجراي سيستم بايد توسط تيم متخصص و آمـوزش ديـده انجـام شود و در زمان اجرا نيازمند كنترل كيفيت دقيق ميباشد.
20- وصله ستون بايد در محل حداقل تنش باشـد و ظرفيـت خمشـي اتصال بايد حداقل برابر با ظرفيت خمشي ستون باشد، لذا سـطح مقطع خالص بولت هاي پيش بيني شده در محـل اتصـال حـداقل بايد معادل سطح مقطع كل آرماتورهاي طـولي سـتون در تـراز طبقه فوقاني باشد.
21-ميزان سطح مقطع آرمـاتور متصـل بـه صـفحه فوقـاني در محـل اتصال ستون بايد برابر با سطح مقطـع كـل آرمـاتور هـاي طـولي ستون فوقاني بوده و بايد با عبور از صـفحه اتصـال در دو طـرف صفحه اتصال به صفحه جوش شوند.
22- آرماتورهاي اتصال در بالا و پائين محل اتصال ستون بايـد طـول مهـار كششي ذكر شده در مبحث 21 آئين نامه318 ACI را تامين كنند.
23-در صورت وجود بازشو در سقف بايد براساس ضوابط آئين نامه 318 ACI يا مبحث نهم مقررات ملي در اطراف آن كلاف تعبيـه شود.
24-اخذ گواهينامه فني براي محصول توليدي و مصالح مصرفي، پس از راه اندازي خط توليد كارخانه، از مركز تحقيقات ساختمان و مسكن الزامي است.
منبع: مرکز تحقیقات راه و مسکن
