اسکلت فلزی و مراحل اجرای فونداسیون آن

متداول ترین روش های ساخت ساختمان در سراسر جهان سه روش ساخت با مصالح بنایی، اسکلت فولادی و اسکلت بتنی است. اسکلت فلزی از تیر و ستون های فولادی تشکیل می شود. قاب فولادی به عنوان جایگزینی برای قاب های چوبی سنتی عمل می کند و مزایای زیادی را هم برای سازندگان و هم برای خریداران ارائه می دهد. ساخت اسکلت فلزی معمولا در ساختمان های بلند، صنعتی، انباری، مسکونی و غیره استفاده می شود. 

در این مقاله درباره اسکلت فلزی و انواع آن همچنین مراجل اجرای فونداسیون اسکلت فلزی به صورت اختصاصی شرح دادیم بنابراین با آهن ملل همراه باشید.

اسکلت فلزی چیست؟

اسکلت فولادی معمولا از تیر و ستون های عمودی و افقی تشکیل شده است و با پرچ، پیچ و مهره یا به وسیله جوش به یکدیگر متصل می شوند. تیرهای فولادی اعضای سازه ای افقی هستند که در برابر بارهای وارد شده جانبی به محور خود مقاومت می کنند. ستون ها اعضای سازه ای عمودی هستند که بارهای فشاری را به زمین انتقال می دهند. اسکلت فلزی معمولا مطابق با استانداردهای مؤسسه ساخت و ساز فولادی آمریکا (AISC) و انجمن استاندارد کانادا (CSA) طراحی، ساخته و نصب می شود.

فولاد به دلیل مزایای پراهمیتی که دارد، بنیادی ترین مصالح به کار رفته در اسکلت فلزی فولاد می باشد. مهمترین مزایای سازه فولادی عبارتند از:

• مقاومت بالا
• ارتجاعیت
• همگن بودن
• جوش پذیری
• خم پذیری

استفاده از اسکلت فلزی در سازه ها سبب می شود که وزن ساختمان کمتر شود. همچنین در برابر هرگونه ضربه، فشار و عوامل بیرونی، مقاومت و استحکام بالایی دارد.

برای مطالعه اجرای ساختمان و ساخت و ساز به مطلب “همه چیز درباره ساختمان سازی” رجوع کنید.

انواع فونداسیون اسکلت فلزی

فونداسیون ساختمان براساس نوع ساختمان، سازه و سیستم ساخت انواع متعددی دارند که هریک از آن ها بسته به نوعی از ساختمان ها و سازه ها مورد استفاده قرار می گیرد.

• اسکلت فلزی براساس نوع سازه ساخت شامل فونداسیون نقطه ای، نواری، گسترده، صفحه ای، مشترک، باسکول، کلاف شده، شمعی می باشد.

• اسکلت فلزی براساس نوع مصالح شامل فونداسیون بتنی، سنگی، شفته ای و آجری تقسیم بندی می شود.

مراحل اجرای اسکلت فلزی

فونداسیون بخش مهم و با اهمیت در سازه است که هر مرحله از اجرای فونداسیون اسکلت فلزی باید با دقت و توجه زیادی انجام گردد. اگر فونداسیون بدون توجه به معیارهای استانداردهای جهانی اجرا شود، ساختمان با مشکلات فراوانی مواجه شده که برای ساکنان ساختمان می تواند خطر آفرین باشد. مهم ترین نکته در اجرای صحیح فونداسیون تقسیم مساوی بار سازه و انتقال آن به زمین می باشد. قبل از اجرای فونداسیون لازم است زمین و خاک آن منطقه بررسی شود تا از استحکام و مقاومت برای اجرای فونداسیون اطمینان حاصل گردد.

مراحل اجرای فونداسیون به شرح زیر می باشد:

خاکبرداری

خاکبرداری اولین مرحله اجرای فونداسیون اسکلت فلزی می باشد. در این مرحله ابتدا موانعی مثل سنگ و کلوخ یا پستی و بلندی روی زمین برداشته شده و زمین ناهموار صاف و هموار می شود. همچنین در مکان هایی که حفره و گودی وجود دارد، برای ایجاد سطح صاف خاکریزی انجام می شود. بعد از خاکریزی بر روی زمین آب ریخته و زمین را به خوبی فشرده می کنند تا آماده گودبرداری شود.

پیاده کردن نقشه فونداسیون روی زمین

این مرحله بعد از خاکبرداری انجام می شود. ابتدا شمال جغرافیایی را مشخص کرده و با نقشه فونداسیون انطباق می دهند. یک محور مبنای طولی یا عرضی را تعیین می‌ کند و بقیه نقشه براساس این محور پیاده سازی می نمایند.

گودبرداری محل فونداسیون

مرحله گودبرداری اهمیت ویژه ای در مراحل اجرای اسکلت دارد. برای گودبرداری ابتدا شرایط خاک نظیر چسبندگی ذرات خاک، مقاومت فشاری، میزان آب ‌های زیر زمینی در محیط های آزمایشگاهی مورد بررسی قرار می گیرند. سپس ارتفاع خاک اندازه گیری می شود.

در گودبرداری ممکن است دیواره های گود در حین کار ریزش کند که برای جلوگیری از این اتفاق جداره های گودبرداری شمع بندی و مستحکم می شوند. همچنین می توان عملیات گودبرداری مرحله به مرحله انجام شود. به عنوان مثال می توان ابتدا بخش ستون ها گودبرداری شده و بعد از قرار دادن ستون‌ ها، بقیه قسمت ‌های گودبرداری انجام شود.

اجرای بتن مگر

بتن مگر همانند دیگر انواع بتن ترکیبی از شن، ماسه، آب و سیمان است، اما صرفا جهت زیرسازی از آن استفاده می شود چون استحکام کافی ندارد. برای جدا کردن پی اصلی از سطح زمین، حدود ۱۰ تا 15 سانتی متر بتن مگر اجرا می شود.

آرماتوربندی

از دیگر مراحل اجرای فونداسیون که حساسیت خاصی دارد، آرماتوربندی می باشد. این مرحله باید طبق نقشه در محل فونداسیون قرار گیرد و فاصله آن ها از بتن مگر حدود ۴ سانتی متر می باشد.

قالب بندی فونداسیون

این مرحله بعد از آرماتور گذاری انجام می شود. برای اجرای قالب بندی لازم است حتما تخته هایی که مورد استفاده قرار می گیرند، سالم، تخت و بدون گره باشند. تخته ها باید طوری نصب شوند که خروج آب اضافه از زیر یا اطراف آن ها امکان پذیر باشد. همچنین آن ها باید بتوانند بتن را همانگونه که هست حفظ کنند و در برابر صدمات، لرزش ها، سرما و گرما از آن محافظت کنند. نکته حائز اهمیتی که باید در مورد قالب بندی بدانید این است که تخته های چوبی یا فلزی استفاده شده بعد از خشک شدن بدون آسیب رساندن به بتن جدا شوند.

اجرای بیس پلیت

بیس پلیت (BasePlate) صفحه ای می باشد که زیر ستون قرار می گیرد و وظیفه آن تقسیم بار ستون بر فونداسیون است. سوراخ هایی در اطراف صفحه بیس پلیت می باشد، برای اتصال به آرماتور استفاده می شود. همچنین یک سوراخ در مرکز آن موجود است که برای خروج هوای اضافه به هنگام هواگیری می باشد.

جهت جلوگیری از نشست ستون ها در زمین، زیر صفحات نباید هوایی باشد. به همین دلیل باید بیس پلیت در جای خود قرار بگیرد و زیر آن با بتن شل، پر شود و با محکم کردن پیچ ها به درستی هواگیری شوند.

اجرای بتن ریزی

اجرای بتن باید همزمان و به صورت هماهنگ انجام شود. بتن باید تمام قسمت های آرماتور و فونداسیون را پوشش بدهد حتما توجه داشته باشید که قبل از عملیات پاشش، بتن در تراک میکسر چندین بار میکس و مخلوط شود.

بعد از میکس شدن، جهت جلوگیری از خراب شدن بتن و جدا شدن ذرات، نباید بتن از فاصله زیاده پاشیده شود و بهتر است توسط شوت ( نوعی ناودانی مخصوص) در محل موردنظر ریخته شود.

اجرای اسکلت فلزی

اسکلت فلزی باید بعد از تکمیل فونداسیون انجام شود. طبق نقشه ای که برای سازه طراحی شده، محل قرارگیری ستون ها مشخص و ستون ها در جای خود ساخته می شوند. تیرآهن ها نیز به محض کار گذاشتن ستون ها، در جای خود تثبیت شده و به همین ترتیب طبق نقشه باقی اجزای یک سازه اجرا می گردد. استحکام اسکلت به اجرای صحیح فونداسیون بستگی دارد زیرا سنگینی اسکلت را تحمل کرده و با تقسیم فشار ناشی از اسکلت فلزی بر زمین، مانع از نشست زمین و عواقب بعد آن می شود.

مقایسه اسکلت بتنی و فلزی

اسکلت های بتنی و فولادی با یکدیگر تفاوت های زیادی دارند. از مهم ترین آن ها می توان به هزینه اجرا اشاره داشت. اسکلت های فلزی به علت اینکه از مقاطع فولادی بسیاری تشکیل شده اند، هزینه اجرای بالاتری نسبت به اسکلت های بتنی دارند. از آنجایی که زمان اجرای پروژه های سازه فولادی کمتر است و به طور همزمان می توان طبقات را اجرا کرد، تا حدودی هزینه های گزاف این نوع از سازه جبران می شود.

همچنین از دیگر تفاوت های آن دو، اجرای ساختمان های مرتفع با سازه فولادی است زیرا وزن کم تری نسبت به اسکلت های بتنی دارند. به همین خاطر برای اجرای سازه های طویل و بلند مرتبه بهترین گزینه می باشند.

برای مطالعه بیشتر درباره تفاوت ها و شباهت های اسکلت بتنی و فلزی می توانید به مطلب “مقایسه اسکلت بتنی و فلزی” مراجعه نمایید.

نتیجه گیری

اسکلت های فلزی ساخته شده از تیر و ستون هایی است که با پیچ، پرچ یا با جوشکاری به یکدیگر متصل می شوند. اجرای سازه با زیرساخت فلزی به کاهش وزن سازه کمک بالایی می کند. همچنین در برابر هرگونه ضربه و فشار مقاوم می باشد. مراحل اجرای فونداسیون اسکلت فولادی به ترتیب شامل خاکبرداری، پیاده کردن نقشه، گودبرداری، اجرای بتن مگر، آرماتوربندی، قالب بندی، اجرای بیس پلیت و در نهایت جایگذاری ستون و تیرها می باشد. اسکلت های فلزی و بتنی تفاوت هایی دارند که هزینه های اجرا از مهم ترین آن هاست؛ به این صورت که اسکلت های فلزی به علت استفاده بالا از فولاد گران تر از اسکلت بتنی می باشد.

سوالات متداول اسکلت فلزی و مراحل اجرای آن