0 تا 100 اسکلت بتنی (مزایا، معایب، کاربرد و مراحل اجرای اسکلت بتنی)

پیشرفت های فناوری در صنعت ساخت و ساز بتنی، اسکلت بتن سازه ای را به گزینه ای مناسب برای پروژه هایی که نیاز به استحکام طولانی مدت و صرفه جویی در زمان و هزینه دارند، تبدیل کرده است. اسکلت بتنی یکی از رایج ترین اسکلت هایی هستند که در ساخت ساختمان های بزرگ و کوچک مورد استفاده قرار می گیرند. اجزای اسکلت بتنی شامل دال ها، تیرها، ستون ها، فونداسیون، پله ها و ... است. اسکلت بتنی دارای ویژگی هایی مانند مقاومت و طول عمر بالا، هزینه اجرای پایین، متریال ارزان و ... می باشد و در ساخت ساختمان های مسکونی، تجاری، کارگاه ها، پل ها و غیره کاربرد دارند. سازه های بتنی در مقایسه با سازه های فلزی برای کاربردهای منظم به پوشش یا رنگ آمیزی برای محافظت در برابر هوا نیاز ندارند و هزینه نگهداری آن بسیار کمتر از فلز می باشد.

اسکلت بتنی چیست؟

اسکلت بتنی که در انگلیسی Concrete skeleton نامیده می شود، سازه ای است که در ساخت آن از بتن یا بتن آرمه (شن، ماسه، سیمان، فولاد به صورت میلگرد ساده یا آجدار) استفاده شده باشد. در واقع اسکلت بتنی یکی از رایج ترین فرم های سازه است که از شبکه ای از ستون ها و تیرهای به هم پیوسته تشکیل شده و همه اینها در کنار هم اسکلت ساختمان را ایجاد می کنند. این شبکه از تیرها و ستون ها معمولاً بر روی پایه بتنی ساخته می شوند و برای حمایت از کف، سقف، دیوار، پوشش های فلزی و ... استفاده می گردد. اجزای اسکلت بتنی شامل دال، تیر، ستون، پی، پله و ... می باشد.

مراحل اجرای اسکلت بتنی در سازه

مراحل اجرای اسکلت بتنی پس از گودبرداری و اجرای فونداسیون شامل اجرای ستون، قالب گیری سقف، آرماتوربندی تیرها، نصب تیرچه و بلوک و یا اجرای دال سقف و آرماتوربندی و بتن ریزی سقف می باشد.

1. گودبرداری و اجرای فونداسیون

گودبرداری اولین مرحله از اجرای اسکلت بتنی می باشد که تا جایی ادامه می یابد که خاک قابلیت باربری مناسب را داشته باشد. پس از آن بتن مگر را در سطحی بزرگتر از سطح فونداسیون (حدود ۵ تا ۱۰ سانتی متر بیشتر از ابعاد پی از هر طرف) اجرا می گردد و سپس اجرای بتن یزی فونداسیون آغاز می شود. فونداسیون ها به دو دسته کلی سطحی و عمیق دسته بندی می شوند. فونداسیون های سطحی دارای انواع مختلفی همچون نواری، گسترده و منفرد می باشند. فونداسیون های عمیق در خاک هایی که قابلیت باربری مناسبی در عمق کم را نداشته باشند و یا در پروژه هایی که سطح آب زیر زمینی در آن بالا است، اجرا می شود.

2. ستون در اجرای اسکلت بتنی

مرحله بعدی اجرای اسکلت بتنی ساخت ستون ها می باشد که بسیار حائز اهمیت است زیرا ستون ها اعضای فشاری هستند و هدف از استفاده آنها انتقال بار ساختمان به زمین می باشد. در این مرحله برای ساخت ستون ابتدا میلگردهای آن اجرا شده و سپس قالب بندی ستون انجام می شود. برای قالب گیری از قالب های چوبی یا فلزی استفاده می کنند. در مرحله آخر بتن ریزی انجام می شود. ستون های بتنی ساختمان بتن آرمه در اشکال و طرح های هندسی مختلفی مانند مربع، مستطیل، دایره و چند ضلعی قابل اجرا هستند.

3. اجرای تیر و سقف

در این مرحله از انجام اجرای اسکلت بتنی با توجه به ابعادی که در نقشه مشخص شده است تعداد میلگردها جایگذاری می شوند. میلگردهای تقویتی باید در ابتدا و انتهای تیرها جای بگیرند تا با بارهای وارده مقابله کنند. همچنین از این میلگردها هم در وسط و هم در بخش پایینی تیرها استفاده می شود تا امکان تحمل نیروهای کششی برای تیر فراهم شود.

4. اجرای سقف تیرچه بلوک

از دیگر مراحل اجرای اسکلت بتنی نصب سقف تیرچه و بلوک است. سقف تیرچه بلوکی که یکی از پرکاربردترین انواع سقف های قابل اجرا در سازه های با اسکلت بتنی می باشد از تیرچه و بلوک تشکیل شده است. برای اجرای این سقف ابتدا شمع ها قرار می گیرد و سطح زیرین تیرها روی آن قرار می گیرد. پس از آن آرماتوربندی و سپس قالب گیری محیطی تیرها انجام می شود. در مرحله بعد تیرچه ها نصب شده و بلوک ها در فضای بین دو تیر نصب می شوند. سپس آرماتورهای حرارتی و میلگردهای ممان منفی تیرها اجرا می شود. در نهایت اقدام به بتن ریزی سقف می کنند. در سازه بتنی برای تامین پوشش بتنی تیر، قبل از عملیات بتن ریزی، فاصله بین آرماتورها و بدنه داخلی قالب قرار می گیرد. پس از انجام موارد ذکر شده و تکمیل قالب، در ادامه مراحل ساخت ساختمان بتنی، بتن ریزی سقف و تیر انجام می شود.

نکته: آرماتوربندی راه پله نیز همزمان با هر سقف در تراز طبقه انجام می شود.

نکته: در مقاوم سازی سازه های بتنی یکی از حساس ترین مراحل اجرا، آرماتوربندی است به گونه ای که در صورت نقض یکی از اصول و ضوابط در اجرای آن، تحمل سازه در نیروهای کششی، فشاری و برشی از مقداری که محاسبه شده است, کمتر خواهد بود.

مزایای اسکلت بتنی

1. سازه بتنی می تواند برای مدت طولانی در برابر آتش مقاومت کند.

2. تعمیر و نگهداری سازه های بتنی نسبت به سایر سازه ها هزینه کمتری دارد.

3. در مقایسه با سایر مواد مورد استفاده در ساخت و ساز، قادر به مقاومت در برابر فشار و کشش است.

4. این سازه‌ها را می‌توان به هر شکلی ریخته‌گری کرد که از نظر اقتصادی جذاب‌ترین مصالح سازه‌ای هستند.

5. طراحی این نوع سازه به نیروی کار ماهر کمتری نسبت به سایر سیستم های سازه ای نیاز دارد.

6. اسکلت بتنی مقرون به صرفه ترین مصالح سازه ای در سازه های مختلف مانند ستون ها، دموها، پایه ها و غیره است.

7. به دلیل یکپارچگی بیشتر بتن نسبت به سایر مصالح، سازه در کل ظاهر بهتری پیدا می‌کند و صلب‌تر خواهد بود.

8. تعمیرات اجزای بتنی در صورت بحرانی نبودن، به راحتی با پاشیدن مواد محافظ روی بتن یا پر کردن ترک‌ها و شکاف‌ها با مواد جدید انجام می‌شود.

9. حمل و نقل آسان از محل اختلاط به محل بتن‌ریزی.

10. قابلیت پمپ یا اسپری کردن برای پر کردن ترک‌ها و روکش تونل‌ها.

معایب اسکلت بتنی

1. عواملی مانند طرح اختلاط بتن، ریخته گری و عمل آوری بر استحکام سازه بتنی تأثیر می گذارد.

2. قالب بندی برای ریخته گری دال مورد نیاز است که هزینه را افزایش می دهد.

3. ترک ها در بتن به دلیل فشرده سازی در بتن ایجاد می شوند.

4. اگر بتن به درستی متراکم نشود، فولاد شروع به از دست دادن مقاومت کششی خود می کند. در نتیجه عمر سازه کاهش می یابد.

5. گرما و سرما به راحتی توسط ساختمان های بتنی به داخل ساختمان منتقل می شود که این یک نقطه ضعف است.

6. بتن باید بلافاصله پس از ساخت اجرا و مصرف شود. بتن فقط تا دو ساعت پس از ساخت قابل استفاده است.

7. مدت زمان اجرای اسکلت بتنی بسیار بیشتر از ساختمان با سازه فلزی است.

8. اگر بخشی از ساختمان بتنی آسیب ببیند، تعویض یا تعمیر آن مشکل است.

9. شرایط آب و هوایی مانند هوای سرد و گرم بر عملکرد آن تأثیر می گذارد.

10. بتن در برابر انفجار ضعیف عمل می کند.

کاربرد اسکلت بتنی

• پیاده روها
• سازه های معماری
•  پایه ها
•  بزرگراه ها
•  جاده ها و پل ها
•  روگذرها
•  سازه های پارکینگ
•  دیوارها و پایه های دروازه
•  نرده ها و تیرک ها

اسکلت بتنی یا فلزی، کدام یک بهتر است؟

مسلما به دلیل تفاوت هایی که بین خصوصیات اسکلت بتنی و اسکلت فلز وجود دارد، به طور قطع نمی توان گفت که کدام یک بهتر است. برخی از موارد فرق بین اسکلت بتنی با اسکلت فلزی عبارت است از:

1. هزینه اجرای اسکلت فلزی از هزینه ساخت و اجرای سازه بتنی بیشتر است ولی در عوض هزینه نگهداری آن‌ها کمتر بوده و براحتی می توان آن را تعمیر کرد.

2. از اسکلت‌هایی که از بتن‌ آرمه ساخته‌ شده‌اند به دلیل انعطاف‌پذیری که دارند در پروژه‌هایی مانند پل‌سازی و غیره نیز می‌توان استفاده کرد. ولی فلز خاصیت انعطاف‌پذیری کمتری دارد.

3. ساخت یک سازه بتنی بسیار ارزان تر از تکمیل سازه فولادی است. چنین ساختمانی چندین ساعت در برابر آتش مقاومت می کند.

4. بتن را می توان به راحتی به هر شکل دلخواه سفارشی کرد. به سادگی قالب مناسب را آماده کنید و سپس تقریباً هر بخش ساختاری و فرم معماری را با بتن مسلح تولید کنید. این یکی از مزایای بتن نسبت به فولاد است، زیرا فولاد در کارخانه در اشکال و اندازه های محدود و متمایز تولید می شود.

5. اسکلت بتنی در برابر آتش‌سوزی و حرارت‌های بالا مقاوم‌تر از اسکلت فلزی هستند. زیرا فولادی که درون بتن قرار دارد دیرتر داغ شده و تغییر شکل می‌دهد.

6. اسکلت فلزی به‌ مرور زمان دچار آسیب‌های بیشتری می‌شود. به این معنی که سطح فلز به‌مرور زمان دچار خوردگی و نازک شدگی می‌شود.

7. سازه های فولادی دارای شکل پذیری هستند؛ بنابراین مقاومت بالایی در برابر باد و زلزله دارند اما سازه‌های بتنی معمولا شکننده هستند و سازه ها مقاومت کمتری در برابر زلزله و باد دارند.

8. سازه‌های بتنی نسبت به سایر سازه‌ها عمر مفید بالاتری دارند.

9. زمان اجرا و نصب اسکلت بتنی نسبت به اجرای اسکلت فلزی بیشتر است.

عوامل مؤثر در انتخاب بین اسکلت بتنی و فلزی

امروزه برای ساخت ساختمان‌ها از اسکلت‌بندی‌های بتنی و فلزی استفاده می‌کنند. اما مهمترین مسئله در مورد انتخاب اسکلت بتنی یا فلزی این است که تشخیص بدهیم کدام یک برای پروژه ما مناسبتر است. برای سنجش این موضوع باید قبل از انتخاب نوع سازه یک سری مسائل را در نظر گرفت. آنها را سنجید و سپس آن را برای ساختمان مورد نظر انتخاب و اجرا کرد. برخی از عوامل موثر در انتخاب بین اسکلت بتنی و فلزی عبارتند از:

1. ویژگی های اقلیمی محل پروژه

2. میزان تخصص و مهارت عوامل فنی

3. محل و نوع کاربرد ساختمان

4. مسائل اقتصادی

5. شرایط عملکرد و کیفیت اجرا، عوامل فنی