پاورپوینت فناوری و ساخت سازه های پیش ساخته و سازه های خرپایی

آشنایی با خانه های پیش ساخته

این صنعت در دهه های اخیر چنان پیشرفت داشته که نه تنها بر کیفیت بالا، تقلیل هزینه، سرعت احداث و راحتی آسایشِ مورد نیاز را در حد استاندارد تامین نموده بلکه توانسته است سایر صنایع خانه سازی را با متدها و مواد اولیه گوناگون تحت تاثیر قرار دهد. مثلا در کشورهایی همچون کانادا و روسیه که از نظر مصالح چوبی غنی بوده ساختمان های پیش ساخته چوبی و در کشور هایی همچون آمریکا ساختمان های پیش ساخته فلزی و در ایران ساختمان های پیش ساخته بتنی اقتصادی به نظر می رسند.به طور کلی خانه های پیش ساخته به چند صورت ساختمانهای پیش ساخته بتنی – فلزی – چوبی و 3D

می باشند که هر کدام دارای مزیت ها و معایب خاص می باشند که بر اساس مقتضیات مکانی و شرایط هر کشور بعضی بر دیگری به علت امکانات و عوامل مختلف می تواند اقتصادی و کاربردی باشد. ساختمانهای پیش ساخته یکی از آخرین محصولات و متدهای ایجاد و گسترش واحد های مسکونی می باشند که می تواند جوابگوی احتیاجات مدیریت برای ایجاد توازن ازدیاد جمعیت با سکنی همراه با امکانات رفاهی را تامین نماید.

البته بدیهی است که عواملی از جمله مواد و مصالح در محل حمل و نقل امکانات و دستگاه های تولید تواماً از جمله مواردی می باشند که در اقتصادی بودن نوع ساختمان پیش ساخته دخیل است.

به طور کلی چند مسئله باعث استفاده هر چه بیشتر از ساختمان های پیش ساخته می گردد که عبارتند از:

• سرعت در اجرا
• دقت در کار که در ساختمان های پیش ساخته فلزی بسیار مهم می باشد. مخصوصا در ایران که از نظر جوش خصوصاً جوش های سر بالا و نفوذی، بسیار مشکل دارند و این مسئله می تواند در کارخانه برطرف گردد.
• نظارت کافی
• راحتی در نصب

برخی از مزایای ساختمان های پیش ساخته بتنی عبارتند از:

• امکان تامین و کنترل کیفی بهتر از قبیل لرزاندن عمل آوری بهتر انجام آزمایشها و بارگذاری های دلخواه
• سرعت عمل آوری :در بعضی از دستگاههای اتو کلاو زمان عمل آوری حتی به کمتر از 24 ساعت می رسد
• استقلال از شرایط جوی : یعنی هیچ گونه محدودیت زمانی برای پیشبرد عملیات نداریم
• کنترل افت و خزش : معمولا پس از تولید مدتی در کارخانه باقی می مانند که باعث می شود قسمت اعظم افت در بتن صورت پذیرد
• انجام عملیاتی از جمله پیش تنیدگی که باعث کاهش ارتفاع تیر می شود.

تولید بتن های پیش ساخته به صورت آماده سازی قالب – فولاد گذاری – بتن ریزی – و عمل آوری صورت می پذیرد. نکته قابل توجه در این موارد در نظر گرفتن مسئله لنگر و پیچش می باشد که در اثر مکش به هنگام جدا سازی قطعه صورت می پذیرد که باید مد نظر قرار گیرد. صفحات قالب باید صلب باشند تا در مقابل فشار جانبی بتن دچار تغییر شکل و اعوجاج نگردند.

برای آشنایی بیشتر با بتن پیش ساخته می توانید مقاله مصارف ساختمانی بتن پیش ساخته را نیز مطالعه نمایید.

به طور کلی شیوه های تولید قطعات پیش ساخته بتنی عبارتند از: درجا و تکی - درجا و چند تایی(باطری) جابجایی شاسی یا پالت – جابجایی با نقاله – تولید خطی انتخاب قطعه بزرگ تعداد اتصالات را کمتر می کند و سرعت عملیات را بالا می برد ولی در مقابل باید اتصالات قوی تری را طراحی نماییم و بهتر است وزن قطعات کمتراز 10 تن و حتی المقدور 6 تن محدود گردد.

در طراحی سازه‌های بتنی پیش ساخته، هدف طراحی شامل تامین ایمنی، عملکرد مطلوب و پایا‌یی و نیز روش طراحی شامل حالات حدی نها‌یی و بهره‌برداری و همچنین ضرا‌یب ایمنی جزیی شامل ضرایب تشدید بارها، تقلیل مقاومت‌ها و ضرایب ایمنی اصلاحی، باید مطابق آیین نامه بتن ایران (آبا‌) و بخش‌های الحاقی آن، با تغییرات و اضافات زیر رعایت شوند. پایایی سازه‌ها را باید با رعایت مشخصات فنی و اجرا‌یی در مراحل تولید، حمل و نصب از قبیل کیفیت مصالح تشکیل دهنده بتن آرمه، شرایط بتن ریزی، متراکم کردن، عمل آوردن، کنترل هنگام جابجایی، انبار و حمل و نصب قطعات‌، شرایط و نحوه انجام اتصالات، تامین کرد.

در طراحی سازه‌های بتنی پیش ساخته متشکل از صفحات بزرگ‌، علاوه بر حالات حدی نهایی و بهره‌برداری، گروه سوم حالات حدی با عنوان سایر حالات حدی نیز باید مدنظر قرار گیرند. در طرح سازه‌های بتنی پیش ساخته، بررسی ایستای سازه با فرض گسیختگی یک عضو بار بر در اثر انفجار، ضربه یا نظایر آنها ضروری است.

بارگذاری ‌سازه‌های بتنی پیش ساخته

ضوابط بارگذاری سازه‌های بتنی پیش ساخته مطابق ضوابط مندرج در آیین نامه بتن ایران و بخش‌های الحاقی آن و سربارها و عامل‌های اضافی زیر هستند.

• ‌بارها و سربارهای استثنایی
• ‌سایر عامل‌های موثر بر قطعات یا سازه‌های بتنی پیش ساخته که در مراحل قالب بردار‌ی‌، بلند کردن‌، انبار کردن، حمل، نصب و استقرار قطعات به آنها اثر می‌کنند.

‌بارها و سربارهای استثنایی

این بارها و سربارها در اثر نیروهای حاصل از انفجار یا ضربه وسائط نقلیه و مشابه آنها اعمال می‌شوند‌. در طرح سازه‌های بتنی پیش ساخته متشکل از صفحات بزرگ‌، در نظر گرفتن احتمال از بین رفتن یک عضو باربر و فرو ریختن زنجیره‌ای تمام قسمت‌های متصل به آن الزامی است‌. این پدیده به نام گسیختگی زنجیره‌ای طبقه بندی می‌شود.

بارهای هنگام جابجایی و نصب قطعات

مقاومت اعضای پیش ساخته بتن آرمه و پایداری شکل آنها باید در برابر نیروهایی که ممکن است در طول عملیات جابجا کردن (‌قالب برداری، بلند کردن، انبار کرد‌ن‌، حمل و نصب‌) وارد شوند‌، برای هر وضعی که قطعه بتواند نسبت به نقاط اتکا یا نقاط تعلیق خود احراز نماید، تامین شود‌. همچنین مقاومت قطعات، مقطع و موقعیت میلگردهای

یک قاب فضایی یا سازه فضایی، عبارت است از سازه‌ای که از اجزای خرپا مانند سبک و محکم تشکیل شده از پایه‌هایی که در یک الگوی هندسی در کنار هم قرار گرفته‌ اند. قاب‌های فضایی برای پوشش دادن دهانه‌هایی که تکیه‌ گاه کم تعدادی دارند به کار گرفته می شوند. چون در قاب‌های فضایی، همچون خرپاها از مثلث استفاده می‌شود، لنگرهای خمشی، به صورت بارهای کششی و فشاری به اعضای محوری خرپا منتقل می‌گردند که این خود باعث مستحکم بودن قاب‌های فضایی می‌ شود.
گاهی از سازه‌های فضاکار در ساخت موتور سیکلت و وسایل حمل و نقل نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

سازه فضاکار یک سیستم خرپا سه بعدی می باشد که دهانه‌ های آن در دو جهت گسترش پیدا کرده اند و اعضای آن فقط تحت تاثیر کشش و فشار قرار دارند. این سازه‌ها از مدول‌های یکسان و تکرار شونده با لایه‌ های موازی در بالا و پایین (مشابه میله‌های فوقانی و تحتانی خرپا) تشکیل می‌ شوند. سازه فضاکار، به مجموعه سازه‌های مشابهی گفته می‌ شود که شامل شبکه‌ ها، طاق ها، برج ها، شبکه‌های کابلی، سیستم های پوسته‌ای و غشایی، سازه‌های تا شونده و ترکیبات کش بستی می‌ شود. این تعریف، یک تعریف ریخت شناسانه از سازه‌های فضا کار است.

اصطلاح سازه فضایی گاهی اوقات به جای سازه فضاکار بکار می رود که این دو اصطلاح از لحاظ کلمه‌ ای مترادفند؛ ولی از لحاظ معنا و مفهوم با هم تفاوت دارند. سازه فضایی به سازه‌ای گفته می‌شود که در فضای خارج از جو ساخته یا مورد استفاده قرار گیرد که ممکن است خود یک فضاکار باشد.

تاریخچه:

به عنوان قدیمی ترین ساخت‌ ها برای سازه‌های فضاکار می‌ توان از داربست‌ هایی که برای نگهداری چادرهای انسان های آغازین بکار می رفت نام برد. از جمله قدیمی ترین چادرهای انسان‌های اولیه که در مناطقی از چین باستان که در چند سال پیش کشف شده بود می‌ توان اشاره کرد. کاربرد سازه‌های شبکه‌ای و سه بعدی در روم باستان و ایران کهن و نیز ایران دوره صفویه در ساخت سالن‌های تجمع، آمفی تئاترها، قصرها، مساجد اسلامی، اماکن متبرکه و غیره جلوه گر می باشد.

اولین شبکه چند لایه توسط الکساندر گراهام بل درسال ۱۹۰۶ برای کایت پرواز ساخته شد. در این شبکه طول اعضاء یکسان، اتصالات ساده بود. او اولین مهندسی است که حدود ۹۰ سال پیش نشان داد که می‌ توان با قرار دادن صحیح اعضاء سازه‌ای در کنار هم سازه‌هایی محکم و سبک ساخت. می‌ توان گفت کاربرد عملی و توسعه یا فته سازه‌های فضاکار و طراحی اصولی این گونه سازه‌ها از سال ۱۹۵۰ شروع شده است. مهندسین سازه به دلیل رفتار خوب این نوع سازه‌ها در برابر بارهای مختلف و مهندسین معمار به علت زیبایی و یکنواختی خاصی که در هندسه آن ها موجود است مجذوب این گروه از سازه‌ها شده و تحقیق و بررسی عمیقی در رفتار واقعی این سازه‌ها و کاربرد ساختار بهینه در تحلیل و طرح این سیستم‌ها آغاز گردید.