تیر و ستون پیش ساخته بتنی | راهنمای جامع مزایا، معایب و قیمت

تیر و ستون پیش ساخته بتنی که به صورت آماده در کارخانه ساخته شده و به محل پروژه انتقال می یابند، دارای مزایای بسیاری هستند که هرکدام از آنها در این گفتار به صورت تفصیلی مورد بررسی و بیان قرار می گیرند. همانطور که از نام این محصول پیدا است، تیر و ستون بتنی پیش ساخته وظیفه دارند در برابر تنش های فشاری، کششی، و برشی به صورت مطلوب مقاومت نموده و میزان مقاومت در برابر هرکدام از این مقادیر در محاسبات فنی مشخص می شوند. یعنی در ابتدا لازم است پلان سازه مشخص شده باشد تا بعد از آن بتوان تیر و ستون پیش ساخته را متناسب با فشار و تنش وارده محاسبه کرد و ساخت. شما در ادامه می توانید با کلیات این محصول آشنا شوید.

استفاده از ستون و تیر بتنی پیش ساخته در بسیاری از سازه های بتنی امکانپذیر وده و امروزه به یک موضوع متداول تبدیل شده است. تقریبا در هر سازه ای که مقرر باشد در زمان کوتاهی احداث شود، کیفیت و مقاومت بالا داشته باشد، و هزینه احداث آن مقرون به صرفه باشد می توان از این محصول استفاده نمود. برخی از انواع آن به صورت زیر هستند:

• پل ها و سازه های حمل و نقل درون شهری و برون شهری
• استادیوم ها و سالن های ورزشی بزرگ
• شهرک های مسکونی و سازه های اداری که به وسیله اسکلت بتنی ساخته می شوند.
• ساختمان های صنعتی مانند سالن های تولید، انبار ها، و کارگاه ها
• پارکینگ های طبقاتی
• و…

کاربردهای تیر و ستون پیش ساخته بتنی

این قطعات نیز مانند سایر تولیدات بتنی پیش ساخته دارای مزایای بسیار زیادی هستند که در این بخش به آنها پرداخته می شود. اصلی ترین مزایای تیر و ستون بتنی پیش ساخته را می توان در افزایش سرعت تولید و احداث پروژه، بهبود کیفیت قطعات تولید شده، و قیمت رقابتی نسبت به روشهای تولی سنتی طبقه بندی کرد که هرکدام به تفصیل بیان خواهند شد.

افزایش سرعت احداث پروژه

یکی از مهمترین وجوه تمایز تولید قطعات بتنی در کارخانه با تولید سرعتی در افزایش سرعت تولید قطعات و احداث پروژه است. مثلا در همان مرحله که مقرر است عملیات خاک برداری و احداث فونداسیون انجام شود، می توان تیرها و ستون های بتنی را در کارخانه ساخت و یا با حذف فرایندهای زمانبر مانند قالب بندی، آرماتور بندی، بتن ریزی، و عمل آوری بتن در محل پروژه، می توان سرعت احداث پروژه را تا حد چشمگیری بهبود داد. در نهایت، تمام قطعات ساخته شده به وسیله جرثقیل در محل خود نصب می شوند.

کیفیت بالای تیر و ستون بتنی تولید شده

از آنجایی که محصولات پیش ساخته در کارخانه تولید می شوند، عواملی مانند آلودگی های محیطی و شرایط جوی نامناسب (مانند باران، سرما، تابش شدید نور خورشید و…) باعث کاهش کیفیت محصول تولید شده نمی شود. همچنین مواردی مانند طرح اختلاط بتن، میان روانی بتن، مقاومت، و تراکم آن نیز زیر نظر کارشناسان کنترل کیفیت بررسی می شود تا شرایط مطلوبی داشته باشد. باید در نظر داشت که تولید محصولات در کارخانه و در خط تولید با استفاده از قالب های دقیق و کیفیت بسیار بالا انجام می شود که همین منظور نیز باعث ارتقای کیفیت محصول نهایی می گردد.

کاهش هزینه های احداث پروژه

مشخص است هرچه زمان اجرای پروژه طولانی تر باشد، هزینه های مرتبط با اجرای پروژه نیز به شکل معناداری افزایش می یابد و استفاده از قطعات پیش ساخته باعث کاهش زمان اجرای پروژه و نهایتا کاهش هزینه آن خواهند شد. موضوع دیگری که در کاهش هزینه پروژه موثر است، انتقال مواد اولیه و متریال به محل پروژه می باشد که خود باعث بالا رفتن هزین های آن می شود ولی در زمانی که مقرر باشد قطعات در کارخانه تولید شوند، نیاز به انتقال مواد اولیه به کارخانه کاهش می یابد که باعث کاهش هزینه های پروژه نیز خواهد شد. از سوی دیگر، به دلیل آنکه تولید قطعات در خط تولید بر اساس برنامه ریزی دقیق انجام می شود، میزان دورریز و ضایعات مواد اولیه به کمترین حالت ممکن می رسد که هزینه های پروژه را کاهش می دهد. موضوع دیگری که باعث کاهش هزینه پروژه می شود این است که در ساخت به وسیله قطعات پیش ساخته، میزان استفاده از نیروی انسانی به حداقل می رسد ه همین موضوع نیز باعث کاهش هزینه پروژه می شود.

مقاومت بیشتر قطعات تولید شده

یکی از مواردی که کمتر به آن توجه می شود، این است که تولید محصولات با کیفیت کنترل شده در کارخانه باعث می شود که مقاومت فشاری و کششی بیشتری نسبت به قطعات تولید شده در روش سنتی (درجاریز) دارند و عمل آوری بتن نیز به روش های اصلی مانند کیورینگ بخار انجام می شود که عملا در محل پروژه امکانپذیر نمی باشد.

افزایش ایمنی در محل احداث پروژه

در روش احداث سازه با استفاده از تیر و ستون پیش ساخته، به دلیل آنکه تقریبا تمام مراحل ساخت این قطعات در محل کارخانه انجام می شود، حجم عملیات عمرانی تا حد چشمگیری کاهش می یابد (عملا تنها مرحله ای که در محل پروژه انجام می شود، نصب قطعات در کنار یکدیگر است). همچنین استفاده از این روش تولید باعث می شو که محیط کارگاه دارای نظم بیشتری بوده و نسبت به روش سنتی تمیزتر باشد.

قابلیت انبوه سازی تیر و ستون پیش ساخته

اصولا مزیت روش استفاده از تیر و ستون پیش ساخته در زمانی نمود بهتر پیدا می کند که قصد بر تولید انبوه محصولات باشد زیرا تولید قطعات بتنی ساخته شده در کارخانه این امکان را فراهم می کنند که چندین محصول با ظاهر و کیفیت یکسان تولید شوند که این امکان در روش سنتی وجود نخواهد داشت. تقریبا غیر ممکن است که با روش احداث سنتی بتوان چندین المان سازه ای را به صورت یکنواخت و یکسان ساخت زیرا حتی از قالب های یکسان نیز در ساخت آنها استفاده نمی شود و این موضوع را نیز باید در نظر گرفت که آرماتوربندی و بتن ریزی نیز معمولا در شرایط یکسان انجام نمی شود. تمام این مزایا نشان می دهد که تولید تیر و ستون بتنی به روش پیش ساخته، برای تولید انبوه مناسب تر از سازه های منفرد است.

کیفیت بالای تیر و ستون پیش ساخته بتنی

کاهش هزینه احداث پروژه عمرانی با تیر و ستون پیش ساخته بتنی

هر قطعه ساخته شده از بتن دارای برخی معایب است که مربوط به ذات بتن می شود. برای مثال، استفاده از قطعات بتنی در احداث سازه ها باعث افزایش قابل توجه وزن آن می شوند که ممکن است باعث ایجاد چالش هایی در بارگیری، حمل، تخلیه، و نصب گردد که ما در اینجا قصد داریم تمام معایبی که می توان برای تیر و ستون پیش ساخته در نظر گرفت را بیان کنیم:

هزینه حمل و نقل قطعات بتنی

همانطور که در بالا اشاره گردید، قطعات بتنی خصوصا تیر و ستون پیش ساخته دارای وزن نسبتا زیادی هستند و همین موضوع باعث می شود که چالش هایی در حمل آنها ایجاد شود. معمولا برای جابجایی تیر و ستون های بتنی از تریلی با توان مناسب استفاده شده و برای بارگیری و تخلیه آنها نیز نیاز به جرثقیل است. توجه شود که اگر ابعاد تیر و ستون ها از حالت استاندارد خارج باشد، لازم است که از قواعد محموله های ترافیکی تبعیت شود.

نیاز به برنامه ریزی و طراحی نقشه نصب

وقتی قطعات تیر و ستون بتنی پیش ساخته در محل کارخانه تولید شوند، لازم است که در محل پروژه به یکدیگر متصل شوند و این نحوه اتصال بر اساس نقشه هایی که از قبل طراحی شده است انجام خواهد شد. مشخص است که کوچکترین ایراد در طراحی قطعات و یا دستورالعمل نصب باعث می شود که قطعات در کنار یکدیگر چفت نشده و امکان نصب آنها مقدور نباشد بنابراین لازم است که در مرحله طراحی و نوشتن دستورالعمل نصب، دقت زیادی به این موضوع شده باشد.

عدم امکان تغییر در قطعات ساخته شده

این مورد نیز مانند مورد قبلی وابسته به طراحی نقشه های تولید و دستورالعمل های نب است زیرا بهد از آنکه قطعات تولید شدند، دیگر امکان ایجاد تغییر در آنها وجود نداشته و یا به سختی و با هزینه بالا امکانپذیر است. هرگونه تغییرات در این قطعات باید در مرحله طراحی و قبل از تولید محصول نهایی اندیشیده شده باشد.

طراحی دقیق اتصالات

در مورد اتصالات و نحوه اتصال تیر و ستون های پیش ساخته بتنی به صورت جداگانه صحبت خواهد شد اما در اینجا لازم است به همین موضوع پرداخته شود که شاید حساس ترین بخش در طراحی سازه به وسیله قطعات پیش ساخته، شاید اتصالات باشند زیرا معمولا (طبق بررسی های انجام شده) بیشترین فشار، کشش، و برش در همین نقاط ایجاد می شود. باید به این موارد در مرحله طراحی و قبل از تولید اندیشیده شده باشد.

وزن بسیار زیاد تیر و ستون پیش ساخته بتنی

این مراحل تقریبا در تمام تولیدات بتنی یکسان است اما اختلافات خاصی نیز با توجه به کارکرد تیر و ستون بتنی نسبت به سایر محصولات بتنی وجود دارد که ما در این بخش به بیان تمام آنها خواهیم پرداخت. این مراحل به شرح زیر است:

طراحی تیر و ستون پیش ساخته بتنی

این مورد به صورت کلی در بخشهای فوق بیان گردید اما در اینجا لازم است نگاه دقیقتری به آن داشته باشیم. همیشه قبل از تولید تیر و ستون پیش ساخته، لازم است که در ابتدا فشار و تنش های وارده به بخشها (خصوصا اتصالات) مورد بررسی قرار گیرند. برای آنکه این موارد مشخص شوند، لازم است که در ابتدا نقشه ی آنها ترسیم شود و کل پروژه با آن مورد سنجش قرار گیرد. پس از آنکه نقشه های تولید قطعات پیش ساخته توسط نرم افزار های طراحی به صورت مجازی در برابر تهدیدات وارده (مانند زلزله) مورد مدل سازی و سنجش قرار گرفت، حالا می توان مراحل تولید را آغاز نمود.

ساخت قالب برای تولید تیر و ستون

مانند هر محصول دیگر بتنی، برای ساختن تیر و ستون بتنی نیز از قالب استفاده می شود. این قالب ها باید به نحوی طراحی و ساخته شوند که بتوانند فشار ناشی از وزن بتن را تحمل کرده و دچار تغییر فرم نشوند. عموما یکی از مراحلی که تاثیر بر قیمت نهایی تیر و ستون بتنی پیش ساخته دارد نیز همین موضوع است بنابراین هرچه تعداد قطعات ساخته شده با آن قالب یشتر باشد، هزینه تمام شده برای مشتری کاهش می یابد. به همین منظور است که گفته می شود اسفاده از تیر و تون پیش ساخته برای پروژه های بزرگ و انبوه سازی دارای صرفه اقتصادی بیشتر است.

آرماتور بندی داخل تیر و ستون بتنی پیش ساخته

همانند تمام قطعات بتنی دیگر که از بتن ساخته می شوند، لازم است برای بهبود کارکرد قطعات بتنی در برابر تنش های کششی، از میلگرد و آرماتور استفاده شود. یکی دیگر از دلایلی که از آرماتور در بتن استفاده می شود، بهبود قطعه بتنی در برابر انبساط حرارتی است که همین موضوع، لهمیت استفاده از آرماتور را در قطعه نمایان می سازد. محاسبه نوع و قطر میلگرد و نحوه و اصول آرماتور بندی در داخل قطعات بتنی از طریق محاسبات فنی دقیق مشخص می شود که در مرحله طراحی صورت می گیرد.

جایگزاری اجزای صفحات اتصال تیر و ستون

این موضوع صرفا مربوط به تیر و ستون پیش ساخته بتنی است و در سایر محصولات بتنی به ندرت مورد استفاده قرار می گیرد. در مرحله طراحی باید حتما مشخص شده باشد که نحوه اتصال قطعات بتنی به یکدیگر چگونه است (انواع اتصال به صورت جداگانه توضیح داده می شود). محل های اتصال قطعات به یکدیگر در ناحیه اتصال ستونها، تیرها، و فونداسیون به یکدیگر است که عموما از روشهایی مانند بولت، جوش، پرچ، استفاده از بتن خیس، و… انجام می شود. این انواع نیز بر اساس شرایط پروژه و در مره محاسبات مشخص می شود.

بتن ریزی تیر و ستون پیش ساخته

حالا که تمام بخشهای فوق طی شده اند، باید داخل قالب ها را روغن کاری (چرب کرد) و سپس بتن در داخل قالب ریخته می شود. برای ستون و تیر پیش ساخته بتنی معمولا سیمان پرتلند تیپ ۳ و از بتن های C35 الی C50 استفاده میشود البته ممکن است تا C150 نیز بسته به محل استفاده از تیر و ستون تغییر کند که البته عمومیت ندارد. در مرحله وارد کردن بتن به قالب ها از لرزاننده های سطحی استفاده می شود تا بتن در بخشهای مختلف قالب ریخته شده و حفره های موجود در بتن نیز تا حد لازم بسته شوند.

عمل آوری بتن

برای آنکه قطعه بتنی به حداکثر مقاومت خود برسد، لازم است فرایند عمل آوری بتن از طریق آب یا جایگزین های آن انجام شود (ما در شرکت بناگستران آینده ساز از کیورینگ بخار برای این منظور استفاده می کنیم). پس از آنکه عمل آوری بتن به حد مورد قبول رسید، حالا این امکان فراهم است که قطعات از طریق جرثقیل بر روی تریلی ها بارگیری شده و به محل پروژه ارسال شوند تا در محل تعیین شده نصب گردند. یکی از نکاتی که در این مرحله لازم به توجه است، این است که تمام قطعات تولید شده کد گذاری می شوند تا در محل پروژه بتوان آنها را در جای خود نصب نمود.

استفاده از قالب برای تولید تیر و ستون پیش ساخته بتنی

خط تولید تیر و ستون بتنی پیش ساخته

این بخش که مختص ساخت تیر و ستون بتنی است، تقریبا در هیچ نوع محصول پیش ساخته دیگری عمومیت ندارد و صرفا برای انواع این محصول در نظر گرفته شده اند. در این بخش دسته بندی تیر ها و ستون ها را بر اساس شکل مقطع طبقه بندی می شود و ذکر این موضو لازم است که می توان تیر و ستون بتنی را بر اساس موارد دیگری نیز طبقه بندی نمود اما عموما این دسته بندی ها بر اساس شکل سطح مقطع است. توجه شود که ما تیرها و ستون ها را از یکدیگر تفکیک نموده ایم تا برای مخاطب این گفتار قابل درک باشد.

• ستون بتنی مستطیلی: این نوع ستون یکی از متداول ترین و پر استفاده ترین انواع ستون است که در بسیاری از بناهای امروزی به صورت گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. ستونهای مستطیلی دارای توضیح خاصی نبوده و همان است که معمولا در ساختمانها مشاهده می شود.
• ستون بتنی دایره ای: معمولا از ستون های دایره ای در سازه های با طراحی ظاهری خاص استفاده می شود به نحوی که قرار باشد ظاهری متفاوت از ستون های مستطیلی داشته باشند. توجه به این موضوع ضروری است که معمولا ستون های دایره ای رفتار بهتری در برابر نیروهای دوطرفه دارند بنابرین استفاده از آنها می تواند در مناطق زلزله خیز بهتر از نوع مستطیلی باشد.
• ستون بتنی با سطح مقطع H: این ستون ها برای تحمل بارهای بسیار سنگین طراحی می شوند و مقاومت بسیار بالایی در برابر آن دارند. استفاده از ستون های H در سازه های معمولی متداول نیست اما اگر لازم باشد در یک سازه مانند پارکینگ طبقاتی یا سازه های بسیار مستحکم از ستون بتنی استفاده شود، می توان از این ستون ها استفاده نمود. توجه شود که اضلاع و ابعاد این ستون ها باید از طریق محاسبات فنی مشخص شوند.
• ستون بتنی با سطح مقطع T و L: از این ستون ها معمولا برای گوشه های سازه و یا اتصالات خاص استفاده می شود. مشخص است که استفاده از این نوع ستون ها نسبت به انواع دیگر کمتر است اما در سازه های امروزی جایگاه خود را یافته اند.
• تیر بتنی با مقطع مستطیلی ساده: این تیرها نیز مانند ستونهای مستطیلی دارای کاربرد فراوان در صنعت ساختمان هستند و شرایط و محل استفاده از آنها نیاز به توضیح خاصی ندارد. اکثر طراحان و مهندسین صنعت ساختمان از این نوع تیر ها در طرای سازه های خود استفاده می نمایند.
• تیر بتنی با مقطع T : این نوع تیر ها نیز یکی از رایج ترین انواع تیرهای بتنی در صنعت سازه های پیش ساخته هستند که دال های بتنی بر روی بالهای آنها قرار می گیرند. اصولا طراحی این تیر ها به این منظور انجام شده است که توانایی مهار کردن دال های بتنی را بر روی خود داشته باشند. در مراحل طراحی و تولید این تیر ها لازم است حتما به ابعاد و وزن دال بتنی که قرار است بر روی آن مستقرشود، توجه شده باشد.
• تیر بتنی با مقطع I: از این تیرها برای دهانه های بسیار بلند و بارهای سنگین استفاده می شود. این تیرها در محل نصب خود به صورت عمودی قرار می گیرند (یعنی ضلع کوچکتر به عنوان سقف و ک فرض می شود) توجه شود که این تیرها معمولا در قطرهای بسیار ضخیم و برای تحمل وزن بسیار زیاد طراحی می شوند و محل اصلی استفاده از آنها در ساخت پل ها و سازه های بسیار سنگین است.
• تیر بتنی با مقطع دندانه دار: این نوع از تیرها برای کاربردهای خا در پروژه طراحی و ساخته می شوند و استفاده از آنها وابسته به مشخصات پروژه است. معمولا تیرهای دندانه دار به نحوی طراحی می شوند که بتوانند گیرداری خوبی با دال ها داشته باشند بنابرین لازم است دال های بتنی نیز به منظور برقراری گیر با این تیرها طراحی و ساخته شده باشند.

انواع تیر پیش ساخته بتنی

تیر بتنی پیش ساخته طرح آی استفاده در پل ها

مانند هر محصول ساخته شده از بتن، تیر و ستون پیش ساخته بتنی نیز از بتن ساخته می شوند اما برخی بخشهای این حصول صرفا مختص به خود بوده و منحصر بفرد است. در این بخش تلاش می شود تمام مواد اولیه و برخی از تکنولوژی هایی که ممکن است در ساخت تیر و ستون پیش ساخته مورد استفاده قرار گیرند را به صورت اجمالی مورد بررسی قرار گیرند:

• بتن مورد استفاده در تیر و ستون پیش ساخته: برای ساخت تیر و ستون در شرکت اگنس از بتن با مقاومت C35 تا C50 مورد استفاده قرار می گیرد اما ممکن است با توجه به کاربرد قطعه ای که ساخته می شود، این مقاومت تا C150 نیز افزایش یابد که وابسته به شرایط پروژه و محاسبات فنی است. ما در شرکت بناگستران آینده ساز برای تولید تیر و ستون بتنی از سیمان پرتلند اسفاده می کنیم که توسط کارخانه سیمان دلیجان (یا کارخانه هایی با همان کیفی) تولید شده است.
• فولاد تقویتی یا آرماتور: معمولا در ساخت تیر و ستون پیش ساخته از میلگرد های ساده و آجدار با گرید های مختلف (معمولا A3/A400 ) استفاده می شود که البته این موضوع نیز وابسته به محاسبات فنی است. استفاده از آرماتور باعث بهبود مقاومت بتن در برابر کشش و برش شده و همچنین انبساط حرارتی در قطعه را نیز مورد کنترل قرار می دهد. برای این منظور از شبکه جوشی (وایر مش) استفاده می شود.
• فناوری پیش تنیدگی: برای آنکه مقاومت محصول بتنی در برابر کشش بهبود یابد، می توان از روش های پیش تنیدگی استفاده نمود. در این روش، از کابل های تنیده شده با قابلیت ارتجاعی مشخص استفاده می شود که میزان آن باید حتما به صورت فنی محاسبه شود. پیش تنیدگی خود به دو روش پیش تنیدگی پیش کشیده (یعنی کابل را از قطعه عبور داده و در حالت کشیده رار می دهند، سپس بتن را در قالب پر می کنند) و پیش تنیدگی پس کشیده (ابتدا بتن را در قالب ریخته و پس از خشک شدن، یک کابل را با میزان مشخصی کشیدگی از میان آن عبور می دهند). استفاده از این میزان کشیدگی که به بتن منتقل می شود، باعث خنثی شدن فشار وارده به قطعه بنی می شود (پیش کشیدگی به صورت مفصل در بخش مقالات سایت توضیح داده شده است و در اینجا صرفا یک خلاصه بیان شد).
• افزودنی های بتن: برای آنکه بتوان کارایی بتن را بهبود داد، معمولا از فوق روان کننده ها، زودگیرکننده ها و… استفاده می شود. این مواد افزودنی معمولا باعث کاهش مصرف آب، کسب مقاومت زودرس، افزایش دوام قطعه تولید شده، و نهایتا بهبود کارایی آن می شوند. فوق روان کننده ها معمولا شامل ترکیبات شیمیایی خاص هستند که به همین منظور طراحی و ساخته شده اند.

مواد اولیه مورد استفاده در ساخت تیر و ستون بتنی پیش ساخته

آرماتور داخلی تیر و ستون پیش ساخته بتنی

مهمترین مبحث در مورد تیر و ستون پیش ساخته شامل اتصالات بین قطعات می باشد زیرا مطابق آنچه که تجربیات و آزمایش ها نشان داده اند، معمولا بیشترین خسارات وارده ناشی از زلزله بر این بخشها وارد می شود. بنابراین لازم است سیستم های اتصالات توانایی انتقال نیروهای (برشی، فشاری، کششی، و لنگر) را به نحو مطلوب در بین المان های تشکیل دهنده سازه را داشته باشند. به طور کلی اتصالات بین تیرها و ستونهای پیش ساخته بتنی به دو روش خشک (استفاده از جوش صفحات فلزی، و یا بولت) و یا تر (گروت ریزی) انجام می شود که وظیفه انتقال نیرو بین قطعات پیش ساخته را خواهند داشت و انتخاب روش بهینه برای این موضوع از طریق محسبات فنی مشخص می شود. به بیان دیگر، بخشهای اتصالات بین قطعات پیش ساخته را می توان به عنوان بحرانی ترین و ضعیف ترین بخش این سازه ها در نظر گرفت. در اینجا لازم است به مقایسه روش خشک و روش تر بپردازیم تا کارایی و تفاوت های هرکدام را به صورت دقیق بیان کرده باشیم:

اتصالات تیر و ستون پیش ساخته به روش خشک

در این روش همانطور که در بالا بیان شد، لازم است بولت ها و یا پلیت های فلزی در بدنه قطعات بتنی تعبیه شده باشند تا در محل پروژه از طریق پیچ یا جوش به یکدیگر متصل شوند. از آنجایی که این اتصالات با برخی ابهامات در محاسبات زلزله مواجه هستند، پیشنهاد می شود که در مناطق زلزله خیز از این روش استفاده نشود. همچنین یکی از بزرگترین موانعی که در اتصالات به روش خشک وجود دارد، این است که ضوابط دقیقی برای این روش وجود ندارد و ابهامات موجود در این روش باعث شده است که کمتر در مناطق زلزله خیز استفاده شود.

اتصالات تیر و ستون پیش ساخته به روش تر

در این روش ابتدا میلگرد ها به یکی از روشهای همپوشانی، بست های مکانیکی و یا کوپلرها به یکدیگر متصل می شوند و سپس در محل اتصال دو قطعه از گروت (دوغاب سیمان با مقاومت بالا) استفاده می شود. معمولا قطعات پیش ساخته که به روش تر به یکدیگر متصل می شوند، بر اساس ضوابط سازه های درجاریز ساخته می شوند که پاسخ دینامیکی و رفتاری مشابه آنها داشته باشند بنابراین رفتار آنها با روشهای مروم قابل پیش بینی و مدل سازی است.

حالا که دو روش اصلی در تصال قطعات پیش ساخته بتنی را مورد بررسی قرار دادیم، لازم است هرکدام را به تفکیک نیز بیان کنیم تا مشخص شود که اولا چند نوع اتصال وجود دارد، و ثانیا بیان شود که در هرکدام از این اتصالات معمولا از چه روشی استفاده می شود. توجه داشته باشید که با وجود بیان انواع روشهای اتصال قطعات بتنی به یکدیگر در زیر، باز هم امکان استفاده از روش دیگر نیز در این اتصالات وجود دارد (به طور کلی برای مناطق زلزله خیز، اتصال به روش تر پیشنهاد می شود و انواعی که در پایین بیان می شوند، عموما متناسب با شرایط کشورهای غربی است – ما در شرکت بناگستران آینده ساز (اگنس) نیز عموما پیشنهاد می کنیم که از روش تر استفاده شود اما امکان ارائه محصولات تولید شده با اتصالات خشک را نیز داریم). انواع اتصالات بین بخشهای تیر و ستون پیش ساخته به شرح زیر هستن:

• اتصال ستون به فونداسیون یا Base Plate: این بخش که یکی از مهمترین ارکان سازه های بتنی پیش ساخته است، معمولا شامل صفحه ای فولادی می شود که در انتهای ستون جاسازی شده و توسط بولت به فونداسیون متصل می شود.
• اتصال تیر به ستون یا Corbel: کربل ها بخشهایی هستند که معمولا به شکل T از ستون ها بیرون زده اند و تیر ها بر روی آنها قرار می گیرند (اصطلاحا به آنها لچکی نیز گفته می شود). اتصال تیر به ستون از طریق کربل ها معمولا توسط بولت یا جوش صفحات فولادی که در مرحله ساخت قطعات در آنها تعبیه شده اند انجام می شود.
• اتصال ستون به ستون: برای اتصال ستون ها بر روی یکدیگر، معمولا میلگردهای انتظار از ستون زیرین به داخل مجرای ایجاد شده در ستون فوقانی قرار گرفته و توسط گروت (دوغاب سیمان با مقاومت بالا) پر می شود.
• اتصال تیر به تیر: برای این نوع اتصالات می توان از تمام روشهای فوق با توجه به شرایط سازه و میزان بار وارده بر محل اتصال استفاده نمود که باید حتما از طریق محاسبات فنی مشخص شود.

اتصال تیر و ستون پیش ساخته بتنی به یکدیگر

فونداسیون بتنی پیش ساخته

همانطور که در برخی بخشهای این گفتار به صورت پراکنده بیان گردید، استفاده از تیر و ستون پیش ساخته دارای ملاحظاتی است که در این بخش به جمع بندی آنها می پردازیم. در طراحی تیر و ستون برای منطق زلزله خیز، باید توجه ویژه ای به ظرفیت تغییر شکل غیر ارتجاعی و شکل پذیری داشت. این نکات می تواند باعث شود تا سازه های تولید شده با این محصولات از مقاومت مطلوبی در برابر زلزله برخوردار باشند:

• استفاده از اتصالات تر: بحرانی ترین نقطه ای که ممکن است در سازه های ساخته شده با تیر و ستون پیش ساخته وجود داشته باشند، اتصالات آنها هستند و پیشنهاد می کنیم که برای اتصال این بخشها از گروت (دوغاب سیمان با مقاومت بالا) استفاده کنید. این روش می تواند نسبت به استفاده از جوش یا بولت، دارای مقاومت بهتر و قابل اعتماد تر باشد.
• تراکم خاموت ها: بهتر است در نواحی بحرانی مانند انتهای تیرها و ستون ها از خاموت با تراکم بیشتر استفاده شود. البته این موضوع باید حتما از طریق محاسبات فنی اجرا شود.
• میاگرد های طولی: این مورد نیز مانند استفاده از خاموت های بیشتر مستلزم محاسبات فنی دقیق است اما به طور کلی، برای آنکه محصولات بتنی بتوانند عملکرد بهتری در برابر زلزله داشته باشند، می توان از میلگرد های طولی بیشتری استفاده نمود.
• استفاده از مفاصل ویژه: در برخی ساختمان ها و پل ها برای آنکه بتوان مقاومت بهتری در برابر زلزله ایجاد نمود، می توان از مفاصل پلاستیکی که برای همین منظور طراحی شده اند استفاده نمود.

استفاده از ستون و تیر بتنی پیش ساخته در مناطق زلزله خیز

در تمام بخشهای این گفتار به مواردی اشاره شد که هرکدام می توانند در هزینه تمام شده پروژه استفاده از ستون و تیر بتنی پیش ساخته تاثیرگذار باشند و در این بخش لازم است به جمع بندی آنها بپردازیم. این موارد به قدری متنوع هستند که ذکر تمام آنها می تواند از شمارش خارج باشد بنابراین پیشنهاد می شود که کل گفتار را به صورت کامل مطالعه فرمایید اما مهمترین موارد به صورت زیر دسته بندی می شوند:

ابعاد تیر و ستون بتنی پیش ساخته

مشخص است که هرچه ابعاد تیر و ستون بتنی بزرگتر باشند، میزانت استفاده از مواد اولیه در ساخت آن بیشتر خواهد بود که همین موضوع بر قیمت تمام شده نیز تاثیر خواهد داشت. این موضوع با حجم پروژه نیز در ارتباط مستقیم است و هرچه حجم پروژه بزرگتر باشد، طبیعی است که هزینه های تولید بر کل تولیدات سرشکن می شود و قیمت تمام شده کاهش می یابد.

فشار وارده بر تیر و ستون پیش ساخته

یکی از مهمترین مواردی که می تواند بر هزینه تولید قطعات بتنی پیش ساخته تاثیر داشته باشد، گزارشات و خروجی حاصله از محاسبات فنی است. در مواردی که لازم باشد تیر و ستون ها فشار بسیار زیادی را تحمل کنند، لازم ازت از بتن با عیار بالا استفاده شود و یا اگر محدودیتهایی در قطر و ابعاد محصولات وجود داشته باشد، شاید لازم باشد از روشهای پیش تنیدگی در تولید محصولات استفاده شود که این موارد بر قیمت تمام شده محصولات تاثیر خواهند داشت.

قالب سازی تیر و ستون پیش ساخته

یکی از مهمترین مواردی که قطعا تاثیر مستقیم بر قیمت محصولات بتنی دارد، هزینه قالب سازی است زیرا هر محصول بتنی لازم است با استفاده از قالب ریزی تولید شود. اگر حجم پروژه قابل توجیه باشد، این هزینه بر کل تولیدات تقسیم می شودو به همین دلیل است که گفته می شود استفاده از تیر و ستون پیش ساخته بتنی در پروژه های بزرگ و انبوه سازی توجیه اقتصادی دارد. اگر پروژه ای وجود داشته باشد که شامل ابعاد بزرگ یا انبوه سازی نشود، می توان از قالب هایی که قبلا برای برای پروژه های دیگر ساخته شده اند استفاده نمود تا اینگونه هزینه قالب سازی از پروژه کاسته شود اما این محدودیت را خواهد داشت که نمی توان در ابعاد قالب ها تغییری ایجاد نمود.

حمل و تخلیه تیر و ستون پیش ساخته بتنی

یکی از مهمترین مسائلی که می تواند در هزینه کل پروژه تاثیر داشته باشد، موضوع حمل و تخلیه قطعات بتنی است زیرا همانطور که بیان شد، معمولا وزن این قطعات بسیار زیاد است و باید حتما به وسیله تریلی حمل شده و با جرثقیل بارگیری و تخلیه شود. هرچه فاصله محل پروژه تا کارخانه کمتر باشد، طبیعی است که این هزینه کاهش می یابد. در مورادی که پروژه دارای توجیه اقتصادی باشد، حتی می توان خط تولید را به محلی در نزدیکی پروژه انتقال داد تا این هزینه کاهش یابد (استفاده از خط تولید پرتابل). باید در نظر داشت که تولید قطعات با ابعاد بزرگتر از استاندارد ممکن است باعث شود که این محصولات به عنوان محموله ترافیکی طبقه بندی شوند که شرایط حمل متفاوتی دارند.

نحوه نصب تیر و ستون بتنی پیش ساخته

در بخش جداگانه به انواع روشهای نصب تیر و ستون های بتنی به یکدیگر به صورت کامل اشاره شد اما در همین حد بیان شود که استفاده از روش خشک (جوش، یا بولت) یا روش تر (استفاده از گروت در محل اتصال ها) دو نوع اتصال قطعات است که هرکدام باعث هزینه های متفاوتی می شوند. این هزینه صرفا مربوط به مرحله نصب نیست بلکه در مراحل طراحی و تولید نیز تاثیر خواهد داشت (زیرا قطعات بتنی باید متناسب با نحوه نصب طراحی و ساخته شوند). علاوه بر تمام مواردی که بیان شد، آماده سازی محل نصب (خصوصا فونداسیون) نیز باید با توجه به نحوه نصب قطعات انام شده باشد.

ساخت فونداسیون تیر و ستون پیش ساخته

فونداسیون را نیز می توان به دو روش درجاریز و پیش ساخته انجام داد که هرکدام شرایط خاص خود را دارند. اگر لازم باشد که فونداسیون نیز به صورت پیش ساخته آماده شده و تولید شوند، این قطعات نیز باید در کارخانه طراحی و تولید شوند و سپس به محل پروژه انتقال یابند. اما اگر قرار باشد که فونداسیون در محل پروژه به صورت درجاریز (روش سنتی) اجرا شود، باید حتما بر اساس نقشه اتصال قطعات انجام شده باشد (یعنی پلیت ها یا میلگرد های بولت در جای مقتضی تعبیه شده باشند).

انواع تیر و ستون پیش ساخته بتنی

ما در بخش انواع تیر و ستون بیان کردیم که چه انواعی برای این محصول وجود دارد و حالا لازم است به تاثیر آن بر قیمت تمام شده بپردازیم. با توجه به طراحی سازه، می توان برآورد کرد که نیاز به هرکدام از انواع تیرها و ستون های پیش ساخته چقدر است و مقرر است چه میزان تنش را در هرکدام از این قطعات تحمل نمود که باعث تغییر در شرایط ساخت آن خواهد شد.

نحوه تولید محصولات بتنی

یکی از مهمترین عواملی که در قیمت تیر و ستون پیش ساخته بتنی و سایر محصولات بتنی تاثیر مستقیم خواهد داشت، نحوه تولید آن است. برای مثال استفاده از روشهای تولید صنعتی و خط تولید باعث می شود که میزان درورریز مواد اولیه و یا استفاده از نیروی انسانی در ساخت قطعات به حداقل برسد که همین موضوع هزینه نهایی را به شدت کاهش خواهد داد. همچنین کاهش زمان تولید و نصب باعث می شود که بسیاری از هزینه های جاری پروژه کاهش چشمگیری یافته و نهایتا باعث کاهش هزینه احداث پروژه شود.

قیمت تیر و ستون پیش ساخته بتنی