4965
شناسه خبر: 4965
بازدید: 25

در این پست ابتدا به بررسی اهمیت و کاربرد کلاف در ساختمان می پردازیم سپس در ادامه انواع ساختمان های بنایی و مزایا و معایب سازه های بنایی را برمی شماریم، با ما همراه باشید.

مقدمه

معمولاً شناژ های افقی را روی کرسی چینی در طبقه‌ی همکف اجرا می ‌نمایند ولی گاهی اوقات نیز در طبقات‌، زیر هر سقف روی تمامی دیوار ها شناژ اجرا می ‌شود و این شناژ های افقی که در پایین و بالای دیوار ساخته می ‌شوند به وسیله شناژ های عمودی در چند نقطه به یکدیگر متصل می ‌شوند. اجرای شناژ افقی و عمودی در ناحیه‌ های زلزله ‌خیز مانند ایران الزامی بوده زیرا این شناژ ‌ها به نسبت قابل ملاحظه ‌ای از شدت خرابی ‌ها‌ی وارده می ‌کاهند.

استفاده از پی ‌های منفرد در فونداسیون‌ها بسیار رایج است. در بیشتر ساختمان ‌های کوتاه ‌یا ساختمان ‌های صنعتی (سوله‌ ها و خرپاها) از پی منفرد استفاده می ‌شود. در برخی موارد نیز پی‌ های نواری ‌یا گسترده یک ساختمان به صورت جدا از هم طراحی می ‌شوند. در هر حالت در صورت جدا بودن پی‌ های یک ساختمان امکان حرکت نسبی پی‌ ها نسبت به یکدیگر وجود دارد که این امر در زلزله رفتار نامناسبی در سازه ایجاد خواهد کرد. به عبارتی در صورت جدا بودن پی‌ها از هم امکان حرکت نسبی آن ها در زمان زلزله در جهات مختلف وجود داشته و سازه در قسمت اتصال به زمین به صورت پیوسته عمل نخواهد کرد. یکی از رایج ‌ترین روش ‌ها در محدود کردن حرکت نسبی پی‌ ها  استفاده از کلاف ‌های رابط ‌یا همان شناژ ها است. پی‌ های مجزا از هم باید با شناژ هایی در دو جهت (که ترجیحاً نسبت به هم عمود هستند) مهار شوند به نحوی که شناژ مانع حرکت دو پی نسبت به هم شود. از این رو  بررسی کلاف در ساختمان بنایی از اهمیت خاصی برخوردار است.

در بسیاری موارد مهندسین به اشتباه هدف از اجرای شناژ را محدود کردن نشست نامتقارن در پی ‌ها می ‌دانند. در هر حالت ممکن است شناژ در کم کردن نشست نامتقارن عملکرد داشته باشد ولیکن طراحی پی منفرد بدون در نظر گرفتن شناژ بوده و در زمان طراحی مهندسین محاسب، نشست پی منفرد را بدون در نظر گرفتن شناژ، در محدوده مجاز محدود می‌ کنند. لذا باید توجه نمود که مهندسین محاسب در طراحی فونداسیون‌ های جدا از هم، شناژ ها را در مدل تحلیلی پی (در نرم افزار) در نظر نگرفته و آنرا در نرم افزار مدل ‌سازی نمی ‌کنند. در ادامه کلاف در ساختمان بنایی به صورت کلاف افقی و قائم بیشتر بررسی می گردد.

دیوار های بنایی از قدیمی ‌ترین عناصر سازهای باربر ساختمان ‌ها می ‌باشند. ساختمان‌ های بنایی نسبت به سازه‌ های دیگر در مقابل زلزله‌های اخیر آسیب پذیرتر بوده ‌اند. همچنین درصد قابل توجهی از ساختمان‌ های موجود را ساختمان‌ های بنایی تشکیل می ‌دهند. منحنی ‌های رفتاری دیوار باربر بنایی نقش مهمی در بررسی وضعیت ساختمان‌ های موجود دارد.

پیشنهاد مطالعه : بهسازی و مقاوم‌ سازی لرزه ‌ای ساختمان ‌های بتنی

ساختمان ‌های با مصالح بنّایی، ساختمان‌ هایی هستند که با بلوک سیمانی و یا با سنگ ساخته می ‌شوند و در آن ها تمام و یا قسمتی از بار های قائم توسط دیوار های با مصالح بنّایی تحمل می ‌گردد. سازه ‌‌های بنایی به طور کلی به سه دسته تقسیم می ‌شوند.

1 . ساختمان بنایی محصور شده با کلاف

2 . ساختمان بنایی محصور نشده با کلاف

3 . ساختمان بنایی غیر مسلح

ساختمان ‌های بنایی مسلح 

این ساختمان ‌ها‌ با استفاده از آجر، سنگ، بلوک ‌های سیمانی یا ترکیبی از آنها ساخته شده و همچنین توسط میلگرد های فولادی تقویت می ‌شوند. نحوه عملکرد ساختمان ‌های بنایی مسلح به گونه‌ ای است که عملاً واحد های بنایی نقش تحمل نیرو ‌های ثقلی را بر عهده دارند و میلگرد های فولادی برای افزایش باربری جانبی ساختمان استفاده می ‌شوند.

الزامات ساخت این نوع ساختمان ها به شرح زیر است :

1 . حداکثر ارتفاع این ساختمان ‌ها می ‌تواند تا 15 متر باشد.

2 . در مناطق  زلزله ‌خیز با خطر نسبی متوسط و زیاد و خیلی زیاد قابل احداث می ‌باشد.

3 . ضوابط میلگرد‌ گذاری برای مناطق با خطر نسبی متوسط و زیاد و خیلی زیاد متفاوت است.

ساختمان ‌های بنایی محصور شده با کلاف

این ساختمان‌ ها با استفاده از آجر، سنگ، بلوک ‌های سیمانی یا ترکیبی از آنها ساخته شده و در آن ها از کلاف ‌های افقی و قائم که معمولاً از بتن مسلح هستند، استفاده می ‌شود. یک نمونه کلاف در ساختمان بنایی در شکل 1 نشان داده شده است.

نحوه عملکر‌د کلاف در ساختمان بنایی به گونه ‌ای است که عملاً دیوارهای بنایی نقش تحمل نیرو های ثقلی و جانبی را بر عهده دارند و کلاف ‌ها جهت یکپارچگی و شکل ‌پذیری دیوار ها استفاده می ‌شوند.

الزامات ساخت این نوع ساختمان ها به شرح زیر است :

1 . احداث آن در زمین ‌های ناپایدار یا در معرض سیل مجاز نمی ‌باشد.

2 . به حداکثر دو طبقه ساختمان ( البته بدون احتساب زیر زمین، یعنی می‌ تواند علاوه بر دو طبقه یک طبقه زیر زمین هم داشته باشد) محدود می ‌شود.

3 .حداکثر ارتفاع یک طبقه حداکثر 4 متر و یا 6 متر با در نظر گرفتن کلاف در 4 متری می ‌باشد.

4 . در کل تراز روی بام نسبت به متوسط تراز زمین مجاور نباید بیش از 8 متر باشد.

کلاف در ساختمان بنایی

شکل 1 . اجرای عالی کلاف در ساختمان بنایی

ساختمان ‌های بنایی غیر مسلح

این ساختمان ‌ها تنها از آجر، سنگ‌، بلوک ‌های سیمانی یا خشت ساخته می‌ شوند. مصالح فولادی و بتنی در آن ‌ها کاربردی ندارند. در ساختمان‌ های بنایی غیر مسلح از فولاد یا بتن استفاده نمی‌ شود و عملاً تمام بارهای ثقلی و جانبی باید توسط مصالح غیر مسلح دیوارها تحمل شوند.

ملات ‌های مورد استفاده برای سازه ‌های بنایی

ملات های مورد استفاده در سازه های بنایی به چهار دسته زیر تقسیم می شوند :

1 . ملات ‌های سیمانی

2 . ملات ‌های آهکی

3 . ملات ‌های گچی

4 . ملات ‌های گلی 

مزایا و معایب سازه‌ های بنایی

از مزایای این نوع سازه ‌ها می ‌توان به موارد ذیل اشاره کرد :

1 . ساخت این سازه ‌ها به علت استفاده از مصالح بومی بسیار ارزان قیمت است.

2 . بدون نیاز به رنگ‌آمیزی یا پوشش خاصی قابل استفاده هستند.

3 . برای ساخت آن نیاز به تکنولوژی ‌های پیشرفته نیست.

4 . در مکان ‌های دور افتاده نیز با حداقل امکانات قابل اجرا هستند.

5 . ساختمان‌ های مصالح بنایی نسبت به ساختمان‌ های چوبی عمر بیشتری دارند. (۵۰۰ سال در مقابل ۳۰ سال)

از معایب این نوع سازه‌ ها می ‌توان به موارد ذیل اشاره کرد :

1 . در اقلیم ‌هایی که تغییرات حرارتی یا رطوبت شدید دارند سطح بلوک ‌های مصالح بنایی به سرعت فرسوده و خراب می ‌شوند.

2 . مصالح بنایی سنگین هستند و برای ساخت این سازه‌ ها باید از پی استفاده کرد.

3 . قابل مکانیزه شدن نیست و باید توسط نیروی کارگر متخصص (منظور کارگر با تخصص بالا نیست) اجرا شود.

4 . در مکان ‌هایی که هزینه‌ی نیروی کار زیاد است مقرون به صرفه نیست.

5 . سازه‌ های بنایی به علت سنگینی و چگالی بالا در برابر زلزله مقاومت کمی دارند.

در ضوابط ساخت و ساز ساختمان محدودیت تعداد طبقات و شرایط خاصی را برای آن در نظر گرفته ‌اند. کلاف در ساختمان ‌بنایی برای مقاوم ‌سازی این سازه ‌ها در برابر زلزله، بادهای شدید، ضربه ‌های افقی و جانبی مورد استفاده خواهد بود.

پیشنهاد دانلود : فایل سازه بنایی مقاوم در برابر زلزله

در سال ‌های اخیر ساخت ساختمان‌ های بنایی بسیار محدود شده است با این حال در برخی از مناطق روستایی و گاهی شهری نیز از این نوع سازه‌ها استفاده می ‌شود. این نوع سازه‌ ها به دلیل عدم طراحی در برابر بارهای جانبی، به هنگام وقوع زلزله ‌های نه چندان قوی، در معرض آسیب ‌های جدی قرار دارند. با بررسی سوابق زلزله‌ های پیشین و آمار بالای تلفات انسانی در این مناطق، ضرورت و اهمیت یافتن راهکارهای عملی برای کمی‌سازی ارزیابی این دسته از ساختمان‌ها بیش از پیش احساس می ‌گردد. روش ‌های تحلیلی که رایج ‌ترین و سریع‌ ترین روش ارزیابی سازه ‌ها می ‌باشند، در ساختمان ‌های مصالح بنایی غالباً نیازمند مطالعات اولیه زیاد، مدل سازی ‌های وقت‌گیر و پیچیده با نرم‌افزارهای تخصصی مهندسی و تجربه کافی برای تفسیر نتایج آنها بوده که اغلب در قالب پایان ‌نامه و پژوهش بدان پرداخته شده است و بر خلاف سازه‌ های فولادی و بتنی هنوز روش ‌های مدل ‌سازی کاربردی و قابل استفاده برای مهندسین سازه و زلزله ارائه نشده است.

در زلزله‌ های گذشته ساختمان های بنایی کلاف ‌دار، برعکس ساختمان ‌های بنایی غیرمسلح بدون کلاف، عملکرد مناسبی داشتند؛ حتی وقتی خرابی در این ساختمان ‌ها ایجاد شده، ریزش سقف و خسارت‌های جانی کمتری پیش آمده است. استفاده از کلاف سبب افزایش پایداری، یکپارچگی، مقاومت و شکل‌پذیری دیوارهای آجری در برابر زلزله می ‌شود. با توجه به آیین‌نامه 2800 استفاده از کلاف در ساختمان ‌بنایی را الزامی دانسته و نیاز به مطالعه‌ی بیشتر درباره این ساختمان‌ ها احساس می ‌شود. شکل 2 یک نمونه کلاف در ساختمان بنایی  را نشان می دهد.

 

اجرای کلاف در ساختمان بنایی

شکل 2 . اجرای کلاف قائم در ساختمان بنایی

تحقیقات آزمایشگاهی و نظری زیادی درباره‌ی ساختمان ‌های بنایی کلاف ‌دار انجام شده است. در سال 1992، کاتو و همکارانش برای بررسی عملکرد کلاف ‌های قائم، نمونه‌ هایی از دیوار آجری با مقیاس 1/2  و با ویژگی ‌های متفاوت آزمایش کردند نتایج این پژوهش نشان داد که میلگرد های طولی کلاف ‌های قائم ظرفیت باربری دیوار کلاف ‌بندی شده را افزایش می‌ دهد، از طرف دیگر، وجود این کلاف‌ ها علاوه بر محصورکردن دیوار، از شکست ترد آن در برش جلوگیری می‌ کند.

منابع:

1 . مقاله ‌ی دیوارهای آجری کلاف ‌دار مقاوم شده با FRP از ارشیا خفاف، فریدون اربابی

2 . مقاله ‌ی تاثیر بازشو بر رفتار جانبی دیوار های باربر بنایی آجری با و بدون کلاف از مسعود شفیعی ورزنه، فرهاد بهنام فر

نویسنده

محدثه شیخ علی
فارغ التحصیل ارشد مهندسی عمران از دانشگاه شیراز هستم. علاقه مندم، موضوعات مورد علاقه ی خود را که سد و سازه های مرتبط با آن است، با شما به اشتراک بگذارم.

مشاوره از طریق واتساپ