کتاب روش های اجرایی ساختمان

فهرست
عنوان صفحه
مقدمه………………………………………………………………………………………..۷
فصـل اول …………………………………………………………………………………11
آشنایی با ساختمان ………………………………………………………………………..۱۱
ساختمان …………………………………………………………………………………..۱۲
اجزای سازنده ی ساختمان ………………………………………………………………..۱۷
روش های ساخت خانه………………………………………………………………… ۲۳
فصـل دوم………………………………………………………………………………. 27
ساختمان فلزی …………………………………………………………………………….۲۷
تعریف سازه فولادی …………………………………………………………………… ۲۸
سازههای فولادی………………………………………………………………………. ۲۸
فولاد…………………………………………………………………………………… ۲9
انواع سازههای فولادی ………………………………………………………………… ۳۳
سازه فولادی سبک ……………………………………………………………………. ۳۳
سیستم ۳۳ ……………………………………………………………………………LSF
مراحل اجرایی بخش های مختلف سازه فولادی سبک ……………………………….. ۴۰
معرفی پانل های فایبرسمنت………………………………………………………….. ۴۳
تحلیل و طراحی سازه های فولادی …………………………………………………… 5۱
تحلیل و محاسبات و طراحی سازههای فولادی ……………………………………….. 55
مشخصات برشی در تحلیل و طراحی سازه های فولادی ……………………………… 56
سختی در طراحی سازه های فولادی………………………………………………….. 56
خزش در طراحی سازه های فولادی…………………………………………………… 5۷
طراحی سازه های فولادی …………………………………………………………….. 5۷
تحلیل و طراحی سازه های فولادی با توجه به روش مهاربندی ………………………. 59
طراحی سازه های فولادی با توجه به اجزای تشکیل دهنده فضاهای داخلی ساختمان . 6۰
اجرا, بهینه سازی و طراحی, سازه, سازههای اسکلت فلزی, مشاوره ………………….. 6۰
روند ساخت در طراحی بهینه سازه فولادی …………………………………………… 6۳
محافظت سازه های فولادی در برابر حریق، خوردگی و عایق بندی صدا ……………… 6۴
مزایای سیستم فولادی………………………………………………………………… 65
ترمیم ترک در سازههای فلزی ………………………………………………………… 66
عرشه فولادی، سقف کامپوزیت – طراحی…………………………………………….. ۷5
اجرای عرشه فولادی – سقف کامپوزیت………………………………………………. ۷۷
ساخت و نصب سقف عرشه فولادی……………………………………………………. 95
فصـل سوم ………………………………………………………………………………115
سازه بتنی ………………………………………………………………………………..۱۱5
سازههای بتنی ……………………………………………………………………………۱۱6
روشهای طراحی سازههای بتنآرمه ………………………………………………… ۱۱6
مراحل اجرای سازه های بتنی……………………………………………………….. ۱۲۳
اجرای ستون در سازه های بتنی…………………………………………………….. ۱۲۷
فصـل چهارم…………………………………………………………………………….131
سازه های نوین …………………………………………………………………………..۱۳۱
سازه فضاکار………………………………………………………………………………۱۳۲
تاریخچه سازه فضاکار ……………………………………………………………….. ۱۳۳
سازههای چادری آنتیکلاستیک …………………………………………………….. ۱۴۸
سازه های پوسته ای…………………………………………………………………. ۱5۷
سازههای کابلی………………………………………………………………………. ۱65
منـابع و مآخـذ ………………………………………………………………………..179
منابع فارسی ……………………………………………………………………………..۱۷9
منابع غیر فارسی …………………………………………………………………………۱۷

 

 

تعریف سازه فولادی

به هر سازه شامل اجزای باربر و غیر باربر که توسط انسان ساخته می شود، مثل پل، مخازن، سیلو و …ساختمان می گویند. سازه های ساختمانی مجموعه ای از اعضای افقی، عمودی و مایل هستند که نیروی های وارده به آن ها اعم از کششی، فشاری، خمشی و … را تحمل می کنند در دنیا پروژه های عمرانی بسیاری انجام می شود و طراحان پیش از آغاز پروژه بایستی نوع ساز مورد نیاز را انتخاب کنند.

تحمل و انتقال بار دو عامل تکمیل کننده همدیگر هستند و اگر عضوی از سازه نتواند یکی از این دو وظیفه را به خوبی انجام دهد، سازه را به سازه ای نامناسب تبدیل می کند. در پروژه های عمرانی سازه ها بر اساس مصالح مصرفی در اسکلت در دو نوع فلزی و بتنی استفاده می شوند. مصالح مصرفی در سازه بتنی، بتن و میلگرد است. سازه بتنی از تیر، ستون، پی، سقف و دیوار های برشی تشکیل شده است. جهت آگاهی از قیمت میلگرد کلیک کنید.

سازه‌های فولادی

فولاد به عنوان ماده‌ای با مشخصات خاص و منحصر بفرد‌، مدت‌هاست در ساخت ساختمان‌- ها کاربرد دارد. قابلیت اجرای دقیق‌، رفتار سازه‌ای معین‌، نسبت مقاومت به وزن مناسب‌، در کنار امکان اجرای سریع سازه‌های فولادی همراه با جزئیات و ظرافت‌های معماری‌، فولاد را به عنوان مصالحی منحصر و ارزان در پروژه‌های ساختمانی مطرح نموده است. به نحوی که اگر ضعف‌های محدود این ماده، نظیر مقاومت کم در برابر خوردگی و عدم مقاومت در آتش سوزی‌های شدید به درستی مورد توجه و کنترل قرار گیرند‌، امکانات وسیعی در اختیار طراح قرار می‌دهد که در هیچ ماده دیگر قابل دستیابی نیست.

‌در فولاد ساختمانی عموماً در حدود ۳ درصد کربن و ناخالصی‌های دیگری مانند فسفر‌، سولفور‌، اکسیژن و نیتروژن و چند ماده دیگر موجود است. ساخت فولاد شامل اکسیداسیون و جدا نمودن عناصر اضافی و غیر ضروری موجود در محصول کوره بلند و اضافه کردن عناصر مورد نیاز برای تولید ترکیب دلخواه است. برای ساخت فولاد، از چهار روش اصلی استفاده می‌شود.

• ‌‌روش کوره باز
• ‌روش دمیدن اکسیژن
• روش کوره برقی
• روش خلاء ‌

فولاد

فولاد یکی از مهمترین مصالح ساختمانی به شمار می‌آید. فولاد از احیا شدن سنگ آهن‌، به همراه کک و اکسیژن در کوره‌های بلند با درجه حرارت زیاد بدست می‌آید .آهن خام که به این ترتیب به دست می‌آید بین ۳ تا ۴ درصد کربن دارد.

محاسن فولاد

• مقاومت زیاد
• شکل پذیری زیاد
• یکسان بودن مقاومت و فشار
• عملکرد مناسب در برابر زلزله به علت شکل پذیری و سبک بودن
• مهمترین عیب فولاد ضعف در برابر آتش سوزی است.

 

خصوصیات فولادهای ساختمانی

آنچه فولاد را به عنوان یک مصالح ساختمانی مناسب معرفی کرده، می‌تواند شامل موارد زیر باشد.

• تغییر شکل در اثر بارگذاری و ایجاد تنش یکنواخت
• وجود خاصیت الاستیک و پلاستیک
• شکل پذیری
• خاصیت چکش خواری و تورق
• خاصیت خمش پذیری
• خاصیت فنری و جهندگی
• خاصیت چقرمگی
• خاصیت سختی
• استاتیکی و دینامیکی
• مقاومت نسبی بالا
• ضریب ارتجاعی بالا
• جوش پذیری
• همگن بودن
• امکان استفاده از ضایعات
• امکان تقویت مقاطع در صورت نیاز
• طراحی ساختمان‌های فولادی

انتخاب نوع مقطع‌، روش ساخت‌، روش بهره برداری و محل ساخت ساختمان‌، خصوصیات و ویژگی‌های متنوعی برای ساخت اسکلت باربر یک ساختمان بوجود می‌آورد. مزیت‌های هر سیستم سازه‌ای و مصالح مورد نیاز آن سیستم را در صورتی می‌توان بکار برد که خصوصیات و ویژگی‌های آن مصالح و سیستم‌ها در مرحله طراحی به حساب آورده شود. طراح باید در مورد هر یک از مصالح به درستی قضاوت کند‌. این موضوع بویژه در ساختمان‌هایی که اسکلت فولادی دارند ضروری است‌. معیارهای سازه‌ای زیر اهمیت زیادی در طراحی کلی و ستون گذاری ساختمان دارد.

نوع مقطع

آرایش و روش قرار‌گیری مقاطع

فواصل تکیه گاهی

اندازه دهانه‌های سقف

نوع مهاربندی

نوع سیستم صلب کننده

محل قرارگیری سیستم صلب کننده (سیستم فضاسازی داخلی)

برای استفاده بهینه از خواص مطلوب سازه‌های فولادی‌، سیستم فضاسازی داخلی باید طبق موارد زیر اختیار شود.

متشکل از قطعات پیش ساخته باشد. بدین منظور که سرعت بیشتر نصب و برپایی سازه‌، موجب کوتاه شدن زمان کلی ساخت می‌شود.

‌قطعات سبک باشد تا وزن کلی ساختمان به حداقل ممکن برسد.

نوع سیستم انتخاب شده‌، سازگار با سیستم سازه‌ای انتخاب شده باشد.

با یک روش اقتصادی قابل محافظت در برابر آتش باشد.

طراحی سازه‌های فلزی با توجه به روش مهاربندی

تمام ساختمان‌ها باید برای مقاومت در برابر نیروی زلزله و باد‌ یا دیگر نیروهای افقی صلب شوند سیستم صلب کننده باید دارای ویژگی‌های زیر باشد.

نیروهای جانبی را به فونداسیون منتقل کند.

تغییر مکان‌های افقی را محدود کند.

در ساختمان‌های بلند باید ملاحظات ویژه‌ای برای جلوگیری از ایجاد نوسانات ناشی از باد در نظر گرفته شود. بزرگی نیروهای افقی اعمال شده در اثر باد به عوامل زیر بستگی دارد.

سرعت باد

شکل آیرودینامیکی ساختمان

وضعیت سطح نما

روش‌های صلب کردن

یک قاب سازه‌ای فولادی را می‌توان به یکی از روش‌های زیر مهاربندی کرد.

سیستم‌های قاب صلب

سیستم‌های قاب بادبندی

دیوارهای بتنی به صورت دیوارهای برشی یا هسته‌های بتنی

انتخاب روش صحیح مهاربندی‌، اهمیت عمده‌ای در طراحی سازه‌ای دارد و حتی ممکن است کل‌ طراحی یک ساختمان بلند مرتبه را تحت تاثیر قرار دهد. مهار بندی به وسیله اعضای بادبندی یا دیوارهای بتنی به صورت دیافراگم صلب‌، نقاط ثابتی را در ساختمان ایجاد می‌کند. به گونه‌ای که آزادی عمل در جانمایی و معماری داخل ساختمان را محدود می‌کند.

طراحی با توجه به اجزای تشکیل دهنده فضاهای داخلی ساختمان

انتخاب سیستم مناسب برای اجزای داخلی ساختمان به عوامل مختلفی بستگی دارد. روش‌های زیر به طور رایج در ساخت سقف‌های متکی به تیرهای فولادی به کار می‌‌روند.

دال بتنی درجا بر روی قالب مناسب

دال بتنی پیش ساخته

عرشه فولادی با بتن درجا

عملکرد مرکب بین دال بتنی و تیر فولادی که در هر سه روش امکان پذیر است‌، سبب اقتصادی شدن ساخت میشود. مسئله حفاظت قسمت‌های فولادی سقف در برابر آتش سوزی باید در اجرای سقف در نظر گرفته شود. استفاده از سقف کاذب می‌تواند این کار را به خوبی انجام دهد. در سازه‌های اسکلت فلزی‌، معمولاً دیوارهای خارجی باربر نیستند. برای ساخت این دیوارها‌، بنابر شرایط موجود‌، از مصالح مختلف استفاده می‌شود.

انواع سازه‌های فولادی

سازه‌های فولادی را می‌توان به 3 گروه اصلی تقسیم کرد:

الف) سازه‌های قابی^[1]: این سازه‌ها اغلب شامل مجموعه‌ای از ستون‌ها (اعضای قائم) و تیرها (اعضای افقی) می‌باشند.

ب) سازه‌های پوسته‌ای^[2]: از ورقی پیوسته با اشکال هندسی مخصوصی مانند کره و استوانه تشکیل می‌شود.

ج) سازه‌های معلق^[3]: نیروی کششی در اعضای این سازه حاکم است.

د) سازه‌های خرپایی^[4]: اعضای این سازه نیز، نیروهای کششی و فشاری را تحمل و منتقل می‌کنند.

سازه فولادی سبک

سازه فولادی سبک که به اختصار به آن سازه ( LSF) گفته می شود، یکی از سیستم های نوین ساختمانی است که برای اجرای ساختمان های با طبقات محدود که معمولا تا 5 طبقه می باشد استفاده می شود و از سیستم های مورد تایید مهندسان عمران در کشورهای توسعه یافته و مدرن می باشد.

این سازه از ورق های فولادی نورد شده برای تامین پایداری ساختمان، صفحات و تخته های گچی به عنوان پوشش درونی و قطعات دیواره خارجی به عنوان نما تشکیل شده است.

سیستم LSF

این سیستم توانایی ترکیب با سیستم های سازه ای دیگر را دارا می باشد.

استفاده از این سیستم وزن سازه را تا پنجاه درصد کاهش می دهد و این بزرگترین امتیاز در برابر زلزله می باشد.

این سیستم شباهت زیادی به روش های ساخت ساختمان های چوبی دارد.

بر اساس کاربرد اجزایی به نام استاد (Stud) یا وادار و تراک (Track) یا رانر شکل گرفته است .

از ترکیب نیم رخ های فولادی گالوانیزه سرد نورد شده، ساختار اصلی ساختمان برپا می شود.

مقاطع مورد استفاده در این سیستم U,C و Z است، که معمولاً با اتصالات سرد به یکدیگر متصل می شوند.

این سیستم در اکثر موارد با سقف سبک و به صورت موردی با انواع دیگر سقف اجرا می شود.

تیر و تیرچه های این نوع سقف های سبک، همانند استاد و تراک های دیوار ها است .

سقف نهایی معمولاً از نوع شیب دار و با استفاده از خرپاهای فلزی ساخته شده از پروفیل های سرد نورد شده در نظر گرفته می شود. قسمت های دیگر ساختمان نیز با استفاده از پروفیل های سرد نورد شده اجرا می شوند.

با انواع نماها از قبيل فایبرسمنت، سنگ, آجر نما, نمای PVC , چوبی يا آلمينيومی, رنگ, کاشی, سراميک و … بر روی اين ديوار قابل اجرا است.

از داخل نيز همانند ديوارهای معمول امکان اجرای رنگ, کاغذ ديواری و … بر روی پانل های گچی یا پانل های سیمانی(فایبرسمنت)وجود خواهد داشت.

فضای درون ديوار نيز با عايق صوتی و حرارتی مناسب پر مي گردد .

Roll Forming

مقاطع فولادي جدار نازك, ورق هاي فولادي گالوانيزه هستند كه با استفاده از نورد سرد و با استفاده از روش Roll Forming در کارخانه شكل دهي مي شوند.

بر اساس آیین نامه تدوین شده برای مقاطع فولادی سبک نورد شده ضخامت فلز پایه (ضخامت فلز بدون احتساب پوشش های محافظ) بین 455¸0 میلی متر تا 3 میلی متر تدوین شده است.

توليد و برش اين مقاطع در کارخانه باعث مي گردد , توليد مقاطع با كيفيت مناسب و يكنواخت در حجم و سرعت بسيار بالا انجام گيرد. قرارگيری اين مقاطع فولادی در فواصل نزديک به هم ديوارهای باربری را ايجاد می نمايد که مقاومت و سختی مناسبی را در برابر بارهای جانبی ناشی از باد و زمين لرزه دارا می باشند.

كليات

ساختمان هاي فولادي سبك سرد نورد شده به دو روش كلي قاب بندي طبقه اي و قاب بندي ديواري ممتد اجرا مي شوند. در روش اجراي طبقه اي ابتدا ديوار طبقه و سپس سقف و پس از تكميل قاب بندي ديوار و سقف، ديوار طبقه فوقاني اجرا مي شود.

حال آن كه در روش اجراي ديواري، ديوارها در چند طبقه ساخته و نصب شده و سپس سقف طبقات اجرا مي شود .

ساختمان هاي قابل احداث با استفاده از LSF

اين سيستم در انواع ساخت و سازها مانند ويلاها, ساختمان هاي مسكوني و اداري تا دو طبقه, هتل ها و هتل آپارتمان ها, مدارس و دانشگاهها, رستورانها, کمپ های اقامتی و تفریحی و …. استفاده می شود.

• ساختمان هاي چند واحدي
• دفاتر و ساختمان هاي تجاري کوچک
• ساختمان هاي ورزشی و آموزشی
• واحدهاي صنعتی
• احداث نیم طبقه در داخل بناهایی با ارتفاع زیاد
• توسعه تعداد طبقات بر روي پشت بام ساختمان هاي موجود
• فضاهاي کاربردي پیش ساخته مثل سرویس هاي بهداشتی به صورت
•  Box System
• بازسازي مناطق آسيب‌ديده از بلاياي طبيعي (زلزله، سيل، طوفان، رانش زمين و …) از نقطه نظر اسكان دائم
• اسكان نيمه موقت آسيب‌ديدگان از بلاياي طبيعي (با توجه به سرعت احداث و هزينه پايين)
• احداث مسكن كوچك و ارزان قيمت براي جوانان
• احداث شهرك هاي مسكوني جديد (در قالب انبوه سازي):
• لحاظ كردن ملاحظات فرهنگي، اقتصادي، جغرافيايي در طراحي
• طراحي شهرك براساس آخرين دستاوردهاي علمي
• پيش‌بيني نيازهاي شهري با لحاظ كردن طرح توسعه
• ساخت و ساز جديد در شهرهاي كوچك و روستاها (اعم از مسكوني، آموزشي، فرهنگي و غيره)

 

ماشین آلات مورد نیاز :

دریل

تفنگ هاي شلیک میخ

بالابرها

اره هاي برش براي فولاد و تخته هاي گچی و فایبرسمنت برد

مشخصات فولاد های مجاز :

انواع ورق های فولادی مجاز برای استفاده در اعضای سرد نورد شده بر اساس استاندارد ASTM A 1003 عبارتند از :

فولاد سازه ای رده 230 تیپ H (ST230 H) )

فولاد سازه ای رده 340 تیپ H ( ST340 H))

فولاد سازه ای رده 230 تیپ L ( ST230 L))

فولاد سازه ای رده 340 تیپ ( L ( ST340 L)