|
بسمه تعالي
اجراي ساختمانهاي بتني به روش قالب تونلي
رضا خداداديان
فوق ليسانس عمران و كارشناس واحد تحقيق و توسعه شركت مهندسي مشاور ايران
چکيده:
اهميــت و اولــويــت مــوضــوع مسکــن و صنعـــت ساختمان در برنامه هاي توسعه کشور، ضرورت بکارگيـري تکنـولـوژي هـاي جـديـد درزمينـه ارتقـاء کيفي و کمي بخش مسکن را متذکرمي شود. بديـن منظـور مطـالعــه و بــررســي شيــوه هــاي طــرح و سـاخـت در دنيـا بـا هـدف بکـارگيــري سيستمهــاي نـويـن ساخت مــي تــوانــد جــوابگــوي بخشــي از نيازهاي موجود بازار مسکن در کشور باشد.
همچنين کشور ايران به عنوان يکي از کشور هاي زلزله خيز در جهان در طي ساليان گذشته همواره در معرض زلزله هاي ويران کننده قرار داشته است که اين شرايط باعث مي گردد مساله ايمن سازي ساختمان ها در مقابل زلزله در اولويت ويژه انبوه سازان قرار گيرد. به همين منظور استفاده از روشهاي جديد صنعتي با تکنولوژي جديد با رعايت آخرين استاندارد هاي فني و مقررات ملي ساختماني ايران و پيروي از سياست هاي دولت و وزارت محترم مسکن و شهر سازي در رعايت الگوي ساخت و ساز در دستور کار متوليان امر مسکن مي باشد. يکي از اين روشها اجراي ساختمان بتني به شيوه قالب تونلي و پانلي است که ضمن افزايش سرعت اجرا، عملکرد سازه در برابر زلزله بسيار بهبود يافته و هزينه تمام شده نيز کاهش مي يابد.
واژه هاي کليدي:
قالب تونلي کلاسيک TRTF، قالب تونلي مدولار، نمودارپيشرفت کار و زمان بندي
مقدمه:
يکي از روشهاي صنعتي که هم اکنون توسط تعداد زيادي از انبوه سازان بزرگ کشور هاي مجاور نظير ترکيه و حتي کشورعزيزمان ايران مورد استفاده قرار مي گيرد، اجراي اسکلت بتني با استفاده از قالبهاي تونلي است. از اين سيستم براي ساخت بناهاي تمام بتن، با ساخت همزمان سقف و ديوارها اعم از اصلي و فرعي و همچنين تعبيه کليه بازشوهاي درب و پنجره و لوله هاي توکار، جعبه هاي کليد و پريز و برق و ديگر تاسيسات ساختماني لازم، استفاده مي شود که در اين خصوص ذيلاَ به معرفي سيستم کلاسيک و ذکر بخشي از مزايا و دستورالعملهاي اجرايي آن مي پردازيم. (سيستم قالب تونلي مدولار مدل جديد قالب هاي تونلي بودهکه موجب سهولت و سرعت در اجرا و داراي قابليت هاي متعددي نسبت به سيستم کلاسيک ميباشد).
طرح مساله:
هدف از نوشتار حاضر توجه به يکي از راهکارهاي نوين و مناسب در ساخت و ساز انبوه مي باشد؛تا بتوان با بهره گيري از آن ضمن افزايش سرعت پيشرفت فيزيکي ، کاهش نيروي انساني و امنيت بيشتر سازه، در نهايت بازگشت سرمايه و سود متعارف را در فاصله زماني کوتاه تر امکان پذير نمود.
معرفي" سيستم قالب تونلي کلاسيک" TRTF
در اين روش سازه اي قالب تونلي از نوعي قالب فلزي به شکل تونل جهت قالب بندي يکپارچه ديوار و سقف بتني هرطبقه استفاده مي گردد. بطوري که اسکلت بتني ساختمان فقط شامل ديوار هاي بتني برشي وسقف هاي دال بتني بوده و فاقد هرگونه اعضاي سازه اي معمول نظير تير و ستون است که پس از يک مرحله بتن ريزي (در يک روز) با گذشت 2 روز، با قرار دادن شمع در طبقه مذکور، امکان قالب برداري و انتقال به طبقه بالاتر وجود داشته و اسکلت يک طبقه به طور کامل به دست مي آيد. سيستم قالب تونلي که در سازه ها به کار برده مي شود موجب استفاده بهينه از مساحت مفيد زير بنا مي گردد. همچنين اين سيستم مقاومترين سيستم سازه اي در برابر زلزله مي باشد. به دليل اينکه ديوارهاي بتني برشي و سقفهاي بتني ونيز بتن ريزي بدون وقفه اين دو عضو قائم و افقي يکپارچگي سازه را به وجود مي آورد لذا اين روش ساخت مناسبترين سيستم براي مناطق زلزله خيز مي باشد. از ديگر مزيتهاي اين روش مقاومت ديوارها و سقفهاي بتني در برابر آتش سوزي است. در سيستم قالب تونلي اجراي ديوارها و سقف در يک مرحله با هم انجام و بر اين اساس سازه به صورت يکپارچه ساخته مي شود. اين سيستم مزاياي زيادي در مقايسه با ديگر روشهاي متداول ساخت دارد از جمله اين که موجب کاهش هزينه و کوتاه نمودن دوره ساخت نسبت به روشهاي متداول مي شود. زمان کمتر در دوران ساخت از به هدر رفتن نيروي کار و درگير بودن سرمايه در دوره زماني طولاني جلوگيري مي نمايد و نهايتاَ باعث کاهش هزينه ها ميشود. قابليت استفاده از قالبها براي چند صد مرتبه نصب و بتن ريزي موجب سرشکن شدن وکاهش سرمايه گذاري و پائين آوردن هزينه هاي ساخت مي گردد. به گونه اي که يک گروه متشکل از 8 يا 9 نفر در يک روز کاري ضمن نصب قالب و بتن ريزي يک واحد آپارتمان ينسبتاَ بزرگ را به سهولت به انجام برسانند.
مزاياي سيستم تونلي
-1 سرعت در اجرا و صرفه جويي در هزينه تمام شده
نمودارهاي پيشرفت کار و زمان بندي اجراي اسکلت و عمليات تکميلي در سازه هاي تونلي مؤيد سرعت بسيار زياد عمليات ساخت درمقايسه با سازه هاي معمولي مي باشد. اين سرعت اجرا معلول عوامل مختلفي است که اهم آنها به شرح زير مي باشد :
1-1 با توجه به مشخص بودن تعداد ست هاي قالب تونلي و دوره زماني دقيق و سيستماتيک عمليات آرماتور گذاري، امکان قالب بندي وبتن ريزي وجود داشته و تاخيرات زماني خصوصاَ در بخش اسکلت به حداقل ممکن مي رسد و اين روش در مقايسه با عمليات قالب بندي، آرماتور بندي، بتن ريزي و قالب برداري ستونها، تير ها و سقف ها در ساختمان هاي بتني معمول بسيار سريع تر است.
2-1 در سيستم قالب تونلي هم زمان باآرماتور بندي ديوارها و سقف ها، بخش عمده اي (در حدود 70 درصد) از لوله و قوطيگذاري هاي برقي و غلاف هاي تاسيساتي صورت گرفته و در نتيجه عمليات شيار زني روي سقف و ديوار، (در ساختهاي سنتي) جهت جاگذاري لوله و قوطي برق حذف مي گردد که اين خود باعث کاهش زمان و هزينه هاي بعدي مي شود.
3-1 به دليل يکپارچه بودن ديوارها و سقفها و وجود ديوارهاي برشي فراوان در اين نوع از سازه ها عليرغم مقاومت بسيار بالا درمقابل نيروي زلزله ميزان آرماتور مصرفي در مقايسه با سازه هاي بتني معمولي، 20 الي 30درصد کمتر مي باشد که صرفه جويي قابل توجهي در هزينه تمام شده خواهد بود. (باتوجه به بالا رفتن قيمت جهاني فولاد در سالهاي اخير، کاهش فولاد مصرفي تعيين کننده است.(
4-1ازآنجايي که ديوارهاي بتني در سازه هاي بتني قالب تونلي علاوه بر نقش باربري به عنوان ديوارهاي جداکننده اصلي و حتي جداکننده هاي داخلي نيز عملکرد دارند لذا ديوارچيني و تيغه بندي ساختمان در حدود 60درصد تقليل يافته و به تبع آن در مدت زمان اجراي تيغه ها و هزينه هاي مربوطه صرفه جويي قابل ملاحظه اي مي شود.
5-1 عليرغم سرمايه گذاري اوليه درساخت و تامين قالبهاي تونلي، به دليل سهولت در قالب بندي و قالب برداري با استفاده از جرثقيلهاي برجي و امکان استفاده از آنها در پروژه هاي متعدد (دوام و طول عمرزياد قالبها)، کاهش چشمگيري در هزينه هاي قالب بندي و هزينه هاي بالا سري و نهايتاَ هزينه هاي تمام شده صورت مي گيرد.
6-1 با توجه به عبور لوله هاي برق در ضخامت سقف (در حدود 15 سانتيمتر) در صورت امکان استفاده از لوله هاي تک لايه ياچند لايه پليمري در ضخامت کف سازي ها (حدود 5 تا 6 سانتيمتر) کاهش چشمگيري در وزن ساختمان و هزينه تمام شده صورت مي گيرد.
7-1 به دليل ايجاد سطوح صاف و صيقلي ديوارها و سقفهاي بتني در اين سيستم، عمليات نازک کاري شامل گچ و خاک و سفيدکاري روي ديوارها و سقفهاي بتني کاملاَ حذف گرديده و ميتوان مستقيماَ روي آنها را نقاشي نمود که اين قابليت صرفه جويي فراواني در هزينه هاي تمام شده و زمان اجراي کار درپي دارد.
8-1 بطور کلي مقايسه هزينه ساختمان با قالب تونلي و اسکلت بتني متداول به شرح ذيل است:
الف: هزينه مصالح مصرفي:
اين سيستم نسبت به سيستم رايج 15% هزينه کمتري دارد.
ب: دستمزد و اجرا:
با توجه به پيچيده تر بودن اين سيستم ونياز به آموزش تخصصي نيروي انساني، دستمزد اجراي اين روش 11% بيشتر است.
ج: هزينه ماشين آلات :
روش قالب تونلي ، اجراي همزمان ديوار و سقف مي باشد که با توجه به حجم بتن ريزي و قالب هاي وسيع مورد استفاده در يک مرحله بتن ريزي ، نياز به ماشين آلات بيشتري را مي طلبد . در ارزيابي داخلي انجام شده ، براي ساختمان 4 يا 5 طبقه ، اين هزينه حدود 12% و براي ساختمان 10 طبقه حدود 9% بيشتر از هزينه ماشين آلات در اسکلت بتني مي باشد .
هزينه مصالح ، اجراي ديوارها، سقفها و سفيد کاري :
با توجه به اين که بسياري از ديواهاي ساختمان در زمان اجراي اسکلت قالب تونلي تأمين مي گردد هزينه آن به مراتب پايين تر از سيستم اسکلت بتني ااست ) حدود 68% کمتر از سيستم بتني 5 طبقه و حدود 45% کمتر از سيستم بتني 10 طبقه مي باشد).
هزينه مصالح ، اجراي ديوارها ، سقف کاري و سفيد کاري :
در اين سيستم بسياري از ديوارهاي ساختمان در زمان اجراي اسکلت و قالب بندي ساخته مي شوند . بنابراين هزينه تمام شده به مراتب پايين تر ازسيستم اسکلت بتني مي باشد ( حدود 68% کمتر از اسکلت بتني در بناهاي ده طبقه و 75% کمتر در بناهاي ده طبقه(
در نهايت جمع کل هزينه ها با توجه به حجم عمليات مختلف سيستم قالب بتني حدود 18% هزينه کمتري نسبت به اسکلت بتني دارد . لازم به ذکر است خواب سرمايه ناشي ازسرعت اجراي سيستم قاب بتني که حدودا ً سه برابراجراي ساختمان با سيستم تونلي در نظر گرفته شود که خود عامل مهمي در کاهش هزنه تمام شده پروژه مي باشد.
-2 مقاومت بسيار مناسب در برابرزلزله
1-2 در روش تونلي به دليل اتصال مستقيم دال سقفها به ديوارهاي اطراف و سطح گسترده اتصال آنها عملاَ حالت تمرکز تنشدر محل اتصال تيرها و ستونها نظير سازه هاي بتني معمولي وجود نداشته و سازه به صورت کاملاَ يکپارچه در مقابل نيروي جانبي زلزله مقاوت مي کند و خطرات آسيبهاي سازه اي در مقاطع بحراني اطراف گره ها نظيرساختمانهاي بتني معمولي وجود ندارد.
2-2به دليل سختي فوق العاده زياد اين نوع سازه عملاَ سختي ديوارهاي غير سازه اي پرکننده تاثير قابل توجهي در سختي کل سازه که هنگام آناليز و طراحي مفروض بوده نخواهد داشت و نتيجه آناليز اوليه کاملاَ قابل اعتبار است.
3-2 تغييرات سختي طبقات سازه درارتفاع يک ساختمان از مباحث مهم در آيين نامه 2800 مي باشد که با توجه به تيپ بودن اسکلت و مقاطع سازه در طبقات در سيستم تونلي، تغييرات سختي در ارتفاع نامحسوس بوده و توزيع نيروهاي زلزله در ارتفاع بسيار منظم تر صورت مي گيرد. در هر حال پيش بيني مي شود در صورت وقوع زلزله هاي مخرب و شديد به دليل يکپارچگي ديوارها و سقفها و وجود شبکه آرماتوربندي در جدار ديوار و سقف به صورت کاملاَ يکنواخت حتي در صورت آسيبهاي جدي سازه بتني، امکان ويران شدن ساختمان و ريزش آوار ديوار و سقف روي بهره برداران وجود نداشته و تلفات انساني به حداقل ممکن خواهد رسيد.
3- سهولت در اجرا و نظارت سازه
با توجه به سادگي شبکه آرماتوربندي ديوارها و سقفها و تکرار آنها در طبقات با تهيه نقشه هاي کارگاهي براي لوله و قوطي گذاري برق و اسليو گذاري تاسيساتي و محل بازشوهاي ديواري و سقفي، اجراي کار و نظارت فني بسيار دقيق و با سهولت خواهد بود.
4- عايق بندي حرارتي و صوتي ساختمان
عايق بندي ها در پروژه هاي سازه تونلي به سهولت امکان پذير بوده به طوري که استفاده از عايق پلي رول زير ضخامت کف سازي ها و استفاده از تکنيکهاي جديد نما سازي همراه با عايق پلي اورتان روي سطوح خارجي ديوارها و سقف بام سبب رعايت مقررات ملي، آسايش بهره برداران و صرفه جويي ملي در مصرف انرژي مي شود.
تاييديه وزارت مسکن و شهرسازي مرکز تحقيقات ساختمان ومسکن جمهوري اسلامي ايران
هفتمين گزينه در فناوريهاي تاييد شده در راستاي جزء 2-6 بند "د" تبصره6 قانون بوجه1386 کل کشور سيستم موسوم به تونلي است که يکي از روشهاي مورد استفاده براي اجراي ساختمان هاي با سيستم باربر ديوار و سقف بتني است. ازآن جا که اجراي قالب بندي سقف و ديوار به صورت سلولي و هم زمان انجام مي شود به نام تونلي مرسوم است. در سيستم اجراي تونلي، ديوارها و سقف ها ي بتن مسلح به صورت همزمان آرماتوربندي، قالب بندي و بتن ريزي مي شوند. اين روش، ضمن افزايش سرعت و کيفيت اجرا، عملکرد سازه اي و رفتار لرزه اي مجموعه سازه را به لحاظ يکپارچگي اعضا و اتصالات آن ها به نحو چشمگيري بهبود مي بخشد.
قالب هاي مورد استفاده، به اندازه تقريبي ابعاد فضاها هستند. براي قالب بندي يا قالب برداري، نياز به تبديل آن ها به ابعاد کوچک نيست و با همان ابعاد اوليه و به صورت يکپارچه از فضا خارج مي شوند. خروج قالبهاي تونلي، پس از بتن ريزي ديوار و سقف و گيرش اوليه بتن، با فاصله دادن قالب ها از جداره هاي بتن ريزي شده (قالب برداري) وبا حرکت افقي روي چرخ يا غلتک صورت مي گيرد. جدار هايي که با استفاده از اين روش اجرا مي شوند جدارهاي اصلي داخلي و بعضي جدارهاي خارجي (جانبي) هستند.
سازه ساختمان هاي اجرا شده با سيستم تونلي،سازه اي نسبتا شناخته شده است و از ديدگاه عملکرد لرزه اي اشکال عمده اي ندارد. تجربه زلزله هاي گذشته رفتار مناسب سازه اين ساختمان ها را نشان داده است.
درساختمان هاي اجرا شده با اين روش، در برخي موارد، براي افزايش سهولت و سرعت اجرا، اجراي غير سازه اي مانند ديوارهاي جدا کننده،پله ها و پانل هاي نما به صورت پيش ساخته در نظر گرفته مي شوند و پس از تکميل سازه اصلي، به آن متصل مي شود که اين امردر مورد سازه پله ها توصيه نمي شوند.
با انجام مديريت صحيح در اجرا و با استفاده از فناوري هاي روز و به کار گيري فناوري در تسريع گيرش و افزايش مقاومت بتن، مي توان سرعت اجرا را به طور چشمگيري افزايش داد. هم اکنون، با استفاده از روش تونلي، انبوه سازان با برنامه ريزي اجراي يک طبقه در دو روز، مجتمع هاي مسکوني بزرگ را مي سازند. از معايب اين روش، محدوديت در طراحي فضا هاي داخلي است، و لازم است طراحي برطبق محدوديت هاي اجرا در خصوص ابعاد قالب و قالب گذاري و به صورت مدولار انجام شود.
در ساختمان هاي اجرا شده به روش تونلي، ابتدا آرماتوربندي و تعبيه مسير هاي تاسيسات مکانيکي و برقي در ديوارها انجام مي شود وهم زمان با اقدامات، قالب بندي بازشوهاي مورد نياز براي تاسيسات و در و پنجره اجرا مي شود. قالب هاي دو طرف ديوار را به صورت پشت به پشت، قالب بندي مي کنند و با قرار گرفتن قالب هاي متوالي در کنار هم، بدون قالب واسط سقفي يا همراه با آن ، مجموعه قالب عادي ديوار وسقف را تشکيل مي دهند.
در مرحله بعد، آرماتوربندي سقف و جاگذاري مسير هاي برق انجام مي شود و قالب هايي براي خالي ماندن محل داکت ها و ديگر حفره هاي لازم در سقف نصب مي شود.در ادامه، بتن ريزي سقف ها و ديوارها به صورت يکپارچه و در يک مرحله انجام مي شود. اجراي جدارهاي بتني پرداخت شده، نياز به نازک کاري بر روي سطوح آن ها را برطرف مي کند. اين روش اجرا، در مرکز تحقيقات ساختمان و مسکن، مورد ارزيابي قرارگرفته و کاربرد آن، در حيطه الزامات ارائه شده، مجاز است.
الزامات طراحي و اجراي ساختمان هاي بتن آرمه با شيوه قالب تونلي
- مبناي کلي طراحي اين سيستم مطابق با ساختمان هاي بتن مسلح از نوع ديوار باربر صورت گرفته و شيوه اجراي آن به روش قالب هاي تونلي انجام مي شود.
- اجراي اين سيستم در کليه پهنه هاي لرزه خيزي ايران (مطابق استاندارد 2800) حداکثر تا 15 طبقه يا 50 متر از تراز پايه بلامانع است.
- طرح لرزه اي و سازه اي به ترتيب بر اساس آخرين ويرايش استاندارد 2800 ايران و آيين نامه آبا ( يا آيين نامه ACI 318-05 و ويرايش هاي بعد از آن) انجام گيرد.
- رعايت ضوابط مربوط به شکل پذيري متوسط و زياد متناسب با لرزه خيزي مناطق مختلف ايران مطابق استاندارد 2800 الزامي است.
- منظم بودن ساختمان در پلان و ارتفاع ضروري است.
- به کارگيري حداکثر دهانه 5/5 متر براي سقف، حداکثرخالص 3 متر (بدون احتساب ضخامت سقف) و حداقل ضخامت 15 سانتي متر براي ديوار هاي هرطبقه در اين سيستم مجاز است.
- سطح مقطع اسمي ديوارهاي سازه اي در هر جهت بايدحداقل 3 در صد سطح زير بناي طبقه باشد.
- سطح مقطع اسمي ديوارهاي سازه اي يکجهت مي بايست حداقل 80 در صد جهت ديگر باشد.
- رعايت حداقل مقاومت فشاري نمونه استوانه اي 25 مگاپاسکال براي بتن سازه اي و حداقل تنش تسليم 400 مگاپاسکال براي فولاد الزامي است.
- در نظر گرفتن ملاحظات خاص در پلان معماري، جهت بستن و بازکردن قالب هاي تونلي ضروري است.
- قالب برداري اجزاي سازه اي بايد مطابق مبحث نهم مقررات ملي ساختمان صورت گيرد.
- استفاده از موارد افزودني شيميايي (روان کننده،فوق روان کننده و افزودني هاي تسريع کننده گيرش بتن) بايد مطابق با مقررات ملي ساختمان و يا ساير مراجع معتبر بين المللي است، هم چنين نوع و ميزان مصرف آن ها بر مبناي مشخصات اجرايي و اقليمي کشور انتخاب شود.
- در شرايط اقليمي مختلف، بايد تمهيدات لازم در طراحي و اجراي ساختمان ها در نظر گرفته شود.
- طراحي و اجراي جزييات مناسب در محل اتصال ديوار هاي غير سازه اي به منظور عدم مشارکت درسختي جانبي سازه الزامي است.
- لحاظ کردن جزييات دقيق مسير و محل نصب کليه اقلام تاسيسات برقي و مکانيکي در مرحله طراحي و اجرا ضروري است.
- در نظرگرفتن تمهيدات و تجهيزات لازم جهت اجراي بتن ريزي يکپارچه ديوارها و سقف در هر طبقه ضروري است.
- تمهيدات لازم در اجراي نازک کاري و نما سازي بر روي سطوح بتني، مي بايستي در مراحل طراحي و اجرا در نظر گرفته شود.
- عايق کاري حرارتي جداره هاي خارجي ساختمان مطابق الزامات مبحث 19 مقررات ملي ساختمان الزامي است.
- رعايت مبحث سوم مقررات ملي ساختمان در خصوص حفاظت ساختمان ها در مقابل حريق و همچنين الزامات نشريه شماره 444 مرکز تحقيقات ساختمان و مسکن مربوط به مقاومت جداره ها در مقابل حريق با در نظر گرفتن تعداد طبقات، ابعاد ساختمان،کاربري و وظيفه عملکردي عنصر ساختماني ضروري است.
- صدابندي هوابرد جداکننده هاي بين واحد هاي مستقل و پوسته خارجي ساختمان و صدا بندي سقف بين طبقات بايد مطابق مبحث هجدهم مقررات ملي ساختمان تامين شود.
منابع:
طاحوني، شاپور، راهنماي قالب بندي ساختمانهاي بتن آرمه، 1382
دفتر تدوين و ترويج مقررات ملي ساختمان، طرح واجراي ساختمانهاي بتن آرمه، 1385
انبوه سازي مسکن، نشريه فرايند معماري شماره 6، 1386
|