مقدمه
یقیناً قدیمی بودن استفاده از سرپناه یا مسکن معلوم است ولی تقریباً آن را میتوان همزمان با پیدایش انسان دانست، بشر از همان ابتدا برای مصون ماندن از باران و برف و غیره به غارها پناه برده که می‌توانیم اولین محل سکونت برای بشر بدانیم و از آن زمان تاکنون انسان‌ها همیشه به فکر مسکنی بودند که از همه جهات راحت باشد در حال حاضر با رشد جمعیت دنیا پیشرفت‌های عمده‌ای در ساختن مسکن ایجاد شده و استفاده از مصالح مقاوم نیز مانند فولاد و سیمان در ساختمان رایج گردید و در اثر دسترسی به این مصالح ساختمان‌ها از حالت افقی به حالت عمودی تبدیل شده‌اند و آپارتمان‌سازی در چندین طبقه مداول گردیده است. با وجود افزایش تعداد مسکن در بیشتر کشورهای قدیمی در شرایط معمولی مجاز نمی‌باشد و هنوز شکل مسکن این گونه کشورها حل نشده و حتی در پیشرفته‌ترین کشورهای دنیا قسمت عمده‌ای از درآمد خانواده صرف سکونت می‌گردد. به این علت در تمام دنیا علی‌الخصوص مملکت ما باید در امر ساختن مسکن، توجه شود.
علل استفاده از ساختمان های بتنی
ساختمانی که کلیه اجزا اصلی آن از بتن و میله‌گرد میباشد ساختمان بتونی نام دارد و به دلایل زیر مورد توجه مهندسین قرار گرفته است:
ماده اصلی بتن که شن و ماسه است در همه جا پیدا میشود و روی این اصل امکان ساختن ساختمان بتنی را میسر می‌سازد.
در مقابل عوامل جوی از ساختمانهای فلزی مقاوم‌تر بوده و عمر طولانی‌تری نسبت به ساختمانهای دیگر دارند.
در مقابل آتش‌سوزی مقاوم‌تر می‌باشند.
به علت شکل‌پذیری بتن که می‌تواند به شکل قالب خود درآید.
ساختمانهای بتونی
منظور از ساختمانهای بتنی ساختمانی است که کلیه اجزاء اصلی آن (ستون تیرهای اصلی و پی) از بتن و میله‌گرد ساخته شده باشد. سقف این گونه ساختمان‌ها با انواع مختلف ساخته میشود؛ از قبیل دال‌های بتونی پیش‌ساخته دال‌های بتون ریخته شده در محل تیرچه بلوک و غیره که درباره آنها توضیح داده خواهد شد.
مزایای ساختمانهای بتونی
ساختمانهای بتونی به علل زیر مورد توجه مهندسین و شهرسازان قرار گرفته و روز به روز رو به توسعه است.
ماده اصلی بتن که شن و ماسه میباشد تقریباً در تمام نقاط کره زمین به حد وفور یافت میشود؛ روی این اصل امکان ساختن ساختمانهای بتونی را میسر می‌سازد.
ساختمان های بتونی در مقابل عوامل جوی از ساختمان های فلزی مقاوم‌تر بوده و در نتیجه نسبت به ساختمانهای فلزی دارای عمر طولانی‌تری می‌باشند.
در مقابل آتش‌سوزی ساختمانهای بتونی نسبت به ساختمانهای فلزی مقاوم‌تر می‌باشند.
به علت شکل‌پذیری بتن که می‌تواند به هر شکلی که قالب آن تهیه میشود ساخته شود ساختن ستون و پل به اشکال مختلف را میسر می‌سازد به همین علت مهندسین معمار به این نوع ساختمان‌ها توجه بیشتری می‌نمایند.
قسمتهای مختلف ساختمانهای بتنی:
1- پی 2- ستون 3- تیرهای اصلی 4- سقف 5- دیوار
مطالبی کلی در مورد اجرای ساختمانی بتنی
برای ریختن بتن مگر معمولاً احتیاج نیست از دستگاه تراکم میکسر استفاده شود بلکه توسط چند کارگر میشود بتن مگر ریخت یعنی بتنی که مقدار سیمان آن در حدود 100 الی 150 کیلوگرم در مترمکعب است بعد از این که انجام شد و پس از خشک شدن بتن مگر بعد از چند روز یا همزمان، قالب‌بندی با بلوک انجام شد، ضخامت بتن مگر در حدود 10سانتی‌متر یبود توجه این که در موقع بلوک چینی نباید بلوک‌ها روی هم قرار بگیرند، یعنی بلوک‌های یک رج چیده شده‌اند در رج بعدی باید آنها را طوری چید که یک بلوک روی دو بلوک زیری قرار گیرد.
پس از بلوک چینی قسمت‌هایی که نباید میله‌گرد گذاری شوند با خاک پر می‌شوند که با چند کارگر و فرغان انجام می‌گیرد.
پس از انجام عملیات فوق و میله‌گرد گذاری توسط آرماتوربند بتن‌ریزی توسط دستگاه تراک میکسر صورت می‌گیرد و پس از چند روز که بتن پی خشک شد، میله‌گرد گذاری ستون انجام میشود و نوبت به قالب‌بندی آن است، برای ثابت نگه داشتن قالب در جای خود و صاف کردن سطح زیر قالب از رامکا استفاده میشود برای قالب‌بندی از تخته استفاده شد که از چهار طرف ستون با میخ و سیم نجاری آنها را به همدیگر متصل می‌کنند که تمام قالب را روی رامکا سوار می‌کنند و بعد در داخل قالب را بتن می‌ریزند.
پس از اتصال قالب‌ها به فواصل 40 تا 50 سانتی‌متر تخته‌های 5 در 5 که به قالب عمود است به وسیله میخ به همدیگر متصل و با مفتول این تخته‌های 5 در 5 به همدیگر قفل و بست می‌شوند تا در موقع بتن‌ریزی از هم جدا نشوند. قالب‌ها قبل از بتن‌ریزی باید با روغن سوخته یا گازوئیل صیقل داده شوند تا راحت از بتن جدا گردد و قالب چوبی آب بتن را نگیرد. قالب‌ها باید توسط شمع‌ها در جای خود سفت و محکم شوند تا در هنگام بتن‌ریزی حرکت نکنند.
20 سانتی‌متر از کف‌سازی برای عبور لوله‌های آب و فاضلاب که شیب آن به ازای هر یک متر یک سانتی‌متر و برای سیفون هر یک متر پنج سانتی‌متر شیب می‌دهند البته اعداد بالا تجربی میباشد.
برای ساخت بتن بدون دستگاه تراک میکسر از روش پیمانه استفاده میشود 6 فرغان سنگ شکسته، 10 فرغان ماسه صفر شسته، 7 پاکت سیمان و آب به میزان لازم برای تهیه سیمان با عیار 350 لازم است از این بتن‌ریزی ستون، سقف، کف پی استفاده نمی‌شود و از بتن آماده استفاده میشود.
پس از بتن‌ریزی ستون نوبت می‌رسد به میله‌گرد گذاری تیر و بستن قالب‌های تیر و گذاشتن تیرچه و بلوک است که در جای خود توضیح داده شده است.
برای اجرای ساختمانهای بتنی به کارگاهی زیر نیاز داریم:
1- کارگاه قالب‌بندی:
معمولاً از قالب‌های فلزی استفاده میشود و در بعضی مواقع که ارتفاع ستون‌ها زیاد میشود از قالب‌های چوبی استفاده میشود که توسط نجار کارها انجام میشود و در کل کمتر از آن استفاده میشود.
2- کارگاه آرماتوربندی:
به دلیل آن که ساختمان زیاد بزرگ نبوده توسط دو آرماتور بند در همان محوطه ساختمان کارهای مربوط به آنها انجام گردید.
3- کارگاه تهیه بتون و شن و ماسه:
در کارگاه بتن و در خارج از کارگاه انجام گردید.
آشنایی با فولاد های مورد استفاده در سازه های بتونی و بتن به کار رفته در سازه:
فولاد
فولادهای مورد استفاده در بتن آرمه شامل میله‌گرد، شبکه‌ها با توری‌های جوش شده از مفتول میباشد. در ساختمانهای معمولی برای مسلح کردن بتن، از میله‌گرد استفاده میشود. میله‌گردها در دو نوع ساده (با سطح صاف) و آجدار (با سطح آجدار) تولید می‌شوند. لیکن به علت چسبندگی بهتر میله‌گردهای آجدار را مجاز می‌دانند.
میلی‌متر به راحتی در بازار یافت می‌شوند. برای 32 الی 6 میله‌گردها در قطرهای بزرگتر باید از سفارش های مخصوص استفاده کرد. طول معمولی میله‌گردهای ساختمانی تولیدی در ساختمان‌ها 12 متر میباشد. در جدول زیر سطح مقطع و وزن واحد طول میله‌گرد با قطرهای مختلف آمده است:
(جداول در فایل اصلی موجود است )
بازدید زمین و پیاده‌کردن نقشه
قبل از شروع هر نوع عملیات ساختمانی می‌بایستی زمینی که ساختمان در آن ساخته میشود بازدید شود و وضعیت و فاصله آن نسبت به ساختمان‌ها و خیابان‌ها و جاده‌های اطراف مورد بررسی قرار گیرد و نیز پستی و بلندی زمین در صورت لزوم با توجه به نقشه ساختمان مورد بازدید قرار گیرد و نیز محل چاه‌های قدیمی که ممکن است در هر زمینی موجود باشد تعیین شده و محل آن نسبت به پی مشخص گردد.
در صورت لزوم باید این چاه‌ها با بتن و یا شفته آهک پر شوند و محل احداث ساختمان نسبت به زمین تعیین شود و نسبت به ریشه‌کنی نیز باید اقدام شود و خاکهای اضافی و غیره به بیرون حمل گردد و بالاخره شکل هندسی زمین کاملاً مشخص و با نقشه ساختمان مطابقت داده شود.
پس از بازدید نقشه نوبت به پیاده کردن نقشه است که منظور انتقال نقشه ساختمان از روی کاغذ به روی زمین با ابعاد اصلی به نحوی که محل دقیق پی‌ها و ستون‌ها و دیوارها و عرض پی‌ها روی زمین به خوبی مشخص باشد و همزمان با ریشه‌کنی و بازدید محل، پی‌کنی مورد مطالعه قرار گیرد و بعد اقدام به پیاده کردن نقشه نمود. در هنگام پیاده کردن نقشه حتماً باید نقشه پی‌کنی در دسترس باشد و در پیاده کردن معمولاً از دوربین‌های نقشه‌برداری استفاده می‌کنند ولی برای پیاده کردن نقشه ساختمانهای معمولی و یا کوچک از مترور سیمان بنایی که به آن سیمان کار می‌گویند استفاده میشود و روش کار بدین صورت میباشد که ابتدا محل کلی ساختمان را روی زمین مشخص نموده و با کشیدن ریسمان در یکی از امتدادهای تعیین شده و ریختن گچ یکی از خطوط اصلی ساختمان که معمولاً عمود بر خط اول میباشد را رسم می‌نماییم و اجرا می‌کنیم در صورت قناص بودن زمین دو خط کناری نقشه ممکن است بر هم عمود نباشند که در این صورت یکی از خطوط میانی نقشه را که حتماً بر خط اول عمود است را رسم می‌نماییم ممکن است برای رسم کردن خطوط عمود از گونیای بنایی استفاده کرد که در این صورت دقت کار کمتر میباشد.
پی‌کنی
پی‌ها باید فشار یکسان را به خاکهای زیر پی منتقل نماید حداکثر ظرفیت بارگیری مطمئن خاک زیرین باید تعیین گردد. نگهداری مجاز مطمئن فشار معمولاً با عمق و توسعه پی‌ها زیاد می‌گردد که قبل از طراحی نوع زمین باید به وسیله آزمایش‌های مختلف تعیین می‌گردد.
اصولاً پی‌کنی به دو دلیل انجام میشود؛ دلیل اول این که به زمین بکر دست یافت تا زمین بتواند کلیه بارهای ناشی از وزن ساختمان را تحمل کند و دلیل دوم برای محافظت از پایه ساختمان در برابر عوامل جوی و جدی میباشد. به همین دلیل در زمینهای سخت و خوب هم باید پی‌ها در عمق 40 تا 50 سانتی‌متری حفر شوند.
پی‌ها از لحاظ نوع ساختمان و مقاومت زمین و وزن ساختمان دارای انواع مختلفی می‌باشند که به آنها اشاره‌ای کوتاه می‌کنیم.
پی‌های نقطه‌ای
برای ساختمانی که بار آن به صورت متمرکز به زمین منتقل میشود استفاده می‌گردد مانند ساختمانهای فلزی یا بتنی.
لایه‌های پی‌های نقطه‌ای به این شرح است:
1- زمین مناسب 2- بتن مگر 3- میله‌گردهای کف پی 4- بتن اصلی
5- صفحه زیر ستون یا میله‌گردهای ریشه
ابعاد پی‌های نقطه‌ای با توجه به قدرت مجاز تحمیلی زمین و بار ستون تعیین می‌گردد.
پی‌های نواری
در زمینهای خوب حداقل عمق پی نواری در حدود 50 سانتی‌متر است و در صورت نرسیدن به زمین بکر در این عمق باید تا رسیدن به زمین بکر حفاری کرد.