سازه بتنی

سازه بتنی سازه‌ای است که در ساخت آن از بتن یا به طور معمول بتن آرمه (سیمان، شن، ماسه و پولاد به صورت میلگرد ساده یا آجدار) استفاده شده باشد. در ساختمان در صورت استفاده از بتن آرمه در قسمت ستون‌ها و شاه تیرها و پی، آن ساختمان یک سازه بتنی محسوب می‌شود. امروزه بسیاری از پل‌ها را از بتن آرمه می‌سازند. برای استفاده از پل‌های بلندتر و بیشتر شدن فاصله پایه پل‌ها از تیر پیش‌تنیده استفاده می‌شود.

اعضای اصلی تشکیل دهنده قا‌ب‌های بتنی

1. ستون‌ها
2. تیرها
3. دیوارهای برشی

ستون‌ها

عضوی که برای تحمل فشار محوری طراحی می‌شود‌. ستون‌های بتن آرمه با توجه به نوع مسلح کردن آنها به سه دسته تقسیم ‌می‌شوند.

1. ستون‌های با تنگ بسته
2. ستون‌های دور پیچ
3. ستون‌های مرکب

ستون‌های با تنگ بسته

به ستونی که دارای مقطع مربع و مستطیل باشد و در آن آرماتورهای طولی توسط تنگ‌های جانبی محصور شده باشند.

ستون‌های دور پیچ

به ستونی گفته می‌شود که مقطع آن معمولاً به شکل دایره است. آرماتورهای طولی در یک محیط دایره توسط یک آرماتور مارپیچ در محل خود قرار می‌گیرند.

ستون‌های مرکب

به ستونی گفته می‌شود که در آن نیمرخ‌ها ساختمانی، لوله یا قوطی همراه با بتن استفاده شود.

وظیفه آرماتورهای عرضی (خاموت‌ها) در ستون‌ها

• جلوگیری از ناپایداری آرماتورهای طولی ستون هنگام بتن ریزی
• جلوگیری از کمانش ستون‌ها و متلاشی شدن پوشش ستون‌ها
• امکان افزایش شکل پذیری با توجه به محدود نمودن فواصل ستون‌ها
• کنترل برش در ستون

وظیفه پوشش بتن حفاظت فولاد از اکسید شدن و آتش سوزی است.

پدستال

پدستال به عضو قائم فشاری گفته می‌شود که نسبت ارتفاع آزاد به حداقل بعد جانبی کمتر از ۳ باشد. وظیفه پدستال معمولاً هم تراز کردن ستون‌هایی که با هم اختلاف ارتفاع دارند.

تیرها

تیرها اعضایی هستند که وظیفه تحمل خمش را به عهده دارند.

دیوارهای برشی

برای مقابله با نیروهای جانبی (نیروهای باد یا زلزله) راه‌های مختلفی وجود دارد. عناصر مقاوم در مقابل نیروهای فوق شامل قاب خمشی، دیوار برشی، یا ترکیبی از این دو است. استفاده از قاب خمشی به عنوان عنصر مقاوم در مقابل نیروهای جانبی به خصوص اگر نیروهای جانبی در اثر زلزله باشند احتیاج به رعایت جزئیات خاصی دارد که شکل پذیری کافی قاب را تامین کند. این جزئیات غالباً از لحاظ اجرایی دست و پا گیر بوده است.

یکی از مطمئن‌ترین روش‌های مقابله با نیروهای استفاده از دیوارهای برشی است.

قرار گیری دیوار برشی در پلان تا حد امکان متقارن است.

مرکز ثقل هر طبقه حوالی مرکز صلبیت دیوارهای برشی باشد.

در مورادی که معماری نیاز به بازشو در نما دارد می‌توان از دیوارهای کوپله استفاده نمود.

نکات مهم در آرماتوربندی دیوار

در حالت دیوارهای خارجی که مستقیماً در معرض هوا قرار دارند آرماتور نباید کمتر از ۲۵٪ درصد در مورد فولاد با نقطه تسلیم بالا نسبت به حجم بتن باشد.

طرح جزئیات آرماتوربندی دیوار باید طوری باشد که ارتفاع یک طبقه را بتوان در یک عملیات بتن ریزی نمود. لذا آرماتورهای قائم باید از میله‌هایی به قطر کمتر از ۱۲ میلیمتر و فاصله مرکز تا مرکز ۳۰ سانتیمتر از یکدیگر تشکیل شده باشند تا بدین ترتیب قفس آرماتور بندی از استحکام کافی برخوردار شود.

نکات مهم در آرماتوربندی

میله گردهای آرماتور قسمت فوقانی ستون خم شده و در سمت داخل میله گردهای انتظار قرار داده شود. عکس حالت فوق غلط است.

میله گردهای انتظار ستون‌ها در شالوده و میله گردهای طولی در انتهای ستون‌ها باید به نحوی مطلوب مهار شوند. برای تامین مهاری باید سر میله گردها به زاویه ۹۰ درجه خم شود و حتی المقدور باید این خم به سمت خارج ستون باشد و نه به سمت داخل ستون زیرا علاوه بر اینکه اتصال و درگیری بتن بهتر است قسمت خم شده میله گرد مانع بتن ریزی ستون نمی‌شود.

در محل تغییر ابعاد مقطع ستون از ۵ الی ۷/۵ سانتیمتر بالاتر از سطح زیرین تیر یا دال میله گردهای طولی ستون خم شده به صورت شیبدار تا ۵ الی ۷/۵ سانتیمتر به سطح فوقانی تیر یا دال مانده ادامه یافته و در آنجا مجدداً در جهت عکس خم شده و به صورت قائم و به عنوان میله گردهای انتظار در داخل ستون بالایی ادامه یابند. مشروط به آنکه شیب قسمت‌های شیبدار از ۱ افقی به ۶ قائم تجاوز ننماید. در صورتی که شیب از این حد تجاوز کند باید میله گردهای ستون‌های طبقه پایین بریده شود و در جایی که ابعاد ستون تغییر می‌کند آنها را مهار نموده و برای ستون بالایی میله گردهای انتظار لازم را قرار داد.

قطع و مهار کردن میله گردهای ستون پایین باید ۱۰ الی ۱۲ سانتیمتر مانده به کف طبقه بالا انجام پذیرد تا خم میله گردهای مزبرو مزاحم عبور میله گردهای تیرهای طبقه نشوند.

در مناطق زلزله خیز در قسمت بالایی ستون در طولی به اندازه یک ششم طول آزاد آن در ضخامت تیر و در سمت پایین ستون در محدوده وصله پوششی میله گردهای انتظار یا در طولی برابر یک ششم طول آزاد ستون (هر کدام که بزرگتر باشند) تعداد تنگها برابر تا ۲ برابر کنترل شود و فاصله سفره‌های میله گردهای عرضی به همان نسبت تقلیل یابد.

فقط یک میله گرد می‌تواند به صورت آزاد بین خاموت‌ها باشد. پس خاموتی که به صورت سنجاقک در ستون می‌افتد حتماً باید با تنگ بسته روی هم و متصل به هم توسط سیم بسته شود. فاصله‌ای نباید بین سنجاقک و تنگ بسته وجود داشته باشد.

در صورتی آکس به آکس دو میله گرد مجاور بیش از ۱۵ سانتیمتر باشد باید یک خاموت (سنجاقک)، میله گردهایی را که فاصله آکس به آکس آن بیش از ۱۵ سانتیمتر است را در برگیرد.

خاموت‌ها طبق آنچه در نقشه‌های آرماتور گذاری تعیین شده است توسط آرماتوربند فاصله گذاری می‌شود. در هر فاصله از خاموت تغییر تا ۲/۵ سانتیمتر مجاز است اما باید در فاصله بعد یا دو تایی بعدی به طریقی جبران شود.

قطع میله گردها در یک سوم دهانه میانی است.

در سازه‌های شکل پذیر (کم – متوسط – زیاد) محل وصل میله گردهای ستون همواره بین ۱٪ تا ۶٪ است.

خم کردن میله گردهای انتظار باید قبل از قالب بندی صورت پذیرد.

در مواردی که وجه ستون یا دیوار بیش از ۷/۵ میلیمتر عقب نشستگی یا پیش آمدگی داشته باشد میله گردهای طول نباید به صورت خم زده به کار برده شوند و در محل عقب نشینی باید میله گردهای انتظار مجزا برای اتصال به میله گردهای وجوه عقب نشسته پیش بینی شود.

برای میله گردهای عرضی مارپیچ‌ها نباید از میله گرد کمتر از ۶ میلیمتر استفاده شود.

در هر طبقه مارپیچ باید از روی شالوده یا دال تا تراز پایین‌ترین میله گردهای طبقه فوقانی ادامه یابد.

حداقل قطر خاموت ۶ میلیمتر است.

قطر خاموتها نباید کمتر از مقدار زیر باشد.

1. ‌یک سوم قطر بزرگترین میله گرد طولی با قطر حداکثر ۳۰ میلیمتر
2. ‌۱۰ میلیمتر برای میله گردهای طولی با قطر بیشتر از ۳۰ سانتیمتر

فاصله دو خاموت متوالی در آبا

1. ‌۱۲ برابر قطر کوچکترین میله گرد طولی اعم از اینکه منفرد باشد یا عضوی از گروه میله گرد در تماس به شمار آید.
2. ‌۳۶ برابر قطر میله گرد خاموت
3. ‌کوچکترین بعد فشاری
4. ‌۲۵۰ میلیمتر

خم کردن میله گردها باید توسط دستگا خم زن صورت پذیرد.

در صورت نبود دستگاه خم زن باید به صورت دستی و تحت نظارت خم‌ها زده شود.

نکات مربوط به بتن ریزی

تمامی وسایل مربوط به بتن ریزی و سخت بتن باید تمیز باشند.

پیمانه کردن مصالح تشکیل دهنده بتن باید تا حد امکان به طریق وزنی انجام گیرد.

برای توزیع افزودنی‌های شیمیایی به دستورالعمل‌های کارخانه سازنده مواد شیمیایی توجه شود.

تمامی مواد زاید از جمله یخ باید از محل‌های مورد بتن ریزی تمیز شوند.

قالب‌ها باید به نحوی مناسب تمیز شوند.

مصالح بنایی که در تماس با بتن خواهند بود باید به خوبی خیس شوند.

قبل از ریختن بتن ریزی آب اضافی از محل بتن ریزی باید خارج شود.

قبل از ریختن بتن جدید روی بتن سخت شده قبلی باید لایه ضعیف احتمالی سطح بتن و هر نوع ماده زاید دیگر زدوده شود.

بتن باید طوری مخلوط شود که تمامی مواد تشکیل دهنده آنها به صورت همگن در مخلوط پخش شود. قبل از پر کردن مجدد باید مخلوط کن را کاملاً خالی کرد.

مخلوط کن باید با سرعت توصیه شده از طرف کارخانه سازنده چرخانده شود.

ترتیب ورود مواد متشکله بتن به مخلطو کن باید متناسب با نوع مخلوط کن و نوع بتن باشد.

عمل اختلاط باید حداقل ۱/۵ دقیقه پس از ریختن تمامی مواد تشکیل دهنده به داخل مخلوط کن ادامه یابد.

انتقال بتن از مخلوط کن تا محل نهایی بتن ریزی باید چنان صورت گیرد که از جدا شدن یا از بین رفتن مصالح جلوگیری شود.

در انتقال بتن به وسیله پمپ حداکثر نسبت اندازهسنگدانه‌ها به کوچکترین قطر داخلی لوله انتقال بتن نباید از مقادیر زیر تجاوز کند.

1. ‌۳۳٪ برای سنگدانه‌های گوشه
2. ‌۴٪ برای سنگدانه‌ها کاملاً گرد گوشه

سطح بتن ریزی به صورت لایه های افقی باید تراز باشد.

ویبراتور باید تا حد امکان به صورت قائم وارد بتن شود و به آرامی بیرون کشیده شود تا حباب هوا داخل بتن باقی نماند