آنجا که ستون بتن آرمه خوب کار نمی کند! (نویسنده:مهندس صادقی اشکوری)

اگر ستونهای بتن آرمه ای که این سالها در ساختمانها طراحی واجرامی شوند ، مورد ارزیابی وبررسی فنی قرارگیرند ، ملاحظه می شود ، که دراغلب آنها طراحی نامناسب و اجرای ناصحیح تر دست به دست هم می دهند ، تا ستونهایی ضعیف و بدون کیفیت ساخته شوند . این ستونها عموما دو ایراد آشکار دارند ، که عبارتند از :

الف – اشکال در طرح و اجرای فولاد اصلی ستون ، و مشخصا کوچک بودن مقطع  و پرفولاد بودن آن بویژه درپای ستون ، که باعث پوکی بتن ستون وصعوبت در ویبره کردن آن می شود .

ب – ایراد در ساخت وعمل آوری بتن ستون ، و مشخصا ساخت بتن ستون درمحل باشرایط غیراستاندارد

این نوشتار باتمرکز روی دو اشکال فوق تنظیم شده وضمن اینکه شرایط طراحی واجرای متعارف زیر ذره بین قرار گرفته و به نقد کشیده می شود ، راهکارهای افزایش راندمان ستون را، هم درطراحی و هم دراجرا به خواننده نشان میدهد:

الف – اشکال درطرح واجرای فولاد اصلی ستون : 

مقدمه: همانطوریکه می دانیم از نظر معماری اگر ابعاد ستونهای یک ساختمان بتن آرمه زیاد باشد، غیر از آنکه سطح مفید و قابل استفاده ساختمان کم می شود،  باعث می شود تا :

1- تامین پارکینگ دچار مشکل شود. (بطور مثال اگر فاصله مفید و خالص بین دو ستون کمتر از 5/4 متر باشد، شهرداری این فاصله را جهت تامین دو واحد پارکینگ تایید نمی کند.شکل (1)

2- از عرض  مفید پله کم  شود.  اگر ستونی مجاور پله باشد و عرض پله به طور مثال m 2/1 باشد. زیاد بودن ابعاد مقطع ستون ممکن است مطابق شکل (1) از عرض مفید پله کم نماید.

3- از عرض مفید راهروها کم شود.

4- تامین فضا برای آسانسور به مخاطره بیفتد.

5- از مساحت سطح حفره های تاسیساتی و پاسیوها کاسته شود.

6- از مساحت مفید فضاهای کوچک مثل سرویس ها و ... به میزان غیرقابل قبولی بکاهد.

و . . .

بنابراین از دید معماری ، ستون مناسب ، ستونی با ابعاد مقطع ظریفتر و کوچکتر است تا محدودیت های کمتری ایجاد کند. این تمایل در بحث تاسیسات برقی و مکانیکی نیز دیده می شود. زیرا بزرگی ابعاد مقطع ستونها باعث تنگ شدن فضا برای داکتهای تاسیساتی خواهد شد.

اما دیدگاه سازه ای ابعاد کوچک را برای ستونها و تیرها نمی پسندد. بخصوص در شرایط حاضر که آیین نامه زلزله (استاندارد 2800) شرایط دشوارتری را در بارگذاری ساختمانهای بتن آرمه مورد توجه قرار داده است. نظیر ضرورت بارگذاری بار زلزله در یک جهت و اعمال همزمان 30 درصد بار زلزله در جهت متعامد، ضرورت محدود شدن تغییرمکانهای نسبی ساختمان و . . .

همچنین ورود برنامه های ETABS 2000 به عرصه تحلیل و طراحی در سالهای اخیر که پکیج های متنوعی از انواع آیین نامه های آمریکایی، اروپایی، کانادایی ، چینی ، نیوزیلندی حتی ، هندی ومکزیکی جهت طراحی و ترکیب بارها در اختیار کاربر قرار می دهد و این آیین نامه ها بخصوص آیین نامه های قابل استفاده تر برای ایران نظیر آیین نامه ACI، کانادا(CSA) بارگذاری هایی را در ترکیبات خود دارند که شرایط دشوار ایجاد شده توسط آیین نامه 2800 را تشدید می کند. (نظیر ترکیب بار  و . . . )

بنابراین اگرمطالب فوق را بطور خلاصه باردیگر مرورکنیم باید بگوئیم مهندس معمار برای رعایت ضوابط معماری و تاسیساتی، خود را ناگزیر می داند ابعاد مقطع ستون را کمتر بگیرد. (همینطور تیرها را، تا بقول معماران سنتی آویز نداشته باشند.)

امامهندس محاسب برای خروج ازاین بن بست ، برای تامین نظر آیین نامه سازه های بتن آرمه ، راه حل را در زیاد کردن میلگرد در ستونها (و تیرها و ...)  می داند. (چرا که محدودیتهای معماری، تاسیساتی امکان بزرگتر گرفتن ابعاد مقطع عضوها را نمی دهد) و لذا این موضوع باعث می شود در ستونها تراکم میلگرد زیادی ایجاد شود. بدتر از آن نیاز میلگردها به وصله شدن . .. . . . . . . . . . . .

حال پرسش اینست که آیا راه حلی وجود دارد که  ضوابط معماری، تاسیساتی و سازه ای درتلاقی بایکدیگر مخدوش نشده وباعث اختلال دررسالت یکدیگرنگردند ؟  پاسخ مسلماً مثبت است. 

و اما راه حل : 

1. طرح در نقاط پرآرماتور ستون  . . . . . . . . . . .. . . . . . . .

3. در تعیین طول میلگرد اولین طبقه ستون  ، به گونه ای عمل شود  . . . . . . . . . .

4. در ساختن خاموتها به گونه ای عمل شود که پوشش بتن زیاد در نظر گرفته . . . . . . . . ..  ..

5.  از بتن با مقاومت مناسب (  kg/Cm2 280   ) استفاده  . . . .. . . . .. .

6.  از میلگرد با مقاومت  . . . .. . . . .. . .

و  . . . . .

ب – ایراد در ساخت وعمل آوری بتن ستون: 

ابتدا ضرورت دارد به این سئوال پاسخ دهیم که  چراستون بتن آرمه باشرایط اجرایی متعارف که درمحل ساخته می شود ، نمی تواند مقاومت مناسبی داشته باشد ؟

این مساله دلایل زیادی دارد امااهم آنها به شرح زیر است :

1 – داشتن خاک واملاح بیش . . . . ... .

2 – وجود مقادیر زیادی دانه  . . . . .. .. .

3 - ساختن بتن با ابزارهای . . . . . . . . .

4 – اختلاط مصالح شن وماسه وسیمان وآب بدون  . . . .. .. . . .

5 – ریختن بتن ازارتفاع  . . . . . . .. .. ..

 و  . . . .

با اطمینان می توان گفت  که اتخاذ چنین سیاستی موفق خواهد بود زیرا همانطوری که کارفرما امکان تهیه وتدارک دیدن بتن آماده  . . . . . ..

نویسنده:

مهندس مجتبي صادقي اشكوري

طراح و ناظر سازه ساختمانهای بلند و پل 

بازرس اصلی انجمن ایرانی مهندسان محاسب و انجمن مهندسان راه و ساختمان

email  address

جهت مطالعه و دریافت نسخه کامل این مقاله خواندنی در قالب یک فایل PDF؛ بایستی با صرف 1500 تومان از اعتبار خود ؛ بر روی لینک زیر "پرداخت و مشاهده محتوا" کلیک نمایید