انواع سقف ها

سقف کُرمیت :

در سیستم سقف کُرمیت از تیرچه های فولادی با جان باز در ترکیب با بتن استفاده می شود. در ساخت تیرچه های مذکور از یک تسمه، در بال تحتانی و نیز یک میلگرد خم شده در جان استفاده می شود. برای پرکردن فضای خالی بین تیرچه ها از قالب های ثابت مانند بلوک های سیمانی، پلی استایرن، طاق ضربی ، قالب های موقت فولادی (کامپوزیت ) و یا هر پرکننده سبک استفاده می شود. فواصل تیرچه ها بسته به نوع قالب از 73 سانتی تا 100 سانتی متر متغیراست ، روی سقف نیز با 4 الی 10 سانتی متر بتن پوشانده می شود.
تیرچه ها از نوع خود ایستا بوده و به همین علت هیچ نوع شمع بندی در زیر سقف مورد نیاز نمی باشدو تیرچه ها به نحوی طراحی می شوند که بتوانند وزن بتن خیس، قالب ها و عوامل اجرایی سقف را به تنهایی تحمل کنند.
پس ازاین که بتن به 75% مقاومت مشخصه خود می رسد ، تیرچه های فولادی با بتن به صورت یک مقطع مختلط وارد عمل شده و بارهای مرده و زنده سقف را تحمل می کنند.
سقف تیرچه و بلوک کُرمیت :


با متداول شدن سقف های تیرچه و بلوک سنتی برخی از مشکلات سیستم طاق ضربی مرتفع شد. اما این سقف ها مشکلات دیگری را به همراه خود پدید آوردند که عمده ترین آنها ضرورت استفاده از شمع بندی در زیر سقف است.
شمع بندی علاوه بر دست و پاگیر بودن هزینه زیادی را نیز بر ساختمان تحمیل می کند. در سال 1363 با استفاده از بلوک کُرمیت به جای طاق ضربی که قبلا" در این سیستم بعنوان قالب ثابت بکار می رفت عملا" سقف تیرچه وبلوک کُرمیت وارد بازارشد.
این سقف به علت خود ایستا بودن تیرچه ها نیازی به شمع بندی ندارند و به همین علت از سرعت اجرای بسیار بالایی برخوردار می باشد. اجرای این سقف بر روی اسکلت های فولادی بتنی و دیوارهای باربر امکان پذیر می باشد.

سقف پلیمری کُرمیت :

در راستای سبک سازی ساختمان، این شرکت هم زمان با ستفاده از قالب کامپوزیت و بلوک های پوکه ای اقدام به استفاده از مصالح پلیمری در ساختمان کرده است.
استفاده از بلوک های پلی استایرن نسوز در سقف باعث کاهش مصرف تیرچه تا حدود 20% و کاهش فولاد مصرفی سازه تا حدود 7% می شود.
سهولات اجرای این نوع سقف، باعث افزایش سرعت اجرا و درنیتجه کاهش هزینه های اجرایی می گردد. در عین حال در هزینه های حمل و نقل نیز صرفه جویی قابل ملاحظه ای صورت می گیرد. شیارهای مناسب ایجاد شده در زیر این بلوک ها باعث پیوستگی گچ و خاک در زیر سقف می گردد.
در جهت بهبود استفاده از مصالح پلیمری، بخش تحقیق و توسعه این شرکت مشغول مطالعات و بررسی های بیشتر می باشد.

سقف کامپوزیت کُرمیت :

سیستمهای معمول کامپوزیت در امریکا عینا" با تیرچه های با جان باز انجام می شود و معمولا" همراه با گذاشتن یک ورق فولادی موجودار به عنوان عرشه و آرماتور بندی روی آن بتن ریخته می شود . در این سیستم قالب ماندگار است و قطعات جان نیز با بتن احاطه نمی شود. در طراحی سیستم قالب کامپوزیت کُرمیت، نظر بر آن بوده که علاوه بر سرعت و تطبیق با آیین نامه ها ، هر چه ممکن اقتصادی تر باشد. از این رو اولا قالب باید قابل استفاده مداوم باشد، ثانیا جان تیرچه با بتن پر شود که بتوان قطعات جان را اقتصادی تر طراحی نمود و از لرزش سقف نیز کاسته شود. سیستمهای کامپوزیت رایج در ایران که با تیرآهن ساده یا لانه زنبوری با تیر ورق استفاده می شوند، دارای جان باز نیستند.
در وهله اول قالب های سقف کرمیت سه قطعه بوده و برای باز کردن ، قطعات آن باید از یکدیگر جدا می شد ، با تحقیق بخش R&D این شرکت این قالب با بهینه سازی و استفاده از خاصیت تغییر شکل ارتجاعی فولاد به قالبی یکچارچه تبدیل شد.

این قالب در بین تیرچه ها قرار گرفته و بعد از گیرش اولیه بتن قالب از زیر سقف در آورده می شود . این قالب محاسن بسیار زیادی دارد و با سرعت چیده و جمع آوری می گردد و با دقت مختصری , بارها قابل استفاده است. این قالب هم اکنون در پروژه های مختلف این شرکت مورد استفاده است.
آخرین بررسی ها و دستاوردها نشان داد که بهتر است جهت تطبیق سیستم با سیستم تیرچه بلوک و استفاده از آرماتور حرارتی یک جهته و حذف آرماتور خمشی در دال فوقانی و در نتیجه صرفه جویی اقتصادی، فاصله لب با لب تیرچه ها حداکثر 75 سانتی متر باشد. مزیت این قالب در آن است که با رعایت دیگر شرایط آیین نامه می توان آرماتور دو جهته را حذف و فقط آرماتور عمود بر تیرچه را منظور نمود.
هم اکنون این شرکت قالبهای جدید خود را به انتخاب مصرف کننده در فواصل و ارتفاع مختلف آماده عرضه نموده است. فاصله محور به محور تیرچه ها حدود 85 سانتی متر تا 95 سانتی متر و با ارتفاع 20 تا 25 سانتی متر، بسته به انتخاب خریدار و با مشاوره دفتر فنی شرکت و نوع تیرآهنهای مصرفی در سازه و طول دهانه است.

سقف کاذب :

سقف های کاذب اولیه به صورت قطعات پلاستیکی در سالهای 1365 به بعد در اولین سقف های کامپوزیت کُرمیت به کار رفت. اما گران بودن مصالح ، نچسبیدن به گچ و خاک و خزش (Creep) باعث گردید که استفاده از آن مقید گردد. از سوی دیگر انواع تولیدات ورق گالوانیزه به صورت رابیتس در شکلها و فرمهای مختلف و تولید مواد اولیه آن (ورق گالوانیزه) در ایران ، ما را به سمت استفاده از این محصول سوق داد.



سقف ضربی کُرمیت :

به علت اجبار در استفاده ار مصالح فشاری از زمان های قدیم استفاده از طاق قوسی متداول بوده و به همین جهت استفاده از سیستم طاق ضربی نیز به عنوان نوعی طاق قوسی رواج داشته است. وجود اشکالات عمده در عملکرد سقف های ضربی با تیرآهن مانند عدم ایجاد یک دیافراگم مناسب بین ستون ها و مصرف زیاد فولاد در مقایسه با مقدار باربری ، باعث شد تا در سال 1356 با ارائه طرحی بهینه « سقف ضربی کُرمیت » نسبت به اصلاح این سیستم اقدام گردد.
در سیستم طاق ضربی کُرمیت وجود بتن روی سقف می تواند یک دیافراگم مناسب بین ستون ها ایجاد کند و همچنین به علت بازبودن جان تیرچه ها مقدار زیادی در مصرف فولاد صرفه جویی می شود.

انواع سقف

انواع سقفهایی که در اسکلتهای فلزی اجرا می شوند عبارتند از :
سقف کامپوزیت
سقف کرومیت
سقف تیرچه بلوک
سقف کامپوزیت :
یکی از پرطرفدارترین سقفهای موجود که طراحان سازه و مجریان تمایل زیادی به طرح و اجرای آن دارند سقفهای کامپوزیت می باشند.
اجزای تشکیل دهنده سقف کامپوزیت :
میلگرد
بتن
مراحل اجرای سقف کامپوزیت:
حمل و انبار مصالح لازم برای اجرای سقف
قالب بندی سقف بوسیله چهارتراش ، گوه ، تخته روسی، فاصله انداز 2.5 ، ورق آلومینیوم و پلاستیک
مش بندی سقف بوسیله میلگرد با مقاومت تسلیم طراحی
نصب اسپیسرهای پلاستیکی و لقمه های بتنی
شمع بندی و بستن کناره های سقف ، در نظر گرفتن محل تاسیسات و بازشوها
آماده سازی و بازرسی سقف جهت بتن ریزی
بتن ریزی و پرداخت سطح
نگهداری
فواید سقف کامپوزیت :
بدست آوردن سقفی یکپارچه و صلب
سرعت اجرایی نسبتا بالا
معایب :
1-احتیاج به اجرای سقف کاذب
فضای لازم برای دپوی قالبها
زمان بر بودن قالب بندی سقف

سقف کرومیت :
سقفهای کرومیت از لحاظ قالب بندی مابین تیرچه ها به دسته های زیر تقسیم می شوند :
کرومیت با بلوکه سفال
کرومیت با بلوکه سیمانی
کرومیت با بلوکه های پلی استایرن
کرومیت کامپوزیت
اجزاء تشکیل دهنده سقف کرومیت :
تیرچه فلزی با جان باز
بلوک سیمانی ، سفالی یا قالب فلزی
میلگرد افت حرارت
کلافهای عرضی
بتن پوششی
اجزای تشکیل دهنده تیرچه فلزی با جان باز :
نبشی فوقانی
میلگرد زیگزاگ
تسمه فلزی تحتانی
تسمه فلزی که در تکیه گاهها جهت تقویت برشی تیرچه قرار دارد.
انواع قالب بندی مابین تیرچه ها :
بلوک سفالی
بلوک سیمانی
قالب فنری
میلگردهای افت حرارت :
میلگردهای افت حرارت به فواصل 30 سانتیمتر عمود بر تیرچه ها اجرا می شوند و می توانند از قطرهای 6 ، 8 و 10 انتخاب شوند.
مراحل اجرای سقف کرومیت :
حمل و انبار مصالح تشکیل دهنده سقف
اندازه گیری تیرچه ها
بالا بردن ، نصب و جوشکاری تیرچه ها
بلوک چینی
اجرای کلاف عرضی
قالب بندی و بستن حاشیه های سقف
بلوک چینی در نقاطی که از بلوک کامل نمی توان استفاده کرد.
اجرای آرماتورهای افت حرارت
کنترل و آماده سازی سقف در جهت بتن ریزی سقف
ساخت و یا سفارش مقدار لازم بتن جهت بتن ریزی
بتن ریزی و پرداخت سطح
نگهداری
مزایای سقف کرمیت
سقف های کرمیت درانواع مختلف آن مزایای زیادی از جمله:کاهش هزینه ها,امکان حذف کش ها,سرعت اجرا,عدم نیاز به شمع بندی و ... می باشد که در ذیل به ذکر آنها می پردازیم:
1.عدم نیاز به شمع بندی:
محاسبات و اجرای سقف های کرمیت با فرض اینکه تیرچه های فولادی قادر به تحمل وزنشان شامل بلوک,بتن وعوامل اجرایی را دارا می باشند انجام میگیرد وبه همین دلیل سقف های کرمیت نیازی به هیچ گونه شمع بندی ندارند و به اصطلاح تیرچه ها خود ایستا هستند.
2.سرعت و سهولت اجرا:
سرعت اجرای این سقف ها نسبت به سایر مواری که اجرا می شود به دلیل عدم شمع بندی بیشتر است و 48 ساعت پس از بتن ریزی می توان بر روی آن رفت وآمد نمود و بارگذاری های سبک را انجام داد و عملیات ساختمانی روال عادی خود را پیدا می کند.


3.اجرای هم زمان چند سقف:
به دلیل عدم وجود شمع و جک در زیر سقف های کرمیت عملا امکان اجرای همزمان چند سقف شامل مراحل چیدن تیرچه ها و بتن ریزی به طور هم زمان امکان پذیر می باشد و این کاراز مهمترین مزایای سقف کرمیت از نظر اقتصادی مخصوصا برای انبوه سازان واجرای ساختمان های با زیر بنای کم وطبقات زیاد است.
4.کاهش مصرف بتن ووزن کمتر سقف:
چون در سقف های کرمیت فاصله محور به محور تیرچه ها بین 75 تا 100 سانتیمتر می باشد معمولا تا حدود 20 درصد از مصرف بتن کاسته و در نتیجه سقف سبک تر می گردد حال اگر از مصالحی نظیر بلوک های پوکه ای وپلی استایرن استفاده شود تاثیر چشمگیری در کاهش وزن سقف خواهد داشت.
5.سهولت اجرای داکت:
به دلیل فاصله نسبتا زیاد تیرچه ها احداث داکت در سقف برای عبور تاسیسات از قبیل کانال های تهویه,لوله کشی ها و... به سهولت انجام می پذیرد ودیگر دلیل و نیازی به قطع تیرچه ها وجود ندارد.


6.مقاومت نهایی و شکل پذیری بالا:
با انجام آزمایشات و محاسبات بار گذاری که بر روی سقف های کرمیت صورت پذیرفته مشخص گردیده که پس از تغییر شکل های بسیار زیاد گسیختگی در این سیستم سقف ایجاد می گردد که گسیختگی نرم است و این حالت از نظر ایمنی در حد بسیار مطلوبی می باشد.

7.یکپارچگی سقف و اسکلت:
از مزایای سقف های کرمیت که بر روی اسکلت های فلزی صورت می گیرد این است که به دلیل جوش شدن تیرچه ها بر روی پل ها پس از عملیات بتن ریزی بین سقف و اسکلت یکپارچگی به وجود می آید وهمانند یک دیافراگم صلب عمل می کند.البته در اسکلت های بتنی با اجرای قلابهای مخصوص که برای مهار تیرچه ها در تیرهای اصلی به کار می رود می توان چنین یکپارچگی را ایجاد نمود البته اجرای آن به راحتی اسکلت های فلزی نیست.

8.پایین بودن تنش در بتن:
به دلیل اینکه تیرچه های فولادی ما از نوع خود ایستا هستند ومی توانند وزن های اعمالی را به تنهایی تحمل نمایند تنشی که در بتن ایجاد می گردد پایین می آید همچنین با انجام آزمایش بارگذاری بر روی سقف های کرمیتی که مقاومت نهایی بتنشان کمتر از حد معمول بوده است مشخص شده که لطمه ای به ظرفیت باربری سقف وارد نمی شود.

9.امکان طراحی برای دهانه های بزرگ:
در سیستم کرمیت این امکان وجود دارد که سقف های با دهانه های بزرگ و بارهای زیاد طراحی گردد که این مزیت در طراحی سازه های با کابری های خاص که به دهانه و بارهای زیاد نباز دارند مورد استفاده قرار می گیرد و تا کنون دهانه های 12.5 متری و شدت بارهای 7 تن بر متر مربع اجرا گردیده که انجام آزمایش های بارگذاری ایمنی آن را مورد تایید قرار داده است.

10.حذف رد فولاد زیر سقف:
در سقف های ضربی همان گونه که مشاهده می شود خطوط تیره ای روی گچ ایجاد می شود که اثر تیر آهن است وبه آن داغ آهن گویند ولی در سقف های کرمیت چون بلوک ها پایین تر از تیرچه ها قرار می گیرند پوشش گچ و خاک زیر تیرچه بیشتر شده واین امر موجب کاهش جذب ذرات معلق شده وبدین جهت سایه یا رد فولاد دیده نمی شود.

11.امکان حذف کشها:
امروزه از مفهوم دیافراگم صلب در آنالیز و طراحی بیشتر ساختمان ها استفاده می گردد در این سازه ها نیروی القایی زلزله از طریق دال صلب بتنی به سیستم های مقاوم در برابر نیروی جانبی مانند بادبندها و دیوارهای برشی منتقل می گردد در سقف های تیرچه بلوک معمولی فرض بر این است که تنش های فشاری و برشی ایجاد شده در دیافراگم صلب توسط بتن وتنش های کششی توسط کش ها تحمل می شود حال این که سقف های کرمیت دو تفاوت عمده نسبت به سقف های تیرچه بلوک دارند:
1.در اسکلت فلزی تیرچه های کرمیت به پل ها جوش می شوند.
2.تنش در این تیرچه ها پس از گرفتن بتن و ایجاد یک مقطع مرکب به طور چشمگیری از تنش مجاز کمتر است واز همین ظرفیت اضافی می توان برای حذف کش ها استفاده نمود.
بنا براین شبکه به هم پیوسته پل ها و تیرچه های کرمیت می تواند دال بتنی سقف را در مقابل نیرو های درون صفحه ای مسلح کند.این سقف می تواند به خوبی مانند یک دیافراگم صلب عمل کند ودیگر نیازی به استفاده از کش ها نیست وحذف کش ها می تواند موجب صرفه جویی دراستفاده از فولاد گردد وهمچنین موجب یکنواختی زیر سقف وحداقل شدن نازک کاری زیر سقف می گردد.

12.نظارت بر اجرا:
شرکت هایی که اقدام به ساخت تیرچه های کرمیت می نمایند موظف هستند تا در تمام مراحل نصب و اجرای سقف بر حسن انجام کار نظارت داشته باشند.
انواع سقف کرمیت
سقف های کرمیت را می توان به چند نوع دسته بندی کرد,از جمله سقف تیرچه
بلوک کرمیت سقف پلیمری کرمیت سقف کامپوزیت کرمیت و سقف ضربی کرمیت که
این تنوع می تواند از جمله مزایای این نوع سقف باشد که به راحتی پاسخگوی نیاز هر
قشری ازمردم است که در این جا به توضیح انواع آن می پردازیم:

سقف تیرچه بلوک کرمیت:
با رواج یافتن سقف های تیرچه بلوک در ایران تا حد زیادی این سقف ها توانستند
مشکلات بسیاری را که سقف طاق ضربی داشتند حل کنند ولی اجرای این سقف علاوه بر
مزایای آن سخت و دشوار بود و آن نیاز مبرم به شمع بندی و اجرای جک در زیر آن بود
چون این تیرچه ها نمی توانستند وزن خود را تحمل نمایند که علاوه بردست و پا گیر بودن
هزینه ای را ایجاد می نمود و همچنین زمانی حداقل دو هفته ای نیاز است تا بتوان سقف را بهطور کامل آزاد نمود که با متداول شدن تیرچه های خود ایستای کرمیت این مشکل به راحتی حل شد و اکنون اجرای این سقف بر روی هر نوع سازه ای امکان پذیراست

اجرای سقف تیرچه بلوک کرمیت ومعمولی مقایسه کنید؟؟؟؟؟

سقف پلیمری کرمیت:
برای این که ما به سقف های سبک تری دست یابیم چند سالی است که مصالح پلیمری جدیدی به نام پلی استایرن وارد بازار شده اند که در انواع مختلف و قیمت های متفاوت موجود است استفاده از این مصالح به دلیل این که فاصله تیرچه ها بیشتر ووزن بسیار کمتری نسبت به سایر بلوک ها دارند وسرعت اجرایی بالایی دارند موجب صرفه جویی در هزینه و وقت و کاهش حدود 7 درصدی فولاد و کاهش چشمگیر وزن سقف می گردد


سقف کامپوزیت کرمیت:
یکی از قابلیت های سیستم کرمیت اجرای سقف های کامپوزیت به این طریق می باشد در ایران این سقف ها به این صورت اجرا می شود که بر روی تیرچه های فولادی که همه به صورت ipeیاcpe(لانه زنبوری)می باشند پس ازقالب بندی دال بتنی ریخته می شود ولی در سیستم کرمیت به جای استفاده از ipeیا cpeاز تیرچه های فولادی با جان باز استفاده می شود که با مقایسه این دو می توان به کاهش چشمگیر وزن سقف و اقتصادی بودن آن پی برد همچنین به علت قرار گرفتن کامل جان تیرچه ها درون بتن لرزش کمتری در مقایسه با سیستم های دیگر کامپوزیت داردعلاوه بر آن وزن تمام شده آن نسبت به سقف تیرچه بلوک معمولی کمتر و مقاوم تر می باشد وبرای پوشش دهانه های بزرگ و با بار زیاد مناسب تر است لازم به ذکر است که این روش در سال 1367 توسط شرکت کرمیت پارس به بازار عرضه شده است

کامپوزیت

کامپوزیت یا ماده مرکب بصورت زیر تعریف می‌شود:

• در مهندسی مواد این اصطلاح معمولاً به موادی گفته می‌شود که یک فاز زمینه (ماتریکس) و یک تقویت کننده (پرکننده) تشکیل شده باشند.

• تعریف انجمن متالورژی آمریکا: به ترکیب ماکروسکوپی دو یا چند مادهٔ مجزا که سطح مشترک مشخصی بین آنها وجود داشته باشد، کامپوزیت گفته می‌شود.^[۱]

کامپوزیت از دو قسمت اصلی ماتریکس و تقویت کننده تشکیل شده‌است. ماتریکس با احاطه کردن تقویت کننده آن را در محل نسبی خودش نگه می‌دارد. تقویت کننده موجب بهبود خواص مکانیکی ساختار می‌گردد. به طور کلی تقویت کننده می‌تواند به صورت فیبرهای کوتاه و یا بلند و پیوسته باشد

دسته‌بندی کامپوزیت‌ها از دیدگاه زیستی

• کامپوزیت‌های طبیعی. مانند استخوان، ماهیچه، چوب و ...
• کامپوزیت‌های مصنوعی(مهندسی)

دسته‌بندی کامپوزیت‌های مهندسی از لحاظ فاز زمینه

• CMC (کامپوزیت‌های با زمینهٔ سرامیکی)
• PMC (کامپوزیت‌های با زمینهٔ پلیمری)
• MMC (کامپوزیت‌های با زمینهٔ فلزی)

دسته‌بندی کامپوزیت‌ها از لحاظ نوع تقویت کننده

• FRC (کامپوزیت‌های تقویت شده با فیبر)
• PRC (کامپوزیت‌های تقویت شده توسط ذرات)

کامپوزیت‌های سبز(کامپوزیت‌های زیست‌تجزیه‌پذیر)

در اینگونه کامپوزیت‌ها، فاز زمینه و تقویت کننده، از موادی که در طبیعت تجزیه می‌شوند، ساخته می‌شوند. در کامپوزیت‌های سبز، معمولاً فاز زمینه از پلیمرهای سنتزی قابل جذب بیولوژیکی و تقویت کننده‌ها از فیبرهای گیاهی ساخته می‌شوند.^[۲]

مزایای مواد کامپوزیتی

مهم‌ترین مزیت مواد کامپوزیتی آن است که با توجه به نیازها، می‌توان خواص آنها را کنترل کرد. به طور کلی مواد کامپوزیتی دارای مزایای زیر هستند:

• مقاومت مکانیکی نسبت به وزن بالا
• مقاومت در برابر خوردگی بالا
• خصوصیات خستگی عالی نسبت به فلزات
• خواص عایق حرارتی خوب
• به دلیل صلبیت بیشتر، تحت یک بارگذاری معین، خیز کمتری(بعضا ده‌ها برابر کمتر) نسبت به فلزات دارند

کاربردها

فایبرگلاس یکی از پرکاربردترین کامپوزیت‌هاست. فایبرگلاس یک کامپوزیت با زمینهٔ پلیمری است که توسط فیبرهای شیشه تقویت شده‌است. در ساخت بدنه جنگنده‌های رادارگریز از کامپوزیت‌هااستفاده میشود. همچنین در ساخت قطعات هواپیما و پرهٔ نیروگاه بادی و پرهٔ هلیکوپتر از کامپوزیت‌ها استفاده می شود. بطور کلی مواد کامپوزیتی(مواد مرکب) به دلیل داشتن جرم بسیار کم و مقاومت بالا نسبت به فلزات، در صنعت هوا و فضا کاربرد وسیعی دارند.

خواص کامپوزیت های FRP

بر طبق گزارش اداره فدرال بزرگراه های آمریکا هنگام بررسی پلها از نظر سازه ای به دلیل پوشش کم بتن، طراحی ضعیف، عدم مهارت کافی هنگام اجرا و سایر عوامل همانند شرایط آب و هوایی سبب ایجاد ترک در بتن و خوردگی آرماتور های فولادی شده است.
پس از سالها مطالعه بر روی خوردگی، FRP به عنوان یک جایگزین خوب آرماتور های فولادی در بتن پیشنهاد شده اند.

سه نوع میلگرد ( AFRP) , ( CFRP ) , ( GFRP ) از انواع تجاری آن هستند که در صنعت ساختمان کاربرد دارند.

از این مواد به جای آرماتور های فولادی یا کابلهای پیش تنیده در سازه های بتنی پیش تنیده و یا غیر پیش تنیده استفاده می شود.  مواد FRP موادی غیر فلزی و مقاوم در برابر خوردگی است که در کنار خواص مهم دیگری همانند مقاومت کششی زیاد آنها را برای استفاده بعنوان آرماتور مناسب می کند.

از آنجایی که FRP ها مصالحی ناهمسانگرد هستند نوع و مقدار فیبر و رزین مورد استفاده، سازگاری فیبر و کنترل کیفیت لازم هنگام ساخت آن نقش اصلی را در بهبود خواص مکانیکی آن دارد.  

به طور کلی مزایای آن به صورت زیر دسته بندی می شود:

1-   مقاومت کششی بیشتر از فولاد

2-    یک چهارم وزن آرماتور فولادی

3-    عدم تأثیر در میدانهای مغناطیسی و فرکانس های رادیویی، برای مثال تأثیر روط دستگاه های

4-    عدم هدایت الکتریکی و حرارتی

لذا به دلیل مزایای بالا به عنوان یک جایگزین مناسب برای آرماتورهای فولادی در سازه های دریایی، سازه پارکینگ ها، عرشه های پل ها، ساخت بزرگراه هایی که بطور زیادی تحت تأثیر عوامل محیطی هستند و در نهایت سازه هایی که در برابر خوردگی و میدانهای مغناطیسی حساسیت زیادی دارند پیشنهاد می کند

ورقهای پلی استایرن

ماهیت منحصر به فرد پلی استون

الف- کل توده این ماده کاملا یکنواخت است، به همین دلیل خراشها و تغییر رنگهای سطح که در اثر حرارت اجسام داغ و سیگار به وجود می آید توسط اسکاچ یا کاغذ سنباده از روی این سطوح پاک می شوند.  در نتیجه پلی استون بسیار بادوام و قابل تعمیر است و این مزیتی است که سایر مواد جایگزین مانند سنگ، چوب و یا صفحات روکش شده ندارند.   

ب- پلی استون پس از نصب هیچگونه درز و اتصالی ندارد، در سطوح بزرگ حالتی همچون سنگیکپارچه را به نمایش می گذارد و از زیبایی بی نظیری برخوردار است

ج- پاک کردن سطوح پلی استون از چرکها و آلودگی ها توسط پاک کننده های خانگی به آسانی امکان پذیر است.  هیچ ماده ای به اندازه پلی استون در مقابل لکه ها مقاوم نیست.  این ماده فاقد منفذ است، بنابراین مایعات، جرمها و باکتریها نمی توانند در آن نفوذ کنند.  مجموعه اینخواص پلی استون را تبدیل به ماده ای کاملا بهداشتی و محیطی مناسب برای کار کردن با مواد غذایی می گرداند

د- پلی استون را می توان به هر اندازه برید، چسباند، سوراخ کرد،انحنا داد، تراشید و شکل داد.  این قابلیتهای منحصر به فرد به شما امکان می دهد تا بدون هیچگونه محدودیتی به سفر دردنیای طرحها بپردازید.

ه- پلی استون رنگارنگ است، حتی سینکهای آشپزخانه و کاسه های دستشویی هم در مدلها و رنگهای متنوع ارایه می شوند.

و- پلی استون ظاهری چون سنگ دارد، ولی بر خلاف سنگ گرم می باشد.

ز- پلی استون از مقاومت شیمیایی بسیار خوبی در برابر اسیدها، مواد آلکیلی و حلالهای آلی برخوردار است.

ط- وزن مخصوص پلی استون نصف سنگ است بنابراین جایگزین مناسبی برای سنگ می باشد

دیوار برشی

قاب مهار بندی شده (یعنی ساختمان مرکب از قاب ودیوار برشی) برای ساختمان های تقریبا بیش از 40 طبقه پر بازده و موثر نمی باشد زیرا برای اینکه مهار بندی به قدر کافی سخت و قوی باشد مقادیر زیادی مصالح لازم می گردد. باز ده یا کار آیی سازه ساختمان را ممکن است با استفاده ازخرپاهای کمر بندی افقی که قاب را به هسته می بندند تا حدود 30در صد افزایش داد.
خرپاها به هسته بطور صلب متصل می باشند و به ستون های خارجی بطور ساده اتصال دارند.

هنگامی که هسته برشی سعی بر خم شدن دارد، خرپاهای کمر بندی مانند بازو های اهرم عمل می نمایند و در ستون های پیرامونی مستقیماً تنش های محوری ایجاد می کنند. این ستون ها به نوبه خود در مقابل تغییر شکل هسته مقاومت می نمایند، به عبارت دیگر در هسته کاملا برش های افقی ایجاد می شود و خرپا های کمر بندی برش قائم را از هسته به قاب نما انتقال می دهند. بنابراین با به کار بردن این خرپاهای کمربندی ساختمان بطور یکپارچه و خیلی شبیه به یک لوله ی طره شده عمل می کند. ساختمان می تواند یک یا چند خرپای کمربندی داشته باشد. هر چقدر که خرپاهای بیشتری به کار برده شود رفتار یک پارچه هسته و ستون های نما بهتر تأمین می گردد. این خرپاها را می توان در داخل ساختمان در محل هایی قرار داد که مهار بندی مورب (قطری) مانعی در وظیفه ساختمان ایجاد نکند (برای مثال در طبقات مکانیکی) . قاعده سازه ای استفاده از خرپاهای کمر بندی در بالا و وسط ساختمان به نظر می رسد که برای ساختمان های تا حدود 60 طبقه اقتصادی باشد. خرپاهای کمر بندی را می توان یا با اتصالات مفصلی و یا با اتصالات صلب به ستون های پیرامونی متصل کرد. اگر خرپاها به ستون ها بطور پیوسته متصل باشند، تمام سیستم بصورت واحد عمل می کند و در نتیجه فقط درصد کمی از ظرفیت تحمل لنگر هسته مورد استفاده قرار می گیرد زیرا دیوارهای هسته نسبتاً نزدیک تار خنثی مقطع ساختمان قرار دارند. این نکته در دیاگرام تنش سیستم صلب در آن توزیع تنش ها پیوسته می باشد مشاهده می گردد. ازطرف دیگر بازوهای ارتجاعی که از هسته طره شده و به ستون های پیرامونی مفصل می گردند ظرفیت تحمل لنگر هسته را به نحو بهتری قابل استفاده می سازند و از ستون های خارجی نیز مانند سیستم صلب استفاده می شود. با این حال چون اتصالات مفصلی فقط برش را انتقال می دهند و هیچ لنگر خمشی در ستون ها ایجاد نمی کنند ظرفیت بار محوری ستون ها افزایش می یابد. موقعی که قاب به هسته سازه مفصل شده باشد، هسته مانند یک تیر طره ای عمل می نماید و بالای آن به آزادی دوران می کند.در این حالت قاب دوران خیلی کمی را تحمل می نماید. اما اگر قاب بوسیله یک خرپای کمربندی به هسته بسته شده باشد هرگونه دورانی در بالای سیستم جلوگیری می شود زیرا ستون های پیرامونی با ایجاد نیروهای قائم (نیروهای محوری در ستون ها) خرپای کمر بندی را مهار می کنند. گیرداری جزیی که در بالای سیستم ایجاد می شود در منحنی لنگر منعکس گردیده است. این سیستم دیگر مانند یک تیر طره ای خالص عمل نمی کند زیرا هم در بالا و هم در پایین گیردار می باشد. منحنی تغییر شکل حاصله به صورت بک s کشید با لنگر خمشی برابر صفر در نقطه عطف می باشد. با افزودن خرپاهای کمر بندی اضافی در طبقات میانی ساختمان مقاومت و سختی سیستم افزایش بیشتری پیدا می کند. در هر طبقه خر پا دار از دوران سیستم ممانعت به عمل می آید. گیرداری ایجاد شده در این طبقات منحنی لنگررا به عقب می کشد.در اثر انتقال بیشتر نیروهای جانبی به نیروهای محوری، لنگر خمشی در پای ساختمان به مقدار زیادتری کاهش می یابد و از نوسان (یا تغییر شکل) جانبی ساختمان به مقدار بیشتری کاسته می شود

راه های مقاوم سازی

ساخت خانه های متحرک یکی از متدهای پیشرفته در امر مقاوم سازی در برابر زلزله است از این روش در ساخت ساختمان ها، آپارتمان ها، کارخانه ها و ساختمانهای مراکز تجاری استفاده می شود. این روش بسیار کم خرج است و در مناطقی که از نظر مقاومت در مقابل زلزله از سطح پایینی برخوردارند و در نواحی زلزله خیز سراسر جهان واقع شده اند بسیار مناسب و مقرون به صرفه می باشد بدین ترتیب تمامی اصول ساختمان سازی به سمت ساختمان سازی مکانیکی متحول می شود. این ساختمان ها در برابر تمامی بلایای طبیعی از قبیل سیل، آتشفشان، رانش زمین و همچنین در مقابل زلزله های خطرناک و مهیب و حملات تروریستی هم مقاوم می باشد.

این طریقه مقاوم سازی که شیوه مهندسی ساختمانی "هاپکن" نام دارد نوعی مهندسی مکانیکی است که مدیریت و ابداع و سنجش تکنیکی آن را فردی به نام هاپکن به انجام رسانیده است. وی تا کنون چندین مورد از ماشین آلات مکانیکی را طراحی کرده و در این زمینه چند ابداع نوین داشته است.
وی طی مطالعاتش در دانشگاه فنی و همندسی هلند انیشه ساخت سیستم ساختمان ساری خانه های متحرک به فکرش خطور کرد. چندین سال بعد وی ایده اش را در این خصوص تکمیل کرد.
دیوار های این خانه از بتون درست شده است و بوسیله میله های فلزی کششی عمودی کاملا فشرده می شوند. بدین ترتیب بدلیل استفاده از مواد جامد فشرده و سنگین نیرو وارده به اجزای پایینی ساختمان بسیار افزایش می یابد. الببه باید گفت که دیوارهای هر طبقه بصورت کنترل شده ایی به آن فشار وارد می شود و میزان فشار وارده در تمامی طبقات یکسان است. علاوه بر یک میله عمود در هر طبقه از 3 میله افقی هم استفاده می شود.

در این ساختمان ها از مصالحی استفاده می شود که کار گذاردن آنها به آسانی صورت می گیرد که به موجب آن دیوار های ساختمان با بکار بردن میله های کششی محکم و مقاوم می شوند.
از دو گونه مصالح در ساختن ساختمان ها استفاده کرد:

_بلوک های سیمانی که در بسیاری از ساختمان ها در سراسر دنیا از آن استفاده می شود. با اندازه های lxwxh=400x200x200 mm, که در هر یک از آنها دو سوراخ وجود دارد.
_این نوع بسیار ارزان قیمت است و در آن فقط از میزان کمی ملاط(گل و آهک) استفاده می شود.
پس از اینکه مصالح ساختمانی تهیه شد، کار ساخت آن شروع می شود. این ساختمان می تواند طوری ساخته شود که در آن اصلا از ملاط استفاده نشود. دیوار ها فقط از طریق همان میله های کششی به اندازه کافی محکم و مقاوم می شوند. بدین ترتیب سوار کردن دیوارها بر روی ساختمان، تغییر شکل ظاهری آنها و جابجا کردن آنها بسیار آسان می شود.

آزمایش
در هفتم ماه ژوئن سال 2001 آزمایشی را بر روی یکی از این ساختمان ها بمنظور اثبات ضد زلزله بودن آن ترتیب داده شد، این آزمایش با حضور تعداد کثیری از مردم صورت گرفت که در میان آنها روزنامه نگاران و خبرنگاران بسیاری از رسانه های رادیو و تلویزیون هم حضور داشتند.
برای این کار ما ابتدا ساختمانی را بر طبق قوانین ساختمان سازی مکانیکی بنا کردیم این ساختمان از تعدادی میله های فشرده عمودی و افقی، استوانه های آهنی در دور میله های عمودی را می پوشاند، صفحه های مسطح و یک سری قاب های ارتجاعی استفاده شد. در فونداسیون این ساختمان چارچوب های لولا دار استعمال شد.

این خانه توسط جرثقیل در زاویه 30 درجه از سطح زمین بالا برده شد سپس این خانه که 220 متر مربع مساحت داشت را از همان ارتفاع رها کردند این کار را دو بار دیگر هم تکرار کردند اما هیچ اتفاقی نیافتاد و ضد زلزله بودن خانه بدین ترتیب اثبات شد.

اگر ما عامل تکانه را Cs = 2,5در نظر بگیریم آنگاه شتاب هم راستا در این اسکلت برابر با 2/5*g*sin30=2/5*0/5*9/81=12/26[m/s2] خواهد بود که این رقم با اندازه یک زلزله شدید برابری می کند. بنابراین فشاری که در طی این زلزله به ساختمان وارد شده برابر با یک زلزله بسیار عظیم است.مقاوم سازی خانه ها به روش هاپکن و از طریق ساخت خانه های متحرک امکان پذیر شد. روش ساختاری خانه های متحرک تکمیل شد و نه تنها خانه های مسکونی بلکه ساختمان های اماکن تجاری نیز از آن بهره مند شدند. این ساختمان ها علاوه بر اینکه در مقابل وقایع طبیعی همچون زمین لرزه، رانش زمین مقاومت می کنند، در مقابل حمله های تروریستی هم همچنان پابرجا باقی می مانند.

این ساختمان های ضد زلزله از اجزای خاصی ساخته شده اند که این اجزا همان مصالحی هستند که ساختمان را در مقابل زمین لرزه های مهیب و عظیم مقاوم می سازد. این شیوه مقاوم سازی بسیار کم هزینه است و در عین حال برای سرزمین های آباد در معرض زلزله در سراسر جهان مفید واقع خواهد شد. این شیوه ساختمان سازی اصول اساسی اش را از ساختمان سازی مکانیزه عاریت گرفته است

کوتاه در باره ترمیم های بتنی

خوردگی یكی از مؤثرترین فاكتورها در تعیین عمر اقتصادی برای ساختمانها می باشد. خوردگی نتیجه  یك سری  فعل و  انفعالات  شیمیایی  در بتن  و  آرماتور ها  می باشد. در بتن آرماتورها  توسط  بتن، محافظت می گردد.  (PH=13)  بالا كه از خصوصیات بتن می باشد PH بالا كاهش یابد، محافظت بتن از روی آرماتورها حذف می گردد. این جزء از   PH   زمانی كه این مقاطع بتنی زنگ می زند،این زنگ زدگی باعث افزایش حجم میلگردها می گردد كه این موضوع موجب ایجاد ترك در مقطع به موازات میلگردها خواهد شد. زمانیكه بتن ترك خورد میلگرد به طور  كامل در معرض  اثرات جوی و عوامل خوردگی قرار می گیرد كه این خود باعث كاهش عمر ساختمان خواهد گردید.

از عوامل دیگر خوردگی در بتن یك واكنش شیمیایی با نام كربناسیون در مقطع بتنی است  كه  عامل آن یون های فعال کلسیم كه ناشی از هیدراسیون سیمان است، می باشد.  این یون های فعال به سرعت با گازهای جو و رطوبت هوا واكنش انجام داده و باعث ایجاد تركیبات شیمیایی پیچیده می گردد كه سبب تغییرات در مشخصات مقطع واحد گردید.  این  زنجیره از واكنشهای شیمیایی به سرعت بتن را كاهش داده و بنابراین باعث  شروع خوردگی در میل گردها می  گردد.  در  ادامه   PH سیمان نیز خواص خود را از دست می دهد و قابلیت تحمل خمش در آن به شدت كاهش می یابد.   در واقع یك روش ترمیم بتن  است كه برای مقاطع بتنی  كه مقاومت خود  را در اثر    Izo-BTS خوردگی از دست داده اند و یا آنكه در هنگام اجرا در اثر عدم دقت كافی به مقاومت مورد نظر نرسیده اند و   یا در اثر زلزله دچار تخریب  شده اند، استفاده می گردد.  با توجه به مراحل كار در این روش ابتدا قسمتهای ضعیف مقطع بتنی  كه مقاومت لازم را   ندارند توسط روشهای مكانیكی تخریب می گردد كه لازمه آن، در ابتدای كار قبل از تخریب، تعیین  عمق دقیق نفوذ خوردگی در مقطع است كه توسط آزمایشات خاصی این عمق و نواحی كه ترمیم باید در آن انجام شود مشخص می گردد. ترمیم می گردد، این ماده در مرحله بعد سطح بتن توسط ماده ای خاص با نام IZOMET-BRM دارای شباهت زیادی با بتن می باشد اما قابلیتها و خواص آن چه به لحاظ مشخصات ساختمانی و چه به لحاظ مقاومت در برابر عوامل خوردگی بسیار بالاتر از بتنهای معمولی است.

تقویت سازه های بتنی

هدف در این روش مقاوم سازی سازه ها در مقابل زلزله  و یا بالا بردن مقاومت سازه بنا بهنیازمواردی همچون تغییر كاربری ساختمان و یا اشتباه درمحاسبات اولیه طراح  می باشد.  در این روش علاوه بر بدست آوردن مشخصات مورد نظر به لحاظ ساختمانی مسایل معماری ساختمان و زیبایی بنا نیز مد نظر است بدین صورت كه در این روش بعد از اتمام كار سطح مقطع اجزا ساختمان تغییراتی نخواهد  داشت.  روش كار بدین صورت  است كه یك سری ورقهای  فولادی با توجه به محاسبات انجام شده و  مقاومت موردنظر از خارج مقطع توسط یك نوع   Steel-plates اپوكسی خاص به مقطع اضافه می گردد.  طراحی این فولادها و مقادیر آن با توجه به محاسبات اولیه ساختمان و نیز مشخصاتی از مقطع كه در نظر داریم به آن برسیم انجام می گیرد. مراحل انجام كار و نیز مواد استفاده شده به صورتی است كه بعد از پایان مقطع جدید و قدیم به خوبی با یكدیگر كار می كنند.

آزبست چیست؟

آزبست نام تجاری چندین ماده معدنی است که به شکل وسیع در تهیه لنت ترمز اتومبیل و برخی مصالح ساختمانی به کار می‌روند و یکی از آلاینده‌های مهم هوا است. پراکنده شدن ذرات آزبست در هوا سبب ایجاد اختلالات تنفسی و ابتلا افراد به بیماری‌های وخیم ریوی می‌شود.

 سابق بر این آزبست برای حفاظت از آتش‌سوزی و ایزوله کردن لوله‌های آب گرم، پوشش و نمای ساختمان و لنت ترمز خودروها استفاده می‌شد. اما به دلیل سرطان‌زا بودن آن، در بسیاری از کشورها تولید و استفاده از این ماده ممنوع شده است.
در هر شبانه‌روز معادل 7 تن آزبست یا لنت ترمز در هوای تهران تولید می‌شود. استنشاق آزبست یا لنت ترمز از راه تماس‌های شغلی یا محیطی اتفاق می‌افتد. آزبست به دلیل داشتن ویژگی‌های نسوز بودن و قابلیت انعطاف به شکل یک ماده صنعتی با ارزش درآمده است که برای آن بیش از 3000 مورد استفاده شناخته شده است.
در محیط زیست اصطکاک یا ساییدگی از لحاظ آلوده‌سازی هوا اهمیت زیادی دارد، این پدیده عبارتست از پراکندگی ذرات که در نتیجه ساییده شدن به وسیله مالش ایجاد می‌شوند. روزانه بیش از یک میلیون خودرو در سطح شهرهای بزرگ در آمد و شد هستند که به لحاظ وضعیت خاص ترافیک رانندگان پیوسته از ترمز استفاده می‌کنند.
با هر بار استفاده از ترمز خودرو مقداری از لنت ترمز تحت عمل اصطکاک لنت با کاسه یا دیسک چرخ ساییده شده و آزبست موجود در آن به شکل غبار از درز کاسه‌های چرخ و یا به طور مستقیم از کنار دیسک چرخ به زمین می‌ریزد و در هوا پراکنده شده و براثر جریان‌های سطحی هوای نزدیک به آسفالت خیابان (که حرکت اتومبیل‌ها آن را تشدید می‌کند) در محیط شهر پراکنده می‌شود.

پاک کردن محیط زیست از آزبست به عهده همه است. اگر در محل کارتان از آزبست استفاده شده است شما نیز به نوبه خود از مسئولان بخواهید تا محیط کار شما را از این آلودگی پاک کنند. این عمل به عهده مسئولان سازمان‌های مربوطه است تا محیط کاری را به محیطی سالم برای کار تبدیل کند. اگر حجم آزبست مصرفی کم باشد باید با نظارت شهرداری‌ها جمع‌آوری شود. در غیر این صورت باید با همکاری سازمان بازیافت در هر استان این موضوع پی‌گیری شود. در تمام موارد باید به جای استفاده از آزبست به ویژه زمانی که به عنوان عایق مورد استفاده قرار می‌گیرد از مواد و عایق‌های جایگزین آن استفاده شود

استفاده از لاستیکهای فرسوده در بتن

در هر سال فقط در ایالات متحده ۲۵۰ میلیون تایر فرسوده به وزن بیش از ۳ میلیون تن جمع آوری می شود. همچنین یکی از بزرگترین چالشهای محیط زیستی موجود در اطراف کلان شهرها در جهان نحوه بازیافت و حذف مواد لاستیکی زائد از چرخه زیست محیطی می باشد. یکی از راه حلهای که برای حل این مشکل پیشنهاد شده است استفاده از ذرات لاستیک تایر بعنوان یک ماده افزودنی در مصالح بر پایه سیمان است.

اگرچه بتن یک ماده محبوب و پراستفاده در مصالح ساختمانی است اما دارای تقطه ضعفهایی نیز می باشد . همانند مقاومت کششی پایین ، شکل پذیری پایین ، جذب انرژی کم، انقباض و جمع شدگی بتن (shrinkage) و در پی آن ترک خوردگی ناشی از آن و در نهایت ترکهای ناشی از عمل آوری نامناسب و سخت شدگی بتن (hardening and curing cracking). یافته های جدید نشان می دهد که استفاده از ذرات تایرهای فرسوده به میزان زیادی می تواند این نقاط ضعف بتن را برطرف کند. هر چند استفاده از لاستیک در آسفالت بیشتر از یک دهه است که صورت می گیرد اما کاربرد آن در بتن بتازگی صورت گرفته است و تحقیقات زیادی بر امکان سنجی آن انجام شده. هرچند این تحقیقات هنوز کامل نشده است اما روشهای آزمایشی مختلفی برای کاربرد این لاستیک ها حاصل گردیده است .

 

معمولا جایگزینی کامل سنگدانه های درشت دانه(شن) و سنگدانه های ریزدانه(ماسه ) با لاستیک بدلیل کاهش مقاومت شدید مناسب بنظر نمی رسد. ولی با جایگزینی نسبت کمی از آن با سنگدانه ها کاهش مقاومت ناچیزی صورت می گیرد که قابل صرفنظر کردن است.

 

مطالعات نشان می دهد که میزان لاستیک نباید از ۲۰-۱۷ درصد کل حجم سنگدانه ها بیشتر شود . همچنین آزمایشها نشان می دهد که استفاده از لاستیک در مخلوط بتن سیمانی میزان انقباض و ترکیدگی بتن در اثر از دست دادن آب (drying shrinkage) ،شکنندگی و مدول الاستیسته بتن را کاهش می دهد و بطور کلی پایایی و دوام ( durability) و سرویس دهی بتن سیمانی را افزایش میدهد. بتازگی دکتر زاوو (Dr. Zhu) استاد دانشگاه آریزونا در آمریکا تلاشهایی را برای کاربرد بتن لاستیکی در پروژه های مسکونی و تجاری آغاز کرده است. او در نمونه خود در حدود ۸ درصد وزن سیمان از لاستیکهای فرسوده ریزشده استفاده کرده است