پاسخ مستقیم: آنچه باید در مورد ساختمان های بتنی پیش ساخته بدانید
ساختمانهای بتنی پیش ساخته سازههایی هستند که از اجزای بتنی ریختهشده و پخته شده در یک محیط کارخانه مونتاژ میشوند و سپس برای نصب به محل کار منتقل میشوند. در مقایسه با ساخت و ساز در محل، روش های پیش ساخته معمولاً زمان بندی ساخت را کوتاه می کنند 30 تا 50 درصد زیرا قاب سازه، پانل های دیوار، دال های کف و تیرها تحت شرایط کنترل شده خشک می شوند در حالی که درجه بندی سایت و کار فونداسیون به صورت موازی انجام می شود. مهمترین متغیری که تعیین میکند آیا یک پروژه پیشساخته طبق برنامه و بودجه باقی میماند یا خیر است سیستم بالابر برای بتن پیش ساخته برای هر عنصر انتخاب شده است: لنگرها، درجها، کلاچها و سختافزار ریگ که به پانل یا تیر اجازه میدهد بدون ترکخوردن، فشار بیش از حد یا افتادن قطعه انتخاب شود، بچرخد و تنظیم شود. این یک تصمیم را اشتباه بگیرید و هر بازده دیگری که روش پیش ساخته ارائه می دهد با کار مجدد، تاخیرها و واحدهای آسیب دیده پاک می شود.
این راهنما تصویر کاملی را به طور کامل پوشش می دهد: ساختمان های بتنی پیش ساخته در واقع چیست و چگونه با ساخت و ساز سنتی مقایسه می شوند، هر نوع جزء اصلی مورد استفاده در قاب پیش ساخته، نحوه مهندسی سیستم های بالابر و انتخاب لنگر توسط لنگر، فرآیند ساخت از قالب تا محوطه انبار، ملاحظات طراحی سازه منحصر به فرد برای جابجایی بارها، روش های اتصال بین المان ها و روش های معمول حمل و نقل محرک های هزینه، تاثیر پایداری، و واژه نامه مفصل و بخش پرسش های متداول در پایان.
ساختمان های بتنی پیش ساخته چیست؟
ساختمان بتنی پیش ساخته که گاهی به آن ساختمان بتنی پیش ساخته نیز گفته می شود، به هر سازه ای گفته می شود که در آن عناصر باربر اولیه، ستون ها، تیرها، پانل های دیواری، دال های توخالی، پلکان ها خارج از محل در کارخانه تولید می شوند، سپس حمل و بر روی شالوده نهایی مونتاژ می شوند. این با بتن سنتی ریختهگری شده در محل متفاوت است، که در آن قالبها در محل ساخته میشوند و بتن مستقیماً در محل ریخته میشود و جایی که برای همیشه باقی میماند، خشک میشود.
محیط کارخانه به تولیدکنندگان کنترل دقیق تری بر طراحی مخلوط بتن، دمای پخت، رطوبت و تحمل قالب می دهد. این کنترل منجر به استحکام فشاری پایدارتر، سطوح صاف تر و عیوب کمتری نسبت به آنچه که معمولاً در یک محل کار باز در معرض آب و هوا قابل دستیابی است، می شود. همچنین به این معنی است که هر عنصری که گیاه را ترک میکند نیاز به یک روش داخلی برای برداشتن، جابجایی، چرخاندن و گیرش دارد، که دقیقاً همان نقشی است که یک سیستم بالابر بتن پیشساخته در طول عمر محصول، از لحظه جدا شدن از قالب تا روزی که به موقعیت نهایی خود روی سازه قرار میگیرد، ایفا میکند.
بتن پیش ساخته به عنوان یک روش ساخت و ساز بیش از یک قرن است که مورد استفاده قرار می گیرد، اما صنعت پیش ساخته مدرن که امروزه وجود دارد، ناشی از تلاش های بازسازی پس از جنگ بود، زمانی که تقاضا برای ساخت و ساز سریع و تکرارپذیر از آنچه قالب های ساخته شده در سایت می توانست ارائه دهد، پیشی گرفت. گیاهان اولیه تیرهای ساده و تخته های توخالی می ریختند. کارخانههای مدرن اکنون پانلهای دیواری ساندویچ عایقشده پیچیده، واحدهای نمای معماری با پرداختهای یکپارچه و اعضای سقف دو سه راهی با دهانه بلند را در یک چرخه تولید پیوسته ریختهاند.
ساختمانهای بتنی پیش ساخته در گستره وسیعی از انواع ساختوساز استفاده میشوند: انبارها و مراکز لجستیک، سازههای پارکینگ، ساختمانهای کشاورزی، سردخانهها، بلوکهای مسکونی کممرتبه و متوسط، مدارس و کارخانههای صنعتی. موضوع مشترک در همه آنها یک قاب یا پوشش ساختاری است که از اجزای کارخانه ای قابل تکرار ساخته شده است تا بتن ریخته شده در محل.
بتن پیش ساخته در مقابل ریخته گری در محل: یک مقایسه عملی
این دو روش آنقدر رقیب نیستند که ابزارهای مناسب برای پروفایل های مختلف پروژه هستند. ریختهگری در محل برای پایهها، هندسههای پیچیده که استاندارد کردن آنها در قالبهای تکرارپذیر دشوار است، و پروژههایی که در آنها انتقال عناصر بزرگ به محل غیرعملی است، رایج است. بتن پیش ساخته در پروژههایی با حاشیههای سازهای قابل تکرار، زمانبندی فشرده یا جایی که کیفیت ثابت کارخانه در اولویت نسبت به انعطافپذیری شکلدهی در محل است، برنده میشود.
| عامل | بتن پیش ساخته | بازیگران در محل |
|---|---|---|
| برنامه ریزی کنید | کار موازی کارخانه و سایت | متوالی، وابسته به آب و هوا |
| ثبات کیفیت | محیطی بالا و کنترل شده | متغیر، در معرض شرایط سایت |
| انعطاف پذیری طراحی | بهترین با خلیج های تکرار شونده | بهترین برای هندسه نامنظم |
| نیازهای نیروی کار سایت | پایین تر، عمدتا خدمه نعوظ | بالاتر، قالب بندی و تکمیل |
| الزامات حمل و نقل | لازم است، می تواند اندازه عنصر را محدود کند | هیچ، بتن در محل ریخته شده است |
مزایای اصلی ساخت و ساز بتن پیش ساخته
جذابیت ساخت و ساز بتن پیش ساخته به چندین مزیت عملی مربوط می شود که تقریباً در هر پروژه، صرف نظر از نوع ساختمان یا منطقه، نمایان می شود.
برنامه های کلی سریعتر
کار در سایت و ریختهگری خارج از محل بهجای متوالی، بهطور موازی اجرا میشوند، که بزرگترین صرفهجویی در زمان در بیشتر پروژهها است. در حالی که حفاری، ریختن فونداسیون و عملیات ناهمواری در محل انجام می شود، کارخانه به طور همزمان ستون ها، تیرها، پانل ها و دال ها را در یک چرخه تولید ثابت می کند. زمانی که فونداسیون ها به استحکام لازم برای دریافت اتصالات سازه ای می رسند، یک کامیون کامل از اجزای آماده نصب می تواند در محوطه منتظر باشد.
کیفیت ثابت و قابل تکرار
بچینگ کنترل شده، ارتعاش مکانیکی، و پخت تحت نظارت، تنوعی را که شرایط آب و هوایی و سایت در کار ریخته گری در محل ایجاد می کند، کاهش می دهد. یک پانل ریختهگریشده در یک کارخانه تحت کنترل آب و هوا در زمستان، تقریباً به همان استحکام و کیفیت نهایی یک قالب ریختهگری در تابستان میرسد، که به ندرت در مورد بتن ریختهشده در فضای باز در یک مکان باز صادق است.
کاهش همپوشانی کار و تجارت سایت
خدمه نصب اجزای تمام شده را به جای ساخت قالب و قرار دادن بتن در محل، مونتاژ می کنند، تعداد معاملات مورد نیاز در هر زمان را کاهش می دهند و هزینه هماهنگی را که با مدیریت چند خدمه همپوشانی در یک سایت محدود به وجود می آید، کاهش می دهند.
ضایعات مواد کمتر
قالب های فولادی یا فایبر گلاس قابل استفاده مجدد و بچینگ دقیق ضایعات قالب و ریزش بتن را در مقایسه با قالب های ساخته شده در محل، که اغلب از چوب و تخته سه لا ساخته می شوند که پس از چند بار استفاده دور ریخته یا تخریب می شوند، کاهش می دهد.
انعطاف پذیری طراحی بیشتر از حد انتظار
قالبهای پیشساخته مدرن میتوانند پوششهای معماری، سنگدانههای نمایان، بافتهای آجری و هندسههای پیچیده را تولید کنند که برای شکلگیری در محل کار فشرده میشود، در حالی که هنوز فرآیند تولید زیربنایی را به اندازه کافی استاندارد نگه میدارد تا سریع و مقرون به صرفه بماند.
هیچ یک از این مزایا به طور خودکار تحقق نمی یابد. آنها به اجزایی بستگی دارند که بدون آسیب به محل می رسند و به طور ایمن و کارآمد ساخته می شوند، جایی که مهندسی پشت سیستم بالابر برای بتن پیش ساخته تبدیل به بافت همبند بین کارخانه و ساختمان نهایی می شود.
انواع متداول اجزای ساختمانی بتنی پیش ساخته
اکثر ساختمانهای پیش ساخته از مجموعه کوچکی از خانوادههای اجزای تکرارشونده مونتاژ میشوند که هر کدام الزامات بلند کردن و جابجایی خاص خود را دارند.
ستون ها و تیرهای سازه ای
ستون ها و تیرها اسکلت اولیه یک قاب پیش ساخته را تشکیل می دهند. آنها معمولاً سنگینترین عناصر منفرد در یک کار هستند و به سختافزار بالابری با حاشیه ایمنی گسترده نیاز دارند، زیرا یک ستون میتواند چندین تن وزن داشته باشد و باید در هنگام نصب از حالت ریختهگری افقی به حالت ایستاده عمودی کج شود.
پانل های دیواری جامد
پانل های دیواری جامد پیش ساخته، چه ساختاری و چه غیر سازه ای، به صورت صاف ریخته می شوند و در محل به صورت عمودی کج می شوند. از آنجایی که آنها نسبت به طول و ارتفاع خود نازک هستند، اگر نقاط بالابر طبق طرح مهندسی شده بالابر قرار نگیرند، به ویژه در مرحله شیب به بالا مستعد ترک خوردن هستند.
ساندویچ پانل عایق
ساندویچ پانل ها از دو لایه بتنی تشکیل شده است که توسط یک لایه عایق صلب از هم جدا شده و با اتصال دهنده های برشی به هم گره خورده اند. این پانلها نسبت به پانلهای جامد سنگینتر و پیچیدهتر هستند، زیرا آنالیز بالابر باید رفتار ترکیبی بین دو لایه بتنی را نیز در نظر بگیرد و از فشار بیش از حد اتصال دهندهها در طول برداشت جلوگیری شود.
پانل های نما معماری
پانلهای معماری اغلب دارای یک صفحه تمامشده، سنگدانههای اکسپوز، رو به آجر، یا یک بافت فرمدار هستند که باید در حین جابجایی از تماس و لکهدار شدن محافظت شود. نقاط بالابر روی این پانلها اغلب فقط در قسمت پشتی قرار میگیرند و برای جلوگیری از علامتگذاری سطح تمامشده، از بالشبندی استفاده میشود.
دال های توخالی
دال های توخالی با حفره های پیوسته در طول واحد اکسترود می شوند تا وزن را کاهش دهند و در عین حال استحکام دهانه های کف و سقف را حفظ کنند. آنها با استفاده از حلقه های بالابر رشته یا لنگرهای بالابر تعبیه شده برای حفظ تنش های خمشی در محدوده طراحی در طول انتخاب، به صورت صاف بلند می شوند.
اسلب دو سه راهی
اعضای دو سه راهی برای کف و سقف با دهانه بلند، به ویژه در سازه های پارکینگ استفاده می شوند. شکل دنده متمایز آنها به این معنی است که نقاط بالابر باید مستقیماً روی دنده ها قرار گیرند، جایی که بخش دارای عمق کافی برای مقاومت در برابر استرس متمرکز پیک باشد.
راه پله ها و پیش ساخته های متفرقه
راه پله ها، فرودها، کاشت ها، و خزانه های خدماتی بیشتر بسته های ساختمانی پیش ساخته را تشکیل می دهند. این قطعات کوچکتر با شکل عجیب و غریب اغلب به پیکربندی های بالابر سفارشی به جای طرح های لنگر استاندارد مورد استفاده برای پانل ها و دال ها نیاز دارند.
عناصر پایه پیش ساخته
برخی از پروژه ها همچنین از پایه های پیش ساخته، تیرهای درجه یا دیوارهای فونداسیون برای فشرده سازی بیشتر برنامه زمان بندی سایت استفاده می کنند. این عناصر به طور کلی در واحد حجم نسبت به اجزای درجه بالاتر سنگینتر هستند و با توجه به هندسه ضخیم و فشردهشان به سختافزار بالابر قویتری نیاز دارند.
سیستم بالابر برای بتن پیش ساخته: چگونه کار می کند
سیستم بالابر برای بتن پیش ساخته زنجیره کاملی از سخت افزار و برنامه ریزی است که یک عنصر ریخته گری را بدون آسیب از قالب به محل استراحت نهایی خود می رساند. این یک محصول واحد نیست، بلکه سیستمی است که از چندین بخش مرتبط تشکیل شده است که همگی باید با وزن، شکل و ترتیب عملکرد قطعه خاص در حال جابجایی مطابقت داشته باشند.
لنگرها و درج های بالابر تعبیه شده
لنگرهای بالابر قبل از اینکه بتن سخت شود مستقیماً به داخل بتن ریخته می شود. سبک های متداول لنگر عبارتند از لنگرهای صفحه تخت، لنگرهای سر کروی، لنگرهای حلقه ای و درج های رزوه ای. هر نوع لنگر با درجه بندی تولید می شود محدودیت بار کاری و نوع صحیح به هندسه عنصر بستگی دارد، اینکه آیا لنگر مستقیماً به سمت بالا بارگذاری می شود یا با زاویه، و اینکه آیا قطعه در حین انتخاب از صاف به عمود کج می شود.
کلاچ و کوپلر بالابر
کلاچ بالابر قطعه سخت افزاری قابل استفاده مجدد است که زنجیر یا کابل جرثقیل را به لنگر تعبیه شده متصل می کند. کلاچ ها طوری طراحی شده اند که با مشخصات لنگر خاصی مطابقت داشته باشند، بنابراین یک لنگر سر کروی و یک لنگر صفحه تخت هر کدام به طراحی کلاچ متفاوتی نیاز دارند. استفاده از ترکیب کلاچ و لنگر ناهماهنگ یکی از رایج ترین و قابل پیشگیری ترین علل ریزش عناصر پیش ساخته است.
تیرهای پخش کننده و قاب های بالابر
برای عناصر بلند و باریک مانند تیرها یا پانل های دیواری، یک تیر پخش کننده بار تک قلاب جرثقیل را در نقاط مختلف توزیع می کند و زوایای کابل را نزدیک به عمود نگه می دارد و بار جانبی را بر روی هر لنگر کاهش می دهد. قاب های بالابر برای اشکال نامنظم که در آن هندسه ریگ استاندارد کار نمی کند، هدف مشابهی دارد.
سخت افزار Tilt-Up
پانل های دیواری که به صورت افقی ریخته می شوند باید تقریباً 90 درجه بچرخند تا به موقعیت عمودی نهایی خود برسند. سختافزار شیبدار، از جمله لنگرهای نصب شده در بالای پانل و نقاط لولا در پایه، این چرخش را مدیریت میکنند تا تنشها در طول چرخش در ظرفیت طراحی پانل باقی بماند، نه فقط در لحظهای که جرثقیل بار را برای اولین بار میگیرد.
هندسه ریگینگ و زوایای زنجیر
زاویه بین پایه ریگینگ و صفحه افقی عنصر تأثیر مستقیمی بر باری که هر لنگر تجربه می کند دارد. همانطور که زاویه از افقی کاهش می یابد، به این معنی که ریگ کم عمق تر یا گسترده تر می شود، تنش در هر پا به شدت افزایش می یابد حتی اگر وزن کل بلند شده تغییر نکرده باشد. به همین دلیل است که پلان های بالابر حداقل زاویه قلاب را مشخص می کنند که معمولاً بالای 45 درجه از افقی نگه داشته می شود تا از بارگذاری غیرمنتظره لنگرهایی که فقط برای انتخاب شیب دارتر و عمودی تر رتبه بندی شده اند جلوگیری شود.
عوامل پویا و تاثیر
وزن ایستا یک عنصر تنها نقطه شروع برای اندازه گیری یک سیستم بالابر است. جرثقیل ها در حین پیک شتاب و کاهش می یابند، و حتی یک بالابر صاف به نظر می رسد یک جهش کوتاه در بار بالاتر از وزن استاتیک ایجاد می کند. آنالیزهای بالابر معمولاً از یک ضریب تقویت دینامیکی برای در نظر گرفتن این امر استفاده می کنند، همراه با یک مقدار اضافی برای ضربه اگر قطعه در هنگام جداسازی یا گیرش با قالب، عناصر مجاور یا زمین تماس پیدا کند.
حاشیه ایمنی به زبان ساده: سختافزار پیشساخته بالابر معمولاً با محدودیت بار کاری بسیار کمتر از مقاومت نهایی لنگر، معمولاً در نسبتی در محدوده 4:1 یا 5:1 انتخاب میشود. این شکاف به طور خاص برای جذب بارگذاری ضربه، زوایای انتخاب ناهموار و ناهماهنگی جزئی وجود دارد که به طور معمول در حین جابجایی در دنیای واقعی اتفاق میافتد، نه فقط وزن ثابت قطعه.
مقایسه سخت افزار معمولی بالابر پیش ساخته
انتخاب سخت افزار مناسب برای یک عنصر معین معمولاً به تطابق سبک لنگر با شکل و جهت انتخاب قطعه، همانطور که در زیر خلاصه می شود، انجام می شود.
| نوع سخت افزار | استفاده معمولی | جهت را انتخاب کنید | قابل استفاده مجدد |
|---|---|---|---|
| لنگر صفحه تخت | پانل های دیواری، بخش های نازک | عمودی یا کج به بالا | خیر (جاسازی شده) |
| لنگر سر کروی | تیرها، ستونها | زاویه دار یا عمودی | خیر (جاسازی شده) |
| درج رشته ای | اسلب، راه پله | عمودی | خیر (جاسازی شده) |
| حلقه بلند کردن رشته | دال های توخالی | افقی | خیر (جاسازی شده) |
| کلاچ بالابر | ریگ را به لنگر متصل می کند | لنگر مسابقات | بله |
| پرتو پخش کننده | پرتوهای بلند، پانل های عریض | افقی | بله |
| لولای شیب دار | چرخش پایه پانل دیواری | صاف به عمودی | بله |
اجزای بتنی پیش ساخته چگونه ساخته می شوند
تولید پیش ساخته از یک توالی تکرارپذیر پیروی می کند که برای محافظت از کیفیت بتن و سخت افزار بالابر تعبیه شده در هر قطعه طراحی شده است.
- قالب های فولادی یا فایبرگلاس تمیز می شوند، با ماده آزاد کننده روغن کاری می شوند و به ابعاد مورد نیاز مونتاژ می شوند.
- فولاد تقویتکننده، توری و هر گونه لنگر بالابر تعبیهشده طبق نقشه کارگاه در موقعیتی قرار میگیرند و بسته میشوند.
- بتن دستهبندی میشود، برای اسلامپ و محتوای هوا آزمایش میشود و با لرزش مکانیکی در قالب قرار میگیرد تا فضاهای خالی از بین برود.
- این عنصر تحت دمای کنترل شده، گاهی اوقات با بخار یا بسترهای گرم تسریع میشود، تا زمانی که به استحکام کافی برای جداسازی برسد.
- قالب کنده می شود و قطعه با استفاده از لنگرهای تعبیه شده آن از بستر ریخته گری بلند می شود که اولین آزمایش واقعی عملکرد سیستم بالابر است.
- عناصر به حیاط ذخیرهسازی منتقل میشوند، جایی که قبل از بارگیری برای حمل، به استحکام کامل طراحی میرسند.
توجه داشته باشید که مرحله پنجم، برداشتن اولیه از قالب، در حالی اتفاق میافتد که بتن اغلب از مقاومت طراحی ۲۸ روزه خود کم است. به همین دلیل است که قرار دادن لنگر بالابر بر اساس مقاومت اولیه بتن در زمان جداسازی محاسبه می شود، نه فقط مقاومت نهایی آن، و چرا عجله در این مرحله یک منبع رایج ترک در محوطه های پیش ساخته است.
انواع قالب و چرخه های استفاده مجدد
قالبهای فولادی متداولترین انتخاب برای شکلهای تکرارشونده با حجم بالا مانند دالهای توخالی و تیرهای استاندارد هستند، زیرا تحملهای زیادی در هزاران دوره استفاده مجدد دارند. قالب های فایبرگلاس و چوبی برای اشکال معماری یا یکباره رایج تر است، جایی که هزینه ابزار اولیه کمتر از طول عمر قابل استفاده کوتاه تر است. تعداد استفاده مجدد از قالب یکی از بزرگترین محرک های هزینه هر واحد در تولید پیش ساخته است، زیرا سرمایه گذاری ابزار در هر قطعه ریخته شده در آن قالب پخش می شود.
طراحی مخلوط بتن برای پیش ساخته
مخلوطهای پیشساخته اغلب برای افزایش استحکام اولیه نسبت به مخلوطهای معمولی ریختهگری در محل طراحی میشوند، زیرا برنامه تولید به برداشتن قالبها و استفاده مجدد از آنها در سریعترین زمان ممکن بستگی دارد. این اغلب به معنای کاهش نسبت آب به سیمان، استفاده از افزودنی های تسریع کننده و گاهی اوقات مواد سیمانی مکمل است که هم مقاومت اولیه و هم دوام طولانی مدت را بهبود می بخشد.
روش های پخت
عمل آوری محیطی تحت یک آب و هوای داخلی کنترل شده برای عناصر استاندارد رایج است، در حالی که پخت با بخار یا تخت های گرم شده تابشی برای تسریع بیشتر در افزایش استحکام استفاده می شود، به ویژه در آب و هوای سردتر یا جایی که برنامه های تولید مستلزم جداسازی یک روزه است. دما و مدت عمل آوری به دقت ردیابی می شود، زیرا هم عمل آوری کم و هم افزایش حرارت بیش از حد سریع می تواند بر مقاومت و دوام طولانی مدت بتن تأثیر بگذارد.
حمل و نقل حیاط انبار
پس از جداسازی، المانها معمولاً روی تکیهگاههای چوبی، چوبی یا فولادی که در نقاط محاسبهشده در طول عنصر قرار میگیرند، ذخیره میشوند تا از وارد شدن تنشهای خمشی جدید در حالی که قطعه به استحکام کامل ادامه میدهد، جلوگیری شود. پانل ها اغلب در قفسه های A-frame ذخیره می شوند که آنها را تقریباً عمودی نگه می دارد، که باعث کاهش ردپای محوطه و به حداقل رساندن جابجایی اضافی قبل از حمل و نقل می شود.
ملاحظات طراحی سازه برای عناصر پیش ساخته
مهندسانی که عناصر پیش ساخته را طراحی می کنند باید شرایط بارگذاری را در نظر بگیرند که پس از اتمام ساختمان هرگز رخ نمی دهد، اما در حین جابجایی اجتناب ناپذیر است. یک پانل دیواری در موقعیت نهایی خود فقط بارهای ثقلی و جانبی را حمل می کند، اما در حین بالا بردن شیب به بالا نیز فشار خمشی ناشی از پشتیبانی در چند نقطه مجزا به جای طول کامل خود را تحمل می کند.
به همین دلیل، موقعیت هر لنگر بالابر معمولاً از طریق یک لنگر اختصاصی تعیین می شود تجزیه و تحلیل بلند کردن ، جدا از طراحی ساختاری در حال سرویس نهایی. این تجزیه و تحلیل استحکام بتن را در سن خاصی که بلند می شود، توزیع وزن عنصر، زاویه دکل، و اثرات دینامیکی ناشی از شتاب جرثقیل و بارگذاری شوک جزئی در حین برداشت را محاسبه می کند.
مدیریت استرس های رایج برای طراحی در برابر
- تنش خمشی ناشی از دهانه های بدون تکیه گاه در طول بالابرهای مسطح عناصر بلند و نازک.
- تنش پیچشی زمانی که یک قطعه کمی خارج از مرکز یا با طول پاهای ناهموار برداشته شود.
- در صورتی که اپراتور جرثقیل خیلی سریع بلند شود یا قطعه در حین جداسازی با قالب تماس پیدا کند، بارگذاری ضربه وارد می شود.
- تنش دورانی در طول توالی شیب به بالا، که در آن توزیع نیروی داخلی به طور پیوسته با چرخش پانل از صاف به عمودی تغییر میکند.
قرار دادن لنگر متقارن
تا جایی که ممکن است، لنگرهای بالابر به طور متقارن در اطراف مرکز ثقل عنصر قرار می گیرند، بنابراین قطعه در طول انتخاب به جای کج شدن به یک سمت، آویزان می شود. عناصر نامتقارن، مانند پانلهایی با دهانههای بزرگ پنجره یا خطوط نامنظم، نیاز به تحلیل بالابر دارند تا موقعیتهای لنگر را از یک شبکه متقارن ساده دور کند تا قطعه علیرغم توزیع ناهموار توده بتن متعادل بماند.
دهانه ها و تأثیر آنها بر نقاط بالابر
بازشوهای در و پنجره جرم بتن را حذف کرده و مسیر بارگذاری مداوم را از طریق یک پانل قطع می کند. نقاط بالابر در نزدیکی دهانه های بزرگ باید برای جلوگیری از تمرکز تنش خمشی در بخش کاهش یافته ایجاد شده توسط دهانه قرار گیرند، به همین دلیل است که پانل های با دهانه های بزرگ اغلب به لنگرهای اضافی فراتر از تعداد استاندارد مورد استفاده برای یک پانل جامد با همان اندازه کلی نیاز دارند.
هماهنگی طراحی بالابر با طراحی نهایی سازه
موقعیت های لنگر بالابر مستقل از سازه تمام شده انتخاب نمی شوند. مکانهای لنگر باید از تضاد با قرارگیری فولاد تقویتکننده، مجرای تعبیهشده، سختافزار اتصال، و هرگونه نمای یا تکمیل معماری اجتناب کنند، به این معنی که مهندس بالابر و جزئیات سازه معمولاً بهجای افزودن نقاط بالابر به عنوان یک فکر بعدی، چیدمان لنگر را در اوایل فرآیند طراحی کارگاه هماهنگ میکنند.
روش های اتصال بین عناصر پیش ساخته
هنگامی که یک عنصر پیش ساخته در موقعیت خود قرار می گیرد، نیاز به اتصال دائمی به سازه اطراف دارد. روش اتصال انتخاب شده هم بر توالی نعوظ و هم بر میزان مهاربندی موقت مورد نیاز در حین بهبود یا نهایی شدن اتصالات تأثیر می گذارد.
اتصالات آستین گروت شده
اتصالات آستین گروت شده از یک آستین فولادی ریخته گری شده در یک عنصر استفاده می کند که یک میله تقویت کننده بیرون زده را از قطعه مجاور دریافت می کند، با دوغاب با استحکام بالا که پس از تراز شدن قطعات، فضای حلقوی را پر می کند. این روش برای اتصالات ستون به فونداسیون و ستون به ستون که تداوم ساختاری کامل مورد نیاز است رایج است.
اتصالات صفحه پیچ
اتصالات پیچ و مهره ای از صفحات فولادی تعبیه شده در هر عنصر استفاده می کنند که در محل با پیچ و مهره یا زوایای فولادی جوش داده شده متصل می شوند. این اتصالات فوراً به استحکام کامل می رسند، که باعث می شود مهاربندی موقت زودتر از اتصالاتی که به زمان پخت دوغاب بستگی دارد، برداشته شود.
اتصالات ورق جوش داده شده
مشابه صفحات پیچ و مهره ای، اتصالات جوش داده شده، صفحات فولادی تعبیه شده را مستقیماً با جوشکاری میدانی می پیوندند. این روش سریع است و استحکام فوری را فراهم می کند، اما نیاز به توجه دقیق به کیفیت جوش و حفاظت در برابر آتش از اتصال پس از محصور شدن سازه دارد.
اتصالات رولپلاک و کلید
اتصالات رولپلاک از میله های فولادی بیرون زده استفاده می کند که در یک کلید یا جیب قرار می گیرند و بعداً با دوغاب یا بتن پر می شوند. این روش بین دال های کف و تیرهای نگهدارنده رایج است، جایی که به انتقال نیروهای برشی افقی در سراسر دیافراگم تشکیل شده توسط کف تکمیل شده نیز کمک می کند.
بررسی کیفیت قبل از هر آسانسور
از آنجایی که یک آسانسور ناموفق می تواند به کل یک عنصر پیش ساخته آسیب برساند یا کارگران را در معرض خطر قرار دهد، اکثر حیاط های پیش ساخته و خدمه نصب قبل از هر بار، نه فقط اولین بار در روز، یک مجموعه کوتاه اما ثابت از بررسی ها را انجام می دهند.
قبل از بلند کردن
خدمه تأیید می کنند که بتن به حداقل مقاومت مورد نیاز برای آن بالابر خاص رسیده است، لنگرهای تعبیه شده را از نظر آسیب یا ناهماهنگی بررسی می کنند و تأیید می کنند که کلاچ منطبق با نوع لنگر نصب شده در آن عنصر خاص استفاده می شود.
در طول لیفتینگ
المان در ابتدا به آرامی بالا میرود تا تعادل و زاویه ریگ قبل از ادامه برداشت کامل تأیید شود و اپراتور جرثقیل مراقب هرگونه حرکت، پیچش یا صدای غیرعادی است که میتواند نشان دهنده مشکل سختافزاری باشد.
پس از تنظیم
هنگامی که یک قطعه در موقعیت نهایی خود قرار می گیرد، خدمه قبل از رها کردن دکل، شاقول، تراز و یاتاقان را بررسی می کنند و قطعه را برای هر گونه ترکی که ممکن است در حین انتخاب رخ داده باشد، بررسی می کنند.
بازرسی سخت افزاری در حال انجام
سخت افزار قابل استفاده مجدد، کلاچ ها، تیرهای پخش کننده و زنجیر، بر اساس یک برنامه تکراری جدا از بررسی های تکی بالابر بررسی می شود، زیرا سایش سخت افزار باربر به تدریج در صدها بالابر جمع می شود و ممکن است با یک بررسی بصری قبل از یک انتخاب خاص مشخص نباشد.
عیوب متداول پیش ساخته و چگونگی جلوگیری از بلند کردن صحیح آنها
بسیاری از عیوب مشاهده شده در عناصر پیش ساخته پس از جابجایی به مشکلات در خود بالابر برمی گردد تا محل بتن اولیه.
رسیدگی به ترک ها
ترکهای ریز که در نزدیکی نقاط بالابر یا در وسط پانل پس از جداسازی ظاهر میشوند، معمولاً به دلیل بلند کردن بتن قبل از رسیدن بتن به استحکام اولیه کافی، یا موقعیتهای لنگر که با توزیع وزن واقعی قطعه تمام شده مطابقت ندارد، ایجاد میشوند.
بریدگی گوشه و آسیب لبه
آسیب گوشه اغلب ناشی از تماس با قالب، عناصر مجاور یا حفرههای ذخیرهسازی در حین چیدن و جابجایی است، نه از خود سختافزار بالابر، به همین دلیل است که دکلکاریهای پرشده و رویههای پایینکشی دقیق به اندازه انتخاب لنگر اهمیت دارند.
حفره های اشکال و حفره های سطحی
حفرههای سطحی کوچک، که معمولاً سوراخهای حشرهای نامیده میشوند، معمولاً به ارتعاش ناکافی در حین قرار دادن به جای فرآیند بلند کردن باز میگردند، اما اغلب در طول بازرسی که پس از برداشتن اولیه از قالب انجام میشود، مشاهده میشوند.
کشش لنگر
خرابی های کششی، جایی که یک لنگر تعبیه شده از بتن اطراف تحت بار جدا می شود، تقریباً همیشه به مقاومت ناکافی بتن در زمان بالا بردن، عمق تعبیه لنگر ناکافی، یا لنگرهایی که خیلی نزدیک به لبه آزاد قرار می گیرند و بدون آرماتور مورد نیاز برای مقاومت در برابر شکست بتن در نتیجه قرار می گیرند، مرتبط هستند.
توالی نعوظ در محل
مونتاژ یک ساختمان بتنی پیش ساخته در محل عموماً بدون توجه به اندازه ساختمان از همان توالی گسترده پیروی می کند، اگرچه مقیاس سرعت و اندازه خدمه با پیچیدگی پروژه.
- پایه ها، پایه ها و اتصالات پایه ستون قبل از رسیدن هر گونه تحویل پیش ساخته تکمیل و بررسی می شوند.
- ستون ها ابتدا بلند می شوند، در اتصالات پایه قرار می گیرند، لوله کشی می شوند و به طور موقت مهاربندی می شوند.
- تیرها بلند شده و بین ستون ها متصل می شوند تا قاب اولیه را تشکیل دهند.
- پانل های دیواری به سمت بالا کج می شوند و به قاب متصل می شوند، طبق طرح مهندسی شده بالابر و مهاربندی برای هر پانل.
- دال های کف و سقف روی قاب تکمیل شده قرار می گیرند و در محل اتصالات تزریق می شوند.
- مهاربندی موقت پس از رسیدن اتصالات دائمی به استحکام کافی برداشته می شود و سازه برای معاملات بعدی واگذار می شود.
مهاربندی موقت
ستون ها و پانل های دیواری به ندرت به خودی خود پایدار هستند در لحظه ای که ریگینگ آزاد می شود. مهاربندهای فولادی قابل تنظیم که به فونداسیون متصل شده اند، هر عنصر را تا زمانی که به اندازه کافی از ساختار اطراف وصل شود تا پشتیبانی جانبی دائمی ایجاد کند، ثابت نگه می دارد. چیدمان مهاربندی از قبل به عنوان بخشی از همان مهندسی نعوظ که بر توالی بلند کردن حاکم است، برنامه ریزی شده است.
توالی برای به حداقل رساندن تغییر موقعیت جرثقیل
طرحهای نصب معمولاً انتخابها را بر اساس موقعیت جرثقیل بهجای منطق ساختاری گروهبندی میکنند، و هر عنصر قابل دسترسی از یک مکان جرثقیل را قبل از تغییر مکان تنظیم میکنند، زیرا تغییر موقعیت یک خزنده بزرگ یا جرثقیل برجی زمان بسیار بیشتری نسبت به انتخاب خود فرد صرف میکند.
حمل و نقل و تدارکات برای عناصر پیش ساخته
رساندن یک عنصر پیش ساخته از کارخانه به محل به طور ایمن چالش تدارکاتی خود است، و همان لنگرهای بالابر مورد استفاده در حیاط اغلب دوباره برای بارگیری و تخلیه قطعه از تریلر تحویل استفاده می شود.
انتخاب تریلر
تریلرهای تخت تخت تیرهای استاندارد و پانلهای کوتاه را کنترل میکنند، در حالی که تریلرهای تخصصی A-frame پانلهای دیواری را در موقعیتی تقریباً عمودی حمل میکنند تا تنش خمشی در طول حمل و نقل کاهش یابد. تریلرهای قابل گسترش یا هدایت شونده برای عناصر غیر معمول طولانی مانند تیرهای با دهانه بلند یا اعضای دو سه راهی استفاده می شود.
برنامه ریزی مسیر برای بارهای بزرگ
عناصری که از حد استاندارد عرض، ارتفاع یا وزن فراتر می روند، به بررسی مسیر برای تأیید فاصله پل، شعاع گردش در تقاطع ها و هرگونه محدودیت بار در طول مسیر تحویل نیاز دارند و اغلب به وسایل نقلیه اسکورت برای حرکت نیاز دارند.
توالی بارگیری و سفارش تحویل
المان های پیش ساخته معمولاً به ترتیب معکوس بر روی تریلر بارگذاری می شوند، به طوری که قطعه مورد نیاز ابتدا از تریلر جدا می شود و میزان به هم زدن در محل را به حداقل می رساند و زمان بیکار ماندن جرثقیل در انتظار برای دسترسی به قطعه مناسب را کاهش می دهد.
ایمن سازی عناصر در حین حمل و نقل
تسمهها و مسدودکنندهها برای جلوگیری از جابهجایی بدون وارد کردن تنشهای خمشی جدید به عنصر قرار میگیرند، و با همان درک از نقاط تکیهگاه و مسیرهای بار استفاده شده در تحلیل اصلی بالابر کار میکنند، زیرا لرزش ترانزیت و ترمز ناگهانی میتواند بارهایی را اعمال کند که قطعه هرگز برای مقاومت در برابر یک نقطه پشتیبانی ناخواسته طراحی نشده است.
آب و هوا و شرایط محل در هنگام نعوظ
باد مهمترین عامل آب و هوایی است که بر نصب پیش ساخته تأثیر میگذارد، زیرا پانلهای مسطح بزرگ هنگامی که از روی تریلر برداشته میشوند یا به صورت عمودی کج میشوند، مانند بادبانها رفتار میکنند. طرحهای نصب معمولاً حداکثر سرعت باد را تعیین میکنند که بالاتر از آن عملیات بلند کردن مکث میشود و خدمه بهجای تکیه بر یک بررسی در ابتدای روز، شرایط را به طور مداوم نظارت میکنند.
آب و هوای سرد به طور غیرمستقیم، با کاهش سرعت افزایش مقاومت بتن، بر زمانبندی بالابرها تأثیر میگذارد. بالابر برنامه ریزی شده برای یک سن خاص پس از ریخته گری ممکن است نیاز به تأخیر در شرایط سرد داشته باشد تا زمانی که بتن واقعاً به مقاومت مورد نیاز برسد، که این امر از طریق نمونه های آزمایشی صحرایی تائید می شود و نه از یک برنامه استاندارد فرض می شود.
عوامل هزینه در پروژه های بتنی پیش ساخته
هزینه های ساخت بتن پیش ساخته با ترکیبی از عوامل متفاوت از کار ریخته گری در محل هدایت می شود. فاصله حمل و نقل از کارخانه به سایت اهمیت بیشتری دارد، زیرا عناصر پیش ساخته سنگین برای حمل مسافت های طولانی گران هستند و ممکن است برای بارهای بزرگ به مجوز مسیر نیاز داشته باشند. پیچیدگی قالب و تعداد استفاده مجدد نیز مهم است، یک قالب پانل تکرار شونده ساده هزینه خود را بر روی بسیاری از ریختنهای یکسان تقسیم میکند، در حالی که یک قطعه معماری بسیار سفارشی هزینههای قالب را برای هر واحد بسیار بالاتر دارد.
زمان جرثقیل و اجاره تجهیزات بالابر نیز سهم بیشتری از کل هزینه پروژه های پیش ساخته نسبت به کارهای ریخته گری در محل دارد، زیرا تقریباً هر عنصر سازه ای به انتخاب جرثقیل نیاز دارد، که برای اولین بار انتخاب سیستم بالابر مناسب برای بتن پیش ساخته را به ارمغان می آورد، زیرا تجهیز مجدد یک آسانسور با برنامه ریزی نامناسب می تواند باعث هدر رفتن زمان بندی جرثقیل در کل روز شود.
استهلاک قالب
یک قالب فولادی که در صدها بار یکسان استفاده میشود، هزینه ابزارآلات خود را به کسری کوچک از قیمت کل هر واحد کاهش میدهد، در حالی که قالبی که برای یک قطعه معماری یکبار ساخته میشود، ممکن است نیاز داشته باشد که تمام هزینههای خود را از یک دوره ریختهگری بازیابی کند، به همین دلیل است که طرحهای ساختمانی بسیار تکرارشونده تمایل دارند کمترین قیمت پیشساخته را برای هر واحد تولید کنند.
تغییر هزینه نیروی کار
ساخت و ساز پیش ساخته ساعات کار را از سایت دور می کند و به کارخانه منتقل می کند، که به طور کلی قرار گرفتن در معرض حق بیمه نرخ نیروی کار سایت، اضافه کاری ناشی از تاخیرهای آب و هوایی و هزینه سربار ایمنی از هماهنگی چندین تجارت در یک سایت پر ازدحام را به طور همزمان کاهش می دهد.
بهره وری مواد و پایداری
ساخت و ساز بتن پیش ساخته نسبت به روش های ریخته گری در محل ضایعات کمتری در محل کار تولید می کند، زیرا قالب صدها بار در کارخانه استفاده می شود تا اینکه در هر پروژه ساخته و دور ریخته شود. بچینگ دقیق در محیط کارخانه همچنین باعث کاهش ریزش بتن میشود و برشهای فولاد تقویتکننده راحتتر در یک کارخانه تولید ثابت جمعآوری و بازیافت میشوند تا اینکه در یک محل کار پراکنده شوند.
سختافزارهای قابل استفاده مجدد، تیرهای پخشکننده، کلاچها و زنجیر ریگ نیز به این کارآیی کمک میکنند، زیرا مجموعهای از ابزارها بر خلاف خود لنگرهای تعبیهشده که بهطور دائم در بتن باقی میمانند، به جای اینکه یکبار مصرف باشند، هزاران آسانسور را در طول عمر تجهیزات مدیریت میکنند.
ساندویچ پانل های عایق شده همچنین به عملکرد انرژی عملیاتی ساختمان نهایی کمک می کنند، زیرا لایه عایق به جای اینکه به عنوان یک لایه جداگانه در محل نصب شود، در خود مجموعه دیوار تعبیه شده است، که باعث کاهش پل حرارتی در مقایسه با برخی از مجموعه های دیوار ساخته شده در سایت می شود.
واژه نامه اصطلاحات پیش ساخته و بلند کردن
- محدودیت بار کاری: حداکثر باری که یک قطعه سخت افزار بالابر برای حمل در شرایط استفاده معمولی رتبه بندی شده است.
- زاویه زنجیر: زاویه بین پایه ریگ و صفحه افقی عنصری که بلند می شود.
- ضریب تقویت دینامیک: اضافه شده به بار استاتیک برای محاسبه شتاب و شوک جزئی در حین انتخاب جرثقیل اعمال می شود.
- شیب به بالا: فرآیند چرخش یک پانل ریخته گری افقی به موقعیت عمودی نهایی آن در محل.
- Dunnage: تکیه گاه های چوبی یا فولادی در زیر عناصر پیش ساخته ذخیره شده در نقاط محاسبه شده قرار می گیرند تا از تنش خمشی ناخواسته جلوگیری شود.
- آستین گروت شده: یک روش اتصال که در آن یک آستین فولادی که در یک عنصر ریخته می شود، میله ای را از یک قطعه مجاور دریافت می کند که با دوغاب با استحکام بالا پر شده است.
- پرتو پخش کننده: یک تیر صلب که برای توزیع یک بار قلاب جرثقیل در چندین نقطه انتخاب روی یک عنصر استفاده می شود.
- سوراخ اشکال: یک فضای خالی سطح کوچک در بتن پخته شده که معمولاً در اثر هوای حبس شده در حین قرار دادن ایجاد می شود.
سوالات متداول
سیستم بالابر برای بتن پیش ساخته از چه چیزی تشکیل شده است؟
این معمولاً شامل لنگرهای تعبیهشده در بتن، کلاچهای بالابر منطبق است که به قطعات جرثقیل متصل میشوند، و در بسیاری از موارد یک تیر پخشکننده یا قاب بالابر که بار را در نقاط مختلف توزیع میکند.
چرا نمی توان از قلاب جرثقیل برای بلند کردن پانل های پیش ساخته استفاده کرد؟
یک قلاب عمومی نمی تواند به طور ایمن یا یکنواخت لنگر تعبیه شده را درگیر کند. یک کلاچ منطبق برای قفل شدن بر روی هندسه لنگر خاص طراحی شده است، بار را به درستی پخش می کند و از لغزش در حین انتخاب جلوگیری می کند.
چه مدت پس از ریخته گری می توان یک عنصر پیش ساخته را بلند کرد؟
این بستگی به مخلوط بتن و روش پخت دارد، اما عناصر معمولاً زمانی از قالب خارج میشوند که به مقاومت اولیه مشخصی که در آنالیز بلند کردن تعریف شده است، برسند، که بسیار کمتر از مقاومت طراحی 28 روزه است.
چه چیزی باعث ایجاد ترک در حین بلند کردن پیش ساخته می شود؟
شایعترین دلایل بلند کردن بتن قبل از رسیدن بتن به استحکام کافی، استفاده از لنگرهایی است که برای شکل عنصر به درستی قرار نمیگیرند، یا اعمال زوایای ناهمواری که تنش را به جای توزیع یکنواخت در یک نقطه متمرکز میکند.
آیا لنگرهای پیش ساخته بالابر قابل استفاده مجدد هستند؟
نه، لنگرهای تعبیه شده به طور دائم در بتن ریخته می شوند. بخش قابل استفاده مجدد سیستم سخت افزار خارجی، کلاچ ها، تیرهای پخش کننده و زنجیر ریگ است که به طور مکرر در بسیاری از بالابرهای مختلف استفاده می شود.
تفاوت بین لنگر بالابر و درج بالابر چیست؟
این اصطلاحات اغلب به جای یکدیگر استفاده می شوند، اما به طور کلی یک لنگر به یک عنصر فولادی شکل با سر شکل داده شده اشاره دارد، در حالی که یک درج اغلب به یک سوکت رزوه ای اشاره دارد که یک چشم بلند کننده از نوع پیچ جداگانه در محل پیچ می شود.
آیا همه عناصر پیش ساخته به تیر پخش کننده نیاز دارند؟
خیر، تیرهای پخش کننده عمدتاً برای عناصر طولانی یا عریض استفاده می شود که در آن یک پیک تک نقطه ای باعث ایجاد زوایای بیش از حد کابل یا توزیع ناهموار بار می شود. قطعات کوتاهتر یا فشردهتر اغلب با یک زنجیر ساده چند پایه بلند میشوند.
محل نصب لنگرهای بالابر چگونه تعیین می شود؟
موقعیتهای لنگر از تجزیه و تحلیل بلند کردن به دست میآیند که وزن، شکل، مقاومت بتن عنصر در زمان بالابردن و توالی دستکاری خاصی را که طی میکند، از قالبگیری تا نصب نهایی، محاسبه میکند.
چرا زوایای زنجیر در حین بالابر بسیار مهم است؟
با کم عمق تر شدن زاویه زنجیر، کشش حمل شده توسط هر پایه دکل به شدت افزایش می یابد، حتی اگر وزن کل تغییر نکرده باشد، که می تواند لنگری را که فقط برای زاویه انتخاب تندتر ارزیابی شده بود، اضافه بار کند.
آیا می توان عناصر پیش ساخته را در شرایط باد بلند کرد؟
پانلهای تخت بزرگ بهخصوص به باد حساس هستند، بنابراین طرحهای نصب معمولاً آستانه حداکثر سرعت باد را تعیین میکنند که بالاتر از آن، عملیات بلند کردن تا بهبود شرایط متوقف میشود.
اگر یک لنگر بالابر خیلی نزدیک به لبه پانل قرار گیرد چه اتفاقی میافتد؟
یک لنگر که خیلی نزدیک به لبه آزاد و بدون آرماتور کافی اطراف قرار می گیرد، می تواند باعث شکسته شدن بتن اطراف آن تحت بار شود، به همین دلیل است که حداقل فاصله لبه ها بخشی استاندارد از هر تحلیل بالابری است.
آیا هوای سرد روی زمانی که می توان یک عنصر پیش ساخته را بلند کرد تأثیر می گذارد؟
بله، دماهای سرد افزایش مقاومت بتن را کاهش میدهد، بنابراین ممکن است نیاز به بالا بردن تا زمانی باشد که نمونههای آزمایش شده در صحرا تایید کنند که بتن واقعاً به مقاومت مورد نیاز برای آن انتخاب خاص رسیده است.