دالهای بتنی پیشساخته توخالی، پانلهای کف و سقف ساختهشده در کارخانه با حفرههای طولی پیوسته در عمق آنها هستند که معمولاً وزن پانل را کاهش میدهند. 30 تا 50 درصد در مقایسه با صفحات جامد با ضخامت یکسان در حالی که مقاومت خمشی قابل مقایسه ای را حفظ می کند. این پانلها در طول ساخت با رشتههای فولادی با کشش بالا پیش تنیده میشوند، تحت شرایط کنترلشده پخت میشوند و آماده نصب میشوند و به سازهها اجازه میدهند به دهانههای شفافی دست یابند. 6 تا 18 متر بدون تکیه گاه های میانی برای سازندگانی که سیستم کفپوش انبارها، سازههای پارکینگ، برجهای مسکونی یا ساختمانهای تجاری را ارزیابی میکنند، دالهای توخالی ترکیبی از سرعت، کارایی ساختاری و کنترل هزینه را ارائه میدهند که بتن ریختهشده در محل به ندرت مطابقت دارد.
چه چیزی دال های هسته توخالی را از پانل های پیش ساخته جامد متفاوت می کند
ویژگی بارز دال توخالی، مجموعه ای از حفره های دایره ای، بیضی یا قطره ای شکل است که تمام طول پانل را گسترش می دهد. این هستهها در طول اکستروژن یا ریختهگری به شکل لغزش با استفاده از شکلدهندههای هسته توخالی تشکیل میشوند که به عنوان گیرش بتن خارج میشوند و کانالهای پیوسته را پشت سر میگذارند. یک پانل هسته توخالی استاندارد با ضخامت 200 میلیمتر ممکن است شامل پنج تا هفت هسته باشد که هر هسته تقریباً 150 میلیمتر قطر دارد و حجم قابلتوجهی از بتن را حذف میکند که در غیر این صورت بدون کمک معنیدار به ظرفیت خمشی، وزن مرده را اضافه میکند.
از آنجایی که هستهها در ناحیه محور خنثی پانل قرار میگیرند که بتن کمترین کمک را به مقاومت خمشی دارد، حذف این ماده کمترین تأثیر را بر عملکرد سازه دارد. رشتههای پیش تنیدگی، معمولاً رشتههای هفت سیم با قطر 9.5 میلیمتر تا 15.2 میلیمتر، در فلنجهای پایینی قرار میگیرند که در آن نیروهای کششی در طول بارگذاری سرویس بیشترین میزان را دارند. این ترکیبی از سطح مقطع خالی و فولاد پیش تنیدگی استراتژیک چیزی است که به دال های توخالی اجازه می دهد تا فواصل طولانی را طی کنند در حالی که از مواد کمتری نسبت به یک دال جامد معادل استفاده می کنند.
| ضخامت دال | وزن هسته توخالی | وزن تخته جامد | کاهش وزن |
|---|---|---|---|
| 150 میلی متر | 220 کیلوگرم بر متر مربع | 360 کیلوگرم بر متر مربع | 39 درصد |
| 200 میلی متر | 280 کیلوگرم بر متر مربع | 480 کیلوگرم بر متر مربع | 42 درصد |
| 300 میلی متر | 380 کیلوگرم بر متر مربع | 720 کیلوگرم بر متر مربع | 47 درصد |
| 400 میلی متر | 490 کیلوگرم بر متر مربع | 960 کیلوگرم بر متر مربع | 49 درصد |
فرآیند ساخت از بستر ریخته گری تا پانل نهایی
دال های توخالی بر روی بسترهای ریخته گری بلند، اغلب به طول 100 تا 150 متر، با استفاده از روش های اکستروژن ریخته گری خشک یا شکل دهی لغزش با ریخته گری مرطوب تولید می شوند. در اکستروژن، یک ماشین در امتداد بستر حرکت می کند و بتن بسیار کم اسلامپ را در اطراف لوله های هسته تشکیل می دهد در حالی که آن را از طریق ارتعاش و عمل مارپیچ متراکم می کند. شکل دهی لغزشی از مخلوط کمی مرطوب تر و هسته های بادی یا سفت استفاده می کند که با پیشرفت دستگاه استخراج می شوند. هر دو روش پانل های پیوسته ای تولید می کنند که بعداً پس از رسیدن بتن به استحکام کافی، با استفاده از اره های الماسی به طول های مورد نیاز بریده می شوند.
توالی پیش تنیدگی و کشش
قبل از قرار دادن بتن، رشته های پیش تنیدگی در تمام طول بستر ریخته گری رزوه می شوند و با استفاده از جک های هیدرولیک به نیروهایی که معمولاً بین 100 تا 200 کیلونیوتون در هر رشته بستگی دارد بسته به اندازه رشته و الزامات طراحی، کشش داده می شوند. رشته ها در حین ریخته گری و پخت بتن تحت کشش باقی می مانند. زمانی که بتن به مقاومت رهاسازی تقریباً رسید 28 تا 35 مگاپاسکال ، معمولاً در عرض 12 تا 18 ساعت هنگامی که از بخار پخت استفاده می شود، رشته ها بریده یا آزاد می شوند. این نیروی کششی را به بتن منتقل می کند و یک تنش فشاری داخلی ایجاد می کند که با تنش های کششی ایجاد شده توسط بارهای سرویس مقابله می کند.
عملیات پخت و برش
محفظههای پخت با بخار یا پوششهای گرم شده افزایش استحکام را تسریع میکنند، بنابراین تختهای ریختهگری میتوانند در یک چرخه روزانه مجدداً استفاده شوند. پس از رها شدن رشته، پانلها به طول و عرض مشخص برش داده میشوند، با بریدگیها، سوراخها و پخها در این مرحله یا با برش اره یا با قرار دادن بلوکها قبل از ریختهگری. بررسیهای کنترل کیفیت در این مرحله شامل اندازهگیری کمبر، بازرسی پایان سطح و تأیید ابعاد در برابر نقشههای پروژه قبل از انتقال پانلها به محوطه ذخیرهسازی برای بارگیری است.
داده های مرجع دهانه و ظرفیت بار
قابلیت دهانه مهم ترین عامل انتخاب برای دال های توخالی است و به عمق دال، الگوی رشته، مقاومت بتن و بارگذاری اعمال شده بستگی دارد. شکلهای زیر ظرفیتهای معمول منتشر شده برای مقاطع هسته توخالی استاندارد را نشان میدهند که در کاربردهای کف با بارهای روی هم در محدوده معمولی برای اشغال اداری و مسکونی استفاده میشوند.
| عمق دال | تعداد رشته ها | حداکثر فاصله | استفاده معمولی |
|---|---|---|---|
| 150 میلی متر | 4 رشته | 6.5 متر | طبقات مسکونی |
| 200 میلی متر | 6 رشته | 8.8 متر | طبقات اداری |
| 250 میلی متر | 8 رشته | 11.2 متر | عرشه های خرده فروشی و پارکینگ |
| 320 میلی متر | 10 رشته | 14.6 متر | سقف های انبار با دهانه بلند |
| 400 میلی متر | 12 رشته | 18.0 متر | سازه های صنعتی |
این ارقام باید به عنوان نقاط مرجع شروع در نظر گرفته شوند، زیرا درجه بندی دهانه واقعی به هندسه مقطع خاص سازنده، مقاومت فشاری بتن مورد استفاده (معمولاً 40 تا 50 مگاپاسکال برای تولید هسته توخالی) و محدودیت های انحراف مورد نیاز برای کاربرد بستگی دارد. بسیاری از تولیدکنندگان جداول مفصلی از دهانه بار منتشر میکنند که هر دو بار مرده و بار زنده را به طور جداگانه محاسبه میکنند، و طراحان سازه معمولاً انحراف را در شرایط سرویسدهی علاوه بر بررسی ظرفیت لحظهای نهایی تأیید میکنند.
ترتیب نصب در سایت
پانلهای هسته توخالی از قبل پخته شده و آماده برای قرار دادن به سایت میرسند، که یکی از دلایل اصلی انتخاب این سیستم در پروژهها نسبت به جایگزینهای ریختهشده در محل است. یک خدمه نعوظ معمولی می تواند بین آنها قرار گیرد 300 و 500 متر مربع کفپوش در روز بسته به ظرفیت جرثقیل، اندازه پانل و شرایط دسترسی به سایت.
- بررسی کنید که سطوح بلبرینگ تراز و در ارتفاع صحیح قرار دارند و در صورت نیاز برای حفظ یاتاقان پانل ثابت میچرخند.
- پانلها را با استفاده از حلقههای بالابر یا دستگاههای بالابر رشتهای که به انتهای پانل ریخته میشوند، بلند کنید و زوایای نصب مناسب را حفظ کنید.
- پانل ها را روی نوارهای بلبرینگ، معمولاً نئوپرن یا پدهای الاستومری مشابه، با طول یاتاقان ثابت در هر انتها قرار دهید.
- قبل از تزریق کلیدهای طولی بین پانل های مجاور، لبه های پانل را تراز کنید و فاصله را تنظیم کنید.
- آرماتورها را در جاهایی که لازم است در راه های کلید قرار دهید و دوغاب بریزید تا پانل های مجاور را به یک دیافراگم پیوسته بچسبانید.
- در صورت نیاز یک روکش سازه ای نصب کنید، معمولاً 50 تا 75 میلی متر بتن مسلح برای تراز کردن سطح و بهبود عملکرد دیافراگم.
- اتصالات کامل تیرهای محیطی و دیوارهای برشی طبق نقشه های سازه ای پروژه
طول بلبرینگ یک جزئیات مهم است که اغلب دست کم گرفته می شود. اکثر کدها به حداقل طول بلبرینگ نیاز دارند 75 میلی متر برای دالهای توخالی روی پایههای فولادی یا بتنی، اگرچه بسیاری از طراحان 100 میلیمتر یا بیشتر را برای حاشیه ایمنی و تلرانس بیشتر تعیین میکنند. یاتاقان ناکافی می تواند منجر به ترک موضعی یا پوسته پوسته شدن در انتهای پانل شود، به ویژه زمانی که پانل ها پس از نصب رشد خمیده یا حرکت حرارتی را تجربه می کنند.
لوازم جانبی بتن پیش ساخته با سیستم های هسته توخالی استفاده می شود
یک سیستم کف توخالی به ندرت فقط دال و دوغاب است. نصب کامل به طیف وسیعی از لوازم جانبی بتن پیش ساخته بستگی دارد که اتصالات، عایق بندی هوا، پشتیبانی و تکمیل جزئیات را انجام می دهند. انتخاب لوازم جانبی مناسب هم بر سرعت نصب و هم بر عملکرد بلندمدت مجموعه کف یا سقف تأثیر مستقیم دارد.
لنت های بلبرینگ و نوارهای پشتیبانی
لنت های بلبرینگ بین سطح زیرین دال هسته توخالی و تیر، دیوار یا طاقچه نگهدارنده قرار می گیرند. این نوارهای الاستومری که معمولاً از نئوپرن ساخته میشوند، بار واکنش را به طور یکنواخت توزیع میکنند و چرخشها و حرکات کوچکی را بدون انتقال بارهای نقطهای به بتن انجام میدهند. ضخامتهای استاندارد از 3 تا 10 میلیمتر متغیر است و درجهبندی سختی بر اساس تنش باربری مورد انتظار انتخاب میشود.
سخت افزار بلند کردن و نعوظ
حلقه های بالابر، بالابرهای رشته، و لنگرهای بالابر فرورفته در طول تولید به پانل ها ریخته می شوند تا امکان جابجایی ایمن جرثقیل فراهم شود. پس از نصب، جیبهای لنگر فرورفته معمولاً با دوغاب غیر انقباض پر میشوند تا سطح صافی را حفظ کنند. فرم های لبه و کلاهک های انتهایی نیز در طول تولید برای بستن هسته های توخالی در انتهای پانل استفاده می شود و از نفوذ بتن یا دوغاب در حفره ها در هنگام قرار دادن روکش جلوگیری می کند.
پرکننده های مفصلی و مواد گروت
دوغاب کلیدی، معمولاً یک مخلوط سیمانی بدون انقباض یا مخلوط اصلاح شده با پلیمر، اتصالات طولی بین پانل ها را پر می کند و برای توزیع بار در واحدهای مجاور ضروری است. میله های پشتیبان و درزگیرها در اتصالات محیطی و درزهای انبساط برای حفظ عایق آب و هوا و در عین حال امکان حرکت حرارتی استفاده می شود. برای کاربردهای سقف، لوازم جانبی چشمک زن و اجزای زهکشی اضافی در لبه های پانل و سطوح نفوذ یکپارچه شده اند.
| لوازم جانبی | تابع | مواد معمولی |
|---|---|---|
| لنت بلبرینگ | بارهای واکنش را در تکیه گاه ها توزیع کنید | الاستومر نئوپرن |
| کلاهک های انتهایی | هسته های توخالی را در انتهای پانل ببندید | بتن پلاستیکی یا پیش ساخته |
| دوغاب کلید | پانل های مجاور را برای انتقال بار بچسبانید | مخلوط سیمانی بدون انقباض |
| بلند کردن لنگرها | جابجایی جرثقیل را در حین نصب فعال کنید | فولاد با استحکام بالا |
| درزگیر درزگیر | درزهای محیطی و انبساط ضد آب و هوا | پلی اورتان یا سیلیکون |
ملاحظات هزینه و اقتصاد پروژه
دالهای توخالی معمولاً هزینه نصب کمتری نسبت به کفهای بتنی ریختهشده در محل برای دهانههای بیش از 6 متر دارند که عمدتاً به دلیل کاهش قالببندی، پایهبندی و نیاز به نیروی کار در محل است. هزینه مواد در هر متر مربع برای پانل های هسته توخالی اغلب است 15 تا 25 درصد کمتر است زمانی که هزینه ترکیبی بتن، قالببندی، آرماتور و برنامه ساخت و ساز طولانیتری که سیستمهای ریختهگری در محل به آن نیاز دارند، در نظر گرفته شود، نسبت به یک دال ریختهشده در محل معادل.
هزینه حمل و نقل به دلیل طول و وزن آنها به یک عامل مهم برای دال های توخالی تبدیل می شود، به طوری که اکثر پروژه ها فاصله حمل و نقل اقتصادی را به حدود 150 تا 250 کیلومتر از کارخانه تولید محدود می کنند قبل از اینکه هزینه های حمل و نقل باعث کاهش صرفه جویی در مواد شود. پروژه های واقع در نزدیکی یک کارخانه پیش ساخته بیشترین سود را از این سیستم می برند، در حالی که سایت های دوردست ممکن است نیاز به وزن دادن هسته توخالی در برابر جایگزین های محلی موجود مانند تیرچه های چوبی یا عرشه فولادی با روکش بتنی داشته باشند.
تاثیر برنامه ریزی
از آنجایی که پانلهای توخالی پخته شده و آماده بارگیری میشوند، کفها را اغلب میتوان در عرض چند ساعت پس از قرار دادن روی آن راه رفت و به معاملات اجازه میدهد تقریباً بلافاصله کار را در سطح پایینتر آغاز کنند. این برنامه فشرده اغلب به عنوان محرک اصلی برای انتخاب هسته توخالی نسبت به سیستمهای ریختهشده در محل در ساختمانهای چند طبقه ذکر میشود، که در آن هر چرخه طبقه صرفهجویی مستقیماً به کاهش مدت زمان کلی پروژه و هزینههای تامین مالی کمتر در طول ساخت و ساز ترجمه میشود.
کاربردهای رایج در انواع ساختمان ها
دال های توخالی در طیف وسیعی از انواع ساختمان ها مورد استفاده قرار می گیرند زیرا این سیستم به خوبی با صفحات تکراری کف و اندازه های خلیج استاندارد سازگار است. جدول زیر به طور خلاصه نشان می دهد که این سیستم بیشتر در کجا مشخص می شود و چرا.
| نوع ساختمان | عمق دال مشترک | مزیت کلیدی |
|---|---|---|
| آپارتمان های مسکونی | 150-200 میلی متر | حجم آکوستیک و چرخش واحد سریع |
| ساختمان های اداری | 200-250 میلی متر | دهانه های بلند شفاف برای پلان های طبقه باز |
| سازه های پارکینگ | 250-320 میلی متر | دوام و حداقل نگهداری |
| انبارها و مراکز تدارکات | 300-400 میلی متر | سوله های وسیع برای قفسه بندی و تجهیزات |
| تاسیسات سردخانه | 250-320 میلی متر | از هسته ها می توان برای خطوط گرمایش یا سرمایش تابشی استفاده کرد |
یکی از برنامه هایی که ارزش برجسته کردن دارد، استفاده از خود هسته های توخالی به عنوان کانال های خدماتی است. در برخی از پروژهها، لولههای برق، کابلکشی با ولتاژ پایین، یا حتی لولهکشی کوچک برای سیستمهای تابشی، قبل از تزریق درزهای انتهایی، از میان هستهها عبور میکنند، و آنچه را که در غیر این صورت فضای خالی تلف میشود به زیرساختهای ساختمانی قابل استفاده تبدیل میکند. این رویکرد نیاز به هماهنگی دقیق در طول مرحله طراحی دارد زیرا نقاط دسترسی اصلی باید قبل از ریخته گری پانل ها برنامه ریزی شوند.
مقاومت در برابر آتش و عملکرد حرارتی
مقاومت طبیعی بتن در برابر آتش یکی از مزایای ذاتی دال های توخالی است، با پانل های معمولی 200 میلی متری که به درجه بندی مقاومت در برابر آتش دست می یابند. 2 ساعت یا بیشتر بدون نسوز اضافی، بسته به پوشش بتنی رشته های پیش تنیدگی و استاندارد آزمایش خاص اعمال شده. این امر باعث می شود که سیستم های توخالی برای جداسازی افراد در ساختمان های با کاربری مختلط یا ایجاد محفظه در گاراژهای پارکینگ زیر فضاهای اشغالی جذاب باشند.
از نظر حرارتی، هستههای توخالی درجهای از عایق را در مقایسه با دالهای جامد با ضخامت برابر فراهم میکنند، زیرا هوای محبوس شده در حفرهها هدایت حرارتی کمتری نسبت به بتن دارد. با این حال، دالهای توخالی به تنهایی به ندرت الزامات عایق پوششی مدرن را برای کاربردهای سقف یا دیوار خارجی برآورده میکنند، بنابراین معمولاً با تختههای عایق صلب، روکشهای عایق یا سیستمهای پانل عایق زمانی که در پوشش ساختمان بهجای کاربردهای کف داخلی استفاده میشوند، جفت میشوند.
بررسی کیفیت قبل از پذیرش پانل های تحویلی
دریافت بازرسی در محل کار به رفع مشکلات قبل از نصب پانل ها کمک می کند، زمانی که اصلاحات بسیار آسان تر و کم هزینه تر هستند. موارد کلیدی برای تأیید در هنگام ورود عبارتند از: ابعاد کلی پانل در برابر نقشههای مغازه، خمیدگی در محدوده تحمل مجاز (معمولاً به حدود 1 میلیمتر در هر متر دهانه برای اکثر کاربردها محدود میشود)، وضعیت سطح بدون ترکخوردگی یا لانه زنبوری قابل توجه، و تأیید اینکه نقاط بالابر، بلوکها و صفحات تعبیهشده مطابق با الزامات پروژه هستند.
کمبر و کمبر دیفرانسیل
کمبر، کمان خفیف رو به بالا که ناشی از پیش تنیدگی است، در پانل های هسته توخالی طبیعی و مورد انتظار است. آنچه برای نصب اهمیت بیشتری دارد، کمبر دیفرانسیل بین پانلهای مجاور است، زیرا تفاوتهای زیاد میتواند سطوح پلکانی ایجاد کند که تراز کردن آنها تنها با روکش دشوار است. تولیدکنندگان معمولاً هدفشان حفظ لنگ دیفرانسیل بین پانلهای مجاور است 10 تا 15 میلی متر برای پانل هایی با طول و سابقه بارگذاری مشابه.
اسناد و قابلیت ردیابی
هر پانل معمولاً دارای علائم شناسایی است که تاریخ تولید، طرح ترکیبی و موقعیت آن در ساختمان را نشان می دهد که باید با نقشه های نصب مطابقت داشته باشد. حفظ این قابلیت ردیابی، در صورت بروز هرگونه سوال عملکرد پس از نصب، عیب یابی را ساده می کند و از سوابق دقیق ساخته شده برای مدیریت تسهیلات پشتیبانی می کند.