Untitled-2
طراحی اصولی وبهینه سازه همواره یکی از دغدغه های ساختمان سازان می باشند.امروزه ساخت یک ساختمان سبک یکی از اصول مهم ساخت می باشد.شاید ساختمان شما قبلا طراحی سازه شده است واحساس می کنید که سازه شما سنگین طراحی شده است. با مشاوره رایگان با گروه سازه خانه ایرانی می توانید این مشکل رابراحتی حل نمایید.کاهش مصرف فولاد وبتن سازه به منظور کاهش مقاومت ساختمان نمی باشد.بلکه سبک سازی واقتصادی کردن مصرف بتن ومیلگرد یکی ازراههای طراحی سازه اصولی می باشد.وباعث مقاومت ورفتارمناسب ساختمان درزمان زلزله یا باد دراسکلت فلزی یا بتنی می شود.

روش‌های سبک‌ سازی سازه‌ی ساختمان به‌طور عمده به دودسته تقسیم می‌گردند:


۱- سبک کردن اجزای باربر ساختمان

۲- سبک کردن سازه‌ی ساختمان

بخش عمده‌ای از مباحث مربوط به سبک‌سازی سازه، تکنیک‌های رایج در مورد دستیابی به وزن مناسب ساختمانی را در برمی‌گیرد که شامل: شناخت مصالح سبک رایج در صنعت ساختمان (در داخل و خارج کشور) و فنّاوری استفاده از آن‌ها،معیارهای ارزیابی میزان کارایی این مصالح به‌عنوان مصالح سبک و میزان تأثیر به‌کارگیری مصالح نو در کاهش وزن ساختمان، هزینه و زمان مورد نیاز اجرای یک ساختمان.

تعریف مصالح سبک: مصالح سبک به مصالح یگفتهمی‌شود که وزن مخصوص آن‌ها از نمونه‌های مشابه کمتر بوده و استفاده از آن‌ها به کاهش وزن کلی ساختمان می‌انجامد.

مصالح سبک در یکتقسیم‌بندی کلی به سه دسته تقسیم می‌شوند:


۱- مصالح سبک سازه‌ای

۲- مصالح سبک غیرسازه‌ای

۳- سیستم‌ها

▪مصالح سبک سازه‌ای:

به آن دسته از مصالح گفته می‌شود که در موارد سازه‌ای در بنا به کار برده می‌شوندکه به سه نوع تقسیم می‌شوند:

۱- بتنی

۲- طبیعی

۳- صنعتی

مصالح بتنی

بتن سبک:


یکی از مصالح مهم و کارآمد در صنعت مدرن ساختمان است و دارای کاربردهای متنوع یاست. قاب‌های ساختمانی چند منظوره، دیوارهای جداکننده، سقف‌های پوشاننده، صفحات انعطاف‌پذیرپل‌ها، عناصر پیش‌تنیدهو پس‌تنیدهو … از جمله موارد استفاده از این مواد هستند. در بسیاری از موارد،فرم‌های معماری تلفیق شده ازطرح‌های عملکردی،به‌وسیله‌ی بتن سبک،به آسانی و بهتر از هر مصالح دیگریمی‌تواند حاصل شود.

به کارگیری بتن سبک به عنوان یک نوع از مصالح ساختمانی نوین، ضمن کاهش بار مرده‌ی ساختمان، سرعت بسیار زیادی در اجرا به وجودمی‌آورد. مزایای استفاده از بتن سبک سازه‌ایعبارت است از: برخورداری از امتیاز سرعت در نصب، انطباق با هر نوع نقشه‌ی ساختمانی، وزنپایین، مقاومت زیاد و به صرفه بودنمی‌باشد (بتن مصرفی در دیوارهای غیر باربر)

مصارف تیرآهن را حذف کرده یا به حداقل ممکن کاهش می‌دهد و انرژی مصرفی اولیه آن۱۰ درصد آجر هم‌حجم خود است.(بتن سبک سازه‌ای)

دارای خاصیتویژه‌ای از نظر ایزولاسیون در برابر حرارت و صدا است.(بتن‌های عایق حرارتی)

بتن سبک را می‌توان از لحاظ هدف از کاربرد آن به سه دسته‌ی کلی تقسیم کرد:


۱-بتن سبک سازه‌ای

۲- بتن سبک مورد مصرف در واحد

۳- بتن غیرسازه‌ای (بتن عایق‌بندی و جداکننده)

کاربرد بتن سازه‌ای سبک در مرحله‌ی اول مبتنی بر ملاحظات اقتصادی است.

انواع بتن سازه‌ای سبک را می‌توانبه‌صورت زیرطبقه‌بندی کرد.


بتن بدون ریزدانه:


با حذف ریزدانه‌ها از مخلوط به‌طوری که تعداد زیادیحفره‌های درونی در بتن ایجادشود در این موارد معمولاًدرشت‌دانه‌های معمولی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نوع بتن بدون ریزدانه شناخته می‌شود.

بتن سبکدانه:


با استفاده از سنگ‌دانه‌های سبک و متخلخل که وزن مخصوص ظاهری آن‌ها کمتر از ۶/۲ می‌باشد ساخته می‌شود. این نوع بتن به‌عنوان بتن دانه‌سبک شناخته می‌شود. اولینتقسیم‌بندی را می‌توان بینسنگ‌دانه‌های طبیعیو مصنوعی قائل گردید. گروه اصلیسنگ‌دانه‌های سبک طبیعی عبارت است از دیاتومه،سنگ‌پا، پوکه، سنگ جوش‌هایآتش‌فشانیو توف. به استثنای دیاتومه همه‌یاین سنگ‌‌ها دارایمنشأآتش‌فشانی هستند.

سنگ‌دانه‌های مصنوعی:


رس، شیل و اسلیت منبسط شده،ورمیکولیتسربارهکوره‌ای،سنگ‌دانه کلینگرو پس‌مانده زغال کک.

بتن‌هایبه دستآمده از سنگ‌دانه‌های سبک به سه دسته تقسیممی‌شوند:


بتن سازه‌ای:

از رس و شیلمنبسط‌شدهو به روش خاکسترهایکلوخه‌ای، خاکستر بادیگوندوله‌ای وسربارو رس، اسلیتو شیل منبسط شده به دست می‌آید.

بتنبامقاومتمتوسط (نیمهسازه‌ای):

از پوکه سنگ‌ها و سنگ‌هایآتش‌فشانی تولیدمی‌شود.

بتنجداکننده

بتن (عایق) از پرلیت وورمیکولیت حاصل می‌شود.

بتنسبکباسبک‌دانهپلی‌استایرن

نمونه موردی از سنگ‌دانه‌های سبک تولید داخل

سنگ‌دانه‌های سبک لیکا

ویژگی‌های عمومیدانه‌های لیکا:


بافتمتخلخلدانه‌های لیکا که از انبساط خاک رس و درنتیجه ایجادو محبوس شدن گازها در توده‌ی خمیری روان در دمای حدود ۱۲۰۰ در جه سانتی‌گرادبه وجودمی‌آید. از خصوصیات اساسی ایندانه‌هامی‌باشد.

نتیجه‌گیری:


کسب مقاومت فشاری در حد مقاومت سازه‌ای با استفاده از بتن سبک حاوی لیکاامکان‌پذیر است.به‌کارگیری میکرو سیلیس در ساخت نمونه‌های بتن سبک باعث افزایش مقاومت فشاریمی‌گردد.

استفاده از میکروسیلیس باعث کاهش جذب حجمیو جذب مویینه‌ی بتن سبک حاوی لیکامی‌شود.

جمع شدگی۹۰ روزه‌ی بتن سبک حاوی لیکابا به‌کارگیری میکروسیلیس، کمتر از نمونه‌ی شاهد می‌باشد.

به‌طور کلی توصیهمی‌گردد با توجه به منابع فراوان رس در کشور هم‌چنینفنّاوری ساخت دانه‌های لیکاو ساختسازه‌های سبک، بررسیدانه‌های بتن سبک حاوی لیکا در سطح گسترده‌تری انجام گردد و دستورالعمل‌هاو استانداردهایی برای استفاده از لیکا در صنعت ساختمان تدوینشود.

بتناسفنجی:


یکی از راه‌های ساختن بتن سبک، ایجادحباب‌های گاز در ملات خمیری مخلوط بتن می‌باشدکهحباب‌ها باید در ضمن اختلاط و تراکم، پایداری خود را حفظ کنند. چنین بتنیبه‌عنوان بتن اسفنجییا متخلخل شناخته می‌شود.از مزایای دیگر استفاده از بتن اسفنجیآن است که می‌توان آن را برید، میخ را نگه می‌دارد و به مقدار قابل قبولی پایا می‌باشد. اگرچه درصد جذب آب این نوع بتن بالا است ولی سرعت نفوذ آب در آن مادامی‌که حفره‌ها با مکش آب پر نشود پایین می‌باشد؛ به این دلیل بتن اسفنجی مقاومت نسبی خوبی در مقابل یخبندان دارد و اگر دوغابی شود می‌توان از آن در ساختن دیوارها استفاده نمود.

بتنگازی:


این نوع بتن درنتیجه‌ییک واکنش شیمیایی که گاز را در ملات تازه ایجادمی‌کند ساخته می‌شود. این بتن هنگامی که سخت می‌شود شامل تعداد زیادیحباب‌های گازیمی‌باشد.

خواص بتن گازییا بتن هوادار اتوکلاوه شده

این نوع بتن به علت وزن کم و خواصعایق‌بندی حرارتی باعث کاهش جرم ساختمان و صرفه‌جویی در مصرف انرژیمی‌گردد. از این رو کاربرد آن در سطح جهان در حال گسترش می‌باشد. از خواص عمده‌ی بتن گازی وزن مخصوص کم، مقاومت مناسب عایق‌بندی حرارتیو مقاوم در برابر آتش قابل ذکر می‌باشد. ازکاربردهای عمده بتن گازی برایکاربردهای نیمهسازه‌ای مانند پانل‌های سقف و دیوار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

وضعیت تولید بتن گازی در کشور
الف) مجتمع تولیدیو صنعتیسیپورکس (شرکت فرآورده‌های ساختمانی ایران)

ب) مجتمع تولیدی بنایسبک (هبلکس)

خواص بتن گازی: جرم حجمی پایین، جمع شدگی ناشی از خشک شدن، جذبآب

نتیجه‌گیری:


بتن گازیماده‌ای است که نزدیک به ۷۰ سال پیشینه‌ی کاربرد به‌عنوان بتن سبک جهت تولیدبلوک‌های سبک ساختمان و یاپانل‌های سبک مسلح ساختمانی دارد. خواص مطلوب شامل جرم حجمی پایین، نسبت مناسب مقاومت به جرم حجمی، عایق‌بندی مناسب حرارتیو ثبات حجمیو جمع شدگی ناشی از خشک شدن نسبتاً پایین باعث شده است این ماده در بسیاری از کشورهای جهان با شرایط اقلیمی مختلف تولید و مورد استفاده قرار ‌گیرد.

بتنکفی


با افزودن یک ماده‌ی کف‌زا (معمولاً بعضیشکل‌های پروتئین هیدرولیز شده یا صابون صمغی) به مخلوط بتن ساخته می‌شود. ماده‌ی کف‌زا در ضمن اختلاط با سرعت زیادیحباب‌های هوا را تولیدمی‌کند. هم‌چنین نسبت به بتن معمولی دارای مقاومت بهتری در مقابل آتش می‌باشد.

بتن پلیمری سبک:


بتنپلیمری امتیازاتی بر بتن معمولی مانند: وزن مخصوص کمتر، عایق بودن حرارتیو کاهش ابعادیمقاطع بتنیدارد؛ولی دارای نقایصی مانند: نفوذپذیری آب، ضرورت به‌کارگیریروش‌های ویژه برای اتصال قطعات به یکدیگرمی‌باشد. استفاده از بتن‌های پلیمری سبک در تهیه‌ی قطعات پیش‌ساخته‌ی نماهای ساختمانیو تزیینی متداول گردیده است. بتن پلیمریافزون بر امتیازات بتن معمولی سبک، دارای مقاومت فشاری بالا، نفوذپذیری کم، امکان رنگ‌پذیریو پذیرشطرح‌های تزیینیو نیز امکان تهیه در ضخامت‌های کم می‌باشد.

بتنالیافی:


بتن مسلح با الیاف یا بتن الیافی، بتنی است که با سیمان هیدرولیکی مصالح سنگیریزدانهو درشت‌دانهو الیاف مجزا و غیر پیوسته ساخته می‌شود. هدف از مسلح نمودن بتن با الیاف، افزایش مقاومت کششی، جلوگیری از توسعه‌یترک‌هاو افزایش سختیبه‌وسیله‌ی انتقال تنش در عرض مقطع یک ترک می‌باشد. بدین ترتیب در مقایسه با بتن بدون الیاف، امکان تغییرشکل‌هایبزرگ‌تری در بتن فراهم می‌شود.

نتیجه‌گیری:


مصالح سبک بتنی در سه نوع بتن سبک‌دانه، بتن اسفنجیو بتن بدون ریزدانه ارائه می‌شود که هرکدام از این موارد در کاهش وزن ساختمان اثر چشمگیری دارند.بتن‌هایسبک‌دانه با انواع سبک‌دانه‌های طبیعیو مصنوعی تهیهمی‌شوندو در موارد سازه‌ای، نیمه‌سازه‌ایو غیرسازه‌ای مورد استفاده قرارمی‌گیرند. بتن‌های اسفنجی در دو نوع بتن گازیو کفی ارائه می‌گردند که غالباً مصارف سازه‌ای دارند. بتن بدون ریزدانه نوع سوم بتن‌های سبک می‌باشد که در کاهش وزن بار مرده ساختمان نقش به سزایی دارد. بنابراین ممکن است استفاده از مصالح سبک باعث کاهش هزینه‌ی تمام شده درساختمان شود؛همان‌طور که استفاده از مصالح سبک بدون هزینه‌ی اضافیمی‌تواند نقش مناسبی در عایق سازی حرارتی ساختمان ایفا کند.

مصالحسازه‌ای طبیعی

مصالح چوبی:


چوببه‌عنوانیکی از مصالح ساختمانی دارای چند خاصیتباارزش است، از جمله: مقاومت نسبی بالا، مقدار چگالی کم و نیز رساناییپایین.درعین‌حال چوب چندیننقطه‌ضعف نیز دارد.دارای خواص متفاوت ازجهات مختلف است.هم‌چنین چوب دارای قابلیت پوسیدن و اشتعال است. چوبسنگین‌ترمعمولاًمقاوم‌تر است و بار بیشتری را نیز تحمل می‌کند. قابلیت هدایت حرارتی چوب کم است و به این دلیل برای ساختن عایق حرارتی مناسب است. چوب از لحاظ مصرف به اشکال مختلف چوب‌هایبریده‌شده،چوب‌هایورقه‌ای وچوب‌های گرد تقسیم‌بندیمی‌شوند. چوب‌های گرد: ضخامت بین۱۴_۳۴ سانتی‌متر ودرازای۸/۱_۷/ متر دارندوبه دودسته گردبینهو تیر تقسیممی‌شوند.

چوب‌هایبریده‌شده:


۱- چهار تراش:

مقطع آن مربع است. مقطع ابعاد آن کمتر از ۲۰سانتی‌متر و درازایآن ۴یا۵ متر است

۲- بینه:

از تقسیمیک گردبینهبه دستمی‌آید.

۳- الوار:

ممکن است چهارگوشیاسه‌گوش باشد که تقریباً راست و بدون گره است. طول آن ۳ متر است.

چوب‌هایورقه‌ای:


اغلب اینورقه‌هابه‌صورت روکش برای سطح تخته‌های مصنوعی مثل نئوپان وتیر استفاده می‌شوند.چوب‌های مصرفی در روکش سازی باید از مرغوبیت بالائی برخوردار باشند.

چوب‌های مصنوعی شامل تخته چند لایه:مزایای آن کم کردن پدیده‌ی هم‌کشیدگی و واکشیدگی است

تخته خرده چوب (نئوپان،تخته فیبرها، صفحات چوب سیمان):


این صفحات در برابر آتش کاملاً مقاوم هستند. در برابر قارچ‌های چوب کاملاًمتفاوت‌انددر برابر آبو رطوبتو پوسیدگی سرما و یخبندانکاملاًمقاوم‌اند. عایق صدا و حرارت هستند. سبک می‌باشند و در اکثر قسمت‌های ساختمان قابل مصرف‌اند. قابلیت نصب بر روی آجر وبتون را دارند. از نظر اتصالات قابلیت‌های چوب را دارند و هم‌چنین قابل پخ زدن و پیچ کردن هستند.

۱- کانتکس:

از این محصول برای ساختن دیوار، سقف کاذب ومانند این‌ها استفاده می‌شود. کانتکس از مصالحی است که عایق حرارت و صوت بوده و مقاوم در برابر آتش‌سوزی است کهبه‌راحتی بر رویتیرهای آهنی و چوبی و تیرچه‌های بتونی قابل نصب است.

۲- آندولین:

پوششموج‌دارسقفاست که متشکل از الیاف گیاهیو موادشیمیاییو مصنوعی اشباع شده می‌باشد

۳- تخته‌های گلوکام:

به صورت‌های گوناگون در ساختمان به کار برده می‌شوند؛ از جمله در اجرای اسکلت، کف‌سازی،قاب‌سازی،چهارچوب بندی سقف و بام،پی‌سازی، پوشش دیوارهاو بام، تزیین خارجیو پوشش خارجی،عایق‌بندی حرارتیو صوتی،نازک‌کاری سقف و دیوارهای داخلیو نیز پوشش کف.

نتیجه‌گیری:


چوب از جمله مصالح سبک سازه‌ایمی‌باشد. بسیاری از بناهای چوبی در سرتاسر دنیا در برابر عوامل مختلف محیطیو طبیعی از جمله شرایط اقلیمیو نیروهای جانبی از جمله زلزله و باد مقاومت و پایداری بسیار خوبی از خود نشان داده‌اند. البته مشکلات پایه‌ای در زمینه‌ی استفاده از ایننوع مصالح سبک علی‌الخصوص در زمینهسازه‌ای وجود دارد؛ هرچند که سایرکشورهاتجربه‌های موفقی دز زمینه استفاده از این نوع مصالح داشته‌اند.

مصالح سبک صنعتی
یکی از روش‌هایسبک‌سازی سازه ساختمان‌ها کاهش وزن تیغه‌هایباربر در ساختمان است.یکی از روش‌های نیمهپیش‌ساخته، روش ساخت‌وساز به کمک پانل‌های ساندویچیپیش‌ساخته تردیاست کهبانام‌های تجاری مختلف از قبیل: پوما، سپ وسیلانو شناخته می‌شود. با این روش تا دوطبقه ساختمان با استفاده از باربری قطعات مورد نظر ساخته می‌گردد.

پانل‌هابه دو گروه تقسیممی‌شوند:


۱- سازه‌ای

۲- غیرسازه‌ای

پانل‌هایسازه‌ای در مواردسازه‌ایو غیرسازه‌ای به کار برده می‌شوند

۱- پانل‌های ساندویچییا بتن پاششی

۲- پانل با هسته لانه‌زنبوری

۳- پانل‌های اف.آر.پی

پانل‌های ساندویچی با بتن پاششی


پانل‌هایسه‌بعدی ساندویچی از جمله کامپوزیت‌های پلیمریمی‌باشند. ساندویچ پانل مصرفی به عنوان نام و پوشش دیواریبه‌صورتکنگره‌ایو صافو نوع سقفیآن با برجستگی‌هاییبه‌صورت شادولاینمی‌باشد. پانل‌های سقفی دیافراگم کف را تشکیلمی‌دهد. اینپانل‌ها در کنار یکدیگر مستقر شدهو رویپانل‌های دیوار نصب می‌گردند. پانل‌های دیوارافزون بر این که جداکننده‌یفضاهای معماری هستند، نقش دیوارباربر قائم و دیوار برشی در برابر بارهای جانبی را هم ایفامی‌کنند. بنابراینعموماً در این‌گونهسازه‌ها اسکلت فلزییا بتنیوجود نداردوساندویچ پانل به دلیل شکل خاص خود از ظرفیتباربری بالایی برخورداراست.پانل‌های غیرباربر در ساختمان،افزون بر کاهش وزن مزایایی از قبیلیکپارچه بودن تیغه‌ها با سازه در برابر بارهای جانبی را دارامی‌باشد.