یکی از مواردی که همواره در حوزه ساختمانسازی حائز اهمیت بوده است را میتوان ستون دانست. ستون که امروزه در قالب مصالح ساختمانی شاهد آن هستیم، حتی در زمان چادرنشینی هم در قالب چوبهایی بهعنوان تکیهگاه برای چادرها استفاده میشد. همین موضوع نشان دهنده اهمیت و البته قدمت ستون است.
هدف ستون، انتقال بار از سازههای بالا به سازههای پایین است که یک وظیفه بسیار خطیر برای ستون بهشمار میرود. نیاز به قالب ستون جهت ساخت و اجرای بهتر و دقیقتر آن، از موارد بسیار پراهمیت بهشمار میرود. در این مقاله قصد داریم به تعریف قالب ستون و بیان برخی نکات مهم مربوط به آن بپردازیم.
با استفاده از پنلهای مدولار قالب بتن و کنج ها می توان یک ستون بتنی با مقطع مربع یا مستطیل مطابق نقشه موجود قالب بندی و اجرا نمود. کنج های بیرونی دارای پخ می باشند و در گوشه ستونها از نبشی پانچ شده استفاده می شود. در قالب بندی شکلهای مختلف ستون از جمله: چهارگوش ، L شکل ، هشت ضلعی و… از ترکیب پانل های قالب فلزی بتن ، کنجهای بیرونی و داخلی و نبشی پانچ شده و دیگر اتصالات قالب بتن به راحتی می توان عملیات قالب بندی و اجرائی بتن ریزی را انجام داد.
به طور کلی قالب ستون با مقاطع هندسی فوق الذکر از دو جزء اصلی تشکیل می یابند جدار قالب ( پانل های فلزی ) کلاف یا قید ( لوله ای یا ناودانی) عملکرد جدار قالب ستون ها همانند جدار قالب دیوار ها می باشد . قیدها، تکیه گاه و جدار قالب بتن می باشد و پایداری داخلی قالب بندی ستون ها توسط آن تامین می شود . بدیهی است که برای حفظ راستای شاقولی ستون ها و پایداری خارجی از مهارهای مورب در دو نوع کششی ( از قبیل کابل ) و نوع فشار ( جک شاقول کننده ) باید استفاده کرد. برای دریافت خدمات ساخت قالب لارج پنل، قالب تونل فرم و قالب لبه خم با ما در تماس باشید.
قالب ستون چیست؟
جهت ساخت سازههای بتنی با توجه به حالت خمیری بتن، نیاز به قالب، یک نیاز اساسی محسوب میشود. عمده دلیل نیاز به قالب، اجرای بتنریزی در آن به جهت جلوگیری از تغییر فرم بتن در طی زمان سفت شدن است. قالب ستون نیز از این قاعده مستثنی نیست؛ چراکه هرگونه تغییری در انحراف و تغییر شکل بتن، در کاهش مقاومت سازه بسیار تأثیرگذار خواهد بود. قالب ستون را میتوان به زبان سادهتر بهصورت «یکی از مصالح مورد نیاز جهت نگهداشتن و اجرای دقیقتر ستونهای بتنی» تعریف کرد. بدیهی است که این قالب با توجه به موازی بودن با دیوارها، بهصورت قائم به کار برده میشود.
قالب ستون به نسبت جنس و کاربردهایی که در موارد مختلف دارد به چند نوع تقسیم میشود. «قالب ستون چند ضلعی، قالب ستون مدور، قالب بتن ستون قابل گسترش، قالب ستون گرد یکپارچه و قالب ستون با سطح مقطع مربع یا مستطیل» انواع مختلف قالب ستون هستند.
ویژگیهای قالب ستون مناسب چیست؟
مواردی چون تفاوت در برخی اصول برای سازههای مختلف، شرایط متفاوت پروژههای عمرانی و البته ترجیحات و سلایق مهندسان و متخصصان پروژه، دست به دست هم میدهند تا نتوان یک اصل برای قالب مناسب ستون در نظر گرفت. اما همین موارد در تعیین مناسبترین قالب ستون به نسبت شرایط پروژه، نقش ویژه و اساسی دارند. بنابراین میتوان گفت یک قالب ستون مناسب زمانی انتخاب خواهد شد که تمام فاکتورهای مربوط به پروژه و سازهها، بهصورت دقیق مورد بحث و بررسی و محاسبه قرار گیرد تا مناسبترین قالب برای ستونهای سازه انتخاب شود.
یکی از مهمترین اجزای سازه، ستونهای آن است و کوچکترین قصور و خطایی در اجرای این اجزا، خسارات مالی و جانی جبرانناپذیری بر جای گذارد. بنابراین باید در ساخت این اجزا دقت و توجه لازم و کافی بهکار برده شود. در حالت کلی مقاومت قالب ستون در مقابل تحمیل فشار، بهعنوان اولین فاکتور در انتخاب قالب مناسب سنجیده میشود. در وهله دوم استحکام اتصالات مورد بررسی قرار میگیرد؛ چراکه این اتصالات باید به گونهای باشند که به هیچ عنوان نشتی دوغاب رخ ندهد.
با توجه به قیمت بالای مصالح ساختمانی، یکی از دغدغههای مهندسان پروژههای عمرانی علاوه بر سنجش کیفیت مصالح، هوشمندی در صرف هزینههای پروژه است. فعالان این حوزه ترجیح میدهند از مصالحی استفاده کنند که قابلیت استفاده مجدد در چندین پروژه را داشته باشد. بنابراین کیفیت قالب ستون و جنس آن نیز باید طوری انتخاب شود که بتوان از آن در چند پروژه دیگر استفاده نمود.
وزن قالب ستون نیز بهعنوان یک فاکتور مهم در انتخاب مناسبترین قالب نقش بسزایی دارد. وزن پایین در عین استحکام و مقاومت بالای قالب، مانع تاب خوردگی قالب ستون میشود. بنابراین هرچه وزن یک قالب ستون کمتر باشد، این قالب را میتوان بهعنوان یک انتخاب مناسب جهت انجام پروژه در نظر گرفت.از آنجایی که بتن ستون در قالب ستون ریخته میشود و پس از سفت و محکم شدن باید از بتن جدا شود، جنس قالب باید بهگونهای باشد که هنگام جدا کردن قالب از بتن، هیچگونه آسیبی به بتن نرساند.
قالب ستون با مقاطع مربع یا مستطیل
در قالب ستون های با مقطع مربع یا مستطیل از ترکیبات مختلف قالب بتن های مدولار ، کنج های بیرونی و یا نبشی های پانچ شده استفاده میگردد . جهت جلوگیری از پیچیدگی قالب ستون از ابعاد 50*50 به بالا از قید لوله ای ( گونیا) استفاده میشود. قید لوله ای معمولا از 4 قسمت ستون توسط گیره متوسط(کلیپس) به قالب ستون متصل میگردد.
ابعاد قید لوله ای غالبا 75*75 – 80*80 100*100 میباشد . بنابراین برای هر ستون به تعداد , 8 عدد قید لوله ای و 32 عدد گیره متوسط لازم است. برای اینکه بعد اجرای ستون ، گوشه ستون تیز نباشد که امکان لب پر شدگی آن بالاست ، معمولا کنج ها را پخ دار تولید میکنند ، تا در گوشه ی مقاطع ستون ها پخی ایجاد کند ( که پس از قالب برداری نمایان است ). در اتصالات قالب ها ، کنج ها و نبشی ها از پین و گوه ی نر و ماده و همچنین از کلمپس ( بست قورباغه ای ) استفاده می شود .
روش دیگر ، استفاده از قالب های خاص یکپارچه در ستون های بتنی است که در این روش ، قالب ها با توجه به شکل ستون و ارتفاع بتن ریزی در هر مرحله ساخته و اجرا می شود ( اصطلاحا به این قالب ها ، قالب L میگویند) . روش مذکور باعث نصب سریع قالب ها شده و همچنین با توجه به یکپارچگی قالب ها ، کیفیت آن ها نسبت به سایر قالب های مشابه دیگر بهتر می باشد . لازم به ذکر است که این قالب ها جزء پانل های خاص بوده و در عضوها و سازه های دیگر قابل استفاده نمی باشد ، که این مورد افزایش هزینه های پروژه را به دنبال دارد . همچنین سنگین بودن قالب ها و نیاز مبرم به جرثقیل برای جابجایی پانل های قالب ، ممکن است پروژه را با مشکلاتی همراه سازد .
قالب بتن ستون قابل گسترش
این قالب ها را می توان به طور یکپارچه توسط جرثقیل جابجا نمود . مقاومت « قالب ستون قابل گسترش » برای بتن تازه به فشار 80 kn/m^2 طراحی و ساخته شده است . ابعاد مقطع قالب ستون از 20× 20 سانتی متر تا 60 × 60 سانتی متر با گام های 5 سانتی متر افزایش یافته و مقاطع مربع یا مسطیل را قالب بندی می کند . این قالب ها پس از دکفراژ ، فضای کمتری را اشغال نموده که در منظم بودن محیط کارگاه و جابجایی آنها ، بسیار مهم است.
انواع قالب ستون
قالب ستون های مدور
قالب ستون های مدور با توجه به قطر ستون و ارتفاع آن طراحی و ساخته شده ، و برای ستون ها با قطرهای دیگر قالب فلزی ستون های گرد دارای سطحی صاف و کمترین درز و شیار می باشند . این قالب بتن ها دارای مرزهای اتصال افقی و عمودی می باشند که باز کردن قالب پس از هر مرحله بتن ریزی را امکان پذیر می سازد .
اتصال عمودی دو قالب بتن نیم دایره توسط پین وگوه و کلمپس صورت می گیرد و اتصال افقی دو قالب بتن گرد که بر روی یکدیگر قرار می گیرند توسط پیچ و مهره و انجام می گیرد . معمولاً قالب ستون های دایره ای با قطرهای 30 الی 150 سانتیمتر و طول های 100 و 150 سانتی متر ساخته می شوند . در صورت نیاز به سر ستون قارچی ، قالب سر ستون قارچی بر روی قالب ستون گرد نصب می شود .
قالب بتن های چند ضلعی
قالب ستون های چند ضلعی برای ستون های چند ضلعی طراحی و ساخته شده و در طراحی این قالب ها ، سعی بر آن است تا از پانل های مدولار استفاده شود . کنج های این قالب ها(قالب های چند ضلعی ) از نوع کنج های خاص ، با زاویه بیش از 90 درجه می باشند .
قالب ستون های گرد یکپارچه
قالب ستون های گرد به صورت یکپارچه طراحی و ساخته می شوند . قالب های نام برده پس از آن که به وسیله ی جرثقیل در جای خود قرار گرفتند توسط اتصالات مخصوص به خود به صورت مقطع دایره کامل در می آیند.
قالب ستون با سرستون
در بعضی از پروژه ها که سقف آنها از انواع تیر و دال تخت می باشد به جهت کاهش مقطع ستون ها و افزایش میزان باربری در بالای ستون ها ، سرستون قارچی طراحی می شود . این ستون ها معمولا” در پروژه های خاص مانند منابع آب طراحی می شود .
قالب های پیشرفته ستون
- قالب بتن راپید ( RAPID )
قالب راپید یک نوع قالب بندی ستونی آلومینیومی است که برای ایجاد سطح صاف بتن کاربرد دارد و دارای اتصالات منحصر به فردی می باشد . قابلیت تحمل فشار مجاز بتن این قالب بسیار خوب و تا 120 Kn/m^2 می باشد . مقاطع مربع و مستطیلی این قالب بدون محدودیت تا 60 × 60 سانتی متر قابل تنظیم است . قاب های این قالب دارای پوشش رنگ پودری است که به راحتی تمیز می شوند . همچنین بر پا کردن اصولی این قالب بدون کمک جرثقیل انجام می شوند .در بالای قالب پایه بتن ریزی از پیش آماده دیده می شود که قابل تنظیم برای هر مقطع ستونی می باشد . - قالب بتن کواترو ( QUARTTRO )
کواترو یک قالب بندی سریع الاحداث ستون می باشد این نوع قالب بتن که می توان 4 واحد آن را پیوسته در یک نوبت توسط جرثقیل بالا برد . حداکثر قابلیت تحمل فشار مجاز بتن این قالب تا 80 kn/m^2 می باشد . این قالب ها برای مقاطع ستون مربع و مستطیل شکل تا حداکثر 60×60 سانتی متر در گام های 5 سانتی متر قابل استفاده است. بهترین نمای صاف بتن به دلیل بهره گیری از تخته چند لایی به ضخامت 21 میلی متر که در پشت این قالب ها نصب می شود ، به دست می آید . به دلیل آن که قاب های ستونی آن ، قابل تا شدن است ، در حین حمل هر 4 قالب فقط ارتفاع 60 سانتی متر را اشغال می کند . در بالای قالب پایه بتن ریزی از پیش آماده مشاهده می شود که قابل تنظیم با هر مقطع ستونی می باشد . - قالب ستون گرد فولادی SRS :
قالب مذکور ، یک قالب ستون مدور فولادی است که بهترین نمای ظاهری بتن را فراهم می کند . این قالب قابل استفاده در مقاطع ستونی با گام 5 سانتیمتری تا قطر 70 سانتیمتر می باشد. قابلیت تحمل فشار مجاز بتن تازه این قالب ها زیاد و به KN/m^2 150 می رسد . بهترین نمای ظاهری بتن را با استفاده از فولاد مخصوص و رنگ پودری ویژه با کیفیت عالی ارائه کار کردن با آن روی پایه بتن ریزی در هر مقطع ستونی ، ایمن و راحت می باشد .
ارتفاع قالب ستون بتنی تأثیرات و روشهای قالببندی
ارتفاع قالب ستون بتنی معمولاً با ارتفاع بتنی که درون آن سُببندی میشود، تفاوت دارد و میتوان قالب را تا ارتفاعی بیشتر ادامه داد. با این حال، میتوان ارتفاع قالب را متناسب با ارتفاع ریخته شده بتن تنظیم کرد. هرچه ارتفاع ستون بیشتر باشد، بتن ریخته شده و بستن قالب ستون بهصورت کلی دشوارتر میشود. این ممکن است باعث ایجاد نامنظمی در مقطع ستون شود، بنابراین برای تقویت ستون از جک و پشتبندهای بیشتری استفاده میشود. در این ستونها، بتن ریخته شده از ارتفاع بیشتری انجام میشود، که این امر احتمال جداشدگی دانهها را افزایش میدهد.
بنابراین، در یک ارتفاع مشخص، یک دریچه ایجاد میشود. در این ستونها، ابتدا قسمتی از ستون بتن ریخته میشود و پس از انجام کار و لرزشدهی، دریچه بسته میشود و سپس قسمت بعدی ستون بتن ریخته میشود.
نکات مهم برای استفاده از انواع قالب ستون
همانطور که عنوان شد، با توجه به نقش حیاتی ستون، ذرهای سهلانگاری در اجرای ستونهای سازه موجب خسارات سنگینی خواهد شد. لذا برای استفاده از قالب ستون لازم است اصول و نکاتی رعایت شوند که اجرای ستون با پیادهسازی این نکات، دقیقتر انجام خواهد شد. از جمله مواردی که لازم است حتماً پیش از قالببندی ستون انجام گیرد، محاسبات و البته نحوه محاسبات مربوط به قالببندی است.
این محاسبات توسط افرادی چون مهندسان نقشهکشی که بهصورت تخصصی در این زمینه تحصیل کردهاند و فعالیت میکنند، انجام میشود و روی نقشه ثبت میگردد. با مشخص شدن نتیجه این محاسبات و درج آنها روی نقشه، پیمانکار پروژه میتواند با دقت بیشتر و کیفیت بهتری قالببندی ستون را انجام دهد. بنابراین محاسبات و اجرای قالببندی ستونها باید توسط متخصصان مجرب و فعال در این زمینه صورت پذیرد.
اجزای قالببندی ستون بتنی
قالببندی ستون بتنی شامل اجزای مختلفی است که برای ساختاردهی و حفظ شکل ستون در طول ریخته شدن و خشک شدن بتن استفاده میشوند. اجزای اصلی قالببندی ستون بتنی عبارتند از:
- پانلها: پانلها به عنوان بخش اصلی قالب استفاده میشوند. آنها میتوانند از مواد مختلفی مانند فلز تولید شوند. دو نوع رایج پانل فلزی شامل تسمهای و قالب لبه خم است. پانلهای لبه خم از ورقهای فلزی با ضخامت ۳ یا ۴ میلیمتر ساخته میشوند و لبههای آنها به صورت خم شدهاند. در حالی که پانلهای تسمهای از ورق ۴ میلیمتری و تسمههایی از ورق ۵ میلیمتری تشکیل شدهاند. اتصالات پانلها میتواند به شکل جوش یا سختکنندهها صورت گیرد.
- پین و گوه: با ریختن بتن در قالبها، فشاری ایجاد میشود که ممکن است منجر به باز شدن قالبها یا خروج شیره بتن شود. به منظور چفت کردن پانلهای فلزی و جلوگیری از این مشکلات، از پین و گوه استفاده میشود. پین و گوه به پانلها اتصال میدهند و ثبات قالب را تضمین میکنند.
- پشت بند و جکهای مایل: پس از اتصال پانلها به یکدیگر با استفاده از پین و گوه، نوبت به اجرای پشت بند میرسد. پشت بندهای افقی، قائم و مایل استفاده میشوند تا پانلها را یکپارچه کنند و مقاومت آنها در برابر نیروهای رانشی بتن تازه را افزایش دهند. جکهای مایل نیز جهت تثبیت پانلها و جلوگیری از سست شدن ستونها در صورت ناشاقول شدن آنها استفاده میشوند. در ارتفاعهای حداکثر یک متری، استفاده از پشت بند اجباری است و برای اجرای آن معمولاً از لولههای داربست استفاده میشود.
- بست قورباغهای: در ستونهای لبه که امکان استفاده از جکهای مایل از دو طرف وجود ندارد، از بست قورباغهای برای نگهداشتن قالبها و شاقول کردن آنها استفاده میشود. برای انجام این کار، در هنگام ریختن بتن در سقف یا فونداسیون، قلابهایی در آن قرار داده میشود و سپس با استفاده از سیم نجاری یا میلگرد، بست قورباغهای ایجاد میشود. این بست قورباغهای باعث نگهداشتن قالب و جلوگیری از جابجایی آن در هنگام بتن ریزی میشود.
- تسمه: تسمه در قالببندی ستونهای بتنی با عرض بزرگتر از حد معمول استفاده میشود. این تسمه بین دو پانل قرار میگیرد و با حفظ فاصله بین دو وجه ستون، پانلها را از هم فاصله مینگارد. طول تسمه برابر با عرض ستون به اضافه 5 سانتیمتر از هر طرف تعیین میشود. به عنوان مثال، برای ستونی با عرض 50 سانتیمتر، باید از تسمههایی با طول 60 سانتیمتر استفاده کرد.
مزایای قالبهای فلزی برای قالببندی ستونهای بتنی
قالبهای فولادی و فلزی به دلیل استحکام، دوام و قابلیت استفاده مجدد برای مدت طولانی، به طور گسترده مورد استفاده قرار میگیرند. قالبهای فولادی نیز برای قالب ستون بتنی استفاده میشوند. استفاده از قالبهای فولادی برای پروژههای کوچک هزینهبر است، اما میتوان از آنها برای تعداد زیادی پروژه استفاده کرد. در مقایسه با قالبهای چوبی، قالبهای فلزی سطح صافی را برای بتن ایجاد میکنند. قالبهای فولادی میتوانند برای سازههای دایرهای یا منحنی مانند مخازن، ستونها، دودکش، فاضلاب، دیوارهای حائل، تونلها و غیره استفاده شوند. مزایای قالبهای فولادی عبارتند از:
- استحکام و دوام بالا و عمر طولانی
- قابلیت استفاده مجدد در چندین پروژه مختلف
- ایجاد سطح صاف در زیر و بالای بتن
- مقاومت در برابر آب و رطوبت و کاهش احتمال لانه زنبوری
- قابلیت استفاده مکرر بیش از 100 بار
- ثبات و جداسازی آسان قالب
- قالبهای آلومینیومی نیز یک نوع قالب فلزی است. چگالی آلومینیوم نسبت به فولاد کمتر است و این باعث میشود وزن آن نسبت به فولاد سبکتر باشد. این امر مزیت اصلی قالبهای آلومینیومی در مقایسه با فولاد است.
راهنمای انتخاب قالبهای بتنی فاکتورهای تأثیرگذار
انتخاب قالبهای بتنی بر اساس موارد زیر انجام میشود:
- فشار روی قالب: فشاری که بر روی قالب بتنی اعمال میشود، بستگی به ارتفاع ستون یا دیوار و نیز بارهایی که بر سازه اعمال میشوند دارد. برای سازههای بلند و با بار زیاد، قالبهای مقاوم و قادر به تحمل فشار زیاد باید انتخاب شوند.
- وزن روی قالب: وزنی که بر روی قالب بتنی قرار میگیرد، نیازمند در نظر گرفتن ظرفیت باربری قالب است. قالبهای سبکتر میتوانند در مواردی که تحمل بار بر روی سازه محدود است، مورد استفاده قرار بگیرند.
- نوع تراکم: نوع تراکم قالب بتن نیز بستگی به نوع سازه و شرایط پروژه دارد. قالبهای تراکمشونده، که به صورت فلزی هستند و با استفاده از هیدرولیک یا مکانیکی تراکم میشوند، برای پروژههایی که نیاز به تغییر شکل مکرر قالب دارند، مناسب هستند. قالبهای غیرتراکمشونده نیز برای پروژههایی که نیاز به استفاده مکرر از قالب است، مورد استفاده قرار میگیرند.
- مقدار بتن برای نگهداری: مقدار بتن مورد نیاز برای نگهداری قالب بتنی نیز در انتخاب قالب تأثیرگذار است. قالبهای با حجم کمتری برای پروژههایی که مقدار بتن محدود است، انتخاب میشوند.
جمعبندی
با توجه به موارد فوق، انتخاب قالبهای بتنی برای هر پروژه به ترکیبی از فشار روی قالب، وزن روی قالب، نوع تراکم و مقدار بتن برای نگهداری بستگی دارد. علاوه بر این، عوامل دیگری مانند هزینه، زمان، نیاز به بازیافت قالب ، دسترسی به تجهیزات پروژه و انتخاب یک تیم حرفه ای همچون آرتا سازه جهت اجرای پروژه نیز ممکن است در انتخاب قالب تأثیرگذار باشند.
در این مقاله با قالب ستون و انواع آن آشنا شدیم و فاکتورهای لازم برای انتخاب مناسبترین قالب و نکات مهم در استفاده از قالب ستونها را مورد بررسی قرار دادیم. ستون یک بنا را درواقع میتوان نبض آن بنا دانست؛ چراکه کوچکترین خطایی در ساخت و اجرای آن امنیت جانی شهروندان را به خطر بیندازد. لذا لازم است با بهکار گیری مهندسان متبحر و لحاظ کردن تمام نکات عنوانشده در مقاله، سرپناهی امن برای هموطنان و شهروندان میهن عزیزمان فراهم آوریم و سهمی در ایجاد آسایش برای آنها داشته باشیم.
