انواع شالوده ها
انواع شالوده ها
در قسمت های قبلی با نحوه محاسبه و طراحی اعضای مختلف در ساختمان های بتن آرمه آشنا شدیم. در این قسمت های پیش رو می خواهیم ضوابط طراحی یکی از قسمت های اصلی سازه به نام شالوده مطابق آیین نامه را بررسی کنیم.
مفهوم لغوی شالوده به معنای اساس و بنیان می باشد که در مهندسی عمران به نام فونداسیون یا پی نیز شناخته می شود. نقش اصلی فونداسیون در ساختمان ها تحمل بارهای ثقلی و جانبی ناشی از سازه و انتقال آنها به زمین و در عین حال حفظ پایداری سازه بر روی بستر می باشد.
انواع شالوده ها
شالوده ها به طور کلی به دو گروه شالوده های سطحی و عمیق تقسیم می شوند. احتمالا همانطور که از نامگذاری این شالوده ها حدس زده اید، شالوده های سطحی، شالوده هایی هستند که در آنها از یک عضو مسطح مثل دال و یا تیر برای انتقال نیروها به زمین استفاده می شود.
در حالی که در شالوده های عمیق، نیروهای ناشی از سازه به واسطه به کار بردن المان های ستون مانند با طول زیاد که شمع نامیده می شوند، به اعماق تحتانی زمین انتقال می یابد.
باید به این نکته توجه کنید که هر چند کاربرد شالوده های سطحی ساده تر، بسیار کم هزینه تر و با سرعت بیشتری نسبت به شالوده های عمیق انجام می شود، اما در شرایط ژئوتکنیکی خاص، با توجه به مشخصات خاک منطقه مورد نظر، ممکن است تنها راه حل به منظور طراحی فونداسیون استفاده از شالوده عمیق باشد.
انواع شالوده های سطحی
همانطور که گفته شد، شالوده های سطحی به اعضایی گفته می شود که به صورت تیر یا دال بوده که از یک طرف به سازه متصل هستند و از طرف دیگر با قرار گیری بر روی سطح زمین، نیروهای سازه را به بستر انتقال می دهند. این شالوده ها براساس نوع المان مستقر بر آنها و همچنین میزان بارهای وارد می توانند به شکل های مختلفی به کار برده شوند.
1- شالوده های منفرد
همانگونه که از نام این شالوده مشخص است، این نوع فونداسیون به صورت مجزا و برای تحمل بار یک المان به صورت متمرکز ( معمولا ستون یا پدستال) به کار برده می شود.
با توجه به هندسه و مقدار بار عضو تکی، سطح مقطع و ضخامت این نوع شالوده توسط طراحی محاسبه می شود. در مواردی که فاصله بین ستون های سازه خیلی کم باشد، مثل ستون های واقع در محل درز انبساط سازه، می توان از یک شالوده منفرد برای هر دو ستون نیز استفاده نمود. طراحی این شالوده ها مشابه دال های دو طرفه می باشد.
دید مهندسی
این نوع فونداسیون در ساختمان ها یا سازه های صنعتی سبک پر کاربرد می باشد، در چنین مواردی معمولا مقدار حداکثر بعد این نوع فونداسیون در پلان برابر 2.5 متر در نظر گرفته می شود.
2- شالوده های مرکب
هنگامی که دو یا چند ستون در فاصله نسبتا کمی از یکدیگر قرار گرفته اند و یا بار آنها نسبتا قابل توجه است، می توان شالوده مرکب را جایگزین شالوده های منفرد مجاور هم نمود.
با توجه به موقعیت هندسی سازه و ابعاد و فواصل ستون ها، می توان شالوده مرکب را با شکل های مختلفی از جمله مستطیلی، چند ضلعی، دایروی و حتی پلکانی نیز به کار برد.
شکل زیر یک شالوده مرکب به صورت ذوزنقه ای را نمایش می دهد.
با توجه به نسبت ابعاد این نوع شالوده، عملکرد آن می تواند به صورت دال های یک طرفه و در موارد خاص با افزایش تعداد ستون ها به صورت دو طرفه در نظر گرفته شود.
3- شالوده های نواری
هنگامی که چند ستون در فواصل نسبتا کم از یکدیگر قرار گرفته باشند و بخواهیم بار ناشی از آنها را به بستر انتقال دهیم، معمولا از یک فونداسیون با طول نسبتا زیاد و عرض کم که بار تمام ستون ها را تحمل می نماید، استفاده می کنیم. شالوده های نواری می توانند به صورت پلکانی یا شیبدار نیز مورد طراحی و استفاده قرار گیرند.
دید مهندسی
این نوع فونداسیون ها را می توان یکی از انواع خاص فونداسیون دیوار به ویژه دیوارهای حائل به شمار آورد، که در این صورت فونداسیون از نوع دیواری نامیده می شود.
هر چند باید به این نکته توجه کرد که در ساختمان های متداول نیز با به کار بردن نوارهای متقاطع می توان طراحی فونداسیون را انجام داد و در عین حال از مزایای طرح بهینه و اقتصادی تری برای پروژه نیز بهره مند گردید.
4- شالوده گسترده
ایده اصلی این نوع فونداسیون مشابه شالوده های منفرد می باشد، با این تفاوت که شالوده گسترده، بار مجموعه ای از ستون ها یا دیوارها را به زمین منتقل می نماید.
معمولا در شالوده های گسترده، جابه جایی ستون ها نسبت به یکدیگر واسطه صلبیت فونداسیون کمتر می باشد. شالوده های گسترده می توانند به صورت دال، مجموعه تیر – دال و یا صندوقه ای به کار برده شوند.
دید مهندسی
به نظر شما با توجه به شکل بالا در صورتی که مقدار بارهای وارده زیاد نباشد، آیا می توان بخش های میانی ستون ها را از فونداسیون گسترده حذف نمود؟
احتمالا پاسخ درست را حدس زده اید! بله، در صورت پاسخگو بودن فونداسیون به لحاظ کنترل تنش خاک، مقاومت خمشی، برشی و کنترل جابه جایی ها، می توان با حذف نواحی داخلی چشمه ها، فونداسیون گسترده را به فونداسیون نواری دو طرفه تبدیل نمود.
به اینگونه فونداسیون ها در اصلاح وافل مت ( Waffle Mat ) نیز گفته می شود.
5- تیر روی زمین
در این حالت دیوار بر روی تیری قرار می گیرد که از طریق این تیر بار دیوار به شالوده های منفرد یا سرشمع های مجاور منتقل می شود. در این حالت چنانچه دیوار از نوع بتن آرمه بوده و با تیر به صورت یکپارچه اجرا شده باشد کل دیوار را می توان معادل یک تیر واقع بر زمین در نظر گرفت.
در این حالت طراحی براساس روابط تیر عمیق انجام شده و اثر خاک در نظر گرفته نمی شود.
6- تیر باسکولی
همانطور که خواندیم، هنگامی که دو شالوده منفرد در مجاورت یکدیگر قرار قرار گرفته اند، می توان شالوده مرکب را جایگزین شالوده منفرد نمود. اما روش دیگری که در خصوص اتصال دو شالوده منفرد، به خصوص در حالتی که در یکی از آنها مقدار برون محوری نسبت به مرکز شالوده زیاد باشد، استفاده از تیر باسکولی است.
در این حالت از یک تیر با سختی زیاد جهت اتصال دو شالوده منفرد استفاده می شود. طراحی تیر باسکولی مطابق روابط تیرها و بدون در نظر گرفتن خاک انجام می شود.
7- کلاف رابط
کلاف های رابط که در اصطلاح به آنها شناژ گفته می شود، مقطعی مشابه تیر داشته و شالوده های منفرد را به هم متصل می کند.
ترجیح بر این است که اتصال شالوده ها از طریق کلاف رابط در دو جهت انجام شود، اما در برخی از موارد که فاصله شالوده ها در یک راستا خیلی زیاد است، مثل سازه های صنعتی، این اتصال فقط در یک راستا انجام می شود.
هدف از کاربرد رابط در شالوده ها جلوگیری از حرکت نسبی شالوده ها نسبت به یکدیگر می باشد.
شالوده های عمیق
شمع ها را می توان به عنوان متداول ترین نوع شالوده های عمیق در نظر گرفت. این شالوده ها در دو گروه شمع منفرد و گروه شمع طبقه بندی می شوند که در هر دو نوع، شالوده شامل یک سر شمع که معمولا مشابه یک فونداسیون منفرد و یا گسترده است و همچنین تعدادی شمع که می توانند به صورت فولادی یا بتن آرمه باشند تشکیل شده اند.
در شمع های منفرد بار یک ستون توسط شمع تحمل شده، در حالی که در گروه شمع ها بار یک یا چند ستون از طریق چند شمع که دارای سر شمع مشترکی هستند منتقل می شود.
دید مهندسی
متداول ترین مواردی که باعث استفاده از شمع در طراحی فونداسیون می شود عبارتند از:
وجود خاک نامناسب با ظرفیت باربری نسبتا پایین
وجود بارهای محوری و لنگرهای خمشی بسیار زیاد و همچنین تراکم سایر فونداسیون ها در محل سازه مورد نظر که باعث ایجاد محدودیت در ابعاد طراحی فونداسیون می گردد.
در سازه های با بارهای خاص برای دستیابی به تغییر مکان های حداقل.
انواع شالوده ها – انواع شالوده ها
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.