فونداسیون (شالوده) در ساختمان چیست ؟

1 هفته پیش بدون دیدگاه 7816 بازدید
فونداسیون ساختمان چیست
4/5
172رای
این پســت برای شما مفیــد بود ؟
  • 5عالی بود
  • 3خوب بود
  • 2معمولی بود
  • 1بد بود

فونداسیون یا شالوده در پایین ترین قسمت ساختمان قرار دارد و با توجه به اینکه بار ساختمان از طریق آن به زمین منتقل می شود استحکام فونداسیون نقش مهمی در ایستایی و استحکام کل ساختمان دارد. به منظور ساخت کلیه ساختمان ها، رعایت مقررات ملی و ضوابط پی در ساخت و اجرای فونداسیون الزامی است. با توجه به اینکه شما از چه نوع فونداسیونی برای سازه خود استفاده خواهید کرد؛ عملکردهای لازم بررسی و انجام خواهد شد. این عملکردها و تدابیر برای این اتخاذ می‌شوند که تعادل لازم بین بارهای ساختمان بر روی زمین برقرار شود. به دلیل این موضوع شما باید رمش اجرایی تمام فونداسیون‌ها را به خوبی بشناسید. برای پیاده‌سازی هر بخش از سازه (چه در فونداسیون و چه در بخش‌های بعدی) شما باید مصالح درست را انتخاب کنید. برای مثال باید انواع میلگرد را بشناسید و پس از بررسی محل ساخت و ساز انتخاب درست را انجام دهید. میلگرد آلیاژی، میلگرد ساده، میلگرد آجدار و … هر کدام استفاده خاص خود را در ساختمان‌ سازی دارند. هر کدام از این میلگردها نیز تنوع بالایی را ارائه می‌ دهند. قیمت میلگرد آجدار در سایزهای متنوع (سایز 8 به بالا)،‌ میلگردهای آلیازی در انواع مختلف (مانند میلگرد st37، فولاد ck45 و…) در سایت مرکزآهن قابل بررسی است.

پی به مجموعه بخش هایی از سازه و خاک در تماس با آن که وظیفه انتقال بار از ساختمان به زمین را دارد گفته می شود. در ادامه به بررسی پی و فونداسیون و انواع آن و نحوه اجرا از جمله میلگرد گذاری فونداسیون خواهیم پرداخت. به طور کلی  وظیفه یک شالوده (پی) آن است که وزن ساختمان را به گونه ای به زمین انتقال دهد که:

  1. از نشست بی‌جا و زیاد ساختمان جلوگیری شود.
  2. در صورت نشست این میزان یکسان باشد و هر بخش به شکل مختلف درگیر نشست نشود.
  3. باری که از سمت ساختمان به زیر ساز وارد می‌شود باعث بوجود آوردن شکستی در قسمت زیر ساختمان نشود.
  4. شالوده ساختمان باید زمانی که نیرو جانبی به سازه وارد می‌شود از واژگون شدن کلی سازه جلوگیری کند.

مشاهده نسخه pdf مقاله : پی ساختمان یا فونداسیون چیست ؟

فونداسیون ساختمان چیست

در سازه ساختمان مجموعه ای از اعضا جهت تحمل و انتقال نیروهای فشاری و کششی مورد استفاده قرار می گیرند. از جمله این اعضا می توان به تیر، ستون، شالوده و سقف اشاره نمود. در شکل های زیر این اعضا مشاهده می شود. همان طور که می دانید قیمت مصالح فولادی مانند قیمت تیرآهن و میلگرد بسیار افزایش داشته از این رو انتخاب فونداسیون مناسب برای بهبود سازه و جلوگیری از اتلاف مصالح ساختمانی ضروری می باشد. در این مقاله شما را با تمامی نکات فونداسیون مطلوب در سازه آشنا خواهیم کرد.

اعضای باربر سازه

فونداسیون سازه

شالوده در ساختمان چیست

به پایین ترین بخش از سازه که وظیفه آن انتقال بارهای مرده یا زنده سازه به خاک یا پی می باشد، شالوده یا فونداسیون ساختمان می گویند.

عمده ترین بارهای وارده بر سازه ساختمان

  1. بارهای ناشی از وزن سازه (بارهای مرده)
  2. بارهای ناشی از اجزای متحرک (بار زنده)
  3. بارهای زلزله، باد (بارهای جانبی)

شالوده ساختمان

شاید برای شما سوال باشد که ابعاد فونداسیون چگونه تعیین می گردد. این ابعاد براساس مقدار بار وارده، مقاومت بستر خاک و جنس مصالح تشکیل دهنده فونداسیون مشخص می شود به طوری که ابعاد فونداسیون با مورد نخست رابطه مستقیم و با مورد دوم نسبت معکوس دارد. به این معنا که هرچه بار وارده بیشتر باشد، فونداسیون دارای ابعاد بزرگ تری بوده و هرچه مقاومت بستر خاک بیشتر باشد، شالوده ابعاد کمتری را خواهد یافت.

تقسیم بندی فونداسیون

فونداسیون ساختمان را می‌توان در دو دسته کلی قرار داد: شالوده یا فونداسیون سطحی، فونداسیون عمیق

به طور کلی تر پی ها به دسته های زیر تقسیم بندی می شوند:

  1. پی های سطحی یا شالوده ها
  2. پی های عمیق یا شمع ها
  3. پی های نیمه عمیق مانند پی های چاهی
  4. پی های ویژه مانند مهارها، پی صندوقه ای (کیسون ها)، ستون های شنی و مهارها
  5. پی منفرد (نقطه ای) : که به صورت مجزا و مستقل بار را از ستون به زمین وارد می کند.

1 – شالوده سطحی

چنانچه زمین دارای شرایطی مساعد باشد در این صورت می توان نیروهای وارده را به وسیله فونداسیون مناسب به خاک بستر منتقل نمود.

انواع شالوده های سطحی

الف – شالوده منفرد

فونداسیون منفرد می تواند بار یک ستون را به تنهایی به زمین منتقل نموده و تحمل نماید. به این فونداسیون، شالوده منفرد گفته می شود.

شالوده منفرد

شناژ (رابط بین شالوده ها)

شناژ وظیفه کلاف و مهار کردن شالوده را به عهده دارند. در سازه، شناژ وظایفی از قبیل مقابله با نیروهای افقی و یکنواخت کردن نشست در سازه را به عهده دارد.

شناژ فونداسیون

اگر ابعاد فونداسیون منفرد شما بزرگ باشد، این دو فونداسیون را با هم ادغام شده و یک فونداسیون مرکب شکل می‌گیرد.

فونداسیون مرکب

ب – فونداسیون نواری

این نوع از شالوده در دسته بهتررین نوع شالوده های سطحی قرار داشته و در عین حال ساده نیز می باشد، به طوری که به صورت یک نوار در زیر ستون های یک محورد قرار می گیرد. این شالوده ها می توانند به صورت نواری در یک جهت یا دو جهت باشند و در صورتی که در یک جهت اجرا شوند می توان آن ها را شناژهای رابط متصل نمود.

فونداسیون نواری

شالوده نواری

فونداسیون نواری سازه

ج – فونداسیون گسترده

گاهی اوقات به دلیل کاهش مقاومت خاک و یا افزایش بارهای وارد بر آن، تعداد نوارهای فونداسیون افزایش یافته و گسترش می یابند که در این صورت به آن ها فونداسیون گسترده گفته می شود. یکی از دلایل استفاده از این نوع شالوده را می توان نامناسب بودن خاک در زیر سازه عنوان نمود.

انواع فونداسیون های گسترده

فونداسیون‌های گسترده انواع مختلفی دارند:

  • نوع اول با نام فونداسیون گسترده ساده شناخته می‌شود.
  • نوع دوم گستره تیرچه‌دار نام دارد.
  • سومین و آخرین نوع فونداسیون گسترده، سلولی است.

حالات مختلف تقویت فونداسیون گسترده

برای تقویت فونداسیون گسترده باید به حالات زیر رفتار کنید:

  • تیر‌ها را به سمت پایین محدود کنید.
  • تیرها را به طرف بالا محدود کنید.

در صورت بروز وضعیت بحرانی و سخت ابتدا باید از نیروی کششی به بالا جلوگیری شود. برای جلوگیری از این نیروها روش پمپاژ و شمع‌کشی را به شما پیشنهاد می‌کنیم.

شالوده گسترده

2 – فونداسیون عمیق

فونداسیون یا شالوده عمیق به آن دسته از شالوده ها گفته می شود که چنانچه ارتفاع آن ها را به کوچک ترین قسمت افقی آن ها تقسیم نماییم نتیجه از شش بیشتر نبوده و عمق آن نیز بیشتر از 3 متر نباشد. به طور کلی اگر سطح یا عمق خاک دارای مقاومت اندکی باشد بایستی نیروهای وارده را توسط فونداسیون عمیق به لایه های پایین تر که مقاومت بیشتری دارند منتقل نمود. این فونداسیون عمیق عموما توسط یک سازه واسط بارهای سازه را گرفته و منتقل می نماید که به سازه واسط، سر شمعی گفته می شود. به ازای هر طبقه از ارتفاع ساختمان باید عمق گمانه 3 متر را در نظر گرفت.

خاک به غیر از رس و لای : عمق گمانه 6 تا 9 متر پایین تر از پی

خاک رسی یا نرم: 3 متر از پایین تر از لایه رس

انواع فونداسیون عمیق

  • فونداسیون ته باربردی
  • فونداسیون اصطکاکی

فونداسیون عمیق

شالوده عمیق سازه

در انواع پروژه‌های ساختمانی مراحل اجرای فوداسیون به شکل یکسانی اجرا می‌شود. برای این پیاده‌سازی اولین قدمی که باید برداشه شود، پیاده‌سازی نقشه فونداسیون روی زمین است. در مرحله بعد یا همان مرحله پیاده‌سازی، از جزئیات روی نقشه استفاده می‌شود.

چنانچه در شکل زیر مشاهده می نمایید محورهای یک سمت با اعداد 1، 2 و … نام گذاری شده و محور سمت دیگر با حروف A، B و … شالوده هایی که از لحاظ ابعاد و میزان بار وارده وضعیت یکسانی دارند با علامت یکسان نشان داده شده اند و تیپ بندی شده اند مانند F1 و …

اجرای فونداسیون

مراحل اجرای شالوده (فونداسیون)

  • پی کنی و گودبرداری
  • اجرای بتن مگر
  • آرماتوربندی
  • قالب بندی
  • بتن ریزی

پی کنی و گودبرداری

یکی از مراحل مهم در ساختمان‌سازی، پی کنی و گودبرداری است. پی کاری به منظور برداشت خاک‌های اضافی برای رسیدن به سطح مطلوب انجام می‌شود.

1 – دست یافتن به خاک مطلوب و مقاوم، زیرا بار ساختمان به شالوده و در نهایت به زمین منتقل می شود در نتیجه زمین زیر فونداسیون باید مقاوم باشد و نشست نکند.

2 – برای محافظت فونداسیون و جلوگیری از اثرات جوی مانند یخ زدگی و باران و …

3 – رسیدن به تراز لازم با توجه به نقشه های اجرایی پروژه

بتن مگر

بتن با عیار کم سیمان (حدود 150-100 کیلوگرم بر متر مکعب) که در زیر شالوده اجرا می شود بتن مگر (بتن نظافت یا بتن لاغر) گویند. ضخامت آن معمولا 10 سانتی متر می باشد و عرض آن 10 سانتی متر از هر طرف از ابعاد فونداسیون شالوده بیشتر است.

هدف از اجرای بتن مگر

1 – جلوگیری از تماس مستقیم بتن اصلی شالوده با خاک

2 – رگلاژ (هم سطح کردن) کف شالوده و ایجاد سطحی صاف برای اجرای شالوده

اجزای پی منفرد

پی منفرد از اجزای متنوعی تشکیل شده است. برای اینکه بهتر بتوانید از این نوع پی استفاده کنید در ادامه شما را با اجزای این پی آشنا خواهیم کرد.

  • بتن مگر: یکی از انواع بتن که دارای ضخامتی برابر با 10 سانتی‌متر به بالا بوده، این بتن خطر آلودگی بتن سازی‌ای را در زمان بتن‌ریزی رفع می‌کند. این بتن‌ها دارای عیاری برابر 150 و ضخامت 7.5 سانتی‌متری هستند. برای بتن‌ریزی مگر باید بعد از گودبرداری اقدام کنید.
  • قالب بندی : بخش زیادی از هزینه ساخت و اجرا را در ساختمان های بتنی به خود اختصاص می دهد.
  • آرماتور داخل پی
  • صفحه ستون
  • بولت
  • رامکا

یک محل مناسب برای پی ساختمان باید دارای دو ویژگی باشد:

سطح فوقانی پی باید پایین تر از سطح یخبندان باشد.

سطح تحتانی پی باید بالاتر از عمق ایستایی باشد.

عوامل موثر بر عمق پی

  • طرح معماری
  • عمق خاک مناسب : دکوپاژ
  • عمق یخبندان
  • عمق پی باید بیشتر از عمق یخبندان باشد.

عوامل موثر بر سطح پی

ابعاد تکیه‌گاه انواع عناصر باربر قائم به شکل زیر است:

  • ابعاد تکیه‌گاه برای ستون‌های بتنی برابر است با ابعاد ستون بتنی
  • این ابعاد برای ستون، پایه و دیوارهای مصالح بنایی، نصف ابعاد پایه را شامل می‌شود.
  • در ستون‌های فولادی، ابعاد تکیه‌گاه حد واسط صفحه ستون و فولادی است.

از جمله عوامل موثر بر ضخامت پی ساختمان، می‌توان به نیروی فشاری ستون اشاره کرد.

طول مهاری

برش سوراخ کننده

توزیع نیرو در پی مانند قیف برعکس می ماند. آرماتورهای ریشه برای اتصال پی به ستون دارای حداقل طول 50 برابر قطر میلگرد یا 60 سانتی متر در ستون و 60 برابر قطر میلگرد یا 70 سانتی متر در پی می باشند.

آرماتورگذاری فونداسیون

همان گونه که در شکل ملاحظه می کنید قونداسیون منفر بارهای وارد از ستون را به صورت گسترده به زمین منتقل می نماید. نتیجه این امر کشیدگی در قسمت های پایینی فونداسیون می باشد. در سازه های بتنی میلگردهای فولادی وظیفه تحمل بارهای کششی را بر عهده دارند از این رو لازم است در قسمت های زیرین فونداسیون که کشش زیادی ایجاد شده، از میلگرد استفاده گردد.

با توجه به اینکه کشیدگی در هر دو جهت شالوده منفرد به وجود می آید لازم است آرماتورهای مربوطه در دو جهت قرار گیرند.

آرماتورگذاری فونداسیون

در شکل های زیر فونداسیون منفرد سطحی را با میلگردهای آن می بینید.

همان طور که در تصویر مشاهده می نمایید میلگردها در پایین فونداسیون به صورت شبکه ای قرار داده شده اند. قطر و فاصله این میلگردها از یکدیگر نیز با استفاده از محاسبات مربوطه مشخص می گردد. لازم به ذکر است که جهت ایجاد چسبندگی و در نتیجه انتقال نیروی بهتر میان فولاد و بتن در دیواره های شالوده میلگردها با زاویه 90 درجه خم می گردند.

آرماتورگذاری فونداسیون

میلگردگذاری شالوده

بستن میلگردها به یکدیگر (گره زدن)

آرماتورهای فولادی بایستی پیش از بتن ریزی، بنابر محاسبات انجام شده و طرح آن ها به یکدیگر متصل شده تا در طول عملیات بتن ریزی و گرفتن بتن، جابجا نشوند.

با توجه به کارگاه و نوع قطعه، وضعیت اتصال میلگردها به هم متفاوت خواهد بود. برای اینکه بهترین نتیجه در این زمان حاصل شود، تکنسین ساختمان وظیفه تصمیم‌گیری را به عهده دارد.بعضی مواقع قسمت یا بخشی از میلگرد را خارج از قالب کلی بسته و یک شبکه بوجود می‌آورند، و در انتها این شبکه را در قالب قرار می‌دهند. در بعضی مواقع نیز وجود دارد که میلگردها را روی قالب می‌بندند.

میلگردگذاری پی منفرد

بر اساس پی سازه، اصول پایدار ساختمانی به شکل زیر است:

  • پایداری سازه در برابر واژگونی
  • پایداری ساختمان در برابر نشست
  • پایداری ساختمان در برابر لغزش
  • پایداری سازه در برابر روانگرایی

اصول طراحی پی ساختمان

در محلی که سطح آب های زیر زمینی بالا باشد از ساخت زیر زمین بایستی اجتناب کرد. در مناطقی که خاک رس منبسط شونده وجود دارد، روش های خاص برای خاک ریزی لازم است. در مناطقی که لایه های خاک زیر ساختمان بسیار ضعیف است، بهتر است از ساختمان بتنی (به علت سنگینی) استفاده نکرد. در مناطقی که خاک آلی زیادی داشته باشد باید پی را پایین تر از این لایه ها اجرا کرد.

روانگرایی یا آبگویی: برای وقوع این پدیده سه شرط لازم است:

  • لایه ای از ماسه یا لای
  • بالا بودن سطح آب های زیر زمینی
  • منبع ارتعاش (زمین لرزه)
  • راهکارهای مقابله با روانگرایی
  • اجرای شمع
  • بهسازی خاک

انواع پی ازنظر مصالح تشکیل دهنده

با توجه به مصالح پی ساختمان را می‌توان به صورت زیر تقسیم‌بندی کرد:

  1. پی‌هایی که بتنی هستند.
  2. پی فولادی: در ساختمان‌هایی که وزن بالا است از این نوع پی استفاده می‌شود.
  3. پی‌های سنگی: در این نوع پی برای ملات از ملات آبی استفاده می‌شود و حداقل ضخامت باید 4 سانتی‌متر تعریف شود.
  4. پی شفته آهک

انواع قالب بندی از جهت مصالح

با توجه به مصالحی که در سازه استفاده می‌شود، قالب بندی عبارتند از:

  • قالب‌بندی چوبی: این نوع قالب برای قطعات بزرگ‌تر استفاده می‌شوند.
  • قالب‌بندی فلزی: این نوع قالب بسیار مستحکم است و استفاده‌های زیادی دارد.
  • قالب‌بندی آجری: قالب‌های آجری یکی از اقتصادی‌ترین و سریع‌ترین قالب‌ها برای پیاده‌سازی هستند.

فونداسیون مرکب:

هنگامی که دو ستون در فاصله کم از یکدیگر قرار دارند از پی مرکب استفاده می شود. ابعاد این فونداسیون باید به گونه ای انتخاب شود که بار حاصل از مرکز، با فشار یکنواختی توزیع شود. زمانی از پی ذوزنقه ای استفاده می گردد که اختلاف بارهای دو ستون بسیار باشد و محدودیت هایی برای طول پی وجود داشته باشد.

فونداسیون تسمه ای – پی طره ای: این نوع پی هنگامی که فاصله ستون ها زیاد است یا بار ستون برون محوری بر پی وارد می شود، استفاده می گردد. وظیفه تیر تسمه ای مقاومت در برابر واژگونی است. این نوع پی زمانی که فاصله ستون ها زیاد باشد از پی مرکب با صرفه تر است. تیر تسمه ای بین دو پی نباید در تماس با خاک باشد.

فونداسیون نواری: این نوع پی در زیر دیوار یا یک ردیف ستون قرار می گیرد. پی نواری در سطوح شیب دار در صورت لزوم پله ای اجرا می گردد. در پی نواری که زیر دیوار قرار دارد، بایستی عمق پی حداقل برابر مقدار پیش آویز باشد.

انواع قالب بندی از جهت مصالح

فونداسیون های نیمه عمیق: پی نیمه عمیق حد فاصل شالوده و پی های شمعی را تشکیل می دهد.

فونداسیون های چاهی: در مواردی که زمین سست می باشد با حفر چاهک هایی تا رسیدن به زمین سفت استفاده می شود.

فونداسیون های شناور: نوعی فونداسیون که در آن وزن خاک گودبرداری شده با وزن ساختمانی که قرار است ساخته شود برابر است. زمانی از این فونداسیون استفاده می گردد که خاک نرم بوده و احتمال نشست آن بالا باشد. عمق مناسب خاک بیش از 50 متر باشد و شمع زدن امکان پذیر نباشد.

اجرای شمع در پی ساختمان: یک ستون قرار گرفته در عمق زیاد زمین است که بارهای وارد شده از طرف سازه را تحمل و به لایه های مقاوم منتقل می کند.

فاصله شمع ها: کمترین فاصله مرکز به مرکز شمع ها، برای شمع های با تکیه گاه انتهایی، دو برابر کمترین عرض شمع ها، برای شمع های اصطکاکی قطر شمع ها

ظرفیت بارپذیری شمع‌ها: در یک پروژه شمع اصطکاکی، ظرفیت بارپذیری از مجموع شمع‌ها کمتر خواهد بود. کاهش ظرفیت، یک سوم محاسبه می‌شود. از طرفی ظرفیت بارپذیری شمع تکیه‌گاهی با ظرفیت تمام شمع‌ها برابر است.

امیدواریم این مطلب برای شما مفید واقع شده باشد. لطفا نظرات و پیشنهادات خود را برای ما کامنت بگذارید.

4/5
172رای
این پســت برای شما مفیــد بود ؟
  • 5عالی بود
  • 3خوب بود
  • 2معمولی بود
  • 1بد بود
پیشنهاد می کنیم مطالعه کنید
0

سوالات و نظرات کاربران

نمایش موافق ترین ها
0

سوالات و نظرات کاربران

اختیاری

اشتراک گذاری

تماس 03135155000 03135156000 0