شناژ چیست و چه کاربردی در ساختمان دارد؟

شناژ یکی از اجزایی است که برای ایجاد پیوستگی میان بخش های مختلف ساختمان، کنترل جابه جایی نسبی اعضا و انتقال مناسب تر نیروها به کار می رود. با این حال، اصطلاح شناژ در کارگاه های ساختمانی برای چند عضو متفاوت استفاده می شود؛ از کلاف های افقی و قائم ساختمان بنایی گرفته تا تیرهای رابط میان پی های منفرد. به همین دلیل برای پاسخ دقیق به این پرسش که شناژ ساختمان چیست، ابتدا باید نوع سیستم سازه ای و محل عضو مشخص شود. طراحی مقطع، مقدار آرماتور و روش اجرای آن نیز تابع بارگذاری، وضعیت خاک، هندسه ساختمان و نقشه سازه است و نمی توان تنها بر اساس تجربه کارگاهی برای همه پروژه ها یک جزئیات ثابت تعیین کرد. از آنجا که بخش قابل توجهی از هزینه این عضو به بتن، میلگرد و شرایط بازار وابسته است، تغییر قیمت آهن نیز می تواند هزینه نهایی اجرا را تحت تاثیر قرار دهد. در ادامه با مفهوم شناژ، انواع، ابعاد، روش اجرا و نکات فنی شناژ بندی ساختمان آشنا می شویم.

شناژ (chainage) چیست؟

در اصطلاح اجرایی ایران، شناژ عضوی پیوسته است که برای اتصال قسمت های مختلف یک سیستم ساختمانی و محدود کردن حرکت مستقل آنها اجرا می شود. در ساختمان بنایی، واژه فنی دقیق تر «کلاف» است و کلاف های افقی و قائم دیوارهای باربر را محصور کرده و بین شالوده، دیوار و سقف پیوستگی ایجاد می کنند. در فونداسیون های منفرد نیز اصطلاح شناژ معمولا برای Tie Beam یا Foundation Tie Beam به کار می رود؛ یعنی تیر بتن مسلحی که چند پی را به هم مرتبط می کند. بنابراین پاسخ مهندسی به سوال شناژ در ساختمان چیست، بدون تعیین محل و سیستم باربر کامل نیست. همچنین واژه انگلیسی Chainage در برخی متون مهندسی مفهوم ایستگاه بندی و فاصله طولی مسیر را دارد و برای عضو سازه ای، اصطلاحاتی مانند Tie Beam و Confining Tie دقیق تر هستند.

شناژ بتن مسلح معمولا از بتن، میلگردهای طولی و آرماتورهای عرضی تشکیل می شود. نیروهای کششی عمدتا توسط فولاد و نیروهای فشاری با مشارکت بتن و آرماتور تحمل می شوند. پیوستگی آرماتورها در تقاطع ها، طول مهاری، پوشش بتن، تراکم مناسب بتن و اتصال واقعی عضو به اجزای مجاور، از خود ابعاد مقطع مهم تر هستند. به همین دلیل هنگام برآورد قیمت میلگرد نباید صرفا وزن تقریبی فولاد محاسبه شود؛ قطر و تعداد میلگردهای طولی، خاموت ها، طول وصله ها و پرت اجرایی نیز باید از نقشه استخراج شوند. در ساختمان بنایی محصور شده با کلاف نیز کلاف ها وظیفه دارند اجزای اصلی ساختمان را به صورت یک مجموعه پیوسته نگه دارند.

اهمیت استفاده از شناژ در ساختمان

شناژ زمانی عملکرد مناسبی دارد که به عنوان بخشی از سیستم سازه ای طراحی شود، نه عضوی که صرفا برای افزایش ظاهری مقاومت اضافه شده است. در ساختمان های بنایی، کلاف بندی موجب انسجام دیوارها، سقف و شالوده می شود و در سیستم های دارای پی منفرد نیز تیرهای رابط می توانند بر اساس طرح سازه وظایف مشخصی در کنترل رفتار پی داشته باشند. بهترین میلگرد برای شناژ نیز یک گرید یا قطر ثابت نیست؛ میلگرد مناسب باید از نظر رده مقاومتی، شکل پذیری، قطر، جوش پذیری در صورت نیاز و استاندارد تولید با نقشه محاسباتی منطبق باشد.

• ایجاد پیوستگی بین بخش های مختلف ساختمان
• محدود کردن حرکت مستقل دیوارها یا پی ها
• بهبود یکپارچگی سازه در برابر بارهای جانبی
• ایجاد اتصال مناسب بین دیوار، سقف و شالوده در ساختمان بنایی
• کاهش احتمال جدایی اجزای بنایی در زمان تغییر شکل ساختمان
• فراهم کردن مسیر انتقال نیرو بین اجزای متصل
• کنترل بخشی از آثار نشست های نسبی در صورت پیش بینی در طراحی
• ایجاد بستر مناسب برای مهار آرماتورهای قائم و افقی
• افزایش انسجام هندسی ساختمان در محل گوشه ها و تقاطع دیوارها

کاربرد شناژ در ساختمان

کاربرد شناژ تابع سیستم سازه ای است. کلاف ساختمان بنایی با تیر رابط پی منفرد یک عضو واحد با وظیفه یکسان نیست. فرق شناژ با فونداسیون نیز در همین موضوع مشخص می شود؛ فونداسیون وظیفه اصلی انتقال بار ساختمان به زمین را بر عهده دارد، در حالی که شناژ عمدتا عضو رابط یا کلاف کننده است و نباید بدون محاسبه، جای پی یا شالوده باربر در نظر گرفته شود.

• اتصال کلاف های قائم و افقی در ساختمان های بنایی
• ایجاد شناژ کف ساختمان بنایی در تراز تعیین شده در طرح
• اجرای شناژ افقی روی دیوار در ترازهای مورد نیاز
• اتصال بخش های مختلف شالوده در صورت پیش بینی سازه ای
• مهار دیوارهای باربر در گوشه ها و محل تقاطع آنها
• ایجاد کلاف پیرامونی در تراز سقف
• مهار مناسب اطراف برخی بازشوها مطابق ضوابط طرح
• ایجاد ارتباط بین کلاف قائم و کلاف سقف
• استفاده در دیوارهای محوطه بنایی در شرایط مقرر
• افزایش انسجام اجزای ساختمان در امتدادهای اصلی

ابعاد استاندارد شناژ

اندازه شناژ ساختمان یک عدد عمومی مانند 20×20 یا 25×25 سانتی متر نیست و انتخاب مقطع باید متناسب با نوع عضو انجام شود. برای تیر رابط فونداسیون، ابعاد از تحلیل سازه و نیروهای طراحی به دست می آید. در ساختمان بنایی محصور شده با کلاف نیز مبحث هشتم برای کلاف ها حداقل های مشخصی تعیین کرده است. برای نمونه، در کلاف افقی زیر دیوار، عرض نباید از عرض دیوار یا 250 میلی متر کمتر باشد و ارتفاع نیز محدودیت حداقلی دارد.

در کلاف افقی روی دیوار، عرض با ضخامت دیوار و جزئیات نما ارتباط دارد و حداقل های ضابطه ای باید رعایت شود. بنابراین ابعاد شناژ ساختمان یک طبقه یا ابعاد شناژ ساختمان دو طبقه را نمی توان بدون مشاهده پلان، ضخامت دیوار، سیستم سازه ای و ضوابط پروژه تعیین کرد. اجرای میلگرد در شناژ ساختمان شامل تعیین میلگردهای طولی، خاموت، طول مهاری، وصله، خم، پوشش بتن و نحوه عبور آرماتورها از محل تقاطع است.

کم کردن ابعاد مقطع برای صرفه جویی یا افزایش خودسرانه فاصله خاموت ها می تواند رفتار عضو را تغییر دهد. درباره ابعاد شناژ ساختمان سه طبقه نیز باید محتاط بود؛ اگر منظور ساختمان بنایی محصور شده با کلاف موضوع فصل مربوط در مبحث هشتم باشد، این سیستم به دو طبقه روی زمین محدود شده است و نمی توان با بزرگ تر کردن شناژ، ساختمان را به سه طبقه تبدیل کرد. برای ساختمان سه طبقه باید سیستم سازه ای مجاز و طراحی شده انتخاب شود و ابعاد اعضای رابط آن از محاسبات همان سیستم استخراج شود.

انواع شناژبندی ساختمان

انواع شناژ ساختمان را می توان بر اساس راستای قرارگیری و نقش اجرایی دسته بندی کرد. این اصطلاحات در همه سیستم های سازه ای معنای کاملا یکسان ندارند و به ویژه واژه های شناژ مورب و شناژ مخفی ممکن است در نقشه های مختلف برای جزئیات متفاوتی استفاده شوند. معیار نهایی همیشه نقشه محاسباتی و مشخصات فنی پروژه است.

شناژ افقی

شناژ افقی یا Horizontal Tie در راستای افقی ساختمان اجرا می شود. در ساختمان بنایی، کلاف افقی می تواند در پای دیوار، زیر یا در تراز سقف و در برخی موقعیت های مرتبط با بازشوها قرار گیرد. شناژ افقی روی دیوار باید پیوستگی مناسبی داشته باشد تا دیوارهای باربر در یک تراز به یکدیگر متصل شوند. اگر سوال این باشد که شناژ سقف چیست، معمولا منظور کلاف افقی واقع در تراز سقف است که ارتباط دیوارها و سیستم سقف را برقرار می کند. شناژ سقف ساختمان نباید با تیر اصلی باربر سقف اشتباه گرفته شود؛ وظیفه و طراحی این دو عضو می تواند کاملا متفاوت باشد.

شناژ قائم

شناژ قائم یا Vertical Tie در راستای ارتفاع ساختمان قرار می گیرد و در ساختمان های بنایی برای اتصال کلاف های افقی و محصور کردن مناسب دیوارها استفاده می شود. اگر بپرسیم شناژ عمودی چیست، باید گفت این عضو بتن مسلح در نقاط تعیین شده مانند تقاطع دیوارهای سازه ای و محل های مقرر در نقشه اجرا می شود و آرماتورهای آن باید اتصال مناسبی با کلاف پایین و بالا داشته باشند. در زبان کارگاهی گاهی اصطلاح ستون شناژ ساختمان استفاده می شود، اما کلاف قائم لزوما «ستون» به مفهوم عضو اصلی قاب خمشی نیست و نباید این دو اصطلاح از نظر محاسبات سازه ای معادل فرض شوند.

شناژ مورب

شناژ مورب عضوی است که در راستای قطری یا مایل برای ایجاد ارتباط بین نقاط مشخص اجرا می شود. برخلاف کلاف افقی و قائم ساختمان بنایی، «شناژ مورب» یک جزء الزامی عمومی با جزئیات ثابت در همه ساختمان ها نیست. استفاده از عضو مورب باید حاصل طراحی سازه باشد؛ برای مثال در برخی آرایش های خاص فونداسیون، مهاربندی یا سازه های ویژه ممکن است عضو رابط مایل پیش بینی شود. اضافه کردن شناژ مورب صرفا بر اساس تجربه کارگاهی می تواند مسیر انتقال نیرو و سختی سیستم را تغییر دهد.

شناژ مخفی

اصطلاح شناژ مخفی معمولا برای عضوی به کار می رود که در ضخامت یک جزء مانند سقف، دیوار یا مجموعه سازه ای قرار گرفته و پس از پایان کار از سطح قابل مشاهده نیست. این نام بیشتر جنبه اجرایی دارد و مشخصات یک سیستم سازه ای مستقل را تعیین نمی کند. اگر در نقشه شناژ مخفی دیده شود، باید جزئیات آرماتور، تراز، عرض، ارتفاع و نحوه اتصال آن دقیقا اجرا شود؛ زیرا محدودیت ارتفاع مقطع معمولا سبب می شود نحوه آرایش میلگردها حساس تر شود.

نحوه شناژ بندی ساختمان

نحوه اجرای شناژ از مطالعه نقشه آغاز می شود، نه از آرماتوربندی کارگاه. مراحل شناژ ساختمان شامل نقشه خوانی، تعیین محورها و ترازها، آماده سازی بستر یا قالب، برش و خم آرماتورها، بستن شبکه میلگرد، کنترل پوشش بتن، قالب بندی، بتن ریزی، تراکم و عمل آوری است. در نقشه خوانی شناژ ساختمان باید علاوه بر ابعاد مقطع، کد ارتفاعی، تعداد و قطر میلگردهای طولی، فاصله خاموت، محل وصله، طول مهاری و اتصال به اعضای مجاور بررسی شود. طرز بستن شناژ ساختمان نیز باید به نحوی باشد که قفسه آرماتور هنگام ریختن شناژ ساختمان جابه جا نشود.

نحوه شناژبندی ساختمان یک طبقه

در شناژ ساختمان یک طبقه ابتدا باید مشخص شود سیستم بنا چیست. در یک ساختمان بنایی محصور شده با کلاف، محل دیوارهای باربر، کلاف زیر دیوار، کلاف های قائم، بازشوها و کلاف افقی تراز سقف از روی نقشه مشخص می شود. بستر شالوده باید به تراز مناسب رسیده و آرماتور کلاف پایین با پوشش بتن صحیح تثبیت شود. سپس آرماتورهای قائم در محل های طراحی شده مهار شده و دیوارچینی با رعایت جزئیات اتصال انجام می گیرد. در تراز فوقانی نیز کلاف افقی باید به کلاف های قائم متصل شود تا مسیر پیوسته ای ایجاد شود.

ابعاد شناژ ساختمان یک طبقه فقط با تعداد طبقات تعیین نمی شود. جنس و ضخامت دیوار، شرایط خاک، هندسه بنا و جزئیات سازه بر آن اثر دارند. هزینه شناژ ساختمان یک طبقه نیز به طول کلاف ها، وزن میلگرد، حجم بتن، قالب بندی و شرایط اجرا وابسته است. حذف کلاف صرفا به دلیل یک طبقه بودن ساختمان تصمیم صحیحی نیست و ضرورت آن باید از سیستم سازه ای و ضوابط پروژه مشخص شود.

نحوه شناژبندی ساختمان دو طبقه

در ساختمان دو طبقه، پیوستگی عمودی کلاف ها اهمیت بیشتری پیدا می کند. آرماتور کلاف قائم باید از تراز پایین به کلاف های طبقات متصل شود و در نقاطی که عضو ادامه دارد، جزئیات اتصال باید امکان انتقال نیرو بدون ایجاد ناپیوستگی نامناسب را فراهم کند. کلاف های افقی هر تراز نیز باید به صورت شبکه پیوسته اجرا شوند و محل بازشوها، تقاطع دیوارها و انتهای دیوارهای باربر مطابق نقشه کنترل شود.

ابعاد شناژ ساختمان دو طبقه لزوما با ضرب کردن ابعاد ساختمان یک طبقه در ضریب مشخص به دست نمی آید. افزایش تعداد طبقات، بار قائم و تقاضای لرزه ای را تغییر می دهد و طراح باید کل سیستم را کنترل کند. در ساختمان بنایی با کلاف، محدودیت های پلان، ارتفاع، تعداد طبقات و آرایش دیوارها نیز همزمان اهمیت دارند؛ یعنی داشتن شناژ قوی نمی تواند ضعف بنیادی در سیستم باربر را جبران کند.

نحوه شناژبندی ساختمان سه طبقه

عبارت شناژ ساختمان ۳ طبقه بیشتر در جستجوهای اجرایی دیده می شود، اما از نظر مهندسی باید ابتدا نوع سازه روشن شود. ساختمان بنایی محصور شده با کلاف موضوع مبحث هشتم به حداکثر دو طبقه روی زمین محدود است؛ بنابراین اجرای یک طبقه اضافه با افزایش تعداد میلگرد یا بزرگ کردن ابعاد کلاف، راهکار مجاز برای تبدیل این سیستم به ساختمان سه طبقه نیست.

در ساختمان سه طبقه دارای اسکلت بتن آرمه یا فولادی، تیرهای رابط فونداسیون، کلاف ها یا اعضای مرزی بر اساس تحلیل و نقشه همان سازه اجرا می شوند. در چنین حالتی عبارت ابعاد شناژ ساختمان سه طبقه پاسخ ثابت ندارد. بار ستون ها، فاصله پی ها، نوع شالوده، نشست، نیروی زلزله، مقاومت مصالح و شرایط ژئوتکنیکی باید در طراحی لحاظ شوند. در نتیجه، اجرای شناژ ساختمان سه طبقه باید مستقیما بر اساس نقشه سازه مصوب انجام گیرد.

مصالح مورد استفاده در شناژ

انتخاب مصالح باید با مشخصات فنی و نقشه سازه هماهنگ باشد. کیفیت واقعی مصالح، کنترل بتن تازه و صحت مشخصات فولاد می تواند به اندازه ابعاد هندسی عضو در عملکرد شناژ موثر باشد.

• بتن با مقاومت مشخصه تعیین شده در نقشه
• میلگرد آجدار طولی
• میلگرد خاموت یا تنگ
• سیم آرماتوربندی
• اسپیسر برای تامین پوشش بتن
• قالب فلزی، چوبی یا قالب مناسب پروژه
• مصالح زیرسازی و بتن مگر در محل های مورد نیاز
• مواد عمل آوری بتن
• قطعات مهاری و اتصال پیش بینی شده در نقشه

اصول شناژبندی ساختمان

اصول شناژ بندی ساختمان مجموعه ای از الزامات طراحی و اجرایی است که باعث می شود عضو ساخته شده همان رفتاری را داشته باشد که مهندس محاسب در تحلیل فرض کرده است. کنترل چند سانتی متر جابه جایی میلگرد یا یک وصله نامناسب در محل بحرانی، گاهی از افزایش بی دلیل حجم بتن مهم تر است.

• پیوستگی مسیر کلاف: اعضای افقی و قائم باید در محل های طراحی شده به نحوی متصل شوند که شبکه کلاف دچار قطع شدگی ناخواسته نشود.
• رعایت طول مهاری و وصله: میلگرد نباید دقیقا در محل اتصال اعضا بدون طول لازم قطع شود. محل و طول وصله باید مطابق نقشه و ضوابط آرماتوربندی باشد.
• کنترل پوشش بتن: تماس میلگرد با خاک یا قالب، دوام عضو را کاهش می دهد. استفاده صحیح از اسپیسر برای تثبیت کاور ضروری است.
• تثبیت قفسه آرماتور: پیش از بتن ریزی باید فاصله میلگردها، خاموت ها و موقعیت قفسه کنترل شود تا فشار بتن سبب جابه جایی آنها نشود.
• پرهیز از عبور خودسرانه تاسیسات: ایجاد سوراخ، عبور لوله یا بریدن میلگرد شناژ بدون تایید طراح می تواند سطح موثر عضو را کاهش دهد. در کلاف افقی ساختمان بنایی نیز برای عبور لوله محدودیت های مشخصی وجود دارد.
• بتن ریزی و تراکم مناسب: جداشدگی دانه ها، کرموشدگی و فضای خالی اطراف آرماتور باعث افت کیفیت می شود. ویبره باید کنترل شده و متناسب با حجم عضو انجام شود.
• رعایت تراز و محور: انحراف کلاف قائم یا جابه جایی شناژ نسبت به محور دیوار می تواند اتصال اجزا را مختل کند.
• عمل آوری بتن: پس از بتن ریزی، حفظ رطوبت و شرایط مناسب گیرش برای دستیابی بتن به مقاومت و دوام مورد انتظار ضروری است.

مزایا و معایب استفاده از شناژ در ساختمان

شناژ در صورتی مزیت ایجاد می کند که بخشی از سیستم طراحی شده باشد. اجرای بی هدف کلاف اضافی نه تنها تضمین کننده ایمنی نیست، بلکه می تواند وزن، هزینه و پیچیدگی ساختمان را افزایش دهد.

مزایا:

• افزایش یکپارچگی اجزای ساختمان
• ایجاد اتصال موثر میان اعضای مجاور
• بهبود عملکرد ساختمان بنایی در برابر جابه جایی جانبی
• محدود کردن جداشدگی دیوارها از اجزای متصل
• فراهم کردن مسیر مشخص برای انتقال نیرو
• کمک به کنترل رفتار نسبی پی ها در سیستم های طراحی شده
• افزایش انسجام اطراف گوشه ها و تقاطع دیوارها

معایب:

• افزایش مصرف بتن و فولاد
• افزایش هزینه قالب بندی و آرماتوربندی
• حساسیت بالا به جزئیات اتصال و مهار
• احتمال ایجاد ضعف در صورت بتن ریزی نامناسب
• ایجاد تداخل با تاسیسات در صورت هماهنگی ضعیف نقشه ها
• افزایش زمان اجرا نسبت به سیستم فاقد عضو رابط
• بی اثر شدن بخش مهمی از مزایا در صورت قطع آرماتور یا اجرای غیراصولی

در چه شرایطی می توان از شناژ استفاده نکرد؟

حذف شناژ تنها زمانی قابل قبول است که سیستم سازه ای انتخاب شده اساسا به آن عضو نیاز نداشته باشد یا محاسبات و ضوابط اجازه حذف آن را بدهند. برای مثال، در بعضی سیستم های شالوده یکپارچه مانند رادیه، مفهوم تیر رابط بین پی های منفرد ممکن است موضوعیت سابق را نداشته باشد؛ با این حال ممکن است تیرهای تقویتی یا نوارهای سازه ای در خود رادیه پیش بینی شوند. بنابراین نبود عضو با نام «شناژ» به معنی نبود الزامات اتصال و انتقال نیرو نیست.

در ساختمان بنایی نیز حذف کلاف های الزامی بر اساس تشخیص بنا یا پیمانکار قابل قبول نیست. حتی در برخی جزئیات سقف ممکن است شرایط خاصی اجازه تغییر در کلاف تراز سقف را بدهد، اما این موضوع باید دقیقا بر اساس سیستم سقف و ضابطه مربوط کنترل شود. به همین دلیل تصمیم درباره حذف شناژ باید توسط مهندس محاسب و بر اساس نقشه و مقررات انجام شود، نه با مقایسه ساختمان با پروژه همسایه.

هزینه اجرای شناژ به چه عواملی بستگی دارد؟

هزینه شناژ ساختمان از مجموع هزینه مصالح و عملیات اجرایی به دست می آید و دو پروژه با متراژ مشابه ممکن است هزینه متفاوتی داشته باشند. برای محاسبه دقیق، متر طول عضو به تنهایی کافی نیست و باید وزن آرماتور، حجم بتن و سطح قالب نیز متره شود.

• طول کل شناژها و کلاف ها
• عرض و ارتفاع مقطع
• تعداد و قطر میلگردهای طولی
• قطر و فاصله خاموت ها
• مقدار وصله و طول مهاری میلگرد
• قیمت روز میلگرد و سایر مقاطع فولادی
• رده و حجم بتن مصرفی
• نوع و مقدار قالب بندی
• هزینه آرماتوربندی و قالب بندی
• هزینه بتن ریزی و پمپ بتن
• شرایط دسترسی کارگاه
• تعداد تقاطع ها و جزئیات اجرایی
• وضعیت خاکبرداری و زیرسازی
• هزینه حمل مصالح
• میزان پرت میلگرد و بتن
• هزینه آزمایش و کنترل کیفیت در صورت نیاز

برای برآورد هزینه شناژ ساختمان یک طبقه ابتدا باید طول واقعی کلاف ها از نقشه متره شود و سپس وزن فولاد، حجم بتن و سطح قالب محاسبه گردد. استفاده از یک مبلغ ثابت به ازای هر متر شناژ بدون دانستن مشخصات مقطع معمولا برآورد دقیقی ارائه نمی دهد.

شناژ یکی از اجزای مهم در ایجاد پیوستگی سازه است، اما مفهوم آن باید متناسب با سیستم ساختمان تعریف شود. در ساختمان بنایی، کلاف های افقی و قائم دیوار، سقف و شالوده را به یک سیستم منسجم تبدیل می کنند و در برخی فونداسیون ها نیز تیرهای رابط وظایف دیگری بر عهده دارند. اجرای صحیح شناژ به ابعاد مناسب، آرماتورگذاری اصولی، اتصال پیوسته، بتن با کیفیت و رعایت نقشه وابسته است. به همین دلیل برای انتخاب اندازه، تعداد میلگرد یا حتی ضرورت اجرای عضو نباید از نسخه های ثابت کارگاهی استفاده کرد؛ محاسبات سازه، شرایط خاک و ضوابط پروژه باید مبنای تصمیم باشند.

سوالات متداول