سازههای بنایی
سازههای بنایی ساختمانی هستند که در ساخت اسکلت آن از آجر، بلوک سیمانی، سنگ یا به طور کلی از مصالح طبیعی مانند خاک استفاده شده است. به طوری که بارهای قائم و بارهای جانبی توسط دیوارها با مصالح بنایی تحمل میشوند. سازههای بنایی به طور کلی به سه دسته تقسیم میشوند.
- ساختمان بنایی محصور شده با کلاف
- ساختمان بنایی محصور شده با کلاف
- ساختمان بنایی غیر مسلح
ساختمانهای بنایی مسلح
این ساختمانها با استفاده از آجر، سنگ، بلوکهای سیمانی یا ترکیبی از آنها ساخته شده و همچنین توسط میلگردهای فولادی تقویت میشوند. نحوه عملکرد ساختمانهای بنایی مسلح به گونهای است که عملاً واحدهای بنایی نقش تحمل نیروهای ثقلی را بر عهده دارند و میلگردهای فولادی برای افزایش باربری جانبی ساختمان استفاده میشوند.
ساختمانهای بنایی محصور شده با کلاف
این ساختمانها با استفاده از آجر، سنگ، بلوکهای سیمانی یا ترکیبی از آنها ساخته شده و در آنها از کلافهای افقی و قائم که معمولاً از بتن مسلح هستند، استفاده میشود.
نحوه عملکرد ساختمانهای بنایی کلافدار به گونهای است که عملاً دیوارهای بنایی نقش تحمل نیروهای ثقلی و جانبی را بر عهده دارند و کلافها جهت یکپارچگی و شکل پذیری دیوارها استفاده میشوند.
ساختمانهای بنایی غیر مسلح
این ساختمانها تنها از آجر، سنگ، بلوکهای سیمانی یا خشت ساخته میشود. مصالح فولادی و بتنی در آنها کاربردی ندارند. در ساختمانهای بنایی غیر مسلح از فولاد یا بتن استفاده نمیشود و عملاً تمام بارهای ثقلی و جانبی باید توسط مصالح غیر مسلح دیوارها تحمل شود.
ملاتهای مورد استفاده برای سازههای بنایی
- ملاتهای سیمانی
- ملات آهکی
- ملاتهای گچی
- ملاتهای گلی
ملاتهای سیمانی
این نوع ملاتها به دو صورت در ساختمانهای بنایی مورد استفاده قرار میگیرند، که به شرح زیر است.
ملات ماسه – سیمان
این ملات متشکل از ماسه و سیمان بوده و نسبت ماسه به سیمان از ۵ به ۱ تا ۳ به ۱ متغیر است. رعایت موارد زیر برای ملات ماسه سیمان ضروری است.
- برای زودگیر کردن ملات سیمانی هیچ گاه نباید به آن گچ افزوده شود.
- میزان مواد مضر نظیر خاک رس، مواد آلی و سولفاتها در ملات باید محدود شود.
- برای شمشه گیری ملاتهای سیمانی هرکز نباید از گچ استفاده نمود.
- اضافه کردن گرد رنگ در ملات ماسه و سیمان، حداکثر تا ۱۰ درصد وزنی مواد چسباننده است که باید در مقابل نور و قلیاییهای پایدار خوبی داشته باشد.
ملات ماسه – سیمان – آهک
نام دیگر این ملات باتارد بوده که با نسبتهای مختلفی از سیمان، آهک، ماسه و آب کافی ساخته میشوند. طرز تهیه آن مانند ملات ماسه و آهک است و فقط مقدار سیمان به آن اضافه میشود. این نوع ملات در کارهای بنایی با سنگ کاربرد دارد. نسبت حجمی آن ۱۰ واحد ماسه، ۲ واحد آهک و ۱ واحد سیمان است. هر چقدر مقدار آهک در ملات ماسه – سیمان – آهک بیشتر باشد، قابلیت آب نگهداری و کارایی ملات افزایش مییابد. ولی مقاومت فشاری آن کاهش می یابد.
ملات آهکی
این نوع ملاتها به سه صورت در ساختمانهای بنایی مورد استفاده قرار میگیرند، که به شرح زیر است.
ملات گل – آهک
نسبت حجمی خاک و آهک در ساخت ملات گل – آهک، یک حجم آهک و سه حجم خاک است. برای ساخت این ملات باید نخست آهک را درون آب پاشید و به صورت شیر آهک در آورد و سپس به خاک افزود و به خوبی مخلوط نمود.
ملات ماسه – آهک
ماده پر کننده این ملات، ماسه و ماده چسباننده آن، آهک است. نسبت حجمی ماسه و آهک در ساخت ملات ماسه – آهک نیز، یک حجم آهک و سه حجم ماسه است.
برای ساخت این ملات نیز باید همانند ملات گل – آهک عمل کرد. توصیه میشود در ساخت این ملات از ماسه کفی (ماسه خاکدار که حداکثر ۵ درصد خاک رس دارد) استفاده شود.
از این ملات فقط میتوان برای اندود سطوح استفاده نمود.
ملات ساروج
از ملاتهای ساروج سرد و گرم به شرح زیر میتوان در اندود کاری و آب بندی قسمتهای مختلف ساختمان استفاده کرد.
ملات ساروج گرم
ملات ساروج گرم در واقع نوعی ملات آهک آبی است که از پختن و آسیاب کردن سنگهای آهکی رسدار و افزودن آب به آن به دست میآید.
ملات ساروج سرد
ملات ساروج سرد از اختلاط ۱۰ حجم گرد آهک شکفته، ۷ حجم خاکستر الک شده، یک حجم خاک رس، یک حجم ماسه بادی و ۳۰ تا ۵۰ کیلوگرم لویی یا پشم بز (برای هر متر مکعب ملات)، مقدار کافی آب و ورزدادن آنها به دست میآید.
ملاتهای گچی
ملات گچ برای رویه در گچ کاری، اتصالات قطعات گچی و در برخی موارد برای اندودهای زودگیر مانند اندود آستر سقفهای کاذب مصرف میشود. ملات گچ و خاک و خاک برای آستر در گچکاری دیوار جرز و ستون استفاده میشود.
ملاتهای گلی
- ملاتهای گل و کاهگل در این گروه قرار میگیرند و ماده چسباننده آنها گل رس است.
- ملات گل از اختلاط خوب خاک و آب و ورزدادن کامل آن ساخته میشود.
- این ملات پس از خشک شدن جمع شده و ترک میخورد.
- از ملات گل فقط باید به عنوان لایه بستر (ملات بین ردیفهای مختلف) در دیوارهای خشتی استفاده شود.
- برای جلوگیری از ترک خوردن ملات گل پس از خشک شدن به آن کاه میافزایند.
- برای ساختن هر مترمکعب کاهگل حدود ۴۵ تا ۵۰ کیلوگرم کاه لازم است.
- از ملات کاهگل فقط برای اندودکاری دیوارها و پوشش بام برای عایق کاری رطوبتی و حرارتی استفاده میشود.
دیوارها در سازههای بنایی
به طور کلی دیوارهای ساختمانهای بنایی محصور شده با کلاف و غیر مسلح به دو دسته تقسیم میشوند که شامل موارد زیر است.
- دیوارهای باربر
- دیوارهای جداگر
پلان در ساختمانهای بنایی
یکی از مهمترین پارامترهایی که در مورد پیکربندی این نوع از ساختمانها باید رعایت کرد، ابعاد پلان است. این موضوع یعنی این که نمیتوان ابعاد پلان را از یک حد بیشتر در نظر گرفت، یا این که هر نوع پلانی را نمیتوان برای ساخت ساختمانهای بنایی انتخاب کرد و باید قواعد حاصی را برای آن رعایت کنند.
پلان ساختمانهای بنایی محصور شده با کلاف
پلان ساختمان باید واجد خصوصیات زیر باشد.
- طول ساختمان از سه برابر عرض آن یا ۲۵ متر بیشتر نباشد.
- نسبت به هر دو محور اصلی (x,y) تقریباً قرینه باشد.
پیشامدگی پلان در ساختمانهای بنایی
پیشامدگی ساختمانهای بنایی محصور شده با کلاف، باید الزامات زیر را بر آورده نماید.
- اندازه پیشامدگی در هر راستا نباید از یک پنجم بعد ساختمان در همان راستا بیشتر باشد. علاوه بر آن بعد دیگر پیشامدگی نباید از مقدار پیشامده کمتر باشد.
- چنانچه اتصال قسمت پیشامده با ساختمان بیش از نصف بعد ساختمان در آن راستا باشد، این قسمت پیشامدگی تلقی نمیشود و در این صورت محدودیتی برای بعد دیگر وجود ندارد مشروط بر آن که پلان ساختمان به طور نامناسبی نامتقارن نشود.
- در صورت نداشتن هر یک از الزامات فوق، باید با ایجاد درز انقطاع، ساختمان را به قطعات مناسب تقسیم نمود. به گونهای که هر قطعه واجد شرایط یاد شده باشد. لازم نیست که درز انقطاع در شالوده ساختمان امتداد یابد.
- ضوابط پلان ساختمانهای بنایی غیر مسلح نیز تقریباً شبیه به پلان ساختمان های بنایی محصور شده با کلاف است که تفاوت آن در طول ساختمان است.
پلان ساختمانهای بنایی غیر مسلح
پلان ساختمان باید واجد خصوصیات زیر باشد.
- طول ساختمان از دو برابر عرض آن یا ۲۵ متر بیشتر نباشد.
- نسبت به هر دو محور اصلی تقریباً قرینه باشد.
- ضوابط پیشامدگی و پس رفتگی در پلان ساختمانهای بنایی غیر مسلح برای یک ساختمان خشتی و سنگی با ساختمان آجری، متفاوت است. ضوابط پیشامدگی در ساختمانهای بنایی آجری با ضوابط پیشامدگی در ساختمانهای بنایی محصور شده با کلاف یکی است.
- در ساختمانهای خشتی و سنگی نباید پیشامدگی و پسرفتگی در پلان وجود داشته باشد.
ضوابط ارتفاع در سازههای بنایی
ارتفاع و تعداد طبقات ساختمان بنایی محصور شده با کلاف
حداکثر تعداد طبقات بدون احتساب زیرزمین، به موارد زیر محدود میشود.
- در احتساب تعداد طبقات، تراز روی سقف زیرزمین نباید نسبت به متوسط تراز زمین مجاور بیش از ۱/۵ منتر باشد، در غیر این صورت این طبقه نیز به عنوان طبقهای از ساختمان منظور میشود.
- تراز روی بام نسبت به متوسط تراز زمین مجاور نباید بیش از ۸ متر باشد.
- حداکثر ارتفاع طبقه از روی کلاف زیرین تا زیر سقف محدود به ۴ متر است. در صورت تجاوز از این حد باید یک کلاف افقی اضافی در داخل دیوارها و در ارتفاع حداکثر ۴ متر از روی کلاف زیرین تعبیه شود. به این ترتیب میتوان ارتفاع طبقه را حداکثر تا ۶ متر افزایش داد.
بازشو در ساختمانهای بنایی
بازشو در یک ساختمان به پنجره یا دری گفته میشود که در داخل یک دیوار ساخته شده باشد. به طور کلی وجود بازشو در سازه غیر قابل اجتناب بوده و از طرفی موقعیت و اندازه آنها در عملکرد سازه هنگام وقوع زلزله بسیار تاثیر گذار است. میتوان گفت وجود دو نوع بازشو در ساختمان ممکن است باعث صدمه و آسیب به سازه شود.
بازشوهایی که بسیار نزدیک به نقاط گوشه دیوارها باشند و مانع از انتقال نیروها مابین دیوار میشوند. وجود بازشوهای بزرگ که باعث کاستن ظرفیت باربری دیوارها در جهت قوی آنها میشوند.
نعل درگاه روی بازشوهای مجاور باید به صورت یک سره با دهانهای برابر مجموع طول بازشوها به اضافه طول جرز بین آنها و ۲۰۰ میلیمتر اضافه در هر طرف، با رعایت نکات زیر منظور شود.
- در صورت استفاده از کلافهای قائم در اطراف بازشوها، نعل درگاه باید به نحو مناسبی به آن متصل شود.
- عرض نعل درگاه باید مساوی ضخامت دیوار باشد.
- هیچ یک از ابعاد بازشوها از ۲/۵ متر بیشتر نباشد. در غیر این صورت باید طرفین بازشو را با تعبیه کلافهای قائم که به کلافهای افقی متصل میشوند، تقویت نمود.
- فاصله اولین بازشو در هر دیوار باربر از بر خارجی ساختمان کمتر از دو سوم ارتفاع بازشو نباشد، مگر این که در طرفین بازشو کلاف قائم از کف تا سقف قرار داده شود.
بازشوها در ساختمانهای خشتی و سنگی
ضوابطی که برای بازشوهای ساختمانهای خشتی و سنگی باید رعایت شود تا حدودی با ساختمانهای بنایی محصور شده با کلاف و آجری غیر مسلح متفاوت است. در بعضی موارد این ضوابط با یکدیگر مشترک هستند.
- بازشوها تا حد امکان در قسمت مرکزی طول دیوار تعبیه شوند.
- مجموع سطح بازشوها در هر دیوار از یک سوم سطح آن بیشتر نباشد.
- طول کل بازشوها در هر دیوار از یک دوم طول دیوار بیشتر نباشد.
بازشوها در ساختمانهای بنایی خشتی و سنگی
- حداکثر دهانه بازشوها ۱/۲ متر است. در صورتی که دهانه بازشوها از این مقدار بیشتر باشد، با قرار دادن کلافهای قائم و افقی در دو طرف بازشوها تقویت میشوند.
- حداقل فاصله افقی بین دو بازشو برابر ضخامت دیوار است به شرطی که از ۶۵۰ میلیمتر کمتر نباشد. در صورت عدم رعایت این فاصله دو بازشودر نظر گرفته میشوند. در این حالت دیواری که در بین دو بازشو قرار میگیرد، باربر محسوب نمیشود. باید فاصله دو بازشو با مهاربندی چوبی به صورت قطری تقویت شود.
- حداکثر ارتفاع بازشوها ۲/۲ متر است. در صورت تجاوز از این حد اطراف بازشود باید به وسیله کلافهای افقی و قائم تقویت شود.
سقفها در سازههای بنایی
سقف یکی از اجزای اصلی ساختمان است که وظایف اصلی زیر به شرح زیر است.
- پوشش افقی ساختمان
- تحمل و انتقال بارهای وارد بر آن به اجزای باربر
سقف باید با مصالح مناسب و به نحوی ساخته شود که در برابر نیروهای زلزله، ضمن جدا نشدن از تکیه گاه خود، استحکام خود را حفظ کند. این یکپارچگی باعث توزیع و انتقال مناسب نیروها به اجزای باربر میشود. به طور کلی سقفهایی که در مبحث هشتم مقررات ملی ساختمان معرفی شدهاند و ضوابط اجرایی آن برای ساختمانهای بنایی محصور شده با کلاف و ساختمانهای بنایی غیر مسلح در نظر گرفته شده، شامل موارد زیر است.
سقفها در ساختمانهای بنایی محصور شده با کلاف و ساختمانهای بنایی غیر مسلح میتوانند به صورت تخت، شیبدار و قوسی ساخته شوند.
