اسکلت بتنی چیست؟ مزایا و معایب آن

اسکلت بتنی چیست؟ مزایا و معایب آن

استفاده از اسکلت بتنی یکی از رایج‌ترین انواع اسکلت در ساختمان‌هاست و با اسکلت فلزی به عنوان رقیب اصلی روبرو است. این دو نوع اسکلت دارای تفاوت‌های فراوانی هستند و انتخاب بین آنها به عوامل متعددی بستگی دارد. در اینجا به بررسی جامع اسکلت بتنی، مزایا و معایب آن و نحوه اجرای آن پرداخته خواهد شد.

اسکلت بتنی چیست؟

اسکلت بتنی یا همان سازه‌های بتنی، یکی از الگوهای متداول برای ساختمان‌ها است که از اتصال ستون‌ها و تیرهای به هم پیوسته تشکیل می‌شود. اسکلت بتنی در انواع مختلف پروژه‌های ساختمانی به کار می‌رود، از جمله در پل‌ها، ستون‌ها، فونداسیون و پی. همانطور که از نام آن پیداست، مواد اصلی ساختار بتنی از بتن مسلح تشکیل شده است. بتن مسلح واقعاً ماده‌ای است که از ترکیب بتن و فولاد ساخته شده است تا در برابر کشش و فشار مقاومت داشته باشد.

یکی از مزایای اسکلت بتنی، مقاومت بالای فشاری آن است، اما نقطه ضعف آن مقاومت کمتر در برابر کشش است. این نقطه ضعف با استفاده از میلگردهای تعبیه شده در سازه‌ها جبران می‌شود.

تاریخچه اسکلت بتنی

اگرچه سیمان از دیرباز توسط ایرانیان و رومی های باستان به عنوان یک ماده ساختمانی به کار گرفته شده است، اما سابقه استفاده از بتن آرمه (یا همان بتن مسلح) به سال ۱۸۵۰ برمی‌گردد که توسط جوزف لامبوت فرانسوی بود، برای ساخت یک قایق بتنی. با این حال، معمولاً اختراع بتن آرمه را به جوزف مونیر فرانسوی نسبت داده می‌شود. او در سال ۱۸۶۷، ابداع ساخت حوضچه‌ها و مخازن بتنی مسلح به شبکه‌ای از سیم آهنی را برای خود ثبت کرد.

از آن به بعد، مونیر تا سال ۱۸۸۱، موارد متعددی از کاربرد بتن مسلح را در ساخت لوله‌ها، صفحات و دال‌های مسطح، پل‌های عابر پیاده، قوس‌ها، ساختمان‌ها و اجزا رابط خطوط آهن را به نام خود به ثبت رساند. با این وجود، ویلیام وارد، نخستین ساختمان را به وسیله بتن آرمه در سال ۱۸۷۵ در نیویورک بنا کرد. پس از آن، با پیشرفت‌های تکنولوژی، ساخت سازه‌های بتنی نیز پیشرفت شایانی داشت. همچنین، اولین سازه اسکلت بتنی ایران در تهران ساخته شد.

مواد تشکیل دهنده بتن آرمه ( بتن مسلح )

• سیمان
• شن
• ماسه
• فولاد
• میلگرد ساده
• میلگرد آجدار

کاربرد اسکلت بتنی

اسکلت بتنی به دلیل داشتن مزایایی از قبیل هزینه کمتر و سهولت در ساخت نسبت به اسکلت فلزی، در ساخت سازه‌های شهری به طور گسترده‌ای استفاده می‌شود. برخی از این سازه‌ها عبارتند از:

1. پل‌ها، سدها و دیوارهای حائل
2. ساختمان‌های مسکونی، تجاری، کارگاه‌ها و کارخانه‌ها
3. سازه‌های مرتبط با نگهداری آب مانند تانک‌های زیرزمینی
4. سوله‌های هواپیما، باندهای فرودگاه
5. ساخت سازه‌های مناطق ساحلی مانند دیوارهای ساحلی، برج‌های مراقبت و اسکله‌ها

پیشنهاد مقاله؛ بتن آماده چیست؟ مزایا و معایب آن در صنعت ساختمان

مزایا اسکلت بتنی

مصالح بومی و هزینه کمتر

تمام اجزای تشکیل دهنده بتن، مصالحی هستند که در محل موجود و قابل دسترسی هستند، که این باعث می‌شود که قیمت به صرفه‌ای داشته باشد.

قابلیت شکل‌دهی بالا

بتن امکان شکل‌دهی بالایی دارد که این ویژگی باعث می‌شود که طراحی‌های مختلف و خلاقانه‌تری برای سازه‌ها ممکن باشد.

مقاومت در برابر آتش سوزی

بتن مقاومت بالایی در برابر آتش سوزی دارد که این امر می‌تواند ایمنی بیشتری را در مقابل حریق‌ها فراهم کند.

نیاز به مراقبت و محافظت کمتر

ساختمان‌های اسکلت بتنی نسبت به ساختمان‌های اسکلت فلزی نیاز کمتری به مراقبت و محافظت دارند، که این امر هزینه‌های نگهداری را کاهش می‌دهد.

عمر مفید بالا

مصالح بتنی دارای عمر مفید بالایی هستند و با گذر زمان، مقاومت آنها افزایش می‌یابد.

نیاز کمتر به نیروی متخصص

اجرای اسکلت بتنی نسبت به اسکلت فلزی، به نیروی متخصص کمتری نیاز دارد که این امر می‌تواند هزینه‌های ساخت را کاهش دهد.

بهره‌وری انرژی بالا

تولید بتن نسبت به تولید سازه‌های فلزی، بهره‌وری انرژی بالاتری دارد که این موضوع می‌تواند هزینه‌های زیست‌محیطی را کاهش دهد.

پیشنهاد مقاله؛ از صفر تا 100 نمای فلزی ساختمان

معایب اسکلت بتنی

وزن بالا

سازه‌های بتنی معمولاً وزن بالایی دارند که ممکن است نیاز به تأمین پشتیبانی و تأسیسات بیشتری داشته باشد.

تحمل کمتر نیروی کششی

بتن آرمه تحمل نیروی کششی کمتری نسبت به فولاد دارد که این می‌تواند در برخی از موارد محدودیت‌هایی را برای طراحی سازه‌ها ایجاد کند.

هدر رفت مصالح

در ساخت اسکلت بتنی، میزان هدر رفت مصالح معمولاً بیشتر است، زیرا برای ساخت بتن نیاز به قالب‌گیری و صف‌کشی دقیق‌تر است.

نیاز به ساخت سقف کاذب

برای ساخت سازه‌های اسکلت بتنی، معمولاً نیاز به ساخت سقف کاذب برای پنهان کردن سیم‌ها و لوله‌ها است که این امر هزینه و زمان بیشتری را به دنبال دارد.

دشواری در ترمیم بافت

در صورت بروز هر گونه آسیب دیدگی، امکان ترمیم بافت سازه‌های بتنی دشوارتر از سازه‌های فلزی است، زیرا تعمیرات بتن ممکن است به دلیل ماهیت خود بتن پیچیده‌تر باشد.

روش اجرا اسکلت بتنی

بتن از قرن ۱۹ تاکنون به عنوان یکی از مصالح پرطرفدار در صنعت ساخت و ساز به کار گرفته شده است. امروزه، به دلیل مزایای بیشتری که از آن بهره می‌بریم، استفاده از بتن به عنوان یکی از مصالح اصلی در ساخت اسکلت ساختمان‌ها به مراتب گسترده‌تر شده است.

مراحل ساخت اسکلت بتنی شامل موارد زیر می‌باشد که در اینجا به آنها می‌پردازیم:

آرماتوربندی

آماتورها وظیفه حمل نیروهای کششی در سازه‌ها را بر عهده دارند. به همین دلیل، پیش از ریختن بتن بر روی کف، اقدام به تقویت‌کننده‌گذاری می‌کنیم. این کار به ما امکان می‌دهد که مقاومت کششی بتن را افزایش داده و استحکام آن را بهبود بخشیم.

پیشنهاد مقاله؛ آرماتوربندی چیست و کاربردهای آن

خم‌شدگی آرماتور

آرماتورها می‌توانند به دست یا با استفاده از دستگاه‌های خاص خم شوند. برای قطرهای بزرگتر حتماً به یک دستگاه مکانیکی نیاز خواهد بود. خم کردن آرماتور زمانی انجام می‌شود که آرماتور سرد باشد.

اتصال دهنده آرماتور

زمانی که به انتهای میلگرد می‌رسیم، می‌توانیم با اتصال دهنده آرماتور، میلگرد مورد نظر را به یک میلگرد دیگر متصل کنیم. برای اتصال دهنده آرماتور از روش‌هایی مانند اتصال پوششی، اتصال جوشی، اتصال مکانیکی و… استفاده می‌شود.

ساختاردهی

این قالب‌ها وظیفه نگهداری بتن‌های تازه را دارند تا زمانی که بتن مقاومت لازم را بدست آورد. زیر آن‌ها داربست‌هایی تعبیه می‌شود تا در این کار به قالب کمک کنند. سپس قالب را با استفاده از سیم به لوله‌های داربست متصل می‌کنیم.

سقف و تیر

با توجه به ابعادی که در نقشه مشخص شده است، میلگردها جایگذاری می‌شوند. میلگردهای تقویتی باید در ابتدا و انتهای تیرها قرار گیرند تا با بارهای وارده مقابله کنند. همچنین از این میلگردها هم در وسط و هم در بخش پایینی تیرها استفاده می‌شود تا امکان تحمل نیروهای کششی برای تیر فراهم شود.

بازکردن قالب

زمانی که بتن مقاومت و گیرایی لازم را پیدا کرد، می‌توان قالب بتن‌ها را باز کرد.

نصب و ریختن بتن

برای نصب می‌توان از شمع‌های چوبی یا فلزی استفاده کرد. بعد از ساختاردهی و نصب باید به ریختن بتن بپردازیم. قبل از ریختن بتن باید آرماتورها و فضای مورد نظر را دوباره با دقت بررسی کنیم.

ویبره‌کردن بتن

بعد از ریختن بتن با دستگاهی به نام ویبراتور، سطح بتن را مرتعش می‌کنند تا آن را در تمام گوشه‌های قالب بفرستند و هیچ هوایی بین بتن قرار نگیرد. به این صورت فضاهای خالی به صورت کامل پر می‌شوند.

جمع بندی نهایی

در پایان، اسکلت بتنی به عنوان یکی از مهم‌ترین عناصر در ساخت و ساز، نقش بسیار حیاتی در استحکام و پایداری سازه‌ها دارد. با استفاده از مراحل مختلفی که از جمله آرماتوربندی، ساخت قالب، ریختن بتن، و سایر عملیات ساخت اسکلت بتنی به کار می‌روند، می‌توان به دستیابی به سازه‌هایی با کیفیت و ایمنی بالا دست یافت. این ساختارها، علاوه بر ایجاد امکاناتی برای استفاده‌ی متنوع از فضاها، از لحاظ مقاومت در برابر بارهای مختلف و تأمین استانداردهای ساختمانی اساسی، تأثیر مثبتی بر روی ایمنی و طول عمر ساختمان‌ها دارند و از این رو به عنوان ابزاری حیاتی در صنعت ساخت و ساز مورد استفاده قرار می‌گیرند.