فونداسیون چیست؟ معرفی انواع پی یا شالوده
یکی از روش های اصلی و الزامی برای مقاومسازی ساختمان، استفاده از فونداسیون است. فونداسیون در پایین ترین قسمت ساختمان قرار دارد و مهمترین عنصر برای استحکام ساختمان است. در ادامه با تعریف کامل از فونداسیون…
یکی از روش های اصلی و الزامی برای مقاومسازی ساختمان، استفاده از فونداسیون است. فونداسیون در پایین ترین قسمت ساختمان قرار دارد و مهمترین عنصر برای استحکام ساختمان است. در ادامه با تعریف کامل از فونداسیون…
یکی از روش های اصلی و الزامی برای مقاومسازی ساختمان، استفاده از فونداسیون است. فونداسیون در پایین ترین قسمت ساختمان قرار دارد و مهمترین عنصر برای استحکام ساختمان است. در ادامه با تعریف کامل از فونداسیون، انواع پی و روش های اجرای آن آشنا خواهیم شد.
پِی، شالوده یا فونداسیون (به فرانسوی: Fondation) قسمت اولیه ساختمان بوده که مستقیما با خاک در ارتباط است. اگر بخواهیم به زبان ساده بگوییم “فونداسیون چیست”، باید گفت شالوده وظیفه تحمل و توزیع بارهای وارده را به زمین بر عهده دارد. درک اینکه فونداسیون چیست، به مهندسان و معماران کمک میکند تا سازههای ایمنتر و پایدارتر طراحی کنند. وظیفه اصلی پی، جلوگیری از ریزش و مقاومسازی ساختمان در برابر بارهای احتمالی است. در ادامه قصد داریم انواع بارهای وارده به فونداسیون را مورد بررسی قرار دهیم تا در هنگام ساخت نکات ایمنی برای مقاومت در برابر آنها رعایت شود.
از جمله این بارها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
خاکهای مناطق مختلف، ویژگیهای مخصوص و ظرفیت باربریهای متفاوتی دارند. پس با توجه به مشخصات خاک هر منطقه، اندازه و بار وارده توسط هر سازه، باید فونداسیون مناسبی را انتخاب نمود. وقتی میپرسیم فونداسیون چیست، در واقع به دنبال شناخت انواع مختلف شالودهها و کاربردهای آنها هستیم. برای ساخت انواع فونداسیون با میلگرد ساخته می شود که باید با ویژگیهای پروژه سازگار باشد، بنابراین قیمت میلگرد یک مسئله مهم در این پروژه ها است.
معمولا فونداسیونهای سطحی در عمق کمی از زمین قرار دارند و عمقشان از عرضشان کمتر است. فونداسیونهای کم عمق با افزایش سطح مقطع دیوار یا ستون، بار سازه را به زمین زیر پی انتقال میدهد. فونداسیون سطحی انواع مختلفی دارد که در ادامه به بررسی آنها میپردازیم.
این فونداسیون بار یک یا دو ستون نزدیک به هم را در محل درز انبساط به زمین منتقل میکند. شکل فونداسیون منفرد میتواند مربع، مستطیل و هر شکل دیگری باشد. پیهای منفردی که به یکدیگر نزدیک هستند، قابلیت اتصال به هم را دارند تا به شکل یک فونداسیون مرکب عمل کنند. اغلب وقتی از پی منفرد استفاده میکنند که بارهای وارده به سازه کم است و از طرفی امکان نشست زمین به شکل ناهموار وجود ندارد. در سازههای اسکلت فلزی بارها اول به ستونها و از بعد از ستونها به فونداسیون انتقال پیدا میکنند که باید از بتن آرمه استفاده کرد.
فونداسیون مرکب وقتی اجرا میشود که ستونها طوری به هم نزدیک باشند که فونداسیون سطحی آنها با یکدیگر همپوشانی داشته باشند. به معنای دیگر این فونداسیون ترکیبی از فونداسیونهای مجزا است، البته که در طراحی سازه با هم فرق دارند. شکل فونداسیونهای مرکب مستطیل بوده و هنگامی بهکار میآید که بارهای ساختمان بهوسیله ستونها انتقال پیدا میکند.
فونداسیونهای نواری یا پهن شالودههایی هستند که پایهعریضتری نسبت به پیهای دیواری باربر معمولی دارند. پایهی پهن این فونداسیونها وزن سازه را روی مساحت بیشتری پخش کرده و در نهایت پایداری و ایمنی بیشتری را فراهم میکند. از فونداسیون نواری در مناطقی که امکان جاری شدن آب بر روی لایهی باربر خاک وجود دارد استفاده نکنید چرا که امکان فرسایش وجود دارد.
فونداسیونهای گستره جزو پیهایی هستند که در همه سطح سازه پخش شدهاند تا بارهای ستون و دیوارها را تحمل کنند. فونداسیونهای گسترده وقتی بهکار میرود که بارهای عناصر مختلف ساختمان زیاد است. این کار برای پیشگیری از نشست غیر یکنواخت فونداسیونهای منفرد انجام میشود. این نوع فونداسیون برای خاکهای منسبط شونده که ظرفیت باربری کمتری دارند، مورد استفاده قرار میگیرد. ساخت فونداسیونهای گسترده زمانی اقتصادی است که نیمی از مساحت پروژه با فونداسیون منفرد و دیواری ساخته شده باشد.
زمانی که فونداسیونهای منفرد با شناژهای بتن مسلح به هم وصل شوند، فونداسیون کلاف شده میگویند. در مناطق زلزلهخیز از فونداسیونهای کلافبندی شده استفاده میکنند چرا که در مان وقوع زلزله شناژها از حرکت فونداسیون جلوگیری میکنند و فاصله میان آنها هیچ تغییری نمیکند. شناژ که قسمتی از بار را از یک شالوده به شالودهی دیگر انتقال میدهند و نباید به خاک وابسته باشد. اگر تیر رابط تحت فشار داخلی خاک قرار بگیر، باید براساس با قوانین مربوط به فونداسیون نواری طراحی شود.
فونداسیونهای نیمه عمیق شامل پیهایی است که نسبت عمق به عرض آنها چیزی حدود 3 تا 10 متر است. زمانی که خاک زیر بنا مناسب نباشد از پیهای نیمه عمیق استفاده میکنند. فونداسیون نیمه عمیق بهشکل چاههای 10 متری هستند که بخشی از این چاهها با مصالح مناسب پر شده و پی مورد نظر روی آنها قرار میگیرند. بههمین خاطر به فونداسیون نیمه عمیق، پی چاهی و به فونداسیون عمیق، پی شمعی نیز گفته میشود.
فونداسیون عمیق با اصطکاک جدار فونداسیون و مقاومت نوگ، بار سازه بالایی را به زمین میفرستد. بدین ترتیب مهمترین فرقهای فونداسیونهای عمیق و سطحی، در مدل انتقال بار به زمین است. در کل فونداسیونهای عمیق شامل مواردی است که در ادامه برایتان شرح میدهیم:
شمع یکی از عناصر پی است که وظیفه انتقال بارها به زمین را بر عهده دارد. شمعها هم بهصورت تکی و هم گروهی هستند. شمع منفر بار حاصل از ستون را به زمین انتقال میدهد ولی گروه شمعها، شمعهایی هستند که بار یک یا چند ستون را از سر شمعی میگیرند. شمعها را به دو بخش میتوان تقسیم کرد. بر اساس عملکرد طرح اصلی به اتکایی و اصطکاکی دستهبندی میشود.
در شمعهای اتکایی، انتهای زیری شمع در لایهای از خاک یا سنگ قرار گرفته که مقاومت زیادی دارد. بار سازه از طریق شمع به لایه قوی انتقال مییابد. یا به عبارت دیگر، این شمعها عملکردی مثل ستونها دارند.
شمعهای اصطکاکی اما قوانین متفاوتی دارند. آن ها بار سازه را بهوسیله نیروی اصطکاک طول شمع به خاک انتقال میدهند. به معنای دیگر، عملکرد کل سطح استوانهای شکل این شمع انتقال نیرو به خاک است.
قطر شمعهای بتنی چیزی حدود 30 تا 50 سانتیمتر و طول آنها 20 الی 30 متر است که در فرآیند شمع کوبی اجرا می شوند. اگر نمی دانید که شمع کوبی چیست، می توانید مقاله مربوط به آن را مطالعه نمایید. این شمعها به شکل پیش ساخته یا با ساخت در مکان پروژه مورد استفاده قرار میگیرند.
قطر شمع چوبی میان 20 تا 50 سانتیمتر است. این مدل شمع به خاطر آسیبپذیری بیشتر هزینه نگهداری بالاتری دارند.
برای اجرای شمع های فولادی معمولا از تیرهای l شکل یا مقاطع توخالی استفاده میکنند. سطح کوچک این شمع ها، موجب سهولت قراردهی فونداسیون در خاک میشود. شمعهای فولادی جزو شمعهای اتکایی بهشمار میروند.
شمع کامپوزیتی، از ترکیب مواد متنوعی مثل چوب و بتن ساخته میشوند. این شمعها برای نواحی با سطح آب زیرزمینی بالا، مناسب است.
فونداسیونهای حفاری نوعی پی عمیق هستند که مکانیزمی شبیه به شمع دارند، با این فرق که این نوع ظرفیت تحمل بار بیشتری دارد. فونداسیون کیسون بارهای سازه را بهوسیله مقاومت پنجه یا ترکیب آنها تحمل میکند. فونداسیونهای صندوقهای از مته ساخته شده و بار زیادی را به ستون انتقال میدهند.
این فونداسیونها در شرایط که عمق لایه سخت بین 10 الی 100 متر در زیر زمین است، مورد استفاده قرار میگیرند. فونداسیونهای کیسون نباید در رسوبات عمیق خاک رس نرم و یا خاکهای آبکی و سست بهکار روند.
فونداسیون پایهای از یک ستون عمودی با سطح مقطع بزرگتر از شمع ساخته میشود. این فونداسیون اغلب برای انتقال بارهای بزرگتر مورد استفاده قرار میگیرند. عمق قرارگیری فونداسیون پایهای از شمع کمتر است. ساخت این نوع پی در محل پروژه صورت میگیرد. در این فرآیند یک سوراخ استوانهای شکل در زمین بهوجود میآید و پایه را در آن قرار میدهند. فونداسیون پایه اغلب وقتی بهکار میآید که عمق لایه سخت خاک از 5 متر کمتر باشد.
پیهای ویژه شامل هر گونه پیای هستند که جزء موارد ذکر شده در قسمت بالا نباشند.
از انواع پیهای ویژه میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
مهارها در فونداسیون ویژه، به عناصری میگویند که برای اتصال سازهها به پی به کار میروند. این مهارها به منظور تحمل نیروهای وارده از سوی سازه و انتقال آنها به زمین استفاده میشوند. در فونداسیونهای ویژه، این مهارها به دلیل شرایط خاص سازهای، محیطی یا زمینی، ویژگیها و خصوصیات خاصی دارند.
فونداسیون شناور یک نوع فونداسیون یکپارچه است که در عمق قرار گرفته و وزن خاک برداشته شده از حفاری، به وزن سازه نزدیک بوده. بدین ترتیب بار روی خاک زیرین تغییری نمیکند و نشست را به حداقل میرساند.
2500 سال پیش از پی دو پوشه برای ساخت سازههای پاسارگاد بهره بردند. این پی در برابر زلزله بسیار مقاوم است و امروزه در پروژههای حساسی مثل نیروگاهها از آن استفاده میکنند. در پی دو پوشه دو فونداسیون روی هم قرار میگیرند که زیری ثابت و رویی قابل ارتعاش است.
فونداسیونها از نظر مصالح به کار رفته به دستهبندیهای متفاوتی تقسیم میشوند، که عبارتند از:
انتخاب نوع فونداسیون کاملا به شرایط زمین و میزان باری که سازه باید تحمل کند بستگی دارد. وقتی میخواهیم بهترین فونداسیون را انتخاب کنیم، باید به نکات مهمی مثل همبندی فونداسیون توجه کنیم. این همبندی باعث میشود بخشهای مختلف فونداسیون به هم وصل شده و استحکام کلی سازه بیشتر شود. درک نکات موثر در انتخاب فونداسیون، به ما کمک میکند تا از مناسبترین نوع شالوده برای پروژههای مختلف ساختمانی را انتخاب و پیاده سازی کنیم. با توجه به اینکه شرایط زمین و نیازهای هر پروژه با دیگری متفاوت است، شرایط موجود را مورد بررسی قرار داده و فونداسیون را انتخاب میکنند. در ادامه این عوامل را برایتان شرح میدهیم:
پی و فونداسیون از نظر فنی دو مفهوم متفاوت با هم دارند که هر یک وظایف خاصی بر عهده دارند و در پروسه ساخت و مقاومسازی ساختمان بهکار میروند. اگر بخواهیم دقیقا بدانیم پی و فونداسیون چیست و چه نقشی در ساختمان دارد، باید بیان کنیم که فونداسیون به عنوان یک ساختار کلی مجموعهای از پیها و دیگر اعضا را شامل میشود و مسئول انتقال بارهای استاتیکی و دینامیکی ساختمان به زمین هستند. این مجموعه از پیهای منفرد به همراه شناژهای رابط و شمعها و دیگر اتصالات تشکیل شده است که به عنوان یک واحد کامل همگی فونداسیون را تشکیل میدهند.
از طرفی پی یک عنصر فونداسیونی خاص است که اغلب برای انتقال بارهای عمودی از ساختمان به خاک بهکار میرود. این بارها شامل وزن سازه، بار باد و برف و سایر نیروها است. پیها بهشکل مستقل آرماتوربندی شده و نیرو را به خاک انتقال میدهند. پیها علاوه بر تحمل بارهای فوقانی، به عنوان بخشی از فونداسیون از آسیب به خاک هم جلوگیری میکنند.
فونداسیون و شناژ تا حدودی به هم ربط دارند. شناژها بهشکل یک تقویتکننده در فونداسیونها بهکار میروند. آنها مقاومت فونداسیون یا پی را در مقابل بارهای وارده افزایش میدهند. اصلیترین فرق بین شناژ و فونداسیون، وظیفه و نوع عملکرد آنهاست. فونداسیون یا پی در قسمت پایینی ساختمان قرار دارد و وظیفه انتقال بارهای زنده و مرده به زمین را بر عهده دارد. از سوی دیگر، شناژها به صورت افقی و عمودی قرار میگیرند و برای تحمل نیروهای کششی و فشاری فونداسیون یا اتصال آنها به کار میروند.
احتمالا می دانید که آرماتور چیست پس لازم به ذکر است آرماتورهایی که در فونداسیون استفاده میشوند بر اساس نحوه و جهت قرارگیریشان به دو دسته تقسیم میشوند:
این آرماتورها به صورت افقی در ردیفهای بالایی و پایینی فونداسیون قرار میگیرند. هنگام نصب این آرماتورها باید به فاصله آنها دقت ویژهای شود، چرا که در صورت عدم اندازهگیری صحیح، ممکن است در طول زمان دچار خوردگی و فرسایش شوند.
این آرماتورها به عنوان نگهدارندههای آرماتورهای طولی عمل میکنند و همچنین از خم شدن آنها تحت فشار جلوگیری مینمایند. فاصله آرماتورهای عرضی باید بر اساس اصول آرماتوربندی رعایت شود. معمولاً فاصله این آرماتورها حداکثر 20 سانتیمتر است. در صورت عدم رعایت فاصله مشخص شده، امکان دارد سازه دچار مشکلاتی مثل ریزش شود.
مراحل اجرای فونداسیون بتنی و فلزی بستگی به نوع آن و سازه مورد نظر دارد. در اینجا به بررسی مراحل کلی اجرای فونداسیون میپردازیم.
علاوه بر این موارد، اجرای درست همبندی فونداسیون برای ارتقای ایمنی ساختمان ضروری است. این فرآیند با اتصال اجزای فلزی فونداسیون به یکدیگر و به زمین، خطرات ناشی از اختلاف پتانسیل الکتریکی و برق گرفتگی را کاهش میدهد. همچنین بررسی کیفیت مصالح، اطمینان از تراکم مناسب بتن و کنترل دقیق ابعاد و تراز فونداسیون، از بروز مشکلات ساختاری و عملکردی در آینده جلوگیری میکند.
اجرای صحیح فونداسیون، نه تنها استحکام سازه را تضمین میکند، بلکه از بسیاری از آسیبهای احتمالی که ممکن است در طول عمر ساختمان ایجاد شوند، پیشگیری خواهد کرد. بیتوجهی به این نکات میتواند پیامدهایی به همراه داشته باشد که جبران آنها دشوار و پرهزینه است.
فونداسیون با وجود مزایای متعدد، دارای معایبی نیز هست که به شرح زیر میباشند:
فونداسیون، قسمت اساسی هر سازه است که وظیفه انتقال بار ساختمان به زمین را برعهده دارد و نقش مهمی در پایداری و استحکام سازه ایفا میکند. این عنصر ساختاری، بارهای عمودی و جانبی را به خاک انتقال داده و از نشست یا جابجایی ناخواسته ساختمان جلوگیری میکند. انتخاب نوع فونداسیون بستگی به عوامل مختلفی مثل نوع سازه، شرایط زمین و هزینهها دارد. در ادامه سعی کردیم شما را در مورد انتخاب فونداسیون مورد نظرتان راهنمایی کنیم. اگر که نیاز به مقاطع فولادی مورد استفاده در فونداسیون دارید، با کارشناسان ما در فولادسل در ارتباط باشید.
نظری ثبت نشده است.
در دنیای دقیق صنایع مکانیکی و تجهیزات صنعتی، جایی که حتی کوچکترین تلرانسها میتوانند…
تسمه آهنی یا تسمه فلزی یکی از مقاطع پرکاربرد در صنایع مختلف مانند ساخت…
وقتی صحبت از ساخت و ساز میشود، اولین چیزی که به ذهن هر مهندس…
تجهیزات مورد استفاده در صنعت نفت و گاز، مانند خطوط لوله، مخازن و سکوهای…