کتاب طراحی سازه های بتنی پیش ساخته اثر وکیلی ناشر دانش بنیاد

پيشگفتار   

کتابی که پیش رو دارید، کتابی است مشتمل بر نکات اساسی مربوط به طراحی سازه‌های بتنی پیش‌ساخته، که در آن سعی گردیده است اصول اولیه طراحی سازه‌های مذکور به زبانی ساده و گویا به همراه مثال‌های کاربردی تشریح گردد. ساخت ساختمان‌های پیش‌ساخته پس از جنگ جهانی دوم و ایجاد خرابی های بسیار ناشی از جنگ از یک طرف و هجوم میلیونها مهاجر به سمت شهرهای بزرگ از طرف دیگر، بسیاری از پژوهشگران و فعالان عرصه ساخت و ساز کشورهای اروپائی را بر آن داشت تا هر چه سریعتر به منظور اسکان مهاجرین و جبران خرابی‌های حاصل، تدبیری بیاندیشند. لذا با توجه به روند رو به رشد جمعیت در جهان، بسیاری از مهندسان ساختمان به این فکر افتادند تا روش های سریع تر ساخت و ساز انواع مختلف سازه ها را جایگزین روش‌های سنتی و زمان بر نمایند. بهترین گزینه‌ای که در آن روز به فکر مهندسان خطور می‌کرد، استفاده از تکنولوژی ساخت ساختمان‌های پیش‌ساخته بود زیرا به کمک این روش قادر بودند در مدت زمان کوتاه‌تر، ساختمان‌های با کیفیت بهتری را ایجاد نمایند. این گونه ساختمان‌ها دارای مزایای متعدد دیگری نیز می‌باشند که بدین منظور علاقه‌مندان می‌توانند به کتاب "سازه‌های بتنی پیش‌ساخته" انتشارات فدک ایساتیس، تالیف اینجانب مراجعه نمایند.  امید است این اثر، گامی مثبت در جهت ارتقای دانش مهندسی عمران تلقی گردد و با اتکا به دانش و توانایی مهندسین میهن عزیزمان ایران شاهد پیشرفت‌های چشمگیر در عرصه ساخت و ساز باشیم.

پاییز 95  (شهروز وکیلی)

مقدمه

به طور کلی، بتن از اصلی‌ترین مصالح مصرفی در سازه‌های بتن آرمه محسوب می‌شود که متشکل از سیمان، سنگدانه‌، آب و همچنین مواد افزودنی (در صورت نیاز) جهت اصلاح خواص بتن است. مهمترین دلایل استفاده از بتن را می‌توان بالا بودن مقاومت فشاری، شكل‌پذیری مناسب، ارزانی، مقاومت در برابر آتش و پایداری در برابر عوامل گوناگون بیان کرد و از مهمترین معایب آن می‌توان به پائین بودن مقاومت کششی و سنگینی آن اشاره نمود. (به منظور آشنایی بیشتر با بتن و مشخصات اجزای تشکیل دهنده آن می‌توانید به کتاب "نظارت بر اجرای سازه‌های بتنی"، تالیف اینجانب (انتشارات فدک ایساتیس)، مراجعه نمائید).

ولی امروزه جهت تولید انبوه و برطرف کردن معایب و بهبود در کیفیت آن، روشها و مواد افزودنی و تجهیزات خاصی بکار گرفته می‌شوند که یکی از این روشها تولید اعضای بتنی پیش‌ساخته است.

فهرست مطالب

 فصل اول : تعاريف و مباني اوليه   

تعريف بتن پيش‌ساخته

مراحل نظارت بر ساخت، اجرا، نصب و بهره‌برداری

آيين‌نامه‌های مورد استفاده در ساخت بتن پيش‌ساخته

مزايای سازه‌های بتنی پيش‌ساخته

قسمت‌های مختلف تشکيل دهنده کارخانجات توليد کننده قطعات پيش‌ساخته

انواع خط توليد قطعات پيش ساخته

انواع مختلف قطعات پيش‌ساخته بتنی

استفاده از مصالح غير سمنتی در صنعت پيش‌ساختگی

توليد قطعات پيش‌ساخته بتنی به روش پانلی

بارها و سربارهای استثنايی

بارهای حاصل هنگام جابجايی و نصب قطعات

نکات مربوط به قالب برداری و بلند کردن

نکات مربوط به جابجايی در انبار محصول

نکات مربوط به انتقال قطعه پيش‌ساخته به محل نصب

نکات مربوط به نصب قطعه پيش‌ساخته

انتخاب سيستم سازه‌ای

کلاف‌بندی

رواداري‌ها

قلاب‌های حمل

كُد‌گذاری و شناسايی قطعه

انواع قطعات پيش‌ساخته

اتصالات

نکات مربوط به توليد قطعات پيش‌ساخته در شرايط کارخانه‌ای

تهيه و انبار نمودن مواد اوليه و قطعات

اختلاط بتن و بتن‌ريزی

عمل‌آوری بتن پيش‌ساخته

قالب‌برداری

جابجايی و بلند کردن قطعات پيش‌ساخته

حمل و نصب قطعات پيش‌ساخته

هشت گام اساسی توليد قطعات پيش‌ساخته بتنی

رابطه بين نسبت عمق به دهانه (SPAN TO DEPTH)‌

 در اعضای پيش‌ساخته خمشی و بتن پيش‌تنيده

انواع بارهای ثقلی

 فصل دوم  : طراحي اتصالات در سازه‌هاي بتني پيش‌ساخته     

تحليل مقدماتی سازه‌های بتني پيش‌ساخته

طراحی اتصالات

مبانی طراحی سازه‌های بتنی پيش‌ساخته

انتخاب سيستم سازه‌ای

انواع کلاف‌ها در سازه‌های بتني پيش‌ساخته

بارها و ضرايب بار

ضرايب اضافه بار (OVERLOAD FACTORS)

ضرايب بيش-مقاومت ديافراگم   و ضريب بيش- مقاومت سيستم

ضوابط طراحی اتصالات

آرماتورهای تقويتی

انکرهای انبساطی

مصالح فولادی (STEEL MATERIALS)

مقاومت کششی بتن

طراحی فولاد سازه‌ای

بارگذاری ترکيبی

نبشی‌های اتصال تقويت نشده

طراحی سخت‌کننده‌های سه گوش(مثلثی شکل)

طراحی سخت‌کننده‌های غير سه‌گوش

جوشکاری (WELDING)

پيش‌آمدگی‌های فولادی- سازه‌ای

اتصالات آويزی (HANGER CONNECTIONS)

صفحات زيرسری باربر (BEARING PADS)

ملاحظات طراحی صفحات زيرسری باربر

پايه‌های ستون (COLUMN BASES)

اتصالات ممان گير

رواداری‌ها (TOLERANCES)

فضای آزاد (CLEARANCE)

 فصل سوم : طراحي تيرهاي بتني پيش‌ساخته

 (Design of precast Concrete Beams)

كليات

تيرهای بتنی مسلح غير کامپوزيت

تيرهای مسلح کامپوزيت

تيرهای پيش‌تنيده غيرمرکب

طراحی تير پيش‌تنيده مرکب

شمع‌بندی (PROPPING)

برش افقی در ناحيه فصل مشترک

 فصل چهارم : طراحي ستون‌ها و ديوارهاي برشي پيش‌ساخته   

ستون‌های بتنی پيش‌ساخته

طراحی ستون

ديوارهای برشی بتنی پيش‌ساخته

توزيع بارگذاری افقی

ديوارهای برشی ميانقاب

ديوارهای طره (كنسول)

(Prestressed Concrete)

فصل پنجم :نگاهي بر بتن پيش‌تنيده      

اصول پيش تنيدگی

مقايسه بتن مسلح معمولی با بتن پيش‌تنيده

مزايای روش پيش‌تنيدگی

درجه‌بندی پيش‌تنيدگی

ويژگی‌های سيستم غير چسبيده (UNBONDED)

 تک رشته‌ای

ويژگی‌های سيستم چسبيده (BONDED)

چند رشته‌ای

سيستم چسبيده تخت در دالها

فولاد پيش‌تنيدگی

افت‌های تنيدگی (PRESTRESS LOSSES)

کوتاه شدگی الاستيک (ELASTIC SHORTENING)

خوردگی فولاد مدفون در بتن پيش‌تنيده

روش اندازه‌گيری نيروی پيش‌تنيدگی

محدوديت‌های تغييرشکل در اعضای بتنی پيش‌تنيده

 فصل ششم  : طراحي سازه‌هاي بتني پيش‌ساخته و پيش‌تنيده    

مقدمه

خمش

برش

پيچش

تيرهای دارای پيش‌آمدگی

باربری (BEARING)

افت پيش‌تنيدگی

تغييرشکل و انحنا

اعضای فشاری

ساندويچ پانلها

 فصل هفتم  : اطلاعات كلي طراحي    

داده‌هاي طراحي

مشخصات مصالح - بتن

مشخصات مصالح – فولاد پيش‌تنيدگي

مشخصات مصالح – آرماتورهاي تقويتي

مشخصات مصالح- تور سيمي جوشي تقويتي سازه‌اي (WWR)

پيچ‌ها، مهره‌ها و واشرهاي استاندارد

اطلاعات جوشكاري

فصل هشتم  :  ويژگيهاي مقطع    اتصالات تير و ستون (Beam and Column Connections)

انواع اتصالات تير و ستون

اتصالات تير به ستون

آرماتورگذاري برشي انتهايي تير

اتصال ستون به فونداسيون

 پيوست‌ها

پیوست 1 : بست ها در سازه‌های بتنی پیش‌ساخته

پيوست 2  : درزها و اتصالات

پيوست 3  : ستونها و دیوارهای برشی

پيوست 4 : کفسازی‌های بتنی پیش‌ساخته

پيوست 5  :  قاب پیش‌ساخته

واژه‌نامه

منابع و مراجع