چرا در زلزله ترکيه سازه هاي پيش ساخته ويران شدند؟
امروزه با پيشرفت علوم و فناوري نيازها و خواسته هاي جديدي در زمينه مهندسي سازه مطرح شده است. از جمله عامل زمان در ساخت سازه ها اهميت دو چندان يافته و اين امر گرايش به سازه هاي پيش ساخته را افزايش داده است. از طرفي همچنين با افزايش جمعيت بشري، علاقه به داشتن فضاهاي بزرگ بدون حضور ستون هاي مياني هم خواهان بسياري پيدا کرده است. فناوري سازه هاي پيش ساخته سبک را حدود 34 سال پيش يک آمريکايي ابداع کرد. مرحله صنعتي شدن آن 5 تا 6 سال به طول انجاميد. توجه زياد صنايع اروپايي به فناوري سازه هاي پيش ساخته سبک، به خاطر مشکلاتي بود که در ساير فناوري هاي پيش ساخته وجود داشت. به طور مثال فناوري لارژ پانل (Large Panel) با وجود سرعت بالا و کارخانه اي بودن آن، با مشکل ضعف اتصالات روبه روست و همچنين وزن سنگين ساختمان يک معضل جدي در اين فناوري به شمار مي رود. حمل و نقل قطعات سنگين بتوني، اين فرآيندها را دشوار مي کند. در زلزله اي که چند سال پيش در ترکيه اتفاق افتاد، ساختمان هاي زيادي که در آنها از فناوري لارژ پانل استفاده شده بود به دليل ضعف اتصالات تخريب شدند.
بررسي سازه هاي پيش ساخته سبک
در فناوري سازه هاي پيش ساخته سبک، اتصالات به صورت يکپارچه است (ديوار به ديوار، سقف به ديوار و ديوار به پي). بر خلاف روش لارژ پانل که اتصالات به صورت کام و زبانه است، در روش سازه هاي پيش ساخته سبک، اتصالات به صورت جوش نقطه اي است و به جاي اين که ابتدا قطعات سنگين بتن در کارخانه ساخته شده و بعد به هم متصل شوند، ابتدا سازه به صورت شبکه هاي ميلگردي که بين آنها (بين دو شبکه ميلگرد) يک لايه فوم پلي استايرن قرار مي گيرد ساخته مي شود، و پانل هاي سبک در محل احداث ساختمان به فونداسيون (پي) جوش داده مي شود و همچيني ديوارها و سقف به هم جوش داده مي شوند و ساختمان با پانل هاي سبک برپا مي شود. سپس در همان محل ديوارها و سقف و محل، اتصالات به صورت همزمان بتن پاشي مي شوند. بتن از طريق پمپ، با فشار هوا به پانل ها پاشيده مي شود. اين روش باعث يکپارچگي در اتصالات شده، استحکام و پايداري ساختمان را در مقابل نيروهاي ديناميکي حاصل از زلزله يا طوفان افزايش مي دهد. بنابراين دليل انتخاب روش سازه هاي پيش ساخته سبک، استفاده از امتيازات برتر آن نسبت به ساير فناوري هاي پيش ساخته موجود است که هنوز هم از اين مزايا برخوردار است. البته همانند صنايع ديگر، در اين صنعت هم ممکن است نوآوري هايي در دنيا ديده شود.
پانل
پانل سه بعدي يک پانل پيش ساخته است متشکل از يک هسته عايق پلي استايرن، قرار گرفته بين دو شبکه ساخته شده از مفتول ها و اعضاي خرپايي قطري که دو شبکه فلزي را بطور مناسبي به هم متصل کرده و باعث ايجاد مقاومتي خاص در آن مي شود. اين شبکه و لايه آن مجموعاً پانل ناميده مي شود و جايگزين بسيار مناسب بر ديوارها و تيغه هاي آجري و سفالي است. سازه حاصله، داراي مزاياي زير است:
کاهش وزن آهن و بتن مصرفي
حذف اجراي گچ و خاک
افزايش سطح زير بناي مفيد
تقليل زمان اجرا به ميزان 50 درصد
کاهش وزن ديوارهاي جانبي و سقف به ميزان 100 کيلوگرم در هر متر مربع
مقاومت در برابر باد و زلزله
صرفه جويي انرژي گرمايي و سرمايي
عايق رطوبت و صوت
غير قابل نفوذ و زندگي براي حشرات موذي
نصب آسان
غير قابل اشتعال بودن
برخي نکات مهم در خصوص پانل ها
پانل ها به عنوان المان ديوار و سقف ساختمان به کار مي روند. مدول عرضي پانل ها 120 سانتي متر است و بسته به کاربردهاي متفاوت، طول و ضخامت هاي متفاوت دارند.
پانل هاي ديواري علاوه بر اين که جداکننده فضاهاي معماري هستند، نقش ديوار باربر قائم و ديوار برشي در برابر بارهاي جانبي را هم ايفا مي کنند.
بنابراين عموماً در اين گونه سازه ها، اسکلت فلزي يا بتن آرمه وجود ندارد. (تا 4 طبقه يا 15 متر ارتفاع به صورت سازه اي قابل طراحي و اجرا است.) پانل هاي سقفي، ديافراگم کف را تشکيل مي دهند. اين پانل ها در کنار يکديگر مستقر شده و روي پانل هاي ديوار نصب مي گردند. لايه پلي استايرن نقش قالب براي بتن پاشي و همچنين عايق حرارتي و صوتي را ايفا مي کند. پانل ها پس از استقرار، بتن پاشي شده و تشکيل يک سازه سه بعدي با عملکرد جعبه اي مي دهند. پانل ها علاوه بر استفاده به عنوان اعضاي باربر ساختمان، به دليل عايق حرارتي، صوتي و مزاياي ديگر براي تيغه هاي غير باربر ساختمان هاي مختلف به کار مي روند.
سازه هاي پيش ساخته مجهز به مولد انرژي خورشيدي و انرژي الکتريکي و سيستم تصفيه آب
برخي از نمونه هاي سازه هاي پيش ساخته، به مولد انرژي خورشيد و انرژي الکتريکي و سيستم تصفيه آب مجهز بوده و قابليت نصب در هر مکاني از کره خاکي را دارند. به منظور دسترسي آسان به تسهيلات حياتي در مناطق دور افتاده و کمک به افرادي که در اين مناطق زندگي مي کنند، سازه هاي پيش ساخته اي که قادر به توليد انرژي پاک و بازيافت آب در تمامي نقاط کره زمين هستند، طراحي و ارائه شده اند. سقف اين سازه ها داراي صفحه هاي فولادي مجهز به سلول هاي خورشيدي است که انرژي الکتريکي برابر 1/5 الي 4 کيلو وات توليد کرده و آن را در باتري هايي براي استفاده در تاريکي ذخيره مي کند. اين سيستم همچنين به سيستم داخلي پاک سازي آب مجهز بوده تا آب هاي موجود در منطقه را جمع آوري و براي استفاده مجدد پاک سازي کند. از سويي تمامي گزينه هايي که براي حفظ سلامت، امنيت و بهبود شرايط کلي زندگي مورد نياز است، در اين سازه گنجانده شده است.
مزاياي سازه هاي پيش ساخته سبک
مقاومت در برابر زلزله
انعطاف پذيري در توليد
ايمني در ساختمان
صرفه جويي هاي ملي
کاهش استفاده از سيمان در هزينه هاي تمام شده ساختمان
ده درصد کاهش در هزينه ي تمام شده ساختمان
کاهش وزن ساختمان
کاهش زمان برگشت سرمايه از حدود 2 سال در شيوه سنتي به 5 الي 6 ماه در روش سازه هاي پيش ساخته سبک
کاهش ضايعات مواد اوليه و استفاده بهتر از منابع ملي
صرفه جويي در مصرف انرژي
افزايش عمر ساختمان و افزايش استحکام آن
ايمني بيشتر ساختمان در برابر زلزله
کاهش ميزان آلودگي هاي صوتي محيط.
سيستم پيش ساخته سبک
سيستم پيش ساخته سبک بر 4 اصل استوار است: استحکام در بنا، سرعت در ساخت، صرفه جويي در مصرف انرژي، سهولت اجرا.
سيستم به دو صورت Panel single يک لايه پلي استايرين و Double Panel دو لايه پلي استايرن اجرا مي شود. در ايران رايج ترين سيستم پيش ساخته سبک، سينگل پانل است.
از آنجا که تمامي پانل ها داراي يک هسته پلي استايرن منبسط به قطر 4 تا 10 سانتي متر هستند، تبادل حرارتي بين فضاي داخل و خارج کاهش يافته، از اتلاف انرژي ساختمان جلوگيري کرده و موجب کاهش هزينه انرژي مي شود.
نتيجه گيري
سازه هاي پيش ساخته، خواسته هاي جديد مهندسي را در ارتباط با محدوديت دهنه، با کمترين زمان (به دليل پيش ساخته بودن) فراهم مي کند. همچنين با افزايش جمعيت، علاقه به داشتن فضاهاي بزرگ بدون حضور ستون هاي مياني خواهان بسياري پيدا کرده است که سازه هاي پيش ساخته اين امکان را در اختيار کاربران قرار مي دهد.
منبع: دانشمند، شماره 576
