فهرست مطالب

پیش گفتار 1

روش های طراحی و تولید صنعتی 2

محاسن ومحدودیت های این سیستم 43

محدودیت ها 50

بررسی فنی و اقتصادی سیستم دیوار سه بعدی 52

بررسی محاسن و معایب تیغه با پانل های3DW 54

محاسن 54

معایب 54

سیستم درای وال 55

«پانل گچی روکش دار با زیر سازی فلزی» 55

سیستم ساخت و ساز خشک 55

مقدمه 55

چگونگی ساختار پانل گچی 56

مزایا وتوانمندی های سیستم درای وال 58

بررسی محاسن و معایب تیغه با دیوارهای کناف 62

محاسن 62

تاثیر سبک سازی و نحوه عملکرد و رفتار دیوارهای پانل گچی در برابر زلزله 63

مقدمه 63

رفتار دیوارهای پانل گچی در برابر نیروهای زلزله بر صفحه آنها 65

تحلیل دیوارهای پانل گچی در برابر نیروی زلزله عمود برصفحه 66

نتایج 68

تاریخچه ساخت و ساز خشک 69

سیستم های درای وال 69

بتونه دررزگیر 72

پیچ های داری وال 72

دیوارهای جداکننده 72

پیش گفتار

ورود تکنولوژی جدید و اصولا نوآوری چون همواره با سنت توام است ، همیشه یکی از مسائل بحث انگیز در کشورهای در حال توسعه بوده است. سنت ها ریشه در اعماق وجود مردمان داردو همیشه نوآوری با مقاومت ذاتی روبه رو می شود، چرا که آن را سببب تخریب پیشینه فرهنگی خود تصور می کنند و مغایر با زیر ساخت های فرهنگی خود می دانند.

هدف ساختمان سازی باید تامین زیبایی ، پایداری و آسایش باشد. چون پیروی کامل از ترکیب فضاهای معماری سنتی به سبب تحولات جدید در صنعت ساختمان ،مانند تراکم زیاد و رشد عمودی آن در شهرها ،دیگر امکان پذیر نیست ، لذا پافشاری بر کاربرد مصالح سنتی و مقاومت در برابر نواوری در این زمینه تنها یک تعصب خشک به شمار می اید . عقل و منطق حکم می کند که نواوری و تکنولوژی را در خدمت احیای فرهنگ اصیل به کار گیریم و به جای هدر دادن فضا ها و پافشاری بر روش های سنتی یا تقلید بدون دلیل از روش های بیگانه و تخریب فرهنگ ملی ،سعی کنیم از هر مصالحی با توجه به کار بری ،هزینه سرعت اجراو رعایت سایر مشخصات فنی به موقع و به نحو احسن استفاده بریم .بدین ترتیب می توان بسیاری از مشکلات ساخت و ساز ، نظیر سستی و عمر کم ساختمان ها و اتلاف انرژی و هزینه های بالا ی مسکن ، را برطرف کرد و ضمن بهره گیری از فن اوری و حفظ فرهنگ سنتی ، به دوام ، آسایش و زیبایی در ساختمان دست یافت.

بسم الله الرحمن الرحیم

روش های طراحی و تولید صنعتی

استاد : مهندس شادیفر

دانشجویان :

رضوان اصغری

محمد خیر ابادی

زمستان 1386

تاریخچه پیدایش تیغه های غیر باربر

تا قبل از قرن نوزدهم ، ساختمان های بلند محدود به معابر،مساجد ، اهرام ، قلعه ها و برج ها بود که ارتفاعشان از سی متر تجاوز نمی کرد. مصالح به کار رفته در این گونه بنا ها اغلب آجر و خشت و ساگ و ساروج بود. سقف ها را بیشتر قوس و طاق تشکیل می داد به قسمی که مصالح تحت تنش فشاری قرار گیرند تا کششی.در مواردی هم که ناگزیر سقف صافی ایجاد می شد ، از الوارهای چوبی در دهانه های کوچک استفاده می کردند.

در سال 1855 پس از ان که هنری بیمر انگلیسی نخستین روش تولید فولاد در حجم زیاد را ارائه کردع کم کم فولاد به عنوان یکی از مستحکم ترین مصالح ساختمانی پدیدار شد و به موازات ظهور فولاد در سال های 1890 به بعد ، بتن یکی از مصالح سازه ای رواج یافت.

ان گاه با پیدایش انقلاب صنعتی که با رشد سریع جمعیت و شهر نشینی همراه شد ، مرحله گذر از رادیو باربر ( خارجی و داخلی ) به اسکلت بنا پیش امد و همراه با رشد عمودی ساختمان ها ، سازه ها ی بلند و آسمان خراش ها ظاهر شدندد که در انها مقومت در برابر نیروهای ثقلی ناشی از وزن و نیرو های جانبی ناشی از زلزله کلا به عهده اسکلت بنا ( قالب های فلزی یا بتنی ) بود و دیوار ها نقش جدا کننده داخلی یا خارجی و عمو ما غیر باربر را داشتند.

تعریف و تقسیم بندی تیغه ها(Partitons)

تیغه ها بنا به تعریف پانل های جداکننده ای هستند که باربر نیستند و تنها وزن خود را تحمل می کنندو معمولا ضخامتشان بین 4 تا 15 سانتی متر است.

تیغه ها چنانچه بین قسمت داخل و خارج بنا قرار گرند ودر واقع در قسمت پیرامونی بنا واقع شوند ، « تیغه خارجی » نامیده می شوند . این نوع تیغه ها از طرف خارج در معرض آفتاب ، باد، باران، و برف قرار دارند و چون نگهدارنده نمای ساختمان نیز پوشش مناسب با مصالح نما مو رد توجه ویژه قرار گرند.

تیغه های واقع در قسمت داخلی ساختمان « تیغه داخلی » نامیده می شوند . این نوع به تیغه ها به دو دسته « فرعی » و « اصلی » تقسیم می شوند . تیغه های فرعی بین فضاها ی یک آپارتمان ( یا واحد مسکونی ) قرار دارند، تیغه های اصلی از نظر انتقال حرارت و صوت بیش از تیغه های فرعی اهمیت دارند.

تیغه های جداکننده فضاهای داخلی یک آپارتمان یا واحد مسکونی ( تیغه های فرعی داخلی)را  نیز از نظر کاربرد می توان به دودسته حایل بین فضای خشک یا حایل بین دو فضای خشک و تر ( مثلا بین حمام و اتاق خواب ) تقسیم بندی کرد.

در دیوارهای غیر باربر داخلی و خارجی ویژگی های حرارتی و صوتی مصالح اهمیت می یابد و به همین دلیل اغلب کاربرد مصالح تو خالی در این مورد ترجیح داده می شود.

تیغه ها رامی توان ار دید دیگری به دو دسته قابل جابه جایی و غیر قابل جابه جایی ( ثابت ) تقسیم بندی کرد ، که در حالت اول ، کاربری آن در قسمت پارتیشن بندی اداری یا سالن های چند منظوره نمایشگاهی است که  مصالح تیغه با بازیافت ( با حداقل پرت ) از قسمتی به قسمت دیگر منتقل می شود .

تیغه ها را می توان با توجه به مشخصات فنی انها به چندین نوع دسته بندی کرد، ولی از نظر سازه ای تقسیم بندی تیغه ها به دخالت در تشکیل قاب میانی در جه دوم ( قاب میان پر) و نحوه اتصال تیغه به قاب اصلی و باربر به ویژه در مناطق زلزله خیز یا عدم دخالت ان از اهمیت خاصی برخوردار است.

بررسی تیغه ها از نظر مقاومت در برابر نیروی زلزله

اگر تیغه های جدا کننده غیر سازه ای به صورت صلب به یک قاب سازه ای ساختمان متصل شده باشند ، هنگام وقوع زلزله به تبعیت از تغییر شکل قاب ، تغییر شکل می دهد . در بخی مورد بهبود رفتار سازه به جای دیوارهای مجوف از دیوارهای توپر با تکیه گاه کامل در هر طبقه استفاده می شود . این دیوارها که قاب بند یا میان قاب نامیده می شوند ، به خوبی با قاب های خمشی ساختمان کار می کنند و تا حد زیادی سبب جذب انرژی زمین لرزه می شوند . حال اگر تحمل تغییر شکل بیش از حد خود را نداشته باشد ، گسیخته می گردد. شکل زیدژر مکانیزم عمومی مقامت و شکست دیوارهای میان قابی را نشان می دهد.

برای در نظر گرفتن اثرات متاقبل دیوارهای سازه ای و غیر سازه ای باید تغییر شکل قاب ها و میزان تحمل تغییر شکل دیوارها مد نظر قرار گیرد و سپس طراحی سازه انجام پذیرد ، یا این که به شیوه ای که در ساختمان های بلند عمل می شود ، دیوارهای غیر سازه ای از اسکلت ساختمان مجزا گردد. جهتاجرای این جدا سازی باید تمهیدات ویژه ای صورت پذیرد . یکی از طریق جدا سازی دیوارها از قاب ها می توان در شکل زیر ملاحظه کرد.

چناچه محل تیغه ها در پلان ساختمان ثابت باشد، با سخت و محکم کردن آن ، بین کف و سقف و ستون های اطراف آن را به عنوان یک قاب میانی درجه دوم ( قاب میان پر) در مقابل تحمل نیرو های جانبی زلزله محاسبه کرد. در این صورت باید به اندرکش قاب های اصلی با قاب های میانی درجه دوم ویژه مبذول کرد.

اما چناچه کابری ساختمان ثابت پیش بینی نشود و امکان تغییر محل و جابه جایی یک تیغه در طول مدت عمر و کاربری ساختمان وجود داشته باشد ، در این صورت در محاسبات ، مقاومت در مقابل نیروهای جانبی زلزله به قاب های اصلی و سایر عوامل پایدار و مقاوم در مقابل آنها نظیر دیوار برشی و با دبندها واگذار می شود و نباید قاب های شامل تیغه ها و پانل های جداکننده در این  صورت به هیچ وجه نباید آنهارا به صورت rigid  در چها چوب آنها ( کف وسقفو اطراف) محکم کرد ، زیرا در این صورت هنگام وقوع زلزله این عوامل ، که قبلا در مورد مقاومت آنها پیش بینی لازم در محاسبه منظور نگردیده ع متحمل نیروهای زیادی می شوند و نتیجتا به صورت یک انهدام از قاب خود بیرون می پرند و علاوه بر ایجاد اخلال در انعطاف سازه باعث  خسارات جانی و مالی فراوان می گردند.

در کشور ما که معمولا کاربری ساختمان ثابت نیست و در موارد بسیاری کاربری مسکونی به تجاری یا آموزشی و … تبدیل می شود و همچنین در مورد جابه جایی تیغه ها در داخل ساختمان توسط مالک ، نظارت و کنترل مهندسی و دولتی وجود ندارند، بهتر است که تیغه ها طبق استاندارد در قالب خود محکم نشوند و به اصطلاح جای بازی داشته باشند تا از ایجاد ترک در لرزش های خفیف و خسارت کلی و خطر آفرین در لرزش های بزرگ جلو گیری شود.

انواع تیغه ها

تیغه ها را از نظر جنس مصالح می توان به انواع زیر تقسیم بندی کرد:

1- تیغه های سنتی ساخته شده از اجر و خاک رس پخته شامل آجر فشاری ، آجر سفالی ، با ضخامت 7 تا 11 سانتی متر.

2- تیغه های ساخته شده از بتن با دانه های رس منبسط نظیر لیکا با ضخامت 10 سانتی متر در انواع توخالو توپر.

3-تیغه های ساخته شده از ماسه سیلسی و آهک و سیمان و پودر آلومینیوم شامل انواع هلبکس و سیپور کس.

4-تیغه های گچی شامل پانتل های گچی سوراخ دار یا صفحات گچی با روکش کاغذ کرافت نظیر کناف

5-تیغه های شامل یونولیت با دو لایه ملاط ماسه و سیمان مسلح مثل پانل های دیواری سیستم پوما.

6-انواع تیغه های ساخته شده از پی وی سی (PVC ) ، چوب و غیره که کاربری اداری دارندو با بازیافت ( باحداقلپرت مصالح ) جابه جایی هستند . از خصوصیات آنها این است که تا سقف معمولا ادامه نمی یابند و تا بیش از پنجاه سطح آنها را شیشه تشکیل می دهد.

از انواع ذکر شده در موارد 1و5 را می توان در صورت لزوم به عنوان قاب میان پر با رعایت کامل مقررات به کار برد.

مشخصات فنی تیغه ها

انواع تیغه و پانل های جداکننده باید از نظر مشخصات فنی زیر مورد توجه قرار گیرند و متناسب با کابری و هدف کارفرما ، مزیت ها و معایب فنی و اقتصادی هر یک بررسی شود.

1-وزن یک متر مربع تیغه ( ازنظر تامین سبک سازی و کاهش نیروهای وارده حاصل از زلزله به سازه)

2-ضخامت تیغه ( از نظر صرفه جویی در سطح اشغال و صرفه اقتصادی)

3-هزینه تمام شده برای یک متر مربع به طور متوسط( از نظر اقتصادی)

4-سرعت اجرا جهت حجم انبوه ( از نظر صرفه جویی در زمان و هزینه)

5-توجه به پرت مصالح و امکان بازیافت انها.

6-نیاز به گروه های اجرایی متعدد وابسته ( نظیر گچکار ، نقاش،و غیره)

7-بررسی مشکلات اجرایی نصب تاسیسات برقی ، مکانیکی ، احتیاج به کنده کاری ، همزمانی با اجرای تیغه و..)

8-توجه به شرایط اقلیمی منطقه ( سرما ، گرما ، رطوبتو…)

9-حجم بارگیری جهت حمل از محل تولید تامحل اجرا.

10-عایق بودن و مقامت انتقال صوت ،رطوبت و اتش سوزی ( ضریب هدایت حرارتی ،برودتی ،مقاومت دربرابر یخ زدگی ، مقاومت در مقابل نفوذ رطوبت ، فساد نا پذیری ،تراکم نا پذیری تحت فشار ثابت و داومی.)

11-قابلیت انعطاف جهت اجرای تیغه منحنی شگل و غیر مستقیم.

12-نیاز به نگهدارنده در طول ها یا ارتفاع ها ی غیر متعارف.

13-نحوه اتصال به چها چوب درها و پنجره ها و بررسی نیاز به نعل در گاه درها و پنجره ها.

14-بررسی کا پذیری فیزیکی نظیر امکان میخ کوبی ، سوراخ کاری و شیارزنی مسیرهای عور لوازم تاسیسات برقی و مکانیکیو غیره.

انتخاب تیغه مناسب داخلی

انتخاب تیغه برای ساختمان با توجه به خصوصیات فیزیکی ، کاربری ، اقلیمی ، اقتصادی و غیره هم یک دانش است و هم یک هنر

تیغه ها و پارتیشن ها بسیار متنوعند ، از همین رو در انتخاب آنها همه موازین از جخت زیبایی ، سبکی ،ضخامت کم و سایر مسائل فنی و اقتصادی نیازمند دید و تجربه مهندسی است.

ازاین پس به معرفی و بررسی اقتصادی امواع تیغه های موجود می پردازیم تا برای خواننده امکان انتخاب تیغه مناسب سازه ، تیه معایب و محاسن ان از جنبه های گوناگون بیان شده است . چون خصوصیات عایق صوتی و حرارتی از ویژگی های مهم ست ، به همین دلیل نخست درباره چگونگی و حد قابل قبول عایق های صوتی و حرارتی توضیح مختصری می اوریم.

عایق حرارتی

عایق حرارتی ، مصالح یا سیستم مرکبی است که انتقال گرما و سرما را از محیطی به محیط دیگر به طور موثر کاهش می دهد. عایق حرارتی در تیغه های خارجی که با هوای آزاد بیرون ساختمان مستقیما در تماس هستند، بیش از تیغه های داخلی اهمیت دارد و شاید بتوان گفت که در تیغه های داخلی عایق صوتی نسبت به عایق حرارتی اولویت دارد:

1-ضریب هدایت حرارتی     (Conductivityِ Thermal.)

مقدار حرارتی که در یک ثانیه از یک متر مربع عنصری همگن به ضخامت یک متر در حالت پایدار عبور می کند واختلافی برابر درجا کلوین بین دو سطح عنصر ایجاد می کند ، ضریب هدایت حرارتی نامیده می شود که نام ان را با نشان می دهند و واحد ان w/mk (وات بر متر درجا کلوین ) است.

عایق حرارتی قابل استفاده به عایقی گفته می شود که ضریب هدایت حرارتی آن کمتر از یا مساوی  w/mk 65/ 0/0 باشد .مقادیر معمولا در مراجع معتبر عناصر به صورت جدول آورده می شود . به عنوان مثال:

سنگ گرانیت 2/2 بتن معمولی 75/1

شیشه 1/1 آجر سفالی 51/0

پشم شیشه 054/0 پشم سنگ 047/0

پلی استایرن      058/0 پلی یورتان 030/0

تخته ماله سیمان 15/1 آجر فشاری 1/1

هبلکس 17/0 لیکا 1/0

ملاط 35/0

2- مقاومت حرارتی((Thermal  Resistance    R ٔ  ) ٔ

نسبت ضخامت لایه ضریب حرارتی را مقاومت حرارتی می نامند. بدیهی است که مقامت حرارتی یک تسکیل یک پوسته تشکیل شده از چند لایه مساوی با مجموع مقاومت های هر یک از لایه ست.

مقاومت حرارتی قابلیت عایق بودن حرارتی یک یا چند لایه از پیوسته یا کل پوسته را مشخص می کند. مقاومت حرارتی را با (R) نشان می دهند و واحد ان  است.

عایق حرارتی قابل استفاده به عایقی اطلاق می شود که دارای مقاومت حرارتی مساوی یا بیشتر از  باشد.

عایق صوتی(عایق کاری در برابر صدا)

زندگی ماشینی و سکونت در شهرهای بزرگ موجب آلودگی صوتی و عدم آسایش مردم شده است. لذا در داخل ساختمان های اداری ،آموزشی ،بهداشتیو به ویژه مسکونی باید مقرراتی برای محدودئ ساختن و پایین آوردن آلودگی صوتی تا حد مجاز و قابل قبول به کا رود ، به خصوص در ساخت دیوارها و تیغه ها باید از مصالحی استفاده شود که با حداقل وزن ، حداکثر صدابندی را ایجاد کند.

قبل از ورود به بحث شاخص های کاهش صدا ، مختصری ، در باره ماهیت امواج صوتی توضیح می دهیم .اصولا امواج به دو دسته تقسیم می شوند : یکی امواج الکترو مغناطیسی مثل نور که برای انتشار به محیط مادی نیاز ندارند ودیگری امواج مکانیکی مثل صوت که برای انتشار احتیاج به محیط مادی دارند. بنابراین صوت در خلا منتشر نمی شود.

سرعت انتشار امواج که در واقع سرعت پیشروی م.ج صوتی است، به ویژگی های فیزکی محیط مثل جنس و دما و… بستگی دارد به شرایط فیزکی چشمه موج مثل تواتر و دامنه و.. بستگی ندارد. پس هرچه ماده متراکم تر باشد ، سرعت انتشار صوت در ان بیشتر است ع زیرا در ماده متراکم ،مولکول ها به یکدیگر نزدیک تر ند.

صوت هنگام انتشار ع لایه هوای مجاور خود را متراکم می کندو چگالی و فشار ان را نسبت به حالت تعادل افزایش می دهد. این لایه متراکم نیز خود لایه مجاورش را متراکم می کند. انتشار صوت در هوا در حقیقت آشفتگی به صورت لایه های تراکمی و انبساطی یا لایه های کم فشار و پر فشار است. بنابراین امواج در محیط ذره های محیط منتقل نمی شود بلکه حول نقطه تعادل خود حرکت نوسانی انجام میدهند.

نسان نها می تواند موج هایی که تواتر (بسامد) آنها بین 20 تا30 هزار هرتز است را بشنود، که اولی را آستانه شنوایی و دومی را آستانه دردناکی گوش می نامند.

سرعت انتشار صوت در محیط های مختلف چنین است:

درگازها          316 تا 965       متردر ثانیه

در مایعات     1450 تا 1530    متردر ثانیه

در جامدات     2100  تا 6000  متردر ثانیه

شدت صوت

بنا به تعریف ، شدت صوت (I ) عبارت است از مقدار انرژی ای (E   ) که در واحد زمان (t ( به واحد سطح(A ( عمود بر راستای انتشار میرسد وواحد آن وات بر متر مربع است.