موضوع مقاله: سیستم بتنی قالب تونلی | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # سیستم بتنی قالب تونلی | مقدمه: در سیستم تونلی، دیوارها و سقف‌های بتن مسلح به‌صورت هم‌زمان آرماتوربندی، قالب‌بندی و بتن‌ریزی می‌شوند. | ## بخش 1: سیستم بتنی قالب تونلی | این روش ضمن بالا بردن سرعت و کیفیت اجرا، عملکرد سازه‌ای و رفتار لرزه‌ای مجموعه سازه را به لحاظ یکپارچگی اعضا و اتصالات آن‌ها به نحو چشمگیری بهبود می‌بخشد. نیاز به این روش با افزایش روزافزون جمعیت و به تبع آن افزایش تمایل به شهرنشینی، نیاز به مسکن ضروری تر از همیشه شده‌است. نیاز به تعداد زیاد مسکن و همچنین لزوم افزایش سرعت در اجرا باعث شد که اولین بار بعد از جنگ جهانی دوم روشی با عنوان انبوه‌سازی صنعتی مسکن مورد استفاده قرار گیرد. در سال ۲۰۰۰ از هر دو نفر، یک نفر در شهرها سکونت داشت و بیشتر این رشد در شهرهای کوچک و متوسط بود. کلان‌شهرهایی با بیش از ده میلیون نفر جمعیت، هم‌اکنون فقط ۴ درصد جمعیت جهان را در خود جای داده‌اند،کمیته فنی نشریه ارس. لذا با توجه به روند افزایش روزافزون جمعیت و به تبع آن، نیاز روزافزون به مسکن و نیز ناکارایی سیستم‌های سنتی و متداول در تولید انبوه مسکن، رویکرد به روش‌های صنعتی ساختمان ضروری به نظر می‌رسد. این روش که نوعی تولید صنعتی ساختمان بتن مسلح محسوب می‌شود، بیشتر انبوه‌سازی و بلند مرتبه سازی استفاده می‌شود. روش قالب تونلی، مانند دیگر روش‌های ساخت صنعتی، از چهار مزیت کاهش زمان، کاهش هزینه، ارتقای کیفیت و افزایش ایمنی کارکنان برخوردار است.سلامیان، م. این سیستم که یکی از بهترین روش‌های ساخت و ساز صنعتی است، از ابتدا در کشورهایی که با مشکل زلزله روبرو بودند، مورد توجه قرار گرفت.معصومی، علی. در ایران نیز مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن در سال ۱۳۸۷، ساخت سازه به روش قالب تونلی را جز فناوری‌های نوین ساخت و ساز در کشور اعلام نمود.مختاری، م. بررسی و مقایسه قالب تونلی با سیستم‌های سنتی از آنجا که سیستم بر اساس ایجاد صندوقچه‌های مقاوم بتنی شکل گرفته‌است، میزان مصرف بتن و میلگرد مهم‌ترین عامل در برآورد هزینه اجرای این روش است. اما علاوه بر هزینه مصالح مصرفی، عملیات اجرایی نیز دارای اهمیت و تأثیر بسزایی در هزینه‌های این روش می‌باشد. مهم‌ترین نکته که در این زمینه قابل ذکر است، امکان استفاده مجدد قالب‌ها و قطعات در یک دوره زمانی ۲۴ ساعته است بدین شکل که ۲۴ ساعت پس از بتن ریزی قالب باز شده و تنها پایه‌های اطمینان در زیر سقف باقی می‌ماند و بنابراین هر روز عملیات قالب بندی و آرماتوربندی و بتن ریزی بدون وقفه انجام می‌شود. این مزیت منجر به کاهش تعداد قالب‌های مورد نیاز در پروژه، بدون افزایش مدت زمان اجرای آن یعنی کاهش هزینه‌ها خواهد شد. نکته دیگر که در زمینهٔ این قالب‌ها قابل ذکر است، سبکی آن‌ها نسبت به قالب‌های متداول است. امروزه با استفاده از قالب‌های تونلی که خود دارای خیز منفی هستند چند ساعت در چرخهٔ عملیات قالب بندی از جهت عدم نیاز به عملیات خیز دادن به قالب سقف صرفه جویی می‌شود. این امر هزینه نصب قطعات و نیروی انسانی مورد نیاز آن را به نحوه مؤثری کاهش می‌دهد. به دلیل یکپارچگی سیستم، مشکلات ناشی از ضعف مصالح به کار رفته، مانند ترک‌های بتن پس از گرفتن و سخت شدن، ترک‌های حرارتی یا نشست پی کاهش می‌یابد که خود باعث افزایش کیفیت سیستم می‌گردد.گلابچی، م. لازم است ذکر شود بتن ریزی سیستم قالب تونلی نیز باید به گونه‌ای صورت گیرد که در محل اتصال دیوار به سقف، درزهای سرد ایجاد نشود؛ بدین ترتیب که پس از اتمام بتن ریزی دیوار، در لایه نهایی آن ویبره مجدد ایجاد شود و یک فرصت کوتاهی داده شود تا بتن دیوار، نشست خود را انجام دهد ولی به گیرش اولیه نرسد، سپس بتن ریزی دال اجرا می‌گردد. ملاحظه می‌شود که در صورت رعایت برخی نکات اجرایی ساده، سازه‌ای با کیفیت حاصل می‌گردد که به دلیل عدم ایجاد اتصال سرد مقاومت بهتری در برابر زلزله دارد. همچنین سازه قالب تونلی در مقابل آتش‌سوزی عملکرد مناسب تری نسبت به سازه‌های فولادی دارد. بدون تردید یکی از مزایای مهم این سیستم، سرعت اجرایی زیاد و قابلیت بالای برنامه‌ریزی در این شیوه از اجرا است. این امر سبب کاهش ریسک مالی عملیات، کوتاه شدن زمان اجرا و بازگشت سریع تر سرمایه خواهد شد. | ## بخش 2: سیستم بتنی قالب تونلی | با توجه به پیش ساخته بودن قطعات در این سیستم، میزان نیاز به نیروی انسانی ساده، کاهش می‌یابد. همچنین می‌توان با به‌کار بردن تعداد بشتر قطعات، سرعت عملیات را حتی به ۲ یا ۳ برابر افزایش داد. در این سیستم می‌توان از هر قالب ۲۰۰ مرتبه در کارگاه استفاده کرد و تنها یکبار هزینه حمل و نقل پرداخت نمود. در صورتی که اگر از سیستم‌های پیش ساخته استفاده شود، هزینه حمل قطعات به ده‌ها برابر افزایش خواهد یافت، در عین حال که در این سیستم اکثر قطعات مورد استفاده حجم و وزن زیادی ندارند. اجزای قالب‌های تونلی پانل افقی پانل عمودی پانل پشتی جک مورب براکت مثلثی دیوار بیرونی چرخ پانل پشتی و رولر ساپورت‌های چرخدار ترازکننده تیرهای جابجایی لبه‌های خاتمهٔ بتن ریزی قالب رامکا قالب تعبیهٔ بازشوی سقف و درب بلت و مهره بلت میان بلت فلزی مخروطی تراس (پلتفرم تخته کوبی شده) قالبهای تونلی با رعایت نکات نگهداری تا ۵۰۰ و حتی ۱۰۰۰ بار قابل استفاده می‌باشند انواع قالب‌های مورد استفاده در این سیستم، پنج گروه قالب وجود دارد: قالب‌های شالوده. قالب‌ها یا پیش قالب‌های درها و پنجره‌های کارگذاشته شده در دیوارها، قبل از بتن ریزی آنها. در این سیستم دیوارها و سقفهای بتن مسلح به‌طور هم‌زمان آرماتوربندی، قالب بندی و بتن ریزی می‌شوند. روش‌های اجرا ۱-روش میز پرنده در این روش قالبهای بزرگی به صورت میز، با پایه‌های مستقر روی چرخ یا غلتک کل سقف یک فضا را می‌پوشانند و روی آن‌ها آرماتوربندی سقف انجام و سپس بتن ریزی می‌شود. بعضی از این روش‌ها شباهت زیادی به روش تونلی متعارف دارند و امکان بتن ریزی هم‌زمان دیوار و سقف در آن می‌باشد. در این روش دیوارهای نمای اصلی پس از اجرای دیوارهای سازه‌ای و سقف، با مصالح گوناگونی قابل اجراست. ۲-روش تونلی با سقف قالب سرخود نیمه پیش ساخته در این روش پیش دال خرپایی یا ساده یا دال‌های نواری بتنی بر روی لبه‌های دیوارهای جانبی فضاها قرار می‌گیرد. در صورت استفاده از پیش دال، پیش از بتن ریزی، آرماتورهای فوقانی پیش دال جاگذاری می‌شود و اتصال میلگردهای سقف و دیوار نیز در همین مرحله انجام می‌شود. سپس بتن ریزی قسمت فوقانی پیش دال و محل‌های اتصال پیش دال یا دال پیش ساخته با سقف انجام می‌شود. در این روش اجرا، دیوارهای خارجی معمولاً هم‌زمان با سایر دیوارها قالب‌بندی و بتن‌ریزی می‌شوند. این امر باعث می‌شود امکان خروج قطعات قالب از ساختمان با پیچیدگی بیشتری انجام شود. کوچک بودن قطعات هم به همین دلیل است، و امکان خروج قطعات از محل درها و پنجره‌ها را فراهم می‌سازد. الزامات طراحی معماری و سازه در سیستم قاب بتنی پیوسته با توجه به مدولار بودن قالب‌ها، بهترین اندازه‌ها در پلان از نظر معماری، نزدیک‌ترین آن‌ها به ابعاد قالب هاست. طراحی معماری در این روش، به دلیل محدودیت دهانه قالب‌ها باید با ابعاد قالب سازگار و منطبق باشد. آیین‌نامه‌ها و تجربه ساخت نشان میدهد که هماهنگی معماری با الزامات سازه‌ای در این روش منجر به سهولت اجرا و در نتیجه کاهش زمان خواهد شد. در صورت بهره‌گیری از این سیستم، بهتر است برای نما از بتن نمایان، با طرح‌های مختلف استفاده شود. در ساختمان‌های حداکثر ۴ طبقه، طراحی پلان‌ها به نحوی باشد که قاب‌ها از یک طرف و عمود بر جهت استقرار ساختمان‌ها خارج شوند و در ساختمان‌های بیش از ۴ طبقه توصیه می‌شود پلان‌ها به گونه‌ای باشند که تعداد دیوارهای برشی در دو جهت عمود برهم تقریباً یکسان باشند. اندازه دهانه تونل‌ها، به منظور کنترل تنش‌ها در سقف و نیز زیاد نشدن ضخامت دال بتنی سقف، بین ۳ تا ۵/۵ متر توصیه می‌شود. داکت‌های تأسیساتی به صورت متمرکز و قابل دسترس در نظر گرفته شود و سرویس‌ها در اطراف آن‌ها مستقر شوند. | ## بخش 3: سیستم بتنی قالب تونلی | به دلیل امکان پیش ساخته شدن پله‌های بتنی، بهتر است از پله‌های دو طرفه رفت و برگشت برای ارتباط عمودی در ساختمان استفاده شود. هنگامی که دیوارها هم‌زمان تحت بارگذاری ثقلی زیاد و نیروهای ناشی از زلزله قرار می‌گیرند، خطر فروریختن آن‌ها وجود دارد. در آیین‌نامه‌ها تنش یا مقاومت نهایی در برابر نیروی زلزله ۳۳ درصد افزایش داده می‌شود. این امر باعث عدم شکل‌گیری درز سرد شده و در نتیجه پیوستگی سیستم سازه را افزایش می‌دهد. دو روش اصلی اجرای این نوع سازه الف- سیستم نیمه تونلی: اجرای دیوار با قالب فلزی بالارونده و اجرای با میز پرنده. کاهش حجم عملیات نازک کاری (به دلیل وجود بتن expose)در اغلب سطوح و اجرای سریع اندود در سطوح صاف حاصل. بهبود یکپارچگی اعضا و اتصالات آن با عملکرد سازه‌ای و رفتار لرزه‌ای مجموعه (مقاومت در برابر نیروی باد و زلزله). تغییر ماهیت تمرکز تنش از حالت گره‌ای و متمرکز به صورت گسترده بعلت تبدیل سازه از حالت تیر- ستون – دیوار به حالت دال، دیوار. استهلاک کم قالبها (در صورت رعایت برخی نکات در ساخت و بهره‌برداری از قطعات) و در نتیجه، در پروژه‌های انبوه‌سازی، می‌تواند به راحتی از لحاظ هزینه با سیستم‌های متداول رقابت نماید. کاهش برخی ردیف‌های عملیات سفیدکاری، گچ و خاک، نصب در و پنجره، تأسیسات (برق و مکانیک)، دوغاب ریزی پشت کاشی. یکپارچگی مصالح یا اجزای ساختمان و جلوگیری از ایجاد ترک‌های حرارتی که بر اثر تغییرات دما در مصالح ناهمگون به وجود می‌آید. غیرضروری بودن اجرای تمام دیوارهای داخلی به صورت بتن مسلح که باعث عدم تغییر پلان و افزایش بار مرده ساختمان و میلگرد مصرفی می‌شود. پر هزینه بودن و کند بودن عملیات قالب بندی یکپارچه که باعث افزایش زمان قالب بندی در مقایسه با سایر سیستم‌های تولید صنعتی می‌شود. در شروع عملیات تجهیز کارگاه، هزینه سنگینی برای تهیه ماشین آلات و خرید عمده مصالح پرداخت می‌شود. در سیستم متداول، موازی کردن و گسترش جبهه فعالیت (خصوصاً در مرحله اجرای دیوارها و تیغه‌ها) بسیار ساده با اضافه کردن چند گروه کاری جدید صورت می‌گیرد. با توجه به محدود بودن تعداد قالبها و کارگرهای ماهر آموزش دیده، در این سیستم این انعطاف‌پذیری وجود ندارد. محدودیت‌ها به جز محدودیت‌های آیین‌نامه‌ای در خصوص سازه‌های با سیستم دیوارهای باربر، محدودیت سازه‌ای دیگری بر این سیستم متصور نیست. اجرای این پروژه‌ها از لحاظ مکانی محدودیت خاصی نداشته ولی در صورت اجراء در فضاهای مسطح و غیر شیبدار و با مقاومت بستر مناسب؛ دارای شرایط مناسبتری از لحاظ ایجاد در سرعت کار و عملیات جابجائی در ماشین آلات می‌باشد. در حال حاضر امکان اجرای این روش تا ۱۶ طبقه در کشور ایران و در سایر کشورها تا حدود ۶۰ طبقه منعی نداشته ولی اجرای پارکینگها پیشنهاد می‌گردد در فضائی جداگانه از بلوکهای مسکونی اجرا گردد. مبحث نهم مقررات ملی ساختمان را می‌توان برای طرح و اجرای ساختمان‌های بتن مسلح با قالب بندی یکپارچه دیواری و سقفی، مورد استفاده قرار داد. در فصل ۲۰ مبحث نهم مقررات ملی نیز، ضوابط ویژه طراحی دیوارها در برابر زلزله با توجه به میزان شکل‌پذیری مورد انتظار (متوسط و زیاد)، ارائه شده‌است. کابردهای مناسب از آنجا که میزان مصرف فولاد در این روش کمتر از مصرف فولاد در سازه‌های بتنی متداول برای ساختمان‌های بلند است و نظر به این که امکان استفاده از جرثقیل سبب سرعت بسیار زیاد این روش در اجرای ساختمان‌های بلند مرتبه می‌باشد، توصیه می‌شود از این روش در ساختمان‌های بلند مرتبه و سازه‌های تکرار شونده استفاده شود. | ## جمع‌بندی | از این روش می‌توان در ساخت مجموعه‌های مسکونی و صنعتی در مقیاس گسترده و انبوه، با روش‌های تولید صنعتی ساختمان به خوبی استفاده کرد.