صفحه ستون و ۸ نکته کلیدی پیاده سازی آن

همه چیز در رابطه با صفحه ستون

صفحه ستون اندامی است که انتقال تنش را متعادل می کند و برای افزایش استحکام و طول عمر ساختمان لازم است بارها و فشارهای وارده بر ستون ها از طریق ستون ها به زمین و پی ها منتقل شود.  بارهای وارده به محل اتصال پای ستون نیرو هایی هستند که باید از ستون به فونداسیون منتقل شوند. گاهی اوقات الزامات طراحی بیس پلیت را بیش از حد ضخیم می کند که مقرون به صرفه نیست.

به همین دلیل به جای افزایش ضخامت، بیس پلیت را تقویت می کنند که روش های مختلفی برای تقویت آن وجود دارد. در مورد روش های مقاوم سازی بیس پلیت چه می دانید؟! در اینجا به شرح انواع صفحه ستون، روش های تقویت آن، ابعاد و وزن بیس پلیت می پردازیم. تا پایان این نوشتار با ما همراه باشید.

صفحه ستون یا بیس پلیت چیست؟

بیس پلیت در واقع یک صفحه مسطح ساخته شده از فولاد است که به عنوان رابط بین ستون و بتن در فونداسیون فولادی قرار می گیرد. این بیس پلیت باعث می شود که اتصال بین ستون و بتن بهتر و قوی تر شود و وزن و فشار وارد شده به بتن از ستون منتقل و توزیع شود. ابعاد بیس پلیت حدود ۳۰ در ۳۰ سانتی متر است، اما به طور کلی بستگی زیادی به استحکام فولادی که از آن ساخته شده است، میزان بار ناشی از آنالیز سازه، میزان خروج از مرکز بار و غیره دارد.

جنس آن از فولاد یا هر ماده ای که تحمل تنش بالاتری نسبت به فولاد دارد ساخته شده است. ضخامت بیس پلیت معمولاً ۸ تا ۲۰ میلی متر است، اندازه بیس پلیت نیز باید از سطح مقطع ستون فولادی گسترده تر باشد تا فشار به راحتی به سطح بزرگتری منتقل شود، بنابراین فشار کمتری به بتن و فونداسیون وارد می شود. هر چه سطح بزرگتر باشد، فشار کمتر می شود. این ابعاد به طور مستقیم با بار گرانشی منتقل شده توسط ستون و بار لنگر که می تواند در هنگام زلزله رخ دهد، مرتبط است.

تقویت صفحه ستون

اگر ستونی که فقط بار محوری را حمل می کند، روی یک بیس پلیت نازک قرار داده شود و هیچ ورق تقویتی در اطراف آن استفاده نشود، بار ستون بسته به ویژگی های ذاتی فولاد در یک زاویه پخش می شود و به سمت زیر ورق حرکت می کند.

اما سطح حامل بار نیز از سطح ورق فلزی پایین تر است. بنابراین، تنش ‌های فشاری حاصل از آن ‌هایی که سختی صفحه ستون و توزیع بار یکنواخت در کل سطح در نظر گرفته می‌ شود، بیشتر خواهد بود. این امر به دلیل صلبیت قابل توجه ستون باعث تغییر شکل ورق فلز و بلند شدن اطراف آن می شود.

بنابراین لازم است به نحوی سفتی صفحه پایه افزایش یابد. یک راه حل افزایش ضخامت ورق است. به طوری که عمق کافی برای توزیع بار زیر ستون بر روی فونداسیون فراهم شود و تنش سطح زیرین ورق به حد تحمل بتن برسد.

از آنجایی که تولید و استفاده از ورق های ضخیم به راحتی امکان پذیر نیست و توجیه اقتصادی و عملی ندارد، طراحان در افزایش ضخامت ورق با محدودیت هایی مواجه خواهند شد.
به همین دلیل استفاده از ورق های تقویتی عمود بر ورق کف ستون راه حلی برای رفع این محدودیت تلقی می شود.

موقعیت ورق های تقویتی در کف ستون به شکل هندسی ستون بستگی دارد.

۱) متداول ترین روش تقویت صفحه ستون در ایران، استفاده از ورق های تقویت کننده عمود بر بیس پلیت، در امتداد بال های عرضی ستون (و در صورت نیاز به تقویت بیشتر، در فاصله بین بال ها) و جوش نفوذی به بال ها می باشد. ستون و با جوش زاویه ای ورق های عمود بر سطح مقطع ستون توسط جوش های زاویه ای به ستون متصل می شوند.

تعداد و فاصله این ورق ها از یکدیگر به گونه ای تعیین می شود که علاوه بر تراز کردن هندسه بیس پلیت، پایه و محورهای نصب فنر هایی را بر ورق کف ستون ایجاد می کنند تا ضخامت این ورق در این فنرها در برابر خمیدگی مقاومت کند. ارتفاع ورق های تقویتی باید به گونه ای باشد که ضمن رفع نیازهای طراحی، با کف سازی معماری تداخل نداشته باشد.

۲) یکی دیگر از راه های رایج برای تقویت بیس پلیت استفاده از نبشی است. این روش عمدتاً برای ستون های کوچکی که در برابر نیروها و لنگر های زیاد مقاومت نمی کنند استفاده می شود.
اتصال زاویه ای به ستون و صفحه ستون را می توان با جوش یا پیچ انجام داد.

۳) روش دیگری که بیشتر در مقررات آمریکا ذکر شده استفاده از دو نیمرخ ناودانی در دو طرف ستون است. در این روش میل های نگهدارنده از بال های ناودانی عبور کرده و به بال بالایی متصل می شوند.
برای جلوگیری از خم شدن بال های ناودانی، ورق های تقویتی در فضای بین دو بال این قسمت قرار می دهند.

در صورت لزوم، از ورق های تقویتی افقی برای جلوگیری از لنگر های موضعی بزرگ در بال های ستون در ارتفاع بال های ناودانی ‌های بالایی استفاده می شود. به دلیل فاصله کم گیره ها از محور ستون، این اتصال برای ستون هایی با لنگر های بزرگ در پایه ها مناسب نیست. بیشتر برای ستون هایی که کشش ایجاد می شود استفاده می شود. بنابراین، در برخی موارد، بال پایینی ناودانی‌ ها به صفحه ستون متصل نیست.

۴) در اتصالات ستون در ساختمان های صنعتی بزرگ مواردی وجود دارد که باید یک لنگر خمشی بسیار بزرگ از صفحه زیر ستون به فونداسیون منتقل شود. اتصال نشان داده شده در شکل زیر می تواند یک لنگر خمشی بسیار بزرگ را حول محور X به فونداسیون منتقل کند.

اتصال ورق های تقویت کننده به عرض بال ستون معمولاً با جوش در گوشه و اتصال به ستون در ضخامت بال با جوش شیارها انجام می شود. در مواردی که محاسبات نشان می دهد که ضخامت دال زیر ستون به دلیل نیروی محوری با لنگر خمشی زیاد باید زیاد باشد، استفاده از این آرماتور ها برای کاهش ضخامت ستون مناسب است.

وظایف بیس پلیت

مسلم است که توانایی تحمل تنش در بتن با ستون های فولادی متفاوت است و فولاد از مقاومت بالاتری نسبت به بتن برخوردار است. در صورت استفاده از بیس پلیت تنش و فشار وارد بر ستون به راحتی کاهش یافته و تنظیم شده و با پخش به بتن یا فونداسیون منتقل می شود. اما در صورت عدم استفاده از صفحه ستون این فشارها باعث فرورفتن ستون در بتن می شود. بنابراین بیس پلیت برای دو هدف کلی استفاده می شود:

۱٫ بیس پلیت در واقع عضوی از رابط برای اتصال ستون به فونداسیون و افزایش سطح تماس ستون و فونداسیون است.

۲٫ وظیفه بیس پلیت تنظیم و توزیع نیروهای کششی، لنگر، خمشی، برشی و فشاری است.

۳٫ بیس پلیت در واقع وزن سقف را تحمل می کند و استحکام ساختمان را افزایش می دهد.
انواع اتصال صفحه ستون

بیس پلیت را می توان با توجه به نوع مدل نصب به چند گروه تقسیم کرد:

• اتصال گیردار بیس پلیت

اتصال گیردار بیس پلیت به صورت صلب است و بیس پلیت و ستون نمی تواند روی هیچ یک از محورهای X، Y، Z حرکت کند. در اتصال گیردار بیس پلیت، ارتفاع انکر بولت ها باید طوری انتخاب شود که بیس پلیت نتواند بچرخد و بیس پلیت باید با ضخامت بیشتری انتخاب شود. این نوع اتصال قابلیت انتقال فشارهای خمشی، برشی و فشاری را دارد. در این نوع اتصال، انتهای ستونی که به بیس پلیت متصل می شود باید به شکل گونیا برش داده‌، صاف‌ شده و سنگ زده شود تا اتصال کامل به بیس پلیت ایجاد شود. در اتصالات گیردار صفحه ستون، گاهی اوقات از صفحات سفت کننده ذوزنقه ای یا مثلثی برای کاهش ضخامت بیس پلیت استفاده می شود.

• اتصال مفصلی بیس پلیت

عمدتاً برای ساخت ساختمان های چند طبقه استفاده می شود و فقط فشارهای فشاری و برشی را تحمل می کند. فونداسیون ساده در ساختمان نیروی کششی بین بتن و بیس پلیت را کاهش می دهد، بنابراین می توان از اتصال مفصلی بیس پلیت (صفحه ستون) در این مواقع استفاده کرد. در این نوع اتصال، قسمت بالا و پایین اتصال با جوش به ستون ها متصل می شود.

مراحل و روش های پیاده سازی صفحه ستون

از آنجایی که پایه ها یکی از اعضای تأثیرگذار امنیت ساختمان هستند، هنگام نصب و اجرای دال فونداسیون باید به چند نکته توجه داشت:
۱٫ طبق محاسبات کارشناسی محل دقیق و مشخص نصب بیس پلیت مشخص شده و اجرای آن باید توسط کادر کاملا دقیق و حرفه ای انجام شود. اگر این مکان ها به اشتباه طراحی یا ساخته شوند، سقف در جای مناسبی قرار نمی گیرد و انتقال وزن تعادل خود را از دست می دهد و آسیب های زیادی در آینده ایجاد می کند.

۲٫ از آنجایی که بیس پلیت باید مستقیماً روی سطح فونداسیون یا پی قرار گیرد و فاصله ای از بتن وجود ندارد و اغلب سطح بتن صاف نیست، برای این منظور از موادی به نام گروت یا دوغاب استفاده می شود. گروت ماده ای با مقاومت بالا در برابر تغییرات دما و زلزله است که بر روی بتن با ضخامت حداکثر ۲٫۵ سانتی متر ریخته می شود و سپس روی آن بیس پلیت قرار می گیرد. پس از اینکه دوغاب ریخته شد و کل فضای بین بتن و بیس پلیت پر شد و صفحه ستون در جای خود قرار گرفت، ستون به بیس پلیت جوش داده می شود.

۳٫ توجه به این نکته ضروری است که عملیات تزریق باید یک مرحله ای و به صورت مداوم انجام شود و دمای آب مصرفی کمتر از ۲۰ درجه سانتی گراد باشد. تزریق انواع مختلفی دارد: سیمانی منبسط شونده ، اپوکسی و پلیمری

۴٫ باید دقت شود که سطوح در معرض دوغاب کاملاً تمیز و عاری از هرگونه آلودگی اعم از روغن یا گرد و غبار و غیره باشد.

۵٫ محل مورد نظر را حدود دو تا سه ساعت با آب پر کنید و آب آن را تخلیه کرده و قبل از دوغاب گیری سطوح را خشک کنید.

۶٫ سوراخی در وسط صفحه ستون یا صفحه پایه ایجاد می شود تا اجازه عبور هوا و استفاده برای عملیات هواگیری را بدهد.

۷٫ برخی از انواع بیس پلیت ‌ها در کارخانه سازنده بر روی تیرک جوش داده شده و نصب می شوند و فقط نیاز به استفاده از اتصال و اتصال به بتن یا فونداسیون با پیچ دارند. این روش اگر با دقت و درستی انجام شود از کیفیت بسیار خوبی برخوردار خواهد بود.

۸٫ بیس پلیت اجزایی هستند که در معرض رطوبت هستند و اگر به درستی محافظت نشوند ممکن است دچار مشکل شوند. چندین راه برای محافظت از این بیس پلیت وجود دارد، از جمله:
ابتدا اطراف صفحه ستون با بتن پوشانده شود، اما قبل از انجام این کار، سطح دال فونداسیون باید کاملاً تمیز و عاری از هر گونه آلودگی باشد تا بتن به راحتی به بیس پلیت بچسبد. در روش زیر فقط بیس پلیت ها با رنگ پوشانده می شوند تا از رطوبت محافظت کنند.

• در برخی از ساختمان های صنعتی از مواد قیری مخلوط با ماسه نرم برای پوشش محیط ستون ها برای محافظت از آنها استفاده می شود.

انواع صفحه ستون

در مواردی که الزامات طراحی ورق فلزی بیش از حد ضخیم است، بهتر است با افزودنی های بیس پلیت تقویت شود تا ضخامت مورد نیاز کاهش یابد. همچنین در صورتی که ورق فلزی با ضخامت مورد نظر در بازار موجود نباشد، می توان از چندین ورق که به درستی به یکدیگر جوش داده شده اند استفاده کرد.

راه های مختلفی برای تقویت بیس پلیت برای افزایش ظرفیت خمشی و برشی آن وجود دارد. استفاده از ورق‌ های قائم سخت کننده، نبشی یا ناودانی در عملکرد بیشتر رایج است. چیدمان اجزای تقویت کننده روی بیس پلیت با توجه به جهت ورود لنگر بزرگتر به محل اتصال انجام می شود.

بولت چیست؟

بولت ها یا میله های ثابت از ابزارهای صفحه ستون اتصال به فونداسیون یا پی هستند و نقش مهمی در استحکام ساختمان دارند، زیرا عدم دقت در کیفیت مصالح، قطر مناسب، تعداد و چیدمان مناسب نصب آنها باعث آسیب جبرانی می شود. تعداد پیچ های نصب روی دال فونداسیون با توجه به نوع ساخت و سایر ویژگی های پروژه تعیین می شود و همیشه بیشتر از دو عدد می باشد و تعداد آن ها باید همیشه زوج باشد یعنی با تعداد بولت های هر دو طرف بیس پلیت برابر باشد. حداقل قطر بولت ‌ها میلگرد شماره ۲۰ می باشد. طول بولت‌ ها به گونه ای است که بتوانند فشار لنگر را تحمل کنند. بولت‌ ها یا میله های ثابت باید از قبل روغن کاری شوند تا در زمان بتن ریزی آلوده نشوند و در مرحله هواگیری که می خواهیم بولت‌ ها را برداریم مشکلی ایجاد نشود.

قیمت صفحه ستون

همانطور که گفته شد بیس پلیت یا صفحه ستون فولادی بوده و قیمت کالاهای فولادی با توجه به وزن آنها محاسبه می شود. وزن صفحه پایه نیز به نوبه خود تحت تأثیر عواملی مانند ابعاد و ضخامت آن است. برای تخمین قیمت بیس پلیت و اجرای بیس پلیت علاوه بر قیمت خود بیس پلیت، بولت ‌ها، گروت مورد نیاز و غیره، باید هزینه تیم تخصصی نیز در نظر گرفته شود. زیرا همانطور که قبلا ذکر شد نصب بیس پلیت بسیار تخصصی بوده و نیاز به توجه و ارزیابی های کارشناسانه دارد و ایمنی سازه در آینده به خصوص در صورت وقوع زلزله تا حد زیادی به نحوه نصب بیس پلیت بستگی دارد.

شابلون صفحه ستون چیست؟

به دلیل اندازه بزرگ و ضخامت بیس پلیت، جابجایی آنها بسیار دشوار است.
به همین دلیل هنگام بتن ریزی پی از دال های نازک تر و سبک تری به نام شابلون استفاده می کنند.
ضخامت شابلون بیس پلیت معمولاً ۶ تا ۸ میلی متر است.
حفره های این صفحات کاملاً با صفحات اصلی هماهنگ هستند.
پس از بتن ریزی، شابلون بیس پلیت باز شده و در صورت نیاز بتن زیر آنها ترمیم می شود.
سپس بیس پلیت روی بولت ها نصب می شود و با مهره های پایینی کاملاً تنظیم می شود.

ابعاد صفحه ستون

بارهای وارده بر بیس پلیت عموماً نیروی محوری هستند که در دو جهت عمودی خم می شوند، در دو جهت عمودی برشی و گاهی اوقات پیچشی می باشند.
علاوه بر توضیحات بالا و انواع بارها، متوجه شدیم که ابعاد و آرایش پیچی انواع بیس پلیت وجود دارد.
به عبارت دیگر، ابعاد صفحه ستون به نوع پروژه، شرایط اقتصادی و الزامات طراحی بستگی دارد.

هواگیری صفحه ستون

پس از بتن ریزی، دال برای نصب ستون ها آماده است. ابتدا مهره های بیس پلیت را باز و صفحه را خارج می کنیم. ناهمواری ها را با دوغاب پر کرده و سپس مهره ها را به صفحه جوش می دهند. به این عمل هواگیری بیس پلیت گفته می شود.

بیس پلیت یک عنصر فولادی است که آخرین قطعه ای است که در زمان طراحی، در نظر گرفته می شود، اما اولین قطعه فولادی است که در زمان ساخت ساخته می شود. طراحی و اجرای بیس پلیت ‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است زیرا یکی از ارکان امنیت ساختمان می باشد.

فیسبوک آهنات را دنبال کنید.