یکی از مباحثی که در ساخت و ساز سازه های بتنی مطرح است و باید به آن توجه خاص شود، نحوه اجرای کنسول در ساختمان بتنی است، زیرا عدم دقت در این خصوص می تواند مشکلات جبران ناپذیری را برای پیمانکاران و همین طور ساکنان این سازه ها به دنبال داشته باشد، به همین دلیل تصمیم گرفتیم تا در این مقاله به این موضوع بپردازیم؛ بنابراین اگر علاقه مند به کسب اطلاع درخصوص جزئیات نحوه اجرای کنسول در ساختمان بتنی هستید، تا انتها با ما همراه باشید.
کنسول ساختمان چیست؟
پیش از این که به نحوه اجرای کنسول در ساختمان بتنی بپردازیم، بد نیست بدانیم که به کدام قسمت از ساختمان، کنسول گفته می شود.
کنسول ساختمان که تحت عناوینی همچون تیر سرکش یا طره نیز شناخته می شود، عضوی از ساختمان است که از یک سو به سازه یا بهتر بگوییم به اسکلت سازه متصل است و توسط آن مستحکم می شود و از دیگر سو، از سازه اصلی به اندازه ای مشخص فاصله دارد ؛ به عبارت دیگر، به هر پیش آمدگی در ساختمان که بدون استفاده از ستون، از بدنه فلزی یا بتنی ساختمان بیرون زده باشد، کنسول گفته می شود. کنسول ساختمان معمولاً به سمت گذر است و به مساحت زیربنای ساختمان اضافه می شود.
طراحی کنسول در ساختمان بتنی
همان طور که گفتیم، کنسول ساختمان به بخشی از سازه گفته می شود که با استفاده از تیر طره شکل می گیرد و معمولاً به سمت گذر است و بر زیربنای ساختمان می افزاید. از نقطه نظر ضوابطی که شهرداری تعیین کرده است، اجرای کنسول به برخورداری از حداقل عرض گذر منوط است و عمق کنسول در هر ساختمان، نمی تواند بیش از ۱۲۰ سانتی متر باشد.
برای اجرای کنسول بتنی هم نظیر دیگر بخش های ساختمان، نیاز به محاسبات بخصوصی وجود دارد با این حال مهم ترین جزء برای اجرای کنسول بتنی در ساختمان این است که قوانین شهرسازی و ضوابط آیین نامه ای رعایت شود زیرا قوانین موجود در همه حالات اجازه اجرای تیر کنسول را نمی دهد و دارای قوانین و ضوابط سختگیرانه ای است که حتماً باید رعایت شوند تا بتوان ایمنی سازه را حفظ کرد.
برای اجرای کنسول بتنی، موارد زیر را رعایت کنید:
- پیش از هر کاری، بار زنده، مرده و همین طور بار قائم زلزله را محاسبه کنید.
- سهم بار زنده و مرده را که باید به طور گسترده به تیر طره اعمال شود، معین کنید.
- لنگر حاصل از بار زنده و مرده را محاسبه کنید و پس از آن، بر طبق بارهای حدی نهایی، آن ها را با یکدیگر ترکیب کنید.
- بار قائم زلزله را در لنگرهای زنده و مرده مشارکت دهید تا متوجه شوید که در کدام یک از لنگرها بحرانی می شود.
- اکنون می توانید با در نظر گرفتن میزان لنگر حاصل از روابط بتن، ابعاد مقطع را تخمین بزنید.
- پس از این که ابعاد مقطع مشخص شد، با در نظر گرفتن مقطع بالانس و همین طور محاسبه Ro بالانس، میزان آرماتور بالانس را معین کنید.
- از آن جایی که در سازه، بار زلزله وجود دارد، بنابراین باید حتماً از آرماتور فشاری که در قسمت پایین مقطع قرار می گیرد، استفاده کنید. به همین دلیل، باید برای مقطع دوبله آرمه خود، از روابط دوبله آرمه استفاده کنید.
- پس از این که مقطع مشخص شد، باید ظرفیت مقطع را محاسبه کرده و آن را با لنگر وارده مقایسه کنید. در صورتی که ابعاد مقطع شما، جوابگوی میزان بار لنگر بود، کار خود را ادامه دهید ولی در غیر این صورت، باید ابعاد مقطع را افزایش دهید.
- پس از این مرحله، محاسبه مقدار آرماتور برشی یا خاموت و کنترل برش را انجام دهید.
- برای اطمینان، بهتر است پیچش را هم کنترل کنید.
تاثیر زلزله روی کنسول ساختمان
بر اساس مطالعات انجام گرفته، سازه هایی که دارای کنسول یا پیش آمدگی هستند، در هنگام وقوع زلزله، بیشترین خسارت را می بینند. یکی از مهم ترین دلایلی که چنین سازه هایی در هنگام زلزله آسیب پذیرتر هستند این است که برای ساخت کنسول در این ساختمان ها، ضوابط و آیین نامه ها به خوبی رعایت نشده است و ساخت کنسول، خطای طراحی و اجرا دارد.
همان طور که می دانید، در ساختمان های بتنی صرفاً میلگردها در کارخانه ساخته می شوند و سایر مصالح و همین طور مراحل مختلف ساخت و ساز به وسیله نیروی انسانی صورت می گیرد، بنابراین امکان بروز خطا و اشتباه بسیار زیاد است و به همین دلیل مقاوم سازی سازه بتنی دارای اهمیت زیادی است.
نحوه اجرای کنسول در ساختمان بتنی
لازم به یادآوری است که مقاوم سازی سازه های بتنی همواره الزامی است و زلزله صرفاً در صورتی در یک سازه احساس می شود که امواج زلزله در ابتدا به پی ساختمان منتقل شود و پس از آن از پی به بدنه ساختمان انتقال یابد که این پروسه، موجب تغییر شکل در اجزای مختلف ساختمان می شود و با این تغییر شکل ها، در اجزای مختلف ساختمان، نیروهای داخلی ذخیره می شوند که منجر به تخریب ساختمان و وارد آمدن خسارت های مالی و جانی می شود.
تحقیقات انجام شده حاکی از آن است که اغلب ساختمان هایی که دارای کنسول هستند به نسبت سایر ساختمان ها، در زمان وقوع زلزله آسیب بیشتری می بینند؛ در واقع علت اصلی تخریب این گونه ساختمان ها کم توجهی به ضوابط و آیین نامه ها و همین طور طراحی و ساخت و ساز غیر اصولی آن ها است.
لازم به ذکر است که برای ساخت کنسول در ساختمان ها باید از تیرهای کنسول استفاده شود؛ این تیرها با این که محکم هستند ولی ساخت ساده ای دارند و می توانند لنگر خمشی منفی را به وجود بیاورند تا در برابر لنگر خمشی مثبت که در جای دیگری ایجاد شده است، مقابله کنند.
سیستم کنسولی به چه معناست؟
در ادامه توضیح درباره نحوه اجرای کنسول در ساختمان بتن، به سیستم کنسولی می پردازیم. وقتی یک سازه دارای چند ستون یا تکیه گاه باشد، به آن سیستم کنسولی گفته می شود. در واقع در سیستم کنسولی، انتهای تیرها به یک تکیه گاه متصل می شود و انتهای دیگر آزاد هستند؛ با این حال مهم ترین ایراد این سیستم این است که تیرها از سر آزاد خود تغییر شکل زیادی می دهند.
اجرای تیر کنسول
در سازه های مختلف، اجرای تیر کنسول به شکل های مختلفی انجام می شود که در ادامه به آن ها اشاره می کنیم:
- اجرای تیر کنسول با دستک قطری : در این روش، برای ایجاد تیر کنسول، دستک قطری مورد استفاده قرار می گیرد.
- اجرای تیر کنسول با اتصال گیردار: در این شیوه، تیر کنسول به وسیله اتصال گیردار به ستون وصل می شود و وقتی که بارگذاری تیر در یک انتها صورت می گیرد، در انتهای دیگر تیر که دارای تکیه گاه است، لنگر زیادی به وجود می آید و به هر میزان که بار در انتهای آزاد تیر افزایش یابد، لنگر ایجاد شده در انتهای دیگر نیز افزایش پیدا می کند.
- اجرای تیر کنسول به وسیله دستک K: در این روش، دستک ها به شکل دوتایی اجرا می شوند و دو دستک باید در یک نقطه به یکدیگر برسند تا باعث خنثی شدن نیروهای افقی شوند و هم چنین نیروی قائم را به ستون انتقال دهند.
- اجرای تیر کنسول با دستک زانویی: در این روش، به منظور پایدار کردن تیر، از دستک هایی با زاویه ۴۵ درجه استفاده می شود.
اجرای تیرکنسول با اتصال خورجینی
در این متد، اتصال شاه تیر به شکل خورجینی است و از دو سمت ستون رد می شود و کنسول را به وجود می آورد. هم چنین شاه تیر در محل متصل شدن به ستون از هر دو سو به وسیله نبشی مهار می شود.
نحوه اجرای کنسول در ساختمان بتنی چگونه است؟
در آئین نامه اجرای کنسول ساختمانی در گذرها، از امتدادی که برای ساختمان ها معین شده است، پیش آمدگی محاسبه می شود؛ بجز در مواردی که ساختمان در یک امتداد نباشد.
هم چنین، طول پیش آمدگی در هر طبقه از ساختمان، از درصد زیربنای آن طبقه پیروی می کند. در صورتی که بلوک جانبی به شکل زمین ساخته شده ۶۰% بیشتر احداث شده باشد، می توان به میزان ۲+۶۰% ساختمان ، پیش آمدگی را اجرا کرد و در صورتی که پلاک جانبی کمتر از ۶۰% احداث شده بود، می توان پس از ۶۰% با زاویه ۴۵ درجه تا دو متر پیش آمدگی را اضافه احداث کرد.
هم چنین درب و پنجره ای که به سمت گذر باز می شود، اگر در هنگام باز شدن از نما تجاوز کند، خلاف قانون است و ریزش آب باران از ناودان هم نباید در پیاده رو صورت گیرد و حتماً باید به طور زیر کار از سطح پیاده رو باشد.
خروج لوله بخاری از دیوار خارجی مشرف به گذر و نصب آن روی این دیوار ممنوع است. هم چنین اجرای پلکان جلوتر از ساختمان تنها در صورت تغییر تراز خیابان امکان پذیر است.
اتصال کنسول به ساختمان
در اسکلت فلزی : در این نوع اسکلت، به کمک پلیت کنسول را به بدنه اصلی وصل می کنند.
در اسکلت بتنی: در این نوع اسکلت، به کمک کاشت میلگرد، پلیت فولادی به بدنه بتنی وصل می شود و پس از آن تیرهای کنسول ایجاد شده و سقف آن که به طور معمول همان سقف سازه است، اجرا می شود.
ضوابط ایجاد کنسول
به منظور اجرای کنسول، رعایت ضوابطی که در ادامه به آن ها اشاره می کنیم، الزامی است:
- برای اجرای کنسول حتماً عرض گذر باید بیش از ۱۲ متر باشد.
- در صورتی که عرض گذر از ۱۲ متر بیشتر و از ۲۰ متر کمتر باشد، طول کنسول حداکثر می تواند ۸۰ سانتی متر باشد.
- در صورتی که عرض گذر بیش از ۲۰ متر باشد، حداکثر طول کنسول دال بتنی می تواند ۱۲۰ سانتی متر باشد.
- ارتفاع کنسول ها حداقل باید ۵۰/۳ متر باید بالاتر از سطح تراز گذر باشد.
تیر طره چیست؟
تیر طره به تیری گفته می شود که صرفاً در یک انتها تکیه گاه دارد. این تیر، بار را به تکیه گاه انتقال می دهد و این امکان را دارد که نیروی برشی یا لنگر خمشی را تحمل کند.
درز انقطاع چیست؟
در ساختمان هایی که ارتفاع آن ها بیشتر از ۱۲ متر است یا این که تعداد طبقاتی که دارند بیش از ۴ طبقه است، به منظور پیشگیری از برخورد ساختمان با سازه مجاور و کاهش آسیب های احتمالی، درز انقطاع ایجاد می کنند.
مقاوم سازی اتصالات بتنی
یکی از اصلی ترین مشکلات در سازه های بتنی، به اتصالات آن ها ربط پیدا می کند. در واقع، به دلیل تمرکز تنش در نقطه اتصال و همین طور احرای بی کیفیت آن سازه می تواند دچار مشکل شود.
نکات مهم درخصوص نحوه اجرای کنسول در ساختمان بتنی
- در صورتی که عرض گذر از ۱۲ متر کمتر باشد، بر اساس قوانین و ضوابط موجود، ساخت کنسول ممنوع و خلاف قانون تلقی می شود.
- در صورتی که عرض گذر بیش از ۱۲ متر و کمتر از ۲۰ متر باشد، حداکثر طول کنسول ۸۰ سانتی متر می شود.
- در صورتی که عرض گذر بیش از ۲۰ متر باشد هم حداکثر طول کنسول، ۱۲۰ سانتی متر می شود.
- اجرای کنسول در ارتفاعی کمتر از ۵/۳ متر از کف معبر ممنوع است.
سخن پایانی
در این مقاله به نحوه اجرای کنسول در ساختمان بتنی پرداختیم و گفتیم که به طور کلی به عضوی از ساختمان که از یک سمت به اسکلت سازه متصل است و از سمت دیگر آزاد است، کنسول گفته می شود.
به منظور طراحی و اجرای کنسول دو شرط قابل اجراست که شرط اول ارتفاع کنسول است که باید از کف معبر سه متر و نیم فاصله داشته باشد (این میزان ارتفاع به وسایل نقلیه اجازه می دهد تا بدون وارد شدن هرگونه آسیبی از گذر مربوطه عبور کنند.) . شرط دوم هم این است که زمانی اجازه اجرای کنسول از سوی شهرداری وجود خواهد داشت که حداقل عرض گذر، ۱۲ متر باشد.
عرض گذر به معنای جمع عرض پیاده روی سمت چپ و پیاده روی سمت راست و خیابان است. اگر عرض گذر ۱۲ تا ۲۰ متر باشد، می توان کنسولی به طول ۸۰ سانتی متر طراحی و اجرا کرد و اگر عرض گذر بیش از ۲۰ متر باشد، می توان کنسولی به طول ۱۲۰ سانتی متر اجرا کرد.