آشنایی با کلیات معماری در سوله
برای آشنایی اولیه با سوله ها و کلیه سازه های با بهره برداری داخلی مثل ساختمان ها، ابتدا باید اجزای معماری و جزئیات اجرای آنها را بشناسیم تا بتوانیم به صورت مناسبی از کفایت باربری اجزاء اطمینان حاصل نماییم. لذا در این بخش می خواهیم مبانی معماری سوله را به زبان ساده بیان نماییم.شناخت این موارد در جهت ساخت سوله استاندارد بسیار موثر خواهد بود .
یکی از رایج ترین و پرکاربردترین سازه های مورد استفاده در زمینه های مختلف صنعتی، ورزشی، انبارها و … ، سیستم های سازهای قابی شکل با استفاده از سقف های شیبدار (که عمدتا سبک هستند) می باشد که اصطلاحا به آنها سوله گفته می شود. سوله ها امروزه با کاربردهای بسیار زیاد و هزینه اجرایی معقول (در مقایسه با سازه های ساختمانی) مورد استفاده قرار می گیرند. از کاربردهای سازه های مذکور به موارد زیر می توان اشاره کرد:
- ۱- انبارها و محل دپوی مواد غذایی از قبیل غلات، دانه های روغنی و …
- 2- تعمیرگاه ها و سرویس دهنده های نگهداری در بخش های مختلف صنعت خودرو، ریلی، هواپیمایی و …. ٣- سازه های صنعتی، کارخانه ها و تولیدی ها با اهداف مختلف
- ۴- سالن های بزرگ ورزشی، فرودگاهها، ترمینال های ورودی – خروجی و …
- ۵- به طور کلی در موارد نیاز به سازه های عمومأ یک طبقه با اهداف عمدتاً صنعتی
به طور کلی در بحث ملاحظات معماری سوله، دو دیدگاه زیر وجود دارد:
- دیدگاه های عمومی معماری: این ملاحظات در اکثر سوله ها رعایت می شود و به کاربری سوله وابسته نمیباشد (مانند شکل ظاهری، شیب بندی سقف و …).
- دیدگاه های اختصاصی معماری: این ملاحظات به کاربری سوله وابسته می باشد و چندان مورد بحث نمی باشد (مانند ضوابط تقسیم بندی داخلی سوله، ارتفاع مفید و …).
در ادامه بحث در رابطه با موارد زیر، اطلاعات مفیدی را در اختیار شما، قرار میدهیم:
- ۱- کلیات ظاهری سوله ها
- ۲- انتخاب دهانه های مفید در سوله ها
- ۳- جزئیات سقف در سوله ها
- ۴- جمع آوری آب باران در سوله ها
- ۵- انتخاب دیوارهای خارجی سوله
- ۶- عمق استقرار پی در سوله ها
در ادامه به توضیح مختصر هر یک از موارد بالا میپردازیم پس همراه ما باشید .
کلیات ظاهری سوله ها
همانطور که در بخش گذشته اشاره شد، سقف سوله ها عموما شیبدار هستند و از سوی دیگر، می توانند به صورت تک دهانه با یک یا دو شیب و یا به صورت چند دهانه با توجه به فضای موردنیاز مورد استفاده قرار بگیرد.
از آنجایی که ممکن است در طرح توسعه سوله نیاز به فضای جداگانه دیگری برای الحاق به سازه باشد و یا در مواردی که سوله کاربرد صنعتی داشته و تولید آلودگی هایی از قبیل صوتی و … می نماید، برای الحاق نمودن یک بخش جداگانه به سوله، در کنار آن اقدام به ساخت سازه تک دهانه تک شیب می گردد که به آن اصطلاحا «بچه سوله» و یا «لینتو» گفته می شود. در شکل زیر یک نمونه سوله حاوی لینتو قابل مشاهده می باشد.
یک نمونه سوله اجرا شده با لینتو
۲- انتخاب دهانه های مفید در سوله ها
شکل مقابل را در نظر بگیرید با توجه به این شکل، سوله از یک سری قاب اصلی (Main Frame) تشکیل شده است که با کمک المان هایی مانند پرلين واسترات) به یکدیگر متصل شده اند. فاصله بین قابهای اصلی سوله در غالب موارد برابر ۶ متر در نظر گرفته خواهد شد.
انتخاب این فاصله، در اختیار طراح معماری پروژه می باشد و توجه به نکات زیر در مورد آن حائز اهمیت می باشد:
سازه نگهدارنده سقف سوله ها، متشکل از تیرهای طولی (پرلین) می باشد که بر روی قاب های اصلی تکیه کرده است. مقاطع این المان ها به صورت رایج از ورق های با ضخامت کم (به صورت سرد نورد شده) ساخته شده است که طول این ورق ها در بازار عمدتا ۶ متر است. با توجه به این موضوع، فاصله ۶ متری بین قاب های اصلی، انتخاب منطقی در بعد معماری محسوب می شود.
لایه های سرد نورد شده
اگر بخواهیم فاصله های بین دهانه ها بیش از ۶ متر شود، دو راهکار زیر موجود است:
- استفاده از پروفیل های گرم نورد شده ۱۲ متری: این موضوع ما را به سمت استفاده از پروفیل های ضخیم گرم نورد شده (همانند ناودانی، مقطع جعبه ای، شکل و …) پیش می برد که نسبت به مقطع معادل سرد نورد شده سنگین تر هستند و وزن اسکلت را بالا می برد. در این حالت ممکن است طرح غیراقتصادی گردد.
- استفاده از وصله پرلین های سرد نورد شده: این موضوع تعداد سوراخ کاری و حجم اتصالات را به شدت افزایش می دهد ( با توجه به تعداد زیاد پرلین ها در سازه) که اقتصادی نمی باشد . همچنین با توجه به ضخامت کم مقاطع سرد نورد شده، استفاده از جوش، دشوار است.
فاصله های کمتر از ۶ متر در بین قاب های اصلی نیز، پروژه را غیر اقتصادی می کند. استفاده از فاصله های غیرمتعارف بين آکسهای طولی نیز ممکن است منجر به پرت شدن حجم بالایی از فولاد مصرفی گردد.
بدین صورت که با توجه به طول ورق های موجود در بازار، در صورت استفاده از فاصله های کمتر از ۶ متر (مثلاً ۵ متر)، باقی مانده ورق (۱ متر باقی مانده) عملاً پرت می شود.
این ورق های پرت شده، عمدتأ ضخامت حدود ۲ الی ۴ میلی متر دارند و در بخش های دیگر سوله نظير اتصالات و … استفاده نخواهند شد. لذا توصیه می گردد حتی الامکان از ارائه فاصله هایی که موجب پرت شدن اوراق مورد استفاده در پرلین ها می گردد، اجتناب شود.
طول دهانه سوله ها در جهت قاب اصلی سوله، تابع شرایط و نیازهای معماری می باشد. اما به عنوان یک تخمین کلی، طول دهانه سوله ها از دهانه های بسیار کوچک که نیاز به شیب یک طرفه دارند (در حدود ۵ متر) تا دهانه های بلند (حتی تا ۶۰ متر) متغیر می باشد.
به عنوان یک اصل کلی در سوله های سنتی تیرورقی، هر چه دهانه طول یک قاب افزایش پیدا کند، وزن واحد سطح اسکلت سوله نیز تحت تأثیر افزایش طول دهانه ها، افزایش پیدا خواهد کرد.
لذا توصیه می گردد حتی الامکان در مواردی که معماری طرح امکان اجرای ستون در میانه سوله را فراهم می آورد (چند دهانه کردن سوله)، از رو آوردن به دهانه های بسیار بلند خودداری گردد مگر از سیستم سوله های خرپایی استفاده گردد تا در صورت استفاده از دهانههای بلند و حتی بدون ستون وسط وزن سازه افزایش آنچنانی نداشته باشد.
۳- جزئیات سقف سوله ها
از لحاظ معماری، انواع سقف های متداول مورد استفاده در سوله ها عبارتند از:
- 1- ساندویچ پانل های سقفی
- ۲- ورق های کنگره ای
- 3- ورق گالوانیزه به همراه عایق
دقت شود که از لحاظ سازه ای، در سوله ها به دنبال سقف سبک با سرعت اجرای قابل قبول میباشیم که بتواند بارهای ناشی از باد و ثقل را به پرلین های سوله منتقل کند.
عموماً از پشم شیشه، ورق و پوشش های آب بند کننده، به همراه توری های سیمی جهت احداث سقف های سوله بر روی پرلین های سازه ای استفاده میشود. ساندویچ پانل ها متشکل از ورق های نازک (ضخامت های نیم تا یک میلی متر) که به صورت کرکره ای، ذوزنقه ای و یا سفالی شکل در بالا و پایین یک لایه عایق حرارت و صوت (پلی استایرن، پشم شیشه و یا پلی اورتان) می باشند.
عمده پوشش های فوق از جنس عایق پلی اورتان (برای نسوز بودن) بوده و وزن ناچیزی خواهند داشت. به دلیل تابش مستقیم آفتاب بر روی ورق فوقانی سوله ها، دمای ورق فوقانی افزایش یافته و در صورت نبود عایق پلی اورتان منجر به گرم شدن محیط داخل سوله خواهد شد.
از طرف دیگر گرم کردن محیط داخلی سوله نیز در روزهای سرد زمستانی در صورت نبود عایق حرارتی کار بسیار سختی خواهد بود. لذا در مناطق سردسیر و در شرایطی که دمای هوا نیاز به کنترل دارد (نظیر مرغداری ها و …) به استفاده از ساندویچ پانل و یا دتایل ها و سیستم های مشابه توصیه می گردد.
مانیتور سقفی در سوله ها
در برخی از سوله های با دهانه بلند، به جهت استفاده از نور طبیعی علاوه بر پنجره های جانبی سوله، از شکافی در سقف استفاده می گردد که می تواند محل نصب دوربین و دیگر تجهیزات کنترلی سوله نیز باشد. به این بخش از سازه که به صورت سراسری از خارج نورگیری می کند، اصطلاحاً مانیتور سقفی گفته می شود. در شکل زیر یک نمونه از جزئیات مانیتور سقفی ارائه شده است:
اجرایی مانیتور سقفی در سوله ها
۴- جمع آوری آب باران در سوله ها
یکی از مسائل مهم در طراحی معماری سوله ها، جمع آوری آبهای باران در سقف آن می باشد. برای این منظور در انتهای شیب سوله ها یک کانال فلزی سراسری قرار می گیرد و با شیبی در جهت طول سوله، آبهای جمع آوری شده سطحی را به لوله های قائم دفع آب (در محل های مشخص) هدایت می کند.
در بخش های اجرایی به کانال فلزی نصب شده در انتهای شیب سوله اصطلاحا آبرو یا « گاتر» (Gutter) اطلاق می گردد. همچنین برای جلوگیری از کنده شدن آبروها و همچنین پوشاندن نقاط مختلف سقف از ورق های پوشاننده استفاده میشود که اصطلاحا به آن فلاشینگ گفته میشود.
جزئیات اجرایی آبروهای سقفی سوله ها
نصب آبروهای قابل اطمینان و جلوگیری از عدم گرفتگی معابر آب، در سوله های چند دهانه از اهمیت مضاعفی برخوردار است. این موضوع از دو دیدگاه قابل توجه می باشد:
1- در صورت وجود هرگونه عیب و نقص در سیستم تخلیه و جمع آوری آب باران، آب بر روی سقف سوله جمع شده و در مواردی که باران شدید است می تواند منجر به ازدیاد وزن سقف و آسیب رساندن به کل سازه شود. مواردی از تخریب چنین سازه هایی تحت اثر جمع شدگی آب در دهانه های بلند چند شیبه، در مناطق پر باران کشور گزارش شده است.
2- جمع شدن آب باران، موجب صدمه رساندن به تأسیسات شده و از طرفی نفوذ آب به داخل سوله، به کالاهای انبار شده خسارت می زند.
۵- انتخاب دیوارهای خارجی سوله
دیواره های خارجی با توجه به نوع کاربری سازه، متفاوت خواهند بود. امروزه سیستم های سنتی سنگین، جای خود را به دیوارهای سبک جدید داده است. از اقسام دیوارهایی که در سوله ها به صورت رایج مورد استفاده قرار می گیرند، می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- 1- دیوارهای آجری سنگین
- ۲- دیوارهای ساندویچ پانل
- ٣- دیوارهای تری دی پانل
- ۴- دیواره های بتنی
- ۵- دیواره های ورقی موجدار
- ۶- ترکیب دیوارهای فوق
امروزه عمدتاً از ساندویچ پانل دیواری به جهت احداث دیواره سوله استفاده می شود. در صورتی که عبور و مرور ماشین آلات سنگین و دستگاه ها در داخل و یا خارج سوله مدنظر باشد، دیوار آجری سنگین تا ارتفاع محدود (مثلا ۲ متر) اجرا شده و در ادامه از مصالح سبک نظیر ساندویچ پانل دیواری استفاده می گردد.
دلیل این امر آن است که اولا سوله ها از داخل و خارج در معرض برخورد ماشین آلات و عوامل متحرک هستند که در صورت استفاده از مصالح مقاوم در برابر ضربه (مثل دیوار آجری)، دوام بیشتری نسبت به دیوارهای سبک ساندویچ پانلی خواهند داشت. ثانیا درزبندی و آب بند کردن دیواره های مصالح بنایی ساده تر خواهد بود.
استفاده ترکیبی از دیوار سنگین و دیوار سیک ساندویچ پانل در ارتفاع سوله
در مواردی که سوله جهت انبار کردن غلات، مصالح ساختمانی نظیر شن و ماسه، سیمان و دیگر مصالح دانه ای مورد استفاده قرار می گیرد، استفاده از دیوار بتنی برای تحمل فشار جانبی غلات و دانه های انبار شده توصیه می گردد.
کلاف بندی دیوارها: براساس بند ۷-۵-۳ استاندارد ۲۸۰۰ ویرایش چهارم، دیوارهای غیرسازه ای باید در برابر بارهای جانبی طراحی شوند. ملاحظات محاسباتی نیز باید براساس فصل چهارم استاندارد ۲۸۰۰ انجام گردد که در فصل بعد، در مورد آن صحبت خواهد شد. براساس بند مذکور، ضوابط زیر در مورد دیوارهای غیرسازهای اعمال می گردد:
1- حداکثر طول مجاز هر دیوار غیر سازهای بین دو کلاف قائم، نباید از ۶ متر یا ۴۰ برابر ضخامت دیوار بیشتر باشد. لذا با فرض حداقل ضخامت ۲۰ سانتی متر برای دیوار سوله ها در حالت اجرای دیوار آجری، طول دیوار به ۶ متر محدود خواهد شد. در غیر این صورت استفاده از کلاف های نگهدارنده قائم ضروری می باشد. به المان های قائم نگهدارنده دیوارها در سوله ها اصطلاحا «وال پست» (Wall Post) گفته می شود.
حداکثر ارتفاع دیوار غیرسازه ای آجری از ترازز کف 3.5 متر می باشد. در صورت تجاوز ارتفاع دیگر از مقدار فوق، باید دیوار غیر سازهای با تعبیه عناصر افقی و قائم (کلاف افقی و قائم در لبه دیوار) مقید گردد.
۶- عمق استقرار پی در سوله ها
در مورد عمق استقرار پی در سوله ها، می توان به موارد زیر اشاره کرد:
1- به دلیل در نظر گرفتن ملاحظات یخ زدگی خاک زیر پی، عمق استقرار پی باید به نحوی در نظر گرفته شود که رقوم خاک زیر پی در عمقی بیشتر از عمق یخ زدگی منطقه ساخت سوله باشد. عمق یخبندان خاک در مناطق مختلف متفاوت بوده، ولی به عنوان یک محدوده معقول، برحسب نوع شرایط محیطی از 30 سانتی متر تا ۱ متر متغیر می باشد.
2- در تعیین عمق استقرار پی، مقاومت برشی خاک و بحث های مرتبط با ظرفیت باربری پی نیز مطرح میباشد. در صورت عدم وجود شرایط مناسب برای احداث پی بر روی خاک، ناچار به افزایش عمق دفن پی خواهیم بود.
البته بحث ظرفیت باربری پی، معمولا به دلیل کم بودن وزن سوله ها موضوع دردسرسازی نخواهد بود ولی در صورت وجود خاک نامناسب دستی، نباتی و … ناچار به خاکبرداری و افزایش عمق استقرار پی و یا در موارد خاص احداث شمع در زیر فونداسیون خواهیم بود.
3- در برخی از موارد، به دلیل بزرگ بودن طول دهانه و وزن کم سوله، در طراحی پی ها دچار مشکل بلندشدگی (Uplift) پی خواهیم شد. این موضوع، معمولا به دلیل نیروی Uplift ناشی از باد میباشد. در اینگونه موارد نیز برای غلبه بر مشکل بلندشدگی پی ها، عمق استقرار پی و نتیجتاً وزن خاک روی پی را اضافه کرده و بر بلندشدگی غلبه می نماییم.
4- در صورت استقرار پی در تراز زیر خاک و قرار گرفتن ستون فلزی سوله بر روی آن، مشکل خوردگی سازه فلزی یکی از معضلاتی است که دوام سوله را کاهش خواهد داد. در این موارد با اضافه کردن یک سکوی کوتاه بتنی (ستون کوتاه بتنی) بر روی پی، از مجاورت ستون فلزی با عوامل محیطی موجود در خاک نظیر سولفات، کلرید و …، جلوگیری می کنیم. به المان های بتنی فوق الذکر ستونک و یا «پداستال» (Pdestal) گفته میشود.
