ستون ریز (ستون 3 تا 4.20)

ستون ریز، انقلابی در لوازم ساختمانی بتن ریزی

ستون ریز، همانگونه که از نامش پیداست، بتن ریزی ستون و سطوح عمودی مانند دیوارهای بشی را بر عهده دارد. ستون ریز شرکت نیکا جدیدترین و مدرن ترین دستگاه ریختن بتن در سطوح عمودی می باشد و قابلیت آن بسیار زیاد بوده و از ایمنی بسیار بالاتری نسبت به دستگاه های قدیمی برخوردار است. دستگاه ستون ریز شرکت نیکا از  نسل جدید ماشین آلات ساختمانی است که علی رغم اندازه مناسبش و حمل و نقل آسان، از قابلیت هایی همچون مونتاژ سریع و همینطور دمونتاژ ساده برخوردار است.

ستون چیست؟

اعضای عمودی هر سازه ای را ستون می گویند. در چادر ها عضو یا میله ای که در وسط برای سر پا نگه داشتن چادر قرار می دهند، ستون چادر است. در صندلی چهار پایه ی عمودی به نوعی ستون های صندلی هستند، هر چند که صندلی هایی با یک یا چند پایه هم وجود دارد .

به همین صورت اعضایی که در ساختمان به صورت عمودی قرار می گیرند نیز ستون های ساختمان می باشد. در هر ساختمان که شکلی چار گوش داشته باشد، به طور حد اقل دارای پنج ستون می باشند. همینطور ساختمانی با شکل مثلث چهار ستون دارد. حال گمان می کنید که برای سرپا نگه داشتن یک جسم چهارگوش و یا یک جسم سه گوش، نیاز به سه عضو عمودی وجود دارد. 

دلیل استفاده از ستون در ساختمان:

همیشه در هر شکل یک ستون اضافه وجود دارد، این موضوع علتی علمی دارد و آن همان نیروی جاذبه نیوتنی است که به ضریب ثابتی تبدیل شده و ایجاد وزن را در پی دارد. هر سازه با هر شکل و هر مقطعی نقطه ای دارد که به آن مرکز ثقل یا مرکز جرم می گویند . مقدار وزن ساختمان در ثابت عدد نیوتنی به ما جرم آن قطعه از سازه را می دهد. به عنوان مثال ؛ اگر وزن یک قطعه 550 کیلوگرم باشد، جرم آن برابر است با 550 در 9.81 ثابت نیوتنی که برای اطمینان در محاسبات ساختمانی 10 در نظر گرفته می شود. یعنی جرم و ثقل آن قطعه برابر است با 5500 نیوتن بر متر. اما چرا این امر در رابطه با سازه اهمیت دارد؟

دلیل آن واضح است. چون سازه به طور کلی دارای وزن است و این وزن می بایست توسط خود سازه تحمل شود  و اجرای آن بوسیله ی ستون ریز  انجام گرددو هیچ نیروی خارجی قرار نیست تحمل باری با این وزن و چگالی را داشته باشد. به همین علت موضوع انتقال بار از اولین سازه های ساخته شده توسط انسان لحاظ گردیده تا امروز که روش های بسیاری برای تحمل وزن ساختمان وجود دارد.

اما متداول ترین استراکچر یا شاکله ای که برای تحمل وزن ساختمان ، امروزه هنوز هم به کار گرفته می شود، سیستم دیافراگمی از طریق استفاده از ستون ریز، در انتقال بار به زمین از طریق تیرها و ستون ها است. در این سیستم که به صورت تاریخی تکامل تدریجی پیدا کرده است، تحمل بارهای وارده افقی به عهده تیرها و تحمل بارهای عمودی به عهده ی ستون ها گذاشته شده است و در تحمل بارهای جانبی مثل نیروی باد و زلزله که جهت های کاملا مستقیم عمودی یا افقی ندارند، هر دو عضو تیر و ستون به صورت دیافراگمی با آن نیرو رو در رو می شوند و میزان بار وارده اضافی را تحمل می کنند.

میزان وزن ساختمان برای محاسبات بتن ریزی به وسیله ی ستون ریز :

در حقیقت میزان وزن ساختمان عدد دقیقی نیست و هیچ گاه نمی توان گفت که یک سازه چه وزنی دارد. چون دو نوع بار در ساختمان وجود دارد . بارهای زنده و بار های مرده. بارهای مرده را می توان اندازه گیری کرد. میزان بار مرده ساختمان ، همان مقدار وزن نهایی پس از ساخت سازه است. اما در مورد یارهای زنده هیچ گونه عددی نمی توان داد. بارهای زنده در ساختمان نیروهایی هستند که به ساختمان وارد می شوند، ولی هیچ گاه نمی توان به طور قطع گفت که میزان آنها چقدر است.

از جمله بارهای زنده ساختمان می توان به بار برف و باران( البته در صورت آب گرفتگی) بار زلزله، بار طوفان  و بار وسائل و تعداد نفراتی است که در یک سازه ممکن است باشند. ولی تعداد آنها در زمان محاسبه هیچ گاه معلوم نیست. یعنی وقتی شما می خواهید یک ساختمان مسکونی بسازید ، حتی بادر نظر گرفتن میزان بار زنده انسانی سیصد نفر در یک ساختمان سه خوابه ی صد متری، و زلزله ای به بزرگی 7 ریشتر و یا طوفانی با سرعت 120 مایل یا حدود 230 کیلومتر بر ثانیه ، باز هم نمی توانید بگویید خانه کاملا ضد زلزله، باد، یا هر نیروی زنده ی دیگر است. چرا که هر لحظه امکان دارد با آمدن زلزله ای بالاتر از تصور شما و محاسبات تان همه ی معادلات به هم بریزد و خانه از هم بپاشد یا فرو بریزد .

سیستم دیافراگمی ، به این معنی است که به وسیله پوششی از نوع فلز، بتن یا ترکیبی از این دو یک صفحه کاملا یکدست به وجود آورده می شود. به این معنی که اگر باری به منتهی الیه شرقی ساختمان وارد شود ، تمامی ساختمان ، مانند یک کاغذ صاف و به هم پیوسته عمل می کند و به او در دفع نیروی وارده  از طریق ستون ریزکمک می کند .

به همین علت است که نقش ستون ریز و نیروی تیر و ستون ها در این ساختار بسیار حیاتی است. اما در برابر بارهای جانبی باید نیروی دیگری نیز به این ساختار کمک کند. تا حدود دهه هشتاد استانداردها، سیستم فریم های ضربدری را پیشنهاد می کردند اما در حال حاضر دیوارهای برشی آخرین پیشرفتی است که بشر برای مقابله با نیروهای جانبی پیشنهاد داده است.

چگونگی عملکرد ستون و دیوار برشی با استفاده از ستون ریز:

ستون ریز  برای مقاومت بیشترستون ها، در ساختمان تمامی بارهایی را که از طریق تیرها و یا بارهایی به صورت عمودی تحمل می کنند، با توجه به پیوند دیافراگمی خود به فنداسیون و نهایتا به زمین انتقال می دهند و آن را دفع می کنند.

دیوار های برشی نیز در برابر بارهای ترکیبی همین عمل را انجام می دهند. تمامی نیروهای مورب یا کج که به ساختمان وارد شود ، مانند بارهای باد و زلزله، توسط دیوار برشی به ستون و تیرها انتقال می یابد و در نتیجه همان سیکل تکرار می شود. در این حالت دیوار برشی ریخته شده توسط ستون ریز، حکم سپری را دارد که همه ی بارهای غیر قابل پیش بینی را باید تحمل کند. در قدیم از قاب بندی فلزی استفاده می کردند چرا که آهن ، توانایی کششی بسیار زیادی و حدود 10 برابر بتن را دارد.

اما خیلی زود آنها به اشتباه خود پی بردند. چرا که نیروهای جانبی مثل باد و زلزله ماهیتی بیشتر فشاری دارند تا کششی. در این زمینه و در برابر فشار بتن بسیار قویتر از فلز عمل می کند و قدرتش حتی از ده برابر  نیروی فلز در برابر کشش ، در حالت فشاری بیشتر است خصوصا اگر از ستون ریز استفاده شود.

به همین علت این تغییر ایجاد و بتن با عیار بالا و ضخامت بالا جایگزین فریم های فلزی شدند. چون بسیار بیشتر می توانند در مقابل نیروی فشاری تاب بیاورد. بعد آنها را به سیستم دیافراگمی تیر و ستون منتقل می نماید و پس از آن نیز نیروها به زمین انتقال پیدا می کنند و در نهایت سازه در برابر بیشترین نیروها هم می تواند تاب بیاورد و یا نهایتا خسارتی قابل درک به آن وارد می شود. ولی از هم نمی پاشد و گسسته نمی شود .

اجرای ستون و دیوار برشی توسط ستون ریز :

مطالب مهمی که بیان شد ، برای روشن کردن این مطلب بود که این اعضا تا چه حد در یک سازه نقشی حیاتی دارند و اجرای ناقص یا نامناسب آن به هر قصدی می تواند فاجعه ای را در آینده به وجود آورد . ستون ریز  ها این عمل را ممکن کرده اند و امروزه به کمک آنها می توانیم بهترین نوع ریزش بتن را بتن ریزها انجام دهیم.

اما ابتدا باید به اجرای شاکله و آماده سازی ستون و دیوار برشی برای بتن ریزی بوسیله ی ستون ریز بپردازیم :

نحوه استفاده از ستون ریز:

برای اجرای ستون ها و آماده سازی آنها برای بتن ریزی به وسیله ی ستون ریز،  باید ابتدا سیستم ستون را آرماتور بندی کرد .

برای ستون ها ابعاد استانداردی وجود دارد که این ابعاد در انتها به وسیله ی ستون ریز، بتن ریزی شده و  به شرح زیر هستند:

1- ستون هایی که مقطعی چار گوش و مربع شکل دارند و غالبا ابعادشان 30 سانتی متر در 30 سانتی متر است

2- ستون با مقطع چهارگوش غیر همسان مستطیلی شکل که غالبا دارای ابعاد 25 سانتی متر در 40 سانتی متر هستند

3- ستون با مقطع نامنظم چند ضلعی که از سه ضلع به بالا را ز بر می گیرد و حداقل ابعاد هر ضلع آن نباید کمتر از 20 سانتی متر باشد.

4- ستون های با مقطع گرد و دایره ای شکل که حداقل قطر آن نباید از 25 سانتی متر کمتر باشد.

همانطور که گفتیم اولین قدم در ایجاد ستون، آرماتور بندی ستون ها با هر شکل و بعدی می باشد. پس از اینکه میلگردها را برش دادیم و خاموت های مخصوص برابر محاسبات تهیه گردید، کارگران شروع به آرماتور بندی ستون ها می کنند و آن را برای بتن ریزی به وسیله ی ستون ریز آماده می کنند.

این کار در طبقات با پیوند دادن میلگردها یا اورلب کردن آنها انجام می گیرد تا برای ستون ریز آماده باشند. بسیار اهمیت دارد که در این مرحله همه ی ابعاد و خصوصا تراز بودن کف و شاقول بودن ستون رعایت گردد ، چرا که در صورت عدم رعایت این موارد هرچه بتن ریزی توسط ستون ریز انجام شود، مثل آب در هاون کوبیدن است.

قالب بندی ستون ها:

مرحله بعد برای آماده سازی ستون ها برای بتن ریزی توسط ستون ریز، قالب بندی آنها است . این کار به سه روش انجام می گیرد :

1.      اجرای قالب بندی چوبی که تقریبا منسوخ شده است چرا که بتنی که ستون ریز به ستون وارد می کند، شیره اش از طریق شکافهای میان الوارها بیرون می رود و گیرایی بتن به حد بسیار زیادی، کاهش می یابد و کار ستون ریز به عبث تبدیل می شود.
2.      قالب بندی آجری که این شیوه نیز منسوخ شده است چرا که خود آجرها ضخامت زیادی را اشغال می کنند و در نهایت از فضای مفید سازه کم می شود و ستون ریز تنها کاری را که انجامش بیهوده است انجام خواهد داد. چرا که آجر ها در ستون مدفون  می مانند.
3.      و در نهایت قالب های استاندارد فلزی که ابعادی استاندارد برای هر نوع ستون دارند و کمترین ضرر را برای بتن ریزی ایجاد می کنند و برای اجرای بتن ریزی با ستون ریز هم مناسب ترند ، چرا که مقاومت تقریبا خوبی در برابر ضربه و ارتعاش دارند.اساسا ستون ریز برای این نوع قالب طراحی شده است.

در نتیجه قالب های فلزی را طبق اندازه ی آرماتور بندی و کاوری که تعیین گردیده و معمولا 5 سانتی متر است، به هم از طریق پین و گوه ها می چسبانیم و آن را آماده بتن ریزی با ستون ریز می کنیم.

در این مرحله باید دقت داشت که قالب ها چرب شود تا پس از خودگیری بتن که توسط ستون ریز انجام شده است، بتن به قالب نچسبد و در نتیجه کار ستون ریز به نحو احسن انجام گیرد. بعد از اینکه قالب ها به هم چفت شد ، میله هایی را جهت نگهداری آنان از خارج به آنها متصل می کنیم تا ستون ریز و فشاری که به قالب ها از طرف بتن می آید باعث گسیختگی قالب بندی نشود.

تراز کردن قالب ها:

مرحله بعد تراز کردن قالب هاست. همانطور که پیش از این گفتیم ، قالب ها باید کاملا دقیق و تراز باشند وگرنه همه کار های ستون ریز بی اثر می شود.

مرحله بعد بتن ریزی است که توسط ستون ریز انجام می گردد. . در بتن ریزی معمولا از بتن آماده استفاده می شود. پس نباید بدون اینکه ناظر پروژه در جریان باشد آب به بتن اضافه گردد چون این کار مقاومت بتن را به شدت پایین می آورد. از اینجا به بعد کار ستون ریز آغاز می شود. در این مرحله ستون ریز از بتن درون میکسر پر می شود و از بالا به صورت بسیار آرام ، ستون ریز بتن را به درون قالب ها می ریزد و لایه به لایه به اندازه کافی توسط ویبراتور ویبره می گردد.

این کار توسط ستون ریز و ویبراتور تا انتها ادامه می یابد. وقتی کار تمام است ، که در نتیجه ی ویبره زدن لایه ی نهایی بتن ستون یا دیوار برشی ، غشای نازکی از آب روی بتن را بگیرد و آن موقع ستون ریز را خیلی آرام به ستون های دیگری که باید بتن ریزی گردند انتقال می دهند.

مشخصات فنی ستون ریز:

تا پیش از اینکه ستون ریز طراحی شود، این کارها با کارگر و به سختی انجام می شد. اما ستون ریز امروزه کارکرد و ایمنی کارگران را بسیار بالا برده است . ستون ریزها ارتفاعی بین 1.5 متر تا 7 متر را کاور می کنند و ستون ریز دارای این حسن می باشد که در هنگام بتن ریزی دانه بندی بتن را به هیچ وجه به هم نمی زند و بسیار کارآتر از نمونه های دستی ستون ریزی است که در گذشته انجام می گرفت. ضمن اینکه ستون ریز شرکت نیکا ظریف تر و کوچک تر از ستون ریزهای موجود در بازار ساخته شده است و جام آن از نمونه های قدیمی گنجایش بسیار بیشتری دارد.

به نوعی می توان گفت ستون ستون ریزریز، انقلابی در صنعت لوازم ساختمانی است.