امروزه روش های جدیدی برای ساخت ساختمان وجود دارد و تمامی این روش ها باید بر پایه ایجاد امنیت موثر در سازه باشد تا سازه بتواند توانایی خود را در تحمل بارهای جانبی نشان دهد. بیشتر ساختمان‌های شهر از نوع سازه‌های بتنی یا سازه‌های فولادی هستند که بر اساس آیین نامه های مهندسی طراحی شده اند. روش های خاص و جدیدی برای ساخت سازه ها وجود دارد که توجه مهندسان سازه را به خود جلب می کند. با استفاده از این روش جدید، مصالح مورد استفاده در ساخت ساختمان ها باید ترکیبی از فولاد و بتن باشد که البته مزایای زیادی دارد. سازه CFT (Concrete Filled Tube) یکی از فناوری های جدید در ساخت و ساز است. این سازه دارای ویژگی ها و روش های پیاده سازی منحصر به فردی است که با سایر سازه ها متفاوت است. سازه CFT با استفاده از روش های جدید بهتر از سازه های فلزی و بتنی تلقی می شود و در حال حاضر سازه های زیادی بر اساس این نوع ساختار ساخته می شوند.
سازه CFT چیست؟
سازه های CFT شامل ستون هایی است که با تیرهای بتنی و فولادی پر شده اند. استفاده از پروفیل های HSS به عنوان بخش فولادی ستون ها باعث بهبود کیفیت و زیبایی بصری سازه و سرعت بخشیدن به ساخت بخش می شود. استفاده بهینه از ویژگی های بتن و فولاد باعث به دست آوردن اقتصادی ترین روش استفاده از مصالح و کاهش هزینه های سازه می شود. فولاد مورد استفاده در سازه های CFT لوله های فولادی است و بتن بسته به نظر طراح می تواند بتن معمولی یا متراکم باشد.
شرکت مقاوم سازی آشیان پی یکی از معتبرترین شرکت های ارائه دهنده خدمات مقاوم سازی سازه است. آشیان پی دارای سابقه ای بیش از چند دهه در زمینه مقاوم سازی با FRP و… است. برای دریافت مشاوره در زمینه خدمات مهندسی و روش های مختلف مقاوم سازی ساختمان با واحد مهندسی آشیان پی تماس بگیرید.
نحوه اجرای سازه های CFT
همانطور که در بالا ذکر شد، سازه های CFT از سه قسمت ستون، تیر و بتن تشکیل شده است. نحوه اجرای این سازه ها به این صورت است که پس از اجرای زیرساخت ها مطابق با تمامی استانداردها، اقدام به اجرای ستون‌های فولادی تو خالی می کنند. بعد از نصب ستون‌ها، آنها را با استفاده از یکی از انواع بتن پر می‌کنند. این بتن می تواند بتن معمولی با بتن خود متراکم باشد. پس از خشک شدن بتن، تیرها با استفاده از اتصالات جوشی یا پیچی مخصوص نصب می شوند. در ساخت ستون های CFT رایج در کشور از قوطی های نورد شده آماده به عنوان HSS استفاده می شود. در طراحی سازه های CFT، مقاومت اسمی عناصر با سطح مقطع مختلط با دو روش تنظیم کرنش و توزیع تنش پلاستیک تعیین می شود.
اهمیت انتخاب سازه CFT
انتخاب ساختار CFT می تواند در طراحی سازه های CFT و در ساخت سازه های عمرانی و صنعتی بسیار مهم باشد. این اهمیت به دلیل مزایا و ویژگی های منحصر به فرد این نوع سازه است. به عنوان مثال سازه های CFT به دلیل ساختار مرکب خود مقاومت بسیار بالاتری در برابر نیروهای زلزله دارند. مقاطع بتنی پر شده در داخل لوله های فولادی به عنوان یک هسته مقاومت عمل می کنند و به طور موثر نیروهای زلزله را کنترل می کنند تا زمانی که نیروهای زلزله کنترل شوند. همچنین افزایش ظرفیت باربری، کاهش وزن و ابعاد ساختمان ها، کاهش هزینه های ساخت، عمر مفید بالای سازه، بسیاری از اهداف سازه های CFT و … از دلایل اهمیت انتخاب سازه های CFT می باشد. به ویژه در مناطقی که فعالیت لرزه ای بالایی دارند و نیاز به ساختمان های مقاوم در برابر زلزله بسیار مهم است.
از جمله ساختمان های معروفی که از این نوع سازه استفاده کرده اند می توان به برج 101 تایپه با ارتفاع 509 متر، ساختمان سگ پلازا به ارتفاع 292 متر و برج کانتون با ارتفاع 600 متر با 24 ستون چرخان CFT اشاره کرد.
مقاوم سازی سازه ها در برابر زلزله: بررسی استانداردها و روش های مقاوم سازی سازه در برابر زلزله
مزایای سازه‌های cft
مدل های CFT دارای ویژگی های منحصر به فرد بسیاری هستند که برخی از آنها عبارتند از:
- مقاومت فشاری و کششی بسیار بالایی دارد
- خاصیت ارتجاعی بسیار خوب
- ظرفیت جذب انرژی بسیار بالا
- زمان ساخت بسیار سریع
- مقاومت در برابر بار جانبی بالا
- هزینه ساخت ارزان نسبت به انواع فلزی و بتنی
- سازه های CFT فضای کمتری را اشغال می کنند که به طراحان اجازه می دهد تا سیستم های باربر را با قاب های خمشی پیاده سازی کنند.
معایب استفاده از سازه‌های cft
اگرچه سازه های CFT مزایای زیادی دارند، اما استفاده از این سازه ها دارای معایبی نیز می باشد. اولین عیب این سازه ها مربوط به مساحت مقطع فولادی است که باید بیش از 1% مساحت کل مقطع مختلط باشد. ضمناً نسبت ضخامت به عرض در ساختار مقطع فولادی باید از قبل با توجه به الزامات تعیین شود.
سازه های CFT در مقایسه با اسکلت‌های بتنی و فلزی
اجرای سازه های CFT مزایای متعددی نسبت به اسکلت های بتنی و فلزی دارد. مقایسه بین این سه در زیر آورده شده است.
| ویژگی | سی اف تی | اسکلت بتنی | اسکلت فلزی |
| ابعاد | بسیار کوچک | بسیار بزرگ | متوسط |
| مقاومت در برابر آتش | مقاوم در برابر آتش | مقاوم در برابر آتش | مقاومت ندارد |
| شکل پذیری | بسیار زیاد | کم تا متوسط | متوسط تا زیاد |
کلام آخر
سازه های CFT به دلیل خواص ویژه ای که دارند مزایای زیادی برای طراحان و مهندسان دارند. این سازه ها ترکیبی از فولاد و بتن هستند و از نقاط قوت هر دو بهره می برند. در بالا به مهم ترین مزایا و معایب اجرای سازه های CFT و مقایسه آن با اسکلت های فولادی و بتنی پرداختیم.
