یکی از مهم‌ترین مراحل در بتن‌ریزی ساختمان، قالب‌بندی آن است. تهیه قالب بتن کاری حساس است و باید بادقت انجام شود. در این مقاله با اصول طراحی قالب بتن و انواع مراحل آن آشنا می‌شوید.
چرا طراحی قالب بتن انجام می شود؟
قالب بندی بتن، بخش حیاتی در ساخت‌وساز است که به شکل‌دهی سازه‌های بتنی می‌پردازد. کیفیت تجهیزات در این فرایند نقشی اساسی ایفا کرده و دستیابی به نتایج مطلوب و ایمن را در پروژه‌های مختلف ساختمانی تضمین می‌کنند.
تجهیزات باکیفیت در قالب‌بندی بتنی، از مقاومت بالا و دوام طولانی برخوردارند و توانایی تحمل فشار باربری را بدون تخریب و خرابی دارند. متعلقاتی مانند کنج کناری، پین و گوه که در قالب‌بندی مورداستفاده قرار می‌گیرند، به دلیل تحمل فشار مستقیم بتن، باید از مقاومت و دوام بالایی برخوردار باشند. تنوع در اندازه و ابعاد این تجهیزات، انتخاب متناسب با نیازهای هر پروژه را امکان‌پذیر می‌کند.
انتخاب نوع تجهیزات قالب‌بندی باید بر اساس نیازها و مصارف خاص هر پروژه صورت گیرد. عواملی مانند مقاومت، ابعاد و ساختار مناسب، از جمله فاکتورهای کلیدی در انتخاب صحیح تجهیزات به شمار می‌روند. استفاده از قالب‌های قوی و مقاوم، تضمین‌کننده اجرای صحیح قالب‌بندی و پایداری سازه است. انتخاب تجهیزات باید با درنظرگرفتن هدف‌های مشخص و متناسب با نوع پروژه انجام شود. علاوه بر کیفیت تجهیزات، اجرای صحیح قالب‌بندی نیز از اهمیت بالایی برخوردار است و از بروز حوادث ناگوار جلوگیری می‌کند.
در نهایت، استفاده از تجهیزات باکیفیت و اجرای صحیح قالب‌بندی بتنی، نقشی کلیدی در ارتقای کیفیت ساخت‌وساز و تضمین ایمنی سازه‌های بتنی ایفا می‌کند. انتخاب تجهیزات مناسب بر اساس نیازها و مصارف خاص هر پروژه، گامی مهم در دستیابی به نتایج مطلوب و پایدار در ساخت‌وساز محسوب می‌شود.
ضوابط و اصول طراحی قالب بتن
طراحی قالب بتن فرایندی پیچیده است که به عوامل متعددی بستگی دارد. درنظرگرفتن الزامات و ضوابط آن، باتوجه‌به نقش حیاتی که در کیفیت و پایداری سازه‌های بتنی دارد، بسیار مهم است. با درنظرگرفتن این ضوابط و انتخاب روش مناسب طراحی و ساخت قالب، می‌توان از بروز حوادث ناگوار و اتلاف هزینه‌ها جلوگیری کرد. در این جا به بررسی الزامات و ضوابط طراحی قالب می‌پردازیم و به طور گسترده به جزئیات هر یک از این عوامل می‌پردازیم.
جنس قالب
جنس قالب، نوع طراحی و الزامات آن را تعیین می‌کند. برای مثال، قالب‌های چوبی بر اساس روش تنش مجاز و با اتکا به الزامات طراحی سازه‌های چوبی طراحی می‌شوند. درحالی‌که قالب بتن فلزی، آلومینیومی، پلاستیکی و … باید از نظر ساختاری با استانداردهای مربوطه همخوانی داشته باشند.
ارتفاع بتن‌ریزی
فشار بتن پیش از سفت‌شدن، به ارتفاع و وزن آن بستگی دارد. ضخامت دیوار، سقف و غیره تأثیری بر این فشار نخواهد داشت. به همین دلیل، ارتفاع بتن‌ریزی یکی از فاکتورهای کلیدی در طراحی قالب به‌حساب می‌آید.
سرعت بتن‌ریزی
سرعت بتن‌ریزی بر فشار وارد شده بر قالب اثر می‌گذارد. اگر بتن‌ریزی با سرعت بالا انجام شود، بتن مجاور قالب، پیش از اتمام کار سفت می‌شود و فشار کمتری به قالب وارد می‌کند. در مقابل، بتن‌ریزی با سرعت کم، فشار بیشتری به قالب اعمال می‌کند.
وزن بتن
هرچه غلظت بتن بیشتر باشد، وزن آن نیز افزایش می‌یابد و به‌تبع آن، فشار وارد شده بر قالب نیز بیشتر می‌شود. در اعضای افقی، به دلیل پخش‌شدن وزن بتن روی قالب، فشار کمتری به نسبت اعضای عمودی ایجاد می‌شود.
دمای بتن‌ریزی
یکی از نکات موردتوجه در طراحی قالب بتن، دمای بتن‌ریزی است. دمای هوا در زمان بتن‌ریزی، بر سرعت سفت‌شدن بتن و به‌تبع آن، فشار اعمال شده بر قالب تأثیر می‌گذارد. در دماهای پایین‌تر، سرعت سفت‌شدن بتن کاهش می‌یابد و باید سرعت بتن‌ریزی را نیز تنظیم کرد تا بتن مجاور قالب پیش از اتمام کار سفت نشود.
نوع سیمان
نوع سیمان پرتلند مورداستفاده در بتن، می‌تواند سرعت سفت‌شدن آن و در نتیجه، فشار اعمال شده بر قالب را تغییر دهد. برخی از انواع سیمان، سرعت گیرایی بتن را افزایش می‌دهند و به‌تبع آن، فشار کمتری به قالب وارد می‌شود.
ویبره بتن
بتنی که نیاز به ویبره کردن دارد، به دلیل تراکم بیشتر، فشار بیشتری به قالب اعمال می‌کند.
اسلامپ بتن
اسلامپ، به میزان روانی بتن اشاره دارد. هرچه اسلامپ بتن کمتر باشد، رفتار آن به مایعات شباهت کمتری پیدا می‌کند و در ضوابط طراحی قالب‌های بتنی، فشار بتن با اسلامپ کم، کمتر در نظر گرفته می‌شود.
پیشنهاد می کنیم این مقاله را از دست ندهید: قالب تونل لاینینگ
تأثیر بارهای ناشی از سازه بر طراحی قالب بتن
بارهای وارده بر یک سازه بتنی، از جهت یا جهات مختلفی به آن وارد می‌شوند و ایمنی اعضای مختلف سازه را به خطر می‌اندازند. از آنجا که قالب بتن نوعی سازه موقت به شمار می‌رود، طراحی آن باید به‌گونه‌ای باشد که بتواند این نیروها را تا زمان باز کردن تحمل کند و به سازه در حال شکل‌گیری نیز استحکام لازم را ببخشد. بر اساس ضوابط طراحی قالب، درنظرگرفتن نیروهای زیر، هنگام طراحی ضروری است:
تأثیر بارهای قائم در طراحی قالب بتن
بارهای قائم شامل بارهای زنده و مرده هستند. بار مرده شامل مواردی همچون وزن خود قالب و اتصالات آن، بتن داخل قالب و آرماتورهای داخل بتن می‌شود. منظور از بار زنده، بارهای ناشی از عوامل در حال حرکت مثل وزن کارگران، وسایل و تجهیزات عبوری، ضربات ناشی از فرایند قالب‌بندی و غیره است که باید در طراحی قالب بتن آن‌ها را زیر نظر داشت.
تأثیر بارهای جانبی در طراحی قالب بتن
بارهای جانبی در اثر فشار رانشی سازه، ایجاد شده و روی قالب ستون و دیوارهای اطراف قالب‌های تیر وارد می‌شوند. بارهای جانبی به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند و شامل موارد زیر هستند:
- بار ناشی از فشار و مکش بتن
- بار ناشی از جاری‌شدن بتن تازه
- بار ناشی از تغییرات دمایی
در میان انواع بارهای جانبی ذکر شده، بار ناشی از جاری‌شدن بتن تازه اهمیت زیادتری دارد و به مواردی همچون سرعت بتن‌ریزی، دمای بتن و ارتفاع بتن‌ریزی بستگی دارد. بر اساس الزامات طراحی برای این قالب‌ها، تحمل تمامی نیروهای نام‌برده توسط قالب آن هم بدون تغییر شکل، الزامی است.
تأثیر بارهای افقی در طراحی قالب بتن
بارهای افقی اغلب بر قالب‌هایی وارد می‌گردند که به‌صورت افقی نصب شده‌اند. این نیروها را می‌توانید بر طبق مجموع بارهای وارد بر ساختمان که در مبحث ششم مقررات ملی ساختمان به آن‌ها اشاره شده، محاسبه نمایید. بارهای افقی بیشتر در طراحی قالب بتن برای دال‌های افقی در نظر گرفته می‌شوند.
تأثیر بارهای سازه بر الزامات طراحی قالب بتن
قالب بتن به‌عنوان یک سازه موقت، وظیفه حفظ شکل و استحکام بتن در حین فرایند گیرش و سخت‌شدن را بر عهده دارد. طراحی صحیح این قالب، مستلزم درنظرگرفتن بارهای مختلفی است که از سوی سازه به آن اعمال می‌شوند.
بارهای قائم
در بررسی بارهای قائم، آن‌ها را به دو دسته بار مرده و بار زنده تقسیم می‌کنیم. وزن خود قالب، اتصالات، بتن داخل قالب و آرماتورها بار مرده تلقی می‌شوند. بار زنده نیز شامل وزن کارگران، تجهیزات، ضربات ناشی از قالب‌بندی و سایر عوامل در حال حرکت است. در طراحی قالب بتن توجه به این موارد ضروری است.
بارهای جانبی
از نکات موردتوجه در طراحی قالب بتن، توجه به بارهای جانبی است. این بارها به دسته‌های زیر تقسیم می‌شوند:
- فشار رانشی سازه: این فشار بر قالب‌های ستون‌ها، دیوارها و تیرها اعمال می‌شود.
- فشار و مکش بتن: به‌خصوص در حین بتن‌ریزی و جاری‌شدن بتن تازه اهمیت دارد.
- تغییرات دمایی: می‌تواند باعث انبساط و انقباض بتن و ایجاد تنش در قالب شود.
بارهای افقی
مجموع بارهای وارد بر ساختمان بر قالب‌های افقی مانند قالب دال‌ها اعمال می‌شوند.
پیشنهاد می کنیم این مقاله را از دست ندهید: جک سقفی
مراحل طراحی قالب بتن
قالب فلزی بتن، ابزاری اساسی در ساخت‌وساز است که به شکل‌دهی سازه‌های بتنی کمک می‌کند. کیفیت و استحکام این قالب‌ها نقشی حیاتی در کیفیت و زیبایی پروژه ایفا می‌کند. این قالب‌ها در مدل‌های مختلفی وجود دارند؛ ولی در این بخش، به بررسی مراحل تولید قالب فلزی بتن می‌پردازیم.
صاف‌کردن ورق
ورق‌های فولادی که از کارخانه‌های فولاد غرب و مبارکه خریداری می‌شوند، به‌صورت رول هستند. در این مرحله، با استفاده از دستگاه‌های غلتک، ورق‌ها صاف می‌شوند تا امکان برش آن‌ها فراهم شود.
برش ورق
پس از صاف‌کردن، ورق‌ها بر اساس ارتفاع قالب موردنظر برش داده می‌شوند. دستگاه‌های برشی دقیق و یک‌دست، برش ورق‌ها را باظرافت انجام می‌دهند.
برش و پانچ تسمه
تسمه‌ها، لبه‌های قالب فلزی بتن هستند که به استحکام و انسجام آن کمک می‌کنند. تسمه‌ها با استفاده از دستگاه پانچ، با فاصله‌های 5 سانتی‌متری سوراخ‌دار می‌شوند. همچنین پانچ تسمه ها ممکن است در شکل‌های مختلفی همچون ستاره‌ای، مستطیل، گل و غیره انجام شود.
اتصال تسمه به ورق
در این مرحله، تسمه‌ها به ورق جوش داده می‌شوند تا قالب بتن شکل بگیرد. این مرحله، مهم‌ترین مرحله تولید و طراحی قالب بتن است و در سه نوبت انجام می‌شود:
- جوش نقطه‌زنی: در ابتدا، 4 نقطه در بالا، پایین، چپ و راست ورق به تسمه‌ها جوش داده می‌شوند تا ثابت شوند. این کار، استحکام نهایی قالب را افزایش می‌دهد و شرایط را برای جوشکاری در مراحل بعدی فراهم می‌کند.
- جوش قوسی: در این مرحله، سرتاسر تسمه‌ها به ورق جوش داده می‌شوند تا هیچ راهی برای خروج شیره بتن وجود نداشته باشد.
- جوش CO2: جوش CO2 برای جوش‌دادن گوشه‌های داخلی قالب و نقاط اتصال تسمه‌های داخلی به کار می‌رود. این روش برای نقاطی که دسترسی به آن‌ها با قلم جوش دشوار است، مناسب است.
مزایای جوشکاری CO2 افزایش مقاومت و استحکام قالب، نفوذ عمیق در قطعه، عدم تغییر شکل قطعه و جدانشدن تسمه‌ها، عدم نیاز به زدودن مواد زائد زیاد و سرعت بالا است.
کنترل کیفیت
در این مرحله، ناظر خط تولید، قالب‌ها را از نظر برش، تسمه و جوش‌ها بررسی می‌کند. قالب‌های معیوب از خط تولید خارج شده و دوباره بررسی می‌شوند. قطعات تأییدشده نیز بر روی سطح آن‌ها سمباده کشیده می‌شود تا صیقلی شوند. این کار قالب را برای رنگ‌آمیزی آماده می‌کند.
رنگ‌آمیزی
در مرحله نهایی، قالب‌ها برای مقاومت در برابر زنگ‌زدگی و پیداکردن ظاهری زیبا رنگ‌آمیزی می‌شوند. رنگ قالب‌ها معمولاً آبی است، اما امکان سفارش رنگ دلخواه مشتری نیز وجود دارد.
بسته‌بندی قالب‌ها
در مرحله آخر و برای بارگیری راحت‌تر و چیدمان مناسب قالب بتنی، آن را بسته‌بندی می‌کنند.
تولید و طراحی قالب بتن برای ساخت سازه های مختلف، یکی از مهم ترین بخش های اجرای پروژه های عمرانی به شمار می رود. در این مقاله سعی کردیم به مراحل طراحی قالب بتن بپردازیم و نکات مهمی که باید در هنگام طراحی در نظر داشت را بیان کنیم. برای سفارش طراحی قالب بتن مورد نظر خودتان می توانید با شماره های مندرج در سایت تنهاپولاد ارتباط برقرار نمایید و حتی قالب بتن خاص مورد نظر خود را سفارش دهید.