قالب ستون مهم ترین بخش یک سازه بتنی می باشد که ستون ها برای انتقال نیروهای وارد بر ساختمان و سازه ها به زمین وصل و فشار زیادی را تحمل می کنند. دقت داشتن در اجرای جزئیات قالب ستون بتنی موجب بالا رفتن مقاومت ساختمان در هنگام زلزله می شود که این جزئیات شامل آرماتور بندی، قالب بندی و بتن ریزی می باشد. قالب بتن ستون در کل از دو بخش تشکیل شده است که شامل جدار قالب و کلاف یا قید بوده و برای بالا بردن مقاومت قالب های استفاده از ترکیب میلگرد و قالب بتن حائض اهمیت است. معمولا عملیات مربوط به قالب ستون بعد از مرحله آرماتور بندی انجام می شود. در قالب ستون نگرش کلی بر اساس بالاترین بخش یک ستون می باشد که قالب سرستون نام دارد که از این قالب نیز به اطلاح قالب سرستون بتنی هم نام برده می شود.
قالب ستون و سرستون
طراحی هر طرف از قالب ستون در بخش پایانی ملزم به حمایت از خود سرستون است. سه فرم اصلی سرستون ها که در همه پایتخت های باستانی وجود دارد به این صورت می باشد که ممکن است به شکل محدب ، مقعر و همچنین می تواند به شکل پیمایشی باشد. قالب بندی ستون می تواند با استفاده از قالب فلزی ستون ، قالب بتن فلزی ، تخته بندی، پلی وود و در مدل های دیگر اجرا شود و بهتر است که ارتفاع کنج ها و مدولار در قالب استوانه ای یکسان نباشد مثلا ارتفاع پانل کمتر یا بیشتر از ارتفاع کنج باشد تا از پیچش ستون ها جلوگیری شود. البته تابیدگی یکی از نتایج قالب ستون به شمار می رود و برای رفع این عیب، باید سمت قیدها را به صورت یک در میان تغییر داد و یا به گیره ها در جهات مخالف هم کشش اعمال کرد.
قالب های جعبه بتنی
این دسته از قالب ستون با گستردگی و تنوع زیاد می باشد که با هدف بتن ریزی اجسام پیش ساخته سبک و نیمه سنگین در تیراژهای بیشتر به کار گرفته می شود. ساخت کلونی ها و اجرای چند تایی برخی از انواع آن با پیش بینی شاسی های متحرک و همچنین پک های CLC نیز امکان پذیر می باشد. اعم این سازه ها عبارتند از اقسام قالب جدول ، کانیو ، فلاور باکس ، وافل ، بلوک پیش ساخته ، تتراپاد ، پایه ها و فونداسیون های پیش ساخته مسلح که با وجود شیوه های نوین تزریق ماشینی در برخی تیپ های فوق، همچنان مزایای استفاده از قالب جعبه بتنی، بسیاری را به تهیه و بهره برداری از آنها سوق میدهد. برای ستون هایی با مقطع دایره از قالب فلزی گرد و ستون هایی با قطر زیاد، از قالب ستون کمانی استفاده می شود.
انواع قالب بندی ستون
قالب بندی در بخشهای مختلف ساخت و ساز بتنی استفاده میشود. دیوارها، فونداسیون، راه پله، ستونها برخی از بخشهای ساختمان هستند که با استفاده از قالبهای مختلف ساخته میشوند. قالب بندی ستونها معمولا از طریق قالبهای چوبی یا فلزی انجام میشود.
قالب ستون چوبی
انواع مختلف قالبهای چوبی که از چهار تراش، الوار و تخته ساخته شدهاند، امروزه کمتر مورد استفاده قرار میگیرند و معمولا در کارهای کوچک با اهمیت کم مورد استفاده قرار میگیرند. قالب سرستون چوبی عمر کوتاهتری نسبت به قالبهای فلزی دارد اما در مواردی که قالب بندی دشوار باشد بسیار انعطاف پذیر هستند. تختههای چوبی به طور معمول 2.5 تا 3 سانتی متر است. شماره میخهایی مورد استفاده در کار قالب گیری معمولا 28 و 65 یعنی به عبارتی قطر 2.8 میلی متر و طول 65 میلی متر است و از میخ های 25 و 50 نیز میتوان برای تختههای باریک و کم قطر استفاده کرد.
دلایل استفاده از چوب برای قالب بندی ستونهای بتنی بعنوان قالب ستون چوبی شامل موارد زیر میشود:
- مقاومت کششی فشاری و برشی مناسب
- سبکی وزن آن جهت تسهیل جابه جایی آسان
- سازگار برای بتن ریزی در هوای گرم و سرد با توجه به ضریب پایین هدایت حرارتی در مقایسه با فلز
- ارزانتر از پانل فلزی به جز موارد خاص
- انعطاف پذیری و شکل پذیری آسان
قالب فلزی ستون
سرعت بسیار عالی در اجرا، امکان چند بار استفاده، دوام و مقاومت در برابر حریق، همگس از مزایای استفاده از این نوع هستند. اگر پانلها اعوجاج داشته باشد باعث ناشاقولی میشود و به دلیل پاسخ شیمیایی سطح داخلی لولههای آلومینیومی با سیمان، گازهیدروژن تولید میکنند و باعث کاهش کیفیت سیمان میشود که میتواند مقاومت بتن را 50٪ کاهش دهد. قالب ستون با عرض 10 – 15 – 20 تا 50 سانتی متر و طول استاندارد این قالب ها نیز 1 متری، 1.5 متری و 2 متری است. قالب بندی ستون ها غالبا از در ابعاد (5*5) – (5*10) و (10*10) سانتی متر تهیه میشوند و طول کنج ها به سبب اینکه کنجها در مقابل درز قالب ها نیافتد معمولا 1.5 متری انتخاب میشود.
انواع قالب بندی با قالب ستون فلزی بتن:
- قالب بندی فونداسیون
- قالب بندی ستون (چهارگوش، گرد و چند ضلعی)
- قالب بندی دیوار یکطرفه و دو طرفه
- قالب بندی تیرها
- قالب بندی دال بتنی
- قالب بندی سرستون
- پلان های خاص
در اجرای قالب بندی دیوار دوطرفه سرعت قالب بندی نسبت به دیوار یکطرفه 1.5 برابر افزایش مییابد (یعنی روزانه 15 متر مربع بازای هر نفر قالب بند حرفهای) و در قالب بندی سرستون توسط قالب ستون، این رقم به روزانه تا 1.5 مترمربع هم میرسد. ضمنا زمان صرف شده برای دمونتاژ تقریبا نصف زمان مونتاژ می باشد. تمام موارد ذکر شده در صورت استفاده از قالب مدولار میباشد که در صورت استفاده از قالب لارج پنل سرعت اجرا بالاست (هر نفر حدود 25 متر مربع در روز) و کیفیت بتن اجرا شده هم به مراتب بالاتر از قالب مدولار خواهد بود.
علاوه بر نوع قالب بندی، محل و موقعیت ساختمان و داشتن امکانات شامل تاور کرین و جرثقیل نیز در زمان قالب بندی مؤثر است. هر قالب بند متخصص میتواند روزانه 20 متر مربع، قالب بندی فونداسیون و ستونها را با قالب ستون اجرا کند. این مقدار برای قالب بندی دیوارهای یکطرفه و دو طرفه حدود 1.5 برابر سرعت قالب گیری افزایش خواهد یافت و روزانه تا 1.5 مترمربع میرسد.
روش اجرای قالب ستون
پس از اجرای فونداسیون با آرماتوربندی ستونها، اجرای اسکلت بتنی را شروع میکنند. ستونهای بتنی به طور ویژه در مقاطع مربعی، مستطیلی و گاهی دایرهای توسط قالب ستون اجرا میشوند. آرماتورها در هدایت سازههای بتنی، جذب انرژی، افزایش مقاومت کششی و شکل پذیری، جلوگیری از افزایش ترکها نقش موثری دارد. طبیعتا ساختار با کاربرد نیروی جانبی و ثقلی تغییر شکل میدهد که در مناطقی که فشار کششی دارند، نقش آرماتورها میتواند بسیار حساس و مؤثر باشد. هر آرماتور با توجه به شکل و محل آن برای مقابله با تنشهای خمشی، برشی، کششی یا ترکیب آنها طراحی شده است.
نحوه آرماتوربندی ستون
- جهت آرماتوربندی ستون اول میلگردهای طولی به ابعاد مناسب برش داده شده و به وسیله آرماتورهای انتظار فونداسیون اورلب میشوند. (طول آرماتورها، مجموع ارتفاع قالب سرستون، ضخامت سقف و طول مهاری است که از نقشههای سازه مشخص میشود. در عین حال خاموتها نیز برش یافته و خم میشوند و پس از نصب آرماتور طولی میتوانند از بالا در جایگاه خود قرار گیرند. برای آسانتر شدن کار بهتر است قبل از اجرای آرماتورهای طولی ستون و استفاده از قالب ستون، خاموتها به شکل دستهای روی آرماتورهای انتظار قرار میگیرند و بعد آز آن آرماتورهای طولی اجرا میشوند).
- پس از اتمام نصب آرماتورهای طولی، خاموتها در فواصل مورد نظر قرار میگیرند. خاموتها یکی از عناصر اصلی برای تامین شکل پذیری رفتار سازههای بتنی است که باید با بسیار دقیق در برش و خم کردن آنها مورد استفاده قرار گیرد.
- پس از پایان آرماتوربندی، رامکاها برای تنظیم ابعاد ستون به میلگرهای طولی با سیم آرماتوربندی در دو جهت عمود برهم متصل میشوند. (رامکا قطعهای از میلگرد است که برای تثبیت ابعاد قالبها و اصلاح کاور بتنی ستونها و دیوارها استفاده میشود).
- در مرحله بعد قالب ستون کاملا شاقول شده و پشت بندها جهت جلوگیری از کج شدن و ناشاقولی احتمالی در هر چهار طرف نصب و مهار میشود.
- پس از اطمینان از شاقولی قالب ها جهت جلوگیری از خروج شیره بتن و اصطلاحا شن نما شدن آن پای قالب ها با ملات گچ مسدود شده و بتن ریزی ستونها با پمپ دکل و یا به صورت دستی انجام میشود.
روش قالب بندی ستون
قالب گیری ستونها با قالب چوبی یا فلزی تا به اندازه زیر سقف انجام میشود. امروزه استفاده از قالب ستون فلزی بیشتر است و به دلیل سرعت اجرا و استحکام بیشتر و کیفیت رایجتر است. قالب چوبی در پروژههای کوچک و با اهمیت پایین استفاده میشود که در این سطح پس از روغن کاری با گازوئیل یا روغن سوخته، قالبهای فلزی با توجه به عرض ستون مورد نظر، مرتب در جای خود نصب میشوند و توسط پینها و گوههای فولادی با هم قفل میشوند.
عامل مهم در قالب بندی ستون این است که با توجه به احتمال تراز نبودن کف حتما باید تراز نهایی ستونها با استفاده از یک شلنگ تراز معین شود.