سازههای CFT چیست؟
سازههای (Concrete Filled Tube) CFT متشکل از ستون‌های پرشده با بتن و تیرهای فولادی می‌باشد. استفاده از پروفیل HSS به‌عنوان بخش فولادی ستون، به‌دلیل حذف فرآیند ساخت مقطع، ضمن افزایش سرعت، موجب افزایش کیفیت و زیبایی بصری سازه نیز میگردد. استفاده بهینه از ویژگی‌های بتن و فولاد منجربه دستیابی به اقتصادی‌ترین شیوه مصرف مصالح شده و کاهش هزینه‌های سازه را به‌همراه خواهد داشت.
اهمیت انتخاب سازه CFT
انتخاب سازههای CFT در طراحی سازه CFT و ساخت سازههای عمرانی و صنعتی می‌تواند از اهمیت بسیار بالایی برخوردار باشد. این اهمیت به علت مزایا و خصوصیات منحصر به فرد این نوع سازهها است. برای مثال سازههای CFT به دلیل ساختار مرکب خود، دارای مقاومت بسیار بالا در برابر نیروهای زلزله هستند. مقاطع بتنی پر شده درون لوله‌های فولادی به عنوان یک هسته مقاومتی عمل می‌کنند و نیروهای زلزله را به صورت موثری تا زمانی که بتوان نیروهای زلزله را مدیریت کرد، تحت کنترل می‌کنند.
همچنین افزایش ظرفیت تحمل بار، کاهش وزن و ابعاد سازهها، کاهش هزینه ساخت، عمر مفید طولانی سازه، چند منظوره بودن سازههای CFT و… از دلایل اهمیت انتخاب سازههای CFT به خصوص در مناطق با فعالیت‌های زلزله‌ای بالا و نیاز به سازههای مقاوم به زلزله بسیار حیاتی است.
مقایسه اجرای سازه بتنی و سازه CFT
مقایسه طراحی و اجرای سازه بتنی و طراحی سازه CFT و اجرای آن براساس فاکتورهای مختلفی انجام می‌شود. هنگامی که قصد مقایسه این دو را داریم، باید از تمامی جوانب آنها را بررسی نماییم. در ادامه به مقایسه اجرای سازه بتنی و سازه CFT می‌پردازیم.
- اجرای سازههای CFT معمولاً به سرعت بیشتری انجام می‌شود. به عنوان یک مزیت مهم، زمان لازم برای ساخت سازههای CFT به حدود 60 درصد کاهش مییابد نسبت به سازههای بتنی سنتی. این کاهش زمان ساخت به معنای کاهش هزینه‌ها و توقف زمانی کوتاهتر ساختمان‌ها می‌باشد.
- سازههای CFT دارای مقاطع کوچک‌تری هستند که به عنوان یک مزیت مهم محسوب می‌شود. این ابعاد کوچک‌تر به کاهش ابعاد ستون‌ها نزدیک به 40 درصد منجر می‌شود. این امر باعث افزایش فضا در داخل ساختمان می‌شود و می‌تواند امکان ایجاد فضاهای بیشتری مانند پارکینگ‌ها را فراهم کند.
- ابعاد کوچک‌تر سازههای CFT به افزایش تعداد پارکینگ‌ها تا میزان حدود 10 درصد می‌انجامد. این امر به خصوص در پروژه‌های ساختمانی با محدودیت‌های فضایی بسیار مفید است و از اهمیت زیادی برخوردار است.
- با توجه به مقاومت بالای هسته بتنی در سازههای CFT به دلیل محصور شدگی، می‌توان ضخامت سقف را کاهش داد. این امر به بهبود اختیارات ساختمانی و زیبایی طراحی سازهها کمک می‌کند.
- بتن محصورشده در سازههای CFT به دلیل محصور شدگی درون مقاطع فولادی مقاومت بیشتری در برابر نیروهای خمش و کشش ارائه میدهد. این امر به افزایش پایداری و توانایی تحمل نیروهای خمشی و کششی در سازهها منجر می‌شود.
- با توجه به کاهش زمان ساخت، افزایش تعداد پارکینگ‌ها، و کاهش ضخامت سقف، هزینه‌های ساخت و نگهداری سازههای CFT به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش مییابد.
- در سازههای CFT نیازی به استفاده از قالب‌بندی برای اجرای بتن ریزی نیست که این امر زمان و هزینه را کاهش میدهد و به ساختمان‌های بزرگ و پیچیده کمک می‌کند.
برای ارتباط با کارشناسان و مهندسان گروه رویش با شماره ۳۴۵۵۷۱۶۴-۰۲۳ تماس بگیرید
عملکرد سازه‌ای بهتر ستون‌های CFT نسبت به ستون‌های فولادی و بتنی
مقاومت فشاری و مقاومت کششی به ترتیب از مهمترین ویژگی‌های ذاتی بتن و فولاد می‌باشند. در ستون‌های CFT به دلیل محصور شدگی سه محوره بتن توسط فولاد، مقاومت فشاری بتن بهبود مییابد. همچنین مقطع HSS از مقاومت کششی بالایی برخوردار است و به دلیل مهارشدگی توسط بتن، در حالت فشار دیرتر دچار کمانش موضعی میگردد. بنابراین از اصلی‌ترین ویژگی ذاتی فولاد و بتن به خوبی استفاده می‌شود.
نمودار روبه‌رو، نتایج مقاومت فشاری یکسری آزمایش روی سه نوع ستون با مقطع فولادی توخالی، مقطع بتنی مسلح و مقطع CFT را نشان میدهد. مقطع فولادی توخالی با تنش تسلیم 363 مگاپاسکال و ضخامت 3.46 میلیمتر و به قطر 160 میلیمتر و استفاده از بتن با مقاومت فشاری 78 مگاپاسکال در این ستون‌ها و ابعاد مقطع ستون CFT با مقطع فولادی توخالی و ابعاد مقطع بتنی مسلح با ابعاد هسته بتنی غیر مسلح ستون CFT برابر است. مطابق با نمودار، مقاومت فشاری ستون CFT از مجموع مقاومت فشاری مقطع فولادی توخالی و مقطع بتنی مسلح هم بیشتر است.
علاوه‌بر این مزیت‌ها، ستون‌های CFT به دلیل عملکرد مختلط، ظرفیت استهلاک انرژی بیشتری در مقایسه با مقاطع فولادی توخالی یا مقطع بتنی مسلح دارند.
یکی از چالشهای موجود در سازههای با سیستم‌های بسیار متداول باربر جانبی قاب خمشی، کنترل تغییر مکانهای جانبی است. برای کاهش تغییر مکانهای جانبی، نیاز به ممان اینرسی بیشتر در ستون‌ها داریم که این امر با افزایش ابعاد مقاطع فولادی توخالی و مقاطع بتنی میسر می‌شود؛ اما در ستون‌های CFT بدون نیاز به افزایش ابعاد مقطع، سختی مناسب به دلیل حضور همزمان فولاد و بتن بدست میآید و بنابراین سختی جانبی این نوع سازهها از سازههای فولادی و بتنی بیشتر خواهد بود.
مقایسه اجرای سازه فلزی و سازه CFT
- سازههای CFT به دلیل وجود هسته بتنی، مقاومت بالایی در برابر آتش‌سوزی دارند که در مقایسه با اسکلت‌های فولادی که از آتش بهره‌ای ندارند، مزیت مهمی محسوب می‌شود.
- سازههای CFT در مقایسه با اسکلت‌های فلزی دارای مقاومت بالا در محور اصلی سازه و سختی خمشی بیشتری هستند. این ویژگی‌ها به افزایش پایداری و مقاومت سازه در برابر نیروهای زلزله و بارهای عملیاتی کمک می‌کنند.
- سازههای CFT دارای مقاومت برشی بالاتری نسبت به سازههای بتنی سنتی هستند. این ویژگی مهم به افزایش ایمنی سازه در برابر نیروهای جانبی مانند زلزله و بادبانی کمک می‌کند.
- در سازههای CFT، مقطع فولادی به عنوان یک قالب دائمی برای هسته بتنی عمل می‌کند. این ویژگی می‌تواند هزینه و زمان مربوط به قالب‌بندی بتن را کاهش دهد.
- سازههای CFT در مقایسه با سازههای فولادی دارای انعطاف پذیری و شکل‌پذیری بهتری هستند. این ویژگی‌ها به افزایش توانایی سازه در جذب انرژی زلزله و تغییر شکل کنترل شده آن کمک می‌کنند.
در نتیجه، سازههای CFT به عنوان یک گزینه متنوع و اقتصادی برای ساختمان‌ها در مواردی که نیاز به مقاومت در برابر آتش سوزی، مقاومت محوری و سختی خمشی بالا، مقاومت برشی بالا، قالب دائمی برای هسته بتنی، و انعطاف پذیری و شکل پذیری دارند، توصیه می‌شوند.
اقتصادی بودن اجرا سازههای CFT در مقایسه با سازههای فولادی و بتنی
- کاهش میزان فولاد مصرفی که منجر به کاهش هزینه‌های نهایی می‌شود.
- هزینه کمتر این نوع ستون‌ها باتوجه به مقدار مصالح مصرفی در مقایسه با مقاطع فولادی برای یک مقاومت مشخص.
- استفاده بهینه از فولاد و بتن و نسبت‌های مجاز زیاد بعد به ضخامت.
- کاهش هزینه‌های رنگ‌آمیزی در مقاطع HSS نسبت به مقاطع باز.
- کاهش هزینه آماده‌سازی سطح باتوجه به تولید خودکار مقاطع HSS از ورق فولادی رول.
- کاهش هزینه‌های نهایی مقاطع HSS باوجود کیفیت بالاتر نسبت به مقاطع معمول.
- کاهش زمان ساخت مقاطع HSS به‌دلیل پیش‌ساختگی.
- کیفیت و دقت بالای ساخت این مقاطع به دلیل تولید صنعتی.
- کاهش تاخیرهای ناشی از خطای ساخت در حین نصب سازه.
- از آنجایی که در ستون‌های CFT مقاطع HSS مانند قالب برای بتن عمل می‌کنند، نیاز به صرف زمان برای باز کردن قالب‌ها دیگر وجود نخواهد داشت و در نتیجه زمان ساخت و ساز در مقایسه با سازههای بتنی بشدت کاهش مییابد.
- کاهش زمان ساخت و ساز در مقایسه با سازههای بتنی باتوجه به آنکه در سازههای CFT دیگر نیاز به صرف زمان زیاد برای رسیدن بتن به مقاومت کافی برای تحمل بارهای سرویس نیست؛ به این ترتیب مدت زمان اجرای یک پروژه فولادی 30 درصد و اجرای پروژه بتنی 60 درصد بیشتر از یک پروژه CFT زمان میبرد.
- در نهایت، هزینه‌های نهایی سازه CFT 30 درصد ارزان‌تر از سازههای فولادی و 15 گران‌تر از سازههای بتنی خواهد بود. البته این مسئله هم با توجه به عملکرد بهتر سازه CFT نسبت به بتنی قابل توجیه است.
- مقاومت بیشتر ستون‌های CFT درمقایسه با دیگر ستون‌ها دربرابر حریق به‌طوری که مقاومت اعضا با مقطع فولادی پر شده با بتن در برابر حریق، به‌دلیل جذب گرما توسط هسته بتنی، تغییرات دما در جدار فولادی با سرعت پایینتری رخ میدهد که باعث افزایش چشمگیر مقاومت عضو در برابر حریق میگردد و درصورت از دست رفتن مقاومت مقطع فولادی، هسته بتنی باربری را برعهده گرفته و از فروریزش ناگهانی جلوگیری می‌کند.
نمونه‌ای از سازه دارای سیستم CFT
از مقاطع CFT هم در سازههای کوتاه‌مرتبه و هم بلند‌مرتبه استفاده می‌شود. از معروف‌ترین سازههای بلند مرتبه‌ای که از این نوع سیستم استفاده کرده می‌توان به برج تایپه 101 به ارتفاع 509 متر، ساختمان سگ پلازا به ارتفاع 292 متر و برج کانتون به ارتفاع 600 متر شامل 24 ستون دایره‌ای CFT اشاره کرد.
مقایسه انواع سازههای ساختمانی
- مزایای متعدد سازه CFT سبب می‌شود که کل هزینه ساخت سازههای CFT نسبت به سازههای فولادی حدودا 20 درصد ارزان‌تر باشد.
- زمان ساخت و نصب سازه CFT نسبت به سازه فولادی تا 30 درصد کاهش مییابد.
روش اجرای سازه سی اف تی
فرایند طراحی سازه CFT متشکل از سه بخش اصلی هستند: ستون، تیر، و بتن. فرآیند اجرای این سازهها به گونه‌ای است که ابتدا پس از اجرای فونداسیون و رعایت تمام استانداردهای مربوطه، به اجرای ستون‌های فولادی توخالی می‌پردازند.
پس از نصب ستون‌ها، آنها را با استفاده از یکی از انواع بتن پر می‌کنند. این بتن می‌تواند بتن معمولی باشد یا حتی بتن خود متراکم (self-compacting concrete) باشد که به راحتی می‌تواند در فضاهای بسته به تمام نواحی ستون تزریق شود. این بتن پر شده درون ستون‌های فولادی به عنوان هسته سازه عمل می‌کند و مقاومت به سازه افزوده می‌شود.
پس از خشک شدن بتن، به نصب تیرها می‌پردازند. این تیرها با استفاده از اتصالات مخصوص، مانند اتصالات جوشی یا پیچ و مهره‌ای، به ستون‌ها متصل می‌شوند. این اتصالات به منظور ایجاد اتصال محکم بین ستون و تیر و انتقال نیروها به سازههای CFT استفاده می‌شوند.
این فرآیند به عنوان یک روش ساخت اجرایی مطرح برای سازههای CFT به دلیل سهولت و کارایی در انتقال نیروها و افزودن مقاومت به سازهها بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین، این روش به تازگی با توجه به مزایای آن، در صنایع مختلفی نظیر ساختمان‌های مسکونی، تجاری و حتی پل‌ها به کار می‌رود.
برای ارتباط با کارشناسان و مهندسان گروه رویش با شماره ۳۴۵۵۷۱۶۴-۰۲۳ تماس بگیرید
مزایای سازه سی اف تی | چرا از سازه سی اف تی استفاده کنیم؟
طراحی سازه CFT و اجرای آنها به عنوان اسکلت در ساختمان‌های عمرانی و صنعتی با توجه به ویژگی‌های منحصر به فردی که دارند، می‌تواند به مزایای زیادی منجر شود. در ادامه به مهمترین این مزایا اشاره می‌نماییم.
بهبود کیفیت ساخت
یکی از مزایای اصلی اجرای سازههای CFT این است که مقاطع فولادی و بتنی به صورت مشترک عمل می‌کنند و معایب مرتبط با هر یک از این مواد را کاهش می‌دهند. این بهبود در کیفیت ساخت به معنای افزایش مقاومت و پایداری سازه از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.
استفاده از ویژگی‌های بتن و فولاد
از آنجایی که در سازههای CFT از ترکیب بتن و فولاد استفاده می‌شود، می‌توان از مزایا و ویژگی‌های هر یک از این مواد بهره برد. به عبارت دیگر، از مقاومت بتن در فشار و مقاومت فولاد در کشش استفاده می‌شود.
کاهش وزن و فونداسیون کوچک‌تر
استفاده از فولاد با وزن کمتر نسبت به سازههای فولادی سنتی این امکان را فراهم می‌کند که فونداسیون‌ها کوچک‌تری داشته باشند. این کاهش در وزن می‌تواند هزینه‌های حمل و نقل و نصب را کاهش دهد.
کنترل دقیق کیفیت ساخت
در سازههای CFT، بتن پس از نصب ستون‌ها اجرا می‌شود و این به این معنی است که امکان انحرافات و خطاهای مرتبط با اجرای بتن به حداقل می‌رسد.
تنوع در مقاطع
در مقاطع CFT می‌توان مقاطع فولادی با ضخامت‌ها و شکل‌های متفاوتی را استفاده کرد و بتن مقاوم‌شده یا بتن مسلح با ترکیب‌های مختلف را در مقاطع مختلف مورد استفاده قرار داد. این امکان به مهندسان این اجازه را میدهد که بتوانند ابعاد خارجی سازه را در تمام ارتفاع ساختمان ثابت نگه دارند.
مزایا سازه cft | کاهش هزینه‌ها
از جمله مزایای مهم طراحی سازه CFT می‌توان به کاهش مصرف متریال‌های فولاد و بتن نسبت به روش‌های ساخت سنتی اشاره کرد. این کاهش هزینه‌ها می‌تواند به توجیه اقتصادی پروژه‌های ساختمانی کمک کند.
تنظیم مقاومت
با تغییر ضخامت و نوع فولاد مورد استفاده و همچنین نوع بتن، می‌توان مقاومت مورد نیاز برای سازه را به دقت تنظیم کرد.
بدون نیاز به قالب‌بندی بتن
از جمله مزایای اجرای سازههای CFT این است که نیازی به قالب‌بندی بتن برای اجرای بتن ریزی نیست، که این امر زمان و هزینه را کاهش میدهد.
کاربردهای چندگانه از مزایا سازه cft
سازههای CFT می‌توانند در مختلف انواع پروژه‌های ساختمانی، از جمله ساختمان‌های مسکونی، تجاری، صنعتی و حتی پل‌ها به کار روند.
مقاومت بیشتر در برابر خمش و کشش
بتن درون مقاطع CFT به تقویت معتبری برای مقاومت به خمش و کشش می‌افزاید و این امر به افزایش پایداری و قدرت تحمل نیروهای خمشی و کششی در سازهها منجر می‌شود.
در نتیجه، اجرای سازههای CFT به عنوان اسکلت در ساختمان‌ها به دلیل مزایای فوق‌العاده‌ای که ارائه می‌دهند، به یک روش جذاب و اقتصادی برای ساخت و توسعه سازههای مقاوم به زلزله تبدیل شده است.f
سوالات متداول
طراحی سی اف تی چقدر زمان میبرد؟
زمان مورد نیاز برای طراحی سازههای CFT به عوامل مختلفی مانند اندازه و پیچیدگی پروژه، تجربه مهندسان و تیم طراحی، شرایط محیطی و قوانین محلی بستگی دارد. پروژه‌های بزرگتر و پیچیده‌تر معمولاً زمان بیشتری برای طراحی نیاز دارند.
سازه CFT مورد تایید مرکز تحقیقات مسکن و ساختمان است؟
مرکز تحقیقات مسکن و ساختمان در هر کشور دارای استانداردها و مقررات خاصی برای مواد و سازههای ساختمانی است. در بسیاری از موارد، سازههای CFT با رعایت استانداردهای ملی و اصول مهندسی مورد تایید می‌باشند. اما برای اطمینان از این موضوع، می‌توانید با مرکز تحقیقات مسکن و ساختمان مربوط به منطقه خود تماس بگیرید و اطلاعات بیشتری در خصوص تایید و استفاده از سازههای CFT در منطقه خود کسب کنید.
طراحی سازه CFT در انتخاب نوع سقف محدودیتی به وجود می‌آورد؟
طراحی سازههای CFT در انتخاب نوع سقف محدودیتی خاصی ایجاد نمی‌کند. انتخاب نوع سقف بیشتر به عواملی مانند نیازهای پروژه، استفاده مورد نظر، زمین و بودجه مرتبط با پروژه بستگی دارد. اگر نیاز به سقف‌های بزرگ و بی‌ستون دارید، می‌توانید انتخاب کنید، اما سازههای CFT نسبت به انواع مختلف سقف انعطاف پذیری دارند و معمولاً در ترکیب با انواع مختلف سقف می‌توانند استفاده شوند.
چگونه می‌توان درخواست خود را برای طراحی و اجرای سازههای CFT ثبت کرد؟
برای ثبت درخواست برای طراحی و اجرای سازههای CFT تنها کافیست با شماره ۳۴۵۵۷۱۶۴-۰۲۳ تماس بگیرید.