با افزایش دانش و پیشرفت تکنولوژی، همواره راه بر افراد متخصص و صنایع مختلف هموار می‌گردد؛ چراکه مدرن شدن جامعه در جهت تسهیل فعالیت‌های افراد می‌باشد. صنعت ساخت و ساز یکی از این موارد است. علاوه بر آن‌که در سال‌های اخیر مصالح جدیدی روی کار آمده‌اند، انواع بسیاری از ساختمان های پیش ساخته نیز در دسترس افراد متخصص قرار گرفته است. در ادامه مطلب به معرفی انواع این ساختمان‌ها و بررسی مزایای آن می‌پردازیم.
تعریف ساختمان های پیش ساخته
سازه یا ساختمان های پیش ساخته (به انگلیسی prefabricated یا به اختصار prefab) به ساختمان‌هایی گفته می‌شود که اجزای آن در کارخانه تولید و سپس به مکان مورد نظر آورده و در آنجا مونتاژ شوند. هدف اصلی از ایجاد این ساختمان‌ها، برطرف کردن مشکلات ساختمان‌های معمولی است.
همچنین آن‌ها تلاش می‌کنند ساختمانی با قابلیت‌های بیشتر بسازند. انواع سازه های از پیش ساخته شده در پروژه‌های عمرانی و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند و از جمله اصلی‌ترین انواع سازه از پیش ساخته شده می‌توان به نوع بتنی اشاره کرد.
تاریخچه بکارگیری سازه های از پیش ساخته
اولین سازه از پیش ساخته شده، توسط مهاجران انگلیسی به استرالیا آورده شده بود که در آن دوران به خانه‌های قابل حمل شناخته می‌شدند. در سال‌های ۱۹۰۲ تا ۱۹۱۰ شرکت‌های متعددی در آمریکا شروع به فروش قطعات ساختمان‌های پیش‌ساخته کردند؛ چراکه این خانه‌ها در مقایسه با خانه‌های معمولی به نیروی کار کم‌تری نیاز داشتند و در نتیجه قیمت نهایی محصول را برای مصرف‌کننده عمومی‌تر می‌کرد.
جالب است بدانید که هنوز هم در قرن ۲۱ تعدادی از این خانه‌ها پابرجاست. سپس در آلمان تا سال ۱۹۴۸ بیش از ۵۰۰۰ خانه پیش‌ساخته برای اعضای ارتش آمریکا ساخته شد.
انواع سازه های از پیش ساخته کدام است؟
در دسته‌بندی کلی، سازه‌های پیش ساخته در انواع سیار و ثابت تولید می‌شوند. سازه‌های ثابت قابلیت جابه‌جایی از منطقه‌ای به منطقه دیگر را دارند، اجزای آن‌ها در کارخانه‌های مختلف تولید و پس از تکمیل مراحل ساخت، در مکان مورد نظر نصب می‌شوند.
سازه‌های ثابت به‌نحوی طراحی و تولید می‌شوند که نیاز به جابه‌جایی نداشته باشند و در مکانی مشخص نصب شوند. در این سازه‌ها از بتن پیش ساخته استفاده می‌کنند.
انواع ساختمان های از پیش ساخته از لحاظ وزن قطعه
این سازه‌ها از لحاظ وزن و سبکی یا سنگینی در دسته‌بندی زیر قرار می‌گیرند:
1) سیستم های سنگین
در این سیستم‌ها از مصالحی مانند آجر و بتن استفاده می‌شود که وزن حجمی آن مصالح بیش از kg/m3 1000 باشد.
2) سیستم های سبک
در این سیستم‌ها از مصالحی استفاده می‌شود که وزن حجمی آن مصالح کم‌تر از kg/m3 1000 باشد مانند چوب، گچ، سیمان، آزبست، فوم، پلاستیک و غیره که در این سیستم‌ها گاهی از فولاد به عنوان مصالح اسکلت سازه‌ای استفاده می‌شود.
انواع سازه از پیش ساخته از لحاظ جنس و نحوه ساخت کدام است؟
در ادامه مطلب قصد داریم به معرفی انواع ساختمان‌های از پیش ساخته بپردازیم که هر کدام ویژگی‌ها و مزایای منحصر به خود را دارا هستند:
سازه پیش ساخته مونتاژ در محل
یکی از رایج‌ترین روش‌های طراحی ساختمان های پیش ساخته شده، ساخت خانه در محل مورد نظر است. برای این کار، لازم است شرکت تولید کننده، تجهیزات و قطعات مورد نیاز برای ساخت سازه را به محل مورد نظر انتقال دهد و در همان مکان، سازه را اجرا کند.
تمامی فرآیند ساخت، اندازه‌گیری و غیره در کارخانه انجام شده و تنها مونتاژ کردن سازه در محل انجام می‌شود. برای ساخت بسیاری از سازه‌های پیش ساخته، به بتن اکسپوز نیاز می‌شود.
سازه پیش ساخته چوبی
ساختمان های پیش ساخته چوبی یکی دیگر از انواع سازه‌های پیش ساخته هستند که قدیمی ترین و پر کاربردترین سازه پیش ساخته به حساب می‌آیند. استفاده از این نوع سازه در مناطق با رطوبت بالا همچون شهرهای شمالی ایران و گشورهای بارانی بسیار رایج است.
ساختمان های پیش ساخته چوبی در کارخانه، طراحی و تولید می‌شوند. علت عمده استفاده بسیار زیاد این نوع سازه‌ها، فراوانی چوب در طبیعت است و از آن‌ها برای ساخت انواع ویلا و ساختمان استفاده می‌گردد.
توانایی تحمل بار بالا، قیمت مقرون به صرفه، استحکام بالا در برابر زلزله، نمای زیبا ، عایق مناسب در برابر صدا، سازگاری با محیط، وزن پایین در مقایسه با دیگر سازه‌ها و غیره از جمله مهم‌ترین مزایای سازه‌های از پیش ساخته شده چوبی هستند. این سازه در کنار مزایا از معایبی مانند آسیب‌پذیر بودن در برابر آتش‌سوزی و نیازمندی به ماشین‌آلات و لوازم مختلف برای اجرای آن نیز برخوردار است.
سازه از پیش ساخته بتنی
ساختمان های پیش ساخته بتنی از دیگر انواع این محصولات هستند که جزو مقاوم‌ترین و پراستفاده‌ترین انواع ساختمان های پیش ساخته شده محسوب می‌شوند. در طراحی این نوع سازه‌ها از بتن و فولاد استفاده می‌شود که در ساخت ساختمان‌های چند طبقه، سدها، تونل‌ها و برج‌ها نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.
در اصل ساختمان‌های بتنی پیش ساخته عبارت‌اند از ساخت اعضای سازه‌ای بتنی در کارخانه به صورت انبوه و سپس نصب و یکپارچه نمودن اجزاء سازه در مرحله اجرا به طوری که بتواند وظایف مورد انتظار یک سازه را مطابق با موازین و آیین نامه‌ها بر آورده سازد.
در طراحی و ساخت سازه‌های پیش ساخته بتنی، طراحی اتصالات و انواع آن یکی از مهم ترین فاکتورهای ساخت و ساز است. این سازه‌ها در کارخانه‌های تخصصی تولید می‌شوند. برای تولید و ساخت سازه‌های بتنی پیش ساخته، ابتدا مصالح و قالب‌های سازه را آماده نموده و سپس آرماتوربندی سازه داخل قالب مورد نظر انجام می‌شود.
در مرحله بعد، بتن ریزی در قالب‌های آرماتوربندی شده انجام می‌شود. این قالب‌ها را تا مدتی نگهداری نموده تا کاملا محکم شود. در ادامه پس از عملیات قالب برداری، سازه بتنی پیش ساخته کاملا آماده بوده و قابلیت استفاده در ساخت سازه را پیدا می‌کند.
ساختمان های پیش ساخته بتنی، مزایا و معایب خاص خود را دارند. مزایای این محصولات شامل قابلیت تحمل بالا در برابر انواع آتش‌سوزی، مقاوم در برابر رطوبت و آب، عمر مفید در مقایسه با سایر سازه‌ها، قیمت مناسب و شکل‌پذیری بالا می‌باشد. مقاومت کششی بسیار پایین، وزن بالا، سختی برای نصب قطعات، نیزمندی به افراد متخصص نیز از معایب سازه بتنی است.
سازه از پیش ساخته ساندویچ پانلی
ساندویچ پانل، یکی دیگر از ساختمان های پیش ساخته و از جمله سازه‌های مدرن است که برای ساخت ویلاها از آن استفاده می‌شود. استفاده از ساندوچ پانل، در عین سبک بودن، ایمنی ساختمان را بالا می‌برد. جابجایی راحت این سازه، از دیگر دلایل استفاده از آن است؛ به طوری که می‌توان به راحتی آن را حمل کرد. قابلیت جابجایی، زیبایی ظاهری، رعایت موارد بهداشتی در اجرا، قابلیت بازیافت، نیاز به زمان اجرای کم و غیره از دیگر مزایای این سازه‌ها هستند.
سازه های پیش ساخته lsf
ساختمان‌های ال اس اف از مدرن‌ترین و جدیدترین انواع ساختمان های پیش ساخته شده محسوب می‌شوند. ال اس اف (LSF) در اصل سازه‌ای مدولاری است که از مقاطع فولادی جدار نازک (LGS) تشکیل شده است. این سازه‌های فولادی از ورق‌های کم ضخامت فولادی با پوشش گالوانیزه تشکیل شده‌اند که با استفاده از دستگاه‌های مخصوص نورد، غلتک زنی شده و به صورت پروفیل‌های سبک در ابعاد مختلف ساخته می‌شوند.
از پروفیل‌های طرح C ، U و Z در ساخت این سازه‌ها استفاده می‌شود که توسط پیچ و مهره به یک‌دیگر متصل می‌شوند. بدین ترتیب قیمت پروفیل همواره برای مصرف‌کنندگان این سازه از اهمیت بسیاری برخوردار است.
ساختمان های پیش ساخته ال اس اف فولادی معمولا به صورت خشک و با استفاده از اتصالات پیچیده و مهره اجرا می‌شوند. سازه‌های ال اس اف تشکیل دهنده چهارچوب یا اسکلت ساختمان هستند. دیگر قسمت‌های ساختمان با استفاده از مصالح مختلف از جمله سرامیک، سنگ و پی‌وی‌سی پوشش داده می‌شود.
فضای درونی ساختمان نیز هیچ تفاوتی با ساختمان‌های معمولی ندارد. در بیشتر کشورهای پیشرفته در ساخت پروژه‌های بزرگ و مطرح از این نوع سازه‌ها استفاده شده است.
انواع مصالح پیش ساخته بتنی
انواع مصالح مورد استفاده در ساختمان های پیش ساخته به شرح زیر می‌باشد:
قطعات شالوده پیش ساخته
شالوده‌های پیش ساخته بتنی باید قادر به انتقال بارهای قائم، لنگرها و برش‌های افقی از ستون‌ها به خاک زیرین خود باشند. در اتصال میان ستون و شالوده، چنان‌چه از طریق گلدانی‌های ایجاد شده در شالوده انجام گیرد، فضای گلدان باید به اندازه‌ای بزرگ باشد تا بتوان بتن یا مواد پرکننده را در اطراف و زیر ستون به راحتی ریخت و متراکم کرد.
در این شالوده‌ها فرض بر آن است که انتقال بارهای قائم از ستون به شالوده، توسط سطح زیرین ستون صورت می‌گیرد؛ مگر در حالتی که سطح تماس جانبی ستون و دیواره گلدان به نحوی مناسب زبر شده یا کلیدهای برشی در آن‌ها تعبیه شده باشند.
ستون های پیش ساخته
ضوابط طرح و محاسبه ستون‌های بتنی پیش ساخته از نظر کلی باید مطابق با ضوابط مشروح در آیین نامه بتن ایران در مورد قطعات فشاری و ستون‌ها باشند. علاوه بر موارد ذکر شده مهم است که ستون‌های بتنی پیش ساخته در صورتی که به طور افقی تولید و جابجا شوند، باید با توجه به نیروها و لنگرهای اضافی مربوط با احتساب ضریب ضربه مناسب طراحی گردند.
تیرهای پیش ساخته
تیرهای بتنی پیش ساخته معمولا به صورت ساده روی دو تکیه گاه طرح می‌شوند و باید در برابر بارهای افقی ناشی از باد، بارگذاری‌های نامتعادل، خطاهای احتمالی هنگام نصب یا ضربه، با اعمال تمهیدات کافی در نواحی تکیه‌گاهی مقاوم شوند. مهم است که ضخامت هیچ یک از اجزای تیر کم‌تر از 50 میلی‌متر نباشد.
قطعات سقف پیش ساخته
قطعات پیش ساخته سقف با مقاطع مختلف از جمله مقاطع مستطیلی توپر،U شکل،T شکل و T مضاعف ساخته می‌شوند. این مقاطع با توجه به مقاومت، پایایی، تغییر شکل‌های دراز مدت و مقاومت در برابر آتش سوزی، انتخاب می‌شوند. لازم است ضخامت کلی بال مقطع بتن آرمه با توجه به مقاومت در برابر سوراخ شدگی، توزیع عرضی بارها و حداکثر افتادگی مجاز تعیین گردد.
کاربرد ساختمان های از پیش ساخته چیست؟
از انواع ساختمان های پیش ساخته در مواردی همچون ساخت ویلا، دفاتر اداری، ساختمان‌های مسکونی، زمین‌های ورزشی، سدها و غیره استفاده بسیاری می‌شود.
قیمت سازه های پیش ساخته تحت تاثیر چه عواملی است؟
کیفیت و ضخامت فولاد، ضخامت دیوار، کیفیت مصالح به کار رفته، ظاهر کلی خانه‌ی پیش‌ساخته، ابعاد، امکانات و مواد اولیه‌ای که برای ساخت به‌کار می‌رود، در قیمت انواع سازه های از پیش ساخته شده، تاثیر بسیار مهمی را می‌گذارند.
جمع بندی
ساختمان های پیش ساخته به سازه‌هایی اطلاق می‌شود که تولید اجزای آن در کارخانه و مونتاژ نهایی در محل احداث صورت گیرد. این ساختمان‌ها سرعت ساخت و ساز را افزایش می‌دهند و به همین ترتیب منجر به کاهش هزینه‌های ساخت می‌شوند. این ساختمان‌ها دارای انواع چوبی، بتنی، ساندویچ پانل و غیره هستند که هر کدام ویژگی‌ها و مزایای منحصر به خود را شامل می‌شوند که در این مقاله به شرح کامل آن پرداختیم.
منبع(Resource): Prefabricated Buildings
سوالات متداول
عوامل موثر بر قیمت سازه های پیش ساخته چیست؟
کیفیت و ضخامت فولاد، ضخامت دیوار، کیفیت مصالح به کار رفته و غیره بر قیمت ساختمان های پیش ساخته موثر است.
سازه های پیش ساخته lsf چه ویژگی‌هایی دارد؟
این سازه‌های فولادی از ورق‌های کم ضخامت فولادی با پوشش گالوانیزه تشکیل شده‌اند که با استفاده از دستگاه‌های مخصوص نورد، غلتک زنی شده و به صورت پروفیل‌های سبک در ابعاد مختلف ساخته می‌شوند.
