صفر تا صد شناخت سیستم ساختمانی ترونکو
معرفی سیستم ساختمانی ترونکو (Tronco System) :
واژه ترونکو، در زبان اسپانیایی به معنای الوار است.
طرح اصلی سیستم ترونکو برگرفته از همان ساختمانهای چوبی سنتی و متداول در آمریکا و کانادا است.
در این روش سنتی، ساختمان با استفاده از الوارهای چوبی با مقطع دایره ساخته میشود.
تاکنون در کشور آمریکا بیش از دو میلیون واحد مسکونی با استفاده از این روش سنتی چوبی ساخته شدهاند.
سیستم ترونکو با الهام از این روش ولی با مصالح و فناوری جدید، روش نوینی برای تولید ساختمان ابداع نموده است.
در سیستم ساختمانی ترونکو عنصر اصلی را قطعات لوله از جنس فولاد گالوانیزه تشکیل میدهد.
لولههای گالوانیزه مورد استفاده در این سیستم، شبیه همان الوارهای چوبی خانههای قدیمی، با مقطع دایره هستند.
با این تفاوت که این لولهها توخالی هستند و به دلیل وجود هوا در داخل لولهها عایقهای حرارتی مناسبی نیز به شمار میروند.
البته قطر این لولههای گالوانیزه حدود 20 سانتیمتر و کمتر از قطر الوارهای چوبی متداول است.
این سیستم در واقع گامی در راستای تغییر و ایجاد امکانات، قابلیتها و شیوههای جدید در ترکیب با مصالح امروزی و الهام از ساختمانهای قدیمی چوبی است.
سیستم ترونکو به دلیل سهولت و سرعت ساخت یکی از راه حلهای نوین و مناسب برای ساخت واحدهای مسکونی با سرعت بالا است.
- ویژگیهای معماری:
میزان انطباق این سیستم با معماری سنتی هر منطقه، به طراحی و ذوق طراح بستگی دارد.
از آنجا که این سیستم کاملاً جدید است، هنوز برای طراحی دقیق و کامل اجزای آن محدودیتهای زیادی وجود دارد، اما در هر مورد با بررسی و تحقیق بیشتر میتوان راه حلهای مناسبی برای رفع این محدودیتها پیدا کرد.
شکل نهایی ساختمانی که با این سیستم ساخته میشود، تفاوتی با بناهای سنتی و متداول ندارد.
با استفاده از نماهای متنوع میتوان ساختمان را مطابق نظر طراح و منطبق بر معماری سنتی و محلی به اتمام رساند.
نکته اساسی در طراحی پلان در این سیستم آن است که زوایا در پلان باید 90 درجه باشند (هرچند قطعاتی برای ایجاد زوایای دیگر نیز موجود است).
حداکثر دهانهها بدون ستون میانی 4 متر است.
هرچند امکان ایجاد دهانههای طولانی با ستونهای میانی وجود دارد.
براساس برخی آیین نامهها حداکثر دهانه باربر ثقلی 4 متر و حداکثر ارتفاع ناخالص (با احتساب ضخامت سقف) 3.6 متر برای هر طبقه است.
براساس بعضی آیین نامههای داخلی، حداکثر تعداد طبقات این سیستم برای ساختمانهای آموزشی یک طبقه و برای ساختمانهای با اهمیت متوسط دو طبقه اعلام شده است.
در دیگر کشورهای جهان، حداکثر طبقاتی که با این سیستم اجرا شده است سه طبقه میباشد.
امکان اجرای انواع نازککاری و نما بر روی این سیستم وجود دارد.
- سیستم سازهای:
سیستم ترونکو از جهات زیادی مشابه سیستم قاب فولادی سبک نورد سرد است.
اما از نظر ساخت تفاوت بسیاری دارد، برای مثال در سیستم قاب فولادی سبک نورد سرد از تعداد زیادی ستونکهای فلزی در فواصل 50-40 سانتیمتر برای ساخت قابهای ساختمانی استفاده میشود.
اما در این سیستم هیچ ستونی وجود ندارد.
برای تأمین مقاومت سیستم در برابر بارهای جانبی مانند باد یا زلزله از روشهای مختلف از جمله مهاربندیهای تسمهای استفاده میشود.
روشهای دیگری مانند قرارگرفتن دیوارههای بتنی در امتداد دیوارهای اصلی ساختمان نیز در صورت ضرورت میتواند پایداری ساختمان در برابر نیروهای جانبی را تأمین کند.
- اجزای اصلی سیستم:
الف – لولههای گالوانیزه:
لولههای گالوانیزه به وسیله دستگاههای مخصوص از ورق گالوانیزه در طولهای مورد نظر در محل اجرای پروژه، ساخته میشوند.
به دلیل ضخامت کم قطعات، میزان انقباض و انبساط بسیار جزئی است، برخلاف ریل راه آهن که به علت جرم زیاد نوسانات حرارتی بسیاری دارد.
به دلیل ضخامت کم ورق لولهها و هوای موجود در داخل لولهها، تبادل حرارتی نیز در این روش بسیار کم است.
ب- اتصالات معمولی:
اتصال دو لوله با زاویه 90 درجه، توسط این نوع از اتصالات (که اتصال معمولی نامیده میشود) انجام میشود.
ج- اتصالات دوتایی:
از این نوع اتصال (اتصال دوتایی) در تقاطع دو دیوار استفاده میشود.
د- پوشش انتهایی:
در صورتی که انتهای لولهها در داخل پروفیل در یا پنجره قرار گیرد، یا به طور کلی در انتهای لولهها از قطعات اتصالی استفاده نشود، انتهای لوله با این اعضا (که پوشش نهایی نامیده میشود) پوشیده میشود.
ه – صفحه اتصال:
به منظور اتصال سیستم به پی، داخل پی صفحات فولادی با میلگردهای مهار شده درون بتن قرار داده میشود و اولین گروه لولهها به این صفحات (که صفحات اتصال نامیده میشود) جوش داده میشوند.
و – مهاربندیهای تسمهای:
صفحات سازهای قائم تشکیل شده در سیستم مذکور، توسط تسمههای فولادی (که مهاربندی تسمهای نامیده میشود)، در دو جهت مهاربندی میشوند تا در برابر نیروهای جانبی مقاومت کنند.
این تسمهها فولادی و از نوع گالوانیزه هستند و به وسیله پیچ و اتصال دهنده، به سازه ساختمان متصل میشوند.
ز- سایر اجزای سیستم:
- نگهدارندههای عمودی
- نگهدارندههای افقی
- تیرهای اصلی
- نگهدارندههای لولههای گالوانیزه
بررسی سازه:
دیوارههای ساختمان در سیستم ساختمانی ترونکو، در حکم سازه نگهدارنده ساختمان و پوشش نما است.
وزن متوسط هر مترمربع سازه فولادی در این سیستم 16-15 کیلوگرم است.
در این سیستم سقف و دیوارها به صورت یکپارچه عمل میکنند.
این امر مانع تمرکز تنش در اتصالاتی که معمولاً در زلزله آسیب پذیرند، میشود.
تیر و ستون در این سیستم وجود ندارد، زیرا همه اجزا از یک عنصر اساسی ساخته میشوند که مشابه همان الوار چوبی با مقطع دایره است.
این الوارها به صورت افقی روی هم قرار گرفته و در گوشهها به هم متصل میشوند.
سرعت ساخت این سیستم بسیار زیاد است، به طوری که 300 مترمربع سقف و دیوار در یک روز کاری 8 ساعته با 10 نفر نیروی انسانی قابل اجرا است.
آوردن مواد اولیه از کارخانه به محل تولید لولهها، یعنی محل پروژه بسیار آسان است و هزینه حمل و نقل عناصر ساختمانی بسیار پایین است، زیرا حجم مواد اولیه بسیار کم و حمل آنها آسان است.
در واقع تولید اصلی در محل پروژه انجام میشود.
تجهیزات تولید لولهها، اندازهای بزرگتر از یک میز تحریر را ندارند و به راحتی با کامیون، قطار، کشتی یا هواپیما قابل حملاند.
این تجهیزات شامل دستگاه ژنراتور و دستگاه کمپرسور نیز میباشد که در یک محفظه جای گرفتهاند.
در نتیجه با هر نوع امکانات زیربنایی در محل ساخت، این روش قابل اجراست.
لولههای گالوانیزه در این سیستم، به علت سبک بودن به سهولت قابل حمل و نقل هستند، به طوری که یک کارگر میتواند در هر دست یک لوله را حمل کند.
افراد دستاندرکار ساخت کافی است 4 یا 5 نفر باشند.
یک نفر اپراتور دستگاه تولید کننده، یک متخصص کارهای فلزی و بقیه میتوانند افراد بومی، بدون هیچ تجربهای در ساخت و ساز باشند.
در یک پروژه در نهایت 20-15 نفر مسئول خواهند بود، که گروهی به تولید لولهها و اتصالات میپردازند و گروهی به طور موازی و همزمان مشغول نصب آنها هستند.
دهانه تیرهای اصلی حداکثر 4 متر است و در جهت دیگر محدودیتی وجود ندارد.
البته با یک تیر میانی میتوان طول دهانه را افزایش داد.
برای مثال در ساختمان مدرسهای که با این سیستم ساخته شده است، با استفاده از یک تیر میانی دهانه 7 متری ایجاد شده است.
سیستم ساختمانی ترونکو در برابر زلزله و باد نیز مقاوم است، زیرا وزن ساختمانی که با این روش ساخته شود، یک چهارم سیستمهای سنتی است و این امر موجب کاهش قابل توجه نیروی زلزله ساختمان میشود.
وزن کم، استفاده از این سیستم را در مناطقی با خاک ضعیف و حتی بر روی بناهای ساخته شده، ممکن میسازد.
تولید، اجرا و برپایی این سیستم میتواند در هر اقلیم و در هر فصلی از سال انجام گیرد و مانند بعضی از سیستمهای متداول همچون بتن، نیازمند دمایی خاص برای اجرا نیست.
تاکنون از این سیستم در آمریکای جنوبی، آفریقای جنوبی و سوئیس استفاده شده است.
این تنوع اقلیمی نشان دهنده امکان بهره گرفتن از این روش در مناطق مختلف است.
یکی از خصوصیات مهم این سیستم امکان استفاده مجدد از آن است.
به عبارت دیگر در صورت نیاز میتوان از اجزای این سیستم برای ساخت بنایی جدید در مکانی دیگر استفاده کرد.
عمر مفید بنایی که با این سیستم ساخته میشود، بیش از 60 سال است.
- روش اجرا:
برای اجرای این سیستم ابتدا در روی زمین متراکم شده یک سکوی بتنی، با بتن سبک به ضخامت 15 الی 20 سانتیمتر ساخته میشود.
پس از آماده شدن سکو دیوارها بر روی آن قرار میگیرد.
در داخل سکو شبکهای از میلگرد نمره 6 یا 8 قرار میگیرد، که به طور کامل از اطراف مهار شدهاند.
در صورتی که مقاومت خاک به مقدار کافی نباشد، بهتر است ابتدا پی اجرا و سپس سطح نهایی به صورت یک سکو برای کار آماده شود.
هم زمان با اجرای پی با بتن مسلح، صفحات فولادی در لبهها در بتن کار گذاشته میشوند.
در مرحله بعد، سازه به آنها مهار میشود.
این صفحات در محلهایی که از قبل تعیین شده، قرار میگیرند.
این نقاط معمولاً محل تقاطع دیوارهای خارجی و نیز محل بازشوهای اصلی هستند.
ابتدا اولین سری از لولهها براساس نقشه معماری در محل مورد نظر قرار داده میشوند.
سپس به صفحات فلزی با استفاده از جوش، متصل میشوند.
همزمان با بالا رفتن دیوارها، پروفیلهای در و پنجره در محل خود قرار میگیرند و سپس در ارتفاع مشخصی تیرهای اصلی و فرعی اجرا میشوند.
در داخل اتصالات نیز میلههایی به نام کشندههای عمودی قرار داده میشود.
این میلهها ضمن کنترل مکان قرارگیری اتصالات در گوشهها، باعث ایجاد یکپارچگی در سازه میشوند.
در مرحله اجرا ابتدا دیوارهای طبقه اول برپا میشوند و سپس سقف اجرا میشود.
در صورتی که ساختمان دو طبقه باشد، دیوارهای طبقه دوم و سپس سقف آن طبقه ساخته میشود.
دقت در اجرای این سیستم از اهمیت ویژهای برخوردار است، زیرا با خطایی در حدود 2-1 میلیمتر لوله فلزی در محل خود قرار نمیگیرد.
تسمههای فلزی از فولاد گالوانیزه برای تأمین مقاومت ساختمان در برابر بارهای جانبی به سیستم سازه اضافه میشوند.
در دیوارهای خارجی، پس از نصب یونولیت و رابیتس، اجرای هرگونه نمای سنتی یا صنعتی ممکن است.
میتوان با استفاده از مصالح ضدآب مانند مرمریت، که به صورت خمیری روی یونولیت مالیده میشود، نمای سادهای اجرا کرد.
یا میتوان روی یونولیت سیمان پاشید.
برای نما، سنگ و آجر هم قابل اجرا است.
پوششهای دیگری نیز برای نما میتوان اجرا کرد، این انتخاب براساس شرایط بومی و منطقهای و نظرات طراح یا سازنده انجام میشود.
در ساختمانهای تجاری و صنعتی دیوارهای داخلی را میتوان بدون نازککاری باقی گذاشت.
سادهترین و مناسبترین راه برای پوشش نما، استفاده از پانلهای عایق پلی استایرن با چسب سیمان است که در یک طرف صاف و در طرف دیگر مواج هستند.
پوششهای دیگر میتواند از رنگ، جلا، چوب، سیمان، آجر و سایر مصالح نما باشد.
این موضوع به شکلگیری معماری بومی کمک میکند.
به علاوه ساختمان تمام شده با توجه به نوع نمای استفاده شده میتواند کاملاً سنتی و یا کاملاً مدرن به نظر برسد.
- انطباق با آیین نامهها و مقررات ساختمانی:
مصالح مصرفی در این سیستم غیرقابل اشتعال و مقاوم در برابر آتشسوزی هستند و الزامات مربوط به حفاظت در برابر حریق و آیین نامهای ASTM را برآورده میسازند.
سبکی و یکپارچگی سازه مزیت اساسی این سیستم در برابر زلزله است.
این سیستم باید با رعایت آیین نامه 2800 ایران طراحی و اجرا شود.
سیستم ترونکو از مؤسساتی مانند NES ICBO، BOCA گواهینامه و مجوز ساخت دریافت کرده است.
- بررسی سیستم از نظر هزینه و زمان ساخت:
هزینه نهایی تولید و اجرای سیستم ترونکو در مجموع، از سیستمهای سنتی کمتر است زیرا با انتقال خط تولید به محل پروژه هزینه حمل ونقل و جابهجایی اجزا، تا حد چشمگیری کاهش مییابد.
در این سیستم دستگاهها به صورت کامپیوتری قطعات را براساس اطلاعات وارد شده به طور کاملاً دقیق برش میدهند، بدین ترتیب دور ریز مصالح به حداقل ممکن کاهش پیدا میکند.
ماده اولیه به صورت ورق گالوانیزه به سایت منتقل میشود.
این امر هزینه حمل و نقل را به مقدار قابل توجهی کاهش میدهد (حجم ورق 1.200 حجم پروفیل ساخته شده است).
هرچند هزینه تأمین مصالح در مرحله اول زیاد است، اما به دلیل مدت زمان کوتاه ساخت این هزینه بالا جبران میشود و استفاده بهینه از مصالح صرفه اقتصادی ایجاد میکند.
درضمن کوتاه بودن زمان اجرا، باعث کاهش هزینه بالاسری و هزینه نگهداری سیستم در حین اجرا میشود.
از سوی دیگر هزینه اسکان کارگران و حقالزحمه آنان و سایر دستاندکاران و نیز هزينه آب و برق و اقلام مصرفی، بسیار کمتر میشود.
همچنین خشک بودن سیستم، محیط کار مناسبی فراهم میکند که در آن مصرف آب (به جز آب مورد نیاز برای بتن شالوده) وجود ندارد و این امر نیز در کاهش هزینهها مؤثر است.
- بررسی سیستم از نظر انرژی و عایقبندی صدا:
سیستم ترونکو از نظر صرفهجویی در مصرف انرژی دارای مزایای بسیار است، زیرا اجزای اصلی پدید آورنده سیستم، یعنی لولهها به دلیل توخالی بودن و وجود هوا درون آنها، عایق حرارتی مؤثری هستند.
به علاوه با استفاده از عایق حرارتی، یعنی نصب عایق پلی استایرن که در یک طرف موجدار و در طرف دیگر صاف است بر روی دیوارهای خارجی و سقف، میتوان این سیستم را در سردترین مناطق اجرا کرد.
همچنان که در حال حاضر تعداد قابل توجهی از ساختمانهای مسکونی در مناطق سردسیر کشور کانادا با این سیستم اجرا شده است.
به دلیل ساختار توخالی لولهها این سیستم از مقاومت بالایی در برابر صدای هوابرد برخوردار است، ولی در برابر صدای کوبهای مقاومت مناسبی ندارد.
البته با استفاده از پوشش بر روی لولههای گالوانیزه (متالوگها) مقاومت سیستم در برابر هر دو نوع صدا افزایش مییابد.
- الزامات طراحی و اجرایی:
رعایت نکات، ضوابط و الزامات زیر در مراحل طراحی و اجرای سیستم ساختمانی ترونکو ضروری است.
- پیشبینی سیستم مهاربندی جانبی برای مقاومت در برابر بارهای جانبی مانند باد یا زلزله ضروری است.
- رعایت ضوابط مبحث 9 مقررات ملی ساختمان ایران (طرح و اجرای ساختمانهای بتن آرمه) در طراحی و محاسبه قسمتهای بتنی ساختمان الزامی است.
- طراحی سازهای کلیه اجزا و اتصالات سیستم باید براساس استاندارد AISI و طراحی لرزهای آن براساس آیین نامه 2800 و با در نظر گرفتن ضریب رفتار 5 انجام شود.
- رعایت محدودیت حداکثر بار زنده و مرده به ترتیب 250 و 400 کیلوگرم بر مترمربع برای سقفها توصیه میشود.
- در صورت استفاده از سقف بتنی به منظور یکپارچگی بین سقف بتن مسلح و تیرهای فولادی سرد نورد شده، به کارگیری برشگیر مطابق مبحث دهم مقررات ملی ساختمان (طرح و اجرای ساختمانهای فولادی) و آیین نامه AISC الزامی است.
- کلیه اتصالات اعضای قائم به اعضای افقی باید به گونهای باشند که یکپارچگی اعضا در ارتفاع سازه تأمین شود.
- استفاده از این سیستم برای ساختمانهای با اهمیت متوسط تا دو طبقه و برای ساختمانهای آموزشی تا یک طبقه توصیه میشود.
- ضوابط مربوط به اجزای اتصال دهنده، شامل پیچ خودکار، پیچ و مهره باید طبق آیین نامه AISC و استاندارد AISI رعایت شود.
- مهاربندیهای تسمهای مورد استفاده در این سیستم باید فاقد هرگونه افتادگی اولیه باشند.
- رعایت مشخصات فولاد سرد نورد شده براساس استاندارد ASTM الزامی است.
- به کارگیری حداکثر دهانه باربر ثقلی 4 متر و حداکثر ارتفاع ناخالص (با درنظر گرفتن ضخامت سقف) 3.6 متر برای هر طبقه توصیه میشود.
- تأمین ضوابط دیافراگم صلب برای کلیه سقفها لازم است.
- در صورت استفاده از اتصالات جوش، رعایت ضوابط و مقررات مربوط به جوشکاری اعضای سرد نورد شده مطابق مبحث دهم مقررات ملی ساختمان (طرح و اجرای ساختمانهای فولادی) و استاندارد AISI و آیین نامههای AWS و AISC الزامی است.
- کنترل سازه در برابر بار باد باید مطابق مبحث 6 مقررات ملی ساختمان ایران (بارهای وارد بر ساختمان) و با در نظر گرفتن سیستم مقاوم در مقابل بارهای جانبی انجام شود.
- رعایت ضوابط مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان ایران (صرفهجویی در مصرف انرژی) الزامی است.
- صدابندی هوابرد جداکنندههای بین واحدهای مستقل و پوسته خارجی ساختمان و صدابندی سقف بین طبقات باید مطابق ضوابط مبحث هجدهم مقررات ملی ساختمان ایران (عایقبندی و تنظیم صدا) تأمین شود.
- ضروری است پیشبینیهای لازم در ارتباط با جزئیات معماری و سازه از حیث دوام، خوردگی، مسائل زیست محیطی و … بر مبنای مقررات ملی ساختمان در آیین نامههای معتبر بینالمللی انجام شود.
- ضوابط و مقررات مربوط به محافظت ساختمانها در برابر آتش باید مطابق مبحث 3 مقررات ملی ساختمان ایران (حفاظت ساختمانها در برابر حریق) و همچنین الزامات نشریه شماره 444 مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن (آیین نامه محافظت ساختمانها در برابر آتش) رعایت شود.
با توجه به اجزای فولادی سازه سیستم، استفاده از پوششهای محافظت کننده برای حفاظت سازه در برابر حریق ضروری است.
همچنین حداکثر ارتفاع مجاز ساختمان با توجه به مقاومت اجزای ساختمان در برابر آتش تعیین شود. - لازم است تمهیدات لازم متناسب با شرایط مختلف اقلیمی و محیطهای خورنده پیشبینی شود.
کاربردهای مناسب:
مناسبترین کاربردهای سیستم ساختمانی ترونکو، شامل بناهای مسکونی یک یا دو طبقه و بناهای دیگر مانند مدارس، درمانگاهها، مهد کودکها، خوابگاهها یا ساختمانهای اداری و تجاری با طبقات محدود است.
- محدودیتها:
سیستم ترونکو از نظر طراحی معماری دارای محدودیتهایی است که از آن جمله باید به ضرورت استفاده از اتصالات 90 درجه اشاره کرد.
هرچند که در بعضی کشورها اتصالات 30 و 60 درجه و حتی دایره هم اجرا میشود.
حداکثر تعداد طبقات قابل اجرا با این سیستم دو طبقه و در موارد خاص تا سه طبقه است، این سیستم در دهانههای کوچک قابل اجراست.
این سیستم ساختمانی برای سالنهای اجتماعات، مساجد، فضاهای وسیع مانند سالنهای ورزشی و یا انبارها مناسب نیست.
- ارزیابی و نتیجهگیری:
سیستم ساختمانی ترونکو برای ساختمانهای یک الی دو طبقه روشی کاملاً مناسب است.
این سیستم متشکل از قابهای ساختمانی ساده با اعضای فلزی سرد نورد شده شامل اعضای قائم (با مقاطع مختلف مانند لوله، قوطی و یا مقاطع L شکل و …) و عناصر افقی لولهای یا قوطی شکل و بادبندیهای ضربدری است که در دیوارهای ساختمان نصب میشوند.
سقف این سیستم متشکل از لولههای فلزی (متالوگ) به همراه قطعات پوشش دهنده و یا سقف بتن آرمه است.
لولههای متالوگ، به طور معمول لولههای فلزی گالوانیزه با قطر حدود 206 میلیمتر و ضخامت 0.53 میلیمتر هستند که به عنوان عناصر تشکیل دهنده سقف طراحی شده و در مواردی نقش قالببندی برای دال بتنی سقف را ایفا میکنند.
در دیوارهای داخلی و خارجی این ساختمان، لازم است تمهیدات کافی برای حفاظت ساختمان در برابر حریق، عایقبندی و تنظیم صدا و صرفهجویی در مصرف انرژی در نظر گرفته شود.
گردآورنده: گروه آموزشی استوارسازان با نظارت علمی مهندس سیدعلی منتظری
سلام ممنون از مطالب ارائه شده
بنظر می رسه عکس هایی که قراردادید از سیستم LSF است.لذا اگه به این نتیجه رسیدید جایگزین کنید لطفا
mersi az maghale khobeton
خداروشکر که راضی بودید