عمران فایل

نحوه اجرای راه پله بتنی و بررسی اجرای تیر نیم طبقه راه پله

راه پله به عنوان مهم ترین راه دسترسی به ارتفاع بالاتر یا پایین تر در ساختمان شناخته می شود که می تواند کارایی سازه را تحت تاثیر قرار دهد. نادیده گرفتن آرماتوربندی و اجرای درست راه پله در طراحی سازه باعث به وجود آمدن مشکلاتی در سازه به هنگام وارد شدن بارهای جانبی زلزله می شود.

در این مقاله ضمن تعریف نقش انواع راه پله بتنی و فلزی، و همچنین طراحی تیر نیم طبقه راه پله، به شرح چگونگی آمارتوربندی و اجرای راه پله بتنی خواهیم پرداخت.

در این مقاله خواهیم آموخت که:

  1. نقش راه پله در ساختمان چیست؟ و انواع آن کدام است؟
  2. راه پله از چه اجزائی تشکیل شده است؟
  3. مراحل اجرای راه پله ی بتنی چیست؟
  4. پدیده ی ستون کوتاه چیست و چه زمان در سازه رخ می دهد؟
  5. انواع اتصال تیر نیم طبقه به ستون راه پله کدام است؟
  6. تاثیر در نظر گرفتن یا نگرفتن سختی راه پله در طراحی چیست؟

 

راه پله بتنی دو طرفه

راه پله دو طرفه بتنی

 

نقش ساخت راه پله در ساختمان

پله وسیله ای ارتباطی بین طبقات و سطوح غیر هم سطح در ساختمان است. پله ها در ساختمان به دو دسته ی پله های اصلی که بخشی از سازه ی ساختمان اند و پله های فرعی که جزء سازه ی اصلی ساختمان نمی باشند. راه پله یکی از عواملی است که نحوه ی گردش افراد در ساختمان را مشخص می کند و در مواقع خطر مانند زلزله و آتش سوزی باید جزء اماکن امن در ساختمان باشد تا با ایجاد امکان فرار از جان افراد حفاظت کند.
یک مهندس باید بتواند به خوبی مکان و نقش راه پله را تصور و طراحی کند، و از اجرای صحیح اتصالات راه پله اطمینان حاصل نماید، چراکه اجرای صحیح راه پله بسیار دشوار بوده و نیازمند نیروی اجرایی متخصص می باشد.

انواع راه پله

پله گرد: پله های گرد به دلیل معماری زیبا و این نکته که برای اجرا به فضای کمتری نیاز دارند در ساختمان ها اجرا می شوند.
پله تک بازو: پله های تک بازو طبقات را در یک مسیر مستقیم به یکدیگر وصل می کنند، که البته به دلیل خسته کننده بودن عموما استفاده ی محدودی دارند. و برای اتصال اختلاف ارتفاع های کم، استفاده می شوند.
پله دو طرفه: پله های دو طرفه رایج ترین نوع پله ها می باشند، که از دو رمپ غیر هم جهت با یک پاگرد در وسط شان تشکیل شده اند. در اجرای این پله ها باید به اتصال اصولی تیر میان طبقه و پاگرد به ستون های دو طرف راه پله توجه داشت.
پله چند بازو: این پله ها به دلیل داشتن بیش از یک پاگرد در مسیر، جزء راحت ترین پله ها می باشد، البته با توجه به همین مسئله نیاز به فضای بیشتری برای اجرا دارند. در اجرای این پله ها نیز مانند پله های دو طرفه باید در اتصال تیر میان طبقه و پاگرد به ستون های اطراف راه پله توجه ویژه ای داشت.
از دیگر انواع پله می توان به پله بتنی دارای تیر باربر، پلکان دالی با پاگرد چرخشی، پلکان دالی پیوسته با دو خم، پلکان بتنی طره ای یا معلق، پلکان حلزونی چشم- دار بتنی و پلکان پیش ساخته اشاره کرد.

 

 انواع راه پله بتنی

راه پله معلق بتنی

 

راه پله از چه اجزائی تشکیل شده است؟

  1. کف پله: قسمتی از پله که کف پا روی آن قرار می گیرد و برای بالا رفتن از آن استفاده می شود. پاخور کف پله باید به اندازه ای باشد که کف پا به راحتی روی آن قرار گیرد یعنی نه آنقدر کم عرض که کف پا کامل روی آن قرار نگیرد و نه آنقدر پهن که قدم گذاشتن روی پله ی بعدی مشکل شده و تعادل فرد به هم بخورد، پاخور کف پله با توجه به نوع ساختمان طبق بند ۴-۲-۱۲-۳- ۳ الی بند۴-۲-۱۲-۳- ۵ مبحث ۴ مقررات ملی ساختمان متفاوت می باشد اما رعایت حداقل پاخور به اندازه ی ۰٫۲۸ متر و ۱۱۰۰ میلی متر عرض مفید الزامی است.
  2. ارتفاع پله: حدفاصل دو کف پله ی متوالی را ارتفاع پله در نظر می گیرند. هرچه ارتفاع پله کمتر باشد تعداد پله ها بیشتر شده و بالعکس، معمولا با توجه به کاربری ساختمان و مد نظر گرفتن این مورد که بیشتر چه افرادی از پله استفاده می کنند ارتفاع پله متفاوت می باشد. اما طبق بند۳-۶-۴-۳- ۴ مبحث ۳ مقررات ملی ساختمان حداکثر ارتفاع پله ۱۸۰ و حداقل ۱۰۰ میلی متر می باشد.
  3. چشم پله( چاه پله): حداقل فاصله بین بازوهای پله هایی که با دو گردش و یک پاگرد ساخته می شوند.گردش پله ها باید حدود ۲۰ سانتی متر از یکدیگر فاصله داشته باشند.
  4. تعداد پله: مطابق بند ۴-۲-۱۲-۳- ۹ حداکثر تعداد پله ها بین هر پاگرد باید ۱۲ عدد باشد. چرا که اگر تعداد پله های پشت سر هم در یک ردیف زیاد باشد به هنگام پایین آمدن باعث ایجاد ترس در فرد می شود.
  5. پاگرد: به حد فاصل بین دو شمشیری پله، در پله های U شکل پاگرد می گوییم. مطابق بند ۴-۲-۱۲-۳- ۸ مبحث ۴ مقررات ملی ساختمان حداقل عرض پاگرد باید به اندازه عرض پله باشد، البته این عرض در پله های U شکل به طور معمول دو برابر عرض پله شده و طول پاگرد نیز باید به اندازه ی یک پله باشد.
  6. طاق پله: منظور از طاق پله ارتفاع سقف راه پله و کوتاه ترین فاصله بین دو راه پله (فاصله بین کف راه پله تا پاگرد روی آن) می باشد که تا ارتفاع ۱۹۵ سانتی متر اجرا می شد. نکته هنگام اجرای طاق پله این است که ارتفاع آن باید به گونه ای انتخاب شود که یک ادم با قد معمولی به راحتی بتواند تردد کند و انقدر کم فرض نشود که با وجود تردد بدون مخاطره اصطلاحاً چشم ترس باشد.
    از جمله نکات دیگر در رابطه با راه پله می توان به محل قرار گیری راه پله، میله های دستگیرد، دور بند و شیب کف پله اشاره کرد:
    محل قرار گیری راه پله: راه پله باید در محلی قرار بگیرد که به راحتی دیده شود و باعث گیج شدن و گمراه شدن افراد نگردد. مطابق جدول ۳-۶-۳-۲-۱ مبحث ۳ مقررات ملی ساختمان حداکثر فاصله ی راه پله در ساختمان های مسکونی از دور ترین نقطه ساختمان به طور میانگین نباید از ۲۵ متر بیشتر باشد تا در هنگام حریق یا خطر فرد بتواند خود را به خروجی برساند.
    دور بند پله: در گذشته از چشمه پله برای چاله آسانسور استفاده می شد اما مطابق بند ۳-۶-۳-۳- ۳ مبحث ۳ مقررات ملی ساختمان به دلیل مناسبات امنیتی در برابر حریق باید محل راه پله از اسانسور و دیگر بخش ها جدا باشد تا در هنگام آتش سوزی مسیر، خروج برای افراد باز باشد و باعث گیر افتادن افراد در بین طبقات نشود.
    میله های دستگرد: مطابق بند ۳-۶-۴-۳-۸ مبحث ۳ مقررات ملی ساختمان راه پله های خروجی باید در دو طرف خود دارای نرده ی دستگیر باشند.
    شیب کف پله: به هنگام اجرای کف پله برای سهولت در نظافت پلکان در آینده یک شیب حدود ۳ یا ۲ درجه به آن می دهند.

مراحل اجرا و قالب بندی راه پله ی بتنی چیست؟

در ساختمان های بتنی راه پله از جنس دال بتنی ساخته می شود، به این صورت که پاگرد و رمپ پله از جنس دال بتنی می باشد و برای ساخت آن پس از قالب بندی و آرماتور بندی بتن ریزی راه پله انجام می شود. از جمله روش های ساخت راه پله بتنی می توان به دال بتنی، تیرچه بلوک، کامپوزیت و پیش ساخته اشاره کرد.

قالب بندی و اجرای راه پله

قالب بندی راه پله بعد از اتمام بتن ریزی ستون ها و دیوار برشی های اطراف راه پله و باز کردن قالب آن ها انجام می شود، قالب بندی و آرماتوربندی راه پله و سقف طبقه بالای آن همزمان انجام می شود. جنس قالب رمپ و پاگرد معمولاً از تخته چند لایه روغن کاری شده، و جنس قالب کناره های راه پله از فلز می باشد. در اجرای قالب بندی باید از استحکام قالب ها اطمینان حاصل کرد چراکه این قالب ها باید بتوانند علاوه بر وزن خود وزن بتن تازه و عوامل اجرایی را تحمل کنند به همین منظور قالب ها را با سیم نجاری به چوب های چهار تراش و جک های سقفی متصل می کنند.

 

اجرای راه پله بتنی

قالب بندی راه پله بتنی تک بازو

 

آرماتور بندی و قالب بندی راه پله

قالب بندی راه پله، شامل آرماتور بندی تیر میان طبقه و آرماتور بندی رمپ و پاگرد می شود. برای آرماتور بندی راه پله ابتدا باید آرماتور بندی تیر میان طبقه انجام پذیرد و پس از آن آرماتور بندی رمپ و پاگرد انجام شود.
آرماتور بندی تیر میان طبقه: آرماتور تیر نیم طبقه راه پله باید به ستون ها و دیوار برشی اطراف راه پله متصل شود. در نتیجه آرماتور بندی آن هم زمان با آرماتور بندی ستون ها انجام می شود، البته باید توجه داشت که بتن ریزی آن همران با بتن ریزی سقف و رمپ می باشد و تنها آرماتور بندی تیر میان طبقه به سبب اتصال به ستون های اطراف همزمان با آرماتور بندی ستون صورت می پذیرد. به این منظور زمانی که قالب بندی ستون انجام می شود باید توجه داشت که در تراز معین بازشو هایی تعبیه گردد تا بتوان آرماتور تیر میان طبقه را به آرماتور های ستون متصل کرد، در هنگام بتن ریزی ستون می توان این بازشو ها را با یونولیت پوشاند تا مانع از خروج بتن از قالب شود.
آرماتور بندی رمپ و پاگرد: قالب بندی رمپ و پاگرد راه پله باید طبق نقشه های اجرایی انجام شود، به این صورت که برای آرماتور بندی رمپ یک سر آرماتور به تیر میان طبقه و سر دیگر آن به تیر سقف وصل می شود. برای وصل کردن آرماتور رمپ به تیر سقف همیشه در سقف آرماتور انتظار برای اتصال با رمپ تعبیه می شود. هرچند، بار حاصل از راه پله توسط ستون ها به پی منتقل می شود اما بار راه پله ی اول به طور مستقیم به پی منتقل می شود و آرماتور رمپ اولین راه پله مستقیما به پی متصل است و مانند ستون کوچکی بار راه پله ی اول را به پی منتقل می کند، به همین منظور ریشه ی راه پله ی اول در آرماتور بندی پی لحاظ می- شود. ارتفاع ریشه ی رمپ اول در پی معمولا باید بین ۲۰ تا ۳۰ سانتی متر باشد.

 

آرماتور بندی راه پله بتنی

آرماتور بندی راه پله بتنی تک بازو

 

بتن ریزی و اجرای راه پله

باید به این نکته توجه داشت که بتن ریزی  و اجرای راه پله باید به صورت پیوسته و از پایین به بالا انجام پذیرد چراکه در صورتی که بتن ریزی از بالا به پایین صورت پذیرد بتن با نیروی وزن خود به پایین حرکت کرده و این جا به جایی باعث جدا شدن سنگ دانه های بتن می شود.
از جمله نکات دیگر بتن ریزی راه پله می توان به موارد زیر اشاره کرد:
• بتن ریزی راه پله هم زمان با بتن ریزی سقف و پس از پایان بتن ریزی ستون ها و دیوار برشی های اطراف راه پله انجام می شود.
• ویبره ی بتن راه پله باید سریع انجام شود تا مانع حرکت سنگدانه ها به پایین و جدا شدن دوغاب سیمان و سنگدانه ها شود.
• بهتر است برای جلوگیری از حرکت بتن رو به پایین از بتن با اسلامپ کمتر در راه پله استفاده شود تا سریع تر سفت شود.
پس پایان عملیات بتن ریزی، سطح بتن را با ماله صاف کرده و عملیات عمل آوری بتن را انجام می شود.
حداقل کاور بتن روی آرماتور ها باید ۲ سانتی متر یا به اندازه ی قطر بزرگترین میلگرد استفاده شده باشد. با توجه به این امر تا یک ساعت مقاومت در برابر حریق ایجاد می شود، می توان برای آرماتور بندی از میلگرد های فولادی نرم یا با تسلیم بالا استفاده کرد.

 

ساخت راه پله بتنی

بتن ریزی از پایین به بالا راه پله بتنی

 

اجرای تیر نیم طبقه راه پله

آرماتوربندی راه پله ی بتنی به صورت های مختلف اجرا می شود، یکی از روش های اجرای آن نصب تیر نیم طبقه می باشد. اجرای نامناسب تیر نیم طبقه موجب بروز پدیده ای به نام ستون کوتاه می شود.
منظور از اجرای نامناسب تیر نیم طبقه راه پله  اجرای اشتباه اتصال آن به ستون راه پله می باشد. در واقع طراحان به هنگام طراحی راه پله اتصال تیر میان طبقه را مفصلی در نظر می گیرند، چرا که در غیر این صورت و در نظر گرفتن اتصال گیردار علاوه بر نیروی برشی، نیروهای خمشی و پیچشی نیز به ستون وارد می شود و در واقع هدف از اجرای تیر نیم طبقه استفاده از آن در سیستم باربر جانبی نیست. در نتیجه با در نظر گرفتن آرماتور بندی خاص اتصال تیر میان طبقه به ستون راه پله مفصلی طراحی می شود، اما در عمل اجرای اتصال مفصلی بسیار مشکل بوده و اغلب به دلیل در دست نبودن جزئیات آرماتوربندی اتصال تیر به صورت گیردار اجرا می شود. و نهایتاً اجرای گیردار تیر نیم طبقه به ستون موجب رخ دادن پدیده ی ستون کوتاه می شود.
تا کنون با مخاطراتی که به دلیل پدیده ی ستون کوتاه رخ می دهد آشنا شدید، اما این سوال مطرح می شود که تیر نیم طبقه چطور باعث به وجود آمدن ستون کوتاه می شود؟ پاسخ این سوال را می توان این گونه توضیح داد که پدیده ی تیر نیم طبقه  زمانی اتفاق می افتد که طول واقعی ستون که در هنگام زلزله به آن نیرو وارد می شود کمتر از طول محاسباتی ستون در هنگام طراحی باشد، این اختلاف طول سبب وارد شدن نیروی بیشتری از نیروی طراحی به ستون می شود چراکه ستون تمایل دارد جابه جایی متناسب با دیگر ستون ها داشته باشد و با توجه به کوتاه تر بودن آن نیروی بیشتری را جذب می کند، که این اتفاق باعث می- شود نیروی پیش بینی نشده ای به ستون راه پله وارد شود و پایداری آن را به خطر بیاندازد.
چنانچه می دانید پایداری راه پله در زمان وقوع زلزله بسیار مهم است چرا که راه پله از جمله راه های خروج در هنگام خطر در نظر گرفته شده و باید در آن زمان عملکرد مطلوبی داشته باشد.

 

عدم اجرای تیر نیم طبقه راه پله

خسارت ناشی از پدیده ستون کوتاه

 

راه های مقابله با پدیده ی ستون کوتاه

با توجه به مطالب گفته شده ضرورت اجرای مفصلی تیر نیم طبقه و تطابق اجرای اتصال و طراحی آن مشخص شده است، از جمله راه کار های پیشنهادی برای اجرای اتصال مفصلی تیر به ستون انجام خاموت گذاری ویژه در بالا و پایین اتصال می باشد که موجب جذب نیروی برشی وارده در هنگام وقوع زلزله می شود و عملکرد ستون را بهبود می بخشد.
از جمله ساده ترین روش های اجرای اتصال مفصلی نیز، حذف مهار آرماتور های بالایی تیر در داخل ستون است. این کار باعث می شود که آرماتور ها بتوانند در اثر کشش به وجود آمده از خمش در جای خود بلغزند و این نیرو را به ستون منتقل نکند، در نتیجه ظرفیت خمشی اتصال کم می شود.
از دیگر راه های پیشنهادی برای جلوگیری از رخ دادن پدیده ی ستون کوتاه، اجرای ستونک و اتصال آن به تیر تراز طبقه می باشد، که در این صورت دیگر نیازی به اتصال تیر نیم طبقه به ستون راه پله نبوده و دیگر با پدیده ی ستون کوتاه مواجه نخواهیم شد. اما نهایتاً بهترین و درست ترین راه همان تطابق فرضیات طراحی و واقعیت اجرایی می باشد.

انواع اتصال تیر نیم طبقه به ستون راه پله

اتصال ضربدری: اتصال ضربدری از جمله روش های متداول که در گذشته به عنوان تنها راه برای اجرای مفصلی اتصال تیر به ستون انجام می شد، می باشد. هرچند که با تحقیقات صورت گرفته در واقعیت می توان به این نتیجه رسید که با چنین اتصالی تیر نه تنها به صورت مفصلی عمل نکرده بلکه به صورت تیر دو سر گیردار عمل می کند. در واقع در این روش با عبور دادن ضربدری آرماتور های تکیه گاهی تیر در ستون سعی در دور کردن منفصل پلاستیک از محل انتهای تیر دارند که با توجه به اینکه در عمل با نصب خاموت در محل اتصال و اینکه میلگرد های تیر دارای خم نود درجه می شوند در نتیجه تیر به مانند تیر دو سر گیردار عمل می کند.
حذف مهار آرماتور تیر: در این روش با حذف مهار آرماتور تیر سعی در کاهش ظرفیت خمشی دارند و انتظار می رود تیر به هنگام وارد شدن نیروی زلزله در جای خود بلغزد و نیرویی به ستون وارد نکند. این نوع اتصال مورد قبول تر از نوع ضربدری می باشد اما همچنان دارای برخی مشکلات اجرایی است.
تیر نیم طبقه فولادی: این روش از بهترین روش های اجرای اتصال مفصلی می باشد. چرا که با توجه به این مسئله که اجرای اتصال با فولاد بسیار راحت تر و قابل کنترل تر از بتن است، و این که تیرآهن به وسیله ی نبشی در بالا و پایین به ستون متصل می شود در نتیجه نیروی برشی به ستون وارد نمی کند و هم چنین وجود درز اجرایی بین دال و ستون نیز عملا مانع انتقال لنگر می شود. همه ی عوامل ذکر شده باعث عملکرد بهتر اتصال مفصلی می شوند.

تاثیر در نظر گرفتن یا نگرفتن سختی راه پله در طراحی

با توجه به اینکه سختی راه پله موجب کاهش پریود سازه می شود، تاثیرات ناشی از سختی راه پله باید در هنگام طراحی در نظر گرفته شود. به این منظور باید طراحی دو بار انجام پذیرد، به این صورت که یک بار بدون تاثیر دادن سختی راه پله (به منظور طراحی سیستم باربر جانبی مقاوم که به تنهایی بتواند پایدار بماند) و بار دیگر با تاثیر دادن سختی راه پله (به منظور طراحی اجزای راه پله تحت تاثیر بار های وارده).
طراحان با این توجیه که مدل نکردن راه پله تاثیر چندانی بر سیستم سختی جانبی سازه ندارد، از مدل کردن آن صرف نظر می کنند، اما تجربه ثابت کرده است که امکان تشکیل مفصل پلاستیک در اطراف راه پله بسیار زیاد است. در نتیجه مدل کردن راه پله تاثیر بسزایی در ظرفیت سازه و کاهش تغییر مکان سازه خواهد داشت.
از جمله تاثیرات دیگری که سختی راه پله در طراحی دارد، می توان به تاثیر سختی دیوارک های زیر رمپ (که نقش تکیه گاهی برای رمپ دارند) بر سختی سازه اشاره کرد. این دیوارک ها هم زمان با تیر و ستون بتن ریزی می شوند و اگر چه می توانند با وجود اتصال کامل به بدنه ی سازه، نقش سازه ای ایفا کنند، اما باز هم در طراحی نادیده گرفته می شوند و در بهترین حالت تنها وزن بار مرده ی آن ها تاثیر داده خواهد شد. بررسی ها نشان داده است که محل راه پله و دیوارک های زیر رمپ می توانند حتی در تغییر مرکز جرم سازه نقش داشته باشند.

نتیجه گیری

با توجه به مطالب گفته شده می توان چنین نتیجه گرفت، که با وجود اینکه راه پله نقش سازه ای در سیستم باربر جانبی ساختمان ندارد، اما عدم مدل سازی صحیح و نزدیک به واقعیت اجرایی آن موجب تاثیراتی از جمله رخ دادن پدیده ی ستون کوتاه می شود. و یا در برخی مواقع با صرف نظر از تاثیر دادن سختی راه پله و دیوارک های زیر رمپ، محاسبه ی سختی سازه با واقعیت آن فاصله خواهد داشت و این مسئله روی پریود سازه، تغییر مکان آن و در نتیجه صرفه ی اقتصادی سازه تاثیر می گذارد.
برای نزدیک کردن واقعیت اجرایی اتصالات تیر نیم طبقه به ستون می توان از راهکار هایی مانند اتصال تیر نیم طبقه فولادی و یا تعبیه تیر نیم طبقه بر روی ستونک متصل به تیر طبقه استفاده کرد و از رخ دادن پدیده ی ستون کوتاه جلوگیری کرد.
در نهایت می توان چنین نتیجه گرفت که با طراحی و مدل سازی صحیح راه پله و فرض فرضیاتی نزدیک به واقعیت های اجرایی در مرحله ی طراحی سازه می توان از بروز مشکلات زیادی در هنگام وارد شدن بار های جانبی زلزله جلوگیری کرد و البته در این شرایط راه پله که نقشی اساسی در هنگام وقوع زلزله دارد می تواند عملکرد مناسب و مطلوبی را ارائه دهد.

منابع

  1. آیین نامه ی مقررات ملی ساختمان مبحث سوم، ویرایش دوم
  2.  آیین نامه ی مقررات ملی ساختمان مبحث چهارم، ویرایش دوم
  3. تقوی حسین، تیر ۱۳۹۸، بررسی اثر ستون کوتاه در راه پله های بتنی دارای تیر میان طبقه و معرفی راهکاری برای کاهش آن، سومین کنفرانس بین المللی پژوهش های کاربردی در مهندسی سازه و مدیریت آن، دانشگاه صنعتی شریف
  4. علیرضایی مهدی، امیری حسین، فلاحی سعید، دهقانی میلاد، ۳ و ۴ اردیبهشت ماه ۱۳۹۳، بررسی و مقایسه تحلیل خطی و غیر خطی مدل سازی راه پله در ساختمان های بتنی، پنجمین کنفرانس ملی زلزله و سازه، جهاد دانشگاهی استان کرمان
  5. مهدی زاده محمدباقر، محمدیان کریم، مهر ۱۳۹۴، اثر دیوارک های زیر رمپ های راه پله بر سختی سازه مسکونی بتن آرمه، دومین همایش ملی معماری و عمران و توسعه ی شهری، ارومیه
مهندس فاطمه محمدی

نوشته‌های مرتبط

قوانین ارسال دیدگاه

  • دیدگاه های فینگلیش تایید نخواهند شد.
  • دیدگاه های نامرتبط به مطلب تایید نخواهد شد.
  • از درج دیدگاه های تکراری پرهیز نمایید.
دیدگاه‌ها

*
*

0