سازه سی اف تی CFT چیست و نحوه اجرا و عملکرد آن چگونه است؟
CFT سازهای است که در آن مقاطع فولادی HSS با بتن با مقاومت بالا پر شده و به عنوان ستون استفاده میشود. این سازه به دنبال سازه فولادی، سازه بتن آرمه و سازه بتن آرمه اسکلت فلزی «سازه چهارم» نامیده میشود و از نظر مقاومت لرزهای و کارایی برتر است. این یک فناوری منحصر به فرد برای طراحی ستون هایی با استحکام و تاب آوری عالی و سطح مقطع کوچک با جایگزینی بتن پر شده با بتن های پر مقاومت و قرار دادن میلگردهای با مقاومت بالا در داخل مقاطع فولادی است. سیستم سازه CFT طبق آیین نامه ۲۸۰۰ ایران ترکیبی از قاب ساده، سیستم باربر جانبی (دیوار برشی یا مهاربندی های فولادی) است.
طبق آیین نامهی بین المللی سیستم سازهای CFT این سیستم برای ساختمان های 1 تا 80 طبقه کاملاً مناسب است.
همچنین بر اساس این مقررات نوع سقف مورد استفاده میتواند دال یکطرفه و دوطرفه، عرشه فولادی، سیستم های یوبوت و کوبیاکس، سیستم وافل یکطرفه و دوطرفه، تیرچه بلوک یا کرومیت و.. باشد.
در ادامه به روش اجرایی، مزایا مقایسه این نوع سازه با سازههای دیگر میپردازیم.
مراحل اجرا:
سازه CFTدارای سه قسمت اصلی ستون مختلط، تیر فولادی یا مختلط و دیوارهای برشی بتن مسلح است.
-برای اجرای این نوع سازه ابتدا مقاطع فلزی سازه که به صورت تو خالی میباشد بعد از اجرای فونداسیون با رعایت تمامی ضوابط اجرا میشود.
-پس از نصب ستون داخل مقاطع با بتن پر میشود. فرآیند بتنریزی در داخل لولهها باید با دقت انجام شود تا از پر شدن کامل لولهها و جلوگیری از ایجاد حبابهای هوا اطمینان حاصل گردد. استفاده از ویبره برای تراکم بهتر بتن توصیه میشود.
بتن مورد استفاده باید دارای مقاومت فشاری مناسب باشد و از طرح اختلاطی استفاده شود که خصوصیات مکانیکی مطلوب را فراهم کند.
بعد از مرحله نصب ستون، داخل ستون های خالی با یکی از انواع بتن ها پر میشود، این بتن می تواند یکی از انواع بتن های معمولی یا خود متراکم باشد.
-اجرای دیگر اجزا سازه: پس از نصب ستونهای CFT و خشک شدن بتن سایر اجزای سازه مانند تیرها، دیوارها و دالها بر اساس نقشههای اجرایی تکمیل میشوند. روش های اتصال میتواند به کمک جوش یا پیچ و مهره باشد.
– کنترل نهایی:کنترلهای نهایی و بازرسیهای لازم برای اطمینان از صحت اجرای سازه انجام میشود.
عملکرد سازه CFT
این نوع سازه در ساخت و ساز از ویژگیهای مثبت بسیار زیادی برخودار است و این به دلیل عملکرد مثبت و ویژگی های مطلوب آن است.
-به دلیل اندرکنش بالای فولاد و بتن در این نوع از ستون ها، عملکرد سازه ارتقا یافته و منجر به کاهش کمانش مقطع فولادی، مقاومت بیشتر بتن و کاهش خزش و جمع شدگی می گردد. همچنین نسبت فولاد به بتن در این گونه مقاطع در مقایسه با ستون بتن آرمه بالاتر رفته و قابلیت تغییر شکل پلاستیک در خمش به جهت محیطی بودن فولاد در سطح مقطع بتن افزایش مییابد.
-در برابر زلزله و نیروهای جانبی عملکرد موثری به دلیل ترکیب فولاد و بتن دارد.
مزایای سازههای CFT
– افزایش مقاومت و سختی: ترکیب بتن و فولاد منجر به افزایش مقاومت و سختی سازه میشود.
– تاخیر یا جلوگیری از کمانش: وجود بتن در داخل لوله فولادی باعث تاخیر یا جلوگیری از کمانش مقطع فولادی میشود.
– عملکرد بهتر در برابر آتش: بتن به عنوان عایق حرارتی عمل کرده و مقاومت سازه را در برابر آتش افزایش میدهد.
– کاهش زمان ساخت، وزن سازه و همچنین ابعاد ستون ها به مقدار قابل توجه.
– امکان ساخت مقاطع کوچکتر با مقاومت بالا.
– استفاده همزمان از نقاط قوت فولاد و بتن: در واقع از مقاومت بتن در فشار و مقاومت فولاد در کشش استفاده میشود.
– اجرای با دقت ستونها با کمترین میزان انحراف در بتن ریزی به این دلیل که بتن ریزی پس از نصب ستون و داخل آن ریخته میشود.
– بدون محدودیت در اجرای نوع سقف
– عدم استفاده از قالب بندی بتن: این امر منجر به کاهش هزینه و زمان میشود.
مزایای سازه CFT نسبت به سایر سازه های فلزی
مزایای سازه CFT نسبت به سایر سازه های بتنی
معایب سازه های CFT
با وجود مزایای بسیاری که این نوع سازه دارد دارای معایب جزئی است که نباید آنها را نادیده گرفت.
1-سطح مقطع فولاد باید حداقل یک درصد از کل سطح مقطع مختلط باشد.
2-نسبت عرض و ضخامت بین اجزای سطح مقطع فولاد باید بر اساس الزامات و از قبل تعیین شود.