تعریف پی
پی یا فونداسیون بخش مهمی از سازه ساختمان است که برای تحمل بارهای قائم ساختمان مانند وزن ستون ها ،دیوارها ،سقف ها و هم چنین بارهای ثقلی و افقی (باد و زلزله )و انتقال ان به زمین ساخته میشود این قسمت معمولا در زیر سطح طبیعی و مقاوم زمین قرار می گیرد و همه اجزای ساختمان مانند ستون ها ،دیوارها و سقف ها بر روی ان قرار میگیرند فونداسیون یک عامل انتقالی نیرو بین قسمت بالایی سازه و قسمت زیرین سازه میباشد.————–انواع فونداسیون
مهم ترین بارهای وارده بر سازه ساختمان شامل موارد زیر بوده
- بارهای ناشی از وزن سازه (بار مرده)
- بارهای ناشی از اجزای متحرک (بار زنده)
- بارهای ناشی از باد و برف و . . .(بار جانبی)
وظیفه پی در سازه
زمانی که یک پی با روش های اصولی واستاندارد ساخته شود میتواند در تحقق اهداف زیر کمک کرده
- توزیع بار سازه در یک منطقه وسیع از خاک
- جلوگیری از نشست نامتعادل و نامتقارن سازه
- جلوگیری از حرکات جانبی سازه
- افزایش ثبات و پایداری سازه
عوامل تاثیرگذار درانتخاب نوع پی برای یک سازه
- شرایط اقلیمی و آب و هوایی(عمق یخبندان)
- موقعیت جغرافیایی مانند قرار گیری ساختمان در شهر یا روستا ،کویر یا کوهستان ،جلگه یا سواحل دریا و مناطق زلزله خیز و اطلاع از وضعیت اقتصادی و فرهنگی مردم آن منطقه است
تفاوت پی (فونداسیون) با شالوده
فونداسیون و یا پی همان بخش زیر سازه به همراه خاک میباشد و وظیفه فونداسیون این است که بار سازه را به اعماق سطحی خاک منتقل کرده .اما خود این فونداسیون‌های سطحی از ۲ عنصر سازه‌ای(بتن و میلگردها) و غیر سازه‌ای(خاک زیر پی) تشکیل‌شده است
فونداسیون به ترکیب قسمت سازه‌ای و غیر سازه‌ای گفته میشود اما شالوده فقط به قسمت سازه‌ای نامیده میشود ————انواع فونداسیون
تقسیم بندی پی براساس مصالح مصرفی
- پی شفته ای
ساده ترین و اسان ترین پی سازی برای ساختمان کوچک ۲ یا ۳ طبقه آجری شفته خمیری است و روش ساخت این نوع به این ترتیب است که از مخلوط خاک، آب، شن و گرد آهک ،و در هر متر مکعب خاک آن بین ۲۰۰ تا ۲۵۰ کیلو گرم آهک استفاده شود . گاهی اوقات نیز بسته به شرایط مقداری پاره سنگ به آن اضافه میکنند . - پی اجری
این نوع پی مناسب ساختمان های کوچک و با بار وارده کم مناسب میباشد این فونداسیون نیز مانند پی‌های سنگی باید دارای ریشه ای به اندازه ۱۵ تا ۲۰ سانتی متر از طرفین دیوار روی آن باشد - پی سنگی
در این نوع پی در مناطقی که سنگ، ارزان و به اسانی در دسترس میباشد ساخته می شود نوع سنگی که برای این نوع پی ها استفاده میشود باید سالم بوده و از انواع سنگ های لاشه شکسته بوده - پی بتنی
بتن یکی از مقاومترین و مستحکم ترین مصالح برای پی بوده . پی هایی که با بتن ساخته می شود، جز بهترین فونداسیون از نظر جنس مصالح میباشد. امروزه توصیه می شودبرای افزایش استحکام سازه کلیه پی های ساختمانها به خصوص در مناطق زلزله خیز را با بتن مسلح ساخته . حتی برای ساختمان های سبک و یک طبقه نیز پی های بتنی از نوع نواری آن بسیار مناسب است.
تقسیم بندی پی ها براساس عمق قرار گیری
مبحث هفت مقررات ملی ساختمان دو پارامتر برای نوع شکل فونداسیون تعیین کرده که این دو پارامتر و نسبت بین این دو پارامترتعیین کننده نوع فونداسیون میباشد این دو پارامتر به ترتیب
۱.ضخامت فونداسیون
۲.عرض فونداسیون
طبق مبحث هفت مقررات ملی اگر نسبت ضخامت به عرض کمتر از ۳ واحد باشدپی از نوع سطحی بوده و اگر این نسبت بیشتر از ۱۰ واحد باشد پی از نوع پی‌های عمیق بوده و اگر این مقدار بین عدد ۳ و ۱۰ باشدپی از نوع پی‌های نیمه عمیق بوده —————-انواع فونداسیون
انواع پی های سطحی
- پی منفرد (Isolated Footing)
این نوع پی های معمولا در ساختمان های که تعداد طبقات ساختمان کم (حدود ۲ طبقه) باشد و ستون ها دارای بار قائم و واقع در مرکز پی (بدون خروج از مرکزیت) باشند اجرا شده .پی های منفرد معمولا در ساختمان های اسکلت فلزی یا بتنی و در زیر هریک از ستون ها استفاده میشود و معمولا با بتن یا بتن مسلح ساخته میشود و اندازه هر پی به جنس خاک ،میزان بار و نیروهای وارد بران بستگی دارد .ضخامت این نوع پی معمولا بیش از ۴۰ سانتی متر است .و از این نوع پی بیشتر در زمین ها با مقاومت متوسط یا بالا استفاده میشود پی های منفرد به وسیله یک المان محوری به نام شناژ در ۲ امتداد طولی و عرضی به یکدیگر متصل میشوند. ————–انواع فونداسیون
شناژ عنصری است که هیچ نقشی در تحمل بارهای وارده و انتقال آنها به زمین نداشته و نمی تواند نشست نسبی را کنترل کند. تنها وظیفه شناژ، به هم کلاف کردن پی و جلوگیری از حرکت افقی آنها نسبت به یکدیگر می باشد.
انواع پی منفرد :
۱.پی ساده
۲.پی شیب دار
۳.پی پله ای
۴.پی وزنی
- پی مرکب (Combined Footing)
از ترکیب دو یا چند فونداسیون منفرد ،فونداسیون مرکب ایجاد میشود .فونداسیون های منفرد ممکن است به دلیل نزدیکی به یکدیگر یا سایر دلایل فنی با هم ترکیب شوند .روی هر فونداسیون مرکب معمولا بیش از یک ستون قرار میگیرد این نوع فونداسیون معمولا هم در سطح بالا و هم در سطح پایین ارماتور گذاری و مسلح میشود —————انواع فونداسیون - -پی نواری (Strip Footing
با اتصال پی‌های یک ردیف ستون و یا پی زیر یک دیوار باربر، پی نواری ایجاد شده که نسبت طول به عرض آن بسیار زیاد است. معمولاً پی‌هایی که در آنها نسبت طول به عرض آن بزرگتر از ۴ تا ۵ باشد به عنوان پی نواری در نظر گرفته میشود. این نوع پی ها در زمین‌هایی که خطر رانش به وسیله خاک وجود دارد استفاده میشود . این نوع پی، بار وارده را در جهت طول پخش کرده و به خاک منتقل میکند و سازه را در مقابل لرزش‌ها و رانش‌های زمین مقاوم میکند. معمولا از این نوع پی در موارد زیر از استفاده می شود
۱.زیر یک ردیف ستون در ساختمان‌های اسکلت فلزی یا بتن مسلح
۲.زیر دیوار باربر در ساختمان‌های آجری
۳.زیر ستون و دیوار تواماً
- پی گسترده (Mat or Raft Foundations)
پی گسترده دال بزرگی است که بار تعداد زیادی ستون یا یک دیوار را در زیر کل سازه یا بخش بزرگی از آن را انتقال می دهد. این نوع پی معمولا در جاهایی که مقاومت زمین کم است یا در ساختمان های بلند مرتبه با اسکلت فلزی یا یتنی استفاده میشود
پی های گسترده شامل یک لایه بتن مسلح در زیر تمام ساختمان میباشد که کلیه بار های سازه ناشی از ستون ها و دیوارها را حمل می کند. این پی باعث توزیع نسبتا یکنواخت تنش و جلوگیری از تمرکز آن در زیر بارهای سنگین و موضعی می گردد و در نتیجه در کاهش نشست نامساوی بسیار موثر است.———انواع فونداسیون
- پی کلاف دار یا باسکولی (Strap footing)
فونداسیون مرکب است که بار دو ستون مجاور را به زمین منتقل می کند؛ با این تفاوت که زیر هر ستون، یک فونداسیون جداگانه قرار گرفته است و عملکرد این دو فونداسیون به وسیله یک تیر رابط قوی که هم چون یک تسمه مستحکم به آن دو متصل است هماهنگ شده و باعث توزیع یکنواحت بار میشود
علت اصلی استفاده از این پی معمولا به خاطر فاصله زیاد دو ستون مجاور از هم و صرفه جویی در مصرف بتن و میلگرد می باشد.——————–انواع فونداسیون
- پی شبکه ای (Grid footing)
اگر چند پی نواری در دو امتداد عمود بر هم قرار بگیرند، پی بدست آمده را پی شبکه ای می گویند. از نظر اقتصادی گاهی مقرون به صرفه است که شالوده های یک ردیف در هم ادغام و شالوده به صورت نواری اجرا گردد چنانچه این نوارها در هر دو امتداد عمود بر هم قرار گیرند شالوده شبکه ای به وجود می آید. عملکرد این شالوده ها مرکب بوده و متفاوت از عملکرد شالوده های منفرد که توسط کلاف به یکدیگر متصل می شوند، می باشد
انواع پی های عمیق
- ۱.پی های شمعی
درصورتی که عرض فونداسیون کمتر از یک ششم ارتفاع آن بوده و عمق آن نیز از سه متر بیشتر باشد فونداسیون عمیق تلقی می شود. یکی از انواع پی های عمیق، پی های شمعی میباشند.
شمع ها شبیه ستون هستند که از جنس بتن، فولاد و چوب میباشند که برای انتقال بار به لایه هـــای عمیق زمین مورد اســتفاده قــرار می گیرند و به علت اینکه چوب و فلز پس از گذشت زمان دچار پوسیدگی می شوند، لازم است که از قطعات پیش ساخته بتنی و یا بتن درجا به صورت استوانه ای با قطر۲۵ تا۴۰ سانتی متر و ارتفاع ۱۰ تا ۳۰ متر برای شمع ها استفاده شود .
سر شمع یا کلاهک (Cap) شمع عنصر سازه ای واسط بوده در شمع ها که به وسیله ان بار سازه به زمین منتقل میشود. در مقررات ملی ساختمان سر شمع به عنوان پی سطحی نامگذاری شده است. در این پی ها نسبت عمق به عرض از ۱۰ متر بیشتر می باشد. (۱۰ < D/B
- ۲.پی های بالشتکی
- مانند پی های شمعی است با این تفاوت که هرکدام از شمع ها در انتهای خود پاشنه ای برای توزیع بار دارند
پی نیمه عمیق
پی چاهی :در صورتی که خاک زیرساختمان مناسب نبود، مخزن‌هایی به شکل چاه تا عمق ۱۰ متری درون زمین حفر می کنند،و بعد بخشی از آن را با مصالح مناسب پر می شود و پی مورد نظر بر روی آن قرار می گیرد. در این پی ها نسبت عمق به عرض بین ۳ تا ۱۰ متر می باشد. (۱۰ > D/B > 3)
کرسی چینی
قرار دادن چند رج آجر بر روى پى مى‌توان اختلاف ارتفاعی بین داخل ساختمان و سطح خارج ایجاد میکند . به دیوارى که این اختلاف ارتفاع را به وجود مى‌آورد کرسى و به اجراى آن کرسى چینى گفته مى‌شود. به صورت کلى، دیوار کرسى چینى دیوارى است که بین دیوار اصلى (باربر) و پى قرار گرفته .
دلایل استفاده از کرسی چینی :
• اگر بخواهیم ساختمان مقدارى بلندتر از کف زمین باشد
• اختلاف ارتفاع کف داخل با کف خارج از ساختمان باعث اجراى صحیح و مناسب عایق‌بندى رطوبتى مى‌شود. عایق‌بندی رطوبتی خود باعث میشود در اثر باران، برف و سایر عوامل آسیب کمتری به دیواره‌ها، پی و اجزای ساختمان وارد شود.
• بیشتر زمین‌هایى که براى ساختمان‌سازى استفاده میشود کاملا تراز نیستند و داراى شیب هستند
عرض کرسى‌چینى از هر طرف باید حداقل ۱۰ سانتیمتر بیشتر از عرض دیوار باربر روى آن در باشد که اصطلاحا به آن ریشه یا ناخن می‌گویند. ارتفاع کرسى‌چینى نیز باید از روى سطح شالوده (پى) تا حداقل ۳۰ سانتیمتر بالاتر از کف تمام شده‌ى محوطه‌ى پیرامون ساختمان باشد که از طرف داخل ساختمان، در کف پنهان‌سازى شده و از طرف خارج، بدنه‌ى آن نماسازى مى‌شود که به ازاره (هزاره) معروف است.
.
اجزای فونداسیون های منفرد
بخش های اصلی فونداسیون های منفرد شامل پی ،شناژ افقی ،بتن مگر ،بیس پلیت میباشد
پی :
پی بخش اصلی فونداسیون بوده معمولا به شکل مربع یا مستطیل است .معمولا بیشتر از ۴۰ سانتی متر ضخامت دارد و از بتن مسلح ساخته میشود پی منرد معمولا با دو ردیف ارماتور عمود برهم که هم در بخش پایینی پی قرار میگیرند ارماتور گذاری و مسلح میشود که به ان مش یا حصیری گفته میشود برای هر ستون یک پی منفرد اجرا میشود
شناژافقی
شناژ افقی عضوی بتنی که فونداسیون های منفرد را به هم وصل میکند شناژه های افقی باعث رفتار هماهنگ سازه در مقابل زلزله و همچنین مانع نشست ناهماهنگ ستون ها شده از جابه جایی به خصوص پی های کناری و گوشه جلوگیری می کند
مقطع شناژ معمولا به شکل مربع یا مستطیل است و حداقل با ۴عدد میلگرد طولی مسلح میشودمیلگردهای طولی در فواصل منظم ۲۰-۳۵سانتی متری به وسیله میلگردهای نازکتری به نام خاموت به هم متصل میشوند
بتن مگر
به منظور تراز کردن و مسطح کردن زیر فونداسیون ها و شناژها ،جلوگیری از مکش اب بتن در موقع اجرا و ممانعت از اختلاط خاک با بتن یک لایه بتن سبک غیر مسلح در زیر پی و شناژ ها اجرا میشود عیار این بتن ۱۵۰کیلو گرم بر متر مکعب بوده و ضخامت ان ۱۰ سانتی متر بیشتر از عرض پی یا شناژ میباشد تا قالب بندی انها را دقیق تر واسان تر نماید
صفحه بیس پلیت (کف ستون-صفحه ستون)
صفحات فولادی محکمی را در زیر ستون قرار می دهند که به ان بیس پلیت می گویند. که وظیفه ان برای توزیع بهتر نیرو های که از طریق ستون به فونداسیون وارد میشود، این صفحات در عین حال به وسیله حداقل ۴ بولت ،فونداسیون و ستون متصل کرده شکل این صفحات به صورت مربع یا مستطیل بوده با معین کردن طول وعرض وضخامت معرفی شده و با حروف اختصاری (BASE PLATE=B)نمایش داده میشود .فونداسیون یک ساختمان ممکن چندین تیپ داشته باشد که هرتیپ با اندیس عددی از دیگر تیپ ها متمایز شده B1,B2,23و در نقشه نمایش داده میشود —-انواع فونداسیون
دیتل اجرایی چاله اسانسور
منبع: کتاب نقشه کشی فنی ساختمان (رشته ساختمان، فنی و حرفه ای )
