سازه بنایی
بنایی (اسم) ساختن سازه‌هایی از واحدهای مجزا است، که اغلب به وسیلهٔ ملات به هم متصل می‌شوند؛ واژه بنایی را می‌توان به خود واحدها هم اطلاق کرد. مصالح معمول در ساختمان‌های بنایی، آجر، سنگ ساختمانی مانند مرمر، گرانیت، و سنگ آهک، بتن با نمای سنگی (سنگ ساخته شده)، بلوک بتنی، بلوک شیشه‌ای و خشت هستند. ساختمان بنایی عموماً از انواع ساخت و سازهای با دوام هستند. به هرحال مصالح استفاده شده، کیفیت ملات و کیفیت اجرا و الگویی که طبق آن واحدها بر روی هم قرار می‌گیرند، می‌توانند به‌طور قابل ملاحظه بر دوام کلی ساختمان‌های بنایی تأثیر بگذارند. به شخصی که ساختمان بنایی را بنا می‌کند، بنا یا آجرچین می‌گویند. هر دوی آنها در رده صنعت ساختمان طبقه‌بندی می‌شوند.
کاربردها
بنایی معمولاً برای دیوارها و ساختمان‌ها استفاده می‌شود. آجر و بلوک بتنی از رایج‌ترین انواع بنایی مورد استفاده در جوامع صنعتی هستند و ممکن است باربر یا غیرباربر (نما) باشند. بلوک‌های بتنی، مخصوصاً آن‌هایی که توخالی هستند، امکانات گوناگونی را در یک ساختمان بنایی فراهم می‌کند. آنها عموماً مقاومت فشاری بالایی دارند و هنگامی که حفره‌ها خالی باشند، مناسب‌ترین گزینه برای سازه‌هایی با بارهای افقی سبک هستند. پر کردن بخشی از حفره یا همهٔ آن با بتن یا بتن با آرماتور فولادی (میلگرد معمولی) مقاومت کششی و جانبی خیلی بیشتری به سازه می‌دهند. کارگران بنایی معمولاً به صورت ساعتی و براساس جایگاه شغلی خود دستمزد می‌گیرند.
مزایا
- استفاده از مصالحی از قبیل آجر و سنگ می‌تواند ظرفیت گرمایی ساختمان را افزایش دهد.
- مصالح بنایی محصولی غیرقابل اشتعال است و می‌تواند در برابر آتش از ساختمان محافظت کند.
- دیوارهای بنایی در برابر اشیاء پرتاب شده نظیر آوار در اثر گردباد و طوفان مقاوم‌تر هستند.
معایب
- شرایط بد آب و هوایی، تحت شرایط خاص، می‌تواند باعث زوال سازه بنایی در اثر نیروهای ناشی از انبساط و انقباض مربوط به چرخه یخ‌زدن و آب‌شدن شود.
- سازه بنایی به سنگینی گرایش دارد و باید بر روی یک شالوده مقاوم مانند بتن مسلح ساخته شود تا از ترک خوردگی و نشست‌های نامتقارن جلوگیری شود.
- به غیر از فرایند عمل آوری بتن، مراحل احداث سازه بنایی وابستگی کمی به تجهیزات صنعتی و ماشینی دارد اما درمقابل به نیروی کار ماهر و باتجربه نیازمند خواهد بود.
- سازه بنایی از اجزای سست تشکیل شده‌است و نسبت به ارتعاش، در مقایسه با مصالح دیگر مانند بتن مسلح، پلاستیک‌ها، چوب، یا فلزات تحمل کمتری دارند.
محدودیت‌های ساخت‌وساز
سازه بنایی مقاومت فشاری بالایی در برابر بارهای عمودی دارند اما مقاومت کششی پایینی (در برابر تا شدن و کشش) دارند مگر اینکه مسلح شوند. مقاومت کششی دیوارهای بنایی را می‌توان با ضخیم کردن دیوار یا با ساختن جرزهای بنایی (ستون‌های عمودی یا تیر تقویتی) در فواصل دیوار افزایش داد. هر کجا عملی باشد می‌توان تقویت فولادی نظیر کلاف‌های قائم اضافه کرد.
نما بنایی
دیوار نمای بنایی متشکل از واحدهای بنایی، معمولاً از آجرهای پایه رسی، روی یک یا دو طرف دیوار مستقل از نظر سازهای که معمولاً از چوب یا مصالح بنایی ساخته شده‌اند، نصب می‌شوند. در این متن آجر بنایی در درجهٔ اول جنبهٔ تزئینی دارد، نه سازهای. آجرهای نما عموماً از طریق بست‌های آجر به دیوار سازهای متصل می‌شوند (نوارهای فلزی که به دیوارهای سازهای و به اتصالات ملات آجرنما، متصل هستند). معمولاً یک فضای خالی میان دیوار سازهای و آجرنما وجود دارد. همان‌طور که آجر پایه رسی معمولاً به‌طور کامل ضدآب نیست، دیوار سازهای اغلب دارای یک سطح مقاوم در برابر آب (معمولاً کاغذ قیراندود) با حفره‌های زهکشی که می‌توانند در قسمت پایین آجرنما تعبیه شوند، هستند تا رطوبت تجمع یافته درون شکاف را زهکشی کند. گاهی اوقات بلوک‌های بتنی، سنگ‌های طبیعی و تراش‌خورده و خشت نما خیلی شبیه به دیوار نما به کار برده می‌شود. اکثر ساختمان‌های عایق‌دار که از بلوک‌های بتنی، آجر، خشت، سنگ، دیوارهای نما یا برخی ترکیبات مرتبط با آن که عایق داخلی را به صورت پشم شیشه در بین گل میخ‌های دیوار چوبی یا به صورت تخته‌های عایق مستحکم که با اندود یا تخته‌گچی پوشیده شده، استفاده می‌کنند. در اکثر شرایط آب و هوایی این عایق‌بندی در قسمت بیرونی دیوار بسیار موثرتر است، زیرا اجازه می‌دهد فضای داخلی ساختمان از ذخیره حرارتی پیش گفته در سازه بنایی بهره‌مند شوند. اگرچه این روش نیازمند یک نوع سطح خارجی مقاوم در برابر آب و هوا برروی عایق می‌باشد و در نتیجه هزینه آن به‌طور کلی بالاتر است.
خشکه چینی
مقاومت دیوار بنایی به‌طور کامل به چسبندگی بین مصالح ساختمانی و ملات وابسته نیست. اصطکاک بین چفت و بست بلوک‌های بنایی غالباً به قدری قوی است که به خودی خود می‌تواند باعث ایجاد مقاومت بزرگی شود. به بلوک‌ها گاهی شیارها یا ویژگی‌های سطحی دیگری اضافه می‌گردد تا این پیوستگی را افزایش دهند، برخی سازه‌های خشکه‌چینی شده کلاً از ملات صرف نظر می‌کنند.
آجر
آجرکاری توپر که از دو یا چند جدار آجری با واحدهایی که به صورت افقی قرار دارند (آجر راسته نامیده می‌شوند) تشکیل شده‌است و به آجرهایی که به صورت عرضی در دیوار قرار دارند (آجر کله نامیده می‌شود) متصل شده‌است. هر ردیف از آجرها به عنوان یک رَج (رَگ) محسوب می‌شوند. الگویی که برای کله‌ها و راسته‌ها به کار می‌رود چند نوع اتصال متفاوت تولید می‌کند مانند اتصال رایج (با هر شش ردیف تشکیل شده از کله‌ها)، اتصال انگلیسی، و اتصال هلندی (با آجرهای کله و راسته که متناوباً در هر ردیف به کار رفته). اتصالات در مقاومت و میزان عایق‌بندی متفاوت عمل می‌کنند. اتصال‌هایی که به صورت عمودی نامنظم هستند، در مقایسه با اتصال‌های منظم تا حد زیادی مقاوم‌تر هستند و کمتر مستعد ترک‌خوردگی‌های بزرگ هستند.
یکپارچگی و سادگی
مجموعه‌ای گسترده از مدل‌ها و انواع آجر که به‌طور عمده در جوامع صنعتی دردسترس هستند به ظاهر محصول نهایی تنوع می‌دهند. در ساختمان‌هایی که در دهه‌های ۱۹۵۰ تا ۱۹۷۰ ساخته شدند، درجه بالایی از یکنواختی آجر و دقت در بنایی متداول بود. از آن زمان به بعد، این سبک بیش‌از اندازه شسته و رفته محسوب می‌شد، در دوره‌ای، تلاش کردند تا با کارهای قدیمی‌تر و ناهموارتر رقابت کنند. بعضی سطوح آجری با قرار دادن آجرهای سوخته که رنگ تیره‌تر و شکل بی‌قاعده دارند، مشخصاً با ظاهر ساده‌ای ساخته شدند. برخی دیگر از آجرهای بازیافتی آنتیک یا آجرهای جدید که به‌طور مصنوعی از طریق به کار گرفتن روش‌های گوناگون مانند غلتیدن، ظاهر کهنه به خود گرفته‌اند، استفاده شدند. تلاش برای ایجاد ظاهر ساده از اواخر قرن ۲۰ام توسط سازندگان که در سبک آزاد و هنری تخصص داشتند انجام شد که ردیف‌ها عمداً صاف نیستند و در عوض موج‌دار هستند تا تأثیر اساسی‌تری داشته باشند.
سازه بنایی مارپیچ
دیوار پیچ و خم‌دار یک دیوار آجری است که از الگوی مارپیچ به جای خط صاف تبعیت می‌کند. این نوع دیوارها نسبت به دیوارهای صاف مقاومت بیشتری در برابر واژگونی دارند، به قدری که ممکن است تنها از آجر غیرمسلح تک‌جدار ساخته شوند و برخلاف طول بلندش ممکن است از دیوار مستقیم مقرون به صرفه‌تر باشند.
بلوک بتنی
بلوک‌های بتن سرباره (بلوک‌های سرباره یا BREEZEBLOCKS)، بتن معمولی (بلوک‌های بتنی) یا بلوک‌های توخالی به‌طور کلی به عنوان واحدهای بنایی بتنی (CMUS)(واحدهای بنایی بتنی) شناخته می‌شوند. آنها معمولاً از آجرهای معمولی بسیار بزرگتر هستند و در دیواری با ابعاد معلوم سریع‌تر قرار داده می‌شوند. بعلاوه، بلوک‌های بتنی و سرباره‌ای به‌طور معمول میزان جذب آب کمتری نسبت به آجر دارند. آنها اغلب به‌عنوان هستهٔ سازهای برای آجرنما بنایی استفاده می‌شوند، یا به تنهایی برای دیوار کارخانه‌ها، گاراژها و دیگر ساختمان‌های صنعتی که چنین ظاهری قابل قبول و مطلوب باشد، استفاده می‌شود. غالباً روی چنین بلوک‌هایی از سطح اندود نمادار بعنوان تزئینات استفاده می‌کنند. به همین منظور گاهی اوقات، روی سطح از اندود سیمان، حاوی فیبرهای سنتزیک برای مسلح کردن که می‌تواند مقاومت بیشتری به دیوار بلوکی ببخشد، استفاده می‌شود. سطح سیمانی اغلب از قبل رنگ‌دار بوده و می‌تواند روکش‌شده یا رنگ‌شده باشد که در نهایت منجر به تشکیل سطحی مانند اندود نمادار می‌شود. مهم‌ترین مزیت سازهای اولیه بلوک‌های بتنی در مقایسه با آجرهای پایه رسی کوچک‌تر این است که حفره‌های بلوک دیوار بنایی بتنی را می‌توان با بتن، با میلگرد یا بدون میلگرد فولادی مسلح، پُرکرد. به‌طور کلی حفره‌هایی مشخصاً برای پرکردن و مسلح‌کردن، به خصوص در گوشه‌ها، انتهای دیوار و بازشوها طراحی شده‌اند درحالی‌که دیگر حفره‌ها خالی باقی می‌مانند. این فرایند که باعث افزایش مقاومت و استحکام دیوار می‌شود از نظر اقتصادی به‌صرفه‌تر از پرکردن و مسلح کردن کل حفره‌هاست. معمولاً در سازهایی که از واحدهای بنایی بتنی ساخته شده‌اند، بلوک‌های ردیف بالایی دیوار با بتن و آرماتور فولادی به یکدیگر متصل شده‌اند و یک کلاف افقی را تشکیل می‌دهند. اغلب آیین‌نامه ساختمانی مدرن برای کلاف‌های افقی کنترل‌هایی در نظر می‌گیرند. نوع دیگر از آرماتور فولادی، مربوط به مسلح کردن با آرماتور به فرم نردبانی را می‌توان در اتصالات ملات افقی در دیوارهای بلوک بتنی قرار داد. به‌طور کلی قراردادن آرماتور فولادی در دیوارهای بنایی بتنی منجر به مقاومت کششی و جانبی بیشتری نسبت به دیوارهای غیرمسلح می‌شود. بنایی معمارانه، تکمیل بلوک‌های بنایی بتنی استاندارد است که از نظر زیباشناسی در ردیف واحدهای بنایی بتنی قرار می‌گیرد. واحد بنایی بتنی را می‌توان با انواع مختلفی از ظواهر سطوح تولید کرد. آنها می‌توانند در طی فرایند تولید رنگ شوند یا بعد از نصب، روکش یا رنگ‌آمیزی شوند. آنها می‌توانند در بخشی از فرایند تولید شکسته شود تا سطح زبر بلوک‌ها ظاهری از سنگ طبیعی را نمایش‌دهد، مانند سنگ قهوه‌ای. واحدهای بنایی بتنی ممکن است شیاردار، آجدار، ماسه‌پاشی شده، صیقلی، خط‌دار (دندانه‌ای یا برس زده)، حاوی مصالح سنگی تزئینی باشند یا در طی فرایند عمل‌آوری به صورت کنترل شده افت کنند، یا شامل چندین نوع از این تکنیک‌ها در حین ساخت‌شان باشند تا ظاهری تزئینی را ارائه بدهند. واحدهای بنایی بتنی لعاب‌دار، بوسیله یک نمای رنگی ثابت (معمولاً از رزین‌های پلی‌استر، ماسه سیلیس و مواد شیمیایی مختلف دیگر تشکیل شده‌است) که به واحد بنایی بتنی می‌چسبند، ساخته می‌شود یک سطح صاف غیرقابل نفوذ ارائه می‌دهند. بلوک شیشه‌ای یا آجر شیشه‌ای بلوک‌هایی هستند که از شیشه ساخته شده تا دید نیمه‌شفاف تا شفافی از داخل بلوک‌ها ایجاد کنند.
کارهای سنگی
بلوک‌های سنگی که در بنایی استفاده می‌شود می‌توانند تراشیده شده یا ناهموار باشند، اگرچه در هر دو نمونه گوشه‌ها، در و چارچوب‌های پنجره و ناحیه‌های مشابه معمولاً ابزار خورده هستند. بنایی سنگی با استفاده از سنگ‌های تراش شده به عنوان سنگ نما شناخته می‌شود، در حالی‌که بنایی با استفاده از سنگ‌های که بی‌قاعده شکل داده شده، به عنوان سنگ بادبُر نامنظم شناخته می‌شود. با انتخاب با دقت سنگ‌ها یا با برش‌دادن آنها، هر دو می‌توانند در ردیف‌های با ارتفاع یکسان قرار داده شوند. اما بخش زیادی از بنایی سنگی به‌صورت ردیف‌های نامنظم هست.
- بنایی سنگی سطح صاف یک دیوار ترکیبی از بتن مسلح با یک نمای سنگی بادبر تولید می‌کند.
- نمای سنگ طبیعی روی واحد بنایی بتنی، درجا یا با نصب دیوارک‌های بتنی، که ظاهر سنگ نما را نشان دهد، به‌طور گسترده‌ای استفاده می‌شود.
- گاهی اوقات سنگ رودخانه‌ای با سنگ‌های بیضی شکل صیقلی به عنوان نما استفاده می‌شود. این نوع مصالح مناسب برای بنایی توپر نیست زیرا به مقدار زیادی ملات احتیاج دارد و ممکن است فاقد مقاومت سازهای ذاتی باشند.
- نماهایی از سنگ ساخته شده یا سنگ‌تراش خورده گزینه مناسبی به‌جای سنگ‌های طبیعی هستند.
- نماهای سنگی ساخته شده معمولاً از بتن ساخته می‌شوند.
- سنگ‌های طبیعی از معادن سراسر جهان نمونه‌برداری و با استفاده از قالب‌ها، سنگدانه‌ها، و رنگ‌دانه‌ها با رنگ ثابت، بازتولید می‌شوند.
- برای بینندهٔ معمولی، بین نمای سنگ طبیعی و سنگ ساخته شده، ممکن است تفاوت بصری وجود نداشته باشد.
گابیون‌ها
گابیون‌ها سبدهایی، معمولاً از جنس فولاد روکش شده از جنس روی (فولاد گالوانیزه) هستند که با سنگ‌های شکسته سایز متوسط پُر شده‌اند. این‌ها به‌عنوان یک واحد مجزا عمل می‌کنند و برای ایجاد دیوار حائل و نگهدارنده با عقب‌نشینی در ارتفاع به یکدیگر چفت و بست می‌شوند. مزیت آنها این است که هم خوب زهکشی شده و هم انعطاف‌پذیر هستند و در مقابل سیل، جریان آب از بالا، آسیب یخ زدگی، و جریان خاک مقاوم هستند. عمر مفید مورد انتظار آنها به اندازهٔ عمر میلگردهایی (سیم) است که با آنها ساخته شده‌اند و اگر در شرایط شدید آب و هوایی (مانند کنار ساحل در محیط نمکی) استفاده شوند، باید از یک میلگرد مناسب، مقاوم در برابر خوردگی ساخته شود. اکثر گابیون‌های مدرن مستطیلی شکل هستند. گابیون‌های اولیه اغلب سبدهای استوانه‌ای بافت حصیری و در دو انتها باز بودند که معمولاً برای ساخت و ساز موقت، اغلب نظامی، استفاده می‌شد.
کارهای مشابهی را می‌توان با سنگ‌دانه‌های طولی با استفاده از محصور شدگی سلولی انجام داد.
محافظ حریق غیرعامل
دیوار بنایی به دلیل آب داخلی، خاصیت گرماگیری دارد، مانند آب محصور شیمیایی، رطوبت آزاد در بلوک بتنی، و بتن پاشیده شده اگر هسته‌های توخالی داخل بلوک‌ها پر شود. سازه بنایی می‌تواند درجه حرارتی تا ۱۰۰۰ درجه فارنهایت را تحمل کند و می‌تواند تا چهار ساعت در برابر آتش مستقیم مقاومت کند. علاوه بر آن، بنایی بتنی در ۹۳٪ مواقع آتش را در محل منشأ نگه می‌دارد. به همین دلیل، واحدهای بنایی بتنی در بالاترین رده‌بندی انتشار شعله آتش، a رده A، قرار داده می‌شود. همچنین ساختمان‌های بنایی می‌توانند برای افزایش ایمنی به نحوی ساخته شوند که خسارت آتش‌سوزی کاهش یابد، مانند استفاده از برش‌های ضد حریق در حین ساخت.
مدل‌سازی مکانیکی سازهای بنایی
از دیدگاه مدل‌سازی مصالح، بنایی، بلحاظ خواص مکانیکی مفرط، مصالح خاصی است (با یک فاصله بسیار زیاد بین مقاومت در فشار و مقاومت در کشش)، به طوری‌که بارهای اعمال شده آن‌طور که در اجسام الاستیک توزیع می‌شود، نیست، اما تمایل دارند که در امتداد خطوط دارای سختی زیاد توزیع شود، تصویر سمت راست را ببینید و برای جزئیات بیشتر یک ویدیو ببینید.
جستارهای وابسته
- بتن با نمای سنگ
- سازهٔ مسکونی مستحکم اروپا قرون وسطایی
- صفحهٔ رسی
- TC 125 (اتحادیه اروپا)
- دیوار دفاعی – برای محافظت از استحکام منطقه در برابر متجاوزین بالقوه استفاده می‌شود
- دیوار سنگی بدون ملات
- محافظت در برابر آتش
- گالت
- لیست سنگ
- پرداخت کننده سطح بتن
- NISTتست سنگ دیوار
- محافظ غیرعامل در برابر آتش
- بنایی با قلوه سنگ
- دیوار سنگی – بخش دیوار سازهای
- سنگ بنایی – مهارت ایجاد ساختمان‌ها، سازه‌ها، و مجسمه‌سازی با استفاده از سنگ
- بند کشی روی ملات ناهمرنگ
اتحادیه بنایی
- اتحادیه بین‌المللی آجرچین‌ها و صنعتگران متحد
- اتحادیه پیمانکاران بنّا آمریکا
- اتحادیه بین‌المللی بنّاها و اندودهای اجرایی
جستارهای وابسته
منابع
- ویکی‌پدیا انگلیسی