تری دی پنل 3d panel چیست ؟

تری دی پنل چیست و چرا از بهترین مصالح برای مقاوم سازی و عایق کردن ساختمان هاست؟

تو این مطلب میخوایم به بررسی این سوالات بپردازیم:

ساختار قطعات پیش ساخته و سبک تری دی پانل  ( 3d panel ) 

تری دی پانل  ( 3d panel )  شامل دو صفحه شبکه جوش شده فولادیه که یک هسته عایق ( فوم پلی استایرن ) وسط اون قرار گرفته و یکسری خرپای فلزی با عبور از لایه عایق, دوتا صفحه ی فولادی رو به هم متصل میکنن . بعد از نصب پانل ها , بتن از دو طرف روی اونها پاشیده می شه و یه دیافراگم صلب رو تشکیل میده.

کاربرد قطعات پیش ساخته و سبک تری دی پانل  ( 3d panel ) 

کاربرد قطعات تری دی پانل  ( 3d panel )  به صورت زیر طبقع بندی می شه:

• دیوار های باربر و دیافراگم افقی (سقف)
• دیوار های جداکننده غیر باربر

شرح سازه متشکل از قطعات باربر تری دی پانل  ( 3d panel ) 

ساختمان هاي باربر تری دی پنلی جزئ  سازه های نيمه پيش ساخته محسوب میشه که از اکثر امتيازات ساختمان هاي پيش ساخته برخورداره. مفاهيمي كه تو ادبيات فني ساختمان هاي پيش ساخته به كار ميره مثل توليد انبوه، فرآيندهاي تضمين كيفيت و كنترل كيفيت، ويژگي هاي خاص ساخت در كارگاه، حمل و نقل و نصب تو اين سازه کاربرد داره.

سازه  تری دی پنل ( 3d panel )  ساختاري يكپارچه با قابليت باربري سه بعدي (باکس)  براي تحمل تمامي بارهاي ثقلي و جانبي رو فراهم میکنه که با توجه به يكپارچگي ديوارها و سقف ها , درجات نامعيني فعال سازه به ميزان قابل توجهي زیاد میشه, بطوری كه بر خلاف سازه هاي قابي، نيروهاي ايجاد شده به صورت گسترده در نقاط مختلف توزيع میشه, در نتیجه با کاهش شدت نیروها , مقاومت سازه بالا میره.

لايه پلي استايرن به كار رفته تو اعضای اين سازه باعث كاهش وزن قطعات ديوار و سقف و در مجموع وزن سازه شده که در نتیجه باعث کاهش نیروی حاصل از بار مرده و نیروی اینرسی ساختمون در هنگام زلزله میشه.

به دليل تعبيه شبكه فولادي در طرفين لايه عايق، امكان ايجاد آوار ناشي از جدايی مصالح در هنگام زلزله به شدت كاهش پیدا میکنه.

عملكرد لرزه اي سازه های تری دی پنلی ( 3d panel )  به دليل ساختار خاصش , تفاوت هايي با سیستم های سازه اي متعارف داره. تعبيه كلافهاي افقي و قائم و ايجاد عملکرد باکس باعث تامين شكل پذيري مورد نياز براي اين سیستم سازه ای  شده و ضريب رفتار اون بهتر میشه.

برای اجرای سقف (ديافراگم هاي افقي) اين سیستم سازه ای میشه از انواع سیستم متداول سقف مثل تيرچه بلوك، تيرچه کرمیت , انواع سقف های تیر دال مشبک يا دال بتن آرمه استفاده کرد.

ملاحظات معماری سازه متشکل از قطعات باربر تری دی پانل  ( 3d panel ) 

در سیستم تری دی پانل باربر , پلان ساختمان بهتره که شکل متقارن نسبت به محور های اصلی داشته باشه.

انقطاعی تو مسیر انتقال نیروی جانبی از سازه به زمین  نداشته باشه.

فاصله بازشو ها از کناره دیوار حداقل هفتاد و پنج سانتیمتر باشه.

سطح بازشو ها از یک سوم سطح کل دیوار بیشتر نباشه.

احداث کنسول های بیشتر از یک متر مجاز نیست.

توی دیافراگم کف از ایجاد بازشو های بزرگ و مجاور هم خودداری بشه.

در طبقه هایی که به دلایل معماری تعدادی از دیوار ها حذف میشه , نباید سطح مقطع دیوار های باربر تری دی پانل اون طبقه نسبت به سطح دیوار های باربر تری دی پانل طبقه بالایی , کمتر از هفتاد درصد باشه.

از ایجاد اختلاف سطح در کف ها خودداری بشه.

از کاهش یا افزایش زیاد مساحت زیر بنای طبقات فوقانی نسبت به پایینی پرهیز بشه تا تغییرات قابل ملاحظه تو جرم (متناسب با اون نیروی اینرسی) طبقات ایجاد نشه.

ملاحظات طراحی (محاسباتی) سازه متشکل از قطعات باربر تری دی پانل  ( 3d panel ) 

در سقف های (دیافراگم افقی) ساختمان های تری دی پانلی باربر , استفاده از انواع سقف های متداول با در نظر گرفتن ملاحظات بارگذاری بلامانعه البته دیافراگم سقف حتما باید از نوع صلب باشه.

همه الزامات تامين كننده ایستایی براي ساختمان هاي بتني و فولادی متعارف تو اين سیستم سازه ای معتبره.

تمامی بار های وارد بر سازه باید بر  اساس مبحث ششم مقررات ملی ساختمان تعیین بشه.

ضریب رفتار سازه باید با استاندارد 2800 ایران انتخاب هماهنگ شه.

پانل های دیواری باید برای تحمل بار های محوری , برش داخل صفحه و خمش طراحی بشه.

آثار ناشی از لاغری باید در طراحی پانل های دیواری لحاظ شه.

سایر الزامات طراحی موجود باید با استاندارد های مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن و استاندارد های ملی ساختمان مطابقت داشته باشه.

ضوابط ویژه مقاومت در برابر زلزله ساختمان های تری دی پنلی ( 3d panel ) 

بارگذاری لرزه ای

بارگذاری لرزه ای تو سیستم سازه ای باربر تری دی پانل باید مطابق مبحث ششم مقررات ملی ساختمان با عنوان ” بارهای وارد بر ساختمان” انجام بشه.

پارامترهای طراحی لرزه ای

ضریب رفتار سازه های باربر تری دی پانل ( 3d panel )  چهار ونیم فرض میشه.

زمان تناوب اصلی نوسان سازه های باربر تری دی پانل ( 3d panel )   معادل ۶۰٪ زمان تناوب تجربی به دست اومده از ساختمان هایی هست که تو اونها جدا کننده های میان قابی مانعی برای حرکت قاب ایجاد میکنن.

سایر پارامترهای طراحی لرزه ای مطابق ضوابط مربوط به بارگذاری لرزه ای ساختمانهای بتن آرمه متعارف محاسبه میشن.

کلاف بندی قائم و افقی ( وال پست )

در سیستم سازه ای باربر تری دی پانل ( 3d panel ) برای تامین شکل پذیری و مقاومت در برابر نیروهای ناشی از زلزله، باید کلاف بندی قائم و افقی بتنی (وال پست) به شرح زیر مورد استفاده قرار بگیره  :

کلاف قائم

کلاف های قائم در گوشه های اصلی ساختمان، در طول دیوارها، لبه دیوارها و ترجیحاً در نقاط تقاطع دیوارها با فاصله محور تا محور حداکثر ۶ متر از هم تعبیه بشه.

سطح مقطع میلگرد های طولی کلاف قائم نباید کمتر از یک صدم سطح مقطع کلاف باشه.

حداقل ابعاد کلاف های قائم مستطیلی 15 سانتیمتر هست. (سایر شکل های متعارف احتمالی باید سطح مقطع معادل اون داشته باشن)

در محل کلاف های قائم نباید لایه عایق وجود داشته باشه.

حداقل قطر میلگرد های طولی کلاف قائم، برابر ۸ میلیمتر هست.

میلگرد های طولی باید حداقل ۲ عدد و در کلاف های گوشه حداقل ۳ عدد باشه تا مهار جانبی بخوبی انجام بشه.

میلگردهای طولی  کلاف قائم باید با تامین طول گیرایی تا پی ادامه پیدا کنن.

حداقل قطر میلگرد مهاری (خاموت) در کلافهای قائم برابر ۶ میلیمتر باشه و همچنین کمتر از یک سوم قطر میلگرد طولی کلاف نباشه.

حداکثر فاصله میلگرد های مهاری (خاموت) در کلاف های قائم برابر کمترین مقادیر زیر هست:

۱۲ برابر قطر کوچکترین میلگرد طولی

۳۶ برابر قطر میلگرد مهاری

کوچکترین بعد کلاف

۲۵۰ میلیمتر

به جای کلاف های قائم بتنی میشه از مقاطع فلزی گرم نورد شده شبیه قوطی با مشخصات فنی هم ارز مقاطع کلاف بتنی ذکر شده و با تامین اتصالات لازم استفاده کرد.

کلاف افقی

برای تامین یکپارچگی سقف و انتقال نیروهای جانبی از دیافراگم به اعضای باربر جانبی لازمه از کلاف بندی افقی

بتنی استفاده بشه.

کلاف بندی افقی در بالای دیوارهای پیش ساخته تری دی پانل باربر با پهنای معادل عرض دیوار و ارتفاعی معادل ضخامت سقف ساخته میشه.

درمحل کلاف افقی نباید لایه عایق موجود باشه.

میلگرد های افقی باید هم در بالا و هم در پایین کلاف افقی تعبیه بشه.

حداقل قطر میلگردهای طولی کلاف افقی ۸ میلیمتر هست. حداقل تعداد میلگردهای طولی در کلاف افقی یکی در بالا و یکی

در پایین کلاف هست که باید به شکل مناسبی مهار جانبی بشه.

کلاف های افقی باید در تمامی نقاط تقاطع به کلاف های قائم متصل بشن به شکلی که میلگردهای طولی

کلاف های افقی و قائم در تمام طول محل تقاطع ادامه پیدا کنن و یا در انتها مهار بشن.

در مواردی که کلافهای افقی به صورت نعل درگاهی هستن باید مشابه تیرهای بتن آرمه طراحی بشن.

استاندارد های آیین نامه ای بتن پاششی (شاتکریتی) , شبکه مش و هسته عایق :

بتن پاششی ( شاتکریت ) باید حداقل از رده C20 مطابق با مبحث نهم مقررات ملی ساختمان باشه.

مقاومت مشخصه بتن پاششی (شاتکریتی) برای طراحی لرزه ای باید حداقل ۲۰ مگاپاسکال باشه. سایر مشخصات مصالح در رفتار لرزه ای سازه های باربر پانلی مطابق مشخصات مصالح در حالت معمولی در نظر گرفته میشن.

فولاد مصرفی در شبکه مش تری دی پانل باید دارای حداقل تنش تسلیم 240 مگاپاسکال باشه.

هسته عایق ( فوم پلی استایرن ) باید مطابق با استاندارد های مبحث سوم و نوزدهم مقررات ملی ساختمان باشه.

مشخصات عایق صوتی و حرارتی قطعات پیش ساخته تری دی پانل ( 3d panel ) 

عایقی که تو قطعات پیش ساخته تری دی پانل ( 3d panel ) بکار رفته قادره هم شدت صوت رو کاهش بده و هم مقاومت بسیار مناسبی در برابر اتلاف دمای ساختمان از خودش نشون بده.

بررسی عملکرد آکوستیکی ( عایق صوتی ) قطعات پیش ساخته تری دی پنل ( 3d panel ) 

صدابندی هوابرد

حداقل شاخصی کاهش صدای وزن یافته (Rw) مورد نیاز برای دیوارهای پیش ساخته تری دی پنل ( 3d panel ) بر حسب اینکه به عنوان جداکننده دو واحد مستقل یا تیغه به کار برن، بنابر الزامات آخرین ویرایش مبحث هجدهم مقررات ملی ساختمانی ایران توسط مهندسی معمار تعیین میشه. برای استفاده از مشخصات صدابندی هوابرد دیوارهای سیستم پیش ساخته تری دی پنل ( 3d panel ) به مبحث هجدهم مقررات ملی ساختمان مراجعه کنین.

برای دیوارهای تری دی پنل ( 3d panel ) با ضخامت حداکثر ۲۰ سانتیمتر ، شامل لایه عایق به ضخامت ۱۰ سانتیمتر، و بتن پاشیده دو طرف به ضخامت مجموعا ۱۰ سانتیمتر، مقدار حداقل شاخصی کاهش صدای وزن یافته (Rw)  معادل ۷۰ دسیبل به دست اومده .

صدابندی کوبه ای

حداکثر تراز صدای کوبه ای معمول شده وزن یافته مورد نیاز برای سقف های تری دی پنل ( 3d panel ) بنابر الزامات آخرین ویرایش مبحث هجدهم مقررات ملی ساختمانی ایران توسط مهندسی معمار تعیین میشه.

بررسی مقادیر تراز صدای کوبه ای تراگسیل شده از سقف های تری دی پنل ( 3d panel ) نشون میده که مقادیر حاصل با حداکثر تراز صدای کوبه ای معمول شده وزن یافته که در مبحث هجدهم مقررات ملی ساختمانی ایران، معادل ۵۰ دسی بل تعیین شده است اختلاف داره. برای کاهش تراز صدای کوبه ای انتقال یافته از سقف و یا به عبارت دیگه افزایش صدابندی سقف در برابر صدای کوبه ا ی میشه از راهکارهایی مثل: مفروش کردن کف یا کف پوش های الیافی، نصب سقف کاذب به سازه سقف و اجرای کف شناور استفاده کرد.

بررسی عملکرد حرارتی

لازمه که مهندس طراح با تعیین نوع دیوار تری دی پنل ( 3d panel ) برحسب تعاریف مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمانی ایران محاسبات فنی مربوط به اتلاف حرارت رو انجام بده و الزامات اون مبحث رو رعایت کنه. با توجه به کاربرد مصالح مختلف در سازه تری دی پانلی, برای تعیین ضریب انتقال حرارت سطحی، لازمه که ضریب هدایت حرارتی مصالح مختلف به کار رفته تعیین بشه و بعد با شبیه سازی سه بعدی، ضریب انتقال حرارت سازه تعیین بشه. در این رابطه میشه اسناد معتبر رسمی ارائه شده  یا مستندات آزمایشی مراجع معتبر رو مورد استفاده قرار داد.

محاسبات مربوط به انتقال حرارت در دیوارهای تری دی پنل ( 3d panel ) مطابق روش آزمایش عملکرد حرارتی مصالح ساختمانی با محفظه گرم محافظت شده  ASTM C1363-11  و روابط متعارف انجام میشه. لایه عایق پلی استایرن باید تحت روش آزمایشی استاندارد  ASTM C1363 ، حداکثر پتانسیل گرمایی 68 MJ/m2   داشته باشه. ضرایب هدایت حرارتی هر یک از مواد اصلی تشکیل دهنده پانل از مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمانی ایران به دست میاد.