فرق شناژ با فونداسیون این است که هر دو عضو مهم در ساختمان‌سازی هستند، اما وظایف متفاوتی دارند. شناژ برای اتصال پیهای تکی به یکدیگر استفاده می‌شود و باعث توزیع یکنواخت بار و جلوگیری از نشست‌های ناهمگون می‌گردد، همچنین مقاومت سازه در برابر نیروهای جانبی مانند زلزله و باد را افزایش می‌دهد. در مقابل، فونداسیون شامل مجموعه‌ای از اعضای مختلف است و بارهای سازه را به زمین منتقل می‌کند تا ساختمان بتواند بارهای عمودی و جانبی را تحمل کند. شناخت فرق شناژ با فونداسیون برای طراحی و اجرای سازههای مقاوم و ایمن ضروری است و مهندسان را قادر می‌سازد تصمیمات دقیق‌تری در مراحل طراحی و اجرا اتخاذ کنند.
البته تفاوت‌های این دو عضو ساختمانی، جزئیات بیشتری دارد. در ادامه این مطلب ابتدا با مفهوم شناژ و انواع آن آشنا می‌شویم. سپس فونداسیون و کاربردهای آن را بررسی می‌کنیم و در نهایت به تفاوت‌های کلیدی شناژ و فونداسیون می‌پردازیم.
شناژ چیست؟
شناژها به عنوان رابطی عمل می‌کنند که پیهای جداگانه را به یکدیگر متصل می‌کنند. این مقاطع، نیروی ناشی از وزن ساختمان را به تمامی نقاط زمین منتقل می‌کنند. بنابراین، اگر بخواهیم به ساده‌ترین شکل بگوییم «شناژ بندی چیست؟»، باید گفت که این فرآیند یکی از مراحل کرسی‌چینی محسوب می‌شود و هدف آن اتصال تمامی پی‌ها یا فونداسیون‌ها است. درک صحیح از فرق شناژ با فونداسیون در این مرحله بسیار اهمیت دارد، زیرا اجرای درست شناژ نقش کلیدی در پایداری کلی سازه ایفا می‌کند.
در بسیاری از سازه‌ها، برای توزیع یکنواخت بار ساختمان روی زمین، از فونداسیون‌های جداگانه استفاده می‌شود. این پی‌ها به صورت عمودی اجرا می‌شوند و معمولاً با یکدیگر تماس ندارند. فاصله بین آن‌ها معمولاً حداقل ۵ متر است. به همین دلیل، مهندسان با طراحی و اجرای یک پی افقی مقاوم به نام شناژ، پیهای عمودی را به یکدیگر متصل می‌کنند. این اتصال باعث می‌شود ساختمان بتواند فشار ناشی از وزن خود و نیروهای خارجی مانند زلزله، باد و… را به صورت یکنواخت تحمل کند. همین موضوع یکی از تفاوت‌های اصلی در فرق شناژ با فونداسیون محسوب می‌شود که در طراحی سازه باید مورد توجه قرار گیرد.
دلایل استفاده از شناژ
دلایل متعددی برای استفاده از شناژ در ساختمان وجود دارد:
- توزیع یکنواخت بار: شناژ باعث می‌شود بار وارده از ساختمان به صورت یکنواخت به تمام بخش‌های فونداسیون منتقل شود و از تمرکز تنش در یک نقطه جلوگیری کند. این امر از نشست‌های نامتقارن و آسیب به سازه جلوگیری می‌کند.
- افزایش مقاومت در برابر نیروهای جانبی: اتصال پی‌ها توسط شناژ، مقاومت سازه در برابر نیروهای جانبی مانند زلزله را افزایش می‌دهد. این اتصال باعث می‌شود سازه به صورت یکپارچه عمل کند و پایداری بیشتری در مقابل نیروهای جانبی داشته باشد.
- جلوگیری از حرکت افقی پی‌ها: شناژ با اتصال پی‌ها به یکدیگر از جابجایی افقی آن‌ها جلوگیری می‌کند و به پایداری سازه در برابر نیروهای جانبی کمک می‌کند.
- کنترل ترک‌خوردگی: با توزیع یکنواخت تنش‌ها در فونداسیون، شناژ از ایجاد ترک در پی‌ها جلوگیری می‌کند.
- افزایش طول عمر سازه: استفاده از شناژ باعث افزایش عمر مفید ساختمان می‌شود، زیرا سازه در برابر نیروهای مختلف مقاوم‌تر بوده و کمتر دچار آسیب می‌گردد.
انواع شناژ
شناژها بر اساس شکل، محل نصب و کاربرد به چند دسته تقسیم می‌شوند. از نظر شکل، شناژها به چهار نوع عمودی، افقی، مورب و مخفی تقسیم می‌شوند. از نظر محل نصب، به دو دسته داخلی و خارجی تقسیم می‌شوند و از نظر کاربرد نیز به سه دسته تقویتی، اتصالی و انتقالی طبقه‌بندی می‌شوند. این دسته‌بندی به مهندسان کمک می‌کند تا بسته به شرایط سازه و خاک، نوع مناسب شناژ را انتخاب کنند.
درک این موضوع در تحلیل فرق شناژ با فونداسیون اهمیت ویژه‌ای دارد، زیرا هر نوع شناژ عملکرد متفاوتی در استحکام سازه دارد. انتخاب درست نوع شناژ بر اساس شرایط فونداسیون و خاک، نقش مؤثری در بهبود عملکرد کلی سازه و درک بهتر فرق شناژ با فونداسیون ایفا می‌کند.
شناژبندی افقی
نوع افقی شناژ عمدتاً برای اتصال ستون‌های فونداسیون به کار می‌رود. این نوع شناژ نیرو و فشار وارده از ساختمان را به صورت یکنواخت در تمام بخش‌های فونداسیون پخش می‌کند، که این ویژگی به ویژه در ساختمانهای مقاوم در برابر زلزله بسیار حائز اهمیت است. درک درست از فرق شناژ با فونداسیون در اجرای شناژ افقی اهمیت دارد، زیرا هماهنگی بین این دو عنصر موجب افزایش پایداری سازه می‌شود. نحوه اجرای شناژ افقی معمولاً به شکل ضربدری یا خرپا انجام می‌شود و آگاهی از فرق شناژ با فونداسیون به مهندسان کمک می‌کند تا بهترین الگوی اجرایی را برای شرایط مختلف انتخاب کنند.
شناژ افقی باید بتواند نیروهای کششی ناشی از وزن ساختمان و بار ستون‌های عمودی فونداسیون را تحمل کند. عرض آن معمولاً بین ۳۵ تا ۶۰ سانتی‌متر است و برای ساخت آن حداقل از ۶ شاخه میلگرد آجدار شماره ۱۰ استفاده می‌شود.
این نوع شناژ معمولاً روی کرسی‌چینی در طبقه همکف اجرا می‌شود، اما در برخی مواقع در هر طبقه، زیر سقف و روی تمام دیوارها نیز نصب می‌گردد. شناژهای افقی بالا و پایین دیوارها در چند نقطه توسط شناژهای عمودی به یکدیگر متصل می‌شوند. اجرای شناژهای افقی و عمودی در مناطق زلزله‌خیز ضروری است و نقش مهمی در کاهش شدت خرابی‌ها دارد.
شناژبندی عمودی
نوع عمودی شناژ معمولاً در سازههای چند طبقه مورد استفاده قرار می‌گیرد و در امتداد طول پیهای عمودی نصب می‌شود. ساختار این شناژ به گونه‌ای است که از پایین به فونداسیون و از بالا به شناژ افقی متصل می‌شود. درک دقیق فرق شناژ با فونداسیون در این بخش اهمیت دارد، زیرا نحوه اتصال شناژ عمودی با فونداسیون تأثیر مستقیمی بر پایداری ساختمان دارد. برخلاف شناژ افقی، شناژ عمودی در همه ساختمان‌ها ضروری نیست، اما در صورت استفاده از شناژ افقی، شناژ عمودی برای اتصال و یکپارچه‌سازی آن‌ها به کار می‌رود.
بر اساس استاندارد، حداقل عرض شناژ عمودی ۲۰ سانتی‌متر و حداکثر ۲۵ سانتی‌متر است. برای ساخت آن معمولاً از حداقل ۴ شاخه میلگرد آجدار شماره ۱۲ استفاده می‌شود؛ در صورتی که شناژ به ستون متصل نباشد، می‌توان از ۸ شاخه میلگرد نیز بهره برد.
شناژ مورب
در شناژ مورب، میلگردگذاری از پشت سازه تا پشت پی زیرین ادامه می‌یابد و اتصال اصولی آن موجب مهار و یکپارچگی کلاف ساختمان می‌شود.
اجرای شناژهای عمودی، افقی و مورب می‌تواند به صورت یکپارچه یا مرحله‌ای بتن‌ریزی شود تا مقاومت و استحکام سازه به حداکثر برسد.
شناژ مخفی (tie beam)
نوع مخفی شناژ معمولاً در سقف‌های تیرچه بلوک اجرا می‌شود و در ساختمان‌هایی که دهانه بزرگ‌تر از ۴ متر دارند، با فاصله‌های ۲ متری نصب می‌شود.
در طراحی این نوع شناژ، معمولاً از دو میلگرد شماره ۱۶ استفاده می‌شود که یکی در بالای مقطع و دیگری در پایین قرار می‌گیرد و حداقل فاصله بین آن‌ها ۱۰ سانتی‌متر است.
نکات اصولی شناژبندی
- اولین و مهم‌ترین نکته، نظارت مهندس ناظر در تمامی مراحل ساخت و تأیید مصالح مورد استفاده است.
- قرار دادن لوله در شناژ کاملاً اشتباه است و با استانداردها مطابقت ندارد.
- حداقل فاصله شناژها در حالت افقی ۴ متر و در نوع عمودی ۵ متر است.
- در هنگام بتن‌ریزی، باید دقت شود که بتن تمام فضای داخلی میلگردها را به‌طور کامل پر کند تا استحکام سازه تضمین شود.
موارد عدم استفاده از شناژ چیست؟
- در سازههای یک طبقه که دارای دهانه بزرگی باشند، مثل ساختمانهای صنعتی و آشیانه ها؛ البته به‌شرط آن که عمق استقرار پی از مقاومت خوبی در برابر نیروهای جانبی برخوردار باشد.
- اجرای پدستال‌‌ها (ستون پایه ای بتنی) و برقراری فشار خاک روی آن ها، به نحوی که بتواند حرکت نسبی پی را محدود کند.
- در صورتی که فونداسیون به شکل مطلوبی داخل زمین متصل شده باشد و بتواند حرکت نسبی پی را محدود کند؛ می‌‌توانیم از شناژ استفاده نکنیم. برای مثال می‌توان با استفاده از شمع، در زیر پیهای جداگانه، حرکت پی را تا حدودی محدود کرد.
فونداسیون چیست؟
فونداسیون یا همان شالوده، یکی از مهم‌ترین اجزای هر ساختمان است و وظیفه انتقال بارهای عمودی و افقی سازه به زمین را بر عهده دارد. به عبارت ساده، فونداسیون پایه‌ای است که تمام وزن ساختمان بر روی آن قرار می‌گیرد. اجرای صحیح فونداسیون نقش حیاتی در پایداری و ایمنی ساختمان دارد و بدون آن، مقاومت سازه به شدت کاهش می‌یابد.
در بسیاری از پروژه‌های عمرانی، قیمت آهن و میلگرد به طور مستقیم بر هزینه نهایی فونداسیون تأثیر می‌گذارد، زیرا حجم زیادی آرماتور و فولاد در آن استفاده می‌شود.
در پلان فونداسیون، موقعیت دقیق پی‌ها، شناژها، ستون‌ها و چاله آسانسور مشخص می‌شود. عمق فونداسیون بر اساس نوع خاک، بار سازه و شرایط محیطی تعیین می‌گردد. در خاک‌های سست، عمق فونداسیون باید افزایش یابد تا پایداری سازه تضمین شود. همچنین، رعایت همبندی میلگردها و ضوابط آیین‌نامه‌ای در زمان اجرای فونداسیون بسیار مهم است. فونداسیون نه تنها بار ساختمان را منتقل می‌کند، بلکه از نشست ناهمگون جلوگیری کرده و باعث یکپارچگی سازه می‌شود.
به طور کلی، می‌توان فونداسیون را قلب پنهان سازه دانست؛ جایی که کیفیت مصالح، نحوه آرماتوربندی و بتن‌ریزی، تعیین‌کننده عمر مفید ساختمان است. انتخاب نوع پی نیز باید با بررسی دقیق خاک و بارهای وارده انجام شود تا دوام و استحکام سازه در بلندمدت تضمین گردد.
انواع فونداسیون
انواع فونداسیون یا پی بر اساس عمق، نوع سازه و شرایط زمین طبقه‌بندی می‌شوند. انتخاب نوع مناسب فونداسیون یکی از مراحل حیاتی طراحی سازه است، زیرا هر نوع پی عملکرد متفاوتی دارد و هزینه اجرای خاص خود را می‌طلبد. یکی از عوامل اصلی تعیین هزینه، مقدار فولاد و بتن مصرفی است که به طور مستقیم با قیمت میلگرد ST37 در بازار ارتباط دارد.
فونداسیون سطحی (Shallow Foundation)
این نوع پی در عمق کم اجرا می‌شود و زمانی کاربرد دارد که خاک زیرسازه مقاومت کافی داشته باشد. انواع فونداسیون سطحی شامل پی منفرد، نواری و گسترده است. در ساختمانهای مسکونی، معمولاً از این نوع پی‌ها استفاده می‌شود.
فونداسیون عمیق (Deep Foundation)
در مناطقی که خاک ضعیف است یا ساختمان دارای وزن زیاد می‌باشد، از پیهای عمیق مانند شمع و شفت استفاده می‌شود. در این روش، بار سازه از طریق شمع‌ها به لایه‌های مقاوم‌تر زمین منتقل می‌شود.
فونداسیون ترکیبی
زمانی که بار ستون‌ها زیاد است اما فاصله آن‌ها کم می‌باشد از فونداسیون ترکیبی استفاده می‌شود تا بار به صورت متعادل به زمین منتقل گردد.
فونداسیون با شناژ (Tie Foundation)
در این روش، شناژها وظیفه اتصال پی‌ها به یکدیگر را دارند و از جابجایی و نشست‌های ناهمگون جلوگیری می‌کنند. همبندی فونداسیون در این نوع پی‌ها اهمیت ویژه‌ای دارد.
در طراحی هر نوع فونداسیون، پارامترهایی مانند عرض و عمق فونداسیون، نوع خاکبرداری و وجود چاله آسانسور باید با دقت مهندسی بررسی شوند. به عنوان مثال، فونداسیون‌هایی که در پلان دارای چاله آسانسور هستند، نیازمند تقویت بیشتر اطراف دهانه‌ها می‌باشند تا از ایجاد ترک خوردگی جلوگیری شود.
انواع فونداسیون، عمق اجرا، کاربرد اصلی و ویژگی کلیدی
| نوع فونداسیون | عمق اجرا | کاربرد اصلی | ویژگی کلیدی |
|---|---|---|---|
| فونداسیون سطحی | نیم تا یک و نیم متر | ساختمانهای مسکونی | اجرای آسان و اقتصادی |
| فونداسیون عمیق | بالا 2 متر | برج‌ها و سازههای سنگین | انتقال بار به لایه‌های سخت خاک |
| فونداسیون ترکیبی | متغیر | ستون‌های نزدیک با بار زیاد | توزیع یکنواخت فشار |
| فونداسیون شناژدار | 1 تا 2 متر | ساختمانهای متوسط | نشست ناهمگون |
به طور کلی انتخاب نوع فونداسیون بستگی به شرایط زمین بار سازه، بودجه پروژه و مقررات ملی ساختمان دارد. هرچه شناخت مهندسان از زمین دقیق تر باشد طراحی فونداسیون نیز بهینه تر و اقتصادی تر انجام خواهد شد.
عوامل موثر بر انواع فونداسیون
انواع مختلف فونداسیون ممکن است تحت تأثیر عوامل گوناگون قرار بگیرند که می‌توانند نوع فونداسیون انتخابی را تغییر دهند. زیرا انتخاب درست نوع فونداسیون و هماهنگی آن با شناژ، نقش مهمی در پایداری سازه دارد. به همین دلیل، آشنایی با این عوامل اهمیت بالایی دارد تا در صورت نیاز، تصمیمات مناسبی اتخاذ شود و مهندسان بتوانند بهترین ترکیب را برای انتخاب شناژ و فونداسیون در طراحی سازه لحاظ کنند.
یکی از مهم‌ترین عواملی که بر سطح فونداسیون تأثیر می‌گذارد، ابعاد تکیه‌گاه عناصر بارگذار عمودی است. این ابعاد باید با نوع سازه هماهنگ باشند:
- برای ستون‌های بتنی، ابعاد تکیه‌گاه باید برابر با ابعاد ستون باشد.
- برای ستون‌ها، پایه‌ها و دیوارهای مصالح بنایی، ابعاد تکیه‌گاه نصف ابعاد پایه‌ها در نظر گرفته می‌شود.
- برای ستون‌های فولادی، تکیه‌گاه باید درست در وسط صفحه ستون و ستون فولادی قرار گیرد.
رعایت این نکات ساده اما مهم، می‌تواند استحکام فونداسیون را افزایش دهد.
عواملی که بر عمق فونداسیون تأثیر می‌گذارند نیز عبارتند از:
- طرح معماری ساختمان
- عمق خاک
- عمق یخبندان (عمق فونداسیون باید بیشتر از عمق یخبندان باشد)
فرق شناژ با فونداسیون چیست؟
فرق شناژ با فونداسیون را به در سه موضوع اصلی است که شامل جنس، نحوه اجرا و وظیفه هر کدام است. در ادامه می‌توانید فرق شناژ با فونداسیون را ببینید:
| ویژگی | شناژ | فونداسیون |
|---|---|---|
| تعریف | یک المان سازه‌ای است که برای اتصال پی‌ها به یکدیگر و ایجاد یک شبکه یکپارچه استفاده می‌شود | زیربنای سازه است که وظیفه انتقال بارهای وارده از سازه به زمین را بر عهده دارد |
| نوع | المان سازه‌ای | مجموعه‌ای از المان‌های سازه‌ای |
| وظیفه | اتصال پی‌ها | انتقال نیرو از سازه به زمین |
| جنس مصالح | معمولا بتن مسلح | از جنس‌های مختلف (بتن، سنگ، خاک و …) |
| نحوه اجرا | معمولا افقی یا عمودی | به صورت سطحی یا عمیق |
| کاربرد | در ساختمانهای مختلف | در ساختمانهای مختلف |
| هزینه | اجرای شناژ معمولا گران‌تر است | فونداسیون معمولا ارزان‌تر است |
فرق شناژ با فونداسیون تا حدی در این است که شناژ و فونداسیون با یکدیگر مرتبط هستند، اما عملکرد هر یک متفاوت است. فونداسیون نقش اصلی را در انتقال بارهای ساختمان به زمین ایفا می‌کند و ستون‌ها و دیوارها را مستقیماً حمایت می‌کند، در حالی که شناژها به عنوان عنصر تقویت‌کننده و کلاف‌بندی پی‌ها عمل می‌کنند. فرق شناژ با فونداسیون این است که شناژها می‌توانند مقاومت فونداسیون را در برابر نیروهای جانبی و قائم افزایش دهند، از نشست‌ها جلوگیری کنند و باعث شوند ساختمان به صورت مقاوم عمل کند. بنابراین، شناژ مکمل فونداسیون است و اجرای صحیح هر دو عنصر برای پایداری و طول عمر سازه ضروری است.
اهمیت اجرایی شناخت فرق شناژ با فونداسیون
در بسیاری از پروژه‌های کوچک، کارفرما ممکن است تصور کند که وجود فونداسیون به تنهایی کافی است؛ اما این تصور اشتباه است. در ساختمان‌هایی که ستون‌ها در فواصل مختلف قرار دارند، اگر شناژ اجرا نشود، احتمال نشست ناهمگون بسیار بالا می‌رود. این موضوع یکی از مهم‌ترین نکات در فرق شناژ با فونداسیون است که باید در طراحی سازه‌ای مورد توجه قرار گیرد.
از سوی دیگر، صرفاً اجرای شناژ بدون فونداسیون نیز ممکن نیست، زیرا شناژ به فونداسیون متکی است. بنابراین، هر دو بخش مکمل یکدیگرند و در طراحی سازه‌ای باید توأمان در نظر گرفته شوند. درک درست از فرق شناژ با فونداسیون به مهندسان کمک می‌کند تا سازه‌ای ایمن‌تر و مقاوم‌تر طراحی کنند.
جمع بندی
فرق شناژ با فونداسیون در نقش و عملکرد آن‌هاست؛ فونداسیون یا پی، بار اصلی سازه را به زمین منتقل می‌کند و نقش اصلی در تحمل فشار خاک و پایداری سازه دارد، در حالی که شناژ بیشتر برای اتصال فونداسیون‌ها به یکدیگر و توزیع یکنواخت بار بین آن‌ها اجرا می‌شود. به عبارت دیگر، فرق شناژ با فونداسیون این است که فونداسیون مستقیماً بار سازه را تحمل می‌کند، اما شناژ به عنوان یک عنصر تقویتی و تثبیتی عمل می‌کند تا از نشست نامتوازن و تغییر شکل‌های ناخواسته در سازه جلوگیری شود.
در صورت تمایل به دریافت مشاوره در زمینه طراحی سازه، فونداسیون و … با کارشناسان ما در ارتباط باشید.
