پی های ساختمانی
مقاله های بیشتر از سازه و تاسیسات
پی‌های ساختمانی (شالوده یا فنداسیون) به عنوان یکی از اعضای باربر ساختمان وظیفه توزیع و انتقال وزن ساختمان به زمین را دارد. طراحی یک پی مناسب، به خصوصیات خاک زیر آن از یک طرف و مقدار وزن سازه‌ای وری آن از طرف دیگر بستگی دارد. پی حد فاصل بین ساختمان (بنا) و زمین است. به بیانی دیگر ساختمان به وسیله پی به زمین متصل شده و بارهای قائم وارده را که شامل وزن حاصل از ستون‌ها ، دیوارها، سقف‌ها و …همچنین بارهای افقی (باد و زلزله) را دریافت کرده و به یک نسبت مشخصی پخش و به زمین منتقل می‌کند. ساختمان‌های بدون پی به مرور زمان دچار نشست شده و در نیتجه این نشست در ساختمان ترک ایجاد می‌شود و مقاومت بنا در برابر بارهای وارده از بین می‌رود. ابعاد پی بستگی کامل به وزن بنا، نیروهای وارد بر آن (مرده و زنده و بارهای جانبی) ، نوع خاک و مقاومت فشاری زمین دارد.
انواع پی‌های ساختمانی از نظر مصالح مصرفی
این پی‌ها شامل پی شفته‌ای، پی آجری، پی سنگی، پی فلزی و پی بتنی هستند.
1. پی شفته‌ای
این نوع پی ساده‌ترین و در عین حال ابتدایی‌ترین پی برای ساختمان‌های کوچک با طبقات کم آجری (مصالح بنایی) است. شفته خمیری است از مخلوط خاک، شن، گرد آهک و آب که در هر متر مکعب خاک بین ۲۰۰تا ۲۵۰ کیلوگرم گرد آهک به کار می‌رود و گاهی در صورت لزوم مقدار قلوه سنگ به آن می‌افزاید.
2. پی سنگی
این پی با استفاده از سنگ‌های طبیعی در مناطقی که سنگ با قیمت ارزان در دسترس است ساخته می‌شود. سنگی که برای این گونه پی‌ها انتخاب می‌شود باید سالم بوده و از انواع سنگ‌های لاشه‌ای شکسه باشد. سنگ‌های قلوه‌ای به علت صیقلی و مدور بودن آن برای پی سازی مناسب نیست زیرا حالت ناپایداری به پی می‌دهد. پی‌سازی با سنگ با دو نوع ملات صورت می‌گیرد. چنانچه فشار بار وارده کم باشد از ملات گل و آهک و اگر بار زیاد باشد از ملات ماسه سیمان استفاده می‌کنند.
3. پی آجری
از پی‌های آجری در مواقعی استفاده می‌شود که ساختمان کوچک و بار وراده آن نیز کم باشد. برای صرفه جویی در مصرف آجر بهتر است شکل پی به صورت پلکانی اجرا شود.
4. پی فلزی
در صورتی که بارهای وارده بر ستون زیاد و مقاومت فشاری زمین (خاک)، از حد مجاز کمتر باشد گاهی برای ستون‌های فولادی از پی‌های با شبکه فولادی استفاده می‌شود اما امروزه جهت صرفه‌جویی اقتصادی امکان استفاده از پی‌های فلزی مقدور نیست. لذا پی‌های بتن مسلح جایگزین این نوع پی‌ها شده است.
5. پی بتنی (بتن مسلح)
بتن را می‌توان یکی از مقاوم‌ترین و مستحکم‌ترین سنگ‌های مصنوعی دانست. لذا پی‌های که با بتن ساخته می‌شوند بهترین پی در کارهای ساختمانی به شمار می‌آیند. امروزه توصیه می‌شود که پی تمامی ساختمان‌های با بتن مسلح بسازند.
انواع پی از نظر سیستم ساخت
پی‌های ساختمانی از نظر سیسیتم ساخت به دو دسته کلی پی‌های سطحی و پی‌های غیر سطحی (عمیق) تقسیم می‌شوند.
- پی‌های سطحی شامل تکی یا منفرد، نواری، صفحه‌ای یا گسترده یا رادیه ژنرال، مشترک، باسکولی و پی کلاف شده هستند.
- پی‌های غیر سطحی شامل پی‌های نیمه عمیق یا چاهی، عمیق یا شمعی است.
پی‌های سطحی
1. پی تکی
پی‌هایی هستند که مساحت آنها در تراز پایه سازه افزایش ابعادی می‌یابد. این پی‌ها عموماً بار یک دیوار یا ستون را تحمل نموده و گسترش ابعادی آنها زیر دیوار یا ستون مذکور با توجه به شدت بارهای وارده صورت می‌پذیرد. معمولاً از پی‌های تکی در مواقعی استفاده می‌شود که بار وارده از طرف ساختمان نسبتاً کم بوده از طرفی احتمال نشست غیر یکنواخت زمین وجود نداشته باشد.
2. پی تکی کلاف شده
هر گاه پی‌های تکی توسط شناژهایی از بتن مسلح به یکدیگر متصل و کلاف شوند، پی را کلاف شده می‌نامند. پی‌های کلاف شده بهترین نوع پی در مناطق زلزله خیز به شمار می‌رود. زیرا در هنگام زلزله شناژها از جابه‌جایی پی‌ها جلوگیری نموده و باعث می‌شوند که در فاصله پی‌ها از یکدیگر تغییری حاصل نشود. اتصال یا کلاف پی و شناژ به دو صورت انجام می‌شود.
3. پی مشترک (مرکب)
هر گاه برای دو یا چند ستون یک پی ساخته شود (پی مشترک) گویند. پی مشترک وقتی مورد استفاده قرار می‌گیرد که فاصله پی‌های از یکدیگر کم بوده به طوری که حجم پی‌های یکی می‌شود و یکی از پی‌ها در کنار زمین همسایه قرار گرفته باشد.
4. پی نواری
با اتصال پی‌های یک ردیف ستون و یا پی زیر یک دیوار باربر، پی نواری ایجاد می‌شود که نسبت طول به عرض آن بسیار زیاد است. در زمین‌هایی که خطر رانش به وسیله خاک وجود داشته باشد از این گونه پی‌ها استفاده می‌شود. این پی‌های بار وارده را در جهت طول پخش کرده و به خاک منتقل می‌کند و بنا را در مقابل لرزش‌ها و رانش‌های زمین مقاوم می‌نماید.
5. پی صفحه‌ای (گسترده یا رادیه ژنرال)
شامل یک دال ضخیم بتن مسلح بوده که تمام مساحت مورد نظر را می‌پوشاند. از این گونه پی‌ها در مواردی استفاد می‌شود که بارهای وارده از ساختمان بسیار زیاد بوده (مثل آسمان خراش‌ها) یا مقاومت فشاری زمین (خاک) به قدری کم باشد که جهت انتقال بار به زمین زیر پی به تمام سطح زیرین ساختمان نیاز باشد.
6.پی باسکولی
چنانچه ستونی در گوشه یا میان سطح پی منفرد قرار داشته باشد نیروی وارده از ستون بر گوشه پی وارد می‌شود. این گونه پی‌ها تحت بار خارج از مرکز قرار گرفته و باعث چرخش و واژگونی آن می‌شود. بنابراین جهت جلوگیری از واژگونی پی مذکور آن را با یک تیر رابط (شناژ) به پی منفرد داخلی متصل می‌کنند. بدین ترتیب (پی باسکولی) نوعی پی مرکب است که متشکل از دو پی منفرد و یک تیر رابط است. این کار ممکن است برای جلوگیری از نشیت نامساوی ستون‌ها مورد توجه قرار گیرد.
پی‌های غیر سطحی
1. پی نیمه عمیق (چاهی)
چنان چه خاک زیر بنا جهت ساختمان سازی مناسب نباشد مخزن‌هایی به شمل چاه به عمق تا۱۰ متر ایجاد نموده سپس قسمتی از آن را با مصالح مناسب پر نمایند. و پی مورد نظر را بر روی آن قرار می‌دهند.
2. پی عمیق (شمعی)
پی‌هایی هستند که توسط تمهیدات خاصی مانند چاهک یا شمع پایین‌تر از تراز زمین ساخته می‌شوند. اگر پی‌کنی و پی‌سازی در عمق۱۰ متر یا بیشتر باشد به دلیل سستی خاک (زمین)، پی‌سازی به روش‌های معمولی امکان پذیر نیست. باید از پی‌های شمعی استفاده کرد. معمولاً این شمع‌ها از جنس چوب به قطر ۲۰ تا ۲۵ سانتیتر و به ارتفاع ۸ تا ۱۰ متر بیشتر از ۱۰ متر از جداره فلزی به قطر ۲۰ تا ۳۰ سانتیمتر ساخته شده و مورد استفاده قرار گیرد. چون چوب و فلز به کار رفته پس از گذشت زمانی می‌پوسند لذا لازم است از قطعات پیش ساخته بتنی یا بتن درجا که به صورت استوانه‌ای به قطر ۲۵ تا ۴۰ سانتمتر و ارتفاع ۱۰ تا ۳۰ متر استفاده شود، سپس پی مورد نظر را بر روی شمع‌ها قرار می‌دهند. طبقه بندی این نوع پی بصورت زیر انجام می‌شود.
