شمع چیست + کاربرد و وظایف پی شمعی

بهمن ۱۷, ۱۴۰۲
دانشنامه

پی یا فونداسیون بخش زیرین سازه است. انتخاب نوع پی به عوامل مختلفی مانند وزن سازه، نوع خاک، ظرفیت باربری خاک و غیره بستگی دارد .در این مقاله برآنیم درباره شمع و پی شمعی در ساختمان صحبت کنیم.

وظایف پی

انتقال بار سازه به زمین: پی، بارهای قائم و افقی وارده بر سازه را به زمین منتقل می‌کند. این بارها شامل وزن خود سازه، وزن افراد و اثاثیه، بار باد و بار زلزله می‌شود.
توزیع بار سازه: پی، بارهای متمرکز وارده از ستون‌ها را به یک سطح وسیع‌تر در زمین پخش می‌کند. این امر از ایجاد تنش‌های نقطه‌ای در خاک و نشست نامتقارن سازه جلوگیری می‌کند.
ایجاد ثبات برای سازه: پی، ثبات و پایداری سازه را در برابر باد و زلزله افزایش می‌دهد.

جهت اطلاع از قیمت روزانه میلگرد کلیک نمایید.

انواع متداول پی

پی های سطحی یا شالوده ها
پی های عمیق یا شمع ها
پی های نیمه عمیق مانند پی های چاهی
پی های ویژه مانند مهارها، پی صندوقه ای (کیسون ها)، ستون های شنی و مهارها
پی منفرد (نقطه ای)

پی منفرد: این نوع پی برای انتقال بار یک ستون به زمین استفاده می‌شود.

پی نواری: این نوع پی برای انتقال بار یک دیوار به زمین استفاده می‌شود.

پی گسترده: این نوع پی برای انتقال بار کل سازه به زمین استفاده می‌شود. به صورت مجزا و مستقل بار را از ستون به زمین وارد می کند.

پی عمیق: این نوع پی برای انتقال بار سازه به لایه‌های عمیق‌تر و با مقاومت بیشتر خاک استفاده می‌شود.

جهت اطلاع از قیمت میلگرد آجدار کلیک نمایید.

شرایط استفاده از پی

ظرفیت باربری کم خاک سطحی: در این شرایط، خاک سطحی قادر به تحمل بار سازه نیست و برای انتقال بار به لایه‌های عمیق‌تر و با ظرفیت باربری بیشتر، از پی عمیق استفاده می‌شود.
عمق کم خاک مناسب برای احداث پی گسترده: در برخی موارد، به دلیل وجود لایه‌های ضعیف یا سست در خاک سطحی، امکان احداث پی گسترده در عمق مناسب وجود ندارد. در این شرایط، از پی عمیق استفاده می‌شود تا بار سازه به لایه‌های عمیق‌تر و با مقاومت بیشتر منتقل شود.
نیاز به مقاومت در برابر نیروهای جانبی زیاد: در سازه‌هایی که در معرض باد شدید، زلزله یا سایر نیروهای جانبی هستند، از پی عمیق برای افزایش مقاومت سازه در برابر این نیروها استفاده می‌شود.

شمع چیست

شمع یک المان سازه‌ای بلند، لاغر و ستون مانند است که در داخل خاک (به صورت قائم و گاه مایل) قرار می‌گیرد و به عنوان پی سازه، وظیفه انتقال بار طبقات فوقانی را به لایه‌های مناسب‌تر خاک در اعماق پایین‌تر بر عهده دارد. به عبارت دیگر، شمع همان ستون است که در داخل خاک مستقر شده و بارهای وارده به سازه را در عمق خاک عبور داده و به خاک مقاوم‌تر در عمق بیشتر منتقل می‌کند.

جهت اطلاع از قیمت میلگرد st52 کلیک نمایید.

کاربرد شمع در ساختمان

در زمین‌هایی با ظرفیت باربری کم: در زمین‌هایی مانند زمین‌های ماسه‌ای که به تنهایی قادر به تحمل بارهای وارده از سازه نیستند، از شمع برای انتقال بار به لایه‌های عمیق‌تر و با ظرفیت باربری بیشتر استفاده می‌شود.
در زمین‌هایی که خاکبرداری سطحی مقرون به صرفه نیست: در برخی موارد، به دلیل وجود لایه‌های ضعیف یا سست در خاک سطحی، خاکبرداری و احداث پی در عمق مناسب صرفه اقتصادی ندارد. در این شرایط، از شمع برای انتقال بار سازه به لایه‌های عمیق‌تر و با مقاومت بیشتر استفاده می‌شود.
در سازه‌هایی با نیاز به مقاومت در برابر نیروهای جانبی زیاد: در سازه‌هایی که در معرض باد شدید، زلزله یا سایر نیروهای جانبی هستند، از شمع برای افزایش مقاومت سازه در برابر این نیروها استفاده می‌شود.

مزایای استفاده از شمع در ساختمان

افزایش ظرفیت باربری سازه
افزایش مقاومت سازه در برابر نشست
افزایش مقاومت سازه در برابر نیروهای جانبی
امکان احداث سازه در زمین‌های با خاک ضعیف

جهت اطلاع از قیمت میلگرد ساده کلیک نمایید.

وظایف شمع در ساختمان

به‌طورکلی در شرایط زیر می توان از شمع استفاده نمود:

وقتی‌که لایه‌های سطحی خاک قابلیت فشردگی زیادی داشته باشند ‌یا خیلی ضعیف باشند‌، به‌طوری‌که نتوان از شالوده سطحی برای توزیع بار ساختمان استفاده کرد‌، از شمع برای انتقال بار به لایه تحتانی محکمتر‌ یا سنگ‌بستر استفاده می‌شود.

زمانی‌که سازه مانند ساختمان‌های بلندمرتبه، پل‌ها یا مخازن آب بسیار سنگین است.

زمانی‌که تراز آب زیرزمینی در خاک زیرین، تغییر زیادی داشته باشد.

زمانی‌که اجرای پی گسترده بسیار هزینه‌بر و در عمل غیرممکن باشد.

زمانی‌که سازه روی ساحل دریا یا بستر رودخانه مکانیابی شده باشد.

ممکن است شمع ها برای تحمل نیروهای جانبی و فشارهای uplift طراحی‌شده باشند.

برای مقابله با نیروهای کششی در پی‌هایی که زیر سطح آب قرار دارند.

در مواقعی که احتمال واژگونی سازه‌های بلند وجود دارد.

جهت اطلاع از قیمت میلگرد بناب کلیک نمایید.

پی شمعی

پی عمیق یا پی شمعی نوعی پی است که از اعضای ستون مانند لاغر به نام شمع تشکیل شده است. این شمع ها به صورت قائم یا با تمایل اندک در زمین قرار می‌گیرند و بارهای سازه فوقانی را به لایه‌های سخت‌تر و عمیق‌تر زمین منتقل می‌کنند.

پی عمیق یا پی شمعی نسبت عمق به عرض (D/B) بزرگتر از ۵ دارند. اگرچه بر طبق آیین نامه DTU 13.11 فرانسه برای پی های با عرض کمتر از یک متر این نسبت باید برابر با ۶ باشد.

کاربرد پی شمعی

زمانی که ظرفیت باربری خاک سطحی کم باشد: در این شرایط، خاک سطحی قادر به تحمل بار سازه نیست و برای انتقال بار به لایه‌های عمیق‌تر و با ظرفیت باربری بیشتر، از پی عمیق استفاده می‌شود.
زمانی که عمق خاک مناسب برای احداث پی گسترده کم باشد: در برخی موارد، به دلیل وجود لایه‌های ضعیف یا سست در خاک سطحی، امکان احداث پی گسترده در عمق مناسب وجود ندارد. در این شرایط، از پی عمیق استفاده می‌شود تا بار سازه به لایه‌های عمیق‌تر و با مقاومت بیشتر منتقل شود.
زمانی که نیاز به مقاومت در برابر نیروهای جانبی زیاد باشد: در سازه‌هایی که در معرض باد شدید، زلزله یا سایر نیروهای جانبی هستند، از پی عمیق برای افزایش مقاومت سازه در برابر این نیروها استفاده می‌شود.

انواع پی شمعی

پی شمعی اصطکاکی: در این نوع پی عمیق، بار سازه از طریق اصطکاک بین سطح شمع و خاک اطراف به زمین منتقل می‌شود.
پی شمعی اتکایی: در این نوع پی عمیق، بار سازه از طریق نوک شمع که به لایه‌های سخت‌تر زمین نفوذ می‌کند، به زمین منتقل می‌شود.
پی شمعی مرکب: این نوع پی عمیق ترکیبی از پی شمعی اصطکاکی و اتکایی است.

جهت اطلاع از قیمت میلگرد ۱۶ اصفهان کلیک نمایید.