ایجاد کنسول بعد از اجرای سقفها، کنسول ها همانطور که از اسم آن مشخص است بخشی از سقف در یک ساختمان می باشد که بدون ساپورت و تکیه گاه که معمولا ستون می باشد بصورت بیرون زدگی و جلو آمدگی اجرا میگردد. 

طراحی و اجرای کنسول که به انگلیسی cantileverd نیز می گویند دارای ضوابط و مقرراتی می باشد که می بایست در طراحی کنسولها رعایت گردد. در نشریات و آیین نامه های طراحی سازه مخصوصاً نشریه ۲۸۰۰ کشور توصیه شده که حدالامکان از طراحی و اجرای کنسولهای با پیش آمدگی بیش از ۱/۵ متر خودداری گردد.

اما مهندسان طراح سازه می توانند با در نظر گرفتن تمهیداتی و قضاوت مهندسی و داشتن تجربه لازم کنسولهایی با پیش آمدگی بیش از مقدار تعیین شده نیز طراحی و اجرا نمایند ، منتهی همانطور که می دانیم هر چقدر طرح سازه ای از حالت متداول و متعارف خارج شود نیاز به دقت بسیار در اجرای جزئیات آن خواهد بود و کار با تکنیک برتری می بایست اجرا گردد.

کلیه مطالب گفته شده مقدمه ای بود در خصوص ماهیت کنسولهایی که در بدو طراحی و اجرای سازه در نظر گرفته شده است و همزمان با اجرای اسکلت سازه اعم از بتنی یا فولادی و اجرای سقفها اجرا میگردند.

آشنایی با ایجاد کنسول بعد از اجرای سقفها

بنابراین سقفهای کنسول در نهایت همزمان با دیگر بخشهای سقف بتن ریزی گردیده و اجرا می گردند . حال چنانچه بنا به هر دلیلی در یک پروژه کنسولها اجرا نگردند و یا پروژه مورد نظر فاقد کنسول باشد و بعد از اجرای سازه و حتی بتن ریزی سقفها کارفرما نیاز به اضافه کردن کنسولها داشته باشد ، روش کار قدری متفاوت خواهد بود و جهت نیل به این خواسته می بایست طراحی های خاصی صورت گیرد که در این مقاله سعی خواهیم کرد پارامترهای مورد نظر و ضوابط و مشکلات طراحی و اجرایی جهت اضافه کردن کنسول در یک پروژه را بیان نماییم.

طراحی و اجرای اضافه کنسول در سازه های فولادی

اضافه کردن کنسول در سازه های فولادی بسیار آسانتر از اضافه کردن آن در یک سازه بتنی اجرا شده می باشد. زیرا همانطور که تقویت و مقاوم سازی سازه های فولادی آسانتر و غیر تکنیکی تر از سازه های بتنی است ، طراحی و اجرای کنسول اضافه شده در یک سازه فولادی اجرا شده راحت تر می باشد .

زیرا نصب اتصالات فلزی و اضافه کردن تیرهای کنسول به سازه فلزی موجود با روش جوشکاری در هر نقطه از سازه فلزی میسر می باشد. اما باید این نکته را در نظر داشت که چنانچه سازه فلزی مورد نظر از نوع سازه های با اتصالات گیردار و خمشی می باشد و کلیه اتصالات اصلی تیرها به ستون‌ها گیردار و صلب باشد بهتر می توان در محل چشمه اتصال موجود در لبه های سقف های مورد نظر که نیاز به اضافه کردن سقف و اجرای کنسول می باشد.

با طراحی اتصال گیردار تیرهای کنسول را به چشمه اتصال موجود متصل نمود . نکته حائز اهمیت این است که بدلیل وجود چشمه اتصال گیردار در ناحیه فوق حتما ناحیه مذکور دارای ورقهای پیوستگی بوده ، بنابراین نیازی به طراحی و اجرای ورق پیوستگی نبوده و فقط باید اتصال مورد نظر جهت نصب تیر گیردار مورد کنترل گردد که آیا ورق پیوستگی در چشمه اتصال اجرا گردیده است یا خیر؟ و در صورت عدم تعبیه آن یا باید ورق مورد نظر اجرا گردد ، یا با روشهای خاصی پیوستگی مورد نظر را تامین نمود.

در حالتی که اتصالات سازه اصلی ساده بوده و بصورت گیردار و صلب اجرا نشده باشد می توان با طراحی مناسب و اصولی تیر کنسول مورد نظر را هم بصورت گیردار و هم بصورت ساده به چشمه اتصال متصل نمود.

فقط بحث ورق پیوستگی را در حالتی که نوع اتصال تیر کنسول گیردار در نظر گرفته می شود را نباید نادیده گرفت و باید تمهیدات لازم را در این خصوص اتخاذ کرد . چنانچه اتصال تیر کنسول به سازه اصلی ساده در نظر گرفته شود و نوع اتصال ساده و بصورت نبشی زیر سری و رو سری اجرا گردد ، نمی توان تیر مورد نظر را بصورت کنسول فرض کرد و باید بوسیله دستک‌های کششی یا فشاری سیستم را طراحی و پایداری مورد نظر را تامین نمود.

البته معمولا بدلیل اینکه اجرای دستک فشاری در زیر سقف اول مزاحمتهایی در تردد و دسترسی افراد بوجود می آورد و معمولا کنسول اجرا شده در سقف اول در محل گذر و تردد عموم قرار دارد لذا مجاز به اجرای دستک فشاری در زیر سقف نمی باشیم و باید از دستک کششی و از روی سقف استفاده شود .

نکته مهم دیگر در طراحی و اجرای سیستم های کنسول الحاقی به سازه فولادی ایجاد پیوستگی ما بین سقف اجرا شده در طبقات و سقف اضافه شده در بخش کنسول می باشد . در این راستا باید با نصب برشگیر هایی بر روی جان تیر فولادی طولی و در راستای عمود بر کنسول پیوستگی مورد نظر را ایجاد کرد.

همچنین می توان با اضافه کردن میلگردهایی به روش جوشکاری بر روی بال یا جان تیر طولی فولادی و ادامه دادن آنها بر روی سقف اضافه شده قبل از بتن ریزی پیوستگی مورد نظر را تامین کرد. لازم به ذکر است که چنانچه تمهیدات مورد نظر در خصوص تامین یکپارچگی و پیوستگی سقف جدید و موجود اتخاذ نشود کف طبقات در محل اتصال سقف اضافه شده بعد از بهره برداری دچار تغییر شکل و ترک خواهد شد.

در اضافه کردن کنسول در سازه های فولادی پیشنهاد میگردد از سیستم سقفی استفاده شود که که کل بار سقف در محل کنسول اضافه شده بصورت یک طرفه به تیرهای کنسول منتقل گردد . بنابراین سقف‌هایی از نوع تیرچه بلوک ، کامپوزیت یا عرشه فولادی مناسبتر از سیستم سقفهای دو طرفه مانند دال بتنی می باشد و علت آن نیز عدم اعمال اضافه بار به تیر طولی لبه سقف در محل اتصال به سقف اضافه شده می باشد و از ایجاد لنگر پیچشی به تیر مورد نظر جلوگیری می کند.

البته مهندس طراح مقاوم سازی می بایست بارگذاری های جدید را در مدل سازه اعمال نماید و اثر آنرا در سازه ملاحظه کرده و چنانچه تیرها و ستونهای منتهی به کنسول ضعیف می باشند آنها را تقویت نماید . حتی چنانچه سطح کنسولهای اضافه شده زیاد و قابل توجه می باشد و تعداد طبقات ساختمان نیز زیاد می باشد ، اضافه وزن ناشی از اضافه کردن کنسول به سازه بر روی فونداسیون ساختمان نیز مورد کنترل و بازنگری قرار گیرد.

طراحی و اجرای کنسول در سازه های بتنی اجرا شده

حال چنانچه سازه مورد نظر جهت اضافه کردن کنسول سازه ای بتنی باشد که اسکلت آن اجرا شده است وضعیت کمی متفاوت بوده و جهت طراحی و اجرای کنسول الحاقی در اینگونه سازه ها نیازمند تجربه و در نظر گرفتن ملاحظات ویژه ای می باشد زیر در این حالت مانند سازه های با اسکلت فولادی نمی توان  براحتی با ایجاد اتصال به روش جوشکاری تیرهای کنسول را اضافه نمود ، از طرفی هرگونه اضافه کردن المان سازه ای به سازه بتنی می بایست با روش کاشت صورت گیرد که در این حالت باید از روش اجرا ، کیفیت کار و بتنی که عملیات کاشت صورت میگیرد اطمینان کافی داشت .

لازم به ذکر است که جهت طراحی و اجرای کنسول در سازه های بتنی حتما باید تیرهای بتنی کنسولی در محل چشمه های اتصال موجود در لبه بیرون ساختمان و جایی که نیاز به اضافه کردن سازه الحاقی می باشد احیا گردد. بطور مثال چنانچه در طولی که لبه آزاد سقف می باشد.

۵ عدد ستون وجود داشته باشد بدین معنا است که ۵ عدد چشمه اتصال وجود دارد که محل تلاقی تیرهای بتنی طولی با ستون‌ها می باشد . حال جهت طراحی کنسول الحاقی حتما باید ۵ عدد تیر بتنی الحاقی در چشمه های اتصال موجود احیا گردد و به هیچوجه  از طراحی و اجرای فقط دال بتنی یک طرفه بدون تیر بتنی استفاده نگردد .

همچنین در این حالت به هیچ‌وجه توصیه نمی گردد که با روش کاشت میلگرد کنسولهایی با طول بیش از ۱ متر اجرا شود . زیرا با وجود اینکه با روش کاشت میلگرد و اجرای تیر بتنی الحاقی بنظر می‌رسد که سازه الحاقی بصورت گیردار به سازه اصلی موجود اجرا گردیده است.

 اما این موضوع به هیچ‌وجه صحت نداشته و در روش کاشت میلگرد نمی توان اتصال بتنی ایجاد شده را گیردار کامل فرض نمود . مخصوصاً در حالتی که تیر الحاقی اجرا شده بصورت کنسولی بوده و سر دیگر آن آزاد می باشد و کلیه نیروهای برشی و خمشی در محل اتصال ماکزیمم می باشد . همچنین بدلیل اینکه معمولا بعد از اجرای کنسول در لبه آزاد آن دیوار پیرامونی به همراه پنجره ها اجرا می گردد لذا بار خطی سنگینی در لبه سازه الحاقی به کنسول اعمال میگردد که اثر آن بصورت نیروها و تلاش هایی شامل لنگر و برش در ناحیه اتصال به سازه اصلی که با کاشت میلگرد بوجود آمده است ظاهر می گردد .

ضمنا برعکس توصیه گفته شده در خصوص عدم اجرای دال بتنی دو طرفه در سازه های فولادی و پیشنهاد طراحی و اجرای سقف‌هایی بصورت تیرچه بلوک و کامپوزیت یا عرشه فولادی در اینگونه سازه ، پیشنهاد می گردد که جهت در نظر گرفتن نوع سیستم سقف در سازه های بتنی برعکس ترجیحاً از دال بتنی استفاده شود و حتی المقدور از سقفهای تیرچه بلوک و .... استفاده نشود.

علت این موضوع هم در این مقوله است که با توجه به نگرانی از ایجاد گیرداری کامل در ایجاد تیر کنسولی بتنی با روش کاشت میلگرد ترجیح داده می شود که از سیستم سقف دال بتنی استفاده شود تا کل لبه سقف الحاقی در تماس با تیر بتنی موجود  با روش کاشت میلگرد قرار گیرد.

با انجام این کار تمرکز تنش در چشمه اتصال کمتر شده و بار وارده از کنسول الحاقی بصورت گسترده به سازه موجود اعمال می گردد . بنابراین چنانچه ضعفی در بخشهایی از بتن وجود داشته باشد ، با اینکار ضریب اطمینان افزایش یافته و کار با ایمنی بهتری انجام خواهد شد.

روش کار هم بدینصورت است که سازه الحاقی بتنی بصورت دال و تیر بتنی بوده و تیرهای بتنی بصورت کنسول و با روش کاشت میلگرد در چشمه اتصال اجرا می گردد و میلگرد های دال بتنی با روش کاشت میلگرد در سراسر جان تیر بتنی طولی موجود اجرا می گردد .

در این روش هم بدلیل حساسیت موضوع و جلوگیری از نشست و تغییر شکل لبه های کنسول توصیه میگردد که حداکثر تا ۱ متر پیشروی در نظر گرفته شود و در صورت نیاز به اجرای کنسول هایی با پیشروی بیشتر از یک متر سیستم کار تغییر یافته و تیرهای کنسول فلزی طرح گردیده و بصورت کاشت راد های فولادی و نصب صفحه های فولادی در محل چشمه اتصال و اجرای سازه الحاقی فلزی انجام گیرد.

البته روش مذکور با اجرای دستک‌های کششی یا فشاری بوده و دستکها نیز با کاشت راد فولادی در وسط ستونهای بتنی و نصب صفحات فلزی اجرا می گردند . در این روش هم توصیه میگردد که از سقفهای یک طرفه مانند تیرچه بلوک و کامپوزیت یا عرشه فولادی استفاده شود.

در حالتی که سازه الحاقی بصورت تیرهای بتنی و دال بتنی طراحی و اجرا می گردند بدلیل اینکه دال بتنی الحاقی توسط میل‌گردهای کاشته شده به جان تیر بتنی طولی متصل می‌گردد حتما باید اثر پیچش ایجاد شده در تیر بتنی موجود و وزن سازه الحاقی بر کل سازه و حتی فونداسیون مورد کنترل و بررسی قرار گیرد .

همانطور که در ابتدای این مقاله اشاره شد با توجه به توصیه آیین نامه ۲۸۰۰ زلزله کشور مبنی بر سعی در عدم طراحی و اجرای کنسول هایی با طول بیش از ۱/۵ متر ، چنانچه تاکید کارفرما بر در نظر گرفتن کنسولهای الحاقی بیش از طول ۱/۵ متر باشد ، این شرکت پیشنهاد می نماید که ترجیحاً کنسول الحاقی با سیستم سازه فولادی و حتماً بصورت دستک‌های کششی یا فشاری طراحی گردد و به تنهایی از سیستم ایجاد تیر بتنی کنسولی با روش کاشت میلگرد چه با سقف دال بتنی یا تیرچه بلوک بدون دستک خودداری گردد.

در خصوص اجرای هر گونه کنسول الحاقی بر روی سازه های بتنی موجود چه با روش تیر بتنی گیردار که بوسیله کاشت میلگرد انجام می‌شود و چه بصورت اجرای سازه الحاقی فولادی جهت ایجاد کنسول با روش کاشت راد فولادی و صفحات فولادی و اجرای تیر و دستک‌های کششی و فشاری ، با توجه به اینکه کلیه عملیات اجرایی جهت ایجاد کنسول الحاقی وابسته به کاشتهای میلگرد یا راد فولادی در بتن می باشد،

لذا کیفیت و مقاومت فشاری بتن در تامین نیازهای مکانیکی کاشت مهم بوده و چنانچه بتن موجود از کیفیت بالایی برخوردار نباشد کلیه فرضیات و محاسبات کاشت میلگرد اشتباه از آب در می آید. بنابراین توصیه می شود که قبل از اقدام به هر گونه عملیات کاشت میلگرد یا راد فولادی از بتن موجود در تیر و ستونهای پروژه تست مقاومت فشاری غیر مخرب بعمل آید تا از صحت کیفیت بتن اطمینان خاطر حاصل شود .

این شرکت بدون اخذ هرگونه هزینه ای قبل از اقدام به طراحی و اجرای کاشت میلگرد یا راد فولادی بمنظور اجرای کنسول الحاقی در سازه های بتنی از بتن اجرا شده در پروژه تست غیر مخرب مانند چکش اشمیت یا دستگاه التراسونیک بعمل می آورد.

سخن پایانی در مورد ایجاد کنسول بعد از اجرای سقفها

همانطور که در این مقاله متوجه شدید، کنسول‌ها یکی از بخش‌های مهم سقف یک ساختمان می‌باشد. این بخش بدون هیچگونه تکیه‌گاه و ساپورت همانند یک بیرون‌زدگی و جلوآمدگی قرار می‌گیرد.

ایجاد کنسول بعد از اجرای سقفها باید طبق قوانین و مقررات خاصی اجرا شود. در نشریات و آیین‌نامه‌های طراحی سازه تاکید شده است که از اجرای کنسول‌ها با برآمدگی بیش از 5/1 متر جلوگیری شود. پیشنهاد می‌شود برای کسب اطلاعات بیشتر مقاله بالا را به صورت دقیق مطالعه نمایید.