فونداسیون سازه چوبی ؛ پایه و اساس زیبایی ویلای چوبی

فونداسیون سازه چوبی بخش بسیار مهمی است که تاکنون کمتر به آن پرداخته شده است. پی سازه چوبی از جهاتی به فونداسیون دیگر سازه‌ها شبیه است و از جهاتی دیگر تفاوت‌هایی اساسی بین فونداسیون یک ساختمان معمولی با فونداسیون ویلای چوبی وجود دارد.

اما اکنون در این مقاله قصد داریم تا به موارد بیشتر و جزئی‌تری در این زمینه بپردازیم.

مانند همیشه تلاش داریم مطالب علمی و پیچیده مهندسی را به بیان ساده و واضح، با رعایت تعهد به اصل موضوع، ارائه دهیم. به طور کلی افراد توجهی به پی ساختمان ندارند. چون این بخش از سازه را کمتر مشاهده می‌کنند و یا اصلاً مشاهده نخواهند کرد. آن‌قدری که به معماری و نمای یک ویلای چوبی دقت و توجه می‌شود، به پی آن توجه نمی‌گردد.

البته این امر یک امر طبیعی است، زیرا افراد به آن‌چه که دیده می‌شود توجه می‌کنند. به طور معمول یا از مواردی که دیده نمی‌شوند اطلاعی ندارند، یا اینکه چندان در مورد آن‌ها کنجکاو نیستند. به هر صورت، هدف ما در این مقاله معرفی کامل بخش بسیاری مهمی از سازه ویلای چوبی است، به نام فونداسیون، که این لغت یک کلمه فرانسوی است و تلفظ انگلیسی آن فاندیشن است. در زبان فارسی از پی و یا شالوده به جای فونداسیون استفاده می‌شود.

برای به دست آوردن شناخت بهتر در این زمینه، با گروه بین المللی آمیتیس، دارنده گواهینامه WCD از ایالات متحده آمریکا و DIN از کشور آلمان، با بیش از 16 سال تجربه و تجربه‌های موفق در داخل و خارج از کشور در زمینه ساخت ویلای چوبی، همراه باشید.

فونداسیون سازه چوبی و آنچه باید پیرامون آن بدانیم

ساختمان‌های اسکلت چوبی سبک‌تر از ساختمان‌های ساخته شده از آجر و بلوک‌های سنتی هستند و بنابراین نیازی به فونداسیون‌های پرهزینه، محاسبه شده با حساسیت بالا، و یا خاک‌های محکم و با تحمل بالا (تیپ1 یا تیپ2) ندارند. همه ساختمان‌ها بر روی شالوده ساخته می‌شوند اما همه شالوده‌ها مثل هم نیستند. بلکه به فراخور نوع سازه و شرایط آن، نوع فونداسیون آن را تعیین می‌کنند.

فونداسیون ویلای چوبی به طور کلی به 3 شکل در دنیا اجرا می‌شود. در این بخش به معرفی و ارائه توضیحاتی پیرامون هر یک از انواع فونداسیون می‌پردازیم.

• فونداسیون متناظر با نقشه دیوارها (residential construction site foundation walls)
• فونداسیون‌های کم‌ارتفاع مناسب برای فضای تأسیسات (CrowlSpace)
• فونداسیون یک‌پارچه دال بتنی سطحی (Concrete Slab on-Grade)

همانطور که می‌بینیم، هر یک از این شالوده‌ها برای فضای متفاوتی در نظر گرفته می‌شوند. یعنی شرایط جغرافیایی و محیط در انتخاب هر یک از این انواع فونداسیون سازه چوبی موثر است. برای توضیح و تشریح موارد استفاده هر یک از آن‌ها با ما همراه باشید.

• فونداسیون متناظر با نقشه دیوارها (residential construction site foundation walls)

این نوع فونداسیون در حقیقت اجرای دیوار برشی، در زیر سطح تمام دیوارها است. یعنی عین نقشه معماری داخلی واحد، در قسمت زیرزمین با دیوار برشی اجرا می‌گردد. اما اجرای این نوع از پی سازه چوبی ملزوماتی دارد:

• تمام پی در خاک مدفون است.
• حداقل ارتفاع آن حدود 180 سانتی‌متر است. (6 فوت)
• برای زمین‌های دارای شیب بسیار مناسب است.

در این نوع از فونداسیون ویلای چوبی دارای زیرزمین است. این زیرزمین کاملاً قابل سکونت است زیرا ارتفاع آن قابل قبول است. نقشه آن کاملاً مانند نقشه معماری ویلا است. دیوارها ثابت هستند و قابلیت جابجایی ندارند.

تمام دیوارها باربر هستند و نیرو را مستقیماً به فونداسیون منتقل می‌کنند. به این صورت که این فونداسیون به شکل دیوارهایی با ضخامت 20 سانتی‌متر دورتادور محیط ویلای منطبق با دیوارهای جانبی اجرا می‌شود.

متناظر با دیوارهای داخلی نیز این دیوارهای بتنی اضافه می‌شود به فونداسیون. به این ترتیب تمام فشاری که به اسکلت وارد می‌شود، توسط دیوارها به فونداسیون منتقل می‌گردد. البته در محل قرار گرفتن ستون‌های اصلی نیز این اتصال به طور کامل برقرار است.

دیوارهای زیرزمین (Basement) علاوه بر اینکه نیروی ثقلی سازه را تحمل می‌نمایند، نیروی جانبی خاک را نیز خنثی می‌کنند. معمولاً برای زمین‌های شیب‌دار مناسب هستند. در این صورت، با ایجاد پنجره‌های بلند در طرفی که به سمت شیب پاینن‌رونده دید دارد، نور روز را نیز می‌توانند در زیرزمین داشته باشند. به همین به دلیل به این نوع فونداسیون‌ها Full and Daylight گفته می‌شود. زیرا علاوه بر اینکه تماماً مساحت زیر ساختمان را پوشش می‌دهد، شرایط بهره‌مندی از نور روز را نیز دارد. این فونداسیون فاقد ورودی به فضای باز است.

در صورتی که شیب زمین به حدی باشد که امکان ایجاد ورودی به فضای باز نیز فراهم باشد، علاوه بر اینکه کمی در نوع اجرا و محاسبات تغییراتی ایجاد می‌شود، نام آن نیز به WalkOut Basement نیز تغییر می‌نماید. به همین دلیل نیز به طور معمول این نوع فونداسیون‌ها برای مناطق شیب‌دار استفاده می‌شوند.

یکی از نکات مثبت این نوع از فونداسیون این است که کمک می‌کند تا سازه نیاز مبرمی به ستون نداشته باشد. هر چند در صورتی که فاصله دیوارها از هم زیاد باشند، به تعداد کمی ستون نیازمندیم. مزیت اصلی یک زیرزمین کامل، فضای اضافی‌ای است که در اختیار شما قرار می دهد.

در بعضی از خانه‌ها، اتمام یک زیرزمین کامل می‌تواند فضای زندگی خانه را دو برابر کند. یک زیرزمین کامل مانند بقیه خانه می‌تواند دارای تهویه مطبوع (گرم یا سرد) بوده و یا بدون تهویه مطبوع باشد. نکته مهم در اجرای این نوع از فونداسیون سازه چوبی باید رعایت کرد این است که خط بالای دیوارهای فونداسیون، باید زیر خط یخبندان سطح زمین باشد.

• فونداسیون‌های کم‌ارتفاع مناسب برای فضای تأسیسات (CrowlSpace)

این نوع فونداسیون‌ها دارای شمع‌هایی زیر ستون‌های سازه چوبی هستند. دیوارهایی نیز این شمع‌ها را به یکدیگر متصل می‌نماید. شمع در اصطلاح سازه‌ای به یک ستون بتنی با میلگردهای فولادی سازه‌ای نوع AIII مدفون شده در خاک گفته می‌شود که ضمن تحمل نیروی ثقلی ستون، به دلیل بالا بودن سطح تماسش با لایه‌های خاک، تحمل بسیار بالایی نسبت به نیروهای جانبی و گشتاوری دارند.

در این نوع پی سازه چوبی ارتفاع فضای زیرزمین بسیار کم است و حداکثر به 120 سانتی‌متر یا حدود 4 فوت می‌رسد. این فضا را اصطلاحاً فضای خزش یا فضای خزنده می‌گویند. یعنی فضایی که نمی‌توان در آن راه رفت. این فضا تنها برای عبور تأسیسات برقی و مکانیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

پایه‌هایی که فضای خزنده را ایجاد می‌کنند از دیوارهای پایه کوتاه تشکیل شده‌اند. دیوارها ممکن است بسیار کوتاه باشند. فضایی ایجاد می‌شود که شما به معنای واقعی کلمه مجبور به خزیدن (یا خزیدن روی شکم) هستید.

به همین ترتیب، فضای کافی برای انباری و گاهی اوقات تنور یا تجهیزات دیگر فراهم می‌کند. به طور معمول، فضاهای خزنده فضاهای گرم نشده هستند و ممکن است با دریچه‌های کوچکی که به دیواره‌های شالوده نفوذ می‌کنند تهویه شوند تا مقدار کمی جریان هوا از طریق فضای خزنده ایجاد شود.

پایه‌های فضای خزنده نسبت به زیرزمین‌های کامل کم‌هزینه‌تر است زیرا برای ساخت آن‌ها به خاکبرداری کمتر و مواد دیواره زیرسازی و نیروی کار کمتری نیاز است. مانند پایه‌های زیرزمین کامل، دیوارهای دور تا دور فضای خزنده در این نوع از فونداسیون سازه چوبی نیز معمولاً با بتن ریخته شده یا بلوک بتونی و ملات ساخته می‌شوند.

• فونداسیون یک‌پارچه دال بتنی سطحی (Concrete Slab on-Grade)

این فونداسیون ویلای چوبی برای مناطقی که مقاومت خاک کمتری دارند مناسب است. میزان خاکبرداری آن چندان زیاد نیست. کافی است یک زیرسازی اندک صورت بگیرد. می‌توان این دال بتنی سطحی را اجرا نمود. این سطح زیر سطح یخ‌زدگی سطحی زمین است.

دال بتنی جامد است که بر روی زمین قرار دارد. درجه به سطح زمین و دال به صفحه بتن یکپارچه اشاره دارد. پایه‌های دال سطحی معمولاً در آب‌وهوایی که یخ‌زدگی زمین را تجربه نمی‌کند ساخته می‌شود، زیرا این امر می‌تواند منجر به ترک‌خوردگی در بتن و تغییر پایه و اساس شود.

پایه‌های دال سطحی هزینه کمتری نسبت به پایه‌های زیر سطح (زیرزمین کامل یا فضای خزنده) دارند و می‌توانند محافظت بهتری در برابر هجوم موریانه‌ها (که در مناطق گرمتر نیز وجود دارد) ارائه دهند. یکی از نقاط ضعف قابل توجه پایه‌های دال این است که لوله‌های آب‌رسانی و زهکشی در بتن محصور شده‌اند. در صورت بروز مشکل، برای دسترسی به لوله‌ها باید دال بتنی را برش دهید. همچنین، پایه های دال هیچ فضایی برای داشتن انباری و فضای قابل سکونت ندارند.

همانطور که بیان شد، این 3 نوع فونداسیون، رایج‌ترین فونداسیون‌های استفاده شده برای ویلای چوبی هستند. اکنون پس از مطالعه این مقاله تفاوت فونداسیون سازه چوبی با دیگر سازه‌ها را بهتر درک خواهید نمود. هر چند قابل ذکر است که متناسب با اقلیم و شرایط جغرافیایی، مهدسین طراح ممکن است از دیگر سیستم‌ها بهره ببرند که این امر کاملاً به نظر و تصمیم مهندسی وابسته است.

در این مقاله تلاش شد تا با بررسی انواع پی سازه چوبی ، اطاعات مفیدی در این باره در اختیار مخاطب محترم قرار داده شود، در صورت تمایل ضمن مطالعه متن اصلی این مقاله در سایت Thespruce می‌توانید دیدگاه‌ها و تجربیات خود را در زمینه فونداسیون ویلای چوبی با ما و دیگر مخاطبین سایت آمیتیس به اشتراک بگذارید.