قالب سرستون چیست؟ بررسی جامع انواع و کاربردهای آن

در سازه‌های بتنی، ستون‌ها به‌عنوان اعضای عمودی اصلی، نقش مهمی در انتقال بارهای وارده از سقف و طبقات به فونداسیون ایفا می‌کنند. بخش فوقانی هر ستون که به تیر یا دال متصل می‌شود، سرستون نام دارد. این قسمت معمولاً دارای مقطع بزرگ‌تر یا فرم خاص‌تری نسبت به بدنه‌ی اصلی ستون است تا بتواند بارهای  سازه و دال یا تیرها را بهتر دریافت کرده و به پایین منتقل کند. برای اجرای این قسمت از ستون، از قالب سرستون استفاده می شود.

قالب سرستون چیست؟

قالب سرستون یکی از اجزای سیستم قالب‌بندی است که وظیفه‌ی شکل‌دهی به ناحیه‌ی فوقانی ستون‌ها را بر عهده دارد. همچنین، شکل‌گیری صحیح این ناحیه موجب ایجاد اتصال قوی‌تر و مستحکم‌تری بین اجزای سازه‌ای می‌شود. قالب سرستون نه‌تنها در ستون‌های ساختمانی، بلکه در پروژه‌های خاص مانند پایه پل‌ها، مخازن بتنی، و سازه‌های معماری شاخص نیز کاربرد دارد.

سرستون‌ها علاوه بر عملکرد سازه‌ای، از نظر معماری نیز اهمیت بالایی دارند. از دیدگاه سازه‌ای، قالب سرستون باعث افزایش سطح تماس، کاهش تمرکز تنش و بهبود انتقال نیروها می‌شوند در نتیجه منجر به کاهش مقطع ستون خواهد شد. از نظر معماری، به زیبایی بصری تقاطع ستون و سقف کمک می‌کنند و می‌توانند نمایی منحصر‌به‌فرد به ساختمان بدهند.

قالب سرستون می‌تواند از متریال‌های مختلفی ساخته شود و به‌صورت مدولار، پیش‌ساخته یا سفارشی طراحی گردد. این قالب‌ها باید دارای مقاومت کافی در برابر فشار بتن تازه باشند و از نشت دوغاب یا تغییر شکل حین بتن‌ریزی جلوگیری کنند. در فرآیند اجرا، قالب سرستون معمولاً به قالب دال سقف متصل می‌شود و در بسیاری از پروژه‌ها، بتن‌ریزی سرستون و دال به‌صورت هم‌زمان انجام می‌شود. این روش به یکپارچگی بیشتر اجزای سازه‌ای، کاهش درزهای سرد و افزایش کیفیت نهایی اتصال بین ستون و سقف کمک شایانی می‌کند.

اجزا و بخش های قالب سرستون

قالب سرستون از اجزای مختلفی تشکیل شده است که هرکدام نقش حیاتی در استحکام و کارایی کلی قالب ایفا می‌کنند. به‌طور کلی، قالب سرستون از سه بخش اصلی تشکیل شده است:

• قسمت بالایی: بالاترین بخش قالب سرستون است که می‌تواند در اشکال مختلفی مانند قارچی، گلدانی، نیلوفری، دوقوسی، سه‌قوسی و… طراحی شود. این قسمت معمولاً بر اساس نیاز سازه و طراحی معماری تعیین می‌شود.
• بخش میانی: این قسمت به‌عنوان رابط بین بخش بالایی و پایینی قالب عمل می‌کند. در برخی موارد، بخش میانی به‌صورت چند تکه طراحی می‌شود تا امکان مونتاژ و جداسازی آسان‌تر باشد.
• قسمت پایینی: این بخش با پایه ستون سازگار و بران منطبق است و معمولاً به شکل مربع یا مستطیلی طراحی می‌شود. این قسمت برای ایجاد استحکام و اتصال مناسب به ستون اصلی بسیار اهمیت دارد.

قالب‌های فلزی سرستون دارای اجزایی مانند بدنه اصلی، کنج‌ها، مهارها و پشت بندها، صفحات اتصال به تیر یا دال، پین‌ها و سیستم‌های اتصال هستند. این اجزا به‌طور دقیق طراحی و نصب می‌شوند تا از عملکرد بهینه و استحکام قالب در هنگام بتن‌ریزی اطمینان حاصل شود.

انواع قالب سرستون

قالب‌های سرستون در انواع مختلفی طراحی و تولید می‌شوند که انتخاب نوع مناسب آن‌ها باید بر اساس نیازهای خاص هر پروژه صورت گیرد. این قالب‌ها بسته به معیارهای گوناگون، از جمله شکل هندسی و طراحی، جنس وکاربرد سازه‌ای، به دسته‌های متعددی تقسیم می‌شوند.

یکی از دسته‌بندی‌ها، تقسیم‌بندی قالب سرستون بر اساس شکل هندسی و نحوه طراحی آن است. طبق این دسته بندی، قالب سرستون دارای انواع زیر می باشد:

• قالب سرستون گلدانی (قارچی)
• قالب سرستون نیلوفری
• قالب سرستون دوقوسی
• قالب سرستون سه قوسی
• قالب سرستون دایره ای
• قالب سرستون چهارگوش
• و…

در این قسمت به معرفی رایج ترین نوع قالب سرستون، یعنی قالب سرستون گلدانی، میپردازیم.

قالب سر ستون قارچی یا گلدانی

این قالب یکی از انواع خاص قالب‌های سرستون است و به‌دلیل شکل ویژه‌ی خود که مشابه قارچ یا گلدان است، عملکرد سازه‌ای مؤثری دارد. در این نوع قالب، قسمت بالایی سرستون دارای سطح مقطع بزرگ‌تری است. این افزایش سطح مقطع موجب ایجاد سطح تماس بیشتر با دال و در نتیجه توزیع یکنواخت‌تر نیرو و انتقال بهتر بار به ستون می‌شود. چنین ویژگی‌ای باعث افزایش مقاومت، استحکام و دوام ستون شده و عملکرد کلی سازه را بهبود می‌بخشد.

این قالب‌ها در محل اتصال ستون به سقف قرار می‌گیرند و با توزیع مؤثر تنش‌ها، تمرکز تنش را کاهش داده و پایداری بیشتری برای نقاط اتصال فراهم می‌کنند. استفاده از این نوع قالب در پروژه‌هایی که ستون‌ها تحت بارگذاری بالا هستند، موجب می‌شود بتوان ابعاد مقطع ستون را در طراحی کاهش داد، چرا که به کمک سرستون قارچی، عملکرد باربری ستون بهینه می‌شود. این قالب‌ها در اجرای ستون‌ها، پایه‌ی پل‌ها و دیگر بخش‌هایی از سازه که بار زیادی به آن‌ها وارد می‌شود، بسیار کاربرد دارند.

از نظر تیپ‌بندی، قالب‌های گلدانی یا قارچی اغلب در قالب‌های تیپ A و B قرار می‌گیرند. تیپ A در ابعاد استاندارد تولید می‌شود، در حالی که تیپ B به‌صورت سفارشی، متناسب با ابعاد و نیاز خاص پروژه طراحی و ساخته می‌شود. این قالب‌ها نقش مهمی در افزایش ایمنی و پایداری سازه داشته و به‌ویژه در پروژه‌های سنگین مانند ساخت پل‌ها، پارکینگ‌ها، ساختمان‌های صنعتی و تجاری مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین به دلیل افزایش سطح تماس بین ستون و دال، مقاومت برشی در محل اتصال افزایش می یابد. علاوه بر مزایای فنی، این قالب‌ها می‌توانند با ایجاد فرم خاص در محل اتصال ستون و سقف، جلوه‌ی بصری مناسبی به فضا ببخشند. با استفاده از بتن اکسپوز، پرداخت‌های خاص و جزئیات معماری می‌توان جلوه‌ای منحصر‌به‌فرد در سازه ایجاد کرد. برای پروژه‌هایی که به قالب سرستون نیاز دارند، خرید قالب سرستون گلدانی، که رایج‌ترین نوع قالب سرستون در ایران است، می‌تواند گزینه‌ای مناسب برای افزایش عملکرد و استحکام سازه باشد.

از دیگر دسته‌بندی‌های قالب سرستون می‌توان به انواع آن‌ها بر اساس جنس اشاره کرد:

قالب فلزی: قالب بتن سرستون در اغلب موارد از نوع فلزی است. قالب‌ فلزی بتن به دلیل مقاومت بالا، قابلیت استفاده مجدد، ایجاد سطح یکنواخت و دوام مناسب در برابر شرایط محیطی، پرکاربردترین نوع قالب سرستون به شمار می‌روند.

قالب چوبی: قالب‌های چوبی از قدیمی‌ترین انواع قالب‌ها هستند که البته به‌دلیل محدودیت‌های اجرایی در شکل‌دهی سرستون و حساسیت به رطوبت، امروزه استفاده‌ی گسترده‌ای ندارند. عمر کوتاه و کاهش دوام در برابر عوامل محیطی از دیگر معایب این نوع قالب‌هاست.

انواع دیگری از قالب‌های بتن وجود دارند که به‌صورت محدود یا در شرایط خاص ممکن است برای ساخت سرستون مورد استفاده قرار گیرند، اما هر کدام با چالش‌هایی در اجرا همراه هستند. از جمله  این قالب‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• پلی‌وود (ترکیب چوب و پلاستیک)
• قالب‌های پلیمری
• قالب فایبرگلاس
• قالب‌های هوپاد
• پلی‌استایرن
• قالب‌های پلاستیکی و…

در صورتیکه نیازمند اطلاعات بیشتر در مورد هر کدام از قالب های فوق هستید مقاله انواع قالب بتن را مطالعه نمایید.

دسته بندی قالب سرستون در ساخت و ساز

در صنعت ساخت‌وساز ایران، قالب‌های سرستون به‌طور عرفی در سه تیپ A، B و C تقسیم‌بندی می‌شوند. این تقسیم‌بندی هرچند در آیین‌نامه‌های رسمی درج نشده، اما میان شرکت‌های تولیدکننده و پروژه‌های عمرانی رایج است

قالب سرستون قارچی تیپ A: قالب تیپ A یکی از پرکاربردترین و رایج‌ترین انواع قالب‌های سرستون است که به دلیل شکل خاص خود، در بسیاری از پروژه‌های عمرانی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این قالب، همان قالب سرستون گلدانی یا قارچی است که در ابعاد مشخص طراحی می‌شود؛ ویژگی اصلی آن، سطح مقطع بزرگتر در بخش بالایی ستون برای بهبود انتقال بار از دال یا تیر به ستون است.

مشخصات ابعادی این نوع قالب معمولاً به‌صورت زیر است:

• ابعاد بخش بالایی: ۱۲۰×۱۲۰ سانتی‌متر با ارتفاع ۵۰ سانتی‌متر
• ابعاد بخش پایینی: ۴۰×۴۰ سانتی‌متر با ارتفاع ۴۰ سانتی‌متر
• هم‌پوشانی(اورلب): ۱۰ سانتی‌متر بین دو بخش قالب جهت اتصال مناسب و یکپارچه‌سازی

به دلیل طراحی قارچی‌شکل این قالب، نیروهای واردشده از دال یا سقف به‌صورت یکنواخت‌تر و با کاهش تمرکز تنش به ستون منتقل می‌شوند.

قالب سرستون قارچی تیپ B (مدولار سفارشی): قالب تیپ B نوعی قالب مدولار است که به‌صورت سفارشی و بر اساس نیاز پروژه، در ابعاد، شیب، ارتفاع و زوایای دلخواه طراحی می‌شود. این قالب‌ها به شکل مربعی، مستطیلی یا گوشه‌دار ساخته شده و معمولاً به‌صورت پیش‌ساخته یا مونتاژ در محل ارائه می‌شوند. قالب تیپ B برای پروژه‌هایی مناسب است که طراحی آن‌ها از قالب‌های استاندارد تبعیت نمی‌کند و نیاز به ابعاد و ویژگی‌های خاص دارند. در واقع قالب سرستون تیپ B، همان قالب تیپ A است که در ابعاد سفارشی ساخته می شود.

قالب سرستون تیپ C(فرم منحنی و خاص): قالب تیپ C نوعی قالب غیرمدولار است که برای سرستون‌هایی با مقطع‌های منحنی مانند بیضی، دایره یا فرم‌های ترکیبی طراحی می‌شود. برخلاف قالب‌های چهارگوش تیپ A و B، این قالب برای پروژه‌هایی مناسب است که نیاز به انحناهای نرم و بدون زاویه دارند. قالب تیپ C معمولاً به‌صورت سفارشی مطابق با نقشه‌های خاص ساخته می‌شود و در فضاهای مدرن، معماری ارگانیک یا پروژه‌های هنری، جهت ایجاد جلوه‌ی زیبایی‌شناسی ویژه در اتصال ستون و سقف، کاربرد فراوان دارد.

کاربردها

قالب سرستون به‌عنوان یکی از اجزای حیاتی در سازه‌ها و رابط میان ستون و دال یا تیر، نقش بسیار مهمی در انتقال و توزیع نیروها در انواع سازه های  بتنی ایفا می‌کند و در نهایت باعث افزایش استحکام سازه می‌شود. این قالب‌ها کاربردهای گسترده‌ای دارند که برخی از مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:

• توزیع یکنواخت نیرو: انتقال مؤثر بار از دال یا تیر به ستون و جلوگیری از تمرکز تنش، در نتیجه افزایش پایداری و استحکام کلی سازه.
• ساخت پل‌ها و سازه‌های سنگین: استفاده در پروژه‌های عمرانی بزرگ که به تحمل بار زیاد نیاز دارند.
• سازه‌های زیرزمینی: کاربرد در پارکینگ‌های طبقاتی، تونل‌ها و سیستم‌های فاضلاب برای افزایش مقاومت.
• مخازن و سازه‌های خاص: بهبود پایداری و دوام در پروژه‌هایی مانند ساخت مخازن ذخیره‌سازی یا سازه‌های ویژه.
• پروژه‌های معماری خاص: ایجاد جلوه‌ای زیبا و منحصر به‌فرد در فضاهایی مانند لابی هتل‌ها، مراکز تجاری و سالن‌های نمایشگاهی.
• افزایش کیفیت بتن: جلوگیری از ایجاد درز سرد و ارتقاء کیفیت بتن در محل اتصال دال و ستون با بتن ریزی یکپارچه

اجرای قالب سرستون

• پس از تولید قالب‌های سرستون در کارخانه، هر قطعه شماره‌گذاری می‌شود تا در محل پروژه به‌راحتی و بر اساس نقشه‌های اجرایی مونتاژ گردد.
• قالب‌ها پس از انتقال به محل پروژه، سطح داخلی آن‌ها تمیز و برای اجرا آماده می‌شود.
• سپس قطعات قالب با استفاده از جرثقیل در موقعیت مورد نظر قرار می‌گیرند. ابتدا بخش پایینی قالب به ستون متصل شده و پس از آن، قطعات میانی و بالایی نصب و مونتاژ می‌شوند. اتصال این قطعات بسته به نوع قالب، با پین و گوه یا سایر سیستم‌های اتصال انجام می‌گیرد.
• پس از مونتاژ کامل، مهاربندی قالب‌ها به‌طور دقیق انجام شده و در صورت نیاز، می‌توان سکوهای کار، تخته زیرپایی و جان‌پناه را برای تسهیل بتن‌ریزی روی قالب سر ستون نصب کرد.
• تمام درزها و اتصالات، آب‌بندی می‌شوند. در ادامه، سطح داخلی قالب با روغن مخصوص قالب‌کاری، روغن‌کاری می‌گردد تا از چسبیدن بتن به قالب جلوگیری شود.

پس از آماده‌سازی قالب، عملیات بتن‌ریزی انجام می‌شود و پس از طی مدت زمان لازم برای باز کردن قالب بتن، قالب‌ها با دقت از بدنه‌ی بتن جدا شده و باز می‌شوند.

ویژگی های قالب سرستون

قالب سرستون، نوعی قالب خاص است و باید دارای ویژگی‌هایی باشد که عملکرد صحیح و مطلوب آن در اجرای سازه تضمین شود. از جمله این ویژگی‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• قالب باید با شکل هندسی ستون کاملاً هماهنگ باشد تا بتن‌ریزی به‌صورت یکنواخت انجام شود و بتن به‌خوبی درون قالب جای گیرد.
• ساختار قالب باید مستحکم و بدون نقص باشد تا توان لازم برای شکل‌دهی یک سر ستون با ظرفیت باربری بالا را داشته باشد.
• قالب باید کاملاً بدون درز طراحی و ساخته شود تا از نشت بتن تازه و خروج دوغاب جلوگیری شود.
• در قالب‌های سرستون، سطح داخلی باید صاف و دقیق باشد تا خروجی بتن سطحی یکنواخت، تمیز و با کیفیت ایجاد کند.

سایر ویژگی‌های ضروری برای قالب سرستون عبارت‌اند از:

• مقاومت بالا در برابر فشار بتن و شرایط محیطی
• دقت ابعادی بالا در ساخت برای دستیابی به شکل‌دهی دقیق
• قابلیت استفاده مجدد در پروژه‌های مختلف
• انعطاف‌پذیری در طراحی برای انطباق با فرم‌های خاص
• نصب و مونتاژ آسان و سریع
• دوام و پایداری بالا در طول زمان
• استاندارد بودن وزن قالب فلزی برای سرستون