کشور ایران سال هاست با مشکل مسکن روبرو می باشد. در تمام این سال ها مدیران سیاسی و اقتصادی کشور و نیز جامعه مهندسی اقدامات مهمی برای رفع این مشکل انجام داده اند ولی بدلیل سنتی بودن ساخت و ساز در کشور و سرعت رشد تقاضا نسبت به عرضه این اقدامات توفیق چندانی نیافته و بازار مسکن دارای بالاترین تورم در حوزه های مختلف اقتصادی کشور می باشد. به همین دلیل جامعه مهندسی کشور نسبت به گذار از مرحله سنتی سازی در کشور و ورود به صنعتی سازی اقدام کرده است. یکی از روش های صنعتی سازی که هم اکنون توسط تعدادی از انبوه سازان مورد استفاده قرار گرفته است، اجرای اسکلت بتنی با استفاده از سیستم قالب تونلی می باشد. این روش بدلیل سرعت اجرا ، قیمت پایین و مقاومت مناسب در برابر زلزله می تواند برای تامین مسکن قشر ضعیف و متوسط جامعه در سایت های باز مورد استفاده قرار گیرد.
در انتخاب روش ساخت و ساز ساختمان ، ایمنی در برابر زلزله و انطباق با آیین نامه های معتبر بین المللی و داخلی یکی از شروط اصلی می باشد . اجرای اسکلت بتنی با استفاده از قالب های تونلی در صورت طراحی و اجرای صحیح ضمن انطباق با آیین نامه ۲۸۰۰ ایران و مبحث نهم مقررات ملی ساختمان عملکرد خوبی در برابر زلزله دارد.
سیستم قالب تونلی ، سیستم سازه ای و اجرایی خاصی از ساختمان های بتن آرمه می باشد. نام تونلی به دلیل شکل قالبهای فلزی یکپارچه دیوارها و سقف‌هاست.
در سیستم تونلی، دیوارها و سقفهای بتن مسلح، به صورت هم زمان آرماتوربندی، قالب‌بندی و بتن‌ریزی می‌شوند، بطوری که اسکلت بتنی ساختمان فقط شامل دیوار های بتنی باربر و سقف های دال بتنی بوده و فاقد هرگونه اعضای سازه ای معمول نظیر تیر و ستون است.
پس از پایان هر مرحله بتن ریزی دیوار و دال و با گذشت زمان گیرش و کسب مقاومت کافی بتن (که بر حسب نوع سیمان و افزودنی های بتن مورد استفاده تا ۲ روز قابل کاهش می باشد) امکان قالب برداری و انتقال قالب ها به طبقه بالاتر وجود داشته و اسکلت یک طبقه به طور کامل به دست می آید.
برای قالب‌بندی یا قالب‌برداری، نیاز به خرد کردن قالب‌ها و تبدیل آنها به ابعاد کوچک نیست و با همان ابعاد اولیه و به صورت یکپارچه از فضا خارج می‌شوند. خروج قالبهای تونلی، پس از بتن‌ریزی دیوار و سقف و گیرش آن، با فاصله دادن قالب‌ها از جدار‌های بتن‌ریزی شده (قالب‌برداری) و با حرکت افقی روی چرخ یا غلتک صورت می‌گیرد. جدار‌هایی که با استفاده از این روش اجرا می‌شوند جدار‌های اصلی داخلی و بعضی جدار‌های خارجی (جانبی) هستند.
سازه ساختمان‌های با سیستم قالب تونلی ، از دیدگاه عملکرد لرزه‌ای اشکال عمده‌ای ندارد و تجربه زلزله‌های گذشته رفتار مناسب این سیستم سازه‌ای را در مقایسه با سیستم‌های دیگر ثابت کرده است.
در این روش، ابتدا آرماتوربندی و جاگذاری مدار‌های برقی دیوارها انجام می‌شود و هم زمان با این اقدامات، قالب‌بندی بازشو های مورد نیاز برای تاسیسات و در و پنجره اجرا می‌شود.
آنگاه، قالبهای دو طرف دیوار را به صورت پشت به پشت، قالب‌بندی می‌کنند و با قرار گرفتن قالبهای متوالی در کنار هم، (بدون قالب واسط سقفی یا همراه با آن) مجموعه قالبهای دیوار و سقف را تشکیل می‌دهند.
در مرحله بعد، آرماتوربندی سقف و جاگذاری مدار‌های برق مربوطه انجام می‌شود و قالب‌هایی برای خالی ماندن محل داکتها و دیگر حفره‌های لازم در سقف نصب می‌شود. در ادامه، بتن‌ریزی سقفها و دیوارها به صورت یکپارچه و در یک مرحله انجام می‌شود. اجرای جدار‌های بتنی پرداخت شده، نیاز به نازک‌کاری بر روی سطوح آنها را برطرف میکند.
در ساختمان‌های با سیستم قالب تونلی، در برخی موارد، برای افزایش سهولت و سرعت اجرا، اجزای غیرسازه‌ای مانند دیوارهای جداکننده، پله‌ها و پانل‌های نما به صورت پیش ساخته در نظر گرفته می‌شوند و بعد از تکمیل، سازه اصلی به آن متصل می‌شود.
این سیستم صرفاً برای طرح‌های انبوه‌سازی مطرح است و در پروژه‌های کوچک، توجیه اقتصادی ندارد.
قالب تونلی با توجه به ماهیت و نحوه کاربرد دارای قطعات مختلفی می باشد که هر کدام با توجه به شکل نقش ساده کننده و سازه ای خاصی در اجرا دارد:
نبشی رامکا : یکی از نقاط ضعف سازه های بتنی سنتی رامکا بتنی ستون ها و دیوارها می باشد. رامکا بتنی که از دیرباز در اجرای سازه بتنی متداول بوده است علیرغم کمک شایان به افزایش دقت قالب بندی ستون و دیوار بدلیل افزایش اتصالات سرد از نظر فنی دارای اشکال می باشد. در سیستم قالب تونلی بدلیل یکسان بودن ضخامت و ابعاد دیوارها بتن ریزی رامکا بتنی همزمان با بتن ریزی دیوار و سقف انجام می شود . برای این کار از نبشی رامکا با پایه های نگهدارنده نبشی بر قالب زیرین استفاده می شود.
قالب گشودگی داکت : با توجه به مدولار بودن سیستم و جهت افزایش سرعت اجرا قالب داکتها در این سیستم بصورت غیر منشوری ساخته شده و پس از بتن ریزی به سادگی از سقف جدا می شود.
چهار شاخ بلند کننده قالب : با توجه به ابعاد بزرگ قطعات قالب سقف و دیوار و وزن بالای آن جابجایی قالب از طبقه ای به طبقه دیگر به کمک جرثقیل یا تاور کرین انجام می شود. بدلیل آنکه قطعه قالب در زمان حمل تراز باقی بماند و نصب ساده تری داشته باشیم ، قالب از گرانیگاه آن که قبلاً سوراخ شده است به کمک چهار شاخ بلند کننده قالب بلند می شود. پیچ چهار شاخ از سوراخ گرانیگاه عبور کرده و مهره مربوطه از زیر بسته می شود.
چرخ پانل و پیچ هرزگرد : زیر پانل سقف و دیوار یکسری چرخهای فلزی پیش بینی شده است که امکان حرکت قالب روی سقف را فراهم میکند . این حرکت خصوصاً پس از گیرش بتن سقف و برای بیرون آوردن قالب از زیر سقف بسیار مهم می باشد. زمانی که قالب در جای جدید خود قرارگرفت جهت تراز کردن آن از پیچ هرز گرد استفاده کرده و در این حالت چرخ از روی زمین بلند می شود. در زمان قالب برداری نیز با شل کردن پیچ هرز گرد قالب مجدداً روی چرخ قرار می گیرد.
اسپیسر فلزی مخروطی : با توجه به ثابت بودن ضخامت دیوارها در این سیستم، جهت حفظ فاصله قالب ها از اسپیسر فلزی مخروطی استفاده می شود. این اسپیسر دارای لبه ضخیم می باشد که باعث می شود در زمان سفت کردن پیچهای نگهدارنده قالب آسیب کمتری به قالب برسد. ضمناً مخروطی بودن قطعه باعث می شود بعد از قالب برداری جداکردن قطعه از بتن به سادگی انجام شود.
جک مایل : جک مایل قطعه مورب فلزی با طول قابل تنظیم می باشد که پایین قالب دیوار را به انتهای قالب سقف وصل می کند و وظیفه آن تراز قالب سقف قبل از بتن ریزی (با افزایش طول) و آزاد کردن قالب از زیر سقف ( با کاهش طول) می باشد.
طراحی مدولار : امکان طراحی مدولار با این سیستم فراهم است .
وزن کمتر : در صورت طراحی اصولی، این سیستم، در مقایسه با سیستم‌های متداول، می‌تواند اندکی سبک‌تر باشد. مصرف بتن در اجرای تونلی بیشتر از ساختمان‌های با اسکلت فلزی یا بتنی است، ولی مصرف میلگرد و خصوصاً آهن‌آلات در این روش به طور قابل توجهی کمتر از ساختمان‌های با اسکلت فلزی و بتنی است. با توجه به این نکته که در سیستم تونلی دیوارهای داخلی تیغه گچی با دیوار خشک است، وزن ساختمان در این روش به طور قابل توجهی کمتر از روش سیستم بتنی درجا با قالبهای یکپارچه دیواری و سقفی است.
سرعت در اجرا و کاهش هزینه تمام شده :نمودار های پیشرفت کار و زمان بندی اجرای اسکلت و عملیات تکمیلی در سازه های قالب تونلی مؤید سرعت بسیار زیاد عملیات ساخت و کاهش هزینه تمام شده ساختمان در مقایسه با سازه های معمولی می باشد. این مساله معلول عوامل مختلفی است که اهم آنها به شرح زیر می باشد :
سیستم قالب تونلی
مقاومت بسیار خوب در برابر زلزله و بارهای وارده بر سازه که ناشی از عوامل زیر است :