توضیح در رابطه با آخرین دستاورد های علم مهندسی عمران
 متداول ترین سیستم های سازه ای آسمان خراش ها

متداول ترین سیستم های سازه ای آسمان خراش ها

 قسمت اول

اهمیت اثر نیروی جانبی با بالا رفتن ارتفاع ساختمان با سرعت زیادی افزایش می یابد. در ارتفاع معینی تغییر مکان جانبی ساختمان چنان زیاد می شود که ملاحظات سختی کنترل کننده طرح می گردند تا اینکه مقاومت مصالح سازه ای . درجه سختی اساسا بستگی به نوع سیستم سازه دارد . بعلاوه بازده هر سیستم خاصی مستقیما با مقدار مصالح مصرف شده ارتباط دارد.بنابراین از بهینه کردن سازه برای شرایط فضایی معینی باید با حداقل وزن حداکثر سختی حاصل شود . این عمل منجربه ابداع سیستم های سازه ای مناسب برای حدود ارتفاعات معین میگردد. بعضی از عواملی که در توسعه این سیستم های تازه نقش مهمی داشته اند عبارتند از:

* مصالح سازه ای با مقاومت زیاد.

* عمل مرکب بین عناصر سازه ای ساخته شده از دو یا چند نوع مصالح.

* روش های جدید اتصال قطعات.

* تخمین رفتار پیچیده سازه ها به وسیله ماشین های حسابگر الکترونیک(کامپیو تر).

* استفاده از مصالح ساختمانی سبک تر.

* روش های اجرایی جدید.

در بخش های زیر متداول ترین سیستم های سازه ای مورد بحث قرار می گیرند.در این بحث ها طرح های هندسی نمونه،رفتار سازه ها تحت بار گذاری،و بازده سیستم ها مورد تأکید می باشند.

* سازه دیوار باربر

* سازه هسته برشی

* سازه تیر دیواری سازه دیوار باربر از لحاظ تاریخی سازه های ضخیم و سنگین ساخته شده از مصالح بنایی بوده اند.وزن زیاد و انعطاف ناپذیری آنها در طرح افقی باعث عدم استفاده مؤثر از آنها در ساختمان های بلند گردید.اما پیشرفت تکنولوژی جدید در استفاده از مصالح بنائی مهندسی ساخته شده و قطعات بتنی ساخته مفهوم دیوار باربر را برای ساختمان های با ارتفاع متوسط اقتصادی ساخته است. این سیستم برای انواعی از ساختمان ها که در آنها تقسیمات مکرر فضا لازم است مانند آپارتمان ها و هتل ها قابل استفاده می باشد. روش دیوار باربر برای انواع طرح و شکل ساختمان ها مناسب است.نقشه های افقی این طرح ها از شکل های مستطیلی ساده تا شکل های دایره ای و مثلثی متغییر می باشند. سازه های دیوار باربر عموماً شامل مجموعه ای از دیوارهای خطی می باشند.بر اساس نحوه قرار گرفتن این دیوارها در ساختمان آنها را می توان به سه گروه اصلی تقسیم نمود:

* سیستم دیوار عرضی که شامل دیوار های خطی در امتداد عمود بر طول ساختمان می باشد و در نتیجه مانع نما کاری نمای اصلی نمی گردد.

* سیستم دیوار طولی که شامل دیوارهای خطی موازی طول ساختمان می باشد این رو دیوار نمای اصلی را تشکیل می دهد.

* سیستم دو طرفه که شامل دیوارهای موازی عرض و طول ساختمان می باشد.

همچنبن ممکن است ساختمان را بطور مشخصی به قسمت های سازه ای مختلف تقسیم کرد بطوریکه هر قسمت سیستم دیوار جداگانه ای را به کار ببرد. ترتیب قرار گرفتن دیوارها که در اینجا بحث شد در مورد ساختمان های مستطیلی ممکن است به وضوح قابل بیان باشد،اما در مورد ساختمان های با تصاویر افقی پیچیده تر طبقه بندی کردن ممکن است تا حدودی مشکل باشد. رفتار سازه دیوار بار بر تحت بار گذاری بستگی به مصالح مصرف شده و نحوه اثر متقابل صفحه افقی کف و صفحه قائم دیوار دارد.به عبارت دیگر این رفتار تابعی از درجه پیوستگی(اتصال) دیوارها به یکدیگر و به دال های کف می باشد.اتصال سازه کف به دیوارهای پیوسته را باید مفصلی تصور کرد.(با فرض هیچگونه سیستم اتصال خاصی بکار نرفته باشد)،در صورتی که در ساختمان های بتنی در محل ریخته شده ،دال هاو دیوارها بطور واقعی متصل و پیوسته هستند. واضح است که ساختمان بتنی در محل ریخته شده ،با توجه به رفتار سه بعدیش،خیلی سخت تر از ساختمان ساخته شده ار مصالح بنائی یا قطعات پیش ساخته مفصلی می باشد و این نکته بتن را برای ساختمان های بلندتر اقتصادی می سازد. بارهای قائم با ایجاد خمش از سازه کف مستقیما به دیوارها انتقال می یابند.دهانه های متداول کف ها (یعنی فاصله بین دیوارها ) بسته به ظرفیت حمل بار وصلبیت جانبی سیستم کف و عوامل دیگر بین 12 تا 25 فوت متغیر می باشند.چون دیوار بارها را خیلی شبیه به یک ستون باریک و عریض مقاومت می کند پایداری آن در مقابل کمانش باید کنترل گردد. تنش های فشاری در دیوار تابعی از دهانه کف،ارتفاع و نوع ساختمان ،و اندازه و ترتیب سوراخ های دیوار(برای در و پنجره و غیره)می باشد. سوراخ های دیوار باید روی یک محور قائم قرار داده شود تا از تمرکز و ترکیب تنش ها در اثر ترتیب متناوب پنجره ها اجتناب گردد. کف هایی که بصورت خارج از مرکز به دیوارها متصل می باشند لنگرهای خمشی ایجاد می کنند که دیوار باید آنها را نیز مقاومت کند. نیروهای افقی به وسیله سازه کف که مانند دیافراگمی افقی عمل می کند به دیوارهای برشی موازی امتداد نیرو توزیع می شود. ین دیوارهای برشی به دلیل صلبیت زیاد شان مانند تیرهای با عمق زیاد عمل می کنند و در مقابل برش،خمش و واژگونی مثل آن واکنش نشان می دهند. در مقابل نیروی باد موازی با جهت کوتاه ساختمان،دیوارها در سیستم دیوار عرضی نه فقط بارهای وزن را تحمل می کنند بلکه در مقابل برش ناشی از باد نیز مقاومت می نمایند. از طرف دیگر سیستم دیوار طولی این دو وظیفه دیوارها را هم جدا می کند. دیوارهای طولی بارهای وزن را تحمل می نمایند و نیروهای باد را به صورت خمش موضعی به دیافراگم کف یا مستقیما به دیوارهای برشی واقع در وسط یا دو انتهای ساختمان منتقل می کنند. در مورد اثر باد روی ضلع کوتاه ساختمان که اهمیت کمتری دارد، دیوارهای باربر در سیستم دیوار طولی اکنون به صورت دیوار های برشی نیز عمل می کنند. در سیستم دیوار عرضی دیوارهای برشی را ممکن است در امتداد کریدور مرکزی قرار داد. در ساختمان های بتنی در محل ریخته شده، پایداری در اثر رفتار یکپارچه سیستم کف-دیوار که مانند یک واحد صندوقی با خمش واکنش نشان می دهد تامین می گردد. بنابراین با فرض دیافراگم های کف بی نهایت صلب آنها مستقیماً به نسبت سختی نسبی شان بارهای باد را مقاومت می کنند.اما اگر طرح دیوارها چنان باشد که نیروی برآیند باد از مرکز جرم دیوار های مقاوم عبور نکند،پیچش ایجاد می شود که باعث افزایش برش در بعضی از دیوار ها می گردد. رفتار دیوار برشی در مقابل بار گذاری جانبی به مقدار زیاد بستگی به شکل آن در تصویر افقی یعنی اینرسی حاصله در مقابل خمش دارد. دیوارهای برشی به ندرت دیوارهای توپر می باشند زیرا غالبا در آنها سوراخ هایی برای پنجره و غیره تعبیه می شود که باعث ضعیف شدن آنها می گردد. تعداد، اندازه، و ترتیب قرار گرفتن این سوراخ ها ممکن است شدیداً در رفتار دیوار تأثیر داشته باشد. اگر دیوار فقط دارای سوراخ های پنجره کوچک باشد تحت بار گذاری جانبی مثل دیوار تو پر رفتار می کند. بارهای زیاد وزن چنان فشاری در دیوار تولید می کنند که دوران(خمش) ایجاد شده در اثر باد هرگز قادر به غلبه کردن آن در طرف رو به باد نمی باشد. با قرار دادن سوراخ های در دریک دیوار برشی داخلی به طور متناوب بطوریکه در آن دیوار به صورت واحد هایی تکرار می شود. نتیجه مشابه ای به دست می آید. اما در منتهی الیه دیگر که در آن سوراخ ها به صورت شکافی دیوار را به دو واحد جدا تقسیم می کنند هر یک از واحد ها به صورت دیوار جداگانه عمل می نمایدو نصف بار را تحمل می کند.در چنین حالتی به دلیل بارهای وزن بالنسبه کم امکان اینکه در دیوار کشش ایجاد شود کاملاً وجود دارد. همچنین برای دیوار برشی داخلی در جایی که پیوستگی در عرض کریدور فقط بوسیله دال کف تامین می شود، با اطمینان می توان فرض نمود که دو قسمت دیوار به صورت جداگانه و انفرادی عمل می کنند ولی به علت وزن مرده بیشتر ممکن است در اثر باد کشش ایجاد نشود. تعیین رفتار سیستم دیواری که بین حالت های منتهی الیه مورد بحث در بالا قرار دارد نسبتاً مشکل است. رفتار این سیستم های دیواری بستگی به مقدار صلبیت ایجاد شده بوسیله قسمت های فوقانی و تحتانی پنجره ها (یا درها) در مقابل برش قائم دارد. دیوار را ممکن است به صورت دو قطعه جدا تصور نمود که موقع مقاومت کردن بارهای جانبی تا حدودی روی یکدیگر اثر متقابل دارند. در این بحث فرض شده است که دیوار های بار بر،تو پر و مسطح و در صفحه های قائم باشند. اما دیوارها ممکن است از شبکه ای از عناصر مورب یا اعضاء خطی ستونی در فواصل نزدیک تشکیل شده باشند.آنها همچنین ممکن است منحنی شکل یا تاب دار و در صفحه های مایل قرار گرفته باشند. سازه هسته برشی سیستم دیوار خطی بار بر برای ساختمان های آپارتمانی که در آنها وظایف و نحوه استفاده ساختمان ثابت است کاملاً مناسب می باشد. اما برای ساختمان های تجارتی و اداری حداکثر انعطاف پذیری در تقسیم بندی فضا لازم می باشد، از این رو در این ساختمان ها فضاهای باز و وسیع مطلوب است که بتوان آنها را به وسیله جدا کننده های متحرک تقسیم کرد. یک راه حل متداول این است که سیستم های قائم حمل و نقل و توزیع انرژی (مانند آسانسور، پله ها، و مجراهای عبور وسایل مکانیکی) را یک جا جمع کرده تا بسته به اندازه و وظیفه ساختمان تشکیل هسته یا هسته هایی بدهند. این هسته ها به عنوان سیستم های دیوار برشی مورد استفاده قرار می گیرند و پایداری جانبی لازم را برای ساختمان تأمین می کنند. به نظر می رسد که از لحاظ شکل و محل هسته در داخل ساختمان هیچگونه محدودیتی وجود نداشته باشد. خصوصیات سیستم های هسته ی به قرار زیر می باشند:

 * شکل هسته - هسته باز در مقابل هسته بسته - هسته تنها در مقابل هسته توام با دیوارهای خطی

* تعداد هسته ها: هسته انفرادی در مقابل چندین هسته.

* محل هسته ها: داخلی در مقابل محیطی و در مقابل خارجی

* ترتیب قرار گرفتن هسته ها: متقارن در مقابل نا متقارن

* هندسه ساختمان به عنوان مولد شکل هسته: مولد مستقیم در مقابل مولد غیر مستقیم هسته ها را می توان از فولاد ، بتن یا ترکیبی از هر دو ساخت. در هسته قابی فولادی برای رسیدن به پایداری جانبی مطلوب ممکن است از خر پای ویراندیل استفاده کرد.سیستم قاب ویراندیل نسبتا انعطاف پذیر است، از این رو فقط برای ساختمان های بالنسبه کوتاه به کار می رود. برای ساختمان های بلند تر در قاب ویراندیل از مهار بندی قطری (به صورت خر پای قائم) استفاده می شود تا سختی لازم برای هسته به دست آید. مزیت هسته های قابی فو لادی در سوار کردن نسبتا سریع قطعات پیش ساخته می باشد. از طرف دیگر هسته بتنی علاوه بر حمل بارها فضا را نیز محصور می کندو از لحاظ حفاظت در مقابل آتش هیچ گونه ملاحظه اضافی لازم نیست. فقدان شکل پذیری و قابلیت تغییر شکل پلاستیک بتن به عنوان یک ماده ساختمانی از لحاظ بار گذاری زلزله اشکال این نوع هسته ها می باشد. هسته های برشی را می توان به صورت تیرهای بسیاری مجسم کرد که از زمین طره شده و بارهای جانبی را مقاومت می کنند. بنابراین تنش های خمشی و برشی تولید شده در هسته،با فرض اینکه تاب رفتار یک هسته تحت بارهای جانبی بستگی به شکل، درجه همگن بودن و صلبیت آن و جهت بار دارد. در هر طبقه سوراخ هایی در هسته وجود دارد و مقدار پیوستگی ایجاد شده به وسیله قسمت های فو قانی و تحتانی این سوراخ ها روی رفتار هسته اثر تعیین کننده دارد. هسته بخصوص تحت بار گذاری نا متقارن که پیچش ایجاد می کند ممکن است مانند یک مقطع باز عمل کند و قسمت بالای آن تاب بردارد. بنابراین در قسمت فوقانی هسته تنش های برشی پیچشی اضافی و در پای آن خمش جانبی و برش اضافی در بال ها تولید می شود. سازه تیر دیواری

* سیستم های فاصله گذاری و خر پای متناوب :

* سیستم های مرکب از قاب و دیوار برشی:

* سیستم های دال مسطح:

* سیستم های مرکب از دیوار برشی و قاب توأم با خرپا های کمر بندی صلب:

 * سیستم های لوله ای در سازه برج: سیستم های فاصله گذاری و خر پای متناوب در این بخش اساساً تیر های به ارتفاع طبقه که دهانه ها در جهت کو تاه ساختمان می پوشانید مورد نظر ما می باشد . این تیرها که بر ردیف هائی از ستون ها در امتداد دیوارهای خارجی متکی می باشند ممکن است خرپاهای فولادی یا بتنی ، و یا دیوارهای بتنی تو پر باشند. متداول ترین سازه های تیر دیواری سیستم های فاصله گذاری و خرپاهای متناوب می باشند. خرپاها یک طبقه در میان به کار برده می شوند. این خرپاها دال های کف را هم در تار فوقامی و هم در تار تحتانیشان نگه می دارند. فضای آزادی که در طببقات متناوب (یک در میان) ایجاد می شود برای بعضی از انواع ساختمان ها که در طرح ریزی فضاهای آنها انعطاف پذیری لازم است سودمند می باشد. ساختمان متشکل از خرپاهای متناوب از سیستم فا صله گذاری خیلی سخت تر می باشد. در اینجا خرپاها در تمام طبقات بکار می روند ولی بصورت متناوب قرار داده می شوند. با به کار بردن تیرهای دیواری به ارتفاع طبقه بطور متناوب، دال های کف فقط نصف فاصله بین خرپاها رامی پوشانند و فضاهای باز نسبتاً بزگی ایجاد می شود. این دال های کف از یک طرف روی تار فوقانی یک خرپا قرار دارند و از طرف دیگر از تار تحتانی خرپای بعدی که در طبقه بالا قرار دارد آویزان می شوند. طرز قرار گرفتن خرپاها در ارتفاع ساختمان تا حدودی شبیه طرح آجر کاری دیوارها می باشد. سیستم خرپاهای متناوب در موقع مقاومت بارهای افقی و قائم به نحو خیلی مؤثری عمل می کند. این روش در مورد ساختمان های بلند نسبت به قاب هایی که بطور معمولی مهار بندی شده اند در حدود 40 در صد کمتر فولاد مصرف می کند و اتصالات کمتری در محل ساختمان لازم دارد. این سیستم تاکنون برای ساختمان های تا حدود 30 طبقه به کار رفته است. در سازه های تیر دیواری سیستم فاصله گذاری طبقاتی که دارای خرپا هستند، مانند قطعات صلب، فوق العاده سخت می باشند و به سختی تغییر شکل می دهند. .ولی طبقات باز (طبقاتی که دارای خرپا نمی باشند) فقط ازستون ها می توانند برای تحمل بار جانبی استفاده کنند. تغییر شکل این ستون ها مشابه تغییر شکل ستون های یک قاب صلب معمولی می باشد. در سیستم خرپای متناوب فرض می شود که دال های کف مانند دیافراگم های افقی بی نهایت سخت عمل کنند، از این رو همه نقاط واقع در روی هر یک از کف ها تغییر مکان افقی مساوی خواهند داشت. بنا براین قاب های خرپایی مجاور یکدیگر مجبورند که مشترکاً بصورت واحد عمل کنند. به عبارت دیگر از جمع تغییر شکل های جداگانه دو قاب مجاور بطور تقریبی حالت تغییر شکل یافته تمام سیستم بدست می آید. تغییر شکل ساختمان مشابه تغییر شکل یک تیر طره ای صلب می باشد. منحنی تغییر شکل ساختمان نشان می دهد که لازم نیست ستون ها برای لنگرهای خمشی در امتداد جهت کوتاه ساختمان طرح کردند. بنابراین دال های کف که مانند دیافراگم های صلب عمل می کنند تمام برش ناشی از باد (یابه طور کلی بار های جانبی) را به خر پاها منتقل می کنند و این خرپاها به نوبه خود بارها را به صورت نیروهای محوری به ستون ها انتقال می دهند. چون خر پاها باید برش قائم را مقاومت کنند، هر گونه بازشدگی در تیر های دیواری در آنها تغییر شکل ایجاد می کند وباعث کاهش صلبیت تیرها می گردد. ستون های خارجی را می توان چرخاند به طوری که جان آنها عمود بر خرپا قرار بگیرد تا بدین وسیله از محور های قوی آنها برای مقاومت نیرو های بار در جهت طولی استفاده شود. سختی جانبی در جهت طول ساختمان را می توان به طرق مختلف از جمله اضافه کردن قطعات سازه ای پیش ساخته در بالاو پایین پنچره ها افزایش داد.

 سیستم های مرکب از قاب و دیوار برشی

* 1- سیستم های مرکب از قاب مفصلی و دیوار برشی:

* 2- سیستم های مرکب از قاب مفصلی،قاب ویراندیل و دیوار برشی:

* 3- سیستم های مرکب از قاب صلب و دیوار برشی:

* *تغییر شکل حالت برش قاب صلب:

* *تغییر شکل حالت خمش دیوار برشی:

* *تاثیر متقابل قاب و هسته برشی:

سیستم های قالب صلب خالص برای ساختمان های مرتفع تر از 30طبقه عملی نمی باشد.در چنین مواردی یکی از انواع دیوار برشی نیز در قاب به کار برده می شود تا بارهای جانبی را مقاومت کند. دیوارهای برشی یا بتنی می باشند و یا از مهار بندی فولادی مشبک (خرپایی) تشکیل می گردند. این دیوارها ممکن است هسته های داخلی، بسته مانندهسته های دور محوطه های آسانسورها و پله ها، یا دیوارهای موازی در داخل ساختمان، و یا خرپاهای نمایی قائم باشند. شکل های گوناگون نقشه های افقی،راه حل های مختلف ممکن را برای طرح های افقی نشان می دهند. سیستم های هسته ای در ارتباط با فرم ساختمان از نقطه نظرهای زیر طبقه بندی شوند.

* محل و موقعیت هسته ها - هسته های نمایی خارجی - هسته های داخلی :هسته هایی نمایی،هسته ها در داخل ساختمان - هسته های خارجی از مرکز

* تعداد هسته ها - هسته های منفرد - هسته های شکافته - هسته های چندتایی

* شکل هسته ها. - شکل های بسته: مربعي ، مستطيلي، دایره ای و مثلثی. - شکل های باز: x شکل، I شکل و ناودانی شکل. - شکل هایی که از فرم ساخمان الهام می گیرند. سیستم های مرکب از قاب و دیوار برشی بر اساس رفتارشان تحت بارگذاری جانبی دسته بندی می شوند که ممکن است یک از سه نوع زیر باشند.

1- سیستم های مرکب از قاب مفصلی و دیوار برشی: در این سیستم چون اتصالشان تیرهای قاب به ستون ها مفصلی می باشد، قاب فقط می تواند بارهای وزن را تحمل کند. دیوار برشی تمام بارهای جانبی را مقاومت می کند.

 2- سیستم های مرکب از قاب مفصلی،قاب ویراندیل و دیوار برشی: نیروهای جانبی به وسیله دیوار برشی و قاب صلب(یعنی قاب ویراندیل) مشترکاً مقاومت می گردند.قاب های داخلی و قاب های نمایی طولی فقط بارهای وزن را تحمل می کنند.

 3- سیستم های مرکب از قاب صلب و دیوار برشی: به کار بردن فقط دیوارهای برشی به منظور جذب بارهای جانبی برای ارتفاعات بیش از 500 فوت غیر عملی می باشد.برای اینکه هسته ها به اندازه کافی قوی باشند باید ابعاد آنها خیلی بزرگ انتخاب شود که در این صورت دیگر برای دستگاه های حمل و نقل قائم و توزیع انرژی مناسب نخواهند بود. به علاوه تغییر شکل آنها ممکن است چنان زیاد باشد که در دیوارهای جدا کننده و پنجره ها ترک ایجاد کند و یا حتی در ساکنین ساختمان واکنش های روانی ناگوار به وجود آورد.با به کار بردن قاب صلب که برای مقاومت نیروهای جانبی با دیوار برشی سهیم می شود بر صلبیت جانبی ساختمان به مقدار زیادی افزوده می گردد.تغییر شکل کل سیستم های متشکل از دیوار برشی و قاب صلب که روی یکدیگر اثر متقابل دارند با جمع کردن حالت های تغییر شکل جداگانه دیوار و قاب بدست می آید. تغییر شکل حالت برش قاب صلب: توجه کنید که شیب منحنی تغییر شکل در پای ساختمان در جایی که بیشترین برش اثر می کند حداکثر می باشد. تغییر شکل حالت خمش دیوار برشی: دیوار برشی ممکن است یک دیوار بتنی توپر یا یک خر پای فولادی قائم باشد.این دیوار برشی ممکن است یک هسته داخلی،دیوار های داخلی،دیوار های داخلی موازی و یا یک دیوار نمایی باشد. دیوار برشی مانند یک تیر طره ای قائم عمل می کند و مانند آن خم می شود. توجه کنید که شیب منحنی تغییر شکل در بالای ساختمان حداکثر می باشد و این دلالت بر این قسمت ساختمان دیوار برشی در ایجاد سختی کمترین سهم را دارد. تاثیر متقابل قاب و هسته برشی: برای یافتن اثر متقابل قاب و دیوار برشی تغییر شکل های دو حالت فوق را با هم جمع می کنیم که یک منحنی s کشیده حاصل می شود. به علت خصوصیات تغییر شکلی مختلف دیوار برشی و قاب، دیواربرشی به وسیله قاب در قسمت بالای ساختمان به عقب کشیده می شود و در قسمت پایین ساختمان به جلو رانده می شود. از این رو برش ناشی از باد (یا زلزله) در قسمت بالای ساختمان اساساً به وسیله قاب و در قسمت پایین ساختمان اساسا به وسیله دیوار برشی گرفته می شود.

 منبع : noorportal.net

|+| نوشته شده توسط sajjad در پنجشنبه دوم دی 1389  |
 بتن عبور دهنده ی نور

لايتراکان ،Litracon Light Transmitting Concrete ، بتن عبور دهنده نور، امروزه به عنوان يک متريال ساختماني جديد با قابليت استفاده بالا مطرح است. اين متريال ترکيبي از فيبرهاي نوري و ذرات بتن است و مي تواند به عنوان بلوک ها و يا پانل هاي پيش ساخته ساختماني مورد استفاده قرار گيرد. فيبر ها بخاطر اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و ترکيبي از يک متريال دانه بندي شده را تشکيل مي دهند. به اين ترتيب نتيجه کار صرفا ترکيب دو متريال شيشه و بتن نيست، بلکه يک متريال جديد سوم که از لحاظ ساختار دروني و همچنين سطوح بيروني کامل همگن است، به دست مي آيد.

فيبر هاي شيشه باعث نفوذ نور به داخل بلوک ها مي شوند. جالب ترين حالت اين پديده نمايش سايه ها در وجه مقابل ضلع نور خورده است. همچنين رنگ نوري که از پشت اين بتن ديده مي شود ثابت است به عنوان مثال اگر نور سبز به پشت بلوک بتابد در جلوي آن سايه ها سبز ديده مي شوند. هزاران فيبر شيشه اي نوري به صورت موازي کنار هم بين دو وجه اصلي بلوک بتني قرار مي گيرند. نسبت فيبر ها بسيار کم و حدود ۴ درصد کل ميزان بلوک ها است. علاوه بر اين فيبر ها بخاطر اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و تبديل به يک جزء ساختاري مي شوند بنابر اين سطح بيروني بتن همگن و يکنواخت باقي مي ماند. در تئوري، ساختار يک ديوار ساخته شده با بتن عبور دهنده نور، مي تواند تا چند متر ضخامت داشته باشد زيرا فيبر ها تا ۲۰متر بدون از دست دادن نور عمل مي کنند و در ديواري با اين ضخامت باز هم عبور نور وجود دارد.

ساختارهاي باربر هم مي توانند از اين بلوک ها ساخته شوند. زيرا فيبر هاي شيشه اي هيچ تاثير منفي روي مقاومت بتن ندارند. بلوکها مي توانند در اندازه ها ي متنوع و با عايق حرارتي خاص نصب شده روي آنها توليد شوند.

اين متريال در سال ۲۰۰۱ توسط يک معمار مجار به نام «آرون لاسونسزي» اختراع شد و به ثبت رسيد. اين معمار زمانيکه در سن ۲۷ سالگي در کالج سلطنتي هنر هاي زيباي استکهلم مشغول به تحصيل بود اين ايده را بيان کرد و در سال ۲۰۰۴ شرکت خود را با نام لايتراکان تاسيس کرد و با توجه به نياز و تمايل جامعه امروز به استفاده از مصالح جديد ساختماني، از سال ۲۰۰۶ با شرکت هاي بزرگ صنعتي به توافق رسيده و توليد انبوه آن به زودي آغاز خواهد شد.

● موارد کاربرد

▪ ديوار: به عنوان متداول ترين حالت ممکن اين بلوک مي تواند در ساختن ديوارها مورد استفاده قرار گيرد. به اين ترتيب هر دو سمت و همچنين ضخامت اين متريال جديد قابل مشاهده خواهد بود. بنابر اين سنگيني و استحکام بتن به عنوان ماده اصلي «لايتراکان» محسوس تر مي شود و در عين حال کنتراست بين نور و ماده شديدتر مي شود. اين متريال مي تواند براي ديوارهاي داخلي و خارجي مورد استفاده قرار گيرد و استحکام سطح در اين مورد بسيار مهم است. اگر نور خورشيد به ساختار اين ديوار مي تابد قرار گيري غربي يا شرقي توصيه مي شود تا اشعه آفتاب در حال طلوع يا غروب با زاويه کم به فيبر هاي نوري برسد و شدت عبور نور بيشتر شود. بخاطر استحکام زياد اين ماده مي توان از آن براي ساختن ديوار هاي باربر هم استفاده کرد. در صورت نياز، مسلح کردن اين متريال نيز ممکن است، همچنين انواع داراي عايق حرارتي آن نيز در دست توليد است.

▪ پوشش کف: يکي از جذاب ترين کاربرد ها، استفاده از «لايتراکان» در پوشش کف ها و درخشش آن از پايين است. در طول روز اين يک کف پوش از جنس بتن معمولي به نظر مي رسد و در هنگام غروب آفتاب بلوک هاي کف در رنگهاي منعکس شده از نور غروب شروع به درخشش مي کنند.

▪ طراحي داخلي: همچنين از اين نوع بتن عبور دهنده نور مي توان براي روکش ديوار ها در طراحي داخلي استفاده کرد به صورتي که از پشت نور پردازي شده باشند و مي توان از نور هاي رنگي متنوع براي ايجاد حس فضايي مورد نظر استفاده کرد.

▪ کاربرد در هنر: بتن ترانسپارانت براي مدتها به عنوان يک آرزو براي معماران و طراحان مطرح بود و با توليد لايتراکان اين آرزو به تحقق پيوست. کنتراست موجود در پشت متريال تجربه شگفت آوري را براي مدت طولاني در ذهن بيننده ايجاد مي کند. در واقع با نوعي برخورد سورئاليستي محتواي درون در ارتباط با محيط پيرامون قرار مي گيرد و به اين ترتيب بسياري از هنرمندان تمايل به استفاده از اين متريال در کارهاي خود دارند. به طور کلي با پيشرفت هاي تکنولوژيکي و ارائه خلاقيت طراحان و مجسمه سازان با ابزار هاي مختلف، پتانسيل و قابليت بتن توسط هنرمندان گوناگون در تمام جهان مورد استفاده قرار گرفته است.

● بلوکها

▪ مسلح کردن بلوک بتني عبور دهنده نور: در صورت نياز به مسلح کردن اين بتن شيار هايي در داخل آن تعبيه مي شوند. در حين ساختن ديوارها ميلگرد ها بصورت عمودي يا افقي در اين شيار ها قرار مي گيرند و فيبر هاي اپتيکي بخاطر خاصيت انعطاف پذيري خود در اطراف ميلگردها جمع مي شوند و به اين ترتيب ميلگرد ها ديده نمي شوند. از اين روش بصورت موفقيت آميزي در چند پروژه و طراحي نمايشگاه استفاده شده است.

▪ رنگها و بافت ها: با توجه به رنگ خاکستري متداول بتن معمولي، لايتراکان داراي رنگهاي متنوعي است و بافت سطوح بيروني آن نيز مي تواند متنوع باشد، به گونه اي که بلوکهاي متنوع در کنار هم قرار گيرند و يک ساختار واحد را به وجود آورند.

▪ توزيع فيبرها: اندازه و ترتيب فيبر ها در هر بلوکي مي تواند متفاوت باشد و اين ترتيب قرار گيري مي تواند کاملا منظم يا کاملا ارگانيک مانند مقطع چوب باشد.

● لامپ لايترا کيوب Litracub Lamp

يکي از محصولات موفق لايتراکان در زمينه طراحي، لامپ لايترا کيوب است که در آن بلوکها با قرار گيري روي هم مکعبي را تشکيل مي دهند که منبع نور در داخل آن قرار دارد و نور با عبور از بتن به بيرون ساطع مي شود.

به اين ترتيب اين ماده جديد مي تواند در عرصه هاي مختلف طراحي و همچنين در ايجاد فضاهاي پويا و انعطاف پذير داخلي بسيار مورد استفاده قرار گيرد.

 

|+| نوشته شده توسط sajjad در شنبه بیست و چهارم مهر 1389  |
 اتصال خورجيني، مشكل صنعت ساختمان كشور
 

اتصال خورجيني، مشكل صنعت ساختمان كشور


اتصال خورجيني متداول ترين شكل اتصال در ساختمان هاي اسكلت فلزي در ايران است؛ مبدع اين اتصال ايرانيان هستند و در هيچ كجا شناخته شده نيست! نحوه اجراي اتصال خورجيني بدين طريق است كه تيرهاي باربر از طرفين ستون ها به طور يكسره عبور داده مي شوند و روي نبشي هايي كه در طرفين ستون نصب شده اند قرار مي گيرند و معمولا در بالاي هر تير هم يك نبشي قرار مي دهند، لذا اتصال خورجيني تامين كننده نشيمن براي عبور يك جفت تير سرتاسري از طرفين ستون است.
اتصال خورجيني كاربرد گسترده اي در ايران دارد كه علت آن عمدتا سادگي اجرا، كاهش هزينه، كم كردن نيمرخ بال پهن و شماره هاي بالاي نيمرخ Ipe است. به طور كلي ساختمان هاي فولادي به دليل نرمي و انعطاف پذيري از پايداري خوبي در برابر نيروهاي ناشي از زلزله برخوردارند، اما متاسفانه در زلزله هاي خرداد ماه 69 منجيل و رودبار و زلزله اخير بم برخلاف انتظار، شديدا آسيب ديدند و خسارات جبران ناپذيري را به بار آوردند.
علت اين امر را بايد عمدتا در كيفيت اتصالات جست. ضابطه اصلي طرح اتصالات در نقاط زلزله خيز قابليت انتقال لنگر براي سازه هايي است كه فاقد بادبند يا ديوار برشي بتن آرمه اند؛ در حالي كه اتصالات خورجيني از سوي هيچ كدام از آيين نامه هاي موجود به عنوان اتصالات گيردار شناخته نشده اند.
يكي از اجزاي كليدي دراتصال خورجيني، نبشي هاي بالا و پايين اتصال است. تيرهاي اصلي قاب ها كه به صورت يكسره از كنار ستون ها عبور كرده اند روي نبشي هاي نشيمن سوار مي شوند و معمولا از يك نبشي اتصال كوچك نيز براي اتصال بال فوقاني تير به ستون استفاده مي شود كه مقداري گيرداري در اتصال به وجود مي آورد. نبشي تحتاني پهن تر از پهناي بال تير I شكلي كه بر روي آن قرار می گيرد، انتخاب مي شود و اين عمل به خاطر فراهم آوردن سطحي كه بتوان تير را به نبشي جوش داد، ايجاد مي شود.
نبشي هاي تحتاني وقتي كه ستون ها به صورت خوابيده بر روي زمين آماده سازي مي شوند در محل هاي خود جوش مي شوند و پس از ساخت ستون ها و گذاردن تيرها بر روي نبشي هاي تحتاني، بال تير I شكل به نبشي تحتاني به صورت تخت جوش شده و سپس با استفاده از نبشي هاي كوچكتري كه طول بال آنها از پهناي بال تيرi شكل كوتاه تر است در قسمت فوقاني تير I شكل اتصال ديگري ايجاد مي شود مجددا كيفيت جوش اين نبشي از نوع تخت بوده، ولي دقت كافي در انجام آن صورت نمي پذيرد. نبشي بالا دو جوش به تير و ستون دارد. جوش به ستون به دليل آنكه سربالا انجام مي شود اصلا مرغوب نيست و اين جوش شره اي با كيفيت پايين تري اجرا مي شود.
از آنجا كه اصل است كه جوش بايد مقاوم تر از فولاد مادر باشد لذا اگر نيروي جانبي وارد شود بايد فولاد پاره شود نه جوش و از آنجايي كه جوش ها متاسفانه هميشه ضعيف تر از فولاد عمل مي كنند در نتيجه اتصال خورجيني براي سازه جوش مناسب نيست. نبشي هاي بالا وپايين معمولا حكم عاملي جهت نگهداري تير بر جاي خود را دارد و به رغم اينكه اندازه و طول نبشي، ضخامت و طول جوش عوامل اصلي در تعيين رفتار بهينه اتصال در هنگام زمين لرزه هستند، اما در طراحي اين اتصال بدون رعايت ضوابط علمي جوش اجراي اسكلت انجام مي پذيرد.
اتصال خورجيني در برابر بارهاي قائم با اتصالات صلب برابري مي كند، اما در برابر نيروهاي جانبي بيشترين نيرو به اتصال به صورت پيچشي است كه اين نيرو مي بايست از شاه تير به نبشي و از نبشي به ستون وارد شود و بنابراين دو واسطه در انتقال نيرو وجود دارد و از آنجا كه نبشي با جوش هاي غيراستاندارد به ستون متصل شده است، لذا واسطه اي ضعيف است و در اثر زلزله يا ساير نيروهاي جانبي سقف پايين مي آيد! در خرابي هاي زلزله هاي گيلان و بم در اكثر موارد تير و نبشي پايين آمده است كه نشان مي دهد نبشي ضعيف بوده است.
قاب با اتصال خورجيني تنها بايستي براي بارهاي قائم طراحي شوند. اين اتصال در مقابل بارهاي جانبي عملكرد خوبي نداشته و تنها براي تحمل بارهاي قائم مناسب هستند و بارهاي جانبي را بايستي سيستم هاي ديگري چون بادبندها تحمل كنند. اگر چه اتصال بادبند نيز خود با مشكلاتي همراه است چرا كه به دليل فاصله بين تيرهاي متصل به ستون، چنانچه بادبند در آكس ستون ها قرار گيرد، نمي تواند به تيرها متصل شود و چنانچه به يكي از تيرهاي اصلي اتصال خورجيني نصب شوند آنگاه بادبند در آكس ستون واقع نمي شود.
يكي ديگر از مشكلات اتصال خورجيني هنگامي بروز مي كند كه تيرها در دو طرف، دهانه هاي نامساوي را پوشش دهند، در اين صورت دهانه هاي نامساوي عكس العمل هاي نامساوي را در برابر بارهاي وارده نشان خواهند داد و افزايش لنگرها را موجب مي شوند. عدم اتصال تيرها به هم و نامساوي بودن دو دهانه اطراف باعث مي شود كه نتوانند با هم كار كنند.

|+| نوشته شده توسط sajjad در چهارشنبه بیست و چهارم تیر 1388  |
 پل ماکارونی
حتماً تا حالا در تلويزيون‌ درباره‌ي‌ مسابقات‌ پل‌هاي‌ ماكاروني‌ ديده‌ايد و يا در مجله‌ها درباره‌ي‌ آن‌ خوانده‌ايد. اين‌ پل‌ها با اين‌ كه‌ واقعي‌ نيستند، مدل‌ اوليه‌ي‌ پل‌هاي‌ واقعي‌ هستند. سال‌هاست‌ كه‌ مسابقه‌ي‌ پل‌هاي‌ ماكاروني‌ در دنيا طرفداران‌ بسياري‌ پيدا كرده‌ است‌ و در ايران‌ هم‌ در اكثر دانشگاه‌ها مسابقات‌ كشوري‌ و بعد جهاني‌ سازه‌هاي‌ ماكاروني‌ برگزار مي‌شود.
 مسابقه‌ي‌ پل‌هاي‌ ماكاروني‌ و در كل‌ سازه‌هاي‌ ماكاروني‌ در دنيا و دانشگاه‌هاي‌ كشورهاي‌ صاحب‌ نام‌ در امر پل‌سازي‌ يك‌ مسابقه‌ي‌ شناخته‌ شده‌ است‌. براي‌ مثال‌ دانشگاه‌ OUC  (كلونا) بريتيش‌ كلمبيا، و كانادا تاكنون‌ بيش‌ از 22 سال‌ اين‌ مسابقه‌ را برگزار كرده‌ است‌.
 در مسابقات‌، شركت‌ كنندگان‌ بايد پلي‌ بسازند كه‌ بتواند وزنه‌ي‌ 2 كيلويي‌ را در مدت‌ 5 دقيقه‌ تحمل‌ كند. در مسابقه‌ي‌ سازه‌ي‌ سنگين‌ لازم‌ است‌ وزن‌ پل‌ كم‌تر از 65 گرم‌ باشد و به‌ گونه‌هايي‌ ساخته‌ شود كه‌ بتواند بار بيش‌تري‌ را تحمل‌ كند. به‌ هر حال‌ نكته‌ي‌ جالب‌ آن‌ كه‌ پل‌هايي‌ كه‌ تنها از ماكاروني‌ و چسب‌ حرارتي‌ ساخته‌ مي‌شوند مي‌توانند حدود 150 تا 200 برابر وزن‌ خود، بار تحمل‌ كنند.
 در ايران‌ هم‌ اين‌ مسابقات‌ براي‌ اولين‌ بار در دانشگاه‌ اميركبير برگزار شد و خيلي‌ زود در بين‌ نوجوان‌ و جوانان‌ طرفداران‌ بسياري‌ پيدا كرد؛ چرا كه‌ به‌ دست‌ آوردن‌ چند بسته‌ ماكاروني‌ هزينه‌اي‌ ندارد و هر كسي‌ مي‌تواند هوش‌ و خلاقيت‌ خودش‌ را در ساختن‌ سازه‌هاي‌ ماكاروني‌ آزمايش‌ كند.
 در پل‌ ماكاروني‌، جنس‌ تمام‌ اجزاي‌ آن‌ از ماكاروني‌ است‌ و با توجه‌ به‌ فشاري‌ يا كششي‌ بودن‌ اجزاء، قطر لازم‌ براي‌ آن‌ انتخاب‌ مي‌شود. براي‌ چسباندن‌ ماكاروني‌ها هم‌ از چسب‌هاي‌ حرارتي‌ استفاده‌ مي‌شود.
 طراحي‌ و ساخت‌ پل‌ و ستون‌هاي‌ فشاري‌، رايج‌ترين‌ رشته‌هاي‌ اين‌ مسابقات‌ است‌. به‌ طور مثال‌ طراحي‌ و ساخت‌ پل‌ خرپايي‌، تنها با استفاده‌ از 750 گرم‌ ماكاروني‌ (معادل‌ يك‌ بسته‌ ماكاروني‌) كه‌ مي‌تواند وزن‌ زيادي‌ را تحمل‌ نمايد. طول‌ دهانه‌ي‌ پل‌ يك‌ متر و حداكثر ارتفاع‌ پل‌ نيم‌ متر است‌. پل‌ روي‌ دو تكيه‌گاه‌ كه‌ از يكديگر يك‌ متر فاصله‌ دارند قرار مي‌گيرد و تكيه‌گاه‌ها فقط‌ قادر به‌ وارد كردن‌ عكس‌العمل‌ عمودي‌اند و هيچ‌ عكس‌العمل‌ افقي‌ در تكيه‌گاه‌ها بر پل‌ وارد نمي‌شود. ركورد كسب‌ شده‌ در اين‌ رشته‌ (پل‌ خرپايي‌) معادل‌ 176 كيلوگرم‌ است‌. اين‌ ركورد تقريباً 230 برابر وزن‌ خود سازه‌ است‌. همچنين‌ طراحي‌ و ساخت‌ سازه‌هاي‌ فشاري‌ كه‌ قادر به‌ تحمل‌ بارهايي‌ بيش‌ از نيم‌ تن‌ است‌، از ديگر نمونه‌هاي‌ اين‌ سازه‌ها هستند. اين‌ جا يك‌ سؤال‌ ممكن‌ است‌ مطرح‌ گردد: آيا جنس‌ ماكاروني‌ در دست‌ يافتن‌ به‌ ركوردهاي‌ بالا مؤثر است‌؟ در اين‌ زمينه‌ تحقيقاتي‌ روي‌ محصول‌هاي‌ مختلف‌ شركت‌هاي‌ ماكاروني‌ دنيا انجام‌ گرفته‌ و ماكاروني‌ شركت‌ Rose  ايتاليا به‌ عنوان‌ بهترين‌ ماكاروني‌ براي‌ اين‌ هدف‌ شناخته‌ شده‌ است‌. البته‌ لازم‌ به‌ ذكر است‌ كه‌ قدرت‌ و مهارت‌ طراح‌ در ارائه‌ي‌ يك‌ طرح‌ موفق‌، بسيار مهم‌تر از جنس‌ ماكاروني‌ در رسيدن‌ به‌ ركوردهاي‌ بالاست‌.
 انواع‌ مختلف‌ سازه‌هاي‌ ماكاروني‌
 سازه‌هاي‌ فشاري‌:
 نوعي‌ پل‌ با دهانه‌ي‌ كوتاه‌، كه‌ اكثر اعضاي‌ آن‌ در فشار است‌. از مزيت‌هاي‌ اين‌ رشته‌ از مسابقات‌، طراحي‌ اعضاي‌ فشاري‌ و بررسي‌ پديده‌ كمانش‌ در آن‌هاست‌.
 Tower Crain :
 در اين‌ نوع‌ از سازه‌هاي‌ ماكاروني‌، هدف‌، طراحي‌ جرثقيل‌هايي‌ است‌ كه‌ روي‌ برج‌هاي‌ بلند به‌ كار گرفته‌ مي‌شوند. اين‌ سازه‌ها بايد قادر باشند با داشتن‌ ارتفاع‌ معين‌، شعاع‌ خاصي‌ را تحت‌ پوشش‌ قرار دهند.
 پل‌ با بار متمركز:
 اين‌ سازه‌ از به‌ هم‌ پيوستن‌ دو خرپاي‌ دوبعدي‌ به‌ وجود مي‌آيد و بارگذاري‌ از وسط‌ دهانه‌ صورت‌ مي‌گيرد. اين‌ نوع‌ پل‌ هر سه‌ نوع‌ عضو فشاري‌، كششي‌ و خمشي‌ را داراست‌.
 پل‌ با بار گسترده‌:
 پل‌ به‌ شكل‌ ظاهري‌ خرپاست‌، كه‌ بارگذاري‌ به‌ صورت‌ گسترده‌ و يكنواخت‌ در تمام‌ طول‌ دهانه‌ صورت‌ مي‌گيرد. در عمل‌ مي‌توان‌ چنين‌ فرض‌ كرد كه‌ تمام‌ وسايل‌ نقليه‌ به‌ دليل‌ ترافيك‌ به‌ صورت‌ ثابت‌ روي‌ پل‌ قرار گرفته‌اند.
 پل‌ با بار متحرك‌:
 اين‌ نوع‌ از سازه‌ي‌ ماكاروني‌ در واقع‌ پيشرفته‌ترين‌ و كامل‌ترين‌ حالت‌ از سازه‌هاست‌، كه‌ در آن‌ طراحان‌ اقدام‌ به‌ طراحي‌ يك‌ پل‌ واقعي‌ مي‌كنند. بار قرار گرفته‌ روي‌ پل‌ به‌ صورت‌ متحرك‌ است‌، كه‌ اين‌ امر با عبور دادن‌ يك‌ وسيله‌ي‌ نقليه‌ كوچك‌ با سرعت‌ معين‌، كه‌ روي‌ آن‌ وزنه‌ قرار داده‌ مي‌شود، صورت‌ مي‌گيرد.
 در اين‌ سازه‌ها فقط‌ اجازه‌ داريد از دو چيز استفاده‌ كنيد: 1- ماكاروني‌، 2- چسب‌.
 ماكاروني‌:
 اين‌ عنصر سازه‌اي‌ در برابر كشش‌ و فشار (اگر طول‌ آن‌ كوتاه‌ باشد و دچار كمانش‌ نگردد) مقاومتي‌ خوب‌ از خود نشان‌ مي‌دهد؛ ولي‌ مقاومت‌ آن‌ در برابر خمش‌ بسيار كم‌ است‌. به‌ همين‌ علت‌ بايد تا حد امكان‌ سعي‌ كرد، تا سازه‌ها به‌ گونه‌اي‌ طرح‌ شوند كه‌ اعضاي‌ آن‌ كم‌ترين‌ خمش‌ ممكن‌ را تحمل‌ كنند.
 يك‌ نكته‌ي‌ مهم‌ در مورد سازه‌هاي‌ ساخته‌ شده‌ از ماكاروني‌ اين‌ است‌ كه‌ در هنگام‌ ساخت‌ و يا بعد از آن‌ نبايد در مكاني‌ كه‌ در آن‌ رطوبت‌ و گرماي‌ هوا بالاست‌ قرار گيرد؛ زيرا در اين‌ صورت‌ ماكاروني‌ ترك‌ مي‌خورد.
 چسب‌:
 براي‌ ايجاد اتصالات‌ در اعضا، آن‌ها را به‌ صورت‌ سر به‌ سر قرار داده‌ و سپس‌ در محل‌ گره‌ها از چسب‌ حرارتي‌ استفاده‌ مي‌كنيم‌.
 چگونگي‌ ساخت‌:
 بعد از آن‌ كه‌ طراحي‌ نهايي‌ را انجام‌ داديد، مي‌توانيد براي‌ ساخت‌، طرح‌ نهايي‌ را در ابعاد واقعي‌ روي‌ يك‌ كاغذ پوستي‌ بكشيد و سپس‌ كاغذ را با چسب‌ شيشه‌اي‌ به‌ يك‌ سطح‌ شيشه‌اي‌ صاف‌ بچسبانيد. سپس‌ اعضا را طبق‌ نقشه‌ از ماكاروني‌ توليد كرده‌ و در روي‌ نقشه‌، روي‌ خط‌ مربوط‌ به‌ خود بگذاريد. براي‌ جلوگيري‌ از لغزيدن‌ ماكاروني‌ مي‌توانيد از خميربازي‌ براي‌ محكم‌ كردن‌ عضو روي‌ كاغذ پوستي‌ استفاده‌ كنيد. سپس‌ در محل‌ گره‌ها از چسب‌ استفاده‌ كنيد. بدين‌ ترتيب‌ مي‌توانيد آن‌ قسمت‌هايي‌ از سازه‌ را كه‌ به‌ صورت‌ صفحه‌اي‌ هستند، با دقت‌ بالايي‌ توليد كنيد. بعد از آن‌ كه‌ قسمت‌هاي‌ صفحه‌اي‌ را بدين‌ روش‌ توليد كرديد، اين‌ قسمت‌ها را با دقت‌ زياد به‌ هم‌ متصل‌ كنيد تا سازه‌ي‌ نهايي‌ آماده‌ شود.
 جالب‌ است‌ بدانيد چندي‌ قبل‌ حجت‌الله صفرپور دانشجوي‌ دانشگاه‌ شهركرد در مسابقات‌ سازه‌هاي‌ ماكاروني‌، سازه‌ي‌ خرپا ماكاروني‌ با وزن‌ 106 گرم‌ ساخت‌ كه‌ 493 برابر وزن‌ خود را تحمل‌ كرد، در حالي‌ كه‌ ركورد كشور 430 برابر وزن‌ خرپا بود.
 بازي‌
 يك‌ بازي‌ جذاب‌ براي‌ دانشجويان‌ رشته‌ي‌ عمران‌ (پل‌ سازي‌) در سايت‌ سيويليكا دات‌ آي‌ آر منتشر شده‌ است‌.
 بازي‌  Bridge Builder  (نسخه‌ اول‌) را گروه‌ سيويليكا منتشر كرده‌ و داراي‌ 15 مرحله‌ است‌ كه‌ سخت‌ترين‌ مراحل‌ آن‌ مراحل‌ 13 و 15 است‌. حجم‌ فايل‌ اين‌ نرم‌افزار در حدود 118 كيلوبايت‌ و نصب‌ آن‌ بسيار سريع‌ است‌. اگر به‌ يك‌ بسته‌ ماكاروني‌ و يك‌ چسب‌ تفنگي‌ دسترسي‌ نداريد و مي‌خواهيد به‌ صورت‌ مجازي‌ پل‌ ماكاروني‌ بسازيد، مي‌توانيد اين‌ بازي‌ را از لينك‌ زير بگيريد و نصب‌ كنيد و با آن‌ پل‌ بسازيد.
|+| نوشته شده توسط sajjad در پنجشنبه پانزدهم اسفند 1387  |
 بتن سبک
 

بتن سبک ( فوم بتن)

ساختمان به طور مستقيم ( به لحاظ سبكي ويژه اين نوع بتن ) و صرفه جويي در مصرف انرژي بطور غير مستقيم( به لحاظ عايق بودن اين نوع بتن در مقابل سرما و گرما و در نتيجه كاهش ميزان مواد سوختي ) , از لحاظ اقتصادي گام هاي بلند و مهمامروزه مهندسين و معماران سازنده ساختمان در دنيا با استفاده از بتن سبك در قسمت هاي مختلف بنا با سبك كردن وزني برداشته اند.

فوم بتن پوششي است جديد جهت مصارف مختلف در ساختمان كه به علت خواص فيزيكي منحصر به فرد خود بتني سبك و عايق با مقاومت لازم و كيفيت مطلوب نسبت به نوع استفاده از آن ارائه ميدهد . اين پوشش از تركيب سيمان , ماسه بادي (ماسه نرم ) , آب و فوم ( ماده شيميائي توليد كننده كف ) تشكيل مي شود . ماده كف زا در ضمن اختلاط با آب در دستگاه مخصوص , با سرعت زيادي , حباب هاي هوا را توليد و تثبيت نموده و كف حاصل كه كاملا پايدار مي باشد در ضمن اختلاط با ملات سيمان و ماسه بادي در دستگاه مخلوط كن ويژه , خميري روان تشگيل مي دهد كه به صورت درجا با در قالب هاي فلزي يا پلاستيكي قابل استفاده مي باشد . اين خمير پس از خشك شدن با توجه به درصد سيمان و ماسه بادي ( مطابق با جدول شماره 1  ) داراي وزن فضايي از 300 الي 1600 كيلو گرم در متر مربع خواهد بود .

ويژگي هاي عمده فوم بتن

1 _ عامل اقتصادي : سبكي وزن با مقاومت مطلوب فوم بتن يا توجه به نوع كاربرد آن , بطور كلي به لحاظ اقتصادي مخارج ساختمان را ميزان قابل ملاحظه اي كاهش مي دهد چون در نتيجه استفاده از آن , وزن اسكلت فلزي و ديوار ها و سقف كاهش يافته و ضمنا باعث كاهش مخارج فونداسيون و پي در ساختمان مي گردد كه با توجه به خواص فوق , با سبك تر بودن ساختمان , نيروي زلزله خسارات كمتري را در صورت وقوع متوجه آن مي سازد .

2 _ سهولت در حمل و نقل و نصب قطعات پيش ساخته : حمل و نقل قطعات پيش ساخته : حمل و نقل قطعات پيش ساخته با فوم بتن هزينه كمتري را نسبت به قطعات بتني دربرداشته و نصب قطعات بعلت سبكي آنها . بسيار آسان مي باشد , هر گونه نازك كاري براحتي روي پوشش فوم بتن قابل اجراست و ضمنا چسبندگي قابل توجهي با سيمان و گچ دارد .

3 _ خواص فوق العاده عايق بودن در مقابل گرما , سرما و صدا : فوم بتن به علت پائين بودن وزن مخصوص آن يك عايق موثر در مقابل گرما , سرما و صداست . ضريب انتقال حرارتي فوم بتن ( طبق جدول شماره 3 ) بين65 0/0 تا 435/0 k cal / m2 hc مي باشد ( ضريب هدايت حرارتي يتن معمولي بين 3/1 تا 7/1 مي باشد ) استفاده از فوم بتن بعنوان عايق باعث صرفه جويي در استفاده از وسائل گرم زا و سرما زا مي گردد . فوم بتن عايق مناسبي جهت صدا با ضريب زياد جذب آگوستيك به سمار مي رود كه در نتيجه بعنوان يك فاكتور رفاهي در جهت جلوگيري از ورود صداهاي اضافي اخيرا مورد توجه طراحان قرا كرفته است .

4 _ خصوصيات عالي در مقابل يخ زدگي و فرسايش ناشي از آن و مقاومت در برابر نفوذ رطوبت و آب : نظر به اينكه فوم بتن در قشرهاي سطحي داراي تخلخل فراوان مي باشد در نتيجه شكاف هاي موئين و و درزهاي كمتري در سطح ايجاد مي شود و اگر  پوشش فوم بتن با ضخامت كافي مورد استفاده قرار گيرد در مقابل خطر نفوذ باران و رطوبت مقاومت مطلوبي خواهد داشت .

5 _ مقاومت فوق العاده در مقابل آتش : مقاومت فوم بتن در مقابل آتش فوق العاده مي باشد .

به طور مثال قطعه اي از نوع فوم بتن با وزن فضايي 700 الي 800 كيلو گرم در متر مكعب كه حداقل 8 سانتي متر ضخامت داشته با شد به راحتي تا 1270 درجه سانتي گراد را تحمل مي نمايد و اصولا  در وزن هاي پائين غير قابل احتراق است .

 6_ قابل برش بودن :6 به دليل قابل برش بودن با اره نجاري و ميخ پذير بودن آن . كارهاي سيم كشي و نصب لوازم برقي و تاسيسات خيلي سريع و به راحتي قابل عمل خواهد بود .

كاربرد فوم بتن در ساختمان

1 _ شيب بندي پشت بام : فوم بتن با صرفه ترين و محكم ترين مصالح سبكي است كه مي توان از آن براي پوشش شيب بندي استفاده نمود  . نظر به اينكه با دستگاه مخصوص به صورت بتن يكپارچه در محل قابل تهيه و استفاده است مي توان مستقيما روي آن را عايق بندي يا ايزولاسيون نمود .

2 _ كف بندي طبقات : به دليل سبكي وزن فوم بتن و آسان بودن تهيه آن . مي توان تمامي كف طبقات . محوطه و بالكن ساختمان را بعد از اتمام كارهاي تاسيساتي با آن پوشانده و بلافاصله عمليات بعدي را مستقيما روي آن انجام داد .

3 _ بلوك هاي غير بار بر سبك : با بلوك هاي تو پر به ابعاد دلخواه مي توان تمامي كار تيغه بندي قسمت هاي جدا كننده ساختمان را با استفاده از ملات يا چسب بتن انجام داد . با اين نوع بلوك ها علاوه بر اينكه از سنگين كردن ساختمان جلوگيري مي شود عمليات حمل و نصب خيلي سريع انجام مي گيرد و دست مزد كمتري هزينه مي شود . پس از اجراي ديوار مي توان مستقيما روي آن را گچ نمود . اين بلوك ها داراي وزن فضايي بين 800 الي 1100 كيلو گرم مي باشند .

4 _ پانل هاي جدا كننده يكپارچه و نرده هاي حصاري جهت محوطه و كاربري در موارد خاص : جهت ساخت ديوارهاي سردخانه ها . گرم خانه ها و سالن هاي ضد صدا مي توان در محل با قالب بندي . فوم بتن را به صورت يك پارچه عمودي ريخت . به دليل ويژگي عمده عايق بودن اين نوع بتن . جهت عيق بندي سردخانه ها . گرم خانه ها . پوشش لوله هاي حرارتي و برودتي و ...... كاربرد مهمي دارد . ضمنا به دليل اينكه عايق صدا مي باشد براي موتورخانه ها و اتاق هاي آكوستيك مورد استفاده وسيع قرار مي گيرد .

|+| نوشته شده توسط sajjad در چهارشنبه هفتم اسفند 1387  |
 کاربرد نانو مواد در صنعت بتن

کاربرد نانو مواد در صنعت بتن

کاربرد نانو مواد در صنعت بتن

 

مقدمه

 

مواد نانو به عنوان موادی که حداقل یکی از ابعاد آن (طول، عرض، ضحامت) زیر 100nm باشد تعریف شده اند، یک نانومتر یک هزارم میکرون یا حدود 100000برابر کوچکتر از موی انسان است. به طور کلی، در یک تقسیم‌بندی عمومی، محصولات نانومواد را می توان به صورت‌های زیر بیان کرد:

فیلم‌های نانو لایه (Nano Layer Thin Films) ) برای کاربردهای عمدتا الکترونیکی، نانو پوشش های حفاظتی برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی، حفاظت در مقابل عوامل مخرب محیطی و نانو ذرات به عنوان پیش سازنده(precursor ) یا اصلاح ساز(Modifier ) پدیده‌های شیمیایی و فیزیکی. منظور از یک ساختار (Nanostructured Solid ) یا واضح تر یک بدنه نانوساختار جامدی است که در آن انتظام اتمی، اندازه کریستال های تشکیل دهنده و ترکیب شیمیایی سراسر بدنه در مقیاس چند نانو متری گسترده شده باشد.

خواص فیزیکی و شیمیایی مواد نانو (در شکل و فرم‌های متعددی که وجود دارند از جمله ذرات، الیاف، گلوله و...)در مقایسه با مواد میکروسکوپی تفاوت اساسی دارند. تغییرات اصولی که وجود دارد نه تنها از نظر کوچکی‌ای اندازه بلکه از نظر خواص جدید آنها در سطح مقیاس نانو می‌باشد.

هدف نهایی از بررسی مواد در مقیاس نانو، یافتن طبقه جدیدی از مصالح ساختمانی باعملکرد بالا می باشد، که آنها را می توان به عنوان مصالحی با عملکرد بالا و چند منظوره به شمار آورد. منظور از عملکرد چند منظوره، ظهور خواص جدید و متفاوت نسبت به مواد معمولی می‌باشد به گونه‌ای که مصالح بتوانند کاربردهای گوناگونی را ارائه نمایند.

1- مواد نانو کامپوزیت

مواد نانو کمپوزیت بر پایه پلیمر (ماتریس پلیمری) اولین بار در سال‌های 70 معرفی شده اند که از فناوری sol-gel جهت انتشار (Disperse ) دادن ذرات نانو کانی درون ماتریس پلیمر استفاده شده است.

هر چند تحقیقات انجام شده در دو دهه گذشته برای توسعه تجاری این مواد توسط شرکت تویوتا در ژاپن صورت گرفته است، ولی رشته نانو کمپوزیت پلیمر هنوز در مرحله  جنینی و در آغاز راه می‌باشد. در این شرایط نانو آلومینا، بهترین ساختار نانویی است که افق جدیدی را در صنعت سرامیک‌ نوید می دهد، زیرا کاربرد این مواد پدیده ای است که از نظر مکانیکی، الکتریکی و خواص حرارتی به طور مناسب دارای تعادل بوده و در رشته های مختلف کاربرد دارد. از جمله می‌توان به چند نمونه اشاره کرد: تکنولوژی نانو فلز آرتوناید که اخیرا الیاف تجاری نانو آلومینا  را تولید کرده است و ذرات نانویی غیر فلز مانند: نانوسیلیکا، نانو زیرگونیا و مواد دیگر اصلاح کننده سرامیک ها.

کاربرد نانو مواد در صنعت بتن

2- بتن با عملکرد بالا

یکی از چالش‌هایی که در رشته مصالح ساختمانی بوجود آمده است، بتن با عملکرد بالا (HPC) می باشد. این نوع بتن مقاوم از نوع مصالح کامپوزیت بوده و از نظر دوام جزو مصالح کامپوزیت و چند فازی مرکب و پیچیده می باشد. خواص، رفتار و عملکرد بتن بستگی به نانو ساختار ماده زمینه بتن و سیمانی دارد که چسبندگی، پیوستگی و یکپارچگی را بوجود می آورد.

بنابراین، مطالعات بتن و خمیر سیمان در مقیاس نانو برای توسعه مصالح ساختمانی جدید و کاربرد آنها اهمیت دارد.روش معمولی برای توسعه بتن با عملکرد بالا اغلب شامل پارامترهای مختلفی از جمله طرح اختلاط بتن معمولی و بتن مسلح با انواع مختلف الیاف می‌باشد. در مورد بتن به طور خاص، علاوه بر عملکرد با دوام و خواص مکانیکی بهتر، بتن با عملکرد بالای چند منظوره (MHPC) خواص اضافه دیگری را دارا می‌باشد، از جمله می‌توان به خاصیت الکترو مغناطیسی و قابلیت بکار گیری در سازه های اتمی (محافظت از تشعشعات) و افزایش موثر بودن آن در حفظ انرژی ساختمان‌ها و ... را نام برد.

3- نانو سیلیس آمورف

در صنعت بتن، سیلیس یکی از معروفترین موادی است که نقش مهمی در چسبندگی و پر کنندگی بتن با عملکرد بالا (HPC) ایفا می کند.

محصول معمولی همان سلیکیافیوم یا میکرو سیلیکا می‌باشد که دارای قطری در حدود0.1 تا 1 میلیمتر بوده و دارای اکسید سیلیس حدود 90% می‌باشد. می‌توان گفت که میکروسیلیکا محصولی است که برای افزایش عملکرد کامپوزیت مواد سیمانی به کار برده می‌شود.

محصولات نانو سیلیس متشکل از ذراتی هستند که دارای گوله‌ای شکل بوده و با قطر کمتر از 100nm یا بصورت ذرات خشک پودر یا به صورت معلق در مایع محلول قابل انتشار می‌باشند، که مایع آن معمول‌ترین نوع محلول نانوسیلیس می باشد، این نوع محلول آزمایشات مشخص در بتن خود تراکم ([2] SCC ) به کار گرفته شده است. نانو سیلیس معلق کاربردهای چند منظوره از خود نشان می دهد مانند:

خاصیت ضد سایش

ضد لغزش

ضد حریق

ضد انعکاس سطوح

آزمایشات نشان داده‌اند که واکنش مواد نانو سیلیس (Colloidal Silica) با هیدرواکسید کلسیم در مقایسه با میکروسیلیکا سریع‌تر انجام گرفته و مقدار بسیار کم این مواد همان تاثیر پوزالانی مقدار بسیار بالای میکروسیلیکا را در سنین اولیه دارا می باشد. تمام کارهای انجام یافته بر روی کاربرد مواد نانو سیلیس کلوئیدی (Colloidal Nano Silica )در بخش اصلاح مواد ریولوژی، کارپذیری و مکانیکی خمیر سیمان بوده است. آنچه که در اینجا مطرح است نتایج اولیه محصولات نانو سیلیس با قطری در محدوده 5 تا 100nm  می‌باشد.

4- نانو لوله‌ها (NANOTUBES)

همان گونه که در مقدمه مقاله مطرح شد معمولا الیاف برای مسلح کردن و اصلاح عملکرد مکانیکی بتن بکاربرده می شوند. امروزه از الیاف فلزی، شیشه‌ای، پلی پرویلین، کربن و ... در بتن برای مسلح کردن استفاده می شود و لیکن تحقیقات روی بتن مسلح شده توسط نانو لوله‌ کربنی (Carbon Nan otubes )انتشار  نیافته است تا بتوان از نتایج برای مسلح کردن بوسیله نانولوله ها استفاده کرد.

نانو لوله کربنی توسط LIJIMA در سال 1991 کشف شده است و کارهای بسیاری بر روی ساختار نانو در بخش فیزیک کوآنتم انجام یافته است بطوری که تحقیقات نوین روی تکنولوژی و مهندسی نانو در سطح جهانی نقش اساسی و اصلی بازی می کند. کربن 60 و نانو لوله‌های نوین دارای ساختاری هستند که آنها را از فولاد قوی‌تر و بسیار سبک می کند بطوریکه می توانند خمیدگی و کشش را بدون شکستن تحمل نمایند و در آینده جایگزین الیاف کربن خواهند شد که در کامپوزیت‌ها بکار برده می شوند.

 نانو لوله‌ها با توجه به تحقیقات انجام شده در مرکز تحقیقات بتن (وابسته به موسسه ACI شاخه ایران) دارای مقاومت کششی بیش از هر نوع الیاف بتنی شناخته شده می‌باشند و نیز نانو لوله‌ها خواص ویژه قابل ملاحظه حرارتی و الکتریکی از خود نشان می دهد، بطوریکه هادی بودن حرارت آنها بیش از دو برابر الماس و هادی بودن الکتریکی آنها 1000برابر مس است.

نانو لوله‌ها طبقه جدیدی از محصولات می‌باشند که انقلابی جدید در زمینه مصالح و مواد نانو کامپوزیت‌های چند منظوره بوجود آورده اند ومی‌توانند به عنوان نانو لوله‌های کربنی در نقش الیاف مسلح کننده مناسب آن مواد مورد استفاده قرار گیرند. بنابراین نانو لوله‌های کربنی از اجزای کلیدی بدست آوردن هدف اصلی ذکر شده در فوق به عنوان مسالح ساختمانی با عمکرد  بالای چند منظوره، بازی می‌کنند.

کاربرد نانو مواد در صنعت بتن

5- نتیجه‌گیری

منظور از مقاله ارائه شده نشان دادن مصالح جدید ساختمانی و بیان مزایای استفاده از این نوع مواد در صنعت ساختمان می باشد، البته به دلیل نو بودن این نوع مصالح زمینه‌های فراوانی برای کارهای نظری و عملی در دانشگاه های کشور می باشد با معرفی مصالح  و ساختار نانو راه برای گام‌های بلندتر در این زمینه باز خواهد شد.

 

منبع:سایت علمی و اطلاع رسانی عمران ایران

|+| نوشته شده توسط sajjad در پنجشنبه نهم آبان 1387  |
 آئين نامه پل خرپايي (پل ماكاروني)

 آئين  نامه پل خرپايي   ( با بارگذاري متمركز )

 پل خرپايي :

نوعي پل به شكل ظاهري خرپا مي باشد ، كه بارگذاري از وسط دهانه پل صورت مي گيرد. دراين نوع پل هر سه نوع عضو كششي ، خمشي و فشاري را دارا هستيم.هر گروه تنها مجاز به ساختن يك پل مي باشد ، كه مصالح بكاررفته در سازه تنها ماكاروني و چسب مي باشد . هدف از ساختن اين نوع پل حداكثر بار تحمل شده در قبال كمترين وزن سازه است.

نوع مصالح :

تمام گروه هاي شركت كننده ملزم به استفاده از يك نوع ماكاروني، با مقطع دايره اي، به قطر خارجي حداكثر 4 ميلي متر مي باشند ، كه نوع و مارك شركت توليد كننده متعاقبا اعلام خواهد شد. همچنين چسب به كار رفته در سازه مي تواند از سه نوع چسب :

1.حرارتي

 2. Epoxy ( دوقلو )

 3. Supper glow  ( قطره اي )   باشد.

قوانين :

  1. دهانه پل به طول يك متر مي باشد . البته طول پل برابر 1/1 متر مي باشد ، كه از هر طرف 5 سانتي متر بر روي تكيه گاه ها قرار مي گيرد.

  2. پل بر روي تكيه گاه هاي ساده قرار مي گيرد و تكيه گاه ها تنها قادر به وارد كردن عكس العمل عمودي مي باشند.

  مورد تائيد مي باشد .          

           مورد تائيد نمي باشد .

 

  1.  حداكثر ارتفاع پل برابر 50 سانتي متر مي باشد، كه اين ارتفاع از پايين ترين نقطه پل تا بالاترين نقطه آن اندازه گيري مي شود.

  2. حداكثر وزن پل برابر 750 گرم مي باشد.

  3. پل بايد داراي يك عرشه از جنس ماكاروني به عرض حداقل 5 سانتي متر باشد كه دو سر تكيه گاه ها را به هم متصل كرده و نقش نمادين جاده را ايفا مي كند. در اين مورد بايد به سه حالت زير توجه كرد .

الف.   فضاي خالي بين رشته هاي ماكاروني نبايد از 2 ميليمتر تجاوز كند.

ب‌.     عرشه پل بايد به گونه اي باشد كه قابليت عبور يك مكعب چوبي شكل به ابعاد (5*5*10 ) كه نقش نمادين يك وسيله نقليه را بازي مي كند ، داشته باشد.

ت‌.          عرشه پل نبايد بالاتر يا پايين تر از 5 سانتي متر، نسبت به خطي باشد كه دو سر تكيه گاهها را به هم متصل مي كند.

  1. پل بايد داراي يك صفحه بارگذاري از جنس چوب به ابعاد (10 * 5  * 2 ) سانتي متر مكعب باشد.صفحه بارگذاري به وسط پل متصل مي گردد و مي تواند تا 2 سانتي متر بالاتر يا پايين تر از عرشه نمادين پل قرار گيرد.  اين صفحه بارگذاري داراي يك قلاب U  شكل مي باشد ، كه به مركز صفحه بارگذاري متصل مي شود . در هنگام بار گذاري بار توسط يك قلاب  S  شكل ، به قلاب U شكل متصل مي گردد. البته لازم به ذكر است كه عرض صفحه بارگذاري كه در بالا 5 سانتي متر ذكر شده، مقدار حداقل مي باشد و مي تواند با توجه به عرض عرشه افزايش يابد .

 

نحوه بارگذاري پل :

براي بارگذاري پل از يك ميله بارگذاري خاص كه توسط يك قلاب به صفحه بارگذاري متصل مي گردد، استفاده مي شود. اين ميله بارگذاري داراي دو ميله افقي است كه وزنه ها در طرفين اين دو ميله قرار مي گيرند. وزنه ها با فاصله زماني روي ميله بارگذاري وصل مي شودو انتخاب مقدار وزنه بر عهده خود شركت كنندگان مي باشد                                                                                                     

 

نحوه گزينش بهترين پل:

گزينش بهترين پل بر اساس عوامل زير مي باشد:

  1.   كار آمدي پل:

نسبت بار تحمل شده به وزن پل.

  1. ارائه مقاله :

ارائه مقاله در رابطه با چگونگي بدست آوردن خصوصيات ماكاروني ، طراحي ، بهينه سازي و ساخت پل خرپايي توسط نرم افزار (power point) 

  1.  زيبايي طرح ارائه شده.

 

|+| نوشته شده توسط sajjad در چهارشنبه هفدهم مهر 1387  |
 سیستم های سازه ای
   <<    سیستم های سازه ای   >>

در این مقاله سعی خواهم کرد تا سیستمهای متداول ساخت و طراحی سازه را معرفی نمایم و به بررسی انان پرداخته شود.
البته به دلیل زیاد بودن مطالب فقط نام برخی از سیستمها با مشخصات خلاصه نوشته میشود و در مقالات اینده به بررسی کلی خواهیم پرداخت.

  1:سیستم سازه ای با دیوار باربر: این سیستم قدیمی ترین و اشنا ترین 

روش ساخت می باشد که امروزه به دلایل ایین نامه ای و نیروهای جانبی

زیاد مورد توجه قرار نمی گیرد.

2:قاب مفصلی مهاربندی شده: این سیستم از قدیمی ترین سیستم های

سازه ای بوده که مورد توجه مهندسین در سالهای قبل و حتی امروزه

میباشد.

در این روش بارهای ثقلی بر قاب مفصلی وارد شده و به دلیل مفصلی

بودن قاب سازه معیین بوده و به صورت استاتیکی تحلیل میشود و بارهای

جانبی بر مهار بندهای ان وارد شده و مهاربندها به روشهای تقریبی یا

دقیق قابل تحلیل است لذا در سالهای دور به دلیل عدم وجود حسابگرهای

ماشینی در سازه  ها از این سیستم بیشتر استفاده میشد به عنوان

مثال:  برج ایفل- برج امپایر استایت در نیویورک و.... ....

بااین سیستم ساخته شده اند( برج امپایر استایت در سال 1931 ساخته

شده و در ان از مهاربند های غیر هم محور واتصالاط پرچی استفاده شده

است این برج به مدت 40 سال بلند ترین سازه ی جهان به شمار می رفت)

 

3:قاب خمشی: بعد از جنگ جهانی دوم اجرای سازه های بتنی اغاز شده

و ساختمانهای بتنی به دلیل اجرای هم زمان قاب ان به فرم قاب خمشی

ساخته میشود البته میتوان سازه های فلزی را نیز به فرم قاب خمشی

اجرا نمود.به هر حال در قاب خمشی نیرو های ثقلی و جانبی در تکه

گاههای تیرها لنگر خمشی ایجاد میکند و نیز تیرها و ستونها در تحمل

تمامی نیروهای وارده باهم وارد عمل می شوند لذا تحلیل المانهای این

نوع قابها باید همزمان انجام گیرد.

4: قاب خمشی مهار بندی شده: گاها نیروهای جانبی به قدری زیاد بوده

که المانهای تیر و ستون قاب خمشی به تنهایی قادر به تحمل ان نمی

باشد لذا از مهاربندهای مختلف برای کمک به انها استفاده می شود که

نوع این مهاربندها ممکن است فلزی بوده و یا از دیواهای برشی بدین

منظور استفاده شود به هر حال باید 30 درصد  بارهای جانبی را خود قاب

خمشی تحمل نماید (دیوارهای برشی خود انواع مختلفی دارند مثلا: دیوار

برشی با المان مرزی - بدون المان مرزی - با باز شو - بدون باز شو - دیوار

برشی کوپل و....)

سیستم های فوق معروفترین و متداولترین سیستم سازه ای می باشند

اکنون به معرفی سیستم های جدید تر می پردازیم.

5: سیستم طره ای : این نوع سیستم به ندرت اجرا می شود و تقریبا بد

ترین نوع سازه می باشد چرا که در مقابل بارهای جانبی بسیار ضعیف

عمل می کند.

6: سیستم فضایی : عالی ترین و بهترین نوع سازه ای بوده و کاملترین

رفتار در مقابل باهای جانبی و ثقلی دارد اما اجرای ان بسیار مشکل است

و امروزه فقط برای پوشش سقفهای سبک با دهانه های بزرگ استفاده

می شود و تنها یک ساختمان 25 طبقه در هنگ کنگ که بانک مرکزی هنگ

کنگ است با این سیستم ساخته شده است.

 

7: سیستم معلق : یکی از معروفترین سیستمها برای پل سازی است اما

در ساختمان سازی و بلند مرتبه سازی هم ندرتا مورد توجه قرار می گیرد

در این سیستم برخی المانها به فرم کششی برای تحمل بارهای ثقلی

طرح می شود که اکثرا کابلهای کششی با مقاومت زیاد می باشند

پلهای بزرگ مثل  گلدین گیت در سانفرانسیسکو و ساختمان 25 طبقه ی

مرکز پلیس سیاتل با این سیستم طرح شده اند.

8: سیستم هسته ای : در این روش بارهای ثقلی توسط یکی از روشهای

فوق مثلا قاب مفصلی طراحی شده و بارهای جانبی بر هسته ی سازه

وارد می شود هسته به دو فرم هسته ی باز و بسته می تواند اجرا شود

در حقیقت هسته همان دیوارهای برشی در پروفیلهای مختلف در مقیاس

بزرگ می باشد.

مثلا به شکل  Uکه همان هسته ی باز است. لازم به ذ کر است که در

طراحی هسته بایستی اثر پیچش دقیقا مورد بررسی قرار گیرد اما به

دلیل مشکل بودن محاسبات پیچش در گذشته این بررسی صورت

نمی گرفت ولی امروزه به دلیل وجود ماشینهای حسابگر دقیق اثر پیچش

نیز دقیقا مورد محاسبه قرار می گیرد. مجموعه اپارتمانهای در دست

احداث در منطقه ی شاهگلی تبریز با این روش ساخته می شود این

سیستم برای ساختمانهای بین 20 الی35 طبقه مناسب است.

9: سیستم قاب محیطی:عالی ترین و پیشرفته ترین فرم ساختمان سازی

می باشد که برای ساختمانهای بالای 150 طبقه می تواند مورد استفاده

قرار گیرد.
در این سیستم بارهای جانبی به قاب محیطی وارد می شود و نیز قاب

محیطی خود نمای جالبی به ساختمان می دهد. برجهای دوقلوی سازمان

تجارت جهانی در نیویورک که مورد حمله ی تروریستی قرار گرفت تحت این

سیستم ساخته شده بودند. یکی از نکات مهمی که باید در طراحی این

سیستم مورد توجه قرار گیرد بررسی اثر shear lag در قاب محیطی است

اگرچه برخی از مهندسین براین باورند که اثر shear lag در ان وجود ندارد

اما برخی دیگر در وجود این اثر اصرار میکنند من خودم نیز در وجود

اثر shear lag در قاب محیطی معتقدم اما باید گفت که هرگز نمی توان

مقدار واقعی این اثر را محاسبه نمود لذا برای حل این مشکل سیستم زیر پیشنهاد می شود.

10: قاب محیطی مهاربندی شده: در این حالت کل قاب محیطی توسط

مهاربند های کلی و بزرگ مهاربندی می شود و تنها وجود مهاربندها برای

حذف اثر احتمالی shear lag میباشد و باز نیروهای جانبی را خود قاب

محیطی تحمل میکند.ساختمانی راکه در جهان با این روش ساخته شده

باشد را بنده اطلاع ندارم......

11:مجموعه قاب محیطی:این سیستم نیز مانند قاب محیطی می باشد با

این تفاوت که ساختمان از چند قاب محیطی تشکیل یافته است به عنوان

مثال برج سیرزتاور در شیکاگو که بلندترین برج امریکا می باشد که از چهار

قاب محیطی ساخته شده است.


                                                                                         به نقل از گاهنامه مهندسی عمران
|+| نوشته شده توسط sajjad در چهارشنبه هفدهم مهر 1387  |
 مقایسه ی ایمنی قاب های فولادی با مهار بندهای مختلف

خلاصه مقاله:

توصيف رفتار واقعي سيستم هاي سازه اي به طور اجتناب پذيري وابسته به برخي منابع عدم قطعيت ها و يا پارامترهاي تصادفي است. در ميان روشهاي مختلف آناليزهاي تصادفي تركيب روش المان هاي محدود با الگوريتم هاي پيشرفته ي آناليز قابليت اعتماد منجر به پيدايش روش المان هاي محدود مبتني بر قابليت اعتماد RFEM ( Reliability-based Finite Element Method) گرديده است. مطالعه حاضر نيز با به كارگيري اين روشها در حالت كلي و مشخصا با استفاده از روش مرتبه اول قابليت اعتماد First Order Reliability Method) FORM و با در نظر گرفتن پارامترهاي تصادفي در آناليزهاي سازه اي، عملكرد و ايمني قاب هاي فولادي با مهربندي هاي مختلف را مورد ارزيابي و مقايسه قرار داده است. براي اين منظور تمامي مشخصات مصالح فولادي مصرفي، بارهاي جانبي وارد به سازه، ابعاد هندسي و همچنين ناكاملي هاي هندسي اوليه به عنوان متغيرهاي تصادفي در آناليز سيستم هاي مورد مطالعه در نظر گرفته شده اند. همچنين با به كارگيري ابزارهاي پيشرفته آناليز حساسيت كه در قالب نرم افزار OpenSees پياده سازي شده است و با استفاده از روش مشتق گيري (DDM) حساسيت هر كدام از متغيرهاي تصادفي فوق نيز از نظر ميزان تاثيري كه در رفتار اين سيستم ها دارند به دست آمده است. سه نوع مهاربند شامل مهاربند X، مهاربند Kو نوع جديدي از مهاربندي كه اخيرا در برخي مطالعات جديد مطرح گرديده است به نام مهاربند Zip انتخاب شده اند و جهت بررسي ظرفيت نهايي هر يك از قاب هاي فولادي مورد مطالعه از آناليز استاتيكي غير الاستيك پوش اور استفاده گرديده است. نتايج به دست آمده حاكي از آن هستند در صورتي كه در مهاربندي هاي مختلف قابهاي فولادي از مقدار مصالح يكساني استفاده شود، مهاربندي هاي نوع K عمدتا قابليت اعتماد بيشتري از خود نشان مي دهند.

|+| نوشته شده توسط sajjad در پنجشنبه سیزدهم تیر 1387  |
 مزایای استفاده از سازه های پیش تنیده
                            سازه های پیش تنیده

مزایا :

‏1. ايجاد دهانه‌هاي بزرگتر كه موجب افزايش فضاي مفيد در ساختمان شده و قطعاً در پروژه‌هاي مختلف اعم از ‏تجاري- اداري- فرهنگي، مسكوني و ورزشي، استفاده مطلوبتري خواهد داشت.‏

‏2.استفاده از حداكثر ظرفيت مكانيكي مصالح، چون كل مقطع بتني تحت فشار بوده و از نهايت مقاومت كابل‌هاي ‏پيش‌تنيده نيز همواره استفاده مي‌گردد.


‏3.كاهش ارتفاع تيرها و در بسياري موارد حذف تيرها. (عموماً در دهانه‌هاي تا حدود 10متر امكان حذف تير آويز از سقف ‏مقدور مي‌باشد). ‏


‏4.ضخامت كم دال‌هاي بتني.‏


‏5.كاهش وزن (مصالح مصرفي) سازه كه تاثير بسزايي در كاهش بار زلزله داشته و عملكرد لرزه‌اي سازه را بهبود مي‌بخشد.‏


‏6.كنترل خيز، چون نيروهاي پيش‌تنيدگي موجب ايجاد خيز معكوس مي‌شوند.


‏7.كنترل ترك در سازه، چون مقطع بتني همواره تحت فشار مي‌باشد.‏


‏8. كاهش ارتفاع طبقات مفيد ساختمان و به تبع آن كاهش هزينه كليه سطوح و آيتم‌هاي عمودي از جمله نما‌سازي، ‏تاسيسات، تيغه چيني، گچ‌كاري و رنگ و نقاشي.‏


‏9.سرعت اجراي بالاتر به دليل عدم نياز به زمان طولاني براي باز كردن قالب پس از انجام عمليات كشش كابل‌ها.‏

 

‏1۰.دوام بيشتر سازه به دليل تحت فشار بودن دائمي بتن و عدم ايجاد كشش در آن.‏


‏11.امكان تامين پاركينگ‌هاي بيشتر در ساختمان به خاطر افزايش طول دهانه‌ها.‏


‏12.اجراي زيباتر و جذابتر سازه از نظر معماري و به تبع آن ا فزايش كيفيت، مطلوبيت و مرغوبيت طرح.‏


‏13.هزينه كمتر در مقايسه با سيستم‌هاي مرسوم سازه‌اي به دليل كاهش مصرف مصالح و به تبع آن كاهش نيروي انساني ‏مورد نياز و ساير هزينه‌‌هاي اجرايي.‏


‏14.سهولت عبور لوله‌هاي تاسيسات و انعطاف‌پذيري در ايجاد بازشوها در دال‌هاي پيش‌تنيده.‏


‏15.امكان كنترل كيفيت سازه در حين ساخت، چون پس از انجام عمليات كشش كابل‌ها هر گونه نارسايي در اجراي سازه ‏قابل مشاهده و اصلاح خواهد بود.‏

|+| نوشته شده توسط sajjad در شنبه یازدهم خرداد 1387  |
 
 
بالا