مهندسی عمران

[Mahdi/s]

جابجایی ساختمان ها

را می توان در دو قسمت دسته بندی نمود :
1- جابجایی افقی ، 2- جابجایی عمودی

در مورد جابجایی عمودی ،چندین مورد استثنایی در دو دهه 1980-2000 انجام گرفته است که کل ساه در راستای قائم به طرف بالا و پایین جابجا شده است و منظور از این جابجایی افزون به سطح زیربنای سازه بوده است .ولی جابجایی عمودی در طی 30 سال اخیر رونق فزاینده ای یافته است به طوری که در بیشتر کشورهای صنعتی اروپایی امی عای و بدون ریسک جلوه می کند .
در این روش ابجایی بدون اینکه در سازه تخریبی (در سازه و نا سازه) به وجود آید ,عملیات جابجایی صورت می گیرد. قبل از جابجایی ساختمان می بایست کل وزن ساختمان را توسط سیستمی کنترل نمود که این سیستم تشکیل یافته است از مجموعه ای از تیرها و قرارگیری تیرهای به صورت طولی و عریضی و نیز غلتکها و جکهایی که زیر شبکه تیرها قرار می گیرند .البته قبل از ایجاد این سیستم کل وزن ساختمان به یک سری جکهای اصلی منتقل خواهد شد که در حقیقت نقش اصلی را در تحمل بارهای ساختمان جکهای هیدرولیکی اصلی به عهده دارند . در این جکها که هرکدام به تنهایی قادرند تا 500 تن را تحمل نمایند پیش بینی هایی در مورد حرکت جانبی و نیروی زلزله شده است تا در حین حرکت و جابجایی آسیبی به ساختمان وارد نگردد . به همین دلیل جکها را همواره با قدرت بالا و بیش از تحمل بار در نظر می گیرند تا از اطمینان کافی برخورداد شوند . معمولا این نمونه کارهای اجرایی را شرکتهای با تخصص و با تجربه ای که نمونه هایی از این قبیل را انجام داده باشند برعهده می گیرند که هم فن آوری دقیق آن را دارند و هم مطالعات و بررسی های زیادی در مورد بارگذاری و جزییات خاک در محل اولیه و در محل ثانویه ساختمان انجام می دهند.
محدودیت خاصی در این روش وجود ندارد و فقط بایستی محل جابجایی و مسیر جابجایی فراهم شود یا به عبارتی یازه مورن نظر بتواند در مسیر پیش بینی شده حرکت کند.
سازه های فلزی و سازه های بتنی و حتی سازه های قدیمی بدون فونداسیون با چندین طبقه می توانند با این روش جابجا شوند . به طوریکه سازه مورد نظر با افراد ساکن در آن قادر است جابجا شود بدون این که ارتعاش و لرزه ای به یاختمان وارد گردد . . معمولا کل زمان عملیت جابجایی حدود یک ماه می باشد .خوشبختانه یک نمونه از این جابجایی در ایران و در مشهد مقدس صورت گرفته است . منظور از این جابجایی حفظ آثار باستانی در منطقه پنجراه مشهد که یک سردر قدیمی به نام عباسقلی خان که دهانه ای که حدود 15 متر داشت ،و ایجاد یک راه جدید بود . بارارئه فیلمی در این زمینه سعی خواهد شد تا لزوم توجه به چنین فن آوری در ایران بیش از پیش مورد توجه قرار گیرد چرا که یکی از راه های حفظ آثار باستانی در ایران است

[Mahdi/s]

فروريزى ساختمان هاى دوقلوى مرکز تجارت جهانى واقع در نيويورک آمريکا در واقعه 11 سپتامبر 2001 ميلادى خسارات اقتصادى و پيامدهاى سياسى قابل توجهى را در پى داشت، ولى فرصت بسيار ارزشمندى را جهت بررسى سيستم سازه اى اين دو ساختمان که زمانى جزو بزرگترين ساختمان هاى مهندسى ساخته ى دست بشر بودند و حتى تا چندى پيش يعنى در دهه 70 مرتفع ترين آسمانخراشهاى دنيا به حساب مى آمدند، فراهم آورد. کليه ى مراحل اجرايى اعم از خاکبردارى، پى ريزى، نصب ستون ها وخرپاهاى کف و… وهمچنين حفاظت و پاسخ در مقابل حريق که يکى از مباحث عمده در ارتباط با ساختمان هاى بلند مرتبه ى فولادى به شمار مى آيد، تماماً حاوى نکات قابل توجهى است که به دقت مورد بررسى قرار گرفته است.
همچنين وقوع اين حادثه، اين امکان را فراهم آورد تا با در دست داشتن يک مدل واقعى و تجربى، نحوه ى عملکرد و پاسخ ساختمان ها را در طى اين تصادم و انهدام، بررسى نمود. گروه ها، اشخاص و سازمان هاى مختلفى علل فرو ريختن ساختمان ها را بررسى کرده اند. از بين گزارشات ارائه شده، کامل ترين گزارش مربوط به " آژانس مديريت بحران فدرال " مى باشد. آژانس مذکور براى تهيه ى گزارش خود، کميته ى ويژه اى را با عنوان " کميته بررسى عملکرد ساختمان ها " تشکيل داد، که از متخصصينى در زمينه ى طراحى ساختمان هاى بلند، ساختمان هاى فولادى واتصالاتشان و همچنين متخصصينى در زمينه ى آتش سوزى و اطفاء حريق بهره مى جست، و با انجام تحليل هاى سازه اى، بررسى هاى محلى، مرور صدها ساعت فيلم وهزاران قطعه عکس اين گزارش را تهيه کرد، و در نهايت کار اين کميته منجر به توصيه هايى براى انجام تحقيقات بيشتر در زمينه هاى مختلف وهمچنين تغييراتى در آيين نامه هاى طراحى و اجرايى گرديد.به طور کلى سعى بر آن است که دراين مقاله به اين پرسش پاسخ داده شود، که چرا با وجود اينکه در طراحى ساختمان هاى دو قلوى مرکز تجارت جهانى، بر خورد يک فروند هواپيماى بويينگ 707 در نظر گرفته شده بود، وحفاظت در مقابل حريق به نحو احسنت بر روى هر دو ساختمان اجرا شده بود، هر دو عامل فوق نهايتاً باعث فروريزى ساختمان ها شد !

•پلان سايت مركز تجارت جهانى
مساحت زمين 64000 متر مربع و مساحت اشغال شده توسط مجموعه‌ى 7 گانه ساختمان‌هاى تجارت جهانى چيزى در حدود 20000 متر مربع مي‌باشد كه با احتساب طبقات اين 7 ساختمان كلاً 1115000 متر مربع مساحت قابل استفاده را در اختيار گذاشته بودند.

•بررسى زمانى ، نحوه برخورد
ساختمان شماره 1 در ساعت 8:46 دقيقه صبح از جانب جبهه‌ى شمالى در محدوده‌ى طبقات 98- 94 مورد اصابت يك فروند هواپيماى مسافربرى بوئينگ 767 قرار گرفت. ساختمان شماره 2 در ساعت 9:03 دقيقه صبح ( 17 دقيقه بعد ) از جانب جبهه‌ى جنوبى در محدوده‌ى طبقات 84- 78 مورد اصابت يك فروند هواپيماى بوئينگ 767 قرار گرفت. در زمان برخورد 58000 نفر در محل، اعم از ساختمان‌هاى مركز تجارت جهانى، خطوط مترو و جاده‌هاى اطراف حضور داشتند. ساختمان شماره 2 در ساعت 9:59 دقيقه ( يعنى 56 دقيقه پس از برخورد ) فروريخت.

•روسازه‌ى برج‌هاى دوقلوى تجارت جهانى
هر كدام از ساختمان‌هاى دوقلوى تجارت جهانى 110 طبقه بالاى زمين و 9 طبقه زيرزمين داشتند كه كلاً ارتفاعشان از تراز پايه 417 متر بود و همچنين روى ساختمان ساختمان شماره 1 يك دكل آنتن به ارتفاع 110 متر قرار گرفته بود. پلان برج‌هاى دوقلوى تجارت جهانى به صورت مربعى به اضلاع63m x 63m با پخ 1.2 متر در گوشه‌ها بود. هسته مركزى ابعادى در حدود 26.5m x 24m داشت كه در آن 3 پله خروجى، 99 آسانسور و 19 پله برقى جاى داده شده بود. ساختمان‌هاى شماره 1 و 2 مشابه بودند، ولى ...

•نحوه‌ قرار گرفتن و آرايش ستون‌ها
ستون‌ها به صورت قطعات از قبل مونتاژ شده‌ى 3 تايى به ارتفاع 3 طبقه بودند كه توسط پليت هايى به ارتفاع 132 سانتى متر در تراز طبقات به هم متصل شده بودند كه در واقع اين پليت ها، پس از اجراى كامل در دور تا دور ساختمان حكم تيرهاى محيطى را داشتند، بدين ترتيب كه يك ديواره‌ى مجوف فولادى را در دور تا دور ساختمان‌ها ايجاد كرده بودند. ستون‌ها در ارتفاع 7 طبقه از تراز پايه 3 تا 3 تا يكى شده بودند.

•سيستم كف
سيستم كف متشكل از 4 اينچ ( 10 سانتى متر ) بتن سبك بود كه بر روى ورق موج دار فولادى به ضخامت 3.8 سانتى متر اجرا شده بود و هر چه به هسته مركزى نزديك تر مي‌شديم ضخامت بتن كف حدوداً 1 اينچ افزايش پيدا مى كرد و به 12.7 سانتى متر مى رسيد.

•نحوه‌ و چگونگى نگهدارى سيستم كف
در بيرون هسته، عرشه‌ى فلزى توسط يك سرى از خرپاهاى مركب كف تحمل مي‌شد،كه ما بين ديوار خارجى و هسته مركزى قرار داشتند. اين خرپاهاى طولى توسط خرپاهاى عرضى به هم بسته مي‌شدند.

•حوه‌ى اتصال خرپاهاى اصلى با ديواره‌ى خارجى و هسته مركزى
تقريباً در حدود 10000 دمپر ويسكوالاستيك كه به يال تحتانى خرپاها متصل بود، استفاده شده بود كه اين تكنولوژى براى اولين بار در ساختمان‌هاى بلند مرتبه بكار رفته بود، تا حركات ناشى از باد براى استفاده كنندگان و ساكنان برج‌ها كمتر محسوس باشد. بين طبقات 106 تا110 يك سرى از مهاربندهاى قطرى در قاب ساختمانى استفاده شده بود.

•پى سازه
اين پى يك پى گسترده‌ى ضخيم بود كه درون سنگ بستر حفر و اجرا شده بود و از شبكه تيرهاى فولادى عمود بر هم جهت انتقال بار ستون‌هاى سنگين به پى استفاده شده بود.

•ساخت و اجرا
پس از اينكه طرح معمارى توسط Minoru Yamasaki تهيه و توسط تيم سازه‌اى Skilling اين طرح سازه‌اى شد، از آگوست 1966 خاكبردارى محوطه شروع شد. در آگوست سال 1968 ( يعنى دقيقاً 2 سال پس از شروع خاكبردارى ) نصب سازه‌ى فولادى شروع شد و در دسامبر 1970به بهره‌بردارى رسيد.

•حفاظت در مقابل حريق
در ارتباط با ساختمان‌هاى فولادى حفاظت در مقابل حريق يكى از مباحث مهم و اساسى به شمار مي‌آيد ( به دليل ايجاد تنش‌هاى حرارتى در اعضاى فولادى با بالا رفتن دما ). در ارتباط با ساختمان‌هاى دوقلوى تجارت جهانى براى افزايش مقاومت ساختمان در مقابــل حريق دو نوع حفاظت Active وPassive پيش بينى شده بود.

•حفاظت Passive
اين حفاظت عمدتاً بصورت استفاده از پوشش‌هاى محافظ براى اجزاء سازه‌اى در نظر گرفته شده بود، كه اين پوشش‌هاى محافظ يك مخلوط كارخانه‌اى الياف تيپ سيمانى بودند كه با مواد افزودنى، مواد سراميكى و آب تركيب و اسپرى مي‌شدند. ضخامت قشر محافظ خرپاها بصورت متوسط 1.6 سانتى متر بود كه در سال 1990 تصميم گرفته شد.

•حفاظت Active
اولين خط دفاعى در مقابل آتش‌سوزى افشانك‌ها بودند كه البته اين افشانك‌ها در موقع ساخت نصب نشده بودند ولى در سال 1990 از افشانك ها در هر دو ساختمان استفاده شد. دومين خط دفاعى مقابله‌ى دستى با آتش بود كه بدين منظور در راه پله‌ها لوله‌هاى آتش‌نشانى در هر كف وجود داشت. منابع آب لازم براى اطفاء حريق توسط 3 عدد پمپ كه در طبقات 7،41 و75 قرار داشتند، از منبع آب شهرى پر مي‌شدند و پمپ‌ها طورى طراحى شده بودند كه اگر پمپ ميانى خراب مي‌شد، پمپ پائينى مي‌توانست وظيفه‌ى آن را به عهده بگيرند. منابع 19000 ليترى در طبقـات 41،75و110 آب را به لوله‌هاى آتش نشانى مي‌رساندند. علاوه بر موارد فوق يك تيم 25 نفره ى آتش نشان‌ها مستقيماً مسئوليت اطفاء حريق در اين ساختمان‌ها يعنى مجموعه‌ى WTC را بر عهده داشتند.

•اسخ ساختمان‌ها
در سال 1945 بدليل مه شديد يك فروند بمب‌افكن B25 كه قصد فرود داشت به ساختمانEmpire State Building برخورد كرد. همين بهانه سبب شد كه در طرح سازه‌اى اين دو ساختمان اصابت يك بوئينگ 707، تقريباً در شرايط مشابهى در نظر گرفته شود و فرض شده بود كه بوئينگ 707 وزنى حدود 120 تن و سرعتى معادل با290Km/h داشته باشد. هواپيماهايى كه در واقعه 11 سپتامبر با برج‌هاى دوقلوى تجارت جهانى برخورد كردند،هواپيماهاى بوئينگ 767 از نوع 200ER بودند.

•ساختمان WTC1
ساختمان شماره يك از جانب جبهه ى شمالى ( تقريباً وسط ) و در محدوده‌ى طبقات 94 تا 98 ضربه خورد. حداقل 5 تكه‌ى 3 ستونى كنده شد و به داخل پرتاب شد و قسمتى از كف كه توسط اين ستون‌ها تحمل مي‌شد به صورت موضعى خراب شد. در اطراف مركز، ستون‌ها با تصادم بال هواپيما شكسته شدند. تصاوير نشان مي‌دهد حدود 31 تا 39 ستون در ارتفاع حدود 4 طبقه در ضلع شمالى خراب شدند. ميزان خساراتى كه به ستون‌ها و تيرهاى هسته مركزى وارد شده نامعلوم است.

•روند خرابى
به دنبال برخورد بارهاى ثقلى كف‌هايى كه ابتدا به صورت فشارى توسط ستون‌هاى خارجى تحمل مي‌شد به سوى ديگر مسيرهاى انتقال بار منتقل شدند. پس بنابراين قسمت عمده‌ى بار ستون‌هايى كه تخريب شده بودند به ستون‌هاى كه پيرامونى منتقل شد. آناليزهاى اوليه بر روى ساختمان شماره 2 كه تقريبآً در وضعيت مشابهى قرار داشت، نشان داد كه ستون‌هاى مجاور ستون‌هاى تخريب شده 9 برابر بار بيشترى را پس از برخورد تحمل مي‌كردند، كه البته در طراحى، اين ستون‌ها ذاتآً براى بارهاى ثقلى اضافه طراحى شده بودند. حال اگر از كاهش در سختى جانبى ناشى از خرابى ديافراگم كف‌ها صرف نظر كنيم و از كاهش مقاومت به دليل افزايش درجه حرارت هم صرف نظر شود، اغلب ستون‌ها بارهاى بزرگى در حدود ظرفيت نهايى خود را تحمل مى كردند.

•عامل حريق
هر هواپيما حدود 38000 ليتر بنزين داشت و فيلم‌ها هم نشان داد كه هواپيماها قبل از آتش گرفتن به طور كامل وارد ساختمان ها شدند. سوخت هواپيماها كه به صورت توده ى آتشين در آمده بود، فشار داخلى را به شدت افزايش داد و قسمت عمده‌اى از اين سوخت به داخل داكت‌ها و سوراخ‌هاى ايجاد شده در كف به هنگام ضربه، به پائين فرو ريخت. درجه حرارت در برخى سطوح حدود 900 تا 1100 درجه سانتيگراد و در برخى سطوح حدود 400 تا 800 درجه سانتيگراد تخمين زده مي‌شود.

•ساختمان WTC2
ساختمان شماره 2 از جانب ضلع جنوبى در طرف شرق مورد اصابت قرار گرفت. پس از برخورد 6 تكه ى ستون 3 تايى در قسمت ميانى خراب شدند و بخشى از كف‌هاى طبقات 78 تا 84 آسيب ديدند. در قسمت‌هايى كه مورد اصابت بال هواپيما قرار گرفته بودند،فقط ستون‌هاى خارجى آسيب ديدند. عكس‌ها مبين اين است كه حدود 27 تا 32 ستون در ضلع جنوبى ساختمان در ارتفاع 5 طبقه آسيب ديدند.

•تفاوت‌هاى ميان تصادم هواپيما‌ها با WTC1 وWTC2
تفاوت‌هاى ميان تصادم هواپيما‌ها با ساختمان هاى شماره 1 و 2 که از عوامل تسريع روند خرابى ساختمان شماره 2 نسبت به ساختمان شماره 1 مى باشد، عبارتند از:
1- سرعت برخورد هواپيماها به ساختمان شماره 1 حدود 750 km/h و به ساختمان شماره 2 حـــدود 950 km/h بود.
2ـ قسمت ضربه ديده در ساختمان شماره يك تقريباً در وسط ضلع بود، در حالى كه در ساختمان شماره 2 اين برخورد به قسمت گوشه شرقى وارد شده بود.
3ـ به دليل قرار گرفتن شمالى - جنوبى هسته در ساختمان شماره 2 قطعات هواپيما فقط حدود 10.5 متر تا خرابى اجزاء هسته فاصله داشتند.
4ـ طبقات آسيب ديده در ساختمان شماره 2 حدود 20 طبقه پائين تر از طبقات ضربه ديده در ساختمان شماره 1 قرار داشتند، بنابراين ستون‌ها بار بيشترى را تحمل مى كردند و به همين دليل تسريع روند خرابى در ساختمان شماره 2 بالا‌تر بود.

طرح هاى پيشنهاد شده براى جايگزين کردن برجهاى دوقلوى تجارت جهاني:
Memorial Triangle: که شامل 6 برج در زمينى پنج هکتارى به شکل مثلث مى باشد.
Memorial Park: که شامل پارکى به مساحت شش هکتار در بر گيرنده ى 5 برج مى باشد.
Memorial Plaza: که شامل 5 برج ادارى به همراه يک برج ياد بود، مشابه برج هاى دوقلوى تجارت جهانى، در زمينى هشت هکتارى مى باشد.
Memorial Promenade: که شامل ميادين عمومى، سايت هاى يادبودى، موزه و ساختمان هاى فرهنگى مى باشد. اين طرح در بر گيرنده ى 6 برج در زمينى هجده هکتارى مى باشد.
Memorial Square: که شامل زمينى ده هکتارى به شکل مربع، در بر گيرنده ى 4 برج ادارى و1 برج يادبودى مرکزى، مشابه برج هاى دوقلوى تجارت جهانى، پارکى غير هم تراز، و مکان هاى فرهنگى و يادمانى مى باشد.
همچنين در ميان طرح هاى پيشنهاد شده، 2 طرح ديگر نيز به چشم مى خورد، که از لحاظ سبک معمارى و سازه اى بسيار قابل توجه مى باشند.
قابل ذکر است که در هيچ کدام از طرح هاى پيشنهادى بالا، در محل هاى اسبق برج هاى دوقلوى تجارت جهانى، احداث ساختمانى پيش بينى نشده است.

[Mahdi/s]

بزرگترين مشکل ساخت و ساز به سمت بالا جاذبه است. فرض کنيد مي خواهيد دوست خود را بلند کنيد اگر دوستتان سبک باشد به راحتي او را بلند مي کنيد ولي اگر بخواهيد دو نفر را از روي زمين بلند کنيد کارتان بسيار مشکل خواهد شد. براي بلند کردن افراد بيشتر بايستس چند نفر به شما کمک کنند. سازه هاي بلند نيز از اين قاعده مستثني نيستند براي تحمل وزن طبقات بالا پايه هاي ساختمان بايد گسترده تر باشند. زماني که ما يک طبقه به طبقات سازه اضافه مي کنيم وزن کل سازه افزوده شده و نيروهاي پايين آن طبقه نيز تغيير مي کنند. اگر بتوانيم پايه ساختمان را با افزايش ارتفاع پهن تر کنيم در بلند مرتبه سازي مشکلي نخواهيم داشت ولي همان طور که مي دانيم اين کار تا حدي عملي است و پس از مدتي با مشکل مواجه مي شويم.



در سازه اي آجري براي ساختن ساختمان هاي بلندتر بايستس ديوارهاي طبقات پايين را کلفت تر بسازيم ولي اين کار تا ارتفاع مشخصي عملي است زيرا بعد از مدتي ديگر جايي براي کلفتر ساختن ديوارهاي طبقات پايين نمي ماند.

به نظر شما راز ساختن آسمان خراش ها چيست؟

در سال ۱۸۰۰ ميلادي اين مشکل حل شد و مهندسان توانستند ساختمان هاي بلندتري بسازند. مهم ترين گام در حل اين مشکلات توليد آهن بود. فلزات باريک و سبک مي توانستند بار زيادي را تحمل کنند بنابراين مهندسين در ساختمان سازي از اين ماده استفاده کردند. در سال هاي بعد با پيشرفت تکنولوژي فولاد ساخته شد و امکان ساخت ساختمان هاي بلندتر ممکن گرديد. هسته مرکزي يک آسمان خراش را اسکلت فلزي تشکيل مي دهد و تيرهاي فولادي به ستون هاي عمودي متصل هستند.

در سازه اي بزرگ کل وزن سازه به ستون هاي عمودي منتقل مي شود و اين نيرو به نقاطي در زير ستون ها در پي ساختمان منقل مي شوند د ريک آسمان خراش ستون ها روي صفحات گسترده اي قرار مي گيرند.

ستون مستقيما روي بيس پليت قرار دارد و اين صفحه فلزي روي تيرهاي سنگيني قرار داده مي شود. اين تيرها نيز روي بتن ضخيمي قرار دارند. اين کار باعث پخش شدن نيروي متمرکز ستون مي شود و ستون ها به داخل زمين فرو نمي روند. کل وزن ساختمان را بستر زمين تحمل مي کند. در سازه هاي فوق العاده سنگين اين وزن را با استفاده از شمع به بستر سنگي منتقل مي کنند. يکي از مزاياي اسکلت فلزي اين است که ديوارهاي پيراموني فقط وزن خود را تحمل مي کنند که اين مزيت به مهندس اين امکان را مي دهد تا سازه را تا هر کجا که مي خواهد بالا ببرد.

همان طور که ملاحظه مي کنيم با توليد فولاد ساختن آسمان خراش هاي بلند ممکن شد ولي اين تنها بخشي از مشکل است. با افزوده شدن ارتفاع ساختمان تعداد افراد ساکن در ساختمان نيز افزوده مي شود و براي منتقل کردن اين افراد به طبقات بالاتر بايد از اسانسور استفاده کرد ولي همان طور که مي دانيم هر آسانسور بخشي از فضاي طبقات پايين را اشغال مي کند بتابراين نمي توان هر تعداد اسانسوري که مي خواهيم در ساختمان قرار دهيم. بنابراين يکي از مهم ترين موارد طراحي ساختمان بلند طراحي محل و تعداد آسانسورها مي باشد.

ايمني ساختمان در برابر آتش يکي ديگر از موارد مهم در ساخت آسمان خراش هاي بلند است. امروزه از دستگا هاي پيشرفته اي براي خاموش کردن آتش در ساختمان ها استفاده مي شود که اجازه پخش شدن آتش را نمي دهند.

بسياري از طراحان ساختمان توجه ويژه اي به راحتي ساکنان مي کنند. بدين منظور از طراحي باغ هاي مصنوعي در ساختمان بهره مي برند.

مقاومت در برابر نيروي باد

علاوه بر مشکل نيروهاي جاذبه يک ساختمان بايد در برابر نيروي باد نيز مقاومت داشته باشد. بسياري از آسمان خراش ها مي توانند چند سانت در جهات مختلف تغيير مکان داشته باشند. تنها مورد در جابجايي يک ساختمان احساس ساکنين آن است زيرا اگز اين جا به جايي ها بيش از اندازه باشند ساکنين احساس تريس و ناراحتي مي کنند.براي رفع اين مشکل تيرهاي افقي سازه را به ستون ها در محل اتصال جوش مي دهند تا کل سازه به صورت واحد عمل کند. براي ساز هاي خيلي بلند اين کار جندان تاثيري ندارد. براي مهار تغيير مکان هاي زياد در اين سازه ها مهندسان هيته اي محکمي در وسط سازه طراحي مي کنند.

سخت کردن سازه موجب مقاومت سازه در برابر زلزله نيز مي شود. در حقيقت سازه تحت حرکت هاي افقي زمين حرکت کرده و بنابراين تيرها و يتون ها دچار پيچش نمي شوند اگر چه در اين حالت سازه آسيب نمي بيند ولي ساکنين احساس خوشايندي نخواهند داشت چون حرکت خشک سازه باعث حرکت اثاثيه شده و ساکنين را آزار خواهد داد. برخي از شرکت هاي ساختماني از روش هاي جديدي براي استهلاک نيروي زلزله استفاده مي کنند که به اين سازه ها سازه هاي هوشمند مي گويند.

[Mahdi/s]

توضیح برای چگونگی مطالعه:
عکس
نام کلاه
موارد استفاده





کلاه ایمنی ( پی وی سی )معمولی
مقاوم در مقابل ضربات (سبک )



کلاه ایمنی ( ای بی اس )
مقاوم در مقابل ضربات متوسط


کلاه ایمنی ( فایبر گلاس )
مقاوم در مقابل ضربات سنگین


کلاه ایمنی ( فلزی )
مقاوم در مقابل ضربات فوق سنگین



کلاه ایمنی ضد برق
جهت برق فشار ضعیف



کلاه ایمنی قابل نصب گوشی
قابلیت نصب گوشی صدا گیر



کلاه ایمنی قابل نصب طلق محافظ
با قابلیت نصب طلق محافظ صورت



کلاه ایمنی قابل نصب گوشی و طلق محافظ
با قابلیت نصب همزمان و مجزای گوشی صداگیر و طلق محافظ صورت



کلاه ایمنی چراغ دار
دارای چراغ روی کلاه
دارای باطری قابل شارژ که به کمر بسته میشود


کلاه مغنعه جوشکاری


کلاه مغنعه نسوز
جهت ذوب فلزات

[Mahdi/s]

همه چیز در مورد تیرهای لانهزنبوری.....






تعريف تيرهاي لانه زنبوري :
دليل نامگذاري تيرهاي لانه زنبوري ، شكل گيري اين تيرها پس از عمليات ( بريدن و دوباره جوش دادن ) و تكميل پروفيل است . اينگونه تيرها در طول خود داراي حفره هاي توخالي (در جان) هستند كه به لانه زنبور شبیه است ؛ به همين سبب به اينگونه تيرها لانه زنبوري مي گويند.

هدف از ساخت تيرهاي لانه زنبوري :
هدف اين است كه تير بتواند ممان خمشي بيشتري را با خيز (تغيير شكل ) نسبتا كم ، همچنين وزن كمتر در مقايسه با تير نورد شده مشابه تحمل كند ؛ براي مثال ، با مراجعه به جدول تيرآهن ارتفاع پروفيل IPE-18 را كه 18 سانتيمتر ارتفاع دارد ، مي توان تا 27 سانتيمتر افزايش داد.

محاسن و معايب تير لانه زنبوري :
باتوجه به مثال گفته شده در بالا با تبديل تيرآهن معمولي به تيرآهن لانه زنبوري ، اولا : مدول مقطع و ممان انرسي مقطع تير افزايش مي يابد . ثانيا : مقاومت خمشي تير نيز افزوده مي گردد . در نتيجه تيري حاصل مي شود با ارتفاع بيشتر ، قويتر و هم وزن تير اصلي . ثالثا : با كم شدن وزن مصالح و سبك بودن تير ، از نظر اقتصادي مقرون به صرفه تر خواهد بود. رابعا : از فضاهاي ايجاد شده (حفره ها) در جان تير مي توان لوله هاي تاسيساتي و برق را عبور داد. در ساختن تير لانه زنبوري که منجر به افزايش ارتفاع تير مي شود ، بايد استاندار كاملا رعايت گردد ؛ در غير اينصورت ، خطر خراب شدن تير زير بار وارد شده حتمي است.
از جمله معايب تير لانه زنبوري ، وجود حفرهاي آن است كه مي تواند تنشهاي برشي را در محل تكيه گاهها پل به ستون يا اتصال تيرآهن تودلي (تير فرعي) به پل لانه زنبوري تحمل كند ؛ بنابراين ، براي رفع اين عيب ، اقدام به پر كردن بعضي حفره ها با ورق فلزي و جوش مي كنند تا اتصال بعدي پل به ستون يا تير فرعي به پل به درستي انجام شود. تير لانه زنبوري در ساختمان اسكلت فلزي مي تواند به صورت پل فقط در يك دهانه يا به صورت پل ممتد به كار رود . براي ساختن تير لانه زنبوري دو شيوه موجود است : الف ) شيوه برش پانير ب) شيوه برش لتيسكا



روشهاي مختلف برش تير آهن :

-1برش به روش كوپال : با استفاده از دستگاه قطع كن سنگين كه به گيوتين مخصوص مجهز است ، تيرآهن به شكل سرد در امتداد خط منكسر قطع مي شود.

-2برش به روش برنول : برش در اين حالت به صورت گرم انجام مي گيرد ؛ به اين صورت كه كارگر ماهر برش را با شعله بنفش رنگ قوي حاصل از گاز استيلن و اكسيژن ، به وسيله لوله برنول ، انجام مي دهد.

بريدن تيرهاي سبك به وسيله ماشينهاي برش اكسيژن شابلن دار نسبتا ساده است . در ايران تيرهاي لانه زنبوري را بيشتر با دست تهيه مي كنند.

روشهاي ساختن تير لانه زنبوري و تقويت آن :

روش تهيه تيرهاي لانه زنبوري از اين قرار است كه ابتدا در روي جان تيرآهن نورد شده با استفاده از اگو كه بصورت 5. شش ضلعي از ورق آهن سفيد يم ميليمتري (شابلن) با توجه به استاندارد ساخته شده خط مي گردد ؛ سپس تيرآهن را روي يك شاسي افقي با زدن تك خال جوش در نقاط مختلف براي جلوگيري از تاب برداشتن قرار مي دهند . آن گاه با استفاده از دستگاه برش (برنول) در امتداد خط منكسر اقدام به برش مي كنند تا پروفيل به دو قسمت بالا و پايين تقسيم شود. حال اگر قسمت بالا را به اندازه يك دندانه جابجا كنيم و دندانه هاي دو قسمت با و پايين را به دقت مقابل هم قرار دهيم و از دو طرف كارگر ماهر آنرا جوشكاري كند با استفاده از جوش قوسي نيمه اتوماتيك براي اتصال دو نيمه بريده شده ؛ يك جوش خوب ، بي عيب ؛ سريع و مقرون به صرفه خواهد بود . همان طور كه در مطالب قبلي نيز گفتم ، تير ساخته شده در محل تكيه گاهها با توجه به حفره هاي خالي آن در مقابل تنشهاي برشي ضعيف مي شود . براي جبران اين نقيصه ، با توجه به منحني نيروي برشي نيز به پر كردن حفره ها با ورقهاي تقويتي اقدام مي كنيم.لازم به ذكر است كه حداقل بايد يك حفره با ورق در تكيه گاه به وسيله جوش كامل پر شود. در پايان يادآور مي شوم كه يك نوع ديگر از پروفيلهاي لانه زنبوري را پس از بريدن قطعات بالا و پايين ورق واسطه اضافه مي كنند كه اين ورق ورق واسطه بين دندانه ها جوش مي شود . در نتيجه ، تير حاصل به مراتب قويتر از تيري است كه بدون ورق واسطه ساخته مي شود .


تقويت تيرهاي لانه زنبوري به كمك رفتار مركب بتن و فولاد:
در تيرهاي لانه زنبوري علاوه بر تنشهاي خمشي اصلي در محل حلقه ها تنشهاي خمشي ثانويه حاصل از برش در مقطع ايجاد ميگردد كه گاهي اين تنش از تنشهاي خمشي اصلي در تير بزرگترند. اين تنشها از كارايي تير مي كاهند و براي مقابله با آنها بايد حلقه هاي كناري را با ورق پر كرد خصوصا هنگامي كه از اين نوع تيرها بصورت يكسره استفاده مي شود در محل تكيه گاهها كه هم نيروي برشي و هم لنگر خمشي زياد مي باشد تنشهاي خمشي بشدت افزايش ميابد و نياز به تقويت تير در اين محلها مي باشد كه از لحاظ اقتصادي قابل توجيه نمي باشد. در اين پروژه براي مقابله با اين ضعف در تيرهاي لانه زنبوري رفتار مركب بتن و فولاد تهيه شده هست . به اين ترتيب كه داخل تير فلزي در نقاطي كه تنشهاي ثانويه قابل ملاحظه مي باشند از بتن پر مي شود و كشش حلقه هاي خالي را به عمل تغيير مي دهد و اين امر سختي و مقاومت تير را افزايش مي دهد و از نظر اقتصادي مقرون به صرفه مي باشد.


معایب تیرهای لانه زنبوری :
اگر چه بحث های بسیاری پیرامون تیرهای لانه زنبوری ، اخیرا مطرح شده است و به عقیده گروهی از طراحان به علت مسائل اجرائی آن ، خصوصا جان تیر و اتصال آن توسط جوش(زیرا همانگونه که می دانیم، اتصالات نقش کلیدی و تعیین کننده ای را در انتقال بار از یک عضو به عضو یا اعضای دیگر دارند و در صورت اجرای نا مطلوب آن، به میزان زیادی از باربری یا مقاومت المان سازه ای کاسته خواهد شد در نتیجه مساله نظارت موثر بر اجرای عملیات جوشکاری ، اهمیت بسزائی در کیفیت کلی سازه خواهد داشت.) همچنین ضعفی که در ناحیه جان تیر در اثر کاهش مساحت آن وجود دارد از نقاط ضعف این تیرهاست.
مساله لهیدگی جان (web crippling) نیز در قسمت اتصال مقطع برش شده وجود دارد، که بسیار حائز اهمیت می باشد . در نواحی که خصوصا بار متمرکز وجود دارد و یا نزدیکی تکیه گاه ها که برش عامل موثری است ، کنترل لهیدگی جان نباید مورد توجه بیشتری قرار گیرد ، زیرا در این نواحی مقاطع حالت بحرانی تری نسبت به سایر قسمت ها دارند. البته قسمت اعظم این کاستی ها را می توان با استفاده صحیح و بهینه ورق های تقویتی برطرف نمود و بعضا در مواردی که باز هم علی رقم همه تدابیر اتخاذ شده، اساس مقطع لازم بدست نیامده باشد، از تیرهای لانه زنبوری دوبل می توان استفاده نمود . در نگاهی محتاطانه ، استفاده از تیر های لانه زنبوری از ضریب اطمینان یا ایمنی (safety factor) کمتری نسبت به سایر مقاطع برخورد دارند . اما استفاده گسترده از این نوع تیرها به سبب مزایائی که آنها را به اختصار بر شمردیم ، هنوز هم در مقیاس وسیعی از کارهای ساختمانی متداول است.


تیرهای لانه زنبوری و محاسن استفاده از آنها :
بیشترین مزیت تیرهای لانه زنبوری که در حقیقت مقطعی غیر فشرده است ، در مقایسه با سایر مقاطع استاندارد(فشرده) ایجاد ممان اینرسی نسبتا خوب آن حول محور قوی تیر(X) می باشد که به سبب ایجاد فاصله بالها از محور خنثی و افزایش ارتفاع تیر می باشد، بنابر این مقاومت خمشی تیر که مهمترین نقش آن نیز می باشد افزایش یافته ،همچنین سختی آن نیز بیشتر می گردد. .از آنجائیکه جان اینگونه تیرها در قسمتها ئی توخالی است ، در نتیجه باعث خواهد شد که وزن سازه به میزان قابل توجهی کم گردد .در اثر کاهش وزن سازه ، مولفه های نیروی زلزله که ارتباط مستقیم با وزن سازه (weight) دارند نیز کم می گردند و در نتیجه ساختمان ایمن تر خواهد بود و عملکرد مناسبتری را توام با انعطاف پذیری بیشتر در بر خواهد داشت .
حتی این کاهش وزن در تیرها ، باعث کاهش وزن مرده ساختمان (dead load)خواهد گردید ، که در نتیجه آن بار کمتری به عناصر اصلی سازه، خصوصا ستون ها وارد خواهد گردید .
از سوی دیگر بهینه ترین وضعیت در طراحی سازه ها، اقتصادی بودن آن می باشد که در تیرهای لانه زنبوری به دلیل آنکه مقطع هر تیر به صورت زاویه دار ( زیگ زاگ ) توسط دستگاه برش بریده می شود ،و سپس با جابجايي دو قسمت آن نسبت به هم تیر به صورت لانه زنبوری در خواهدآمد، صرفه جوئی نسبی در مصرف فولاد صورت خواهد گرفت.
از لحاظ تاسیسات ساختمان نیز اینگونه تیرها مورد استقبال قرار می گیرند ، زیرا که می توان از فضاهای خالی در جان تیر برای عبور لوله های تاسیسات و یا کابل های برق استفاده نمود. و این موضوع شاید یکی از نقاط قوت منحصر به فرد اینگونه تیرهاست . ملاحظه می شود که تیرهای لانه زنبوری با توجه به مطالب ذکر شده به میزان چشمگیری از ارتفاع سقف می کاهند که خصوصا در مواقعی که طر ح های معماری محدودیت زیادی را در ساختمان به صورت اعم و در ناحیه سقف به صورت اخص به طراحان سازه تحمیل می کنند ، و به هیچ عنوان افزایش ضخامت سقف ممکن و میسر نباشد ، تیرهای لانه زنبوری بهتر از سایر مقاطع نورد شده نقش انتقال بار را به سایر عناصر بازی خواهند کرد . حتی در مواردی که تیر با ارتفاع متغییر مورد نیاز است ، مانند بعضی از سازه های صنعتی و یا تیرهای مورد استفاده در تیر ریزی بام ، با تغییر برش تیر ،تیر مورد نظر را بسیار ساده و ارزان می توان آماده نمود، که این کار تنها با برش مورب زیگ زاگها در جان تیر ممکن خواهدشد . مزایای فوق الذکر باعث ترغیب طراحان در استفاده از تیرهای لانه زنبوری میشود و به عنوان گزینه مطلوبی مورد استفاده همه جانبه قرار می گیرد .

[Mahdi/s]

بادبندهای برون محور (EBF) و برخی ايرادات در طراحی اين بادبندها
-مقدمه:نوع جديدي از بادبندها كه به تازگي استفاده از آن رو به افزايش مي باشد سيستم بادبندي خارج از محور (EBF) ميباشد. اما متاسفانه اكثر طراحان آشنايي اندكي با نحوه طراحي اين سيستم بادبندي دارند.و اكثرا” به اين سيستم به چشم يك بادبند پرده اي و در جهت تطبيق با نقشه معماري (به طور مثال در محل در و پنجره )نگاه مي‌شود ؛ به همين جهت به نظر مي رسد لازم باشد كه در اين زمينه بحث بيشتري انجام گيرد.
-معرفي:در طرح و محاسبه شكلهاي مشبك و خرپاها تاكيد بر اين نكته هست كه تلاشهاي به وجود آمده همه به صورت نيروهاي محوري باشند و امتداد محور اعضاي جمع شده در يك گره تا حد امكان در يك نقطه تلاقي نمايد تا از به وجود آمدن لنگرهاي خمشي جلوگيري شود. تحقيقات سالهاي اخير در طراحي سازه هاي مقاوم در برابر زلزله نشان داده كه با طرح مهاربندي خارج از مركز، در سازه هاي فولادي مي توان مزايايي در تامين شكلپذيري سازه و اطمينان بر رفتار آن در زلزله به دست آورد. چنانچه در شكل (1) ديده مي شود مهاربندي خارج از محور به اين ترتيب به عمل مي آيد كه طراح به ميل خود مقداري خروج از مركز (e) را در مهاربنديهاي نوع 7 و8 (و يا انوا ع ديگر) تعبيه مي كند ، به طوري كه لنگر خمشي و نيروي برشي در طول كوتاهي از تير (يعنيe) كه به نام تيرچه ارتباطي (Link beam) ناميده مي شود به وجود آيد. تيرچه ارتباطي ممكن است در اثر لنگر خمشي به جاري شدن برسد؛ در اين صورت ارتباط را خمشي(Moment link) ميگويند ويا اينكه اگر طول (e) خيلي كوتاه باشد جاري شدن در برش اتفاق افتد كه در اين صورت ارتباط را برشي(Shear link) مي نامند. به اين ترتيب مي توان با كنترل شكلپذيريي تيرچه ارتباطي، شكلپذيري قابل اطميناني براي كل سازه ، درزلزله به دست آورد. مطابق آيين نامه 2800 ضريب شكلپذيري براي اين سيستم سازه اي R=7 ميباشد، كه در مقايسه با سيستم هم محور R=6)) حدود 15 درصد شكلپذيرتر ميباشد ، كه همين مساله باعث كاهش برش پايه زلزله به همين ميزان مي شود.
-تركيب اين سيستم با سيستمهاي سازه اي ديگر:
الف: تركيب در پلان:دربسياري از موارد ديده شده است كه طراحان در يك طبقه در يك يا چند دهانه از سيستم خارج از محور و در يك يا چند دهانه ديگر به موازات بادبندهاي نوع اول از بادبندهاي هم محور استفاده نموده اند. در اينجا بايد به اين نكته توجه داشت كه از آنجايي كه نوع رفتار اين سيستم با سيستم هم محور متفاوت مي باشد، اساساً استفاده از اين سيستم در تركيب با سيستم هم محور در يك جهت و يك پلان كاملاً مردود ميباشد و باعث ايجاد رفتارهاي غير متعارف در سازه در هنگام زلزله ميشود؛ به همين جهت به طراحان توصيه ميشود كه اگر تمايل به استفاده از اين نوع سيستم بادبندي دارند ، در پلان، تمامي دهانه هاي بادبندي را به صورت خارج از محور طراحي نمايند . البته اين مساله مانع استفاده از تركيب اين سيستم با سيستم قاب خمشي به صورت سيستم دوگانه و ضريب رفتار R=7.5 و يا استفاده از يك سيستم مقاوم متفاوت در جهت متعامد با جهتي كه از سيستم برون محور استفاده شده است ، نمي باشد.
ب: تركيب در ارتفاع:در اين زمينه نيز در موارد بسياري ديده شده است كه طراحان در يك دهانه بادبندي خاص در برخي طبقات (عموماً بنا به ملاحظات معماري) از سيستم خارج از محور استفاده كرده و باقي طبقات را به صورت بادبند هم محور طراحي نموده اند. در اينجا نيز بايد به اين نكته توجه داشت كه آيين نامه2 تركيب اين سيستم با سيستمهاي ديگر را در ارتفاع، به طور كامل ممنوع كرده است ، مگر در موارد زير:
1- براي بادبندهاي برون محور بالاتر از 5 طبقه ميتوان بادبند طبقه آخر را به صورت هم محور و بدون تيرچه ارتباطي طراحي نمود.
2- طبقه اول يك بادبند برون محور بيش از 5 طبقه مي تواند هم محور باشد به شرط آنكه بتوان نشان داد كه ظرفيت الاستسك آن 50 درصد بزرگتر از ظرفيت تسليم طبقه بالاتر از طبقه اول باشد.
پس همانطور كه ديده ميشود بهتر است در صورت تمايل طراحان به استفاده از اين سيستم بادبندي ، تمامي طبقات (مگر در موارد استثنا شده در بالا) به صورت خارج از محور طراحي گردند.
-طراحي تير در دهانه بادبندي: در سيستم بادبندي هم محور طراحي تيرها در دهانه هاي بادبتدي همانند ديگر تيرهاي معمولي وتحت بارهاي ثقلي انجام مي پذيرد و در تركيب بار زلزله نيروي قابل توجهي در اين تيرها ايجاد نميشود ؛ اما در سيستم برون محور علاوه بر برش و لنگرهاي بارهاي ثقلي ، در تركيب بار زلزله ودر اثر نيروهاي محوري ايجاد شده در بادبندها يك سري لنگر و برش اضافي در اين تيرها ايجاد مي شود و باعث بحراني شدن تركيب بار زلزله براي طراحي اين تيرها مي شود . معمولاً محل بحراني در اين تيرها محل اتصال بادبند به تير مي باشد و در اين محل عموماً احتياج به ورق تقويتي بال بالا وپايين مي باشد.
-طراحي تيرچه ارتباطي :يكي از مهمترين و حساسترين مسايل در سيستم برون محور ، طراحي تيرچه ارتباطي مي باشد ؛ مساله اي كه اكثر طراحان به راحتي از كنار آن ميگذرند. برخي از مسايلي كه در طراحي تيرچه ارتباطي بايد به آن توجه نمود ، به شرح زير مي باشد:
1- مطابق آيين نامه(( تيرچه ارتباطي بايد تمامي شرايط مقطع فشرده را دارا باشد.)) به اين ترتيب در صورت عدم استفاده از مقاطع نورد شده و استفاده از مقاطع ساخته شده (تيرورق) بايد محدوديتهاي مقطع فشرده در آن رعايت شود و مخصوصاً اتصال بال و جان تيرورق (حداقل در قسمت تيرچه ارتباطي) بايد با جوش پيوسته (ونه جوش منقطع) انجام گيرد. ضمن آنكه بايد توجه داشت كه جوش اتصال بال به جان بايد در برابر تنشهاي برشي موجود كفايت لارم را داشته باشند.(اين مساله در تيرچه هاي ارتباطي كوتاه كه معمولاً به صورت برشي عمل نموده و داراري برشهاي زيادي هستند بسيار حساستر ميباشد.)
3- مطابق آيين ئامه ((جان قطعه رابط بايد از يك ورق تك بدون هرگونه ورق مضاعف كننده تشكيل يابد و هيچگونه بازشويي نبايد در جان قطعه رابط تعبيه شود.)) به اين ترتيب همانطور كه مشخص است استفاده از مقاطع دوبل (به علت وجود بيش از يك جان ) و مقاطع زنبوري (به علت وجود سوراخ در جان ) براي قطعه رابط از نظر آيين نامه يك امر كاملاً مردود مي باشد؛ امري كه متاسفانه بسيار معمول مي باشد. گاهي ديده شده است كه برخي طراحان براي قطعه رابط از مقطع زنبوري استفاده نموده و تمامي سوراخها را در قسمت تيرچه ارتباطي به وسيله ورق تقويتي جان مي پوشانند، كه اين مساله نيز به اين دليل كه ورق تقويتي جان به نوعي يك ورق مضاعف كننده مي باشد، از نظر آيين نامه مردود ميباشد. پيشنهاد ميشود كه در صورت عدم جوابگويي مقاطع نورد شده تك براي اين تيرها، طراحان از مقطع I شكل و به صورت تيرورق و با جوش پيوسته جان وبال در قسمت قطعه رابط استفاده نمايند و به هيچ وجه از مقاطع دوبل وزنبوري استفاده ننمايند.
4- مطابق آيين نامه ((در انتهاي قطعه رابط كه عضو قطري به آن متصل است، بايد سخت كننده جان در تمام ارتفاع ، در دو طرف قرار داده شود.)) يكي از شايعترين ايرادات در طراحي قطعه رابط همين مساله ميباشد ، كه طراحان بايد به اين مساله توجه بيشتري نمايند. اين مساله به غير از سخت كننده هاي مياني قطعه رابط ميباشد كه لزوم قرارگيري يا عدم قرارگيري آنها بايد توسط طراحان مورد بررسي قرار گيرد.
-طراحي عضو قطري (بادبند):طراحي عضو قطري در اين سيستم مشابه سيستم هم محور ميباشد با اين تفاوت كه طبق آيين نامه ((هر بادبند بايد داراي مقاومت فشاري 1.5 برابر نيروي محوري نظير مقاومت خمشي قطعه رابط باشد.)) با توجه به اينكه در حالت طراحي معمولي مقاومت فشاري بادبند و مقاومت خمشي قطعه رابط به همديگر نزديك ميباشند ، رعايت اين بند باعث بالا رفتن سطح مقطع بادبند تا حدود 50 درصد نسبت به طراحي حالت معمولي در اين سيستم ميشود؛ ضمن آنكه بايد توجه داشت كه در اين سيستم به دليل آنكه معمولاً زاويه بادبندها با افق نسبت به سيستم هم محور بيشتر مي باشد ، نسبت به سيستم هم محور نيروي محوري بيشتري در بادبندها ايجاد مي شود.
-نتيجه گيري:استفاده صحيح از اين سيستم بادبندي باعث شكلپذيري بيشتر سازه و كاهش برش پايه زلزله ميشود ؛ اما در طراحي اين بادبندها بايد دقت كافي در جهت رعايت كليه نكات آيين‌نامه اي چه از طرف طراحان و چه از طرف دستگاههاي نظارتي انجا م پذيرد. طراحي صحيح اين بادبندها منجر به بادبندها و تيرهايي سنگينتر از حالت بادبند هم محور مي شود ؛ به همين جهت پيشنهاد مي شود كه طراحان حتي الامكان از اين سيستم به عنوان اولين گزينه استفاده ننمايند

[Mahdi/s]

بادبندهایی كه برای مقابله با نبروهای جانبی (WL) مورد استفاده قرار می گیرند عبارتنداز :
ـ بادبند ضربدری
ـ بادبند V شكل شامل Vشكل باز و بسته است
ـ بادبند 8 شكل شامل 8 شكل باز و بسته است
ـ بادبند K شكل و ...
بادبندها اعضا كششی فشاری هستند كه برای مقابله با نیروهای جانبی در نظرگرفته می شوند و مانع كج شدن اسكلت ساختمان درهنگام اعمال نیروی جانبی می گردند كه باید در یك ساختمان به صورت متقارن اجرا گردند یعنی در هر چهار طزف ساختمان باید بكار گرفته شوند كه بر حسب دلایل معماری میتوان از انواع بادبند استفاده كرد .
بطور مثال در جاهایی كه می خواهیم از پنجره یا نور گیر و حتی در استفاده كنیم باد بند 8 شكل باز بهترین گزینه برای ما خواهد بود ولی از لحاظ مقاومت K شكل بهترین حالت برای یك دیوار بادبندی می باشد .
عرض وارتفاع پلیتها قبلاً با توجه به طول جوش و زاویه اتصال تیر بادبند محاسبه شده است و اینكه نوع تیر باد بند از نبشی یا ناو دانی را سالم به دو پلیت گوشه جوش می دهند و توسط لقمه كه پلیت كوچكی دو ناو دانی را به هم جوش می دهند و در جهت دیگر ناودانی دو قسمت كرده ودر قسمت اتصال و تیر قبلی توسط پلیت به هم جوش می دهند و بدین ترتیب دیوار بادبندی آماده می شود .
اما اگر بادبند 8 شكل باز یا بسته باشد تمام ناو دانی سالم و طول مورد جوش داده می شود اجرای آن راحتر است .

[Mahdi/s]

سقف پیش تنیده و پس تنیده

مزايای معماری
استفاده از سيستم بتن پيش تنيده در اجرای ساختمان ها باعث سهولت در طراحی پلا‌ن و نما، ايجاد فضای مناسب جهت پاركينگ ها، شرايط مناسب پارتيشن بندی فضا، قابليت بيشتر عبور لوله ها و ادوات تاسيساتی، امكان تغييرات آينده در طرح‌
معماری مي شود و بطور كلی باعث انعطاف در طراحی معماری مي گردد.
- امكان ايجاد دهانه های بلندتر و تعداد ستون كمتر
- حذف آويز تيرها و امكان استفاده از سقفی كاملا‌ً مسطح
- امكان ايجاد كنسول هاي بلندتر
- امكان ايجاد بازشوهای بزرگتر در سقف‌
- كاهش ارتفاع طبقات و كل ساختمان‌
- قابليت استفاده در پلا‌ن های نامنظم و منحنی
مزايای معماری
استفاده از سيستم بتن پيش تنيده در اجرای ساختمان ها باعث سهولت در طراحی پلا‌ن و نما، ايجاد فضای مناسب جهت پاركينگ ها، شرايط مناسب پارتيشن بندی فضا، قابليت بيشتر عبور لوله ها و ادوات تاسيساتی، امكان تغييرات آينده در طرح‌
معماری مي شود و بطور كلی باعث انعطاف در طراحی معماری مي گردد.
- امكان ايجاد دهانه های بلندتر و تعداد ستون كمتر
- حذف آويز تيرها و امكان استفاده از سقفی كاملا‌ً مسطح
- امكان ايجاد كنسول هاي بلندتر
- امكان ايجاد بازشوهای بزرگتر در سقف‌
- كاهش ارتفاع طبقات و كل ساختمان‌
- قابليت استفاده در پلا‌ن های نامنظم و منحنی
مزايای سازه ای
بدليل استفاده از كابل های با مقاومت بالای پيش تنيدگی واعمال نيروی فشاری به بتن قبل از اعمال بارها به سازه مزيت های ذيل را در سازهای يش تنيده خواهيم داشت:
- باربریبيشتر عضو با هندسه مشابه نسبت به بتن مسلح معمولی
- كنترل تغيير شكل‌
- كاهش ارتعاش ناشی از بارهای ضربه ای و ديناميكی
- كاهش ضخامت دال ها يا تيرهاي بتنی
- كاهش وزن مرده ساختمان و مصالح مصرفی
- كنترل ترك‌
- دوام بسيار بالا‌
- كاهش نيروی زلزله و مقاومت بيشتر در برابر زلزله‌
مزايای اقتصادی
سازه های بتنی پيش تنيده بدليل مزايای زير بسيار ارزانتر هستند:
- كاهش قابل ملا‌حظه در آرماتور و بتن مصرفی
- كاهش ارتفاع طبقات و كل ساختمان‌
- كم شدن هزينه های سفت كاری و نازك كاری، نما و تاسيسات‌
- امكان ايجاد طبقات بيشتر در ارتفاع مجاز و لفاف هرم طراحی
- صرفه جويی قابل ملا‌حظه در زمان ساخت‌
- افزايش طول عمر ساختمان و هزينه های زمان بهره برداری

[Mahdi/s]

كليات

سد كوثر بر روي رودخانه خير آباد در محلي به نام تنگ دوك احداث مي گردد. جايگاه سد در 42 كيلومتري شهر بهبهان در استان خوزستان و در جنوب ايران قراردارد. شاخه اصلي رودخانه خيرآباد از كوههاي زاگرس سرچشمه گرفته و اين رودخانه پس از پيوستن به رودخانه زهره در استان خوزستان در جنوب غربي ايران به خليج فارس مي ريزد. حوزه آبريز رودخانه تا محل سد 2429 كيلومتر مربع، متوسط بارندگي 638 ميليمتر و ميزان تبخير ساليانه از سطح آزاد آب 2326 ميليمتر است. متوسط آورد ساليانه در محل سد 680 ميليون متر مكعب در سال و سيلاب با دوره برگشت 1000 ساله، 5800 متر مكعب بر ثانيه ، سيلاب با دوره برگشت 10 هزار ساله 9200 متر مكعب بر ثانيه و برابر با 14000 متر مكعب بر ثانيه برآورده شده است.

مشخصات سد
سد كوثر در يك تنگه بسيار باريك احداث مي گردد. تراز كف رودخانه 500 ، تراز نرمال درياچه سد 625 و تراز تاج سد 638 متر از سطح دريا قرار دارد. ارتفاع سد از پي 144 متر ، عرض رودخانه در كل بين 6 تا 8 متر متغير مي باشد و دو تكيه گاه سد از پي تا تراز 580 متر از سطح دريا با شيب نزديك به قائم (80 درجه) امتداد دارد و عرض تنگه در تراز 580 متر از سطح دريا حدود 40 تا 50 متر مي باشد. به علت وضعيت خاص توپوگرافي محل سد، عمليات اجرايي در ترازهاي پايين فوق العاده مشكل و پر هزينه است. با توجه شكل طبيعي دره روش اجراي خاصي متفاوت از روشهاي ديگر براي ساخت سد بكار مي رود. ابتدا در تراز 527 متر از سطح دريا يك سكوي 2 متري فلزي مقطع زير پل فلزي توان عبور سيلاب تا 2700 متر مكعب بر ثانيه را دارد، كه در فصل سيلابي آب در مسير رودخانه و در زير پل عبور
مي‏كند و همزمان، عمليات بتن ريزي روي پل فلزي انجام مي شود. براي اجراي عمليات ساختمان زير پل فلزي در فصل خشك، از يك سيستم انحراف مشتمل بر يك تونل به قطر 5 متر، طول 500 متر و يك فراز بند كوتاه خاكي به ارتفاع 6 متر استفاده شده است. اين تونل با ظرفيت حداكثر 60 متر مكعب بر ثانيه (معادل حداكثر دبي رودخانه در فصل خشك از خرداد تا آذر، با دوره برگشت 10 ساله) طراحي گرديده است. حجم بتني ريزي قسمت زير پل ، 30 هزار متر مكعب است بتن ريزي سد در لايه هاي 50 تا 75 سانتيمتري از بالا دست تا پايين دست صورت مي گيرد.
سد از پي تا تراز 580 متر از سطح درا بصورت بتن انسداد طراحي شده و از اين تراز تا تراز تاج سد به بلوكهاي 40 متري و 2 بلوك 18 و 12 متري در سمت راست و چپ سد تقسيم مي شود كه با درزهاي اتصال از همديگر جدا
مي شوند. طول پرده تزريق در دو تكيه گاه برابر با 510 متر و سطح آن 63 هزار متر مربع است كه تا تراز 430 متر از سطح دريا (70 متر زير كف رودخانه) و در سه رديف ادامه مي يابد. براي احداث پرده تزريق سه رديف گالري تزريق در ترازهاي 580، 540 و 510 احداث شده است كه از داخل بدنه سد بصورت گالري بازديد بهم وصل مي شوند. در همين ترازها نيز در دو تكيه گاه چپ و راست و به فاصله 30 متر پايين دست گالريهاي تزريق، گالريهاي زهكش احداث شده است. حجم بتن ريزي كل سد و سازه هاي وابسته 400 هزار متر مكعب است. حجم سنگ برداري در
تكيه گاهها 73 هزار متر مكعب و احجام كل سنگ برداريهاي روباز و سنگ برداريهاي زيرزميني بترتيب 320 هزار و 254 هزار متر مكعب مي باشد.

سازه هاي جنبي
سرريز اصلي به صورت دو رشته سرريز تونلي و هر يك به قطر 10 متر در تكيه گاه سمت راست سد ساخته مي شود. دهانه سرريز از نوع آزاد و در تراز 613 متر از سطح دريا قرار گرفته است.

كه درانتهاي هر تونل يك جام پرتابي استوانه أي شكل با شعاع 15 متر و عمق 11 متر كه سطح آن با افق زاويه 75 درجه تشكيل مي دهد طراحي شده است. سرريز كمكي بصورت 4 دهانه 15 متري روي تاج يد قرار دارد كه بوسيله پايه هاي 5 متري پل تاج سد، از هم جدا مي شوند. تراز آستانه اين سرريز در تراز 630 متر از سطح دريا قرار گرفته است و به هنگام سيلاب هاي با دوره برگشت بالاتر از 1000 سال عمل مي كند. در قسمت انتهايي اين سرريز به يك جام پرتابي با شعاع 15 درجه ختم مي شود. سه آبگير در ترازهاي 577، 590 و 605 متر از سطح دريا طراحي شده است كه ظرفيت آبگيري از آنها براي آب شرب و كشاورزي مجموعاً 16متر مكعب بر ثانيه مي باشد. تخليه كننده تحتاني سد در تراز 563 متر از سطح دريا با يك مجراي خروجي به ابعاد 3×2 متر داراي ظرفيت تخليه 162 متر مكعب بر ثانيه در تراز نرمال سد مي باشد و قادر است دراچه يد را در مدت 40 روزه تخليه كند. در داخل تخليه كننده تحتاني يك آبگير كشاورزي با يك لوله به قطر 8/1 متر منشعب مي گردد كه در انتها به يك شيرهاول يانگر به قطر 6/1 متر مجهز مي باشد و قادر به تخليه 16 متر مكعب آب بر ثانيه به داخل رودخانه براي مصارف كشاورزي پايين دست مي باشد. تخليه كننده تحتاني و آبگيري كشاورزي جدا شده از آن، هر دو آب را به داخل جام پرتابي سرريز كمكي تخليه
مي كنند.

زمين شناسي
محل سد بر روي يال خاوري تاقديس دوك و در دره بسيار باريكي كه بوسيله رودخانه خير آباد ايجاد شده قرار گرفته است. تاقديس دوك تاقديسي باريك يا يالهايي نامتقارن است كه يال شمال خاوري آن دورن خود چين خورده است. ساختگاه سد از سنگ آهك اليگوسن سازند آسماري تشكيل شده است. قسمت باريك دره به عمق حدود 90 متر در سازند آسماري زيرين سنگ آهك متراكم قرار دارد. آسماري مياني كه از تركيب سنگ آهك متراكم و سنگ آهك مارني بوجود آمده است و 20 تا 15 درصد از ضخامت لايه را ميان لايه هاي مارني به ضخامت 6/0 تا 8/0 متر تشكيل مي دهد.

[Mahdi/s]

سقف های پس کشیده( ccl ) و پیش تنیده

1- مقدمه:

در سال هاي اخير استفاده از سقفهاي پس كشيده در ساختمانها رشد و پيشرفت داشته است. بيشترين كاربرد آن در كشور آمريكا بوده و در كاليفرنيا اين سيستم اولين انتخاب براي سقفهاي بتني است. سقفهاي پس كشيده همچنين در استراليا، هنگ كنگ، سنگاپور و اروپا نيز استفاده ميشود و در انگلستان نيز به سرعت در حال افزايش است.
2- معرفي سيستم پيش تنيده:
اگر چه سيستمهاي پيش تنيدگي نيازمند دانش و نظرات فني خاصي براي ساخت و نصب كردن مي با شد ولي توضيح دادن مفهوم آن آسان است.در بشكه هاي چوبي قديمي كشش ايجاد شده در حلقه هاي فلزي بطور مؤثري قطعات چوبي را به يكديگر مي فشارد تا مقاومت و پايداري آنرا افزايش دهد. (شكل 1)

(شكل 1)- بشكه با حلقه هاي فلزي
از ديدگاه كلي پيش تنيدگي به معناي ايجاد تنش هاي دائمي مخالف با تنش هايي مي باشد كه در اثر بارهاي خدمت در سازه ايجاد خواهند شد. همانطور كه ميدانيم بتن در فشار بسيار قوي ولي در كشش ضعيف عمل مي نمايد بطوريكه يك تنش كششي اندك مي تواند باعث ترك خوردگي مقطع بتني شود. عموما از ميلگردهاي فولادي در بتن بعنوان آرماتوركششي استفاده مي شود تا مقدار ترك خوردگي را محدود نمايد. براي روشن تر شدن موضوع يك تير بتني را مورد بررسي قرار مي دهيم:
در يك تير بتني معمولي (غير پيش تنيده) كه تحت بار ثقلي قرار دارد به واسطه خمش ايجاد شده در آن، پائين مقطع (زير تار خنثي) به كشش افتاده و در بالا فشار ايجاد مي گردد. لذا از آنجا كه بتن در كشش ضعيف مي باشد پس از ترك خوردن بتن در مقابل تنش هاي كششي، فولاد موجود در زير تار خنثي به كشش مي افتد .اين امر ممكن است حتي تحت اثر وزن خود تير نيز اتفاق بيافتد.
در سيستم پيش تنيده بجاي آرماتورهاي معمولي از يكسري كابل (تاندون) هاي با مقاومت كششي بالا استفاده مي شود.كه اين كابل ها تحت كشش زيادي قرار گرفته و در دو انتهاي تير توسط گره هاي مخصوص تثبيت مي گردند. بدين ترتيب كابل هاي پيش كشيده پس از رها شدن از كشش تمايل به جمع شدن و رسيدن به حالت اوليه داشته و لذا يك نيروي فشاري زيادي در قسمت زيرين تار خنثي در بتن ايجاد ميگردد كه به تبع اين نيرو در مقابل نيروي كششي كه بواسطه بارهاي ثقلي در بتن ايجاد مي گردد قرار مي گيرد. بنا براين اين كابل ها مقداري از نيروهاي ناشي از بارهاي ثقلي را خنثي نموده و مقطع قابليت پذيرش بارهاي بيشتري را خواهد داشت.


بر حسب نوع اعمال نيرو پيش تنيدگي دو نوع سيستم پيش تنيده خواهيم داشت : الف) پيش كشيده ب) پس كشيده
الف) سيستم پيش كشيده : در اين سيستم در مرحله اول فولادها تحت كشش قرارگرفته ودر دو انتهاي عضو توسط گيره هاي مخصوص كاملا گير داده مي شوند. در مرحله دوم عضو مورد نظر بتن ريزي مي شود و سپس بتن عمل آورده مي شود و به مقاومت كافي مي رسد و در مرحله سوم فولاد هاي پيش تنيدگي در دو انتهاي تير، بريده شده و نيروي پيش تنيدگي بصورت يك نيروي فشاري بر عضو اعمال ميشود. فولاد هاي پيش تنيدگي به دو صورت فولاد با مسير مستقيم يا فولاد با مسير شكسته مي باشد. اجراي مسير با منحني پيوسته براي كارهاي پيش كشيده تقريبا امكان پذير نيست.
ب) سيستم پس كشيده : در اين سيستم در مسير عبور فولادهاي پيش تنيدگي ، غلافي تو خالي در بتن تعبيه مي گردد سپس كابل ها از درون غلاف ها عبور داده شده بطوريكه دو سر آن از غلاف بيرون بوده و عمليات بتن ريزي انجام مي شود وغالبا قبل از بتن ريزي دو ورق صفحه فشار جايگذاري مي شود. بعد از اينكه بتن به مقاومت مورد نظر رسيد فولادهاي پيش تنيدگي توسط جك هايي كه به صفحه فشار تكيه مي نمايند كشيده مي شوند.

3-مزايا وامتيازات سقف هاي پس كشيده :
1- كاهش ارتفاع سيستم سقف سازه: وجود دال پس كشيده در سقف ها باعث كوتاه شدن و يا حذف تيرها شده و در نتيجه سبب كاهش ارتفاع طبقه و پيروي آن كاهش كل ارتفاع سازه مي گردد.
2- افزايش طول دهانه ها: امكان فضاهاي بدون ستون و انعطاف بيشتري در معماري فراهم مي كند.
3- كاهش وزن سقف و مصالح مصرفي و سازه سبكتر: ابعاد ستون ها ، ديوارها و فونداسيون در اين سيستم كاهش يافته و سازه سبكتري خواهيم داشت.
4- انعطاف پذيري در مسير عبور تاسيسات : حذف تيرها يا تيرچه ها در سقف هاي پس كشيده انعطاف پذيري را جهت عبور تاسيسات بيشتر مي نمايد.
5- قابليت ساخت بهتر: مصالح مصرفي كمتر، جزئيات ساده تر، نبودن تيرها و در نتيجه قالب بندي وآرماتور بندي آن ها،تراكم كمتر آرماتورها همگي قابليت ساخت بهتر را ايجاد مي كنند.
6- كنترل ترك ها وكاهش تغيير شكل ها : به دليل اثربالانس كابل ها (تاندون ها) سقف پس كشيده تحت تاثير وزن خود تغيير شكل نداده وترك خوردگي وتغيير شكل تقريبا به طور اختصاصي بواسطه بار زنده ايجاد مي شود.
7- سرعت بالاي ساخت : به لحاظ اينكه در دال هاي پس كشيده معمولا تيرهاي مياني حذف و يك دال تخت گسترده داريم لذا يكباره مي توان سطوح گسترده اي را قالب بندي ، اجرا و قالب برداري نمود.

4- دامنه كاربرد سقف هاي پس كشيده :
1- پاركينگ هاي طبقاتي : از آنجا كه در سيستم دال پس كشيده فاصله ستون ها بطور قابل ملاحظه اي(دهانه ها ي12 متري) افزايش مي يابد لذا فضاي باز و مفيدي را جهت پارك و جابجايي اتومبيل ها ايجاد مي نمايد. همچنين با توجه به اينكه در اكثر پاركينگ هاي طبقاتي سقف ها به صورت نمايان (Expose) و بدون سقف كاذب اجرا مي گردند قابليت كاهش نفوذ پذيري و مقاوم شدن بتن در مقابل تهاجم هاي شيمياي در دال هاي پس كشيده نيز ميتواند عامل مهمي در انتخاب اين سيستم براي پاركينگ هاي طبقاتي باشد.
2- برج ها وساختمان هاي مرتفع : با توجه به اينكه استفاده از دال هاي پس كشيده در سازه باعث كاهش ارتفاع طبقه مي شود ، لذا در يك ارتفاع ثابت مي توان تعداد طبقات بيشتري را ايجاد نمود.
3- ساختمان هاي تجاري و بيمارستان ها : مزايايي از قبيل فاصله زياد ستون ها ، سرعت اجرا وكاهش وزن سازه در سيستم دال هاي پس كشيده باعث مي شوند تا اين نوع سيستم گزينه مناسبي براي ساختمان هاي تجاري و بيمارستان ها و... باشد.
4- پل ها :نياز به اجراي دهانه هاي بزرگ در پل ها ، جلوگيري از لرزش ، ترك خوردگي و نفوذ پذيري بتن و همچنين سرعت مناسب اجرا در سيستم هاي پس كشيده از جمله عواملي است كه باعث شده اين سيستم از مرسوم ترين روشها در ساخت پل ها باشد .
5- انبوه سازي هاي مسكوني : از آنجا كه در اين نوع مجتمع ها درهرطبقه چندين واحد مسكوني در نظر گرفته شده و طراحي مي گردد لذا فاصله زياد ستون ها شرايط بسيار مناسبي جهت معماري واحدها مهيا مي نمايد بطوريكه ميتوان در بيشتر موارد هر واحد را بدون قرار گيري ستون در داخل آن طراحي نمود.
5- روشهاي اجراي سيستم پس كشيده :
در زمينه اجراي سيستم پس كشيده دو روش جهت ساخت بكار مي رود :
1- سيستم چسبيده Bonded 2- سيستم غير چسبيده Unbonded
1- سيستم چسبيده : با اين روش كابل هاي پس كشيده از ميان غلاف هاي تخت ممتد وكوچك از جنس گالوانيزه عبور مي كند كه داخل غلاف ها پس از بتن ريزي وكشيده شدن كابل ها با دوغاب پر مي شود.
2- سيستم غير چسبيده : در اين سيستم كابل با دوغاب تزريق نمي شود و مي تواند آزادانه و مستقل از بتن حركت كند. اغلب كابل ها در يك غلاف محافظ با گريس پوشانده شده اند . پس از بتن ريزي وكسب مقاومت فشاري مشخص كابل بسادگي و با استفاده از يك جك دستي كوچك كشيده مي شود كه اين عمل عمليات پس كشيدگي را تكميل ميكند.
6- شرح تصويري وسايل پيش تنيدگي :
به منظور آشنايي بهتر ودرك صحيح از سيستم پس كشيده يكسري تصاوير از وسايل پيش تنيدگي در اين قسمت نشان داده شده است.
كابلهاي پيش تنيدگي غلاف فلزي


ادوات پس كشيدگي

7- نتيجه گيري :
امتيازات:
1- استفاده از دهانه هاي بلند
2- بهره گيري از سطح تخت و صاف در زير سقف
3- انعطاف طرح
4- استفاده از دال هاي نازكتر
5- كنترل تغيير شكل وترك
6- كاهش ارتفاع طبقات
7- سازه سبكتر
8- ساخت سريع
9- صرفه جويي در هزينه هاي ساخت
10- انعطاف پذيري در آينده

======================
عکس ها در پست های بعدی هست...