پایگاه علمی سعید سان دانلود رایگان مقالات علمی کنفرانس و ژورنال
درشروع كاريك ساختمان طراحي شده طرحي درمقابل قراردارد كه باهمكاري مهندس ساختمان تهيه مي شود. براي اينكه طراحي واستراكچر درارتباط نزديك بايكديگر بايد باشند. براي طراح سيستم باربر ساختمان نياز به تجربه است كه آن موجب انتخاب روش واقتصادي ماده ساختماني ويك سيستم مناسب باربري مي شود كه هدايت درست عمليات ساختمان ساده ترين روش تقريبي محاسبه بسيار مهم است .
طرح پس از اينكه به صورت قابل رويت ترسيم مي شود محاسبات نهايي استاتيكي انجام مي شود .
درآخر وارد جزييات كار مي شود سپس طرح نهايي اجرايي ترسيم مي گردد.
طراحي خوب همراه استراكچرمطمئن واقتصادي براي يك ساختمان نياز به شناخت درمورد مصالح ساختماني ، سيرنيرو ، اندازه ها ، اجراو نوع آن و همچنين نظارت وسيح ودقيق ، تمرين واستعداد ذاتي مي باشد.
بخاطر هماهنگي وتوضيحات واضح بين كارفرما ، مهندس ، شركت اجراكننده ومسئولين ساختمان مثل شهرداريها مي بايست براي ايجاد يك ساختمان مدارك زير ارائه شوند.
طراحي معماري ، محاسبات استراكچربانقشه هاي داراي پوزيسيول ، فهرست بهاء باتوضيحات مربوطه خصوصا نوع مصالحي كه بايد درآن استفاده شوند پلان زمانبندي وبراي مصالح ساخنماني جديد و تازه عرضه شده ازتوليدهاي مخصوص ، بايد كنترل مخصوص درمورد مرغوبيت وايمني ، احنمالا برگه آزمايش موجود باشد.
تمام محاسبات بايد به آساني قابل كنترل باشند درصورت استفاده از فرمول خاص ازمنابع غير قابل دسترسي آنها به اثبات برسند يعني نحوه رسيدن به آن فرمول محاسبات بايد حتي با گذشتن سالها قابل دسترسي و قضاوت باشد.
داشتن اطلاعات اوليه اززمين ونوع خاك ازقبيل : مقاومت ، نوع خاك به ويژه ازنظر ريزش بودن وضعيت آب زيرزميني، عمق يخبندان وساير ويژگي هاي فيزيكي خاك آزمايش شود.
به طور كلي نبايد عمق پي كني كمتر از50 سانتي متر باشد.
درگود برداري پي هنگام اجرا ممكن است جداره ريزش يااينكه پي ساختمان مجاور زير آن خالي شود كه به وسيله شمع (ازنوع چوت يا آهن ) يا چيدن آجر به صورت پله اي مهارمي شود .
يك راه ديگر كه مي توان انجام داد اجرا جزء به جزء است . ابتدا محل ستونها اجرا شود ودرمرحله بعد پس از حفاري تدريجي اجزاء ديگر ديوارسازي انجام گيرد.
درزمينهاي خاك دستي همان طور كه از اسم آنها پيدااست خاكي است كه ازمحل ديگر به زمين منتقل شده است ونبايد ساختمان راروي آن بنا كرد ازمشخصات اين زمينها است ووجود ذرات غير طبيعي درآنهاست.
درابتدا زمين كانال كشي شده بود كه اين كانال كشي براي بستن آرمارتو آماده شده دو طرف اين كانالها راباآجر چيده شده كه اين عمل براي جلوگيري ازريزش خاك به داخل كانال درهنگام عمليات بتن ريزي انجام مي گيرد . ذرات خاك مانع چسبندگي بتن مي شود.
كل كانالها رابايك بتن به نام متر كه ازنظر سيمان داراي خلوص پاين است پوشيده مي شود چون سيمان براي تحمل فشاريست كه براي يك سطح صاف وجلوگيري ازقسمت شيره بتن مي باشد.
اين بتنم به بتن نظافت معروف است ضخامت 10تا 15سانتي متر وعيار سيمان 100تا 150كيلوگرم سيمان است .
سپس روي آجرهاي اين كانالها راباپلاستيك مي پوشانند چون مانع از نشت شير آب بتن به اطراف مي شود.بتن ريزي سبب ارتباط وپيوستگي به عبارت ديگر يكپارچگي كه دراثر بتن درجا بيم همه اعضاء بوجود مي آيد بافايده است.
بتن غير مسلح : نام قبلي بتن كوبيده شده براي فوئداسيون ، ديوارها ، ديوارهاي مايل وغيره . وقتي كه بارگذاري سبك است به بتن 50 ، 100 ، 150 مربوط است.
بتن 150 ، 250 ، 350 براي ديوار زيرزميني ، ديوارهاي باريك باربر درساختمان ياپايه هاي كلفت در پل سازي است.
بتن مسلح : براي اعضاي ساده ساختماني تحت بارگذاري ضعيف بدون خطر زنگ زدگي همچنين براي فونداسيون ولي نه براي اعضاي ظريف.
بتن 250 : براي ساختمان هاي معمولي
بتن 350-450 : براي اعضاي ساختماني تحت بارگذاري بسيار قوي ، براي پلها وساير كارهاي رده بالاي مهندسي اعضاي پيش ساخته، اعضاي بتن پيش تنيده ازهمه نوع.
بتن 550 : بعنوان بتن درجا براي اعضاي نه خيلي باريك پل ها كه خصوصا تحت بارگذاري شديد قرار گرفته اند وساير كارهاي مهندسي درقطعات پيش ساخته حتي درساختمانهاي بلند اعضاي رده بالا وباارزش .
بتن پيش تنيده :
جنس بالاتر بتن تا 80 است كه اين بتن استاندارد شده نيست نياز به اجازه مخصوص ازاداره نظارت ساختمان دارد . نياز به كنترل ونظارت دقيق داشته واغلب بايد آزمايش شود براي بتن پيش تنيده تراورسهاي راه آهن خواسته مي شود.
براي انتخاب ميل گردها بتن بستگي به نوع سازه دارد ومقدار فشاري كه به بتن وارد مي شود دارد . درهنگام آرمارتوربندي درقسمتهايي كه فشار بيشتر وارد مي شود (درجاي شمعهاي ساختمان) تراكم ميلگردها بيشتر مي باشد وازميلگردهاي قوي تر استفاده مي كنند درهنگام آرماتوربندي ابتدا درميلگرد رابه نام خرپا دركانال گذاشته ميلگردها راروي آن پهن كرده وبخ وسيله سيمهاي فولادي آنها رامي بيند وتا حالت يكپارچه گرفته وازطرفين كانال وازكف چند سانتيمتر 3 تا 5 فاصله دارد تا بتن كاملا اطراف ميلگردهاي فولادي رابپوشانند تا ازخوردگي آنها جلوگيري كنند كه اين فاصله معمولا بستگي به آب و هوا ونوع خاك منطقه دارد . مثلا درسازه هاي دريايي اين ضخامت بيشتر است تا درمنطقه خاكي به علت مواد معدني بيشتر درآب دريا درهنگام بتن ريزي بايد كاملا دانه بندي بتن حفظ شود يعني دريك منطقه دانه هاي درشت ودريك منطقه دانه هاي ريز قرار ميگيردو نسبت سيمان به آب رعايت شود درهنگام تخليه بتن از آن ميدان فاصله ارتفاع بتن تا زمين نبايد از 20/1 سانتي متر بيشتر شود.
ودرهنگام بتن ريزي يا پمپ هاي هوا به داخل بتن هوا دمي مي كنند تا يكنواختي ويكپارچگي كاملي بر بتن ايجاد شود دربعضي مواقع بتن ريزي دريك روز تمام نمي شود براي اينكه درروز بعد بتني كه مي ريزند با بتن روزقبل كاملا به هم بچسبند بتن روز قبل رابا يك زاويه 45 درجه نسبت به افقي قطع مي كنند وسطح آن رادرهنگام بتن ريزي مجدد آن كاملا شسته وتا كاملا تميز شود كه اين سطح به نام سطح واريز معروف است. معمولا بعد از يك هفته قالبهاي (آجر ياچوب يا صفحه هاي آهني ) رابرداشته وبتن ريزي تمام مي شود . بايد توجه داشت درهنگام بتن ريزي صفحه هاي آهني كه براي قرارگرفتن شمع ها برروي آن دربتن ها قرار گرفته مي دهند طبق نقشه هاي مهندسي كاملا درهمان فاصله واز نظر ارتفاع دريك سطح بايكديگر قرارگيرند. اين ميله هايي كه بوسيله مهره ها به اين صفحه ها بسته شده نسبت به مقدار نيرو كه به صفحه ها وارد مي شود تعداد ميله ها كم يا زياد مي شود از 4تا 9 ميله بر روي آنها بسته مي شود وانتهاي اين ميله ها كاملا به سمت بيرون خم شده است وازتوع آج دار مي باشد.
سازه ساختمان ازمجموعه اي ازاعضا مثل تيروستون تشكيل شده تا بتواند نيروهاي گوناگون مانند وزن ساختمان ، باربرف ، باد يازلزله را تحمل نمايد وبه زمين منتقل كند. درطراحي هر سازه ظوابطي وجود دارد كه مي تواند باعث حداقل هزينه ، حداقل وزن ، حداقل زمان ساخت وحداكثر بهره مي گردد.
درطراحي سازه مي توان از روش گام به گام زير بهره برد:
1- برنامه ريزي 2- شكل اوليه سازه 3- تعيين بارهايي كه توسط سازه تحمل خواهد شد
4-انتخاب اوليه قطعات سازه 5- تحليل 6-ارزيابي 7- طرح مجدد 8-تصميم نهايي
هماهنگي سيستم سازه با نوع مصالح درطراحي بنا عامل بسيار مهمي است. به طور مثال دربعضي از سازه ها نقش باربري را ديوارهاي آجري وسنگي (مصالح بنايي) به عهده دارند كه ساختمانهاي اسكلت بنايي ناميده مي شوند . دربعضي ديگر از ساختمانها با سقف به وسيله بتنها وستونها تحمل مي شود اين اعضاي باربر ازفولاد يا بتون مسلح ساخته مي شوند به اين نوع ساختمانها به طور كلي اسكلتي گويند. نام خاص اين گونه سازه ها بر حسب نوع مصالح اصلي مصرفي تعيين مي شوند مانند اسكلت فلزي ، بتوني ، چوبي و غيره .
يكي ازويژگيهاي مهم مصالح براي پايداري ساختمان دربرابر زلزله خاصيت جذب انرژي يابه عبارت ديگر خاصيت تغيير شكل زياد قبل ازشكست مي باشد. رفتار كششي مصالح مختلف باهم فرق دارند مصالح شكل پذير مانند فولاد مي تواند قبل ازشكست تغيير زيادي دهد ولي مصالح شكننده مانند آجر، تحت بارگذاري زياد تقريبا هيچ رفتار ارتجاعي ندارد وبه طور ناگهاني مي شكند. سازه هاي تبدل مسطح اگرداراي طراحي واجراي مناسب قابها واتصالات باشد مي تواند قبل ازشكست قدرت جذب انرژي زياد داشته باشد.
چند نوع سازه اسكلت فلزي داريم :
سازه قابي : نيروهاي وارده رابه همراه خودش تحمل ومنتقل مي نمايد.
سازه خرپايي : اعضاي آن نيروهاي وارده رابه صورت كششي يافشار تحمل مي نمايد .
سازه كابلي : سازه هايي هستند كه نيروهاي وارده رابه صورت كششي تحمل ومنتقل مي نمايند.
ازفوايد سازه هاي اسكلت فلزي مقاومت بالاي فولادي دركشش وفشار همچنين به علت توليد يفولاد و كارخانه وشرايط بهتر كنترل كيفيت آن ، بتون وساير مصالح بنايي امكان سهل تر توسعه سازه .
اتصال چند قطعه به يكديگر امكان پيش ساخته كردن قطعات سرعت نصب واشغال فضاي كمتر وقابليت كاربرد درارتفاع زياد را مي توان از مزاياي اسكلت فلزي نام برد .
ازمزاياي ديگر سازه اسكلت فلزي مي توان به سبك تربودن نسبت به سازه بتون مسلح وشكل پذيري بيشتر وامكان ساخت كارگاهي وياخارج ازكارگاه اشاره كردو ازمعايب اين سازه مقاومت ضعيف دربرابر رطوبت وآتش سوزي ومحدودست طرحهاي معماري به علت لزوم استفاده از بادبند را مي توان نام برد.
كارگذاشتن ستونها :
ستونها يك ساختمان اسكلت فلزي نقش انتقال دهنده بارماوارده شده رابه فونداسيون به صورت نيروهاي فشاري ، كششي ، بر ش يا لنگرخمشي به عهده دارند. دراين ميان ستون فلزي با فونداسيون بتوني بااستفاده ازصفحه اي فلزي ارتباط برقرار مي كند.
علت استفاده از صفحه در زير ستونها اين است كه چون ستون فلزي به علت مقاومت بسيار زياد تنشهاي بسيار بزرگي را تحمل ميكند وبتون قابليت تحمل اين تنشها را ندارد،بنابراين صفحه ستون واسطه است كه ضمن افزايش سطح تماس ستون با پي سبب ميگردد توزيع نيروهاي ستون در حد قابل تحمل براي بتون باشد كه نحوه كار گذاشتن اين صفحه را در صفحات قبل توضيح داده شد كار اتصال صفحه زير ستون با بتون به وسيله ميله مهار (بولت)صورت مي گيرد بولت نقش عمده اي ندارد وتنها پايه را در محل ثابت نگه ميدارد.هنگام نصب ستون عملي ديگري كه انجام شد انتهاي ستون سنگ خورد، صاف ميكنند تا تمام نقاط مقطع ستون روي صفحه يسي ـ پليت قرارگرفته وعمل انتقال نيرو به خوبي انجام بگيرد. واطراف چون علاوه بر فشار كنكر نيز بر صفحه ستون وارد ميشود طول بولت بايد به اندازه باشد كه كشش وارد شده را تحمل كند.
ستونهاي در يك ساختمان بسنگي به فشار نيروي، لنگر كه تحمل ميكند ساخته ميشود كه در شرايط معمولي از در آهن 14 را در كنار يكديگر قرار داده ودر فاصله هاي معين به هم جوش مي دهند و در مواقع ديگر اگر نيروي وارد شده بيشتر شود قدرت آهن مورد استفاده را بالاتر مي برند و براي افزايش قدرت ستون در دو طرف ستونها صفحه هاي فلزي را از انتها تا چند متر ستون جوش ميدهند .معمولانبشي كه براي قرارگرفتن پلها برروي آنها است قبل از نصب ستونها براي راحتي آن جوش مي دهند .