انواع سد ها

 سدهای خاکی:

سدهای خاکی مصالحشان را از همان منطقه احداث و یا نواحی نزدیک تأمین می کنند ، و اصولاً دارای هسته رسی می باشند . رس بر اثر تماس با آب مانع نفوذ و انتقال آب و رطوبت می گردد و مانند نوعی عایق رطوبتی عمل می کند . اگر عمده مصالح تشکیل دهنده سد خاکی یکسان باشند ، سد را همگن می گویند و در غیر اینصورت ناهمگن. اگر کل سد خاکی از رس باشد سد خاکی همگن است ، اما اگر هسته مرکزی سد رس باشد و دور هسته مرکزی را با سنگهای دانه درشت پر کرده باشند ، سد غیر همگن محسوب می شود. از نظر تحلیل و آنالیز این نوع سدها بسیار حساس می باشند و در عین حال از نظر اجرا و پیاده سازی ساده تر می باشند.اجرای این سد در رودخانه های عریض ساده تر است. مصالح این سد اعم از ریز دانه و درشت دانه بایستی در دسترس باشد. این سدها برای زمینهایی نامناسب از نظر مقاومت مناسب ترین نوع سد می باشند.



 
 
سدهای سنگریز:

این سدها خودبخود غیر همگن می باشند و حتماً باید یک بافت آب بند در مرکز آن قرار گرفته باشد. شکل این سدها درست مانند سد ناهمگن خاکی با هسته رسی می باشد با این تفاوت که در مرکز سد به جای رس از سنگ ریزه نفوذ ناپذیر استفاده می شود و در دور تا دور سد سنگریزه های دشت تر ریخته می شود. در برخی موارد رویه سد را به جای سنگریزه با بتن می پوشانند که در آنصورت دیگر نیازی به هسته آب بند نمی باشد. اینگونه سدها اغلب از نوع بلند می باشند. این نوع سد در برابر زلزله بسیار مقاوم هستند . سنگهای ریخته شده برای سد بایستی خاصیتهایی از قبیل جذب کم آب ، سایش کم ، مقاومت فشاری بالا و در برابر سرد و گرم شدن مقاومت خوبی داشته باشند.



سدهای بتنی وزنی: 

این سدها عمدتاً کوتاه هستند و ارتفاع آنها بین 15 تا 20 متر می باشد ، این سدها به دلیل وزن زیادی که با بتن برای آن بوجود می آورند بر اثر فشار آب حرکت نمی کند و از جای خود تکان نمی خورد. در این نوع سد سرریز شدن آب مشکلی ایجاد نمی کند . این سدها در دره های عریض ساخته می شوند . این نوع سد در برابر تغییر درجه حرارت نیز هیچگونه حساسیتی ندارد. 

سدهای بتنی قوسی :

 

این سدها معمولاً در درهای باریک با شیب زیاد و از جنس سنگ اجرا می گردد و می تواند دو قوسی نیز باشند و در راستای عمود ی و افقی در ره دو حالت قوس داشته باشند. حسن این سدها این است که اگر به هر علتی در بدنه آنها ترک ایجاد شود خود نیروی فشار اعمالی از جانب آب پشت سد باعث هم آمدن این ترکها ( ترکهای حرارتی) می شود.



 

سدهای بتنی پشت بند دار:

سدهای پشت بند دار از نوع بلند هستند و با عث جلوگیری از خمشهای زیاد در بتن می شوند و برای تصور آن می توان اینگونه آنرا تشبیه کرد که دیواری بلند را که دارای پی در زمین است با تیرچه هایی در پشت آن نیز محکم نگه داشته شود تا فرو نریزد.

سدهای لاستیکی:

این سدهای اغلب بر روی رودخانه های فصلی زده می شود و این سدها از جنس لاستیک می باشند که در زمان مورد نیاز این سدها را از باد پر می کنند و این عمل باد کردن حجم سد را بالا می برد و سد مانع عبور آب می گردد. از این وع سد که کوتاه نیز می باشد در شمال کشور خودمان نیز وجود دارد.

حال با انواع سدها بطور مختصر آشنا شدیم و بایستی کاربرد این سدها را نیز بدانیم و دلایل استفاده از آنها را نیز به دقت مد نظر بگیریم.

حال پس از آشنایی کوتاه و مختصر با این نوع سدها نحوه ارزیابی برای ساختن یک سد را مورد بررسی قرار می دهیم.

از نظر فنی برای ساختن یک سد می بایست مراحلی سپری شود تا ساختن یک سد آغاز گردد ، هر کدام از این مراحل را یک فاز می نامند به شرح ذیل:

· فاز صفر: آیا ساختن این سد از نظر اقتصادی و مورد کاربری توجیه دارد یا خیر؟ 

· فاز یک: انواع سدهایی که با توجه به شرایط جغرافیایی و اقتصادی پیشنهاد می شود بطور ریز می بایست مورد بررسی قرار گیرد و میزان ذخیره آب و هزینه ریالی آن مورد بررسی قرار گیرد. 

· فاز دو : هندسه و تحلیل سد و ریختن نقشه اجرای سد. 



 

· فاز سه : اجرای سد. 

اما در مورد گروههای فنی که برای ساختن یک سد مورد نیاز است به گروههای زیر می توان اشاره کرد:

1- گروه هیدرولیک.

2- گروه هیدرولوژی.

3- گروه زیست محیطی.

4- گروه آبهای زیر زمینی.

5- گروه نقشه برداری.

6- گروه شهر سازی.

7- گروه کشاورزی.

8- گروه زمین شناسی.

9- گروه مدیریت و هماهنگی.

گروههای فنی ذکر شده در کنار یکدیگر پس از تصمیم برای اجرای یک سد گرد می آیند تا یک پروژه به نتیجه برسد. پس از انجام مقدمات مطالعاتی بر روی سد، نوع سد بر اساس منطقه جغرافیایی و مصالح در دسترس سد مورد ارزیابی قرار می گیرد. یکی از نکاتی که جغرافیای منطقه برای ما در ساختن سد مشخص می کند نوع خاک و زمین منطقه و یا دره ای که در آن سد می خواهد اجرا شود ، می باشد ، زیرا نوع بدنه سد و خاک منطقه بسیار حساس است . برای مثال در منطقه ای سنگی با تنگه ای باریک و تنگ ساختن سد خاکی اشتباه است زیرا تماس این دو ماده ( بدنه سد و سنگی بودن منطقه) مانند چسباندن دوماده که یکی صلب و دیگری غیر صلب است می باشد و بر اثر تکان ( زلزله) این دو در نقطه اتصال جدا می شوند که این خطر ناک است.

 

آبند در سدها

مهندسان برای کاستن از احتمال گسیختگیها ناشی از عملکرد آب زیرزمین ، همواره درصدد اند تا بخش در حال حفاری را آبکشی و خشک نمایند. البته باید توجه داشت که کنترل نیروهای ناشی از نشت آب هم می‌تواند به همان اندازه در جلوگیری از گسیختگی موثر واقع شود. روشهای متنوعی را که برای کنترل نشت و فرار آب زیرزمینی وجود دارد، می‌توان به سه دسته عمده تقسیم کرد که عبارتند از : آب بندها و موانع ، سیستمهای آبکشی ، زهکشها ، صافی ها (فیلترها).

آب بندها و موانعی را که بر سر راه جریان آب ایجاد می‌شود، می‌توان به سه دسته آسترها و پوششها ، دیوارها و تزریق تقسیم کرد. 

آسترها و پوششها 

آسترها و پوششها به صورت لایه‌ای نفوذ ناپذیر اجرا می‌شوند و دارای انواع زیراند:



· تعبیه ورقه‌ای از رس که در بستر دریاچه (به سمت سراب) ایجاد می‌شود و وظیفه آن افزایش مسیر افقی جریان آب در زیر زمین و در نتیجه کاهش فشار آب و میران نشت آن در پاشنه پایاب سد است.

· یک لایه (آستر) رسی یا پلاستیکی که برای جلوگیری از فرار آب از مخزن یا نشت سیالات از حمل تجمع زباله‌ها اجرا می‌شود.

 

دیوارها Walls 

بسیار متنوع بوده و مهمترین انواع آن را به نحو زیر می‌توان خلاصه کرد. 

دیوار خاکی متراکم شده 

این دیوارها می‌توانند به عنوان یک خاکریز همگن برای سد ، به صورت یک هسته در داخل سد یا ترانشه‌ای در پی سد ، که هسته آن با رس پر شده باشد، اجرا شوند. 

دیواره های بتنی

این نوع دیوار معمولا در حفاری پی ها یا به عنوان پوشش داخل تونلها ، مخصوصا در جاهایی که جلوگیری دایم از نفوذ آب لازم باشد، بکار می‌روند. در سدها برای جلوگیری از فرار آب از زیر سد ، دیوار بتنی قایمی را از پایینترین قسمت سد تا لایه‌های نفوذ ناپذیر احداث می‌کنند. 

دیوار با شمعهای صفحه‌ای 

این نوع دیوار ، که با راندن شمعهای صفحه‌ای به داخل خاک ایجاد می‌شود، موقعی از کارایی خوبی برخوردار است که قفل و بست بین صفحات کامل باشد و این مسئله‌ای است که در زمینهای دارای قلوه سنگ و قطعات درشت تر یا حاوی مواتع دیگر به خوبی امکان پذیر نیست. با افزایش طول شمعها ، امکان خم شدن آنها در خلال راندن وجود دارد. این نوع دیوار تا حدی می‌تواند از نفوذ آب جلوگیری کند. این دیوار را معمولا برای نگاهداری دیواره بخشهای حفاری شده بکار می‌برند. در خاکهای با زهکشی آزاد ، دیوار باید همراه با یک سیستم آبکشی باشد تا فشار جانبی وارده از زمین و آب به دیوار شمعی کاهش یابد. 

دیوارهای گلی 

دیوارهای گلی و ترانشه‌های پر شده از گل به عنوان عاملی کارآمد برای جلوگیری از نشت آب در پی سدها ، حفاریهای باز ، حفاری تونلها و سیستمهای کنترل آلودگی ، روز به روز مصرف بیشتری پیدا می‌کنند. روش احداث این دیوارها به جز در تونلها ، به این ترتیب است که ابتدا یک ترانشه حفر می‌شود و برای اینکه دیوارهایی ترانشه در طول حفاری ریزش نکند، داخل آن را با گل روانی از بنتونیت پر می‌کنند. در پایان حفر ترانشه ، این گل روان با موادی که بتواند یک دیوار دایمی و نسبتا غیرقابل تراکم و نفوذ ناپذیر را بسازد، تعویض می‌شود. 

دیوار دیافراگمی 

بتنی نوع سازه دایمی است که توسط تکنیک ترانشه‌های حاوی گل روان ایجاد می‌شود. به این منظور قطعه‌ای از ترانشه تا عرض 7 متر را تا عمق دلخواه حفر می‌کنیم. در مرحله بعد یک شبکه (جوشن) فولادی پیش ساخته به داخل آن رانده می‌شود. در کلیه مراحل حفاری و راندن شبکه فولادی ، ترانشه توسط گل روانی که داخل آن ریخته می‌شود، از ریزش محفوظ می‌ماند. در مرحله بعد گل روان توسط بتن جایگزین می‌شود و پس از گرفتن بتن ، قطعه بعدی اجرا می‌شود. 

 

دیوارهای یخی 

این دیوارها که با یخ زدن بخشی از زمین اشباع شده ایجاد می‌شوند به عنوان عامل موقتی در جلوگیری از نشت آب در حفاریهای باز ، تونلها و شفتها مورد استفاده قرار می‌گیرند. این روش بیش از همه در رسوبات ضخیم ماسه‌ای و لایه‌ای اشباع شده و یا در جاهایی که مواد سازنده گل روان ممکن است منابع آب را آلوده سازد، بکار می‌رود. از دیوارهایی یخی سالهاست که در معادن و برای احداث چاههایی قایم (شفتها) تا عمق 300 متر استفاده شده است.

این روش پرهزینه و وقتگیر است و معمولا یک تاخیر 6 ماهه در کار را باعث می‌شود. علاوه بر آن باید دقت زیادی در اجرای آن بشود. زیرا حتی یک جریان کوچک آب از میان دیوار به داخل بخش حفاری شده می‌تواند فاجعه آمیز باشد. بر اثر یخ زدن ممکن است تورم قابل ملاحظه‌ای نیز در خاکهای سطحی اطراف ساختگاه بوجود آید که پس از آب شدن یخها می‌تواند با فروریزش زمین همراه شود. مقدار تورم و فروریزش متعاقب آن وابسته به نوع مواد واقع در نزدیک سطح زمین است. 

تزریق 

تزریق دوغاب به داخل خاکهای نفوذ پذیر و سنگ ، روش رایج و دایمی برای جلوگیری از جریان آب زیرزمینی است. البته در اغلب موارد دیواری که به این ترتیب بوجود می‌آید کاملا نفوذ پذیر نیست. از تزریق همچنین برای افزایش مقاومت سنگ و خاک سود جسته می‌شود. دوغابها متنوع اند و می‌توانند ترکیبی از سیمان ، سیمان و خاک یا مواد شیمیایی باشند. انتخاب نوع دوغاب به تخلخل سازندهای زمین شناسی ، سرعت جریان آب و مقاومت فشاری نهایی بخشهای تزریق شده بستگی دارد.

بطور کلی دوغابهای ماسه - سیمان برای بستن حفره‌های بزرگ و شکستگیها و دوغابهای رس و سیمان پرتلند برای بستن شکستگیهای نسبتا کوچک و خاکهای دانه درشت بکار می‌روند. به منظور کنترل جریان آب زیرزمینی ، حفر رشته منفردی از گمانه‌ها و تزریق در آنها اغلب کافی است. پرده تزریق را می‌توان با افزودن رشته‌های دیگری از گمانه‌های تزریق شده ضخیم تر نمود. در سنگهای شکافدار یا جاهایی که جریان زیاد است، موفقیت عملیات تزریق کمتر است

مواد نانو

مواد نانو به موادی گفته می شود که حداقل یکی از ابعاد آن ( طول.عرض.ضخامت)زیر nm 100 باشد.مواد نانو ساختار با توجه به رفتارهای بارزی که از خود نشان داده اند مورد توجه بخش صنعت ودانشگاه در دهه های اخیر قرار گرفته اند. در این میان صنعت ساختمان با توجه به نیازهای خود چه از نظر استحکام . مقاومت و دوام و نیز کارایی بالا از استفاده کنندگان مهم مواد نانو ساختار به شمار می رود .

  1. مقدمه:

یک نانو متر یک هزارم میکرون یا حدود 100000برابر کوچکتر از موی انسان است . به طور کلی در یک تقسیم بندی عمومی.محصولات نانو مواد را می تئان به صورت های زیر بیان کرد:

فیلمهای نانو لایه: برای کاربرد عمدتاً الکترونیکی.

نانو پوششهای حفاظتی: برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی.حفاظت در برابر عوامل مخرب محیطی.

نانوذرات به عنوان پیش سازنده یا اصلاح ساز:پدیده های شیمیایی و فیزیکی نانو لوله هاونظور از یک ماده نانو ساختار یا واضح تر یک بدنه نانو ساختار. جامدی است که در آن انتظام اتمی .اندازه کریستالهای تشکیل دهنده و ترکیب شیمیایی در سراسر بدنه در مقیاس چند نانو متری گسترده شده باشد.

خواص فیزیکی و شیمیایی مواد نانو(درشکل 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 کوچکی اندازه بلکه از نظر خواص جدید آنها در سطح مقیاس نانو می باشد.

هدف نهایی از بررسی مواد در مقیاس نانو. یافتن طبقه طبقه جدیدی از مصالح ساختمانی با عملکرد بالا می باشد . که آنه را می توان به عنوان مصالحی با عملکرد بالا و چند منظوره اطلاق نمود.منظور از عملکرد چند منظوره . ظهور خواص جدید و متفاوت نسبت به خواص مواد معمولی می باشد به گونه ای که مصالح بتوانند کاربردهای گوناگونی را ارائه نمایند. 

در مطالب بعدی که خواهد آمد مواد نانو ساختاری معرفی خواهند شد که با توجه به نو ظهوربودن چنین موادی می توانند تحولی شگرف در صنعت ساختمان سازی و صنایع وابسته به آن ایجاد کنند.

  2.مواد نانو کمپوزیت:

مواد نانوکمپوزیت بر پایه پلیمر(ماتریس پلیمری)اولین بار در سالهای 70 معرفی شده اند که از تکنولوﮊی سول_ﮊل جهت انتشار 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 در اواخر سالهای 80 صورت گرفته است. ولی رشته نانو کمپوزیت پلیمر هنوز در مرحله جنینی و در آغاز راه می باشد.

 در این شرایط نانو آلومینا .بهترین ساختار نانوئی است که افق جدیدی را در صنعت سرامیک نوید می دهد.زیرا ا 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 می توان به چند نمونه اشاره کرد:تکنولوﮊی نانوفلزآرتوناید که اخیراً به طور تجاری .الیافنانویی آلومینا.انقلابی در رشته سرامیک بوجود آورده است. ذرات نانویی غیرفلز مانند:نانو سیلیکا نانو زیرکا و مواد دیگر اصلاح کننده سرامیک ها می باشند.

3.بتن با عملکرد بالا 1) (HPC

یکی از چالشهایی کهدر رشته مصالح ساختمانی بوجود آمده است .بتن با عملکرد بالا 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 و رفتار و عملکردبتن 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 حائز اهمیت می باشد.روش معمولی برای توسعه بتن با عملکرد بالا اغلب شامل پارامترهای مختلف از جمله طرح اختلاط بتن معمولی و بتن مسلح با انواع مختلف الیاف می باشد 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 می باشد .از جمله می توان به خاصیت الکترو مغناطیسی.وقابلیت به کارگیری در سازه های اتم(محافظت ازتشعشعات ) و افزایش موثر بودن آن در حفظ انرﮊی ساختمانها و...نام برد.  

 4.نانو سیلیس آمورف:

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

محصول معمولی همان سیلیکافیوم یا میکرو سیلیکا می باشد که دارای قطری در حدود1/0 تا 1 میلی متر می باشدودارای اکسید سیلیس حدود 90% می باشد.

می توتن گفت که میکرو سیلیکا محصولی است که در محدوده بالای اشل اندازه نانو متر جهت افزایش عملکرد کامپوزیت مواد سیمانی به کار برده می شود.

محصول نانوسیلیس متشکل از ذراتی هستند که دارای شکل گلوله ای بوده وبا قطر کمتر از 100نانو متر یا به صورت ذرات خشک پودر یا به صورت معلق در مایع محلول قابل انتشار می باشند.که مایع آن معمول ترین نوع سیلیس می باشد .

این نوع محلول در آزمایشات مشخص در بتن خود تراکم به کار گرفته شده است. نانو سیلیس معلق کاربردهای جند منظوره از خود نشان می دهد مانند:

  . خاصیت ضد سایش 

  .ضد لغذش

  .ضد حریق

  .ضد انعکاس سطوح

آزمایشات نشان داده اند که واکنش مواد نانوسیلیس با هیدرواکسید کلسیم در مقایسه با میکرو سیلیکا بسیار سریع تر انجام گرفته و مقدار بسیار کم این مواد همان تاثیر پوزولانی مقداربسیار بالای میکرو سیلیکا را در سنین اولیه دارا می باشد.

تمام کارهای اجام یافته بر روی کاربرد مواد نانو سیلیس کلوئیدی در بخش اصلاح خواص ریولوﮊی.کارپذیری و خمیر سیمان بوده است.آنچه که در اینجا مطرح است نتایج اولیه محصولات نانو سیلیس با قطری در محدوده 5 تا 100 نانو متر می باشد. 

 5.نانو لوله ها:

همان گونه که در مقدمه مقاله مطرح شد معمولاًالیاف برای مسلح کردن و اصلاح عملکرد مکانیکی بتن بکار برده می شوند.امروزه از الیاف فلزی .شیشه ای .پلی پرولین.کربن و...

در بتن برای مسلح کردن استفاده می شودولیکن تحقیقات روی بتن مسلح شده توسط نانو لوله کربنی انتشار نیافته است تا بتوان از نتایج آن برای مسلح کردن بوسیله نانولوله ها استفاده کرد.نانو لوله کربنی توسط LDJMA درسال1991 کشف شده استو کارهای بسیاری بر روی ساختار نانودر بخش فیزیک کوانتوم انجام یافته است بطوری که تحقیقات نوین بر روی تکنولوﮊی و مهندسی نانو در سطح جهانی نقش اساسی و اصلی بازی می کند. کربن60 و نانو لوله های نوین دارای ساختاری هستند که آنها را ازفولاد قوی تر و بسیار سبک میکند بطوریکه می توانند کشش را بدون شکستن تحمل نمایند و در آینده جایگزین الیاف کربن خواهد شد که در کامپوزیت ها به کار برده خواهد شد.

نانو لوله ها با توجه به تحقیقات انجام شده در مرکز تحقیقات بتن (وابسته به موسسه ACIشاخه ایران) دارای مقاومت کششی بیش از هر نوع الیاف بتنی شناخته شده می باشندو نیز نانو لوله ها خواص قابل ملاحظه حرارتی و الکتریکی از خود نشان می دهند. 

بطوریکه هادی بودن حرارت آن ها بیش از دو برابرالماس وهادی بودن الکتریکی آن ها در حدود 1000برابر فلز مس می باشد.

نانو لوله ها طبقه جدیدی از محصولات می باشند که انقلاب جدید در زمینه مصالح و مواد پیشرفته بوجود آورده اند.

یک نسل جدید از نانو کامپوزیت های چند منظوره می توانند به عنوان نانو لوله های کربنی در نقش الیاف مسلح کننده مناسب آن مواد مورد استفاده قرار گیرند . بنابر این نانو لوله های کربنی از اجزای کلیدی بدست آوردن هدف اصلی ذکر شده در فوق به نقش مصالح ساختمانی با عملکرد بالای چند منظوره.بازی می کنند.

تکنولوژی سازه های پیش ساخته سبک در صنعت ساختمان

صنعت ساختمان و پروژه­های عمرانی به گواهی آمار و ارقام، از لحاظ سرمایه و حجم نیروی انسانی درگیر، بزرگترین صنعت در کشور می­باشد. رشد سریع جمعیت و افزایش تقاضا، نیاز به کاهش زمان تحویل پروژه­های عمرانی و کاهش زمان برگشت سرمایة سرمایه­گذاران و عواملی از این قبیل باعث شده­اند تا ضرورت ایجاد تحول در شیوه­های سنتی صنعت ساختمان روزبه­روز بیشتر شود. روش­ "سازه­های پیش­ساخته سبک" که یکی از تکنولوژی­های نوپا در عرصه ساخت و ساز­های عمرانی در کشور است موضوع مصاحبة شبکة تحلیلگران تکنولوژی ایران با مهندس احمدی، معاونت اجرایی موسسة سازه­های پیش­ساختة سبک (SAP) است. در زیر نکات مهم آن ملاحظه می­گردد: 
صنعت ساختمان در جهان در حدود صد تا صدوده سال قدمت دارد و شروع آن به زمانی برمی­گردد که اولین تیرهای بتونی به صورت T شکل، تولید صنعتی شده و قطعات بتونی با اشکال مختلف در مقیاس صنعتی تولید شد. 

اگر تکنولوژی ساختمان را به معنی وارد شدن صنعت در ساختمان­سازی بگیریم، از حدود سال47 تکنولوژی ساختمان وارد ایران شد و اوج آن زمانی بود که ساختمان­سازی به صورت شهرک­سازی در بعضی از شهرهای بزرگ مثل اصفهان(مجتمع ذوب آهن)، اهواز، تبریز، تهران و برخی دیگر از شهرها شروع شد. این صنعت بیشتر از کشورهای اروپایی مانند آلمان، هلند، انگلیس و فنلاند به ایران وارد شد. 



تکنولوژی سازه­های پیش­ساختة سبک 
تنوع تکنولوژی­های ساختمان بسیار زیاد است و هر کدام ویژگی­ها و قاعدتاً محدودیت­های خاص خود را دارند. سیستم سازه­های پیش ساخته سبک را حدود 34 سال پیش یک آمریکایی ابداع کرد. مرحلة صنعتی شدن آن 5 تا 6 سال به طول انجامید. عمده­ترین شرکت­هایی که در دنیا این تکنولوژی را به کار می­گیرند، شرکت E.V.G اتریش و شرکت­های 3D Panel و RAM در آمریکا می­باشند. توجه زیاد صنایع اروپایی به تکنولوژی سازه­های پیش­ساخته سبک به خاطر مشکلاتی بود که در سایر تکنولوژی­های پیش­ساخته وجود داشت. به طور مثال تکنولوژی Large Panel با وجود سرعت بالا و کارخانه­ای بودن آن، با مشکل ضعف اتصالات روبروست و همچنین وزن سنگین ساختمان یک معضل جدی در این تکنولوژی به شمار می­رود. حمل­ونقل قطعات سنگین بتونی، این فرآیندها را دشوار می­کند. در زلزله­ای که چند سال پیش در ترکیه اتفاق افتاد، ساختمان­های زیادی که در آنها از تکنولوژی Large Panel استفاده شده بود به دلیل ضعف اتصالات تخریب شدند. 

در تکنولوژی سازه­های پیش­ساختة سبک، اتصالات به صورت یکپارچه است (دیوار به دیوار، سقف به دیوار و دیوار به پی). بر خلاف روش Large Panel که اتصالات به صورت کام و زبانه است، در روش سازه­های پیش ساخته سبک، اتصالات به صورت جوش نقطه­ای است و به جای اینکه ابتدا قطعات سنگین بتن در کارخانه ساخته شده و بعد به هم متصل شوند، ابتدا سازه به صورت شبکه­های میلگردی که بین آنها(بین دو شبکه میلگرد) یک لایه فوم پلی­استایرن قرار می­گیرد ساخته می­شود و پانل­های سبک در محل احداث ساختمان به فنداسیون جوش داده می­شود و همچنین دیوارها و سقف به هم جوش داده می­شوند و ساختمان با پانل­های سبک برپا می­شود. سپس در همان محل دیوارها و سقف و محل، اتصالات به صورت همزمان بتن پاشی می­شوند. بتن از طریق پمپ، با فشار هوا به پانل­ها پاشیده می­شود که اصطلاحاً آن را "شات کریت" گویند. 

این روش باعث یکپارچگی در اتصالات شده، استحکام و پایداری ساختمان را در مقابل نیروهای دینامیکی حاصل از زلزله یا طوفان افزایش می­دهد. 

بنابراین دلیل انتخاب روش سازه­های پیش ساخته سبک استفاده از امتیازات برتر آن نسبت به سایر تکنولوژیهای پیش ساخته موجود است که هنوز هم از این مزایا برخوردار است. 

البته همانند صنایع دیگر، در این صنعت هم ممکن است نوآوری­هایی در دنیا دیده شود. اما با توجه به شرایط اقلیمی، فرهنگی و اجتماعی، روش سازه­های پیش­ساخته سبک، مناسبترین روش برای ایران تشخیص داده شده است. به طور مثال تکنولوژی­های جدید قیمت مسکن را خیلی بالا می­برند که این با نیاز اغلب مردم ما به خانه­های ارزان­قیمت سازگار نیست ولی روش سازه­های پیش­ساختة سبک قیمت را بالا نمی­برد. 

ویژگی­های مهم روش سازه­های پیش ساخته سبک 


الف) مقاومت در برابر زلزله 
در مناطق زلزله­خیز مانند ایران، یکی از پارامترهای مهم در ساختمان­سازی کاهش وزن ساختمان است. چرا که نیروهای زلزله با وزن ساختمان نسبت مستقیم دارد. بنابراین تکنولوژی انتخاب شده باید دارای جهت­گیری کاهش وزن باشد. بر خلاف شیوة سازه­های پیش­ساخته سبک در سایر سیستم­های پیش­ساخته دیگر، اتصالاتشان اکثراً به صورت مفصلی و لولایی است و دارای وزن سنگین هستند. تنها در این روش است که با 8 سانتیمتر بتن می­­توان نیروهای ساختمان 4 طبقه را در طبقه همکف تحمل کرد. وزن نهایی ساختمان با این روش، نسبت به روش­های پیش­ساخته دیگر و همچنین ساختمان­های بتنی، 25 درصد کاهش می­یابد؛ یعنی در هنگام زلزله 25 درصد نیروی کمتر به ساختمان وارد می­شود. امروزه سبک­سازی ساختمان یکی از شعارهای اصلی در صنعت مسکن است. 



ب) انعطاف­پذیری در تولید و امکان حفظ جلوه­های معماری اسلامی و ایرانی 
مسأله مهم دیگر در صنعت ساختمان حفظ ملاک­­های فرهنگی و جلوه­های معماری اسلامی و ایرانی در طراحی و نماسازی ساختمان­هاست. انحناهای موجود در گنبدهای مساجد، نقش­­ و نگارهای ایرانی و اسلیمی و سایر موارد از نشانه­های معماری اسلامی و ایرانی است که در روش سازه­های پیش­ساخته سبک می­توان آنها را حفظ کرد. چرا که می­توان پانل­های سبک مورد استفاده را به هر طرح دلخواه درآورد و پس از نصب آنها در محل خود، بتن­پاشی روی آنها انجام داد. روش سازه­های پیش ساخته سبک، حتی ساخت گنبدهای بزرگ را که به دلیل زیادی وزن، دشوار است آسان­تر­ می­کند چرا که در این روش وزن سازه­ها بسیار کاهش می­یابد در حالی که مقاومت و استحکام­ آنها بالاتر می­رود. 



ج) ایمنی در ساختمان 
بحث ایمنی، از مهمترین مسائل صنعت ساختمان است چرا که با سلامتی انسان­ها سر و کار دارد. در ساختمانهای سنتی چون ستونها و اسکلت فلزی، قسمت اعظم بار ساختمان را تحمل می­کنند. با کنار رفتن یک تیر یا ستون، کل ساختمان به طور ناگهانی فرو می­ریزد. در روش سازه­های پیش­ساخته سبک چون به جای استفاده از اسکلت فلزی، از شبکه­های میلگردی که در تمام سطوح دیوارها توزیع شده­­­اند استفاده می­شود، فروریزی ناگهانی پیش نمی­آید. چرا که اتصالات و مواضع تحمل بار به صورت یکپارچه در تمام ساختمان وجود دارند. 



د) صرفه­جویی­های ملی و سایر مزایای ناشی از کاربرد روش سازه­ها پیش­ساختة سبک 
اگر به صرفه­جویی­هایی که کوچک به نظر می­رسند، در مقیاس ملی نگاه کنیم، به ارقام بالایی تبدیل می­شوند که می­تواند نقشی حیاتی در رشد و شکوفایی کشور ایفا کند. در زیر به مزایای ناشی از کاربرد تکنولوژی سازه­های پیش­ساخته سبک در صنعت ساختمان اشاره می­شود: 

1- کاهش متوسط میزان کاربرد میلگرد فولاد از 38 کیلوگرم در ساختمان­هایLarge Panel و ساختمان سنتی به 34 کیلوگرم در روش سازه­های پیش­ساختة سبک 

2- کاهش استفاده از سیمان در هزینه­های تمام شده ساختمان 

3- ده درصد کاهش در هزینة تمام­شدة ساختمان 

4- کاهش وزن ساختمان(بطور مثال فقط در بحث استفاده از فولاد 12 کیلوگرم در هر متر مربع زیربنا، کاهش وزن دیده می­شود) 

5- کاهش زمان برگشت سرمایه از حدود 2 سال در شیوه سنتی به 5 الی 6 ماه در روش سازه­های پیش­ساختة سبک 

6- کاهش ضایعات مواد اولیه و استفاده بهتر از منابع ملی 

7- صرفه­جویی در مصرف انرژی(به دلیل عایق بودن دیوارها، ناشی از کاربرد پل­استایرن در پانل­ها) 

8- افزایش عمر ساختمان و افزایش استحکام آن 

9- ایمنی بیشتر ساختمان در برابر زلزله 

10- کاهش میزان آلودگی­های صوتی محیط 

از محدودیت­های روش سازه­های پیش­ساختة سبک آن است که فعلاً این روش تنها تا 4 طبقه در کشور قابل انجام است. البته در دنیا تا 8 طبقه نیز از آن استفاده شده است.

در زها

درز انقطاع: برای جلوگیری از خسارت و کاهش خرابی ناشی از ضربه ساختمانهای مجاور به یکدیگر ، بویژه در زمان وقوع زلزله ، ساختمانهایی که دارای ارتفاع بیش از 12 متر یا دارای بیش از 4 طبقه هستند ، باید به وسیله درز انقطاع از ساختمانهای مجاور جدا شوند ؛ همچنین حداقل درز انقطاع در تراز هر طبقه برابر 100/1 ارتفاع آن تراز از روی شالوده است . این فاصله را می توان در محلهای لازم با مصالح کم مقاومت که در هنگام زلزله در اثر برخورد دو ساختمان به آسانی مصالح مزبور خرد می شوند ، پر کرد.

 

درز انبساط: برای جلو گیری از خراب های ناشی از انبساط و انقباض ساختمان بر اثر تغییر در جه حرارت محیطخارج یا جلو گیری از انتقال بار ساختمان قدیمی مجاور به ساختمانی که جدید احداث می شود ، همچنین در مواردی که ساختمان بزرگ است واز چند بلوک متصل به هم تشکیل می شود ، باید به کار بردن درز انبساط در محل مناسب پیش بینی شود . حد اقل فاصله ای از ساختمان با اجزای ساختمانی که باید در آن درز انبساط پیش بینی شود به نوع ساختمان ، تعداد ظبقات ، مصالح مصرفی و آب وهوای محل احداث بستگی دارد . بنابراین باید با مطا لعه کافی محل اندازه آن را مهندس طراح تعیین کند . برای پوشاندن و پرکردن فواصل درز انبساط از موادی که قابلیت ارتجاعی داشته با شند استفاده می شود این فواصل نباید با مصالح بنای یا ملات پر گردد.

 

(تو طول ساختمان باشه میشه درز انبساط اگه بین دوتا ساختمان مجاور باشه میشه درز انقطاع)

 

در مورد درز انقطاع شما باید حتمآ مقدار 1 درصد ارتفاع ساختمان را رعایت کنید. البته این یک درصد در هر تراز با توجه به ارتفاع همان تراز باید رعایت گردد. با توجه به آنکه معمولآ ستونها در طبقات بالاتر باریکتر از ستون در طبقات پایینتر است، پس عملآ در طبقات بالا که به درز اتقطاع بیشتری نیاز است فضای بیشتری نیز موجود است و عملآ با رعایت درز انقطاع در طبقات پایین در طبقات بالاتر نیز درز انقطاع نیز رعایت میگردد 

توجه کنید نیروهایی که ما با توجه به ضوابط آیین نامه 2800 محاسبه مینماییم با نیروهایی که در واقع به سازه اعمال میشود بسیار تفاوت دارد و این نیروها بسیار کمتر از مقادیر واقعی است. در عوض با نیروهای کاهش یافته دیگر به سازه در طراحی اجازه ورود به محدوده پلاستیک را نمیدهیم. تغییر مکانهایی که با نیروهای کاهش یافته محاسبه میشوند به تغییر مکانهای طرح معروفند و تغییر مکانهای ناشی از نیروهای واقعی وارد بر سازه ، تغییر مکانهای واقعی نامیده میشوند. تغییر مکان طرح به راحتی همانند بقیه تغییر مکانها در etabs مشاهده میشود. برای تغییر مکانهای واقعی تغییر مکانهای طرح را در ضریب 0.7R ضرب میکنیم 

برابر نسبت تغییر شکل نسبی طبقه به ارتفاع نسبی طبقه است.

 مقادیر مجاز drift بر اساس بند 2-5-4 آیین نامه محاسبه میشود.

 

درز انقطاع برای ساختمانهایی با بیش از دو سقف یا 8 متر ارتفاع از تراز یا حداقلh 005/. از زمین مجاور می باشد. h/100 پایه 

مثال: ساختمانی در منطقه با تراکم متوسط، به ابعاد 8*20 جنوبی در مجاورت همسایه های شرقی و غربی واقع شده است. در صورتی که مالک درخواست ارتفاع 18 متر از تراز کف خیابان را دارد، مطلوبست محاسبه درز انقطاع؟

جواب: 18=۱۸/۱۰۰ عرض درز انقطاع 18 سانتیمتر می باشد. که نهایتاً عرض خالص بنا ۷۸۲ سانتیمتر می باشد. ۷۸۲= 18-800 

پس بین اضلاع شرقی و غربی بایستی 18 سانتیمتر درز انقطاع تعبیه گردد. که با توجه به 005/. سهم زمین، بایستی 9 سانتیمتر در هریک از اضلاع شرقی و غربی با مرز زمین مجاور درز تعبیه نماید. 9=18*005/. 

 البته این ضوابط برای ساختمانهایی تا حداکثر 8 طبقه حاکم می باشد

حال سوالی که ممکن است مطح شود این است که آیا در درز انبساط درز از روی پی می خورد یا خود پی ها هم از هم جدا هستند

 

حداقل عرض درز انقطاع در تراز هر طبقه برابر 100/1 ارتفاع آن تراز از روی شالوده می‏باشد . این فاصله را می‏توان در محلهای لازم با مصالح کم مقاومت که در هنگام زلزله در اثر برخورد دو ساختمان به آسانی خرد می‏شوند پر نمود

 

در صورتی که در نقشه های معماری درز انقطاع در ستون گذاری ستونهای کناری رعایت نشده باشد برای جلوگیری از مشکلات اجرایی حتماً باید با توجه به سایت پلان و مراجعه به بند 1-6-3 آیین نامه 2800 ویرایش سوم درز انقطاع را محاسبه و نقشه های معماری را تصحیح کرد.

 


در بند 1-6-3 در معرفی میزان درز انقطاع لازم برای ساختمانهای با اهمیت زیاد و خیلی زیاد و زیاد در ساختمانهای با هشت طبقه یا بیشتر ذکر شده است: « هر یک از ساختمانهای مجاور یکدیگر، ملزم به رعایت فاصله ای معادل حاصلضرب 0.5R در تغییرمکان جانبی نسبی طرح آن ساختمان در هر طبقه میباشند.» 

به طور کلی، هدف از تعبیه درز انقطاع در ساختمانها، جلوگیری از برخورد ساختمانهای مجاور با یکدیگر و تشدید خسارات میباشد. بر این اساس فاصله بین ساختمانهای مجاور در هر طبقه نباید از مجموع حداکثر تغییر مکان واقعی طرح دو ساختمان در ارتفاع مورد نظر بیشتر گردد. پس باید در بند مورد نظر آیین نامه به جای « تغییر مکان جانبی نسبی طرح» کلمه نسبی حذف شده و « تغییر مکان جانبی طرح» جایگزین شود. قابل ذکر است که در ویرایش قبلی آیین نامه این اشکال وجود نداشت و در ویرایش جدید آیین نامه این اشکال به وجود آمده است

بررسی‌ مسائل ایمنی در تخریب، گودبرداری و اجرای سازه‌ی نگهبان در مناطق

چکیده

یکی از مسائل مهم در ساخت و سازه‌های شهری، ایجاد پایداری‌ مناسب در هنگام تخریب،گودبرداری و اجرای سازه‌ی نگهبان است. عدم رعایت مسائل فنی و ایمنی درتخریب، گودبرداری و ساخت سازه‌های نگهبان باعث تخریب برخی ساختمان‌های مجاور گودبرداری در ساخت و ساز‌های شهری شد‌ه‌است. یکی از متداول‌ترین انواع سازه‌های نگهبان، "دیوار‌های توکار" است. در این نوع سازه‌ی نگهبان نیروی فعال خاک به یک دیوار نازک منتقل می‌گردد و دیوار از طریق ستون‌هایی که در فواصل معینی در آن قرار دارد، نیرو‌ها را به مهاربند، دستک و پشت‌بند منتقل می‌کند. تکیه‌گاه مهاربند که در خاک قرار دارد به کمک نیروهای رانش مقاوم خاک، در برابر نیروهای مهاربند و در نتیجه نیروهای فعال خاک وارد بر دیواره‌ی مقابله می‌نماید. معمولاً دیوارها از جنس بتن مسلح، صفحه‌های فلزی یا الوارمی‌باشند. آنچه که دراین مقاله بدان می‌پردازیم، پیشنهاد برخی دستورالعمل‌های فنی و ایمنی لازم در اجرای دیوار‌های متداول بتنی با پشت بند‌های خرپایی است که برای حفاظت گود‌های ایجاد شده درمجاورت ساختمان‌های قدیمی‌فاقد عناصرمناسب مقاوم دربرابر نیرو‌های ثقلی و جانبی اجرا می‌گردد. دراین مقاله عناصری که باید در سازه‌ی نگهبان طرح شوند و همچنین مسائل ایمنی که لازم است در هنگام طراحی پیش‌بینی گردد و نیز دستورالعمل‌های قبل، در حین و بعد از گودبرداری و اجرای سازه‌ی نگهبان، پیشنهاد و اشکالات عمده و مشترکی که عامل ایجاد تخریب ساختمان‌های مجاور گودبرداری بوده طرح و بررسی شده‌است. 

 

واژه‌های کلیدی: ایمنی کارگاه، گودبرداری، تخریب، سازه‌های نگهبان، دیوار توکار، ساختمان مجاور، ساختمان‌های مصالح بنایی، ساختمان‌های فاقد شناژ. 

 

2- کلیات 

برای پایدار نمودن دیواره‌ی گودبرداری‌ها در مناطق شهری از انواع عناصر ساختمانی که ازترکیب خاک و سنگ تشکیل یافته‌اند، دیوار‌ها و سیستم‌های نگهبان ساخته می‌شود که اصطلاحاً "سازه‌ی نگهبان" نامیده می‌شود. در تخریب، گودبرداری‌و اجرای سازه‌های نگهبان، یکی از مهمترین نکات لازم حفظ ایمنی کارگاه است. در آیین نامه‌ها و مقررات ملی ساختمان[1و2]، دستورالعمل‌های ایمنی به صورت مطلوب و شفاف جهت تخریب، گودبرداری و اجرای سازه‌ی نگهبان نیامده و نیاز به تهیه و تدوین آیین نامه‌های مناسب برای این منظور بخوبی احساس می‌شود. به دلیل عدم تطابق شرایط شهرسازی و تکنولوژی ساخت کشور‌های دیگر با شرایط موجود در کشورمان، آیین نامه‌های ایمنی این کشور‌ها نیز، بخوبی نمی‌تواند دستورالعمل‌های ایمنی لازم را در اینگونه عملیات پوشش دهد. 

 سازه‌های نگهبان مشتمل بر سه نوع هستند که "دیوار‌های نگهبان وزنی"، "دیوار‌های توکار" و "سازه‌های نگهبان ترکیبی" نامیده می‌شوند. در این مقاله دستورالعمل‌های پیشنهادی برای حفظ ایمنی کارگاه درتخریب، گودبرداری و اجرایی سازه‌های نگهبان با عناصر دیوار توکار و پشت بند خرپای فلزی طرح شده، که در بخش‌های بعد به آن می‌پردازیم. 

 

3- سازه‌های نگهبان با عناصر "دیوار توکار" و پشت بند خرپای فلزی 

این سازه متشکل از یک دیوار بتن مسلح است که در فواصل مشخصی در درون آن یک ستون فلزی یا بتنی قراردارد و شبکه‌ی آرماتور‌های دیوار بتن مسلح به نحو مطلوبی در درون ستون‌های بتنی مهار و یا به ستون فلزی جوش شده ‌است. ستون‌ها در فواصل قائم مناسب بوسیله‌ی تیر‌های بتنی یا فلزی به‌هم متصل شد‌ه‌اند. دیوار به وسیله‌ی پشت بند خرپایی درداخل خاک مهارشده و نیرو‌های فعال خاک وارد برسازه‌ی نگهبان توسط نیروی رانش مقاوم خاک، تحمل می‌شود. پشت بند‌های خرپایی در فواصل قائم مناسب توسط عناصر افقی و ضربدری به یکدیگر متصل می‌گردند تا از حرکت جانبی یا کمانش صفحه‌ای آن‌ها جلوگیری به عمل آید. 

شکل(1) سازه‌ی نگهبان و عناصر ساز‌های آن
 
1- شمع زیر ستون،

2- شمع تأمین کننده رانش مقاوم خاک، 

3- ستون خرپای پشت بند،

4- خرپای سازه‌ی نگهبان،

5- چاه آب یا فاضلاب ساختمان مجاور،

6- دیوار توکار،
 
7- دیوار مقاوم کننده ساختمان مجاور،

8- دیوار مرزی ساختمان مجاور،

9- شمع‌های انتقال نیروی سقف به کف،

10- عمق گودبرداری،

11-فاصله توقف گودبرداری،

12- عنصر ضربدری کاهش دهنده طول کمانش جانبی خرپا،

 
 
13- تکیه گاه تأمین کننده رانش مقاوم خاک،

14- عنصر کاهش دهنده‌ی طول کمانش جانبی خرپا،

15- دیواره‌ی گودبرداری،

16- چاه تعبییه شده جهت نصب ستون‌های پشت بند،

17- ساختمان مجاور

 
 
الف) پلان سازه نگهبان
 
ب) نمای سازه نگهبان
 


4- ساختمان‌های مصالح بنایی فاقد عناصر مناسب مقاوم در برابر زلزله

منظور از ساختمان‌های مصالح بنّایی در این مقاله، ساختمان‌هایی است که ‌ازمصالح سنگی یا آجری با ملات ماسه سیمان یا ملات دیگری ساخته شده و فاقد کلاف‌های افقی و قائم بوده و مصالح آجر و ملات استفاده شده درآن دارای مشخصات فنی مناسب نبوده، بعضاً دارای سقف دیافراگم صلب یکپارچه نیز نیست. علاوه برآن به دلیل قدمت زیاد، مصالح استفاده شده در آن دچار پوسیدگی، فرسایش و هوازدگی شده‌است. معمولاً اینگونه ساختمان‌ها دارای دیوارنسبی[3] مناسبی نبوده و ازشالوده منسجم وکافی نیز بهرمند نیستند. دراینگونه ساختمان‌ها سیستم فاضلاب بصورت چاه جذبی بوده و به صورت یک یا دو طبقه ساخته شد‌ه‌اند. دربرخی موارد بخشی از دیوار‌های مرزی این ساختمان‌ها با ساختمان‌های ساختگاه پروژه مشترک بوده و یا دارای ضخامت کم و یا بازشو‌های بزرگ می‌باشد. 

 

5- مسائل ایمنی کارگاه قبل از گودبرداری 

قبل از هرگونه گودبرداری مسائل ایمنی مربوط به تخریب یا گودبرداری ساختگاه پروژه و ساختمان‌های مجاور باید در زمان طراحی و اجرا به شرح مندرج دربند 5-1 و 5-5 مد نظر قرارگیرد. 

 

5-1- تأمین مسائل ایمنی درطرح سازه‌ی نگهبان

رعایت مسائل ایمنی در طراحی سازه‌ی نگهبان شامل در نظر گرفتن کلیه‌ی شرایط موجود، اعم از شرایط هندسی، بارگذاری و ژئوتکنیکی است. در تحلیل و طراحی سازه‌های نگهبان کلیه مفاد مطرح در آیین‌نامه‌های بارگذاری و طراحی سازه‌ی نگهبان [2و4] باید رعایت گردد. یک طرح مناسب دارای مرحله‌بندی ترتیب انجام عملیات تخریب،گودبرداری و اجرای سازه‌ی نگهبان است و توسط مهندس محاسب ذیصلاح که دارای تخصص ژئوتکنیک است انجام می‌پذیرد. در بند‌های ذیل این موارد به صورت مجزا پیشنهاد شده که درطراحی سازه‌ی نگهبان لازم است درنظرگرفته شود. 

5-1-1- طراحی جهت جلوگیری از فقدان پایداری کلی،

5-1-2- طراحی در برابر گسیختگی یکی از عناصر سازه‌ای مانند، دیوار، ستون، تیر، مهارت پشت بند، اعضای افقی کاهش دهنده‌ی طول کمانش جانبی پشت‌بند‌ها، شالوده‌ی تأمین‌کننده‌ی نیرو‌های رانش مقاوم و شالوده‌ی ستون‌ها. این طرح باید دربرگیرنده‌ی تهیه‌ی نقشه‌ی کلیه‌ی عناصر سازه‌ی نگهبان، تیپ‌های مختلف عناصر و اتصالات و مرحله‌بندی اجرای آن و تعیین پیش‌ساخته یا درجا بودن آن باشد. حتی‌المقدور قسمت عمده‌ی عناصر بصورت پیش ساخته‌ی طراحی شود تا کمترین عملیات اجرایی درمحل نصب صورت پذیرد،

5-1-3- طراحی و ارائه‌ی نقشه‌های اجرایی مرحله‌بندی شده تخریب، گودبرداری و اجرای سازه‌ی نگهبان،

5-1-4- طراحی دربرابر گسیختگی توأم درزمین و عناصر سازه‌ای،

5-1-5- طراحی برای جلوگیری از حرکات سازه‌ی نگهبان که ممکن است موجب فروریختن یا ایجاد تغییرات در شکل ظاهری یا تضعیف عملکرد سازه‌ای یا تأسیساتی ساختمان مجاور گردد،

5-1-6- طراحی برای مقابله با نشست غیرقابل قبول از پشت یا زیر دیوار،

5-1-7- طراحی برای جلوگیری از تغییر غیرقابل درجریان آب‌های زیرزمینی،

5-1-8- طراحی درمقابل گسیختگی براثرچرخش یا استفاده‌ی دیوار یا بخش‌هایی ازآن، 

5-1-9- طراحی برای مقابله با گسیختگی براثرعدم تعادل عمودی دیوار و نشست‌های ستون‌ها، یا حرکت تکیه‌گاه‌های ایجاد کننده‌ی نیروی رانش مقاوم خاک،

5-1-10- طراحی و ارائه‌ی نقشه‌های اجرایی مرحله‌بندی شده‌ی تخریب، گودبرداری و اجرای سازه‌ی نگهبان.

 

5-2- طراحی برای مقابله با مشکلات سازه‌ای موجود در ساختمان مجاور 

برای ساختمان مجاور حتی‌المقدور موارد ذیل طراحی و اجرا گردد. 

5-2-1- طراحی برای مقاوم‌سازی دیوار‌های مجاور گودبرداری، ایجاد دیوارکمکی جدید درسمت داخل ساختمان مجاور ویا درسمت بیرون آن و بصورت بخشی از سازه‌ی نگهبان با ارتفاع مورد نیاز ازتراز زمین طبیعی، 

5-2-2- طراحی برای مقابله با تمرکز تنش‌های ناشی از بارسقف وارد بر دیوار مجاور گودبرداری، ازطریق طراحی شمع در زیر سقف‌ها، به تعداد مورد نیاز و انتقال نیروی آن به کف زمین که ضروری است برای همة طبقات ساختمان مجاور انجام شود، 

5-2-3- طراحی برای ایجاد یکپارچگی مورد نیاز درسقف و دیوار ساختمان مجاور درمحدودة نزدیک گودبرداری که وسعت آن با توجه به عمق گودبرداری تعیین می‌گردد. این موضوع در شرایطی که سقف‌های مجاور گودبرداری دارای ابعاد بزرگتری هستند ضرورت بیشتری دارد.

5-2-4- طراحی درجهت جلوگیری از افزایش رطوبت موضعی در فواصل نزدیک مرز دیواره‌ی گودبرداری و انتقال آن به فواصل دورتر از آن، ازطریق جلوگیری تجمع رواناب ریزش‌های جوی، آبیاری باغچه و فضای سبز، ریزش آب و فاضلاب به درون چاه‌های مجاور گودبرداری و نشت سیستم‌های انتقال آب و فاضلاب، 

5-2-5- طراحی دربرابرتأثیر سربارسازه‌های مجاور، مصالح دپوشده، ماشین آلات، وسایل درحال تردد یا پارک شده 

5-2-7- طراحی دربرابر فشارآب هیدرواستاتیکی آب زیرزمینی و فشار آب حفره‌ای چاه‌های فاضلاب موجود، نفوذ روان‌آب ریزش‌های جوی، آبیاری باغچه و فضای سبز و ... که امکان انتقال آن به فواصل مناسب دورتر مرز گودبرداری نبوده است و تأثیرموضعی وکلی آن برروی عناصر مختلف سازه‌ی نگهبان. 

5-2-8- طراحی در برابر اثر پدیده‌های خاص ژئوتکنیکی مجاور گودبرداری از قبیل وجود گودال‌های قدیمی، خاک‌های دست‌ریز، چاه‌های قنوات و ...

8-2-6- طراحی در برابر پدیده‌ی یخبندان و ذوب یخ خاک‌های دیواره‌ی گودبرداری، خصوصاً در هنگام بارش برف و چند روز پس از آن که برف‌ها آب می‌شوند.

 

5-3- مسائل ایمنی مهم در طرح مرحله‌بندی گودبرداری

برای خاکبرداری لازم است طرح مرحله‌بندی مناسب با در نظر گرفتن کلیه‌ی مسائل ایمنی کار تهیه و به مورد اجرا گذاشته شود. یک طرح خوب باید به صورتی باشد که ایمنی کارگاه در هیچ مرحله‌ای تهدید نگردد. مراحل اجرای یک سازه‌ی نگهبان و برخی مسائل ایمنی مهم آن به صورت ذیل پیشنهاد می‌گردد.

مرحله‌ی 1- پرکردن کلیه‌ی چاههای فاضلاب مجاور گودبرداری درداخل ساختگاه با بتن مگر

مرحله‌ی 2- حفرچاههای اطراف زمین به منظور اجرای شمع: ایمنی کارگران در برابر ازسقوط اشیاء و افراد به داخل چاه، در برابرتخریب دیواره‌ی چاه درحین حفاری و بعد از آن، خصوصاً درمواقع افزایش رطوبت دیواره‌ی چاه و حفاری درتراز زیرآب زیرزمینی

مرحله‌ی 3- نصب ستون های پیش ساخته یا درجا دردرون چاه‌ها: ایمنی حمل، جابجایی و نصب. 

مرحله‌ی 4- بتن ریزی پی ستون دردرون چاه: مسائل ایمنی مرحله‌ی 2.

مرحله‌ی 5- پرکردن داخل چاهها برای ستونهای پیش ساخته: مسائل ایمنی مرحله‌ی 2.

مرحله‌ی 6- مقاوم سازی دیوار مرزی یا اجرای دیوار مناسب پشت ساختمان مجاور، در تراز زمین طبیعی (این دیوار جهت جلوگیری از دوران دیوار مجاور ساخته می‌شود و برروی تیرها یا شناژهای متصل به ستونها اجرا و به عنوان بخشی ازسازه‌ی نگهبان تلقی می‌گردد). ایمنی افراد در سقوط اجسام در موقع دیوارچینی.

مرحله‌ی 7- خاکبرداری بوسیله‌ی ماشین‌آلات تا فاصله‌ی توقف گودبرداری. ایمنی افراد در برابر خطر حفاری با شیب نامناسب دیواره، دربرابر خطر خاکبرداری محل چاهها ی موجود در ساختگاه، خطر سقوط افراد، اشیاء به داخل گود، خطر عدم رعایت فاصله‌ی توقف مناسب، خطر وجود چاه فاضلاب درفاصله‌ی توقف.

مرحله‌ی 8- پی کنی و اجرای تکیه‌گاه پشت‌بند در تراز کف گود برای ایجاد رانش مقاوم خاک: ایمنی کارگران در برابر خطر تخریب دیواره‌ی گود.

مرحله‌ی 9- نصب عضو مورب پشت بند: مسائل ایمنی مرحله‌ی 3.

مرحله‌ی 10 – خاکبرداری فاصله‌ی توقف به روش دستی تا عمق مطلوب (حدود 5/1 متر): ایمنی افراد در برابر خطر سقوط به داخل گود، خطر زه آب به داخل گود، خطر ناپایداری دیواره‌ی گود در اثر وجود چاه در فاصله‌ی توقف. 

مرحله‌ی 11- نصب تیرهای افقی در تراز بالایی فاصله‌ی توقف و اجرای دیوار بتنی: مسائل ایمنی مرحله‌ی 3.

مرحله‌ی 12- آرماتوربندی، قالب بندی و بتن ریزی دیوار سازه‌ی نگهبان: مسائل ایمنی مرحله‌ی 3.

مرحله‌ی 13- اجرای عناصر مورب و افقی درون صفحه‌ای پشت‌بند: مسائل ایمنی مرحله‌ی 3.

مرحله‌ی 14- اجرای مراحل 10 تا 13تا زمان اتمام کامل گودبرداری و نصب عناصر سازه‌ی پشت‌بند و دیوار توکار.

مرحله‌ی 15- نصب عناصر کاهنده طول کمانش جانبی خرپا

مرحله‌ی 16- آرماتور‌بندی، قالب‌بندی و بتن‌ریزی فونداسیون و ایجاد اتصال آن با پشت‌بند خرپایی.

مرحله‌ی 17- اجرای اسکلت سازه و سقف طبقه اول

مرحله 18- بریدن خرپای سازه نگهبان و ایجاد اتصال لازم بین آن و سقف سازه

مرحله‌ی 19- مراقبت از مسائل تهدید کننده‌ی پایداری دیواره‌ و ساختمان مجاور در تمام طول مدت گودبرداری وبعد از آن.

 

5-4- مسائل ایمنی ساختگاه پروژه قبل از گودبرداری

قبل ازانجام گودبرداری باید موارد مختلفی را درساختگاه بررسی کرد که ‌این بررسی‌ها به شرح ذیل است:

5-4-1- قبل از تخریب ساختمان ساختگاه پروژه چگونگی اتصال ساختمان‌های مجاور به ساختمان ساختگاه مورد بررسی قرارگرفته و دیوار‌های مشترک مرزی، مکان و نحوه‌ی ‌اتصال دیوار‌های مرزی به ‌هم، تیر‌ها یا سقف‌های مشترک دو ساختمان مجاور، وجود بازشو‌ها و نعل درگاه‌ها و لوله‌های دودکش یا داکت‌های تأسیساتی واقع دردیوار‌های مرزی، نوع مصالح آجر و ملات، فرسودگی، وجود ترک‌ها در دیوارساختمان مجاور، مورد شناسایی قرارگیرد. 

5-4-2- با ساخت سقف‌های ایمن با استفاده از داربست‌های فلزی که بر روی آن به کمک توری‌های مناسب پوشیده شده، قبل از تخریب ساختمان ساختگاه، ایمنی کافی را دربرابر سقوط احتمالی اجسام و مصالح برسقف، دیوار، حیاط و معابر مجاور ساختگاه ‌ایجاد نمود. 

5-4-3- قبل از انجام عملیات تخریب در ساختگاه پروژه، چاه‌های فاضلاب موجود درآن راشناسائی وآن‌ها رابا مواد مناسب پر نمود. چنانچه عمق این چاه‌ها بیش ازعمق گودبرداری ساختگاه باشد لازم است این چاه‌ها با مصالح بتن کم مایه یا بتن غوطه‌ای، حداقل تا 50 سانتی‌متر بالاتر از تراز کف گودبرداری پرگردد و سپس روی آن با مواد مناسب دیگر تا سطح زمین پر شود. محل این چاه‌ها باید درنقشه‌های نهایی سازه‌ی نگهبان ترسیم و به عنوان بخشی از شرایط مسأله در طراحی شرایط ایمنی گودبرداری لحاظ گردد. 

5-4-4- انتخاب روش تخریب باید با دقت انجام پذیرفته و عملیات تخریب ساختمان ساختگاه پروژه تحت نظارت مهندس ناظرانجام پذیرد. باید درانتخاب ابزارها و تجهیزات تخریب دقت لازم به عمل آید تا درهنگام تخریب برساختمان مجاور نیروهای دینامیکی و استاتیکی قائم یا جانبی وارد نگردد. خصوصاً لازم بذکراست دیوارهای هم مرز با ساختمان مجاور با روش‌ها و ابزار‌های بدون ضربه تخریب و برداشته شود. 

5-4-5- قبل ازانجام عملیات تخریب در ساختگاه ضرروی‌ است ‌انشعاب‌های تأسیسات مکانیکی و برقی موجود درآن با کسب مجوز از مراجع ذیربط و با نظارت کارشناس فنی مربوطه قطع گردد. 

5-4-6- عوامل فنی مسئول در پروژه خصوصاً مهندس مجری و مهندس ناظر نسبت به مراحل مختلف گودبرداری و چگونگی ساخت عناصر پیش ساخته و درجا کاملاً توجیه گردیده و هماهنگی لازم بین مهندسین مجری، ناظر و مهندس طراح برای مقابله با مسائل پیش بینی شده و پیش بینی نشده به عمل آید. 

 

5-5- مسائل ایمنی ساختمان‌های مجاور قبل ازگودبرداری

قبل از انجام گودبرداری باید موارد ذیل با ایجاد هماهنگی لازم با مالکین یا ساکنین ساختمان‌های مجاور بررسی و انجام پذیرد. 

5-5-1- هشدار‌های کافی درخصوص خطرات ناشی ازتخریب به ساکنین ساختمان‌های مجاور داده شود و تمهیدات لازم درخصوص عدم سکونت درفواصل نزدیک مرزگودبرداری را بر‌ایشان فراهم نمود. حتی المقدور مکان دیگری را برای سکونت ساکنین ساختمان‌های مجاور پیش بینی و آنجا راخالی ازسکنه نمود. همچنین لوازم و وسایل ارزشمند و سنگین را تخلیه یا به قسمت‌های دیگرساختمان که فاصله‌ی کافی ازمرز گودبرداری دارد منتقل گردد.

5-5-2-باکسب مجوز ازمراجع ذیربط تابلو‌های هشداردهنده‌ی لازم برای عدم عبور عابرین و عدم پارک یا عبور خودرو در اطراف محوطه‌ی گودبرداری را درمکان‌های مناسب نصب کرد. حصار کشی مناسب سبک وزن در اطراف دیواره‌ی گودبرداری در فواصل مناسب ایجاد شود و حتی‌المقدور دیوارهای سنگین اطراف گود را قبل از گودبرداری تخریب کرد. 

5-5-4- درساختمان‌های مجاور بررسی‌های لازم درخصوص احتمال نشست، ایجاد ترک، حرکت دیوار‌های مرزی تغییرشکل‌ها چارچوب در‌ها و پنجره‌ها و یا ریزش سقف به عمل آید و در صورت نیاز دیوار‌های جدید از سمت داخل ساختمان درکناردیوار مرزی، مقاوم‌سازی دیوار از طریق اجرای دیوار بتن مسلح و پلاستر سیمانی، اجرای دیوار پرکننده در بازشو‌های دیوار مرزی، بندکشی دیوار‌های مرزی و نصب شمع‌های مناسب بر زیرتیر‌های سقف درمکان‌های مناسب در داخل ساختمان مجاور به اجرا در آید. 

5-5-4- قبل ازانجام گودبرداری باید حتی‌المقدورکلیه‌ی چاه‌های فاضلاب واقع درساختمان‌های مجاور شناسایی گردد. چنانچه فاصله‌ی چاه‌های موجود از مرز گودبرداری کمترازعمق نهایی گودبرداری است و تراز آب چاه‌ها بالاتر از تراز نهایی کف گودبرداری است، نسبت به تخلیه‌ی چاه و جلوگیری از ریختن مجدد آب به درون آن‌ها اقدام نمود. چاه‌های فاضلاب واقع دراین فاصله باید با مصالح مناسب پر و در فاصله‌ی دورتر چاه‌های جدید حفر و مسیر لوله‌های فاضلاب منتهی به چاه‌های پر شده مسدود و سیستم جدید انتقال فاضلاب اجرا و فاضلاب به چاه‌های جدید منتقل شود. 

5-5-5- باغچه‌های ساختمان مجاور شناسایی و راهکار مناسب برای جلوگیری از آبیاری غرقابی آن‌ها پیدا گردد. 

5-5-6- کانال‌ها، جداول، آبرو‌ها و تأسیسات انتقال آب و فاضلاب کنارمعابر مجاور گودبرداری شناسایی و چنانچه احتمال زه آب به درون دیوار گودبرداری وجودداری، با ایجاد عایق مناسب آب‌بند گردند. 

5-5-7- مسیر عبورکلیه‌ی شریان‌های حیاتی ازقبیل خط گاز، آب، برق فشارقوی یا ضعیف، تلفن، فیبر نوری و اینترنت و... و مسیرعبور آن درمعابر مجاور گودبرداری با استعلام ازمراجع ذیربط، شناسایی و چنانچه‌ از مجاور مرز گودبرداری عبور می‌نمایند احتیاط‌های ایمنی مضاعفی را پیش‌بینی نمود. 

5-5-8- قبل ازهرگونه تخریب و گودبرداری، ساختمان‌های مجاور را دربرابر خطرات مالی و جانی و مسئولیت مدنی و شخص ثالث و. . . بیمه نمود. 

 

6- مسائل ایمنی کارگاه درحین گودبرداری

در هنگام گودبرداری باید موارد ایمنی ذیل به مورد اجرا در آید:

6-1- تخریب وگودبرداری تحت نظارت مهندس ناظر یا دستگاه نظارت، توسط مهندس مجری ذیصلاح صورت پذیرد. 

6-2- بطور روزانه آمارکارگران کارگاه به صورت دقیق با کلیه‌ی مشخصات سجلی، آدرس و تلفن تماس دردفاتر مخصوص ثبت گردد. 

6-3- درهمه‌ی حال شخصی جهت بررسی وضعیت ایمنی موجود و مراقبت دائم از دیواره‌ی گودبرداری و اعلام هشدار به کارگران جهت فرار از خطر، پناه گرفتن و یا هرگونه عکس‌العمل مورد نیاز گمارده شود. حتی المقدور درکارگا‌ه سیستم آژیر مناسبی جهت اعلام خطر و هشدار به کارگران و ساکنین ساختمان‌های مجاور نصب گردد. 

6-4- گودبرداری به صورت مرحله‌ای به شکلی که درنقشه‌های اجرایی آمده با استفاد‌ه از ماشین‌آلات یا روش دستی انجام پذیرد. هیچگاه خاک‌های محل گودبرداری به یکباره و با استفاد‌ه از ماشین‌آلات برداشته نشود. جهت گودبرداری می‌توان طبق شکل(1) ابتدا قسمتی از خاک تا فاصله‌ی توقف مناسب به وسیله‌ی ماشین‌آلات و سپس خاک‌های فاصله‌ی توقف گودبرداری به روش دستی برداشته شود. دراینگونه موارد قبل از گودبرداری با ماشین آلات چاه‌ها یا گودال‌های احتمالی یا خاک دست‌ریز موجود در ناحیه‌ی توقف گودبرداری باید به خوبی شناسایی و به وسیله‌ی بتن مگر پر شود. وجود چاه فاضلاب درفاصله‌ی توقف گودبرای یکی از عوامل فوق العاده خطرناک درریزش دیواره‌ی گود و آسیب رساندن به ساختمان مجاور می‌باشد. عرض فاصله‌ی توقف و شیب دیواره‌ی آن به عوامل متعددی از قبیل نوع خاک ساختگاه، عمق‌گودبرداری، سطح آب زیرزمینی، نوع و تعداد طبقات ساختمان مجاور و وضعیت دیوار مرزی و وجود یا عدم وجود شناژ‌های افقی و قائم در آن و مدت زمان عملیات گودبرداری و اجرای سازه‌ی نگهبان بستگی دارد. درهرحال فاصله‌ی توقف گودبرداری نباید کمتراز یک سوم عمق گودبرداری و شیب دیواره‌ی آن نباید بیشتر از چهار به یک اختیار گردد. 

6-5- درحین گودبرداری باید روش‌های مرحله‌ای طراحی شده عیناً اجرا گردد درهیچ مرحله‌ای ازگودبرداری و اجرای سازه‌ی نگهبان نباید دیواره‌ی گودبرداری برای مدت زمان طولانی ر‌ها گردد و سرعت پی‌درپی مراحل انجام کار باید حفظ گردد. 

6-6- درهنگام گودبرداری و نصب سازه و پس از آن باید بطور مداوم ساختمان‌های مجاور و معابر اطراف مورد بازرسی قرارگیرد. ایجاد ترک یا افزایش ابعاد آن در دیواره، سقف و کف ساختمان‌های مجاور و معابر اطراف و تحت فشار قرارگرفتن یا ر‌هایی از پیش‌فشار‌های درب‌‌ها و چهارچوب‌ها، شکستن یا ترک برداشتن شیشه‌ها، نشست یا تورم خاک، موزاییک یا کف‌پوش روی زمین، دیوار یا سقف، ایجاد صدا‌های شکستگی عناصر سازه‌ای و غیرساز‌ه‌ای ساختمان مجاور گودبرداری ممکن است به دلیل حرکت زمین باشد. درچنین مواردی باید مسأله به فوریت مورد بررسی قرارگیرد. ضعف عناصری از سازه‌ی نگهبان که می‌تواند در بروز این مسأله مؤثر باشد را شناسایی و نسبت به تقویت سازه‌ی نگهبان ازطریق تقویت آن عناصر یا اضافه نمودن عناصرجدید اقدام نمود. 

6-7- چنانچه رنگ خاک بخشی از دیواره‌ی گودبرداری تیره‌تراز رنگ بقیه‌ی خاک ساختگاه باشد، می‌تواند نشان دهنده‌ی وجود حفره‌ها یا چاه‌های فاضلاب درحوالی مرز گودبرداری باشد و احتمال ایجاد عدم پایداری درآن نواحی بیشتر خواهد بود. لذا بسته به نوع پدیده‌ی مشاهده شده باید راهکار‌های پایدارسازی تکمیلی برای آن ناحیه درنظر گرفت. 

6-8- چنانچه درطول مدت زمان گودبرداری یا پس از آن درصد رطوبت قسمتی از دیواره‌ی گود افزایش یابد یا آب از بخشی از دیوار به داخل گود زه نماید، نشان دهنده‌ی وجود منبعی است که عامل ایجاد این رطوبت بوده است. احتمالاً وجود چاه‌های جذبی، نشت آب از شبکه‌ی آب یا فاضلاب، وجود باغچه‌های درحال آبیاری، یا عبور آب‌های زیرزمینی از میان لایه‌های درشت‌دانه بوده به نحوی به منبع آب مرتبط است. دراین صورت احتمال کاهش پایداری دیواره‌ی گود زیاد است و باید راهکار‌های مناسب درحذف منبع ایجاد رطوبت به کاررود و افزایش فوری ظرفیت سازه‌ی نگهبان بطور موضعی درهمان ناحیه در دستورکار قرارگیرد. 

6-9- چنانچه درهنگام نصب سازه‌ی نگهبان یا پس از آن یکی ازعناصر سازه‌ای مانند یک دیوار، مهارت پشت بند، تیر، ستون، شالوده‌ی ستون‌ها یا شالوده‌ی تأمین کننده‌ی نیرو‌های فشارمقاوم و یا عناصرافقی کاهش دهندة طول کمانش جانبی پشت بند‌ها به حالت حدی، کمانش یا گسیختگی خود برسد، نشان دهند‌ه‌ی اعمال نیرو‌های بیش از ظرفیت سازه‌ی نگهبان است، دراین موارد باید سریعاً مسأله را بررسی و تقویت سازه‌ی نگهبان به مورد اجرا قرارگیرد. 

6-10- هنگامیکه گودبرداری و ساخت سازه‌ی نگهبان در تراز زیرسطح آب زیرزمینی مدنظر است باید روش‌های گودبرداری و ساخت سازه‌ی نگهبان را متناسب با وضعیت و با درنظرگرفتن روش‌های زهکشی و پایین انداختن تراز آب، شمع کوبی، سپرکوبی و. . . اقدام نمود. حتی‌المقدور باید از روش‌های اجرای دیواردرجا درچنین مواردی صرف نظر نمود. دراینگونه موارد سریعاً افراد ساکن درساختمان‌ها باید ساختمان را تخلیه و دراولین فرصت با درنظرگرفتن کلیه‌ی جوانب احتیاط لوازم ارزشمند و اثاثیه‌ی سنگین از نقاط نزدیک به مرزگودبرداری دور گردد. 

6-11- از استقرار اتاقک، کانکس، محل سکونت یا استراحت نگهبان یا کارگران ویا انبار مصالح در مجاور گودبرداری اجتناب و برای این موارد مکانی که دارای فاصله‌ی مناسب از مرز گودبرداری است، در نظر گرفته شود.

6-12- سیستم روشنایی کامل برای مکان گودبرداری ساختگاه تأمین شود و در شب کلیه‌ی قسمتهای کارگاه با نور کافی روشن گردد، به نحوی که خرابی احتمالی هر قسمت از سازه‌ی نگهبان یا دیواره‌ی گودبرداری را بتوان از بیرون گود، بخوبی مشاهده نمود.

16-13- یک خودرو مجهز به لوازم کمک‌های اولیه در محل پروژه آماده باشد تا بتوان در صورت بروز صانحه نسبت به مداوای مصدومین یا انتقال آنان به مراکز درمانی اقدام نمود.

6-13- حتی‌الامکان در زمان شب‌ و هنگام بارندگی از خاکبرداری در مجاور مرز گودبرداری خودداری گردد. در صورتی که خاکبرداری در چنین مواردی الزام است، خاکبرداری در حضور و نظارت مهندس ناظر انجام گیرد.

6-14- عملیات جوشکاری، ساخت و نصب سازه‌ی نگهبان توسط کارگران دارای مهارت فنی مناسب انجام پذیرد. همواره حتی پس از اتمام اجرای سازه‌ی نگهبان، تعدادی کارگر دارای مهارت فنی آماده‌ی کار و مجهز به کلیه تجهیزات مورد نیاز جهت نصب یا تقویت عناصر سازه‌ی نگهبان در دسترس باشند.

6-15- در مواقع بارندگی چنانچه بخشی از دیواره‌ی گود در معرض بارندگی قرار داشته و دیوار توکار سازه‌ی نگهبان در آن قسمت تکمیل نشده باشد، ضروری‌است با پوشش آب‌بند پلاستیکی مناسب تا کف گود تا قسمتی که از نفوذ آب به دیوار و پای آن جلوگیری نماید، پوشانده شود.

 

7- مراجع 

1- مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان، "پی و پی‌سازی"، دفتر تدوین وترویج مقررات ملی ساختمان

2- مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان، "پی و پی‌سازی"(پیش‌نویس تجدید نظر دوم)، دفتر تدوین وترویج مقررات ملی ساختمان، اسفند 1383

3- مبحث هشتم مقررات ملی ساختمان، "طرح و اجرای ساختمان‌های با مصالح بنایی"، دفتر تدوین و ترویج مقررات ملی ساختمان،1384

دیوار برشی

قاب مهار بندی شده (یعنی ساختمان مرکب از قاب ودیوار برشی) برای ساختمان های تقریبا بیش از 40 طبقه پر بازده و موثر نمی باشد زیرا برای اینکه مهار بندی به قدر کافی سخت و قوی باشد مقادیر زیادی مصالح لازم می گردد. باز ده یا کار آیی سازه ساختمان را ممکن است با استفاده ازخرپاهای کمر بندی افقی که قاب را به هسته می بندند تا حدود 30در صد افزایش داد. 
خرپاها به هسته بطور صلب متصل می باشند و به ستون های خارجی بطور ساده اتصال دارند. هنگامی که هسته برشی سعی بر خم شدن دارد، خرپاهای کمر بندی مانند بازو های اهرم عمل می نمایند و در ستون های پیرامونی مستقیماً تنش های محوری ایجاد می کنند. این ستون ها به نوبه خود در مقابل تغییر شکل هسته مقاومت می نمایند، به عبارت دیگر در هسته کاملا برش های افقی ایجاد می شود و خرپا های کمر بندی برش قائم را از هسته به قاب نما انتقال می دهند. بنابراین با به کار بردن این خرپاهای کمربندی ساختمان بطور یکپارچه و خیلی شبیه به یک لوله ی طره شده عمل می کند. ساختمان می تواند یک یا چند خرپای کمربندی داشته باشد. هر چقدر که خرپاهای بیشتری به کار برده شود رفتار یک پارچه هسته و ستون های نما بهتر تأمین می گردد. این خرپاها را می توان در داخل ساختمان در محل هایی قرار داد که مهار بندی مورب (قطری) مانعی در وظیفه ساختمان ایجاد نکند (برای مثال در طبقات مکانیکی) . قاعده سازه ای استفاده از خرپاهای کمر بندی در بالا و وسط ساختمان به نظر می رسد که برای ساختمان های تا حدود 60 طبقه اقتصادی باشد. خرپاهای کمر بندی را می توان یا با اتصالات مفصلی و یا با اتصالات صلب به ستون های پیرامونی متصل کرد. اگر خرپاها به ستون ها بطور پیوسته متصل باشند، تمام سیستم بصورت واحد عمل می کند و در نتیجه فقط درصد کمی از ظرفیت تحمل لنگر هسته مورد استفاده قرار می گیرد زیرا دیوارهای هسته نسبتاً نزدیک تار خنثی مقطع ساختمان قرار دارند. این نکته در دیاگرام تنش سیستم صلب در آن توزیع تنش ها پیوسته می باشد مشاهده می گردد. ازطرف دیگر بازوهای ارتجاعی که از هسته طره شده و به ستون های پیرامونی مفصل می گردند ظرفیت تحمل لنگر هسته را به نحو بهتری قابل استفاده می سازند و از ستون های خارجی نیز مانند سیستم صلب استفاده می شود. با این حال چون اتصالات مفصلی فقط برش را انتقال می دهند و هیچ لنگر خمشی در ستون ها ایجاد نمی کنند ظرفیت بار محوری ستون ها افزایش می یابد. موقعی که قاب به هسته سازه مفصل شده باشد، هسته مانند یک تیر طره ای عمل می نماید و بالای آن به آزادی دوران می کند.در این حالت قاب دوران خیلی کمی را تحمل می نماید. اما اگر قاب بوسیله یک خرپای کمربندی به هسته بسته شده باشد هرگونه دورانی در بالای سیستم جلوگیری می شود زیرا ستون های پیرامونی با ایجاد نیروهای قائم (نیروهای محوری در ستون ها) خرپای کمر بندی را مهار می کنند. گیرداری جزیی که در بالای سیستم ایجاد می شود در منحنی لنگر منعکس گردیده است. این سیستم دیگر مانند یک تیر طره ای خالص عمل نمی کند زیرا هم در بالا و هم در پایین گیردار می باشد. منحنی تغییر شکل حاصله به صورت بک s کشید با لنگر خمشی برابر صفر در نقطه عطف می باشد. با افزودن خرپاهای کمر بندی اضافی در طبقات میانی ساختمان مقاومت و سختی سیستم افزایش بیشتری پیدا می کند. در هر طبقه خر پا دار از دوران سیستم ممانعت به عمل می آید. گیرداری ایجاد شده در این طبقات منحنی لنگررا به عقب می کشد.در اثر انتقال بیشتر نیروهای جانبی به نیروهای محوری، لنگر خمشی در پای ساختمان به مقدار زیادتری کاهش می یابد و از نوسان (یا تغییر شکل) جانبی ساختمان به مقدار بیشتری کاسته می شود.

نحوه اجرای سدهای مخزنی به روش بتن غلتکی

نحوه اجرای سدهای مخزنی به روش بتن غلتکی RCC 
38 درصد از کل سدهائی که تا سال 1950 به ارتفاع 50 فوت (15 متر) و بیشتر احداث گردید (بدون درنظر گرفتن سدهائی که در چین ساخته شد) بتنی بوده است. از سال 1951 تا 1977 نسبت سدهای بتنی ساخته شده به حدود 25 درصد رسید. این تقلیل طی سالهای 1978 تا 1982 ادامه داشت و نسبت سدهای بتنی به 5/16 درصد رسید اما این کاهش در محبوبیت سدهای بتنی مقارن با زمانی بود که استفاده از سدهای بتنی در دره های تنگ رو به افزایش بود. بنابراین کاهش سدهای بتنی مربوط به دره های عریض می شد که به جای سدهای بتنی وزنی، سدهای خاکی و سنگریزه ای احداث گردید که ارزانتر و بیشتر قابل توجیه بودند دلیل این امر بازده خیلی بالی ماشین آلات، تجهیزات و روش ساخت در این نوع سدها بوده است. 
کاهش تعداد سدهای بتنی باعث تشکیل دو گردهمایی مهم توسط دست اندرکاران سدسازی در آسیا در ایالت کالیفرنیای آمیرکا شد. گردهمایی اول تحت عنوان ساخت سریع سدهای بتنی در سال 1970 و گردهمایی دوم در سال 1972 بنام ساخت اقتصادی سدهای بتنی برگزاری گردید. اقدام مشابهی در ژاپن باعث تشکیل کمیته ای تحت عنوان کمیته ساخت منطقی سدهای بتنی در سال 1974 توسط وزارت عمران شد. 
در خلال این زمان هر چند هزینه ساخت سدهای خاکی نسبت به سدهای بتنی در حال کاهش بود ولی از طرف دیگری تجارب نشان دادند که سدهای خاکی ایمنی کمتری نسبت به سدهای بتنی داشته و دارند، سوابق نشان می دهد که از سال 1928 به بعد از سدهای بتنی به ارتفاع بیش از 15 متر فقط سدی 62 متری کالیفرنیا بخاطر نقص پی و سدهالپاست فرانسه به ارتفاع 61 متر در اثر لغزش تکیه گاه آن ویران شدند. در حالیکه آمار موجود نشان داده که صدها سد خاکی با اندازه های مختلف طی 60 سال گذشته تخریب شده اند. دلیل اصلی تخریب سد خاکی روگذری و فرسایش درونی خاکریز می باشد. 
با توجه به آسیب پذیری سدهای خاکی، متخصصین در گردهمایی آسلیمار (Asiolmar) و دیگر محققین به دنبال نوع جدیدی از مصالح برای سدسازی بودند که ایمنی سد بتنی و سرعت اجرای سد خاکی را تواماً دارا باشد. تا اینکه در اوایل سال 1960 و 1970 ابتکار جدید احداث سد بتنی غلتکی مطرح شد. در سالهای 1960 چند پروژه با اندیشه ترکیب مزایای سدهای بتنی و خاکی طراحی شدند این سدهای مخلوط نتیجه مطالعات و نوآوری های مهندسین سازه و ژئوتکنیک بودند، متاسفانه بعلت تخصصی بودن هر یک از این دو رشته، ارتباط محدودی بین پیشگامان اولیه برقرار بوده بر این اساس متخصصین هر یک از این دو رشته آگاهی محدودی نسبت به تلاشهای اولیه یکدیگر داشتند. 
سدهای بتن غلتکی (آر، سی، سی) بعنوان نوع جدیدی از سد طی سالهای 1980 مطرح شد. این نوع سدها با توجه به هزینه کم که قسمتی از آن ساخت سریع آنها ناشی در زمان نسبتا کوتاهی در سراسر دنیا مورد قبول واقع شده و پیشرفت ناگهانی قابل توجهی را در امر طراحی و ساخت بوجود آورند کاربرد این در سالهای 1990 و بعد از آن مطرح گردید: این سد با هزینه کمتر و ایمنی نظیر سدهای بتنی کلاسیک می باشد بتن غلطکی بیش از آنکه یک نوع مصالح جدید باشد روشی جدید برای اجراست. بتنی غلتکی با خاک سیمانته شده که با روشهای مشابه اجرا می شود. 
بعلت آنکه شامل سنگدانه های بزرگتر از 4،3 اینچ (19 میلی متر) بعنوان درشت ترین سنگدانه بوده و خواص مشابه با بتن معمولی داراست. متفاوت می باشد. در خاک سیمانته عموما ماسه مصرف شده با مقاومت پائین تر نسبت به بتن غلتکی حاصل می شود در حال حاضر سه نوع سد (پای پل، جگین، زیروان) از اینگونه سدها در کشور در مرحله اجرا قرار دارد و سدهای دیگری نیز در مرحله اجرا قرار دارد. 
هدف از تشکیل این کارگاه آمزوشی توجه به یکی از روشهای جدید سد سازی بمنظور صرفه جوئی در هزینه ساخت سدها و آشنائی با مسائل مختلف در این ارتباط می باشد. 
در فرهنگ اصطلاحات بتن و سیمان انجمن بتن آمریکا (90- R 116 ACI)، بتن غلتکی بدین ترتیب تعریف می شود: بتن متراکم شده با غلتک، بتنی که با حرکت بر روی آن در حالت سخت نشده، متراکم می شود. در ادبیات فنی با نام رول کریت نیز از آن نامبرده می شود. این روش، امروزه اغلب تحت عنوان بتن غلتکی یا به صورت خلاصه Rcc به کار برده می شود. 
بتن غلتکی سخت شده، در اصل دارای همان خصوصیات بتن های معمولی که به صورت درجا ریخته شده و به عمل می آیند، می باشد و محصول نهایی به زبان ساده «بتن» تلقی می شود. 
خاصیت روانی و پلاستیکی بتن غلتکی در حالت تر، اساسا متفاوت با خواص پلاستیکی بتن درجا ریز معمولی می باشد. اسلامپ بتن غلتکی باید در حد صفر باشد تا قادر به تحمل وزن غلتک متراکم کننده باشد. ماشین آلات مورد استفاده جهت حمل و نقل، بارگیری .و تراکم بتن Rcc شامل ماشین آلاتی با ظرفیت زیاد می باشند که در کارهای خاکی حجیم، نظیر سد سازی و راهسازی به کار می روند. به طور کلی در ساختن بتن غلتکی میزان عملیات دستی (غیر ماشینی) مورد نیاز در مقایسه با عملیات ساخت بتن های معمولی کمتر است.

نقش افزودنی های بتن در مقاوم سازی سازه ها

 

اگر نخواهیم با مقاوم سازی بدینگونه که امروزه در کشورمان رایج شده برخورد کنیم،پروسه مقاوم سازی شامل دو مرحله می باشد:
مقاوم ساختن
مقاوم سازی
مقاوم ساختن: به این معنی است که قبل ازساخت(مراحل مطالعه و طراحی)، در هنگام اجرا و همچنین پس از ساخت سازه (مراحل مراقبت و مونیتورینگ)، تمام دست اندر کاران پروژه طبق استانداردهای موجود و معتبر عمل کنند. بعنوان مثال کیفیت مواد و مصالح بکار رفته در پروژه مورد نظر دارای کیفیت مطلوب و استاندارد باشند.
و اما مقاوم سازی کردن به این معنی است که: چنانچه پس از ساخت و در مرحله مونیتورینگ بخصوص در برابر حوادثی که باید در هنگام طراحی و اجرا در نظر گرفته می شد(مانند زلزله مورد انتظار در منطقه مورد نظر) سازه عملکرد مطلوبی از خود نشان نداده و از حداکثر تغییر شکل های مجاز در استاندارد تجاوز نماید، آنگاه عملیات تقویت سازه ضروری خواهد بود.
در اینجا در مورد روش های و اینکه مقاوم ساختن بهتر است یا مقاوم سازی کردن!!! صحبتی نخواهیم کرد بلکه می خواهیم به این موضوع بپردازیم که در مقوله مذکور،بخصوص مورد دوم که تقریبا رایج ترین بحث صنعت ساختمان در کشور است، سهم مواد افزودنی چقدراست؟ و اینکه اصولا آیا مواد افزودنی هیچ نقشی در ساختمان می توانند داشته باشند؟ و اگر دارند آیا می توانند در مقابل این سوال همیشگی پیمانکاران یعنی صرفه اقتصادی توجیهی داشته باشد یا خیر؟
براستی مهندسین فعال در پروژه های عمرانی و همچنین مسئولین شرکتهای ساخت بتن(بتن آماده) توجه دارند که در حال حاضر سازه ها باید مقاوم سازی شوند نه عیار بالا سازی؟در واقع شاید بهتر باشد قانون برای مقاومت بالا،عیار سیمان بیشتر را به صورت برای مقاومت بالاتر، طرح اختلاط خوب تغییر داد.با توجه به اهمیت بحث، ابتدا استفاده از مواد افزودنی را در مقاوم سازی کردن بررسی کرده و سپس مختصری به نقش آنها در مقاوم ساختن سازه ها هم اشاره خواهیم کرد.
بطور عمده مقاوم سازی کردن یا به اختصار مقاوم سازی سازه ها به سه طریق صورت می گیرد:
کاهش بارهای وارده برسازه
وصله کردن یا به عبارتی تقویت اعضای موجود
اضافه کردن یک تعداد اعضای جدید.
در اینجا لازم است به این نکته اشاره گردد که در بحث حاضر مواد افزودنی روان کننده و فوق روان کننده مورد بررسی قرار خواهند گرفت.
مواد افزودنی روان کننده و فوق روان کننده در کاهش بارهای وارده بر سازه بطور مستقیم نمی توانند نقشی داشته باشند اما بطور غیر مستقیم می توانند بدین شکل عمل کنند. چنانچه سازه با بتن بدون مواد افزودنی (بتن ساده) ساخته شود، چون مقاومت آن از بتن با ماده افزودنی (بتن مجهز)کمتر خواهد بود، لذا اندازه اعضای سازه بیشتر و بار وارده بر سازه زیادتر خواهد بود. به عبارت دیگر ساختن بتن با مقاومت بالا در شرایط یکسان با مواد افزودنی راحت تر است. کما اینکه در بسیاری موارد بخصوص هنگامیکه درصد آب به سیمان از یک مقدار اجرایی کمتر می شود، ساختن بتن اصولا غیر ممکن است. در صورتیکه با استفاده از مواد افزودنی این امر امکان پذیر می باشد.
اما نقش مواد افزودنی در روش های دوم و سوم مقاوم سازی سازه معقول تر و بطور مشهود تری قابل بررسی است. معمولا در هنگام مقاوم سازی به روش تقویت اعضای موجود، مطلوب است که از مصالحی با کیفیت بالاتر و بهتر از مصالح بکار رفته در سازه استفاده می شود که در مورد بتن، اغلب بتن با مقاومت بالا و یا بتن چگال تر مد نظر است. برای ساخت بتن با مقاومت بالا مهمترین کار، کاهش مقدار نسبت آب به سیمان تا حداقل مقدار ممکن است، اما این کار مشکلات اجرایی را در بر خواهد داشت بطوریکه یک درصد مشخص آب به سیمان اجرایی تعریف می شود(5/0 الی 55/0). مواد افزودنی حتی در نسبت های آب به سیمان کمتر از عددی که اجرایی نامیده می شود می توانند به گونه ای بتن را مجهز کنند که مشکلات اجرایی را مرتفع نمایند.
در روش سوم مقاوم سازی همانند روش قبل معمولا مطلوب این است که اعضای اضافه شده بهتر از اعضای موجود باشند لذا دوباره همانند آنچه در بالا توضیح داده شد می توان یک سازه بتنی با مقاومت بالا را اجرا کرد.
روش های مذکور به عبارتی روش های درمان سازه بیمار هستند اما همواره پیشگیری بر درمان مقدم است بعبارت دیگر بجای مقاوم سازی بعد از ساخت که بخصوص در اکثر موارد روش های اجرای خاص را می طلبد،بهتر است سازه در هنگام طراحی و ساخت، مقاوم و مجهز ساخته شود. در مورد یک سازه و یا عضو بتنی مقاومت بتن مهمترین خصوصیت آن است که تقریبا اکثر خواص دیگر بتن را می توان با آن سنجید. بنابراین بطور کلی و در اکثر موارد و نه همیشه ساخت یک بتن خوب به معنای ساخت بتن با مقاومت فشاری مطلوب است. و همانطور که اشاره شد چنانچه ماده افزودنی در بتن استفاده گردد نگرانی دست یافتن به مقاومت مورد نظر کمتر خواهد بود.
بد نیست پس از اینکه فواید مواد افزودنی روان کننده و فوق روان کننده و همچنین مزایای استفاده از بتن مجهز بررسی شد، سوالاتی را هم که در ذهن اکثر مهندسان عمران همواره وجود دارد پاسخ داده شود. به عبارت بهتر ذهنیت موجود در صنعت ساختمان نسبت به مواد افزودنی منفی بوده و یا حداقل مثبت نیست.
اولین سوال صرفه اقتصادی است. 
با این ذهنیت که اگر از مواد افزودنی استفاده کنم هزینه هر متر مکعب بتن بالا خواهد رفت. این قضیه در اکثر موارد درست نیست.بخصوص اگر در یک ساختمان بررسی شود، برای استفاده از بتن مجهز به دو صورت می توان عمل کرد:
اول اینکه استفاده از مواد افزودنی در اسلامپ ثابت باعث کاهش آب می شود، از طرفی با توجه به اینکه مقاومت بتن به نسبت آب که به سیمان بستگی دارد لذا می توان مقدار سیمان را به اندازه ای کم کرد که نسبت قبلی ثابت بماند و با استفاده از مواد افزودنی یک بتن مهربانتر ساخت که با توجه به نوع بتن و کاهش سیمان می تواند حتی باعث کاهش قیمت تمام شده بتن شود. البته با توجه به وضعیت فعلی بازار سیمان، کاهش مصرف سیمان هم می تواند یک امتیاز مثبت باشد. 
دوم اینکه اکثرا در هنگام طراحی اعضای بتنی مقاومت آن به اندازه ای در نظر گرفته می شود که به راحتی می توان مقاومتی بالاتر از آنرا با ماده افزودنی گرفت. در نگاه اول هزینه اجرای سازه به علت اضافه شدن ماده افزودنی و تبدیل بتن ساده به بتن مجهز، بیشتر شده و به صورت ظاهری نا مطلوب می نماید، در صورتی که کاهش هزینه کلی اجرای سازه به علت کاهش اندازه مقاطع اعضای سازه و در نتیجه کاهش بار مرده ساختمان اصلا در نظر گرفته نمی شود.
علاوه بر دو مورد بالا شعار کاهش مصرف سیمان را نیز همگی شنیده اند!!!
پس از اینکه به این نتیجه رسیدیم که : شاید هم مواد افزودنی بد نباشد، حتما بد نیست، شاید خوب باشد،حتما خوب است و یا حتما باید استفاده شود،همانند هر کالای دیگری استفاده از نوع مناسب ماده روان کننده یا فوق روان کننده در اینجا نیز مطرح خواهد بود.
اما چرا تولید نسل های پی در پی مواد فوق روان کننده احساس شد؟ در جواب سوال می توان این گونه بیان کرد، که بتن یک موجود زنده است. لذا این موجود زنده در شرایط، مکان های مختلف و با مصالح مختلف رفتار متفاوتی از خود نشان می دهد.
بنابراین نسل اول مواد افزودنی در بسیاری مورد نتوانست باعث افزایش اسلامپ بتن تا حد مطلوب شود، حتی وقتی که حداکثر مقدار دوزاج کمتر از نسل اول، بتن قوی مذکور را تکان دهد ولی نسل دوم هم در برخی موارد نتوانست مقدار آب بتن را تا جایی که مطلوب بود، کاهش دهد. لذا نسل سوم فوق روان کننده ها بر پایه پلی نفتالین به بازار آمد. این مواد با دوزاج تقریبی یک درصد وزن سیمان، بتنی را که اسلامپ آن حدود صفر باشد به سانتی متر و با دوزاج 5/1 درصد به حدود اسلامپ بتن 
می رساند. البته وقتی که مقصود، اسلامپ ثابت و کاهش آب بتن باشد، مقاومت را در بتن مذکور تا 110 کیلوگرم بر سانتی متر مربع نسبت بتن شاهد افزایش خواهد داد. نسل چهارم فوق روان کننده ها که بر پایه پلی کربوکسیلات است. بتن فوق را فقط با 5/0 درصد وزن سیمان از اسلامپ حدود صفر به بتن تبدیل می کند. در حال حاضر استفاده از فوق روان کننده های نسل اول و دوم تقریبا منسوخ شده و نسل سوم و حتی چهارم در پروژه ها استفاده می شود
توجه به این نکته در استفاده از مواد فوق روان کننده ضروری است که:
تفاوت عملکرد فوق روان کننده ها، تفاوت قدرت آنها در کاهش آب و یا افزایش اسلامپ( و یا نگهداری اسلامپ) بتن می باشد. یعنی همانگونه که نمی توان برای طی یک مسیر مشکل از تجهیزات ابتدایی و ضعیف استفاده کرد، نمی توانید یک فوق روان ساز نسل اول، دوم و شاید سوم را برای تولید یک بتن قوی انتخاب کنید. هر چند که ممکن است بتوانید به ظاهر و در ابتدای امر با خرید محصول ارزانتر و صرفا اضافه کردن یک ماده، به عنوان فوق روان ساز در پروژه صرفه جویی کنید.

انواع مختلف سازه های ماکارونی

-سازه های فشاری :

نوعی پل با دهانه کوتاه ، که اکثر اعضای آن در فشار می باشند . از مزیت های این رشته از مسابقات طراحی اعضای فشاری و بررسی پدیده کمانش در آنها می باشد . 

 2-Tower Crain :

دراین نوع از سازه های ماکارونی ، هدف طراحی جرثقیلهایی است که بر روی برجهای بلند به کار گرفته می شوند .

این سازه ها باید قادر باشند با داشتن ارتفاع معین شعاع خاصی را تحت پوشش قرار دهند .

 

 3-پل با بار متمرکز :

این سازه از به هم پیوستن دو خرپای دوبعدی به وجود می آید و بارگذاری از وسط دهانه صورت می گیرد .

این نوع پل هر سه نوع عضو فشاری ، کششی و خمشی را دارا می باشد . 


4-پل با بار گسترده :

پل به شکل ظاهری خرپا می باشد ، که بارگذاری به صورت گسترده و یکنواخت در تمام طول دهانه صورت می گیرد . در عمل می توان چنین فرض کرد که تمام وسایل نقلیه به دلیل ترافیک به صورت ثابت بر روی پل قرار گرفته اند . 

 5-پل با بار متحرک :

این نوع از سازه ماکارونی در واقع پیشرفته ترین و کامل ترین حالت از سازه ها می باشد ، که در آن طراحان اقدام به طراحی یک پل واقعی می کنند .

بار قرار گرفته بر روی پل به صورت متحرک می باشد ، که این امر با عبور دادن یک وسیله نقلیه کوچک با سرعت معین ، که بر روی آن وزنه قرار داده می شود ، صورت می گیرد .

آئین نامه سازه های فشاری:

 

سازه های فشاری :

این نوع از سازه ها در واقع نوعی پل با دهانه کوتاه هستند ، با این تفاوت که اکثر اعضای سازه نیروی فشاری را تحمل می کنند . هدف از طراحی این سازه ها رسیدن به بالاترین بار تحمل شده در قبال کمترین وزن سازه می باشد.

هر گروه تنها قادر به ساخت یک سازه می باشد. هر گونه کوتاهی و قصور در مورد نحوه چسباندن اعضا به یکدیگر بر عهده خود شرکت کنندگان می باشد .

نوع مصالح :

تمام گروه های شرکت کننده ملزم به استفاده از یک نوع ماکارونی، با مقطع دایره ای، به قطر خارجی حداکثر 4 میلی متر می باشند ، که نوع ومارک شرکت تولید کننده متعاقبا اعلام خواهد شد. همچنین چسب به کار رفته در سازه می تواند از سه نوع چسب :

1.حرارتی 

 2. Epoxy ( دوقلو )



 3. Supper glow ( قطره ای ) باشد. 

ابعاد :

1.حداقل دهانه پل برابر 15 سانتی متر می باشد. 

2. 
.عرض عرشه پل حداقل برابر 10 سانتی متر می باشد و سطح زیرین عرشه پل باید حداقل 5/7 سانتی متر بالاتر از سطح زمین باشد.

3.طول پل بین 15 تا 45 سانتی متر و عرض آن بین 10 تا 20 سانتی متر باشد.

4.حداقل ارتفاع تراز بالای عرشه پل تا سطح زمین 75/8 سانتی متر می باشد.

قوانین :

1.حداکثر تعداد اعضای گروه 3 نفر می باشد.

2.هرگونه تغییردر جنس ماکارونی از قبیل ( پرکردن ماکارونی با چسب یا مواد دیگر ، حرارت دادن ماکارونی و غیره ) پذیرفته نخواهد شد.همچنین شرکت کنندگان فقط از چسب در محل اتصالات می توانند استفاده نمایند. 

1.بریدن ، قطع کردن و شکستن ماکارونی قانونی می باشد.

2.حداکثر وزن پل 450 گرم می باشد.

5. شرکت کنندگان حداکثر مجاز به چسباندن 2 رشته ماکارونی به یکدیگر و تشکیل پروفیل جدید هستند.

6. به کار بردن هر ماده دیگری به غیر از ماکارونی و چسب مجاز نمی باشد.  

7. شرکت کنندگان قادر هستند از دیگر منابع برای کمک در طراحی سازه بهینه کمک بگیرند.

8 . قبل از بارگذاری تمام سازه ها چه از نظر نوع مصالح وچه از نظر ابعاد مورد بازبینی قرار می گیرند و هرگونه تخلف از قوانین به معنای عدم پذیرفته شدن سازه در مسابقات می باشد.  

 

نحوه بارگذاری سازه ها :

1.پل ها روی سطوح صافی قرار می گیرند.

2.یک صفحه فلزی یا چوبی به ابعاد 10 در 15 سانتی متر روی عرشه پل قرار می گیرد.

1.بار به صورت مداوم روی صفحه فلزی یا چوبی که روی عرشه پل قرار دارد، اضافه می گردد، تا آنجا که پل بدون هرگونه شکستگی در کل یا قسمتی از آن قادر به تحمل بار باشد . همچنین در هنگام بارگذاری حداکثر خیز قابل قبول برای پل 2 سانتی متر می باشد.

 

عوامل موثر در گزینش بهترین سازه:

 

1.کارآمدی سازه:

حداکثر نسبت بار تحمل شده به وزن سازه.

2. ارائه مقاله:


ارائه مقاله در مورد چگونگی طراحی ، بهینه سازی و ساخت سازه فشاری توسط نرم افزار power point) ( .

 

3. زیبایی طرح ارائه شده.

آئین نامه پل خرپایی
  ( با بارگذاری متمرکز )
 

پل خرپایی :

نوعی پل به شکل ظاهری خرپا می باشد ، که بارگذاری از وسط دهانه پل صورت می گیرد. دراین نوع پل هر سه نوع عضو کششی ، خمشی و فشاری را دارا هستیم.هر گروه تنها مجاز به ساختن یک پل می باشد ، که مصالح بکاررفته در سازه تنها ماکارونی و چسب می باشد . هدف از ساختن این نوع پل حداکثر بار تحمل شده در قبال کمترین وزن سازه است.

نوع مصالح :

تمام گروه های شرکت کننده ملزم به استفاده از یک نوع ماکارونی، با مقطع دایره ای، به قطر خارجی حداکثر 4 میلی متر می باشند ، که نوع ومارک شرکت تولید کننده متعاقبا اعلام خواهد شد. همچنین چسب به کار رفته در سازه می تواند از سه نوع چسب :

1.حرارتی 

2. Epoxy ( دوقلو )

 3. Supper glow ( قطره ای ) باشد. 

قوانین :


1. دهانه پل به طول یک متر می باشد . البته طول پل برابر 1/1 متر می باشد ، که از هر طرف 5 سانتی متر بر روی تکیه گاه ها قرار می گیرد.

2.پل بر روی تکیه گاه های ساده قرار می گیرد و تکیه گاه ها تنها قادر به وارد کردن عکس العمل عمودی می باشند.  

3. حداکثر ارتفاع پل برابر 50 سانتی متر می باشد، که این ارتفاع از پایین ترین نقطه پل تا بالاترین نقطه آن اندازه گیری می شود.

4.حداکثر وزن پل برابر 750 گرم می باشد.

5. پل باید دارای یک عرشه از جنس ماکارونی به عرض حداقل 5 سانتی متر باشد که 



دو سر تکیه گاه ها را به هم متصل کرده و نقش نمادین جاده را ایفا می کند. در این مورد باید به سه حالت زیر توجه کرد .

الف. فضای خالی بین رشته های ماکارونی نباید از 2 میلیمتر تجاوز کند.

ب‌. عرشه پل باید به گونه ای باشد که قابلیت عبور یک مکعب چوبی شکل به ابعاد (5*5*10 ) که نقش نمادین یک وسیله نقلیه را بازی می کند ، داشته باشد.

ت‌. عرشه پل نباید بالاتر یا پایین تر از 5 سانتی متر، نسبت به خطی باشد که دو سر تکیه گاهها را به هم متصل می کند.

6. پل باید دارای یک صفحه بارگذاری از جنس چوب به ابعاد (10 * 5 * 2 ) سانتی متر مکعب باشد.صفحه بارگذاری به وسط پل متصل می گردد و می تواند تا 2 سانتی متر بالاتر یا پایین تر از عرشه نمادین پل قرار گیرد. این صفحه بارگذاری دارای یک قلاب U شکل می باشد ، که به مرکز صفحه بارگذاری متصل می شود . در هنگام بار 

گذاری بار توسط یک قلاب S شکل ، به قلاب U شکل متصل می گردد. البته لازم به ذکر است که عرض صفحه بارگذاری که در بالا 5 سانتی متر ذکر شده، مقدار حداقل می باشد و می تواند با توجه به عرض عرشه افزایش یابد . 

نحوه بارگذاری پل :


برای بارگذاری پل از یک میله بارگذاری خاص که توسط یک قلاب به صفحه بارگذاری متصل می گردد، استفاده می شود. این میله بارگذاری دارای دو میله افقی است که وزنه ها در طرفین این دو میله قرار می گیرند. وزنه ها با فاصله زمانی روی میله بارگذاری وصل می شودو انتخاب مقدار وزنه بر عهده خود شرکت کنندگان می باشد.

   

دستگاه بارگذاری 
 

نحوه گزینش بهترین پل:

گزینش بهترین پل بر اساس عوامل زیر می باشد:

1. کار آمدی پل:

نسبت بار تحمل شده به وزن پل.

2. ارائه مقاله :

ارائه مقاله در رابطه با چگونگی بدست آوردن خصوصیات ماکارونی ، طراحی ، بهینه سازی و ساخت پل خرپایی توسط نرم افزار (power point)

 

3. زیبایی طرح ارائه شده

-سازه های فشاری :

نوعی پل با دهانه کوتاه ، که اکثر اعضای آن در فشار می باشند . از مزیت های این رشته از مسابقات طراحی اعضای فشاری و بررسی پدیده کمانش در آنها می باشد . 

 2-Tower Crain :

دراین نوع از سازه های ماکارونی ، هدف طراحی جرثقیلهایی است که بر روی برجهای بلند به کار گرفته می شوند .

این سازه ها باید قادر باشند با داشتن ارتفاع معین شعاع خاصی را تحت پوشش قرار دهند .

 

 3-پل با بار متمرکز :

این سازه از به هم پیوستن دو خرپای دوبعدی به وجود می آید و بارگذاری از وسط دهانه صورت می گیرد .

این نوع پل هر سه نوع عضو فشاری ، کششی و خمشی را دارا می باشد . 


4-پل با بار گسترده :

پل به شکل ظاهری خرپا می باشد ، که بارگذاری به صورت گسترده و یکنواخت در تمام طول دهانه صورت می گیرد . در عمل می توان چنین فرض کرد که تمام وسایل نقلیه به دلیل ترافیک به صورت ثابت بر روی پل قرار گرفته اند . 

 5-پل با بار متحرک :

این نوع از سازه ماکارونی در واقع پیشرفته ترین و کامل ترین حالت از سازه ها می باشد ، که در آن طراحان اقدام به طراحی یک پل واقعی می کنند .

بار قرار گرفته بر روی پل به صورت متحرک می باشد ، که این امر با عبور دادن یک وسیله نقلیه کوچک با سرعت معین ، که بر روی آن وزنه قرار داده می شود ، صورت می گیرد .

آئین نامه سازه های فشاری:

 

سازه های فشاری :

این نوع از سازه ها در واقع نوعی پل با دهانه کوتاه هستند ، با این تفاوت که اکثر اعضای سازه نیروی فشاری را تحمل می کنند . هدف از طراحی این سازه ها رسیدن به بالاترین بار تحمل شده در قبال کمترین وزن سازه می باشد.

هر گروه تنها قادر به ساخت یک سازه می باشد. هر گونه کوتاهی و قصور در مورد نحوه چسباندن اعضا به یکدیگر بر عهده خود شرکت کنندگان می باشد .

نوع مصالح :

تمام گروه های شرکت کننده ملزم به استفاده از یک نوع ماکارونی، با مقطع دایره ای، به قطر خارجی حداکثر 4 میلی متر می باشند ، که نوع ومارک شرکت تولید کننده متعاقبا اعلام خواهد شد. همچنین چسب به کار رفته در سازه می تواند از سه نوع چسب :

1.حرارتی 

 2. Epoxy ( دوقلو )



 3. Supper glow ( قطره ای ) باشد. 

ابعاد :

1.حداقل دهانه پل برابر 15 سانتی متر می باشد. 

2. 
.عرض عرشه پل حداقل برابر 10 سانتی متر می باشد و سطح زیرین عرشه پل باید حداقل 5/7 سانتی متر بالاتر از سطح زمین باشد.

3.طول پل بین 15 تا 45 سانتی متر و عرض آن بین 10 تا 20 سانتی متر باشد.

4.حداقل ارتفاع تراز بالای عرشه پل تا سطح زمین 75/8 سانتی متر می باشد.

قوانین :

1.حداکثر تعداد اعضای گروه 3 نفر می باشد.

2.هرگونه تغییردر جنس ماکارونی از قبیل ( پرکردن ماکارونی با چسب یا مواد دیگر ، حرارت دادن ماکارونی و غیره ) پذیرفته نخواهد شد.همچنین شرکت کنندگان فقط از چسب در محل اتصالات می توانند استفاده نمایند. 

1.بریدن ، قطع کردن و شکستن ماکارونی قانونی می باشد.

2.حداکثر وزن پل 450 گرم می باشد.

5. شرکت کنندگان حداکثر مجاز به چسباندن 2 رشته ماکارونی به یکدیگر و تشکیل پروفیل جدید هستند.

6. به کار بردن هر ماده دیگری به غیر از ماکارونی و چسب مجاز نمی باشد.  

7. شرکت کنندگان قادر هستند از دیگر منابع برای کمک در طراحی سازه بهینه کمک بگیرند.

8 . قبل از بارگذاری تمام سازه ها چه از نظر نوع مصالح وچه از نظر ابعاد مورد بازبینی قرار می گیرند و هرگونه تخلف از قوانین به معنای عدم پذیرفته شدن سازه در مسابقات می باشد.  

 

نحوه بارگذاری سازه ها :

1.پل ها روی سطوح صافی قرار می گیرند.

2.یک صفحه فلزی یا چوبی به ابعاد 10 در 15 سانتی متر روی عرشه پل قرار می گیرد.

1.بار به صورت مداوم روی صفحه فلزی یا چوبی که روی عرشه پل قرار دارد، اضافه می گردد، تا آنجا که پل بدون هرگونه شکستگی در کل یا قسمتی از آن قادر به تحمل بار باشد . همچنین در هنگام بارگذاری حداکثر خیز قابل قبول برای پل 2 سانتی متر می باشد.

 

عوامل موثر در گزینش بهترین سازه:

 

1.کارآمدی سازه:

حداکثر نسبت بار تحمل شده به وزن سازه.

2. ارائه مقاله:


ارائه مقاله در مورد چگونگی طراحی ، بهینه سازی و ساخت سازه فشاری توسط نرم افزار power point) ( .

 

3. زیبایی طرح ارائه شده.

آئین نامه پل خرپایی
  ( با بارگذاری متمرکز )
 

پل خرپایی :

نوعی پل به شکل ظاهری خرپا می باشد ، که بارگذاری از وسط دهانه پل صورت می گیرد. دراین نوع پل هر سه نوع عضو کششی ، خمشی و فشاری را دارا هستیم.هر گروه تنها مجاز به ساختن یک پل می باشد ، که مصالح بکاررفته در سازه تنها ماکارونی و چسب می باشد . هدف از ساختن این نوع پل حداکثر بار تحمل شده در قبال کمترین وزن سازه است.

نوع مصالح :

تمام گروه های شرکت کننده ملزم به استفاده از یک نوع ماکارونی، با مقطع دایره ای، به قطر خارجی حداکثر 4 میلی متر می باشند ، که نوع ومارک شرکت تولید کننده متعاقبا اعلام خواهد شد. همچنین چسب به کار رفته در سازه می تواند از سه نوع چسب :

1.حرارتی 

2. Epoxy ( دوقلو )

 3. Supper glow ( قطره ای ) باشد. 

قوانین :


1. دهانه پل به طول یک متر می باشد . البته طول پل برابر 1/1 متر می باشد ، که از هر طرف 5 سانتی متر بر روی تکیه گاه ها قرار می گیرد.

2.پل بر روی تکیه گاه های ساده قرار می گیرد و تکیه گاه ها تنها قادر به وارد کردن عکس العمل عمودی می باشند.  

3. حداکثر ارتفاع پل برابر 50 سانتی متر می باشد، که این ارتفاع از پایین ترین نقطه پل تا بالاترین نقطه آن اندازه گیری می شود.

4.حداکثر وزن پل برابر 750 گرم می باشد.

5. پل باید دارای یک عرشه از جنس ماکارونی به عرض حداقل 5 سانتی متر باشد که 



دو سر تکیه گاه ها را به هم متصل کرده و نقش نمادین جاده را ایفا می کند. در این مورد باید به سه حالت زیر توجه کرد .

الف. فضای خالی بین رشته های ماکارونی نباید از 2 میلیمتر تجاوز کند.

ب‌. عرشه پل باید به گونه ای باشد که قابلیت عبور یک مکعب چوبی شکل به ابعاد (5*5*10 ) که نقش نمادین یک وسیله نقلیه را بازی می کند ، داشته باشد.

ت‌. عرشه پل نباید بالاتر یا پایین تر از 5 سانتی متر، نسبت به خطی باشد که دو سر تکیه گاهها را به هم متصل می کند.

6. پل باید دارای یک صفحه بارگذاری از جنس چوب به ابعاد (10 * 5 * 2 ) سانتی متر مکعب باشد.صفحه بارگذاری به وسط پل متصل می گردد و می تواند تا 2 سانتی متر بالاتر یا پایین تر از عرشه نمادین پل قرار گیرد. این صفحه بارگذاری دارای یک قلاب U شکل می باشد ، که به مرکز صفحه بارگذاری متصل می شود . در هنگام بار 

گذاری بار توسط یک قلاب S شکل ، به قلاب U شکل متصل می گردد. البته لازم به ذکر است که عرض صفحه بارگذاری که در بالا 5 سانتی متر ذکر شده، مقدار حداقل می باشد و می تواند با توجه به عرض عرشه افزایش یابد . 

نحوه بارگذاری پل :


برای بارگذاری پل از یک میله بارگذاری خاص که توسط یک قلاب به صفحه بارگذاری متصل می گردد، استفاده می شود. این میله بارگذاری دارای دو میله افقی است که وزنه ها در طرفین این دو میله قرار می گیرند. وزنه ها با فاصله زمانی روی میله بارگذاری وصل می شودو انتخاب مقدار وزنه بر عهده خود شرکت کنندگان می باشد.

   

دستگاه بارگذاری 
 

نحوه گزینش بهترین پل:

گزینش بهترین پل بر اساس عوامل زیر می باشد:

1. کار آمدی پل:

نسبت بار تحمل شده به وزن پل.

2. ارائه مقاله :

ارائه مقاله در رابطه با چگونگی بدست آوردن خصوصیات ماکارونی ، طراحی ، بهینه سازی و ساخت پل خرپایی توسط نرم افزار (power point)

 

3. زیبایی طرح ارائه شده

سبک سازی سازه و خصوصیات آن

نیاز گسترده و روز افزون جامعه به ساختمان و مسکن وضرورت استفاده از روش ها و مصالح جدید به منظور افزایش سرعت ساخت سبک سازی افزایش عمر مفید ونیز مقاوم نمودن ساختمان در برابر زلزله را بیش از پیش مطرح کرده است .حل مشکلاتی نظیر زمان طولانی اجرا عمر مفید کم ویا هزینه زیاد اجرای ساختمان ها نیاز مند ارائه راهکار هائی به منظور استفاده عملی از روش های نوین ومصالح ساختمانی جدید جهت کاهش وزن و کاهش زمان ساخت , دوام بیشتر ونهایتا کاهش هزینه اجراست.سبک سازی یکی از مباحث نوین در علم ساختمان است که روز به روز در حال گسترش و پیشرفت میباشد.این فن اوری عبارتست از کاهش وزن تمام شده ساختمان با استفاده از تکنیک های نوین ساخت مصالح جدید و بهینه سازی روش های اجرا کاهش وزن ساختمان علاوه بر صرفه جویی در هزینه زمان و انرژی زیان های ناشی از حوادث طبیعی مانند زلزله را کاهش داده و صدمات ناشی از وزن زیاد ساختمان را به حداقل میرساند.
برای بکارگیری تکنیک های سبک سازی نخست باید به مسئله اول علل سنگین شدن وزن ساختمان توجه کافی شود پس از شناخت این علل و عوامل باید جهت حذف یا به حداقل رساندن تاثیر آنها ووزن تمام شده ساختمان تلاش نمود .
روش های سبک سازی ساختمان بطور عمده به دو دسته تقسیم میگردند :
۱- سبک کردن اجزای باربر ساختمان
۲- سبک کردن سازه ساختمان
بخش عمده ای از مباحث مربوط به سبک سازی وتکنیک های رایج در مورد دستیابی به وزن مناسب ساختمانی را در بر میگیرد که شامل:شناخت مصالح سبک رایج در صنعت ساختمان (در داخل و خاج کشور)وتکنولوژی استفاده از آنها, معیار های ارزیابی میزان کارایی این مصالح بعنوان مصالح سبک ومیزان تاثیر به کار گیری مصالح نو در کاهش وزن ساختمان هزینه و زمان مورد نیاز اجرای یک ساختمان.
تعریف مصالح سبک :مصالح سبک به مصالحی اطلاق میشود که وزن مخصوص انها از نمونه های مشابه کمتر بوده واستفاده از آنها به کاهش وزن کلی ساختمان بیانجامد.
مصالح سبک در یک تقسیم بندی کلی به سه دسته تقسیم میشوند:
۱- مصالح سبک سازه ای
۲- مصالح سبک غیر سازه ای
۳- سیستم ها
▪ مصالح سبک سازه ای:
به ان دسته از مصالح گفته میشود که در موارد سازه ای در بنا به کار برده میشوندبه سه نوع تقسیم میشوند:
۱- بتونی
۲- طبیعی
۳- صنعتی
▪ بتن سبک:
یکی از مصالح مهم و کار امد در صنعت ساختمان مدرن است و دارای کاربرد های متنوعی دارد.قاب های ساختمانی چند منطقه و دیوارهای جداکننده ,سقف های پوشاننده, صفحات انعطاف پذیر پل ها, عناصر پیش تنیده وپس تنیده وبقیه اجزا از جمله این مواد هستند در بسیاری از موارد فرم های معماری از تلفیق شده طرح های عملکرد ای میتواند به اسانی و بهتر از هر مصالح دیگر بوسیله بتن سبک حاصل شود.
انواع بتن سبک : در یک تقسیم بندی کلی به سه دسته زیر تقسیم میشوند:
۱- بتن سبک
۲- بتن اسفنجی
۳- بتن بدون ریز دانه
بکار گیری بتن سبک به عنوان یک نوع از مصالح ساختمانی نوین ضمن کاهش بار مرده ساختمان سرعت بسیار زیادی در اجرا بوجود می اورد.مزایای استفاده از بتن سبک سازه ای عبارتست از : بر خورداری از امتیاز سرعت در نصب ,انطباق با هر نوع نقشه ساختمانی ,وزن کم, مقاومت زیاد و به صرفه میباشد(بتن مصرفی در دیوار های غیر باربر(
مصارف تیر اهن را حذف کرده یا به حداقل ممکن کاهش میدهد و انرژی مصرفی اولیه ان ۱۰ درصد آجر هم حجم خود است.(بتن سبک سازه ای(
دارای خاصیت ویژه ای از نظر ایزولاسیون در برابر حرارت وصداست.(بتن های عایق حرارتی)
بتن سبک را میتوان از لحاظ هدف از کاربرد آن به سه دسته کلی تقسیم کرد:
۱) بتن سبک سازه ای
۲- بتن سبک مورد مصرف در واحد
۳- بتن غیر سازه ای (بتن عایق بندی و جداکننده)
کاربرد بتن سازه ای سبک در مرحله اول مبتنی بر ملاحظات اقتصادی است.
انواع بتن سازه ای سبک را میتوان با توجه به روش تولید انها بصورت زیر طبقه بندی کرد.
▪ بتن سبک دانه:
با استفاده از سنگ دانه های سبک ومتخلخل که وزن مخصوص ظاهری آنها کمتر از ۶/۲ میباشد.این نوع بتن بعنوان بتن دانه سبک شناخته میشود.
▪ بتن اسفنجی:
با ایجاد حفره های بزرگ در داخل بتن با ملات بدست میآید.این حفره ها باید به وضوح از حباب های فوق العاده ریز ناشی از حباب ریز قابل تشخیص باشند.انواع مختلف این نوع بتن با اسامی بتن اسفنجی بتن متخلخل وبتن کفی یا گازی شناخته میشوند.
بتن بدون ریز دانه :با حذف ریز دانه ها از مخلوط بطوریکه تعداد زیادی حفره های درونی در بتن ایجاد شوددر این موارد معمولا درشت دانه های معمولی مورد استفاده قرار میگیرند.این نوع بتن بدون ریز دانه شناخته میشود.
▪ بتن سبک دانه:
اولین تقسیم بندی را میتوان بین سنگدانه های طبیعی ومصنوعی قائل گردید.گروه اصلی سنگدانه های سبک طبیعی عبارت است از دیاتومه سنگ پا پوکه سنگ جوش های اتش فشانی وتوف به استثنای دیاتومه همه این ها دارای منشا آتش فشانی .
▪ سنگ دانه های طبیعی:
سنگ دانه های مصنوعی, رس, شیل و اسلیت منبسط شده ور میکولیت سر باره کوره ای سنگدانه کلینگر وپس مانده زغال کک.
بتن های بدست امده از سنگ دانه های سبک به سه دسته تقسیم میشوند:
▪ بتن ساز ه ای:
از رس وشیل منبسط شده وبه روش خاکستر های کلوخه ای , خاکستر بادی گندوله ای وسر بار منبسط شده ورس, اسلیت وشیل منبسط شده بدست میاید.
▪ بتن با مقاومت متوسط(نیمه سازه ای):
از پوکه سنگ ها و سنگ های آتشفشانی تولید میشود.
▪ بتن جدا کننده
بتن (عایق)از پرلیت وورمیکولیت حاصل میشود,
▪ بتن سبک با سبکدانه پلی استایرن
نمونه موردی از سنگ دانه های سبک تولید داخل
● سنگ دانه های سبک لیکا
ویژگی های عمومی دانه های لیکا :
▪ بافت متخلخل دانه های لیکا که از انبساط خاک رس و در نتیجه ایجاد ومحبوس شدن گازها در توده خمیری روان در دمای حدود ۱۲۰۰ در جه سانتی گراد بوجود می اید . از خصوصیات اساسی این دانه ها میباشد.
ـ نتیجه گیری:
کسب مقاومت فشاری در حد مقاومت سازه ای با استفاده از بتن سبک حاوی لیکا امکان پذیر است به کار گیری میکرو سیلیس در ساخت نمونه های بتن سبک باعث افزایش مقاومت فشاری میگردد.
استفاده از میکرو سیلیس باعث کاهش جذب حجمی وجذب مویینه بتن سبک حاوی لیکا میشود.
جمع شدگی ۹۰ روزه بتن سبک حاوی لیکا به کار گیری میکرو سیلیس کمتر از نمونه شاهد میباشد.
بطور کلی توصیه میگردد با توجه به منابع فراوان رس در کشور هم چنین تکنولوژی ساخت دانه های لیکا وساخت سازه های سبک بررسی و دا نه های بتن سبک حاوی لیکا در سطح گسترده تری انجام گردد ودستور العمل ها واستاندارد هایی برای استفاده از لیکا در صنعت ساختمان تدوین گردد.
▪ بتن اسفنجی:
یکی از راه های ساختن بتن سبک ایجاد حباب های گاز در ملات خمیری مخلوط بتن میباشدوحباب ها باید در ضمن اختلاط و تراکم وپایداری خود را حفظ کند.چنین بتنی بعنوان بتن اسفنجی یا متخلخل شناخته میشود
▪ بتن گازی :
این نوع بتن در نتیجه یک واکنش شیمیایی که گاز را در ملات تازه ایجاد میکند ساخته میشود. این بتن هنگامی که سخت میشود شامل تعداد زیادی حباب های گازی میباشد.
خواص بتن گازی یا بتن هوادار اتو کلاوه شده
این نوع بتن بعلت وزن کم وخواص عایق بندی حرارتی باعث کاهش جرم ساختمان وصرفه جویی در مصرف انرژی میگردد. بدین لحاظ کاربرد آن در سطح جهان در گسترش میباشد. از خواص عمده بتن گازی وزن مخصوص کم ,مقاومت مناسب عایق بندی حرارتی ومقاوم در برابر آتش قابل ذکر میباشد.از کاربرد های عمده بتن گازی برای کاربرد های نیمه سازه ای مانند پانل های سقف ودیوار مورد استفاده قرار میگیرند.
● وضعیت تولید بتن گازی در کشور
الف) مجتمع تولیدی وصنعتی سیپورکس(شرکت فر آورده های ساختمانی ایران)
ب) مجتمع تولیدی بنای سبک(هبلکس)
خواص بتن گازی:جرم حجمی ,جمع شدگی ناشی از خشک شدن ,جذب اب
ـ نتیجه گیری:
بتن گازی ماده ای است که نزدیک به ۷۰ سال سابقه کاربرد دارد به عنوان بتن سبک جهت تولید بلوک های سبک ساختمان ویا پانل های سبک مسلح ساختمانی دارد.خواص مطلوب شامل جرم حجمی پایین, نسبت مناسب مقاومت به جرم حجمی ,عایق بندی مناسب حرارتی وثبات حجمی وجمع شدگی ناشی از خشک شدن نسبتا پایین باعث شده است.این ماده در بسیاری از کشور های جهان با شرایط اقلیمی مختلف تولید و مورد استفاده قرار میگیرد.
▪ بتن کفی
با افزودن یک ماده کف زا معمولا بعضی شکل های پروتئین هیدرولیز شده یا صابون صمغی به مخلوط ساخته میشود.ماده کف زا در ضمن اختلاط با سرعت زیادی حباب های هوا را تولید میکند.هم چنین نسبت به بتن معمولی دارای مقاومت بهتری در مقابل آتش میباشد.
از مزایای دیگر استفاده از بتن اسفنجی ان است که میتوان آن را برید میخ را نگه میدارد وبه مقدار قابل قبولی پایا میباشد اگر چه درصد جذب آب این نوع بتن بالا است ولی سرعت نفوذ آب در آن مادامیکه حفره ها با مکش آب پر نشود پایین میباشد به این دلیل بتن اسفنجی مقاومت نسبی خوبی در مقابل یخبندان دارد واگر دوغابی شود میتوان از ان در ساختن دیوار ها استفاده نمود.
بتن سبک شامل :
۱- بتن سبکدانه
۲- بتن اسفنجی
۳- بتن بدون ریز دانه
بتن پلیمری سبک:بتن سبک امتیازاتی بر بتن معمولی دارد مانند وزن مخصوص کمتر عایق بودن حرارتی وکاهش ابعادی ومقاطع بتنی ولی دارای نقایصی مانند نفوذپذیری آب ضرورت به کار گیری روش های ویژه برای اتصال قطعات به یکدیگر وتحمل ار کمتر است.استفاده از بتن های پلیمری سبک در تهیه قطعات پیش ساخته نماهای ساختمانی وتزیینی متداول گردیده است.بتن پلیمری علاوه امتیازات بتن معمولی سبک دارای مقاومت فشاری بالا نفوذپذیری کم امکان رنگ پذیری وپذیرش طرح های تزیینی وامکان تهیه در ضخامت های کم میباشد.
▪ بتن الیافی:
بتن مسلح یا الیاف بتن الیافی بتنی است که با سیمان هیدرولیکی مصالح سنگی ریز دانه ودرشت دانه والیاف مجزا وغیر پیوسته ساخته میشود.هدف از مسلح نمودن بتن یا الیاف افزایش مقاومت کششی جلوگیری از توسعه ترک ها وافزایش سختی بوسیله انتقال تنش در عرض مقطع یک ترک میباشد.بدین ترتیب در مقایسه با بتن بدون الیاف امکان تغییر شکل های بزرگتری فراهم میشود.
ـ نتیجه گیری:
مصالح سبک بتنی در سه نوع بتن سبکدانه بتن اسفنجی وبتن بدون ریز دانه ارائه میشود که هر کدام از این موارد در کاهش وزن ساختمن اثر چشمگیری از بتنهای سبکدانه با انواع سبکدانه های طبیعی ومصنوعی تهیه میشود ودر موارد سازه ای نیمه سازه ای وغیر سازه ای مورد استفاده قرار میگیرند.بتن اسفنجی در دونوع بتن گازی واسفنجی ارائه میگردند که غالبا مصارف سازه ای دارند.بتن بدون ریز دانه نوع سوم بتن های سبک میباشد که در کاهش وزن بار مرده ساختمان نقش بسزایی دادر.بنا بر این ممکن است استفاده از مصالح سبک باعث کاهش هزینه تمام شده ساختمان نیز شود همانطور که استفاده از مصالح سبک بدون در بر داشتن هزینه اضافی میتواند نقش مناسبی در عایق سازی حرارتی ساختمان ایفا کند.
● مصالح سازه ای طبیعی:
چوب:چوب از جمله مصالح سبک سازه ای که تجربه های موفقی د راکثر کشور های جهان داشته است.
الف- مصالح چوبی:
چوب به عنوان یکی از مصالح ساختمانی دارای چند خاصیت با ارزش است مقاومت نسبی بالا مقدار چگالی کم ورسانایی کم در عین حال چوب چندین نقطه ضعف نیز دارد.در مقطع عرض دارای خواص متفاوت ا زجهات مختلف دادر.هم چنین چوب دراری قابلیت پوسیدن و اشتعال است.چوب سنگین تر معمولا مقاوم تر است بار بیشتری را تحمل میکند قابلیت هدایت حرارتی چوب کم است.وبه این دلیل برای ساختن عایق حرارتی مناسب است.چوب از لحاظ مصرف به اشکال مختلف چب های بریده شده چوب های ورقه ای وچوب های گرد تقسیم بندی میشوند.چوب های گرد:ضخامت بین ۱۴_۳۴سانتی متر ودرازای ۸/۱_۷/ متر دارندوبه دودسته گردبینه وتیر تقسیم میشوند.
▪ چوب های بریده شده :
۱- چهار تراش :
مقطع آن مربع است .مقطع ابعاد ان کمتر از ۲۰ سانتی متر و درازای ان ۴ یا ۵ متر است
۲- بینه:
از تقسیم یک گره بینه بدست میاید.
۳- الوار:
ممکن است چهار گوش یا سه گوش باشد که تقریبا راست وبدون گره است طول ان ۳ متر است.
▪ چوب های ورقه ای:
اغلب این ورقه ها بصورت روکش برای سطح تخته های مصنوعی مثل نئو پان وتیر استفاده میشود چوب های مصرفی در روکش سازی باید از مرغوبیت بالائی برخوردار باشد.
چوب های مصنوعی شامل تخته چند لایی :مزایای آن کم کردن پدیده هم کشیدگی و وا کشیدگی است
▪ تخته خرده چوب (نئوپان۹تخته فیبرها صفحات چوب سیمان):
این صفحات در برابر آتش کاملا مقاومند در برابر قارچ های چوب کاملا متفاوتنددر برابر اب ورطوبت وپوسیدگی سرما ویخبندان کاملا مقاومند عایق صدا وحرارت هستند سبک میباشد و در اکثر قسمت های ساختمان فابل مصرف است قابلیت نصب بر روی آجر وبتون را دارد از نظر اتصالات قابلیت های چوب را دارد و هم چنین قابل یخ زدن وپیچ کردن است.
۱- کانتکس :
از این محصول برای ساخت دیوار سقف کاذب ومانند این ها استفاده میشود.کانتکس از مصالحی است که عایق حرارت وصوت در برابر اتش سوزی است و به راحتی بر روی تیر های آهنی و چوبی و تیر چه های بتونی قابل نصب است.
۲- آندولین:
سقف پوشی است موج دار متشکل از الیاف گیاهی ومواد شیمیاییی ومصنوعی اشباع شده میباشد
۳- تخته های گلوکام:
بصورت های گوناگون در ساختمان به کار برده میشود.از جمله در اجرای اسکلت کف سازی قاب سازی چهار چوب بندی سقف وبام پی سازی پوشش دیوار ها وبام تزیین خارجی وپوشش خارجی عایق بندی حرارتی وصوتی نازک کاری سقف و دیوار های داخلی وپوششش کف.
ـ نتیجه گیری:
چوب از جمله مصالح سبک سازه ای میباشد که تجربه های موفقی در اکثر کشو ر های دنیا داشته است.بسیاری از بناهای چوبی در سر تا سر دنیا در برابر عوامل مختلف محیطی وطبیعی از جمله شرایط اقلیمی ونیرو های جانبی از جمله زلزله وباد مقاومت وپایداری بسیار خوبی از خود نشان دادند. در هر صورت مشکلات پایه ای در زمینه استفاده از این نع مصالح سبک علی الخصوص در زمینه سازه ای وجود دارد.هر چند که سایر کشور ها تجربه های موفقی دز زمینه استفاده از این نوع مصالح داشته اند.
ب- مصالح سبک صنعتی:
یکی از روش های سبک سازی ساختمان ها کاهش وزن تیغه های بار بر در ساختمان است.یکی از روش های نیمه پیش ساخته روش ساخت وساز به کمک پانل ها ی ساندویچی پیش ساخته تردی را نام بردکه با نام های تجاری مختلف از قبیل :پوما سپ وسیلانوبا این روش تا دو طبقه ساختمان با استفاده از باربری قطعات مورد نظر ساخته میگردد.
پانل هابه دو گروه تقسیم میشوند:
۱- سازه ای
۲- غیر سازه ای
پانل های سازه ای در موادر د سازه ای وغیر سازه ای بکار برده میشود
۱- پانل های ساندویچی یا بتن پاششی
۲- پانل با هسته لانه زنبوری
۳- پانل های اف.آر.پی
▪ پانل های ساندویچی با بتن پاششی
پانل های سه بعدی ساندویچی از جمله کامپوزیت های پلیمری میباشند.ساندویچ پانل مصرفی به عنوان نام وپوشش دیواری بصورت کنگره ای وصاف ونوع سقفی ان با بر جستگی هایی به صورت شادولاین میباشد.پانل های سقفی دیافراگم کف را تشکیل میدهد این پانل ها در کنار یکدیگر مستقر شده وروی پانل های دیوار نصب میگردند.پانل های دیوار علاوه بر این که جداکننده فضا های معماری هستند نقش دیوار بار برقائم و دیوار برشی در برابر بار های جانبی را هم ایفا میکنند.بنا بر این عموما در اینگونه سازه ها اسکلت فلزی یا بتنی وجو د نداردوساندویچ پانل به دلیل شکل خاص خود از ظرفیت بار بری بالایی ب خورداراست.ونیز از پانل های غیر بار بر در ساختمان علاوه بر کاهش وزن مزایاییی از قبیل یکپارچه بودن تیغه ها با سازه در برابر بار های جانبی را داراست

 

خصوصیات بتن سبک

بتن سبک ماده ای است با ترکیبات جدید و فوق العاده سبک و مقاوم .

مواد تشکیل دهنده بتن سبک عبارت است از ورموکولیت، پرلیت، سنگ بازالت و سیمان تیپ 2 و ...

در این بتن همانند بتنهای عادی ، از ماسه استفاده نمی شود.

عدم وجود ماسه باعث سبک و همگن شدن ساختار بتن گردیده و باعث می شود که مواد تشکیل دهنده که تقریبا" از یک خانواده می باشند و بهتر همدیگر را جذب کنند .

ساختمان این بتن متخلخل بوده و این مسئله پارامتر بسیار موثری است. چون تخلخل موجود در بتن باعث مقاوم شدن در برابر زلزله و عایق شدن در برابر صدا ، گرما و سرما می گردد .

ترکیبات این بتن به گونه ای عمل می کند که حالت ضد رطوبت به خود گرفته و به مانند بتن معمولی که جذب آب دارد عمل نکرده و آب را از خود دفع می کند .

این بتن تحت فشار مستقیم (پرس) ساخته می شود .

بدلیل شکل گیری بتن در فشار، ساختار آن دارا ی یکپارچگی قابل قبولی است .

بتن سبک در قالبهای طراحی شده توسط متخصصین ، بصورت یکپارچه ریخته می شود .

بدلیل یکپارچگی در نوع ساختمان بتن ، قطعه تولیدی از استحکام بالایی برخوردار شده و مقاومت بالایی نیز در برابر زلزله از خود نشان خواهد داد .

برای تقویت این بتن از یک یا چند لایه شبکه فلزی در داخل بتن استفاده شده که این حالت همانند مسلح کردن بتن معمولی بوسیله میلگرد می باشد .

هزینه تولید این نوع بتن از دیگر مواد ساختمانی به نسبت ویژگی آن پایینتر است.

زمان بسیار کمتری جهت تولید دیوار های بتنی سبک یا قطعات دیگر لازم است .

پرت مواد اولیه جهت تولید بتن سبک بسیار کمتر از بتن معمولی است. چون تمام مراحل تولید در محل مشخصی صورت گرفته و جهت تولید پروسه ای طراحی گردیده است .

بدلیل طراحی کلیه مراحل تولید و وجود نظارت بر تمامی این مراحل ماده تولیدی دارای استاندارد خاصی تعریف شده است . (مهندسی ساز)

خرید مصالح بطور عمده صورت می گیرد و هزینه کمتری برای سازنده در بر خواهد داشت و در نهایت خانه پیش ساخته با قیمت پائین تری عرضه می گردد .

قطعات تولیدی در کارخانه از آزمایشات کنترل کیفیت گذر کرده و در صورت تائید به بازار مصرف 
عرضه می گردد .

بتن سبک مسطح بوده که می توان با یک ماستیک کاری ساده بر روی آن رنگ آمیزی کرد.

بتن بهتر است یا فولاد

بتن بهتر است یا فولاد؟

 

عمده عوامل مؤثر در این روند، هزینه، زمان و کیفیت ساخت هستند

 

.هزینه ساخت و سود حاصل از این سرمایه‌گذاری با زمان اتمام طرح رابطه تنگاتنگی دارند. بدیهی است هر چه زمان طرح طولانی‌تر ‌شود شاهد افزایش قیمت مصالح، قیمت تمام شده طرح، هزینه‌های متفرقه و بازگشت دیرتر سرمایه خواهیم بود که خوشایند هیچ سازنده‌ای نیست 
. 





 

سازه‌های بتن آرمه در مقابل سازه‌های فولادی معمولاً نیاز به هزینه کمتر و زمان بیشتری برای ساخت دارد؛ در حالی‌که سازه‌های فولادی ابتدا نیاز به سرمایه زیادی برای خرید آهن آلات دارد ولی در عوض شاهد سرعت اجرای بالاتری خواهیم بود.بنابراین در ساختمان‌های عادی کمتر از 6 طبقه در نهایت از این منظر تفاوت زیادی وجود ندارد 
. 





 

در اسکلت‌های فولادی حتماً باید تمام اسکلت آماده باشد تا بتوان سقف را اجراکرد. به عبارت دیگر اول باید تیر و ستون‌هایی وجود داشته باشد تا بتوان روی آن سطحی به نام سقف یا همان کف اجرا کرد. در حالی‌که در سازه‌های بتن آرمه ابتدا ستون‌های هر طبقه و سپس سقف همان طبقه که خود مشتمل بر تیر‌ها و کف یکپارچه‌تری نسبت به سازه‌های فولادی است اجرا می‌شود 
. 





 

مزیت این روش نسبت به روش اول آن است که می‌توان طبقه مورد نظر را سریعتر برای اجرای دیگر مراحل از جمله تیغه چینی، اجرای تأسیسات مکانیکی و برقی و... در اختیار سایر پیمانکاران قرار داد که خود موجب تسریع در روند طرح خواهد بود 
. 





 

ولی به‌طور کلی زمان اجرای سازه‌های فولادی در مقیاسهای بزرگ تا حدودی کوتاه‌تر از سازه‌های بتن آرمه و هزینه‌های سازه‌های بتن آرمه کمتر از سازه‌های فولادی است که هر سازنده‌ای با توجه به شرایط و معیار‌های خود تصمیم‌گیرنده اصلی است 
. 





 

حال با فرض وجود شرایطی کاملاً ایده‌آل، یعنی عدم‌وجود محدودیت زمان و هزینه‌ها، عامل سوم یعنی کیفیت سازه را بررسی می‌کنیم. کیفیت را می‌توان از جنبه‌های متفاوتی مانند مقاومت در برابر بارهای ثقلی وارده و زلزله، مقاومت در برابر حرارت، ابعاد، دهانه‌های قابل پوشش، تعداد طبقات قابل طراحی، قابلیت ترمیم آسان و... مورد نقد و بررسی قرار داد. با توجه به گستردگی و پیچیدگی مسئله، در اینجا فقط تصمیم‌گیری برای ساختمان‌های عادی را مورد توجه قرار می‌دهیم 
. 





 

اولین و مهم‌ترین نکته قابل ذکر در این مورد مقاومت مصالح و ابعاد مصالح مصرفی است. معمولاً هر چه اعضای باربر ما ابعاد بزرگتر از نگاه عام و ممان اینرسی بالاتر از دید مهندسی داشته باشد، رفتار سازه‌ای مناسب‌تر است و هر چه مصالح مصرفی که در عرف ساختمان‌سازی‌ بتن یا فولاد هستند قابلیت تحمل نیروهای بیشتر را داشته باشند منجر به طراحی اعضای ظریف‌تری خواهند شد 
. 





 

اگر هر دو عامل در کنار هم قرار گیرند منجر به رسیدن به سختی و صلبیت بالاتری خواهند شد که جزء اصلی‌ترین آیتم‌های طراحی یک مهندس محاسب به شمار می‌روند 
. 





 

در طراحی سازه‌ها، مقاومت بتن را 10 درصد مقاومت فولاد فرض می‌کنند بنابراین ابعاد ستون‌ها و تیرهای بتنی، به‌مراتب بیش از سازه‌های فولادی است. البته این ابعاد بزرگ اعضای بتنی، ممان اینرسی بسیار بالاتری نسبت به گزینه دیگر به ارمغان خواهند آورد که در نهایت سازه بتنی، سختی بالاتر و معمولاً رفتار سازه‌ای مناسب‌تری دارد 
. 

« 


 

سازه‌های بتنی سنگین هستند.» در پاسخ به این ایراد باید گفت: ابعاد بزرگ سازه تا جایی مورد پذیرش یک مهندس است که منجر به سنگینی بیش از حد سازه نشود و با توجه به آنکه بحث ما در مورد سازه‌های عادی کمتر از 6 طبقه است تفاوت وزن اسکلت نیز آنچنان نخواهد بود تا مهندس طراح را به سمت طراحی سازه فولادی بکشاند. این موضوع در بسیاری از سازه‌های عظیم نیز صادق است که برج 56 طبقه تهران نمونه بارزی از این دست است 
. 





 

بحث زلزله که بحث داغ این روزهای تهران است می‌تواند جنبه دیگری از کیفیت مناسب یک سازه باشد. سازه‌های بتن آرمه عادی و به ویژه مجهز به دیوارهای بتنی به‌علت سختی بالا نسبت به سازه‌های فولادی در برابر زلزله، در بیشتر موارد مقاومت بسیار بالایی از خود نشان می‌دهند اما سازه‌های فولادی نیز می‌توانند همین رفتار را از خود نشان دهند مشروط برآنکه طراحی مناسبیداشته باشند 
. 





 

نکته قابل تامل اینجا است که این رفتار به چه قیمتی به دست خواهد آمد؟ اگر طراحی، یک طراحی بدون نقص باشد، هم سازه فولادی و هم سازه بتن آرمه در چند ثانیه وقوع زلزله، با حداقل خسارت ممکن جان سالم به در خواهند برد. اما کار به اینجا ختم نخواهد شد و پس از زلزله‌های زیادی شاهد شکستگی لوله‌های گاز و وقوع آتش سوزی‌های مهیب بوده‌ایم که گاه از خود زلزله مخرب‌تر هستند 
. 





 

با توجه به اینکه اطفاء حریق بلافاصله بعد از وقوع حادثه ممکن نیست، ساختمان باید به گونه‌ایطراحی شود که تا چند ساعت متوالی بتواند آتش را با حداقل خسارات وارده تحمل کند. درسازه‌های بتن آرمه مقاومت بالایی در برابر آتش سوزی وجود دارد، اما درسازه‌های فولادی درصورتی‌که تمهیدات ایمنی لازم در آنها صورت نپذیرد در چند دقیقه ابتدایی حریق، شاهد تخریب‌های بسیار سریع و غیرقابل جبران خواهیم بود که این مورد نیز مزیتی بسیار ارزشمند برای سازه‌های بتن آرمه به حساب می‌آید 
. 





 

اما آنچه اکثر مهندسان را نسبت به سازه‌های بتن آرمه به شدت بد‌بین کرده، عدم‌قطعیت‌ها، یکنواخت نبودن مقاومت بتن و کم اطلاعی بسیاری از سازندگان از نحوه عمل‌آوری و به دست آوردن نتیجه‌ای مطلوب از این ماده است 
.

قابلیت اشتباه در تهیه بالقوه این نوع ماده در مقابل فولاد توجیه دیگری است که از سوی عده زیادی در مخالفت با بتن ارائه می‌شود، چرا‌که ممکن است حین عمل آوری، مقاومت فشاری کمتر از حد مورد نیاز به دست آید

 

. 
این گروه معتقدند جبران یک اشتباه در سازه‌های بتن آرمه در مواردی منجر به تخریب اجباری سازه می‌شود در حالی‌که فولاد در هر لحظه که سازنده اراده کند با هزینه‌ای به نسبت پایین قابل ترمیم و تقویت است
در پاسخ به این ایراد باید گفت این عدم‌قطعیت‌ها در آیین نامه‌ها با اعمال ضریب ایمنی بسیار بالایی پیش‌بینی شده تا جایی که در موارد زیادی شاهد مقاومتی چند برابر مقاومت مورد نیاز در ساخت این قبیل سازه‌ها هستیم.از سوی دیگر این عدم‌قطعیت کیفیت بتن در شالوده وسقف‌های سازه فولادی نیز وجود دارد و صرفاً متعلق به سازه‌های بتن آرمه نیست 
. 

در نهایت باید بر این موضوع تاکید کرد که به‌طور کلی هم سازه‌های فولادی و هم سازه‌های بتن آرمه درصورتی که در طراحی آنها سیستم مناسب و منطبق بر آیین‌نامه‌های به روز، مورد استفاده قرار نگیرد و متخصصین متبحر آنها را اجرا و مهندسین با تجربه بر اجرای آنها نظارت مستمر نکنند، هیچ رجحانی از نظر کیفیت و قابلیت اطمینان بر دیگری ندارند

 

.

فراموش نکنیم معیار چهارمی نیز در انتخاب وجود دارد؛ معیاری که 

 

3 معیار هزینه، زمان و کیفیت را تحت سیطره خود قرار می‌دهد: فولاد به‌عنوان یک سرمایه ملی ماده‌ای است که ارزان به دست نمی‌آید و همانند نفت روزی تمام خواهد شد؛ ماده‌ای که باید در صنایع ارزشمندتر ‌ و یا حداقل در سازه‌های خاص که نیاز به ظرافت خاصی دارند و پس از بررسی‌های علمی برتری فولاد در آن محرز شده، مورد استفاده و بهره برداری قرار گیرد تا شاهد رشد اقتصادی در دیگر زمینه‌هاباشیم 
.

نحوه اجرای عملیات خاکبرداری و خاکریزی

مقدمه

به طور کلی عملیات خاکی مشتمل است برتمیز کردن بستر و حریم منطقه مورد نظر از درختان و ریشه گیاهان، برداشت خاکهای نباتی و نامرغوب، خاکبرداری، گودبرداری، خاکریزی و کوبیدن خاک و بالاخره کارهای حفاظتی به منظور اجرای عملیات فوق.

آماده‌سازی بستر و زیرسازی آن

برای زیرسازی ابتدا باید عملیات خاکبرداری و خاکریزی بر اساس نقشه‌های اجرایی و رقومهای خواسته شده انجام شود، و در صورتی که برای رسیدن به تراز موردنظر تنها به عملیات خاکبرداری نیاز باشد، باید خاکبرداری محل تا رسیدن به زمین با مقاومت کافی ادامه یابد و خاکبرداریهای اضافه بر نقشه‌ها صورتمجلس گردد. اضافه خاکبرداری تا رسیدن به تراز زیر پی با مصالح مناسب نظیر شفته آهکی، سنگ‌چین و سایر مصالح مورد تأیید، ساخته و آماده می‌شود. در صورتی که برای رسیدن به تراز موردنظر نیاز به خاکریزی باشد، ابتدا باید خاکهای نباتی تا عمقهای لازم برداشته و سپس عملیات خاکریزی صورت گیرد. ضخامت قشرهای خاکریز، نباید از 10 سانتیمتر تجاوز نماید.شیب عرضی سطح تمام شده بستر پیاده‌رو، باید به نحوی باشد که آبهای سطحی پیاده‌روها به راحتی در داخل جویها، مجاری و لوله‌های جمع کننده تخلیه شود. شیب عرضی مطابق نقشه‌های اجرایی خواهد بود. در صورت نبود این اطلاعات حداقل شیب عرضی (2%) اختیار می‌شود.

آماده کردن بستر خیابان

قبل از زیرسازی خیابان باید عملیات خاکی تا تراز مشخص شده در نقشه‌های اجرایی انجام شود. چنانچه برای رسیدن به تراز موردنظر نیاز به خاکریزی باشد، پس از برداشت خاک نباتی، باید خاکریزی با استفاده از خاک حاصل از عملیات خاکبرداری یا خاک قرضه مناسب ، در قشرهایی با حداکثر ضخامت 15 سانتیمتر صورت پذیرد. چنانچه به علت نامرغوب بودن خاک محل، دستگاه نظارت دستور خاکبرداری بیشتر از تراز موردنظر را صادر نماید، محل خاکبرداری شده باید تا تراز موردنظر با مصالح مناسب، پر و آماده شود. در صورتی که بستر خیابان از مسیرهای سنگی عبور نماید، برای رسیدن به سطحی صاف و مقاوم، باید سطح خیابان را با ماسه یا مصالح مناسب مورد تأیید پر و آماده نمود.

  مصالح خاکریزی

به طور کلی مصالح مناسب برای خاکریزی، باید از مصالح حاصل از گودبرداریها و خاکبرداریهای پروژه تأمین شود. استفاده از این خاکها، باید با تأیید قبلی دستگاه نظارت صورت گیرد. تمامی خاکهایی که در گروه‌های هفتگانه A-1 الی A-7 استاندارد M-145 اشتو قرار گیرند، جزو خاکهای قابل قبول برای خاکریزی محسوب می‌شوند. خاکهای یاد شده به دو طبقه به شرح زیر تقسیم می‌شوند:

خاکهای درشت‌دانه گروه A1 ، A2 ، A3

خاکهای ریزدانه گروه A4 ، A5 ، A6 ، A7

استفاده از خاکهای فوق‌الذکر با توجه به شرایط اجرای کار، نوع بهره‌برداری و بارگذاری بر روی خاکریز و همچنین میزان مصالح ریزدانه (گذرنده از الک نمره 200) توسط دستگاه نظارت و در صورت لزوم تأیید آزمایشگاه مورد تأیید کارفرما، تعیین و به پیمانکار ابلاغ می‌شود.

تمامی خاکهای گچی، نمکی، نباتی، لجنی، زراعی قابل تورم، قابل انقباض، خاکهای دارای مواد آلی و رستنیها، در شمار خاکهای نامرغوب و نامناسب قرار می‌گیرند که باید از مصرف آنها خودداری شود. تشخیص کیفیت خاک مناسب برای خاکریزی با دستگاه نظارت و در صورت لزوم، آزمایشگاه مورد تأیید سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کشور و تصویب کارفرما خواهد بود. خاکهای مناسب برای انواع خاکریزها شامل خاکریزهای محل سازه‌ها، راههای دسترسی، پر کردن پشت دیوارها، اطراف پی ساختمانها، ابنیه فنی، تأسیسات محوطه، کانالهای لوله‌های آب و فاضلاب و کابل‌کشیها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در موارد استثنائی و در کارهای کوچک می‌توان پشت دیوارها و سازه‌های فنی را با مصالح مناسب دیگر، نظیر بتن لاغر و شفته آهکی نیز، پر و اصلاح نمود. در هر حالت نوع مصالح و روش اجرای کار بر اساس مشخصات فنی خصوصی و دستورات دستگاه نظارت تعیین می‌شود.

در صورتی که الزاماً محل اجرای عملیات پروژه منطبق بر محل خاکهای نامناسب بوده و تغییر محل ساختمان میسر نباشد، جزئیات تفصیلی اصلاح و تعویض این خاکها، روشهای اجرایی برای دستیابی به بستری آماده به ابعاد و رقومهای خواسته شده، باید در مشخصات فنی خصوصی قید گردد.

در مواردی که خاک حاصل از عملیات گودبرداری یا خاکبرداری پروژه برای خاکریزی کفایت ننماید و یا خاک مناسب در فاصله حمل اقتصادی قرار نداشته باشد، با توجه به مشخصات فنی خصوصی و با اجازه قبلی دستگاه نظارت می‌توان از مصالح رودخانه‌ای استفاده نمود، محدودیت مصالح ریزدانه (مصالح گذرنده از الک نمره 200) در مشخصات فنی خصوصی ذکر خواهد شد.

 اصلاح مصالح

برای خاکریزی، در وهله اول باید از خاکهای حاصل از خاکبرداری استفاده شود. در صورت عدم وجود یا کمبود خاکهای مناسب باید از منابع قرضه مورد تأیید استفاده شود. استفاده از خاک رس با درصد تورم بالا به منظور خاکریزی زیر پی یا کف ساختمانها به هیچ وجه مجاز نمی‌باشد.

چنانچه به علت نبودن خاک مناسب از خاک رس قابل تورم استفاده شود، می‌توان رطوبت را به میزان (1%) تا (2%) بیشتر از رطوبت بهینه در نظر گرفت. برای کم کردن خاصیت خمیری این خاکها می‌توان از آهک استفاده نمود. میزان آهک، درصد تراکم و رطوبت، باید توسط آزمایشگاه مورد تأیید کارفرما، تعیین و توسط دستگاه نظارت به پیمانکار ابلاغ شود.

اضافه نمودن آهک علاوه بر کنترل پلاستیسیته خاک رس، باعث بالا بردن کارایی سیلت و رس با درصد رطوبت بیشتر از میزان رطوبت بهینه خواهد شد.

کاهش آب آزاد خاک ضمن آبگیری آهک، باعث بهبود مقاومت خاک خواهد شد. در صورتی که ظرفیت باربری زیادی از خاک مورد نظر باشد، به کار بردن سیمان پرتلند و یا اضافه نمودن آهک نیز به بهبود ظرفیت باربری خاک کمک می‌نماید. میزان و روش اختلاط و نحوه اجرای کار، باید توسط دستگاه نظارت به پیمانکار ابلاغ شود.

خاکریزهای با مصالح ریزدانه

قبل از اجرای عملیات تراکم در خاکریزها، مصالح ریزدانه باید دارای رطوبت بهینه باشد. رطوبت بهینه بایستی بر اساس روش پروکتور استاندارد کنترل شود. بهتر است رطوبت در محل قرضه به خاک اضافه شده و پس از حمل و پخش، رطوبت در محل کنترل شود. اضافه نمودن آب برای تأمین رطوبت در محل اجرا با توجه به نوع مصالح باید مورد موافقت دستگاه نظارت قرار گیرد. باید برای اندازه‌گیری وزن مخصوص خاک در محل از روش مخروط ماسه مطابق استاندارد (191- T ) استفاده شود. تعیین رطوبت بهینه و تراکم به روش پروکتور استاندارد صورت می‌گیرد. چنانچه قرار است به روش دیگری اقدام شود، باید جزئیات در مشخصات فنی خصوصی ذکر شود.

در صورت تأیید دستگاه نظارت می‌توان درصد رطوبت را در مورد خاکهای چسبنده، (1%) تا (2%) کمتر و در مورد خاکهای قابل تورم، (1%) تا (2%) بیشتر از رطوبت بهینه اختیار نمود. در هر حالت عملیات تراکم تا حصول وزن مخصوص مورد نظر ادامه می‌یابد. در موارد خاص که با توجه به نوع خاک و مرغوبیت آن تغییراتی در نحوه تراکم یا رطوبت آن مورد نظر باشد، باید موضوع توسط آزمایشگاه مورد تأیید کارفرما، مطالعه و دستورات لازم توسط دستگاه نظارت به پیمانکار داده شود.

خاکریزهای با مصالح درشت‌دانه

میزان تراکم و رطوبت بهینه خاکریزی با مصالح درشت‌دانه نظیر مصالح ماسه‌ای، شنی و مخلوط شن و ماسه باید توسط آزمایشگاه مورد تأیید کارفرما مشخص شود. میزان این تراکم، با توجه به استاندارد ASTM D2049 مشخص می‌شود.

خاکریزهای با مصالح رودخانه‌ای

میزان تراکم و رطوبت بهینه این نوع خاکریزی، باید با توجه به نوع مصالح و درصد مواد ریزدانه توسط آزمایشگاه مشخص شود. روش آزمایش، روش پروکتور استاندارد می‌باشد.

آماده‌سازی بستر خاکریزی

قبل از شروع عملیات خاکریزی باید سطوح و مناطقی که در نقشه‌های اجرایی و دستورالعملهای دستگاه نظارت برای خاکریزی مشخص شده است، از مصالح نامناسب، خاک نباتی، ریشه اشجار و گیاهان کاملاً تمیز و پاک شود. موانع اجرای کار باید با نظر و تأیید دستگاه نظارت، برطرف، تخریب و جابه‌جا شوند. در صورت وجود آبهای زیرزمینی، باید قبل از اجرای عملیات بر اساس دستورالعملهای مندرج در این فصل نسبت به زهکشی و پایین انداختن آب مطابق نظر دستگاه نظارت اقدام شود. پس از برداشت مصالح نامرغوب و سست و قبل از اجرای عملیات خاکریزی رعایت نکات زیر الزامی است.

الف: اگر زمین بستر خاکریزی از جنس خاکهای ریزدانه سیلیسی یا رسی باشد، ابتدا باید به عمق حداقل 15 سانتیمتر بستر شخم زده و سپس با تراکم خواسته شده کوبیده شود.

ب: چنانچه زمین بستر خاکریزی از مصالح شن و ماسه باشد، باید سطح کار با تراکم مورد نظر رگلاژ و کوبیده شود.

پ: چنانچه لازم باشد خاکریزی روی سطوح بتنی انجام شود، قبل از اجرای عملیات باید سطح بتن کاملاً تمیز و مرطوب گردد.

ت: چنانچه لازم باشد خاکریزی روی سطوح سنگی انجام شود، قبل از خاکریزی باید مواد خارجی، سنگهای سست و مواد اضافی دیگر از محل کار، حذف و پس از مرطوب نمودن سطح آن، خاکریزی شروع شود.

بین آماده‌سازی بستر و اجرای عملیات خاکریزی، نباید فاصله زمانی زیاد وجود داشته باشد. خاکریزی باید بلافاصله پس از آماده‌سازی شروع شود. چنانچه به دلایلی خارج از قصور پیمانکار و یا هر دلیل دیگر وقفه‌ای در این امر حادث شود، قبل از اجرای عملیات خاکریزی دستگاه نظارت از محل کار بازدید به عمل آورده و در صورت لزوم دستور ترمیم و آماده‌سازی آن را صادر خواهد نمود.

روسازی راه

طراحی روسازی بر این اصل استوار است که خاک بکار رفته در هر لایه از روسازی بتواند حد‌اقل ویژگی های کیفیت سازه‌ای را فراهم کند، هر لایه باید بتواند مقاومت برشی مورد نظررا فراهم کند، واز ایجاد تغییر شکلهای زیاد که باعث بوجود آمدن ترکهای خستگی در یک لایه و یا لایه‌‌ی بالای آن می‌شوند و همچنین ازبوجود آمدن تغییر شکلهای دائمی بخاطر تغییرات بیش از حد خاک جلوگیری کند. تثبیت خاک روشی است که بمنظور بهبود کیفیت مصالح در راهسازی بکار می‌رود، و استفاده از این روش موجب بدست آمدن مصالحی با مشخصات مناسب برای بکار بردن در لایه‌های روسازی می‌شود. تثبیت خاک به اصلاح و بهبود خواص فیزیکی و مهندسی خاک برای تامین یک رشته اهداف از پیش تعیین شده اطلاق می شود. تصمیم در مورد استفاده از این روش پس از مقایسه‌ی راه حلهای مختلف قابل قبول انجام می‌شود.

امروزه با پیشرفت علم تثبیت خاکها به طرق گوناگون نظیر روش های مکانیکی، شیمیایی، فیزیکی، بیولوژیک ( رویاندن گیاه)، و روش الکتریکی امکان پذیر است. در روش تثبیت خاک، کارشناسان با استفاده از اصول علمی و بهره‌گیری از فناوری‌های جدید، مواد و مصالح مناسب را در تقویت خاک به کار می‌گیرند و مشخصات مهندسی، خواص مکانیکی از جمله مقاومت، سختی، شکل‌پذیری و ظرفیت باربری آن را بهبود می‌بخشند.تثبیت خاکها اهداف گوناگونی دارد که از این اهداف می‌توان به افزایش مقاومت باربری خاک، کاهش نفوذپذیری ،کاهش تورم و انقباض خاک ،کاهش رطوبت خاک ،کاهش دامنه خمیری خاک ،جلوگیری از فرسایش خاک و کاهش ضخامت لایه های روسازی اشاره کرد. متراکم کردن خاک در عملیات عمرانی یک روش مکانیکی ساده و متداول برای افزایش دانسیته خاک و در نتیجه افزایش ظرفیت باربری و پایداری خاک است. ولی موردی که در تحقیق مورد بررسی قرار می‌گیرد تثبیت خاک از طریق شیمیایی می‌باشد.

از موادی که در تثبیت خاک بکار می‌روند می‌توان به قیر، سیمان، آهک اشاره کرد. انتخاب هر یک از این مواد به مواردی مانند جنس خاک، شرایط جوی منطقه، میزان آمد و شد، هدف از انجام تثبیت خاک و هزینه‌های عملیات بستگی دارد. همچنین امروزه برای افزایش توان باربری خاک ماسه روان استفاده از پلیمر به عنوان یک تثبیت‌کننده فیزیکی، غیرسنتی، در دسترس و با کاربردی آسان رواج یافته است. از دیگر مواد تثبیت کننده خاک می‌توان کلرور کلسیم و سدیم اشاره کرد. مقدار ماده تثبیت کننده مورد نیاز با توجه به آزمایشهای مقاومت و دوام خاک و همچنین موارد اقتصادی تعیین می‌شود.

همانطور که در بالا اشاره شد امروزه استفاده از پلیمرها برای تثبیت خاک افزایش یافته است، خواص فیزیکی نسبتا مطلوب از جمله ویژگی هایی است که باعث پر مصرف شدن این مواد شده است. همچنین این گروه ازمواد دارای وزن مخصوص پایین و پایداری خوب در مقابل مواد شیمیایی هستند. بیشتر پلیمرهای متداول از پلیمریزاسیون مولکول‌های آلی ساده به نام منومر به دست می‌آیند. با ترکیب مناسبی از حرارت، فشار و کاتالیزور پیوند دوگانه بین اتم‌های کربن شکسته شده و یک پیوند ساده کووالانسی‌ جایگزین آن می‌شود. البته باید توجه داشت که تحقیقات انجام شده نشان می‌دهند که در صورتیکه درصد پلیمر مصرفی برای تثبیت خاک ماسه‌های روان بیش از 3 درصد باشد نه تنها این عمل از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نخواهد بود بلکه نظر فنی نیز چندان باعث افزایش مقاومت نسبت باربری خاک نخواهد شد.

آهک با درجات خلوص متفاوت به عنوان تثبیت کننده‌ای برای خاک سابقه‌ی طولانی دارد، اضافه کردن این ماده باعث کاهش خواص خمیری خاک می‌شود. بنابر‌این وقتی مصالح شنی از نظر دانه‌بندی برای لایه‌های اساس و زیر‌اساس مناسب باشند ولی بعلت حد روانی و یا دامنه خمیری زیاد نتوان از آنها استفاده کرد از این ماده برای کاستن خواص خمیری مصالح و در نتیجه برای ساختن لایه‌های اساس و زیر اساس استفاده می‌شود.معروفترین و متداولترین مواد آهکی مورد استفاده در تثبیت عبارتند از آهم شکفته، آهم شکفته دلومیتی، آهک زنده و آهک زنده دلومیتی. باید توجه داشت که بطور کلی آهک زنده ماده تثبیت کننده مؤثری نسبت به آهک شکفته است و اگر بصورت دوغاب به خاک اضافه شود مقاومت بیشتری را نسبت به موقعیکه به صورت پودر اضافه می شود ایجاد می کند. با توجه به اینکه میزان قابل توجهی از خاک مخصوصا در ایران ریزدانه و از نوع رسی می‌باشد. چون خاکهای رسی دارای خواص خمیری بالا هستند و واکنش شیمیایی خوبی خواهند داشت، باید راهی را برای مقاوم کردن و بهبود رفتاراینگونه ریزدانه‌ها پیدا کرد. یکی از مؤثرترین روشهای بهبود کیفی مشخصات فنی خاکهای رسی که استفاده از آنها متداول است بهره‌گیری از آهک می‌باشد، آهک اصولاً برای تثبیت خاکهای ریزدانه که دامنه خمیری آنها بزرگتر از 10 و خاکهای رسی خیلی خمیری PI > 35) ) مناسب است ولی این ماده برای تثبیت خاکهایی که حاوی مقدار بیش از دو درصد مواد آلی و همچنین حاوی مقدار بیش از نیم درصد سولفات قابل حل در آب می باشند مناسب نیست. وقتی آهک به خاک ریزدانه اضافه می‌شود واکنشهای مختلفی اتفاق می‌افتد که عبارتند از واکنش تبادل کاتیونها، واکنش پوزولانی، واکنش کربناسیون. با توجه به نکات گفته شده می‌توان برداشت کرد که. مراحل اجرایی عملیات تثبیت خاک با آهک شامل آماده کردن خاک، پخش آهک، اختلاط و آب پاشی، کوبیدن و تسطیح و عمل آوردن مخلوط می شود.

سیمان نیز بیشتر برای تثبیت خاکهای ریزدانه‌کاربرد دارد. اکثر خاکهای ریزدانه بغیر از خاکهای آلی قابل تثبیت با سیمان می‌باشند. بطور کلی هر خاکی که دارای کمتر از 2در صد مواد آلی بوده و مقدار سولفات قابل حل در آب آن از مقادیر مشخص شده تجاوز نکند را می‌توان با سیمان پرتلند تثبیت کرد. مکانیزم کلی تثبیت با سیمان مانند تثبیت با آهک می‌باشد. از این ماده نیز برای کم کردن خواص خمیری خاک استفاده می‌شود. از تغییراتی که سیمان در خاک بوجود می‌آورد می‌توان اشاره کرد به ایجاد در صد رطوبت بهینه بیشتر و وزن مخصوص خشک کمتر. مقدار سیمان مورد نیاز نیز با توجه به آزمایشهای دوام و آزمایشهای دیگر که بر روی خاک انجام می‌شود انتخاب می‌گردد. باید توجه داشت که زمان در افزایش مقاومت خاکهای تثبیت شده با سیمان اثر دارد و با گذشت زمان مقاوت این خاکها افزایش می‌یابد.مشخصات فنی خاکهای تثبیت شده با سیمان بستگی به عواملی همچون جنس خاک، مقدار سیمان،‌وزن مخصوص خاک تثبیت و کوبیده شده، کیفیت اختلاط خاک و سیمان، شرایط عمل آوری و همچنین بستگی به زمان دارد. تعیین در صد سیمان معمولا با استفاده از روشهای زیر که استاندارد شده و متداول می‌باشند انجام می‌پذیرد.

1- آزمایش وزن مخصوص –درصد رطوبت (ASTM D558)

2- آزمایش تر و خشک شدن (ASTM D559)

3- آزمایش یخبندان-ذوب یخ (ASTM D560) 

در تثبیت خاک با سیمان باید به زودگیر بودن سیمان توجه خاصی داشت. زیرا باید تمام عملیات از جمله کوبیدن و متراکم کردن نهایی خاک را قبل از گرفتن سیمان به پایان رساند. بنابراین امروزه طول راه را به قطعات کوچکتر تقسیم میکنند وخاک هر قسمت را جدا با سیمان تثبیت می‌کنند، تا بتوانند به هدف خواسته شده به صورت مطلوب برسند. برای تثبیت خاک با سیمان مشخصا آب، مورد نیاز است که مقدار این آب بر اساس رطوبت بهینه که توسط آزمایش تراکم انجام می‌شود مشخص می‌گردد. بطور کلی مراحل تثبیت خاک با سیمان را می‌توان اینگونه نام برد: آماده کردن خاک، پخش سیمان، اختلاط خاک با سیمان، کوبیدن مخلوط سیمان، عمل آوری خاک تثبیت شده با سیمان.

قیر دیگر ماده‌ای می‌باشد که در تثبیت خاک مصارف گوناگونی دارد. تفاوت مصرف آن با آهک و سیمان در این است که این ماده در مورد تثبیت خاکهای درشت‌دانه و شنی کاربرد دارند. بعلت سخت بودن اندود کردن دانه‌های ریز با قیر، این ماده درخاکهای ریزدانه به عنوان تثبیت کننده کاربردی ندارد. قیر مایع برای تثبیت به کار می‌رود و از ویژگی‌های استفاده از آن کاهش خاصیت آب مکندگی خاک می‌شود. از آنجا که وجود سنگ حاوی خاک‌رس و یا مواد اینچنینی مانع از چسبیدن قیر به سنگدانه‌ها میشوند، مصالح سنگی باید از هر گونهآلودگی پاک باشند و همچنین خشک باشند تا قیر بخوبی به آنها بچسبد. مواردی که در تثبیت با قیر مد نظر هستند عبارتند از:

- آماده کردن خاک

- پخش قیر

- اختلاط خاک و قیر

- عمل آوردن

- کوبیدن مخلوط قیری

از قیر برای بهبود خواص خمیری خاکهای شنی می‌توان استفاده کرد همچنین ماسه بخوبی قابل تثبیت شدن با قیر است زیرا قیر دانه‌های ماسه را اندود کرده و بخوبی به هم می‌چسباند. استفاده از قیر به عنوان تثبیت کننده برای عملیات زیر سازی به مقدار زیادی مربوط به تجربه مهندسی می باشد و باید توجیه فنی و اقتصادی بودن تثبیت خاک با قیر مورد بررسی قرار گیرد.

همچنین می‌توان خاکها را با ترکیبی از مواد معرفی شده در بالا تثبیت کرد. مثلا تثبیت خاک با استفاده از آهک و سیمان و یا آهک - قیر آبه و یا سیمان - قیر آبه، که هر مورد از اینها برای خاکهای خاصی کاربرد دارند.

هدف این تحقیق مشخص کردن انواع کاربرد استفاده از مواد تثبیت کننده می‌باشد و به ویژگی های استفاده از هر کدام از تثبیت کننده‌ها به صورت کامل پرداخته می‌شود. فاکتورهایی که برای انتخاب نوع تثبیت کننده مهم هستند ذکر می‌گردد. نحوه‌ی تثبیت و آزمایشهایی که در این حین بر روی خاک و مصالح آن انجام می‌شود توضیح داده می‌شوند. همچنین مراحل تثبیت خاک برای هر کدام از مصالح به صورت کامل ذکر خواهد گردید. در پایان نیز در مورد کنترل کیفیت محصول نهایی در صورت استفاده از تثبیت کننده‌ها توضیح داده می‌شود

روشهای بهینه سازی در پروژه های عمرانی

روشهای بهینه سازی در پروژه های عمرانی یکی از مهمتـرین مســائل و مشـکلات پروژه های عمرانی در سطح کشور مبحث »طراحی دست بالا یا دست پایین« و معضلات ناشی از آنها یعنی افزایش زمان و هزینه تکمیل اینگونه پروژه هاست، به طوری که براساس آمار سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور متوسط زمان راه اندازی طرحهای ملی و سرمایه بر، در حال حاضر هشت سال است. 54 درصد از طرحهای عمرانی دارای مشکلات طراحی هستند. 27 درصد از طرحهای عمرانی ناقص اجراء می شوند و 28 درصد از طرحهای عمرانی در مرحله بهره برداری دارای مشکل هستند. طراحی دست بالا یا دست پایین در قاموس مهندسی عمران به مطالعه و طراحی طرحها به صورت غیر بهینه اطلاق می شود. پروژه هایی دست بالا (OVER DESIGN) تلقی می شوند که در مرحله مطالعه و طراحی بالاتر از حد و ظرفیت مورد نیاز مطالعه و طراحی شوند. در این حالت ظرفیتهای پروژه در مرحله بهره برداری مورد استفاده قرار نمی گیرند. به عنوان نمونه در هنگام مطالعه و طراحی مسیر راه یا راه آهن بخشهایی نظیر خاکریزی ، خاکبرداری و ابنیه فنی نظیر پلها و تونلها وجود دارند که بایستی مدنظر قرار گیرند. اگر در مرحله مطالعه، کریدور مسیر به خوبی انتخاب نشود، مطمئناً‌حجم عملیات خاکی و ابنیه فنی افزایش چشمگیری می یابد. در مرحله طراحی نیز اگر مشخصات فنی و اجرای پروژه از قبیل ابنیه فنی نظیر پل ها و تونل ها برای بارهای بالاتر از حد بهره برداری طراحی و محاسبه شوند؛ در مرحله اجرا شاهد هدر رفتن مصالح و نیروی انسانی بوده و هزینه ها و زمان اجرای طرح افزایش خواهد یافت. در یک پروژه صنعتی نظیر یک کارخانه تولیدی نیز اگر مشخصات فنی و ظرفیت کارخانه بالاتر از حد موردنظر طــرح شــود، در فــاز بهره برداری ظرفیت آن به طور کامل مورد استفاده قرار نمی گیرد. بــر عکس پــروژه هایی دست پایین (Under design) تلقی می شوند که در فاز مطالعه و طراحی پایین تر از حد و ظرفیت مورد نیاز (حداقل آیین نامه ها) مطالعه و طراحی شوند. در این حالت پروژه پاسخگوی نیازهای بهره بردار نیست. به عنوان نمونه اگر در مرحله مطالعه یک پروژه راهسازی به ظرفیت بار و مسافر عبوری از مسیر توجه نشود، پس از احداث راه، پروژه پاسخگوی ظرفیت بار و مسافر نخواهد بود و یا در مهندسی سازه اگر ابنیه فنی نظیر پلها و تونلها کمتر از حد مورد نیاز بهره برداری، مطالعه، طراحی و محاسبه شوند، در این صورت سازه و اجزای آن همواره بیش از توان و محدوده بهره برداری آن بارگذاری شده، در آن صورت، بایستی نسبت به ترمیم و تقویت اینگونه سازه ها، به منظور رساندن مقاومت سازه و اجزای آن به مقاومت مورد نیاز اقدام کرد. این حالت طراحی نیز موجب افزایش هزینه های ناشی از دوباره کاریها، مصرف مصالح اضــافی و به کـــارگیری مجدد نیروی انسانی می شود. مشابه شرحی که در خصوص طراحی دست بالا و دست پایین از دیدگاه مهندسی عمران بیان گردید، از دیدگاه دیگر تخصصها نیز قابل طرح است، مثلاً از دیدگاه معماری تناسب فضاها با کاربریها، تناسب هزینه های نماسازی و محوطه سازی با کاربرد پروژه مطرح می شود یا از دیدگاه مهندسی تاسیسات متناسب بودن میزان تجهیزات و مشخصات آنها با شرایط کاری پروژه دارای اهمیت است. باتوجه به حجم انبوه اعتبارات مالی که سالیانه صرف مطالعات و اجرای پروژه های عمرانی وزارت راه و ترابری می گردد، و اثراتی که پدیده طراحیهای غیربهینه در افزایش هزینه ها و اغلب افزایش زمان تکمیل اینگونه پروژه ها در طول مراحل مطالعه، طراحی و اجرای آنها روی می دهد و همچنین کمبـود کارایی که در دوره بهره برداری در پروژه ها ظاهر می شود، بررسی موضوع پیش گفته را ضروری می سازد. 1 - علل غیر بهینه شدن پروژه های عمرانی انجام مطالعات و طراحی به وسیله مشاوران صورت می گیرد و کنترل پروژه های واگذار شده به آنها بر عهده کارفرماست که نقص در هر مرحله بر پروژه و بهینه بودن آن اثر می گذارد که علل آن عبارتند از: ! نبود آمار و اطلاعات دقیق و مناسب مورد نیاز طراحان و مشاوران که موجب ضعف در مراحل مطالعات و طراحی پروژه های عمرانی می شود؛ ! عدم مستندسازی در مراحل مختلف پروژه های عمـرانــی که قبلا تکمیل و به بهره برداری رسیده اند؛ ! عدم توجه به مبحث »ارزیابی عملکرد« به منظور ارزیابی مراحل مختلف پروژه های عمرانی به وسیله تیمی از کارشناسان مجرب؛ ! ضعف بهره بردار به صورتی که از پروژه ها به شکل بهینه بهره برداری به عمل نمی آید؛ ! نقــایص مـوجود در قوانین، مقررات و بخشنامه ها پیرامون امــور قراردادها، شرح خدمات قراردادهای مطالعات، نظارت و اجرا و حق الزحمه های مشاوران و پیمانکاران؛ ! ضعف و نقص در مراحل مطالعات مقدماتی که مشاوران و طراحان مراحل بعدی را که بر اطلاعات آنها اتکا می کند، دچار اشتباه می سازد. ! نبود استانداردها و آیین نامه های مناسب و مصوب که با شرایط اقلیمی، جغرافیایی و... کشور همخوانی داشته باشند؛ ! نقایص موجود در دستورالعملها و روشهای ارزیابی، درجه بندی و انتخاب مشاوران و پیمانکاران پروژه های عمرانی؛ ! نبود چک لیست های مناسب به منظور کنترل و تصویب طرح های عمرانی؛ ! عدم بهره گیری مناسب از تیم های کارشناسی مجرب در مراحل مختلف مطالعه، طراحی و اجرای پروژه های عمرانی؛ ! کمبود رشته های تخصصی به ویژه در زمینه روشهای اجرایی در کادرهای فنی و اجرایی مشاوران و پیمانکاران؛ ! عدم توجه و بهره گیری از روشهای جدید طراحی و اجرا در پروژه های عمرانی؛ ! ضعف مدیریت و کادر کارشناسی کارفرما و مجریان طرحهای عمرانی. 2 - روشهای بهینه سازی ! انجام مهندسی ارزش در طرحها از بدو مرحله مطالعاتی تا زمان بهره برداری از پروژه به منظور کاهش هزینه ها، بهبود روشها و بهینه سازی پروژه های عمرانی؛ ! تــوجه به امر بهره برداری و نیازها وامکانات بهـره بردار در مرحله مطـالعات و طــراحی پروژه های عمرانی؛ ! نقایص موجود در قوانین وبخشنامه های سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور پیرامون قراردادها، شرح خدمات، حق الزحمه ها، روشهای ارزیابی، رتبه بندی و انتخاب مشاوران و پیمانکاران پروژه های عمرانی با هماهنگی دستگاههای ذیربط؛ ! تدوین و نهادینه کردن استانداردهای مناسب در امر مطالعات، طراحی و اجرای پروژه های عمرانی و به روز نگاه داشتن استانداردها؛ ! مستندسازی اسناد، مدارک و تجـــربه های پروژه های قبلی به منظور بهره گیری مناسب از آنها در پروژه های جاری و آتی؛ ! بهره گیری از روشهای جدید در امر مطالعه، طراحی و اجرا که نمونه آن روش طرح و اجراست که در کشورهای توسعه یافته از آن استفاده می شود؛ ! توجه و بهبود تشکیلات سازمانی کارفرمایان و مجریان پروژه های عمرانی؛ ! بهره گیری از تیم های کارشناسی مجرب به منظور بررسی و کنترل پروژه های عمرانی در دستگاههای اجرایی و متولیان پروژه های عمرانی؛ ! تشکیل معاونت طرح و برنامه در سطح معاون وزیر به منظور ساماندهی به طرحها و پروژه های عمرانی وزارتخانه و سازمانهای تابعه؛ ! بهبود و تقویت تشکیلات مشاوران و پیمانکاران به ویژه در بخش کادر فنی و اجرایی آنها به منظور کاهش طراحی های غیربهینه و هزینه های تحمیلی ناشی از آنها بر پروژه؛ ! بهره گیری مناسب از شیوه های مدرن و سودمند، همچون مهندسی مجدد فرایندها به منظور بهبود روشهای کنونی مطالعات، طراحی، اجرا و بهره برداری پروژه های عمرانی؛ ! برگزاری دوره های آموزشی مناسب و مرتبط در حین خدمت برای کارشناسان دستگاههای دولتی متولی پروژه های عمرانی؛ ! توجه به موضوع خصوصی سازی و اهمیت آن در بهبود روشها و بهینه سازی مراحل مختلف پروژه های عمرانی؛ 

تکنیک های حفاری

آشنایی
تاریخچه حفر گمانه بسیار قدیمی است و پیشینیان برای جستجوی آب در دشتها و دره‌ها به حفر گمانه می‌پرداخته‌اند و چون تلمبه اختراع نشده بود، در اغلب موارد آب از چاه (گمانه) به صورت آرتزین خارج شده و یا چهارپایان کار آبکشی را انجام می‌دادند. تا آنجا که تاریخ نشان می‌دهد قدیمیترین گمانه‌ها در چین حفر شده و سیستم حفاری ضربه‌ای که امروزه در حفر گمانه مورد استفاده قرار می‌گیرد، همان طریقه قدیمی است که در چین متداول بوده است. برای حفر گمانه به اعماق مختلف، اقطار و در سنگهای گوناگون، وسایل و تجهیزات و ماشین آلات حفاری در انواع و استانداردهای مختف با تکنولوژیهای گوناگون متداول است. انواع روشها و تکنیکهای حفاری


حفاری شوئیدنی (Wash boring) 

این حفاری برای بدست آوردن نمونه‌های خاک، حفاری اکتشافی برای بررسیهای اولیه، حفر گمانه برای برخی آزمونهای برجا از جمله آزمایش SPT بکار می‌رود. 

روش حفاری :
بالا و پایین رفتن سر مته باعث سست شدن مواد زیر لوله تزریق آب می‌شود. آب با فشار زیاد از سوراخ سر مته خارج و خرده‌ها را به خارج هدایت می‌کند.


مزایا :
نیاز به کارگری با مهارت کم دارد. در همه نقاطی که برای وسایل سبک قابل دسترس باشند، قابل اجرا است.


محدودیتها :
اجرای عملیات، مخصوصا در عمق بیش از 10 متر کند است. نفوذ در خاک مقاوم مشکل و در سنگ غیر ممکن است. خارج کردن گراول از لوله جدار مشکل است و منجر به کاهش کیفیت نمونه‌ها می‌شود. گرفتن نمونه دست نخورده مشکل است. 
مته دورانی (Ratary drill) 

این روش هم نمونه‌های خاک و سنگ را بدست می‌دهد و هم نمونه‌هایی برای انواع آزمایشهای برجا ایجاد می‌کند. این روش در حفر گمانه‌های غیر قائم برای زهکشی افقی یا ایجاد مهار کاربرد دارد. 

روش حفاری :
پیشروی توسط سر مته برنده که در انتهای لوله حفاری قرار دارد و تحت فشار هیدرولیکی است، انجام می‌شود. دیواره چاه را معمولا گل نگاه می‌دارد.


مزایا :
روشی نسبتا سریع است و می‌تواند در همه نوع مواد نفوذ کند. برای همه نوع نمونه گیری مناسب است.


محدودیتها : جابجا کردن وسایل در زمینهای ناهموار و باتلاقی مشکل است و محتاج راه مناسب است. همچنین محتاج سکوی تسطیح شده است. کارآیی حفاری با توجه به اندازه دستگاه متغیر است. 
اوگر مارپیچی ممتد 

این دستگاه سوراخهایی به قطر کوچک تا متوسط حفر می‌کند و بطور پیوسته نمونه‌های دست خورده می‌گیرد. معمولا در خاکهای دارای چسبندگی، که چاه بدون لوله جدار ریزش نمی کند، انجام می‌شود. 

روش حفاری :
حفاری با چرخاندن رشته ممتد اوگر مارپیچی صورت می‌گیرد. 


مزایا :
روش سریع در خاکهای مقاوم و سنگ نرم است. پس از خروج اوگر، اگر چاه باز باقی بماند، امکان نمونه گیری SPT وجود دارد.


محدودیتها : پس از خروج اوگر در مواد با چسبندگی کم یا دانه‌ای و یا بدون چسبندگی، چاه ریزش می‌کند و لذا عمق حفاری تا نزدیکی سیستم ایستابی محدود می‌شود. روشهای نمونه گیری محدود و نمونه‌های بدست آمده دست خورده‌اند. 
اوگر میان تهی 

این دستگاه سوراخهایی با قطر کم تا متوسط برای نمونه گیری از خاک حفر می‌کند. 

روش حفاری :
روش حفاری مشابه حالت قبل است با این تفاوت که ساقه مجوف به داخل زمین پیچانده می‌شود تا نقش یک لوله جدا را بازی کند.


مزایا :
روش سریع خاکهای ضعیف تا نسبتا مقاوم است. گرفتن نمونه‌های SPT و UD امکانپذیر است. در خاکهای مقاوم حاوی لایه‌های شنی، نفوذ به اعماق زیاد مشکل و به داخل قطعات سنگ غیر ممکن است. دست خوردگی قابل ملاحظه‌ای ممکن است بر اثر مته اوگر در خاک بوجود آید. 
اوگرهای با قطر زیاد 

این روش برای حفر سوراخهای با قطر زیاد (تا 10 سانتیمتر) برای کسب نمونه‌های دست خورده و بررسی لایه‌ها در خاکهای دارای چسبندگی که گمانه نیاز به حایل ندارد، مورد استفاده قرار می‌گیرد. 

روش حفاری :
با چرخاندن اوگر دارای قطر زیاد خاک بریده شده و گمانه حفر می‌شود.


مزایا :
روشی سریع بوده و بررسی شرایط خاک در زیر زمین از نزدیک را امکانپذیر می‌سازد.


محدودیتها :
عمق حفاری توسط سطح ایستابی و شرایط سنگ محدود می‌شود. ماشینهای بزرگتر محتاج راه دسترسی مناسب هستند. برای خاکهای بدون چسبندگی، رسهای نرم و خاکهای آلی مناسب نیست. نمونه‌ها دست خورده است.

حفاری ضربه‌ای


تنها در حفاری چاههای آب بکار می‌رود. نمونه‌های شسته شده توسط گل‌کش ‌خارج می‌شود. عمق تا سنگ بستر را مشخص می‌کند. 

روش حفاری :
سر مته سنگین بالا آورده شده و رها می‌شود تا مواد شکسته شده و یک مخلوطی از خرده‌ها و آب ایجاد شود که توسط گل‌کش با پمپهای ماسه کش خارج می‌شود. دیواره چاه توسط لوله جدار، پابرجا نگاه داشته می‌شود.


مزایا :
روشی نسبتا اقتصادی جهت تعبیه گمانه‌های با قطر زیاد (تا 60 سانتیمتر) در انواع مواد است.


محدودیتها : ابزارها بزرگ و پر زحمت است. در خاکهای قوی و سنگ به کندی انجام می‌شود. اغتشاشات اطراف سر مته که ناشی از ضربات پر انرژی سر مته است، به شدت بر مقادیر SPT تاثیر می‌گذارد. مغزه گیری و نمونه UD سنگ امکانپذیر نیست. 
 

مته چکشی 

برای حفر چاه آب و چاههای اکتشافی در داخل قطعه سنگها مناسب است. 

روش حفاری :
مشابه حفاری ضربه‌ای است. شمعی که توسط نیروی دیزل رانده می‌شود برای راندن لوله جدار مضاعف استفاده می‌شود. در حالی که جریان هوا تراشه‌ها را از لوله داخلی خارج می‌کند.


مزایا :
نفوذ نسبتا سریع در قطع سنگها و قلوه سنگها است.


محدودیتها :
مشابه حفاری ضربه‌ای است، با این تفاوت که پیشروی به مراتب سریعتر است. 
 
مته ضربه‌ای بادی 

این روش برای حفر گمانه برای آتشباری، دوغاب زنی و مهار سنگ است. روش سریع برای حفر چالهای با قطر کم در سنگ سخت است. بهترین کاربرد را در سنگهای سخت توده‌ای دارد. نمونه‌ها منحصرا به ذرات و تراشه‌های کوچک است. برای نمونه گیری بکار نمی‌رود. در سنگهای سست دارای شکستگی با لایه‌های رس یا شیل مرطوب ممکن است تمام لوله حفاری در سوراخ باقی بماند. 

روش حفاری :
ضربات و چرخیدن سر مته، سنگ را خرد می‌کند و تراشه‌ها توسط فشار هوا خارج می‌شود

علت رواج پل های کامپوزیتی

پروفیل‌های کامپوزیتی که به روش پالتروژن تهیه می‌شوند، کاربرد فراوانی در ساخت پل‌ها دارند. پل‌های کامپوزیتی حاصل، در مقایسه با پل­های مشابه از جنس بتن و فولاد ، از سبکی، طول عمر و سرعت نصب بیشتری برخوردارند و هزینه نصب کمتری دارند. متن زیر که برگرفته از شماره‌های1، 3 و 4 مجله کامپوزیت است به معرفی این کاربرد کامپوزیت‌ها می‌پردازد. 
یکی از وسیع­‌ترین کاربردهای محصولات پالتروژنی در ساختمان، تولید سازه‌های باربر است. ساخت پل­ها و زیرسازه‌ها با پروفیل‌های پالتروژنی به ­شدت مورد توجه مهندسین آمریکایی و اروپایی قرار گرفته است. عمر مفید بالا و کاهش هزینه‌های نگهداری پل در طول دوره کاری، دلیل استقبال از کامپوزیت‌ها در ساخت پل­ها می‌باشد. سازه‌های بزرگی که توسط تیرهای فولادی ساخته شده‌اند در طول عمرشان چندین بار رنگ‌آمیزی می‌شوند. تعمیر و نگهداری و رنگ‌آمیزی این تیرهای فولادی به ­ویژه در پل­های قدیمی بلند که دسترسی به آنها مشکل است، بسیار پرهزینه می‌باشد.

سطوح پل­های کامپوزیتی نیز از پانل‌های کامپوزیتی ساخته می‌شوند. استفاده از پانل­های کامپوزیتی روشی مناسب برای کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری این سازه‌هاست. این پانل­ها از روش­هایی همچون لایه­چینی دستی و پالتروژن ساخته می‌شوند و با طول عمر بالا و استحکام بیشتر، جایگزین ایده‌آلی برای مشابه فولادی خود هستند. سطوح پل‌های کامپوزیتی بصورت طول‌های پیوسته توسط فرآیند پالتروژن طراحی و تولید می‌گردند. 

 این قطعات متناسب با احتیاج مصرف­ کننده می‌تواند در سایزهای مختلفی بریده شود تا با ابعاد پل موردنظر سازگار باشند. پل‌های کامپوزیتی اکنون به­ عنوان پل‌های دایمی برای راه­های اصلی بسیاری از کشورهای پیشرفته بکار گرفته می‌شوند. این پل­ها به­ میزان قابل قبولی اهداف موردنظر طراحان را برآورده ساخته ­اند. 

نخستین نمونه این پل‌ها در ایالات متحده آمریکا طراحی و تست شدند و اولین نمونه آن در روستایی در ویرجینیای غربی نصب شد. با نصب پل­ها در ویرجینیای غربی ثابت شد که کامپوزیت‌ها بطور عملی برای ساخت پل­های هوایی بسیار مفید هستند. این یک مرحله مهم در توسعه پل‌هایی بود که با کامپوزیت‌ها ساخته شده‌اند. 

نمونه دیگری از پل‌های کامپوزیتی، یک پل در دانمارک است که در آن از پروفیل­های پالتروژنی‌ استفاده شد. این پل با 40 متر طول و 3 متر عرض جهت عبور عابرین پیاده، دوچرخه‌ها و موتور سیکلت­ها طراحی شده و بر روی خط راه‌آهن احداث گردیده است. پل مذکور می‌تواند بارهای معادل kg/m2_500 را تحمل کند و این استحکام بوسیله یک سطح کامپوزیتی که تنها 12 تن وزن دارد مهیا می‌شود. در حالی که سطوح پل­های بتنی و فولادی که بتوانند همین میزان استحکام را داشته باشند به ­ترتیب دارای وزن­های 90 و 28 تن خواهند بود. ارتفاع این پل 18.5 متر است. تیرها و پانل‌هایی که در ساخت این پل بکارگرفته شده‌اند از پروفیل‌های پالتروژنی ساخته می‌شوند. برج­ها و بخش‌های دیگر بصورت پیش‌ساخته نهایی در محل پل نصب می‌شوند. به ­دلیل سبکی وزن کامپوزیت­ها، نصب پل تنها 18 ساعت طول ­کشید و مزاحمت و آشفتگی در ترافیک ریل­ها به کمترین حد ممکن رسید. 

در فیلادلفیای آمریکا با استفاده از کامپوزیت‌ها، نوعی پل‌ کابلی طراحی شده­ است که توانایی جمع شدن دارد. 

اجزای کامپوزیتی پل‌ها نسبت به مشابه فولادی خود، علاوه بر سبک‌تر بودن، از مشخصات مکانیکی بهتری نیز برخوردار است و به آسانی و بدون نیاز به تجهیزات سنگین یا کارکنان زیاد نصب می‌شوند. این پل‌ها در مکان‌هایی مانند پارک ملی ایسلند و یا گلدن­ گیت مورد استفاده قرار گرفته‌اند. اکنون ساخت پل‌های عبور وسایل نقلیه به ­شکل یک کار مرسوم تجاری در آمریکای شمالی و اروپا رونق گرفته است. 

هم‌اکنون در ساخت بسیاری از پل­ها تماماً از کامپوزیت‌ها استفاده می‌شود. یکی از موارد کاربرد کامپوزیت‌های سبک، در ساخت پل‌های رودخانه‌ها و مسیرهای آبی است که در انگلستان و سایر کشورهای اروپایی مورد استقبال فراوان واقع شده است. این پل­ها برای عبور قایق‌ها هستند و حمل­ و ­­نقل و نصب آنها در نقاط دورافتاده و پست، بدون نیاز به تجهیزات بالابر سنگین ممکن می‌باشد. 

سطح کامپوزیتی، 6 تا 7 برابر سطح بتن آرمه ظرفیت تحمل بار را دارد و این در حالی است که تنها 20 درصد وزن آنرا داراست. طول عمر آنها نسبت به مشابه فولادی و بتنی چندین برابر است. کامپوزیت­ها در طول دوره سرما منقبض نمی‌شوند و مانند آهن در محیط مرطوب زنگ نمی‌زنند و در محیط دریا دچار خوردگی نمی‌شوند. سطوح کامپوزیتی برای جایگزین کردن با سطوح قدیمی و سنتی در پل‌ها بسیار مورد استقبال قرار گرفته‌اند، چرا که دارای ساختار بهتر و بی­عیب‌تری می‌باشند. این جایگزینی می‌تواند در زمان کوتاهی انجام شود و کمترین مزاحمت را برای ترافیک و حمل­و­نقل ایجاد نماید. 

توانایی استفاده از کامپوزیت‌ها در ساخت سازه‌های پیش‌ساخته و سبک‌وزن باعث می‌شود که هزینه بنای سازه بشدت کاهش یابد. سازه‌های کامپوزیتی سبک­وزن می‌توانند در چند ساعت نصب شوند. در عوض روزها و هفته‌ها وقت لازم است تا پل‌های متداول آهنی و بتنی به شکل سنتی مرسوم نصب گردند. وزن سبک سطوح کامپوزیتی، همچنین قابلیت تحمل بار بالاتر را برای پل فراهم می‌آورد. کامپوزیت‌ها می‌توانند با مقاومت بالایی که در برابر خوردگی و خستگی از خود نشان می‌دهند، هزینه‌های مربوط به تعمیر و نگهداری خود را به حداقل برسانند.

شناخت رفتار سازه‌ پل و برآورد نیروهای وارد بر آن

‌مقدمه
در سال‌های اخیر شناخت از رفتار سازه‌ها و برآورد نیروهای وارد بر آنها به خصوص در هنگام زلزله از پیشرفت قابل ملاحظه ای برخوردار بوده است. جامعه مهندسی کشور ما نیز در بخش مشاوره (طراحی سازه ها) از این خوان دانش به مدد حضور آیین نامه‌های طراحی به روز و ابزارهای قدرتمند نرم‌افزاری وارداتی، بهره‌مند شده است. این موضوع در مراحل اول و دوم مطالعات طراحی به خوبی رخنمون داشته اما در اجرا متاسفانه فاصله قابل توجهی میان دانش نیروهای بخش طراحی با دانش نیروهای فنی دستگاه های نظارتی و پیمانکاران به وجود آمده که خود عامل مهمی در برآورده نشدن کیفیت مناسب در هنگام اجرای سازه‌ها شده است. البته این نکته نیز دور از ذهن نماند که گاهی اوقات نیز فاصله مذکور به طور معکوس و به دلیل عدم آگاهی بخش طراحی از روش‌ها و ظرفیت‌های موجود در صنعت ساخت و ساز به طرح‌هایی با قابلیت های اجرایی پایین ختم گردیده است. مقاله حاضر به چند نکته از هر دو حیطه مورد اشاره در ارتباط با طراحی و اجرای پل‌های بتن مسلح می پردازد.  

قطع پیوستگی آرماتور دورپیچ در ناحیه تشکیل مفصل خمیری در پای ستون‌های پل‌ 

برای استهلاک انرژی زلزله آیین نامه ها اجازه می دهند نواحی از پیش تعیین شده‌ای در سازه‌ها دچار تغییر شکل‌هاییری با حفظ سختی، مقاومت و شکل‌پذیری در چرخه های رفت و برگشتی امواج زلزله گردند. در پل‌ها این نواحی بطور معمول در زیر سازه (پایه ها) انتخاب می گردند. بطور خاص در ستون‌های بتنی پایه‌ها این تغییر شکل‌ها در پای ستون‌ها و در طول ناحیه تشکیل مفصل خمیری اتفاق می افتند. به منظور تامین شکل پذیری لازم در مناطق با خطر لرزه‌ای زیاد، آیین نامه‌ها همپوشانی overlap آرماتورهای دور پیچ در ناحیه تشکیل مفصل خمیری در پای ستون را ممنوع کرده‌اند. اما در شکل ذیل مشاهده می گردد که جدا از مساله همپوشانی، پیمانکار برای سهولت اجرا و به دلیل عدم آگاهی از این نکته اصولی، حتی آرماتورهای دورپیچ را هنگام اجرای فونداسیون درست در پای ستون قطع نموده است. انقطاع ایجاد شده باعث کاهش تنش‌های محصور کننده در پای ستون شده و عامل بسیار مهمی در کاهش قابل توجه شکل پذیری و ناپایداری پایه پل در هنگام زلزله خواهد بود. 

 

وصله آرماتور طولی در ناحیه تشکیل مفصل خمیری در پای ستون‌های پل‌ 

بر اساس فلسفه مورد اشاره در قسمت قبل و مطابق مقررات آیین نامه ها وصله آرماتور طولی ستون فقط در ناحیه نیمه میانی ارتفاع ستون مجاز می باشد. لازم به توضیح است که حداقل طول وصله 60 برابر قطر آرماتور طولی بوده و باید ضوابط دورپیچی ویژه برای آن اعمال گردد. متاسفانه در شکل زیر مشاهده می گردد که وصله آرماتور دقیقاً در ناحیه غیر مجاز ستون قرار گرفته و آرماتورهای دورپیچ نیز در فونداسیون قطع شده‌اند. موضوع اخیر از مهمترین عوامل خرابی‌هاییا می باشد.




عدم تامین طول لازم برای نشیمن تیرهای بتن مسلح پیش ساخته عرشه پل‌ 

 


جانمایی نادرست نئوپرن در زیر تیرهای پیش ساخته عرشه پل‌ 

مطابق ضوابط آیین نامه ها، محور نئوپرن‌های چهارضلعی به دلیل جلوگیری از اعمال فشار غیر یکنواخت خارج از محور باید بر محور تیر منطبق بوده و اضلاع آن به موازات اضلاع تیر باشند. متاسفانه در شکل زیر مشاهده می گردد که هر دو مورد فوق در هنگام جانمایی نشیمن‌ها رعایت نشده و نئوپرن‌ها با خروج از مرکزیت قابل توجه نصب شده‌اند. این موضوع منجر به کاهش عمر مفید بهره‌برداری از نئوپرن و ایجاد تنش‌های قابل توجه در انتهای تیر می گردد. 

 

عمل آوری نامناسب بتن عرشه و ایجاد ترک‌های انقباضی‌ 

در برخی موارد مشاهده می گردد که پیمانکاران برای عمل آوردن بتن دال عرشه از پهن نمودن گونی و مرطوب کردن آن استفاده می نمایند. در صورت وزش باد و با توجه به وجود منافذ باز در سطح گونی، در عمل رطوبت آب به سرعت تبخیر شده و در نتیجه ترک های سطحی فراوانی در سطح دال ایجاد می گردند. شکل زیر به وضوح این مساله را نشان میی مذکور باعث نفوذ مواد خورنده به سطح آرماتورهای دال با پوشش کم شده که به دنبال آن خوردگی آرماتور، پکیدن بتن اطراف آن و کاهش عمر مفید بهره‌برداری از پل به وقوع می پیوندد. به عنوان یک راه حل پیمانکاران می توانند بجای گونی یا همراه آن از نایلون های پلاستیکی استفاده نمایند به طوری که بخار آب در زیر پلاستیک محبوس شده و باعث عمل‌آوری بتن دال عرشه گردد. به علاوه عملیات بتن‌ریزی زمانی انجام شود که سرعت باد کم بوده و تابش شدید خورشید وجود ندارد. دهد. 

 


اجرای نامناسب درزهای انبساط‌ 




اجرای نامناسب نرده های پل‌ 

نرده های پل ها به طور معمول دارای پایه های فولادی جعبه ای شکل در فواصل معین می باشند که توسط صفحه ستون به بتن پیاده رو اتصال می یابند. در شکل زیر مشاهده می گردد که به دلیل عدم پیش بینی فاصله مناسب بین سطح بتن نهایی و صفحه ستون به منظور گروت‌ریزی و تنظیم آن، نصب پایه دچار مشکل شده و پیمانکار مجبور شده است از صفحات پوششی پرکننده برای تامین فاصله استفاده نماید. این موضوع باعث کاهش مقاومت پایه فولادی در هنگام ضربه وسایل نقلیه می گردد. 

 یکی از مسئله سازترین قسمت‌های پل‌ها در زمان بهره‌برداری، درزهای انبساط پل می باشد. هر یک از ما روزانه چندین بار ضربه وارد بر اتومبیل خود را در هنگام عبور از همین درزها تجربه می نماییم. در شکل زیر یک نمونه درز انبساط در حال اجرا نشان داده شده است. زمان اجرای درزهای انبساط بطور معمول همزمان با بتن ریزی دال می باشد، در این هنگام با توجه به دقت کم لحاظ شده در اجرای درز انبساط و همچنین عدم وجود آسفالت پوششی، رویه درز و بتن اطراف آن دارایی بلندی هایی خواهد شد که در هنگام اجرای آسفالت امکان اصلاح آنها وجود نخواهد داشت. لذا توصیه می گردد محدوده درز انبساط تا زمان اجرای آسفالت پل، بتن ریزی نشده و در هنگام اجرای آسفالت با تنظیم مناسب درز و آنگاه ریختن بتن مرحله دوم از هم تراز بودن سطح درز و آسفالت اطمینان حاصل گردد. به علاوه از اجرای درزهای فولادی با پروفیل و ورق پوششی به دلیل شکست جوش‌های اتصالی و ایجاد مشکلات فراوان احتراز شده و به جای آنها از درزهاییکی مسلح استفاده شود. پست لاست

 در پل‌های متشکل از عرشه با تیرهای بتن مسلح پیش ساخته در کشورمان استفاده از تکیه گاه نئوپرن الاستومری براییمن تیرها در محل کوله‌ها و پایه ها بسیار رایج می باشد. انتظار می رود در هنگام زلزله، تغییر مکان طولی پل به دلیل عدم وجود میرایی در این نوع نشیمنگاه‌ها قابل توجه باشد. لذا آیین نامه‌ها مقرر می‌دارند که طول نشیمن عرشه بر روییه پل از حداقل میزانی برخوردار باشد. این مهم به دلیل جلوگیری از سقوط عرشه از روی کوله و پایه به داخل دهانه می‌باشد. متاسفانه در شکل زیر مشاهده می‌گردد که طول مذکور رعایت نشده است. در حالی‌که این موضوع در هنگام تهیه نقشه های اجرایی و زمان اجرای کوله به راحتی و با تامین براکت در دیواره کوله امکان پذیر بوده است. 

منبع: civilmaster.ir

بررسی پل های چوبی

مقاومت چوب، وزن کم آن و قابلیت جذب انرژی آن، دقیقاً خصوصیاتی است که در ساخت پل به دنبال آن هستیم. چوب دارای قابلیت تحمل اضافه‌بارهای کوتاه مدت بدون دیدن کوچکترین آسیب است. بر خلاف تصور عموم، قطعات بزرگ چوبی مقاومت بسیار خوبی در برابر آتش نشان می‌دهند تا حدی که همپا و حتی مقاوم‌تر از سایر مصالح است. 
از نقطه نظر اقتصادی چه با در نظر گرفتن هزینه‌های اولیه و ساخت و چه با در نظر گرفتن هزینه‌های نگهداری، چوب بسیار باصرفه‌تر است. اجرای پل چوبی در هر شرایط جوی بدون آسیب به مصالح در هر شرایط جوی امکانپذیر است. چوب بر اثر یخ‌زدن و آب شدن‌های پیاپی آسیب نمی‌بیند و در برابر زیان‌ها و عوارض جانبی استفاده از ضدیخ‌ها که بر سایر انواع پل تاثیرمی‌گذارد مقاوم است. پل‌های چوبی نیاز به تجهیزات خاصی برای نصب ندارند و همچنین می‌توانند بدون نیاز به افراد متخصص و ماهر اجرا شوند. علاوه بر این ظاهر زیبا و دلپسند مخصوصاً در محیط‌های طبیعی دارند.
  

این باور اشتباه که سازه های چوبی عمر کمی دارند، کاربرد چوب را به عنوان مصالح ساختمانی کاهش داده. اگرچه چوب در شرایط خاص در برابر حمله حشرات موذی استعداد تخریب بالایی دارد، ولی اگر در برابر رطوبت محافظت گردد عمر بسیار طولانی پیدا می‌کند. بسیاری از پل‌های پوشیده شده ساخته شده در قرن نوزدهم بیش از صد سال عمر مفید داشتند چون از قرار گرفتن آنها در معرض عوامل مخرب جلوگیری شده بود. اما در کاربردهای امروزی، پوشیده کردن پل چندان عملی و اقتصادی نیست. اما استفاده از نگهدارنده‌ها، دوام چوب را در پل‌های نمایان (exposed) افزایش می‌دهد. استفاده از تکنیک‌های مدرن و مواد نگهدارنده شیمیایی می‌توانند دوام چوب را به 50 سال یا حتی بیشتر برسانند. علاوه بر این چوب‌های پرداخت شده با مواد نگهدارنده نیاز به رنگ ندارند. 

ساختن پل‌های چوبی، انتخابی عملی و اقتصادی
باور اشتباه دیگر درباره چوب به عنوان مصالح یک پل آن است که کاربرد آن محدود به سازه‌های کوچک و کم اهمیت است. این باور شاید ناشی از آن است که چوب‌های با مصارف تجاری ابعاد محدودی دارند و مهمولا پیش از اینکه درخت به حداکثر ابعاد خود برسد بریده می‌شود. اگرچه قطر چوب محدود به تنه بریده درخت است اما ظهور چوب glued-laminated مشهور به glulam در حدود چهل سال پیش، دست طراحان را از نظر ابعاد باز گذاشت.

گلولام که پرکاربردترین چوب مدرن است با متصل کردن لایه‌ها یا تخته‌های بریده شده چوب به هم با چسب‌های ساختمانی ضد آب تولید می‌شود. بنابراین قطعات گلولام از نظر طول، عرض و ضخامت تقریباً نامحدود هستند و از نظر شکل متنوع‌اند. گلولام از نقطه نظر طراحی سازه‌ها، مقاومت بیشتری نسبت به تنه بریده درخت دارد و امکان استفاده حداکثر از منابع چوب و کمترین پرت را دارد چرا که اجازه می‌دهد اعضای عظیم سازه‌ای از قطعات کوچکتر چوب ساخته شوند. 
پیشرفت تکنولوژی ورقه کردن چوب طی چهار دهه گذشته تناسب و کارایی چوب را در پل‌های بزرگراه‌های مدرن افزایش داده است.

پرداخت چوب برای ساخت پل چوبی مستحکم

برای بیش از 70 سال نگهدارنده‌ای به نام آرسنات مس کُرُم‌دار یا cca برای طیف گسترده‌ای از محصولات چوبی استفاده شده است و به عنوان عمده‌ترین نگهدارند چوب در امریکا و سایر کشورهای جهان برای ساخت صدها سازه از سکوها و پاسیوها گرفته تا ساختمان‌های با قاب چوبی و سازه‌های دریایی. البته این برتری چندان هم بی‌دردسر بدست نیامد. در دهه 70 گروه‌های محیط زیستی بر سلامت کارگران مشغول به کار در صنعت نگهدارنده‌های چوب تاکید بسیاری داشتند و در دهه 80 اثرات زیست‌محیطی چوب‌های پرداخت‌شده با cca را زیر سوال بردند اما در همان دهه سازمان‌ حفاظت محیط زیست امریکا پی برد که فواید آن بسیار بیشتر از خطرات احتمالی ای است که به نظر می‌آید. 
سپس در دهه 90 فشارها بر مصرف خود cca وارد شد و در سال 2002 نام آنرا از cca به epa تغییر دادند و در سال 2004 نسل جدیدی از نگهدارنده‌ها را به منظور پرداخت چوب‌های غیر صنعتی تولید نمودند

بررسی جامع فرو ریزش پل I-35w مینیاپولیس

 پل، نکات اجرایی
در حوزه مدیریت شریان های حیاتی، پل های بزرگراهی و راه آهن دارای اهمیت ویژه ای هستند و در هر دو مقطع مدیریت پیش از بحران و مدیریت بحران نیازمند مطالعات گسترده و اتخاذ تدابیر ویژه می باشند. فــرو ریزش پلI-35w مینـیاپـولیس بر روی رودخـانه می سی سی پی در تاریخ اول آگـوست 2007 نمونه قـابل تعمقی در این خصوص است.موضوع فرو ریزش این پل از آن جهت اهمیتی دو چندان می یابد که بدانیم در سال های 2001 و 2006 نتایج بازدیدهای فنی بروز چنین حادثه ای ناشی از خستگی و اعوجاج اعضای خرپایی عرشه را محتمل دانسته بود ، حال آنکه بسیاری از پل های شریانی کشور ما هیچ گونه برنامه بازدید مشخصی ندارند.
در این مقاله کوشیده شده تا با مطالعاتی دامنه دار و بررسی عمده گزارش های بازرسی دوره ای پلI-35W شامل مطالعات فنی در خصوص فروریزش، نحوه امداد و نجات به هنگام وقوع بحران و همچنین مقایسه تبعات اقتصادی و اجتماعی پس از حادثه مدلی برای سوانح مشابه ایجاد شود تا شاید بتوان با این روش و استقرار سامانه مدیریت یکپارچه پل ها از وقوع تجربه های تلخ مشابه در کشور پیشگیری کرد. 

- مقدمه 

به دلیل نقش منحصر به فرد پل ها در عبور ترافیک از روی رودخانه ها، مسیل ها، تقاطع های پر ازدحام شهری و مناطق صعب العبور غیرشهری امکان ترانزیت کالا و مسافر از طریق شبکه راههای زمینی کشور، در گرو برخورداری از پل های ارتباطی مناسب می باشد. افزون بر این، قابلیت استفاده بی وقفه از پل ها در حین و پس از وقوع بلایای طبیعی، زمانی که عملیات امداد نجات باید با حداکثر سرعت ممکن صورت گیرد، اهمیتی دو چندان می یابد. پرهزینه بودن احداث پل ها و جایگاه ویژه آنها در محورهای زمینی تدوین برنامه های جامع را جهت نگهداری، بهسازی و مقاوم سازی این سازه ها اجتناب ناپذیر می نماید. از این رو بازرسی فنی و منظم پل ها جهت حصول اطمینان از ایمنی سازه ای آنها از جمله مسایل مهم در حوزه مدیریت یکپارچه پل ها می باشد. 

  در اقصی نقاط جهان می توان نمونه های مختلفی را از تخریب تدریجی پل ها پیش از اتمام عمر مفید آنها ذکرکرد. به عنوان مثال پل کنتیکت در سال 1970 به دلیل شل شدن بست ها و آویزهای نگهدارنده عرشه پل فروریخت و عدم انجام بازرسی های کافی و نگهداری مناسب از سوی اداره راه و ترابری ایالتی به عنوان عامل بروز این حادثه معرفی گردید. پل ریشترو در اتریش در زمان ریزش در سال 1976 از نظر سازه ای در شرایط نامطلوبی قرار داشت. سازه این پل در طول عمر بهره برداری هیچگاه مورد بازرسی فنی قرار نگرفته بود. پس از فروریزش قسمتی از پل 95-II-35W که متعاقباً اشاره مفصلی به آن خواهد شد، در کراچی پاکستان و در ویتنام هم پل هایی پیش از بهره برداری فرو ریختند که بر اهمیت این موضوع می افزاید. در گرینویچ در سال 1983، کارشناسان با بررسی آوار و خلق مجدد ریزش اعضایی که گسیختگی سازه ای از آنجا شروع شده بود علت حادثه را شناسایی کردند.

2- استراتژی نگهداری در سیستم مدیریت پل

استراتژی نگهداری هر چند به عنوان مرحله ای از مراحل مختلف سیستم مدیریت پل مطرح است لیکن به جهت اهمیت و اثرگذاری، بقیه بخش های سیستــم را تحت تأثیر قرار می دهد از ایـن رو پیش از ورود به جزییات پل I-35W به الگویی برای دستیابی به سیستم یکپارچه مدیریت پل اشاره می شود. در میان مراحل گردآوری مستندات، بازرسی، نگهداری، مالی، مدیریت و پایگاه پردازش داده ها، بازرسی رابطه مستقیم و دو طرفه مشهودتری با راهبرد نگهــداری دارد. به عـبارتی نتایج حاصل از عملیات بازرسی به درک عمیق تر از وضعیت کلی پل و تدوین راهبرد نگهداری مناسب کمک می کند و در عین حال از حیث شیوه، دامنه بازرسی و دوره های زمانی تکرار متأثر از آن است.
 

در راستای حفظ معیار ایمنی بر اساس (DECD 1976) دو راهبرد کلی "نگهداری عکس العملی" و "بازرسی سیستماتیک" تعریف می شود. روش اول به عنوان راهکار مدیریت بحران، بازرسی ها را به اعضای اصلی و در سطحی محدود تعریف می کند در حالی که روش دوم یک روش پیشگیرانه محسوب شده در دوره های زمانی کوتاه تر ارزیابی و بازرسی کلی سازه را مورد توجه قرار می دهد.

هر چند تفهیم منافع مالی مدیریت و نگهداری صحیح پل ناشی از کاهش هزینه های آتی، عملکرد مناسب در شرایط بحرانی (بلایای طبیعی و بحران های نظامی) و کاهش سوانح رانندگی جهت اخذ سرمایه های بیشتر از مدیران چندان آسان نیست لیکن راهبرد عکس العملی ریسک بالایی برای مردم و استفاده کنندگان پل ها در برخواهد داشت. در راستای ایجاد تعامل بیشتر و ترسیم اهمیت راهبردهای پیشگیرانه، سیستم های پیچیده تری از مدیریت پل قابل بهره برداری هستند که در آن بر اساس نگارش یک سناریوی "چه می شود- اگر" تبعات و خسارات خرابی پل به هنگام شرایط اضطراری بیان شده با تخمینی از زمان بازسازی، تبعات سیاسی و منابع مالی و انسانی می توان مدیران و تصمیم گیران را نسبت به پیاده سازی خروجی سیستم ترغیب نمود.

سیستم مدیریت پل زمانی مؤثر خواهد بود که تمام ارکان آن به درستی پیاده شود. کارشناسان و مدیران پل از یک سو باید در گزارشات خود، نتایج را کاملاً شفاف و جامع ارائه کنند و از سویی دیگر دست اندرکاران و بهره برداران، التزامی عملی نسبت به پیاده سازی و تخصیص منابع آن داشته باشند.

برای تأثیر گذاری سیستم مدیریت پل باید تمامی اطلاعات لازم به عنوان ورودی در اختیار آن قرار گیرد. در مقابل این ورودی با تعامل اجزایBMS می تـوان خروجی شفافـی شـامل یک زمـان بندیمحدود ارائه نمود. این زمان بندی محدود در حقیقت همان بعد الزام آور عمل به راهکارهای نگهداری است. براساس این خروجی پلهای معیوب بر اساس نیاز تعمیرات طبقه بندی و با اولویت بندی روش های نگهداری از هیچ کار تا تخریب کامل و بازسازی پل راهکار ارائه می گردد. 

 همانگونه که اشاره شد این راهبرد نگهداری یا خروجی سیستم در ارتباطی تنگاتنگ با مرحله بازرسی پل است. از جمله فرآیندهای ضروری بازرسی پل به عنوان یک فعالیت کاملاً تخصصی تهیه اطلاعاتی برای انتخاب یک راهبرد نگهداری مناسب و تعیین نقاط بالقوه معیوب است.

در یک سیستم موفق مدیریت پل که اطلاعات پردازش شده بازرسی و روش های نگهداری و تعمیر تدوین شده آن توسط یک الگوریتم مدون شده باشد و این الگوریتم حاوی پیشنهاداتی از صرف بودجه تا برنامه ریزی استراتژی بلند مدت نگهداری باشد، مرحله مدیریت کلیدی ترین بخش سیستم است. این مهم به ویژگی های منحصر به فرد هر پل و عوامل متعدد تأثیرگذار بر آن بازمی گردد که علی رغم طراحی آن الگوریتم مدون حضور مدیر تصمیم گیر برای اولویت بندی ها و کارشناس خبره جهت قضاوت های مهندسی را کمرنگ نمی کند. 

 

3- معرفی پل I-35W

پروژه ساخت پل I-35W بر روی رودخانه می سی سی پی در ایالت مینسوتا (Minnesota) در ایالات متحده در سال 1964 آغاز و برای احداث آن مبلغ 5269002 دلار هزینه شد. خرپای فولادی پل متشکل از سه بخش بود؛ عرشه، روسازه و زیر سازه. پل I-35W در ماه نوامبر سال 1967 با سه محور عبوری در هر جهت به بهره برداری رسید. در سال 1988 یک محور عبوری دیگر در هر جهت به پل اضافه شد تا تغییرات ترافیکی حاصل از احداث راههای مختلف در دو طرف پل کنترل گردد. بدین ترتیب عرشه پل در هر دو جهت دارای درزی طولی موازی با امتداد عبور ترافیک بود. 

 طول این پل چهارده دهانه، 581 متر و عرض آن 34 متر بوده است. دهانه های ورودی جنوبی (دهانه های 1تا5) از شاه تیرهای فولادی و دهانه های اصلی پل (دهانه های 6 تا 8) از خرپاهای فولادی عرشه ساخته شده بودند. دهانه های ورودی شمالی نیز از شاه تیرهای فولادی (دهانه های 9 تا 11) و دال بتنی (دهانه های 12 تا 14) تشکیل یافته بودند. عرشه پل به مساحت تقریبی 2m 19754 دارای هشت خط عبوری (4 خط رفت و 4 جهت برگشت) و ارتفاع تراز زیر پل از تراز متوسط سطح آب می سی سی پی 6/19 متر بود. براساس آمار سال 2004 اداره راه و ترابری ایالت مینستوتا به طور متوسط روزانه 141000 خودرو از پل عبور می کرده است. 

بارهای ترافیکی به دو خرپای فولادی به موازات امتداد ترافیک منتقل می شدند که طول این خرپاهای متقارن در دهانه های 6 و 8 به 81 متر می رسید. از جمله موارد منحصر به فرد در مورد این سازه استفاده از قوس های فولادی 140 متری در دهانه هفتم بوده است. خرپاهای این دهانه از اعضای جوش شده ساخته شده بود که ارتفاع تقریبی آن در کنار پایه های واقع در حاشیه رودخانه به 5/18 متر می رسید. دو خرپای موازی امتداد عبور ترافیک به وسیله تیرهای خرپایی جوش شده جانبی کف به عمق تقریبی 7/3 متر و تراورس های فولادی روی پل به طول 85 سانتیمتر به هم متصل شده بودند. این تراورس های موازی، بار عرشه و بارهای ترافیکی را به تیر خرپایی کف منتقل می نمودند. سیستم سازه ای فوق به دلیل کارکرد می سی سی پی به عنوان یک شاهراه آبی ترانزیت کالا و عدم امکان احداث پایه در رودخانه مورد استفاده قرار گرفته بود.
 

پل I-35W در ساعت 6:05 بعد از ظهر روز اول آگوست سال 2007 میلادی به طور کامل به داخل آب های می سی سی پی فروریخت. در هنگام ریزش عملیات ترمیم آسفالت رو سازه پل در جریان و دو محور در هر جهت مسدود و مطابق برنامه ریزی های صورت گرفته جایگزینی و نوسازی پل برای سال 2025-2020 برنامه ریزی شده بود. در خلال ریزش، قسمت جنوبی پل رفتار سازه ای متفاوتی از خود بروز داد. این قسمت قریب به 15 متر به طرف شرق تغییر مکان داد، در حالی که بقیه قسمت های پل به صورت درجا فرو ریخت . 

 

4- پیشینه بازرسی های پل I-35W

در سال 2001 به دنبال ظهور آثار خستگی که عمدتاً در نتیجه اعوجاج پیش بینی نشده تیر ورق ها به وجود آمده بود، تحقیقاتی از سوی دانشگاه مینسوتا بر روی این پل انجام گرفت. نگرانی از بروز خستگی در سیستم خرپایی اصلی (سیستم خرپای کف پل) کارشناسان را مجبور به مطالعه کلیه ترک های سیستم خرپای عرشه نمود. تنش های محاسبه شده در بسیاری از جزئیات سازه ای پل از جمله سخت کننده های جوش شده طولی، سخت کننده جوش شده به صفحات داخل اعضای کششی و لقمه ها از تنش آستانه خستگی بیشتر بودند. بر مبنای این مطالعات ترک های مشاهده شده در سیستم سازه ای پل به پدیده خستگی بی ارتباط دانسته شد. افزون براین، نتایج مدل سازی ها احتمال بروز ترک های ناشی از خستگی را در طول عمر بهره برداری پل مردود دانست. شایان ذکر است مطالعات مذکور بر پایه عبور 15000 خودرو در روز انجام گرفت.

نکته شایان تامل در مورد نتایج این تحقیقات این است که تنش های محاسبه شده برای پل در این پژوهش از تنش آستانه خستگی بار زنده آئین نامه AASHTO بیشتر بود اما با این منطق که شرایط موجود در AASHTO ممکن است در طول عمر بهره برداری دفعات اندکی اتفاق بیفتد و با توجه به کمتر بودن چشمگیر مقادیر تنش اندازه گیری شده از تنش آستانه خستگی بار زنده آئین نامه AASHTO امکان بروز پدیده خستگی در پل مزبور مردود دانسته شد. این در حالیست که ریزش پل I-35W در ساعت اوج ترافیک روی داد و در لحظه ریزش پل ترافیک بسیار سنگینی بر روی پل در جریان بود. در پایان مطالعات فوق، پیشنهاد شده بود پل هر شش ماه یکبار مورد بازرسی قرار گیرد.

 همچنین در سال 2006 پل به طور کامل بازدید شد. شرکت U.R.S طی قراردادی با اداره راه و ترابری مینسوتا یک تحلیل خستگی جامع برای پل انجام داد. در نتیجه این تحلیل ها پیشنهاد شد صفحات فولادی بر روی 52 قطعه از حساس ترین و بحرانی ترین اعضای خرپایی اضافه شود و جزئیات جوش این اعضا به صورت چشمی به دقت بازرسی و نواقص موجود برطرف گردد. در نتیجه این بازرسی ها ترک های خستگی زیادی در ناحیه دهانه های ورودی و خروجی و همچنین ترک ها و نواقص سازه ای متعددی در دیگر قسمت ها مشاهده گردید. از جمله ضعف های سازه ای مشاهده شده می توان به نواقص اجرای جوش قطعات سازه ای و کاهش سطح مقطع اعضای خرپایی داخلی بر اثر خوردگی اشاره نمود.

براساس اظهارات وزیر راه و ترابری ایالات متحده پل I-35W در سیستم بازرسی یکپارچگی سازه ای 50 امتیاز کسب نمود که حداکثر امتیاز این سیستم بازرسی 120 می باشد. بر اساس سیستم امتیاز دهی FHWA امتیاز 50 بیانگر آن است که سازه پل فرسوده بوده و نیاز به بهسازی داشته است اما بروز حادثه ای با این ابعاد پیش بینی نمی شد. گزارش بازرسی ترک های بحرانی که توسط تیمی از بازرسان فنی اداره راه و ترابری مینسوتا ارائه شده است مشکلات خاصی را که سبب کسب امتیاز پایین پل I-35W شد، تشریح می نماید. امتیاز پایین را می توان به خوردگی اعضا در ناحیه ای که لایه رنگ پل کیفیت خود را از دست داده است، نواقص جوشکاری اعضای فولادی خرپایی و تیرهای کف، عدم حرکت تکیه گاه ها مطابق طراحی های اولیه و نیاز به ترمیم ترک های ناشی از خستگی در تیرهای خرپایی جانبی و دهانه های ورودی نسبت داد. 

به دنبال این حادثه فاجعه بار مقامات قوانین مربوط به ایمنی سازه ها را مورد بررسی مجدد قرار می دادند تا در صورت نیاز قوانین سخت گیرانه تری اعمال گردد.

5- مدیریت بحران 

در این حادثه 14 نفر جان باختند و بیمارستان های منطقه با تمام ظرفیت به ارائه خدمات به مجروحین حادثه پرداختند. رئیس جمهور ایالات متحده بلافاصله پس از حادثه وزیر راه و ترابری را به محل حادثه فرستاد و خواستار گزارش اولیه بازدید محل حادثه در اسرع وقت شد. همچنین مقاماتی از سوی اداره راه و ترابری، شورای ملی امنیت راه و ترابری، آژانس فدرال مدیریت بحران و FBI از محل حادثه بازدید کردند. تیم های مختلف غواصی و امداد رسانی به محل اعزام و مسیرهای جایگزین جهت حل معضلات ترافیکی اعلام گردید. در جریان امداد رسانی علاوه بر تیم های غواصی از قایق های نجات، هلی کوپتر و ماشین آلات لازم جهت جابجایی قطعات سنگین استفاده شد و در اولین روزها پس از وقوع حادثه رئیس جمهور و سایر مقامات ایالات متحده نیز از محل بازدید کردند. 

به دلیل اهمیت فوق العاده سرعت انجام عملیات و از آنجا که بیرون کشیدن تمامی ماشین ها از داخل رودخانه مستلزم جابجا کردن قطعات بسیار بزرگ و سنگین آوار و در نتیجه از دست رفتن زمان بود در نخستین روزهای پس از حادثه ابتدا ماشین هایی که اجساد کشته شدگان در آنها قرار داشت از آب بیرون کشیده شد و ماشین های خالی علامت گذاری و موقتاً به حال خود رها شدند.

 

6- بازرسی عمومی پل ها در ایالات متحده

 در ایالات متحده مجموعاٌ تعداد000 600 پل بزرگ ثبت شده وجود دارد. براساس استاندارد ملی بازدید پل ها در امریکا (NBIS)، که در اوایل دهه 70 به اجرا گذارده شده است، پل ها با طول بیش از 6 متر که در جاده های عمومی کشور قرار دارند باید هر دو سال یکبار مورد بازدید قرار گیرند. ایمنی سازه ها با انجام بازرسی ها و رتبه بندی اعضایی همچون عرشه، رو سازه و زیر سازه تأمین می گردد. این در حالیست که اگر پل در شرایط بسیار خوبی باشد، بازرسی ها هر 4 سال یکبار انجام می پذیرد. تقریباً 83% از پلهای امریکا هر دو سال یکبار، 12% یکبار در سال و 5% هر 4 سال یکبار بازرسی می گردند. پس از فروریزش پل I-35W از آنجا که علت حادثه به طور قطع مشخص نمی باشد، ادارات راه و ترابری کلیه ایالت های امریکا موظف به بازدید فوری پل هایی با سیستم سازه ای مشابه پل I-35W شدند.

پس از انجام بازدیدهای فنی کارایی سازه ای و یا نواقص سازه ای پل ها مشخص می گردد. وجود ناکارایی سازه ای بدین معناست که برخی از المانهای پل نیاز به کنترل منظم و یا تعمیر دارند. ناکارایی سازه ای به معنی ناایمن بودن و یا احتمال ریزش کلی پل نمی باشد بلکه لزوم پایش سازه پل، انجام بازدیدهای منظم و بهسازی پل را بیان می نماید. اکثر پل های دارای نواقص سازه ای در جریان بهسازی و اجرای تعمیرات باز می مانند و ترافیک بر روی آنها در جریان است. در صورتی که بازرسان شرایط سازه ای پل را ناایمن تشخیص دهند ساعات عبور خودروها از روی پل را محدود می کنند و یا پل را به کل می بندند.

بر اساس آخرین گزارش اداره راه و ترابری ایالت Minnesota طی سالهای 2004-2006 بطور متوسط سالانه 2300000 دلار صرف بازرسی پلهای این ایالت شده است. این در حالیست که با شرایط امروز احداث تنها یک پل با ابعاد پل I-35W بطور تقریبی 20000000 دلار هزینه در بر خواهد داشت. به دنبال بروز این حادثه نگرانی ها در مورد ایمنی سازه پل ها افزایش یافته است. آمارهای منتشره از سوی انجمن مهندسان عمران امریکا حاکی از آن است که تعمیر تمامی پل هایی که دارای نقص سازه ای هستند بیش از 188 میلیارد دلار هزینه خواهد داشت (4/9 میلیارد دلار در سال به مدت 20 سال). حدود 3/8 میلیارد دلار از این مبلغ جهت رفع نواقص سازه ای ناش از خوردگی اجزای بتنی و فولادی صرف می شود. این ارقام بیانگر این واقعیت است که با تخصیص منابع مالی مناسب که در مقایسه با هزینه احداث پلها ناچیز می نماید می توان در ارتباط با وضعیت سازه ای و ایمنی پلها اطلاعات ارزشمندی حاصل و با اولویت بندی پروژه ها تدابیر لازم را جهت ترمیم، بهسازی و مقاوم سازی آنها اتخاذ کرد.  

7- جمع بندی و نتیجه گیری

بی توجهی به نتایج بررسی های سازه ای و عدم توجه بهنگام به بهسازی و مقاوم سازی پل زمینه ساز بروز فاجعه فروریزش پل I-35W و وارد آمدن خسارات جانی و مالی بسیاری گردید. در نتیجه وقوع این حادثه شاهراه حیاتی I-35W و مسیر آبی استراتژیک می سی سی پی قطع و نظم ترافیکی شهر Minneapolis مختل شد که افزون بر زیانهای مالی درازمدت اتلاف عظیم انرژی و زمان را به دنبال خواهد داشت. بروز این وضعیت در صورت وقوع حوادث مشابه کاملا محتمل است. بنابراین:

· بازدیدهای فنی منظم، بهسازی و مقاوم سازی پل ها با توجه به آیین نامه های فنی معتبر جهت حصول اطمینان از امنیت سازه ای آنها برای پیشگیری از حوادث مشابه ضرورتی اجتناب ناپذیر می باشد. با تخصیص منابع مالی مناسب که در مقایسه با هزینه احداث پلها ناچیز می نماید می توان اطلاعات ارزشمندی در ارتباط با وضعیت سازه ای و ایمنی پل ها حاصل و با اولویت بندی پروژه ها تدابیر لازم را جهت اقدامات اصلاحی اتخاذ کرد. 

· بر اساس رخداد فروریزش پل I-35W در سال 2007 که چندین مرحله مورد بازرسی های فنی کلی قرار گرفته بود لزوم بکارگیری سیستم جامع مدیریت پل به اثبات می رسد که شامل راهبرد الزام آور نگهداری نیز باشد.

· انتخاب راهبرد های پیگیرانه نگهداری و بهسازی پل ها با توجه به اهمیت شریان حیاتی مربوط به پل نسبت به هر روش مقابله با بحران ارجحیت دارد و در این زمینه بکارگیری سناریوهای what-if توصیه می شود.

· درک لزوم بهسازی لرزه ای پل ها همزمان با ترمیم دیگر خرابی های موجود پل در میان کارفرمایان و بهره برداران از اهمیت ویژه ای برخوردار است چرا که بنابر رویکرد موجود کارفرمایان و دستگاههای بهره بردار به جهت کاهش هزینه های مطالعاتی فاز مطالعات کمی از دستور مطالعات بهسازی حذف می شود.

 

8- منابع 

1- مدیریت پل- معاونت آموزش،تحقیقات و فناوری پژوهشکده حمل و نقل

 2- Bridge inventory- non-deficient and deficient, NTSB publication, 2007.

 3- Fatigue evaluation of deck truss of bridge I-35W, O’Connell, H.M., Dexter, R.J., Bergson, B., Minnesota Department of Transportation, 2001.

 4- Fuhrman, K., Desens, K., Desens,V., Minnesota Department of Transportation bridge inspection report, Metro technical document, 2007.

پل، کامپوزیت

پل، کامپوزیت
پروفیل‌های کامپوزیتی که به روش پالتروژن تهیه می‌شوند، کاربرد فراوانی در ساخت پل‌ها دارند. پل‌های کامپوزیتی حاصل، در مقایسه با پل­های مشابه از جنس بتن و فولاد ، از سبکی، طول عمر و سرعت نصب بیشتری برخوردارند و هزینه نصب کمتری دارند. متن زیر که برگرفته از شماره‌های1، 3 و 4 مجله کامپوزیت است به معرفی این کاربرد کامپوزیت‌ها می‌پردازد. 
یکی از وسیع­‌ترین کاربردهای محصولات پالتروژنی در ساختمان، تولید سازه‌های باربر است. ساخت پل­ها و زیرسازه‌ها با پروفیل‌های پالتروژنی به ­شدت مورد توجه مهندسین آمریکایی و اروپایی قرار گرفته است. عمر مفید بالا و کاهش هزینه‌های نگهداری پل در طول دوره کاری، دلیل استقبال از کامپوزیت‌ها در ساخت پل­ها می‌باشد. سازه‌های بزرگی که توسط تیرهای فولادی ساخته شده‌اند در طول عمرشان چندین بار رنگ‌آمیزی می‌شوند. تعمیر و نگهداری و رنگ‌آمیزی این تیرهای فولادی به ­ویژه در پل­های قدیمی بلند که دسترسی به آنها مشکل است، بسیار پرهزینه می‌باشد.

سطوح پل­های کامپوزیتی نیز از پانل‌های کامپوزیتی ساخته می‌شوند. استفاده از پانل­های کامپوزیتی روشی مناسب برای کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری این سازه‌هاست. این پانل­ها از روش­هایی همچون لایه­چینی دستی و پالتروژن ساخته می‌شوند و با طول عمر بالا و استحکام بیشتر، جایگزین ایده‌آلی برای مشابه فولادی خود هستند. سطوح پل‌های کامپوزیتی بصورت طول‌های پیوسته توسط فرآیند پالتروژن طراحی و تولید می‌گردند. 

 این قطعات متناسب با احتیاج مصرف­ کننده می‌تواند در سایزهای مختلفی بریده شود تا با ابعاد پل موردنظر سازگار باشند. پل‌های کامپوزیتی اکنون به­ عنوان پل‌های دایمی برای راه­های اصلی بسیاری از کشورهای پیشرفته بکار گرفته می‌شوند. این پل­ها به­ میزان قابل قبولی اهداف موردنظر طراحان را برآورده ساخته ­اند. 

نخستین نمونه این پل‌ها در ایالات متحده آمریکا طراحی و تست شدند و اولین نمونه آن در روستایی در ویرجینیای غربی نصب شد. با نصب پل­ها در ویرجینیای غربی ثابت شد که کامپوزیت‌ها بطور عملی برای ساخت پل­های هوایی بسیار مفید هستند. این یک مرحله مهم در توسعه پل‌هایی بود که با کامپوزیت‌ها ساخته شده‌اند. 

نمونه دیگری از پل‌های کامپوزیتی، یک پل در دانمارک است که در آن از پروفیل­های پالتروژنی‌ استفاده شد. این پل با 40 متر طول و 3 متر عرض جهت عبور عابرین پیاده، دوچرخه‌ها و موتور سیکلت­ها طراحی شده و بر روی خط راه‌آهن احداث گردیده است. پل مذکور می‌تواند بارهای معادل kg/m2_500 را تحمل کند و این استحکام بوسیله یک سطح کامپوزیتی که تنها 12 تن وزن دارد مهیا می‌شود. در حالی که سطوح پل­های بتنی و فولادی که بتوانند همین میزان استحکام را داشته باشند به ­ترتیب دارای وزن­های 90 و 28 تن خواهند بود. ارتفاع این پل 18.5 متر است. تیرها و پانل‌هایی که در ساخت این پل بکارگرفته شده‌اند از پروفیل‌های پالتروژنی ساخته می‌شوند. برج­ها و بخش‌های دیگر بصورت پیش‌ساخته نهایی در محل پل نصب می‌شوند. به ­دلیل سبکی وزن کامپوزیت­ها، نصب پل تنها 18 ساعت طول ­کشید و مزاحمت و آشفتگی در ترافیک ریل­ها به کمترین حد ممکن رسید. 

در فیلادلفیای آمریکا با استفاده از کامپوزیت‌ها، نوعی پل‌ کابلی طراحی شده­ است که توانایی جمع شدن دارد. 

اجزای کامپوزیتی پل‌ها نسبت به مشابه فولادی خود، علاوه بر سبک‌تر بودن، از مشخصات مکانیکی بهتری نیز برخوردار است و به آسانی و بدون نیاز به تجهیزات سنگین یا کارکنان زیاد نصب می‌شوند. این پل‌ها در مکان‌هایی مانند پارک ملی ایسلند و یا گلدن­ گیت مورد استفاده قرار گرفته‌اند. اکنون ساخت پل‌های عبور وسایل نقلیه به ­شکل یک کار مرسوم تجاری در آمریکای شمالی و اروپا رونق گرفته است. 

هم‌اکنون در ساخت بسیاری از پل­ها تماماً از کامپوزیت‌ها استفاده می‌شود. یکی از موارد کاربرد کامپوزیت‌های سبک، در ساخت پل‌های رودخانه‌ها و مسیرهای آبی است که در انگلستان و سایر کشورهای اروپایی مورد استقبال فراوان واقع شده است. این پل­ها برای عبور قایق‌ها هستند و حمل­ و ­­نقل و نصب آنها در نقاط دورافتاده و پست، بدون نیاز به تجهیزات بالابر سنگین ممکن می‌باشد. 

سطح کامپوزیتی، 6 تا 7 برابر سطح بتن آرمه ظرفیت تحمل بار را دارد و این در حالی است که تنها 20 درصد وزن آنرا داراست. طول عمر آنها نسبت به مشابه فولادی و بتنی چندین برابر است. کامپوزیت­ها در طول دوره سرما منقبض نمی‌شوند و مانند آهن در محیط مرطوب زنگ نمی‌زنند و در محیط دریا دچار خوردگی نمی‌شوند. سطوح کامپوزیتی برای جایگزین کردن با سطوح قدیمی و سنتی در پل‌ها بسیار مورد استقبال قرار گرفته‌اند، چرا که دارای ساختار بهتر و بی­عیب‌تری می‌باشند. این جایگزینی می‌تواند در زمان کوتاهی انجام شود و کمترین مزاحمت را برای ترافیک و حمل­و­نقل ایجاد نماید. 

توانایی استفاده از کامپوزیت‌ها در ساخت سازه‌های پیش‌ساخته و سبک‌وزن باعث می‌شود که هزینه بنای سازه بشدت کاهش یابد. سازه‌های کامپوزیتی سبک­وزن می‌توانند در چند ساعت نصب شوند. در عوض روزها و هفته‌ها وقت لازم است تا پل‌های متداول آهنی و بتنی به شکل سنتی مرسوم نصب گردند. وزن سبک سطوح کامپوزیتی، همچنین قابلیت تحمل بار بالاتر را برای پل فراهم می‌آورد. کامپوزیت‌ها می‌توانند با مقاومت بالایی که در برابر خوردگی و خستگی از خود نشان می‌دهند، هزینه‌های مربوط به تعمیر و نگهداری خود را به حداقل برسانند.

تاریخچه آجر کاری در ایران

در معمارى ایرانی، آجر تنها پرکنندهٔ جرزها و پوشانندهٔ احجام وجداکنندهٔ آنها از یکدیگر نیست. بلکه بعنوان یک عنصر کامل در معمارى ایران بکار رفته است.

اولین شیوهٔ تهیه خشت مربوط به سال‌هاى پیش از هزارهٔ ششم ق.م است. از آثار مشهور تپه حسنلو را مى‌توان نام برد که از خشت خام بطور وسیع استفاده شده است. بکارگیرى آجر در شوش و تپه سیلک کاشان نیز نشان‌دهنده استفاده از این عنصر در زمان خود است. در معبد چغازنبیل نیز به آجرهایى برمى‌خوریم که بعنوان کتیبه به دیوار نصب شده‌اند. ساکنان سرزمین ایران نقش تعیین‌کننده‌اى در پیشبرد بکار گرفتن فن آجر داشته‌اند.

 

آجر به تنهایى یک قالب شکل‌دهنده است. و در حدّ یک وسیلهٔ مجرد، هر دانه‌اش به کار گرفته مى‌شود.

آجر بعنوان یک عنصر تزئینی، کارآیى آن را دارد که با تمامى عناصر تشکیل‌دهنده یک معمارى بیامیزد و یا به‌‌شکل یک عنصر مجرد تزئینى جلوه‌گرى کند.

 

(آجرکاری آرامگاه چَپَلی اُوغلی- اَبهَر)

 

از آجر در پوشش گنبد، مثل گنبد نظام‌الملک و تاج‌الملک؛ در گوشواره یا طاق روى گوشه مثل تالار مربع مسجد جامع اردستان، مقرنس مثل برج طغرل و گنبدعلى استفاده مى‌شود.

از دیگر موارد تزئینات آجرى در دوران شکوفایى آن، نماسازى و بکارگیرى انواع ترکیبات این عنصر در چارچوب و قالب یک هندسه بسیار ساده اما غنى مى‌باشد. از نمونه‌هاى برجسته آن برج‌هاى خرقان در نزدیکى قزوین و برج شبلى در دماوند است.

از دیگر موارد تزئینات آجرى در دوران شکوفایى آن، نماسازى و بکارگیرى انواع ترکیبات این عنصر در چارچوب و قالب یک هندسه بسیار ساده اما غنى مى‌باشد. از نمونه‌هاى برجسته آن برج‌هاى خرقان در نزدیکى قزوین و برج شبلى در دماوند است.

کاربرد آجر در معمارى دوران بعد از اسلام فرصت خلق زیبایى‌ها را در بناهاى کم حجم و متوسط فراهم ساخت. چنان‌که تعدادى از شاهکارهاى معمارى به جاى مانده از دوران بعد از اسلام ایران این امکان را فراهم ساخت تا در محل‌هاى دورافتاده و مسیر بیابان‌ەا که دسترسى به سنگ ممکن نبود و چوب نیز در دسترس نبود، تنها با برپا ساختن یک کوره آجرپزی، بناهایى با حجم‌هاى بسیار بزرگ بنا گردد، سدها و پل‌هاى مختلف در دورافتاده‌ترین محل‌ها ساخته شود و شهرهایى بزرگ چون نیشابور، جرجان و ... پا بگیرند.

  از نظر فنی، ضریب انقباض و انبساط آجر در برابر گرما و سرما بگونه‌اى است که از ایجاد ترک در بنا جلوگیرى مى‌کند در مقایسه با دیگر مصالح از قدرت ذخیره انرژى حرارتى برخوردار است. آجر خوب آجرى است توپر و مقاوم در برابر فشار، نشت و یخبندان.

شکل عمومى آجرهایى که در طى دوران‌هاى مختلف بعد از اسلام در بناها بکار گرفته شده، عبارت است از چهارگوش یا مربع در اندازه‌هى متنوع در دورهٔ ایلخانى آجرها از جهت رنگ متوع بودند. و رنگ‌هاى زرد کمرنگ، زرد گل اخرایی، زرد مایل به قرمز، قرمز تیره و خاکى در آنها دیده مى‌شود. آجر مستطیل در پیش از اسلام رواج کامل داشت اما بعد از اسلام بیشتر آجرها مربع بودند.

هنر چیدن آجرها را در بناها به‌منظور عرضه نماهاى تزئینى متناسب با شکل و هیئت کلى بنا آجرکارى مى‌نامند. آثار گونه‌گون معمارى به جاى ماده از دوران‌هاى مختلف بعد از اسلام ایران شاهد نمونه‌هاى پرارزش از هنر استادکاران ایرانى در آفرینش سطحه‌هاى آجرى در زیباترین طرح‌ها و تناسب‌هاى زیبا و موزون است. معماران و بنایان هنرآ‌فرین ایرانى به گواهى آثار برجاى مانده از سده چهارم هجرى به بعد، در زمینه آجرکارى شیوه‌هاى گوناگونى را آزموده‌اند که در چند گروه تقسیم مى‌شود: رگ‌چینى - گل‌اندازى - گره‌سازى - آجرکارى رنگى - آجرکارى خفته و رفته - خوون چینى - آجرکارى با آجرهاى ترئینى نقش‌‌‌دار.

آجرکارى با ترکیب آجرهاى یک رنگ و ایجاد و ایجاد طرح‌ها و نقش‌هاى مختلف در سطحى صاف را با نام ”رگ‌چین“ نام برده‌اند.

در گل‌اندازی، در موقع رگ‌چین‌ کردن آن‌را چنان مى‌چینند که از ترکیب آنها گل‌هاى مختلف بدست آید.

(آجرکاری امام‌زاده اسماعیل – اَبهَر)

گره‌سازى از شیوه‌هاى بسیار ظریف و پرکار آجرکارى تزئینى است که به کمک قطعه‌هاى مختلف آجرهاى بریده و تیشه‌دارى شده در اندازه‌‌هاى گوناگون انجام مى‌پذیرد. طرح‌هاى گره در مایه نقش‌هاى ساده مثل مثلث، مستطیل، مربع، لوزی، ذورنقه و ترکیب آنها با یکدیگر و ایجاد چند ضلعى‌ها، ستاره شکل‌ها و غیره مى‌باشد. نمونه‌هاى خوبى از این شیوه از دورهٔ سامانیان و آل‌بویه به بعد در آثار معمارى ایران دیده مى‌شود مانند:، تزئینات گره مسجد جامع ورامین از دوران ایلخانی، کارهاى جالب مجسد گوهرشاد و مدرسه خرگرد از دورهٔ تیمورى و ... .

در آجرکارى رنگی، با آجرهایى با رنگ‌هاى مختلف و به شیوه مسطح، طرح‌هاى گوناگون ایجاد مى‌کنند. از این شیوه نمونه‌هایى در شاهچراغ (شیراز)، مسجد وکیل شیراز، سید علاءالدین حسین (شیراز) دیده مى‌شود. در این شیوه تنوع نقش بسیار است و امکان نام بردن آنها نیز وجود ندارد.

آجرکارى خفته و رفته روشى است که آجرچینى از مایه صاف و مسطح خارج گردیده و با قرار دادن آجرها در سطح‌هاى مختلف به صورت برجسته و فرورفته طرح‌هایى ایجاد مى‌کنند که با ایجاد سایه روشن جلوه خاصى به بنا بخشیده مى‌شود. از این شیوه با عنوان ”هشت و گیر“ نیز یاد مى‌شود. در خوون‌چینی، گونه خاصى از آجرکارى در مایه خفته و رفته و گره‌چینى بکار برده مى‌شود که در شوشتر و دزفول رواج فراوان داشته است.

کار تزئین نماى بنا با آجرهاى نقش‌دار برجسته ”مهری“ از دوران ایلخانى سابقه دارد. در این شیوه آجرهاى مربع و مستطیل، لوزی، چلیپا و دیگر گونه‌ها با نقش‌هاى مختلف برجسته همراه با قطعه‌هایى چون: لچکى قوس‌ها، حاشیه‌ها، رخ بام‌ها و زیرخورشیدى‌ها، روى جرزها، میان دو طبقه بنا و ... داراى آجرهاى مهرى هستند از جلوه‌اى زیبا برخوردارند. این شیوه در دوران قاجار در شهرهاى یزد، کاشان، شیراز، تهران رواج فراوان یافت.

گذشته از کاربرد آجر در بناى ساختمان‌ها و نماسازى‌ها، از آجر در پوشش کف‌ها نیز استفاده مى‌شده است. از پیش از اسلام شاهد کاربرد آجر براى پوشش کف بناها در داخل و خارج بطور وسیع هستیم. بعد از اسلام نیز در محل‌هایى چون جرجان حتى در پوشش بسیار زیاد کف خیابان‌هاى شهر آجر بکار رفته است. آجرفرش بناها در بیشتر دوره‌ها با آجرهاى چهارگوش بزرگ ”نظامی“ و ”تخت“ صورت گرفته است. در پلکان‌ها و حتى کف ایوان‌هاى مقابل حجره کاروانسرا و مسیرهاى داخل صحن برخى از مسجدها، آجرها را بصورت ”نره“ و به شیوه خفته و راسته در طرح‌هاى مختلف بکار مى‌برند تا مقاومت بیشترى داشته باشند. شیوه کار آجر در پله‌ها را ”هره‌چینی“ گویند.

در دوران‌هاى اولیه تزئینات آجرکارى نماى بنا با شکل کلى آن به‌گونه‌اى در ارتباط است که نوعى وحدت واقعى میان مصالح و طرح بنا بچشم مى‌آید. مانند مقبره امیراسماعیل سامانى در بخارا، برج‌هاى گنبد قابوس، پیر علمدار و نمونه‌هاى دیگر. با کسب آگاهى بیشتر در دوران‌هاى بعد این هنر قوت بیشترى یافت. مسجد جامع نایین و آجرکارى ستون‌هاى کاکویه شبستان مسجد جامع اصفهان از نمونه کارهاى ارزنده دوران آل‌بویه است.

در دوران بعد و آغاز عهد سلجوقیان هنر آجرکارى بدون وقفه در خلق آثار شکوهمند معمارى نقش اساسى برعهده دارد. این دوران که تا حملهٔ مغول ادامه دارد. آجرکارى پرکار و عرضه نقش‌ها و طرح‌‌هاى گوناگون را مى‌توان از ویژگى‌هاى عمدهٔ معمارى دوران سلجوقى است. برج‌هاى خرقان بعنوان نخستین گنبدهاى دوپوش از نظر آجرکارى آغاز دوران سلجوقى نمونه‌هاى معتبرى بشمار مى‌روند. شبستان‌ها گنبددار زواره و اردستان، شاهکار مسجد جامع اصفهان، بناى شکوهمند رباط شرف و رباط ملک، نمونه‌هاى گرانقدر هنر آجرکارى این دوران را تشکیل مى‌دهد.

در دوران کوتاه خوارزمشاهیان و پیش از یورش مغولان، آثار ارزشمندى در زمینه هنر آجرکارى در خراسان بوجود آمد مانند: مسجد زوزن و سنگان.

در عهد ایلخانیان، تیموریان و آل‌مظفر، هنر آجرکارى وسعت و حاکمیت مطلق دوران پیش را بتدریج از دست داد. و با بکار گرفتن عنصر ترکیبى کاشى و در برخى موارد سنگ، کاربر آجر کمتر شد. آجرکارى در نماى آثار این عهد به دو گونه صورت گرفته است: یکى آن‌که مثل گذشته نماى تزئینى آجرى همراه با چیده شدن دیوارهاى اصلی، بنا شده است و دیگر آن‌که پس از پایان سفت‌کارى و ساخته شدن اسکلت بنا با آجرگرى یک پوشش تزئینى از آجر بصورت پوسته خارجى بر روى بنا ساخته و افزوده مى‌شود. این شیوه از ویژگى‌هاى معمارى دوره ایلخانى است. در این عهد آجرکارى به شیوهٔ گره‌کارى رنگى یا کاربرد آجرهاى رنگى براى نقش‌اندازى در روى نما مورد توجه قرار مى‌گیرد. در این عهد کاربرد آجر سفال در کار تزئین جرزهاى سردر و استفاده از آجرهاى نقش‌دار رواج فراوان مى‌یابد. در دوره تیمورى نیز هنر آجرکارى اعتبار فراوانى دارد. آثارى چون مسجد میر چخماق و مقبره شیخ زین‌الدین ابابکر در تایباد و بویژه دیوارهاى گنبدخانه مسجد جامع یزد از آثار دوران آل‌مظفر، از کارهاى باارزش این عهد بشمار مى‌روند.

از این دوره به بعد، کار تراش دادن آجر و ساختن نماى دروغین آجرى با یک پوسته گچ کوهى بصورت آجرنما مورد توجه قرار مى‌گیرد، که در دوره صفویه بکار گرفته مى‌شود و بگونه‌اى وسیع به کار مى‌رود. در این دوران اهمیت دوره‌هاى قبل دیده نمى‌شود و تنوع و نقش‌انداز‌ى‌هاى زیبایى آثار دو دوره پیش دیده نمى‌شود.

شیوه آجرکارى عهد صفویه در دوره زندیه و قاجاریه همچنان ادامه مى‌یابد. شیوۀ رنگ چین در این دوران ساده مى‌گردد ولى آجرکارى به شیوه ”گره رنگی“ ، ”گل‌انداز“ ، ”گره“ و آجرهاى تزئینى ”مهری“ در بناهاى بسیارى بکار برده مى‌شود. در عهد قاجار در نماهاى آجرى بندهاى عمودى حذف مى‌شود و آجرها در عرض بهم مى‌چسبند.

مجموعه کاخ گلستان

مجموعه کاخ گلستان، یادگاری به جای مانده از ارگ تاریخی تهران است،این بنا روزگاری همانند نگینی در میان این ارگ، می درخشید.

  بنیاد ارگ تاریخی تهران به دوره صفویه و زمان شاه طهماسب اول بازمی گردد. این ارگ در دوره کریم خان زند بازسازی شده و در دوره قاجار به محل دربار و سکونت سلاطین قاجار اختصاص یافته است؛ گفتنی است که ناصرالدین شاه در دوران حیات خود تغییرات بسیاری را در مجموعه گلستان ایجاد کرده است.پاره ای از این تغییرات را در شرح بناهای کاخ گلستان مشاهده خواهید کرد.

  در بیش از یک سوم فضای ارگ، دارالحکومه و محل سکونت شاه قرار داشت. این منزلگاه همانند خانه های سنتی ایران دارای دو بخش بیرونی و اندرونی بود. بخش بیرونی شامل دو قسمت یعنی حیاط دارالحکومه یا دیوانخانه ودیگری باغ مربع شکلی به نام باغ گلستان بود که این دو حیاط را بناهایی از یکدیگر جدا می ساخت.این بنا در دوران پهلوی تخریب گردید و در حال حاضر اثری از آنها برجا نمانده است.

  در شرق دارالحکومه و شمال باغ گلستان فضای اندرونی قرارداشت که حیاط بزرگی بود که اقامتگاه زنان شاه و عمارت خوابگاه شاهی در میانه آن ساخته شده بود ودر واقع حرمسرا را تشکیل میداد.

  این مجموعه دردوره پهلوی تخریب شد و بجای آن ساختمان فعلی وزارت امور اقتصادی ودارائی ساخته شد.

  حیاط تخت مرمر یا دارالحکومه مقر بر تخت نشستن شاه و برگزاری بارعام ومحل حکومت بود. در حالیکه فضای باغ گلستان اندرون شاهی بود وبه ملاقات های خصوصی، مراسم خانوادگی اختصاص داشت.

ایوان تخت مرمر

  روح ظریف هنرمند ایرانی با استعانت از هنرهای معماری، نقاشی، سنگتراشی، کاشی کاری، گچبری، آئینه کاری، خاتم سازی، منبت کاری و مشبک سازی، در وسط کاخهای سلطنتی قدیم ومجموعه دلپسند، ترکیبی بدیع و بنائی زیبا بوجود آورده که شاید کمتر بتوان نظیر آنرا در جای دیگر یافت.

  ایوان یا تخت جایگاهی است که مراسم سلام وبارعام طبقات مختلف مردم درمقابل آن برگزار می شده است .

  به نظر می‌رسد عمر بعضی از قسمتهای تخت مرمر که از بناهای دوره زندیه می‌باشد‚از سایر بناهای موجود در کاخ گلستان بیشتر باشد.

  در سال 1221 هـ.ق فتحعلی شاه به حجاران وسنگتراشان معروف اصفهانی امرکرد تا از سنگ مرمر زرد یزد تختی بسازند تا همیشه در وسط ایوان نصب ومستقر گردد. این تخت که از 65 قطعه مرمر بزرگ و کوچک تشکیل یافته،میرزابابای شیرازی نقاشباشی آن را طراحی کرده، و سرپرستی حجاری به عهده استاد محمدابراهیم اصفهانی بوده است.

  معماری و تزئینات این ایوان در دوره فتحعلی شاه وناصرالدین شاه تغییرات زیادی کرد تا به شکل امروزی درآمد.

  این ایوان در دوره قاجار محل به تخت نشستن پادشاهان وبرگزاری مراسم و اعیاد رسمی بود. آخرین مراسم رسمی که دراین ایوان برگزار شد، تاجگذاری رضاخان در سال 1304 بود.

خلوت خانه کریمخانی

  در گوشه شمال غربی محوطه گلستان، دیوار به دیوار تالار سلام، بنایی سر پوشیده وستوندار بصورت ایوان سه دهنه ای وجود دارد که در مرکز آن حوض جوشی ساخته شده و پیشتر از این آب قنات شاه از میانه حوض میجوشیده است. این قسمت از کاخ گلستان که جلو خان یا خلوت کریمخانی نامیده میشود . چنانچه از نامش پیداست ، از بناهای دوره کریمخان زند است و قسمتی از خلوت خانه وی به شمار می آمده است.

  این بنا ظاهرآ در سال1173 هـ.ق احداث گردیده و در زمان ناصرالدین شاه، که بنای جدید تالار سلام ساخته میشده است، قسمت اعظم آن تخریب گردیده و امروزه تنها بخشی از آن باقی مانده است.

  قبلآ میانه این بنا حوضی کوچک وجود داشته که اب قنات شاهی از آب نمای این حوض بیرون می‌آمده ودر باغ جاری می‌شده.این بنا خلوت کریم‌خانی نام دارد و در گذشته بخشی از اندرون خانه وی به شمار می‌رفته است.

  در این محل نیز یک تخت مرمرین قرار دارد که بسیار کوچک‌تر ساده‌تر از تخت مرمر اصلی است.معروف است که ناصرالدین شاه این گوشه کاخ گلستان را بسیار دوست داشته و اغلب در این محل خلوت می کرده و قلیان می‌کشیده.ضمن انکه سنگ قبر ناصرالدین شاه بعد از جابه جایی های فراوان سر انجام در همین محل نگاهداری می‌شود.

نگارخانه

نگارخانه محل ارائه گنجینه نفیس تابلوهای نقاشی، هنرمندان دوره قاجار است و در آن سیر تحول نقاشی در ایران و آثار هنرمندان مشهور آن زمان به معرض تماشا گذاشته شده است.

از نقاشان مشهوری که آثار آنان در نگارخانه به نمایش در آمده است، می توان به محمود خان صبا، مهرعلی، کمال الملک، اسماعیل جلایر، ابوالحسن ثانی یا صنیع الملک و محمد حسن افشار اشاره نمود. 

ناصرالدین شاه که بسیار تحت تأثیر ایده به نمایش گذاشتن اشیاء قیمتی درموزه‌ها قرار گرفته بود‚بعد از سفر دوم خود به اروپا که حدود سالهای 1290 صورت گرفت موزه ای برای نمایش دادن اشیاء قیمتی دربار ترتیب داد که در میان انها مقدار قابل توجهی تابلوی نقاشی بود.

بیشتر اشیای که ناصرالدین شاه در موزه های خود به نمایش گذاشت اکنون در سراسر موزه های تهران پراکنده است.اما بسیاری از نقاشی های دربار قاجار در کاخ گلستان نگاهداری می شود. 

این مجموعه در نگارخانه کاخ گلستان به نمایش درامده است.مجموعه نگارخانه به دو بخش تقسیم شده است، بخشی که در قسمت جنوبی نگاهداری می شود متعلق به نقاشان متقدم دوره قاجار مانند میرزا بابا ، مهر علی و علی اکبرخان مزین الدوله و ابوالحسن خان ثانی است.

بخش دوم نقاشی ها در قسمت شمالی نگارخانه قرار دارد ‚این بخش در دوره پهلوی به گارد سلطنتی اختصاص داشته و بعد از مرمت های فراوان اکنون پرده های نقاشی نقاشان قاجار مانند استاد محمودخان صبا (ملک الشعرا) ‚محمد غفاری کاشانی (کمال الملک) ‚استاد مهدی ‚استاد موسی ممیز را به نمایش گذاشته است. 

حوضخانه

این عمارت که درطبقه هم کف تالار عاج واقع شده است، از بناهای دوره ناصری است و زمانی آب قنات از داخل آب نمای این عمارت به داخل حوضهای حیاط کاخ جریان داشته است. این عمارت نیز در زمانهای مختلف تغییراتی یافته و اکنون با به تماشا گذاشتن نفیس ترین تابلوهای نقاشان اروپایی قرن 19 میلادی، از جمله آثار بدیع نقاشان مشهوری چون سیمون ون گلدنر، آیوازفسکی … به صورت نمایشگاه دائمی نقاشی در آمده است.

حوض‌خانه مکانی است که اکنون نقاشی هایی از نقاشان معروف اروپایی که به دربار قاجار هدیه شده است نگاهداری می‌شود.

این عمارت که با تالار عاج هم کف می‌باشد از بناهای دوره ناصری است که به اطاق تابستانی شهرت داشته است. آب قنات شاهی بداخل حوضی در میان این عمارت می‌ریخته و از آنجا به مکانی دیگر کانال کشی می‌شده است.

استفاده از حوض به علت ایجاد رطوبت زیاد در حال حاضر منسوخ شده است. اما عمارت هنوز به همین نام مشهور است.

در این مکان نقاشی استادان اروپایی مانند سیمون ون گلدنر و آیوازفسکی و ... به نمایش در آمده است.

عمارت برلیان

در سمت شرقی تالار عاج، چند تالار و اتاق زیبا ومجلل وجوددارد که سطح کف آنها نسبت به کف تالار عاج وتالارهای دیگر پایین تر است.

  در زمان ناصرالدین شاه بعلت کهنگی وفرسودگی بناهای قدیمی ارگ، اغلب آنها را ویران میکردند و به جایشان ساختمانهای جدیدی می ساختند.

  در این زمان عمارت بلور که از بناهای دوران فتحعلیشاه شمرده می شد را خراب کردند و در جایش عمارت امروزی رابنا نمودند. این عمارت درزمان پهلوی برای برگزاری جلسات رسمی با سران دول خارجی ومراسم تشریفات مورداستفاده قرار میگرفت. چون بسال 1318 ه.ق در زمان سلطنت مظفرالدین شاه در بنیاد ساختمان تالار شکستی افتاده بود، در ساختمان آن تعمیرات فراوانی صورت گرفت و بر تزئینات و شکوهش افزودند که این موضوع از مضمون اشعار کتیبه سنگی بیضی شکلی که در جبهه نمای تالار حک و نصب گردیده است بدست می آید.

  یک نقاشی رنگ روغن زیبا از آثار یحیی خان صنیع الملک غفاری،به سال 1305 ه.ق تزیینات این اطاق را قبل از بازسازی نشان می دهد. این بازسازی توسط مظفرالدین شاه انجام شد.

تالار عاج

بعد از تالار آئینه و در سمت غرب تالار برلیان، تالار عاج قراردارد. تاریخ احداث این تالار و حوضخانه زیر آن معلوم نیست، ولی محققا“ قبل از تالار سلام وتالار آئینه ساخته شده و بناهای دوره ناصری است بعدها درزمان ناصر الدین شاه در نمای آن تغییراتی دادند که به صورت امروزی درآمده است. در این تالار در زمان ناصرالدین شاه، هدایای پادشاهان دول خارجی نگهداری میشد و در زمان پهلوی محل پذیرایی وبرپایی مهمانیهای رسمی دربار بود. از این رو درآرایش درونی آن تغییرات عمده ای داده شده است.

  یک نقاشی آبرنگ که توسط محمودخان ملک الشعرا کشیده شده و در کاخ گلستان موجود است‚ نمای خارجی این بنا را قبل از بازسازی نشان می‌دهد.

 

موزه مخصوص 

این عمارت که در شمال کاخ گلستان و در طبقه زیرین تالار سلام قرار گرفته است‚ در حقیقت بخشی از زیرین ساختمان اولین موزه ایران است که به دست توانای محمد ابراهیم خان معمار باشی ساخته شد. در زمان ناصرالدین شاه و شاهان قاجار این مکان انبار چینی آلات و نقره هایی بود ه از کشورهای اروپایی به شاهان قاجار هدیه می شد. 

در زمان پهلوی این مکان به موزه مخصوص تبدیل شد و کلیه اقلام اهدایی خصوصی و شاخص پادشاهان اروپایی به شاهان قاجار به این مکان انتقال داده شد.

از اشیاء ویژه‌ای که در موزه مخصوص نگاهداری می‌شود‚ می‌توان از زره شاه اسماعیل صفوی‚ تیر و کمان نادر شاه افشار‚ ساعد بند و مهر فتحعلیشاه‚ تاج آقا محمد خان‚ دسته مهرهای سلاطین قاجار‚ گوی غلطان عاج‚ تخم شترمرغ و غیره نام برد.

تالار ظروف

 بنای این ساختمان که بر روی بقایای عمارات قاجار و در شمال ساختمان سفره‌خانه ایجاد شده که در سال 1344 شمسی به پایان رسید است. وبرخی از هدایایی که سلاطین اروپایی به شاهان قاجار اهدا کرده بودند‚ از عمارت موزه(تالار سلام) به این عمارت انتقال داده شد‚ ودر داخل ویترین هایی که به این منظور ساخته شده بود قرار گرفت 

ظروفی که در داخل این عمارت وجود دارند‚ اکثرآ بسیار زیبا و تماشایی هستند. از جمله جالبترین آنها می‌توان سرویس چینی جنگهای ناپلئون بناپارت‚ سرویس اهدایی نیکلای اول‚ سرویس جواهر نشان اهدایی ملکه ویکتوریا و سرویس ساخته شده از سنگ گرانبها مالاشیت اهدایی الکساندر سوم و سرویس چینی ااهدایی ویلهلم به ولیعهد دولت ایران را .نام برد.

کاخ ابیض

در اواخر سلطنت ناصرالدین شاه، شاه سلطان عبدالحمید پادشاه عثمانی، مقداری اثاثیه ارزشمند وگرانبها برای شاه ایران فرستاد.

  چون در آن هنگام تقریبا" همه کاخ ها وتالارهای سلطنتی با تابلوها واثاثیه متعدد آراسته شده بود از این رو ناصرالدین شاه تصمیم گرفت در گوشه جنوب غربی محوطه گلستان، که سابقا" محل کلاه فرنگی یا برج آغامحمدخانی بود، کاخ جدیدی بنا نماید وهدایای سلطان را درآن جای دهد.

  این بنا به علت سفیدی رنگ نمای ساختمان - که به شیوه بناهای قرن 18 اروپا گچ بری ونماسازی شده بود – و نیز به سبب آنکه پله ها وازاره های سرسرای کاخ مرمر سفید رگه دار بود کاخ ابیض نامیده شد.

  کاخ ابیض از همان ساخت خود به محل کار صدراعظم ها اختصاص یافت وجلسات هیئت دولت تا سال 1333 شمسی در این کاخ ودر تالار سلطان عبدالحمید تشکیل می شد.

 

  در سال 1344 به سبب تاجگذاری محمدرضا پهلوی در ضلع غربی و طبقه پایین ساختمان تغییراتی به وجود آمد و از سال 1347 به موزه مردم شناسی تبدیل گردید.

تالار الماس

در سمت جنوبی محوطه کاخ گلستان بعد از عمارت بادگیر، تالار الماس قرار دارد. اساس این تالار در زمان فتحعلی شاه نهاده شده ولی در زمان ناصرالدین شاه تغییراتی در ظاهر وتزئینات آن داده اند. این بنا بمناسبت آئینه کاریهای داخلی اش بنام الماس خوانده شده است.

  در زمان ناصرالدین شاه اغلب طاق‌نما‌ها و طاقنماهای جناغی این تالار مانند بسیاری از طاقهای دیگر کاخ گلستان به طاقهای قوسی یا رومی تبدیل گردید ودیوارهای تالار با کاغذ دیواری وارداتی از اروپا پوشانده شد.

  نظر به اینکه تالار الماس در زمان فتحعلیشاه بنا شده است‚ محل فعلی آن به نمایش آثار هنری دوران این پادشاه اختصاص یافته است.

 

 

چادر خانه

چادرخانه که دارای سردر و فضایی سرپوشیده است مابین عمارت بادگیر وتالار الماس قراردارد و محل نگهداری چادرهای سلطنتی مورد استفاده در سفرهای پادشاهان قاجار بوده است .

چادرخانه انبار چادرهای سلطنتی در زمان قاجار بوده است‚ اکنون بین عمارت بادگیر و تالار الماس قرار دارد.چادرهای سلطنتی در این اطاق نگاهداری می ‌شوند. ایل قاجار به زندگی در خارج از ساختمان و در زیر چادر علاقه فراوان داشتند. در دوره سلطنت قاجار نیز مرتبآ سفرهای خارج از کاخ ساطنتی همراه با عده زیادی از خدمه صورت می‌گرفته است و به این دلیل چادرهای زیادی مورد لزوم بوده است .

از چادرخانه بعد از مرمت های فراوان برای برگزاری نمایشگاه ها وسخنرانی های کوچک استفاده می شود .

 

عمارت بادگیر

  عمارت بادگیر در زمان فتحعلیشاه (1250-1212ه.ق،دومین پادشاه قاجار) و به سال 1228 هجری قمری ساخته شده است. این عمارت به طور کامل توسط ناصرالدین شاه بازسازی شد تا شکل امروزی خود را پیدا کرد. تغییرات داده شده در این ساختمان را می‌توان با مقایسه نقاشی آبرنگ محمودخان ملک الشعرا با ساختمان بازسازی شده دریافت. ساختمان دو اطاق گوشوار دارد‚ اطاق میانی با ارسی های زیبا (زیباترین ارسی موجود در کاخ گلستان) تزیین شده است. در زیر عمارت بادگیر یک اطاق تابستانی بزرگ بود. این اطاق تابستانی با جریان باد برگرفته از چهار برج بادگیر و با کمک حوض‌خانه میانی که آب قنات شاهی درآن جریان داشت خنک می‌شد.

  در حال حاضر جریان آب به دلیل ایجاد رطوبت زیاد در ساختمان قطع شده است و از بادگیر‌ها نیز به صورت قبلی استفاده نمی‌شود. اطاق تابستانی بعد از مرمت زیاد به عکس‌خانه دوره قاجار تبدیل شده است. 

 

 

عکس خانه

در طبقه زیرین عمارت بادگیر‚ مکانی که در آن اطاق تابستانی قرار داشت و بادکیرها و حوض میانی آن خنک می‌شد.‚

 اکنون عکس‌خانه قرار دارد‚ عکس‌خانه مجموعه ای از عکس های دوره قاجار را همراه با وسایل عکاسی آن زمان به نمایش می‌گذارد. محل عکس‌خانه بعد از مرمت های فراوان به صورت فعلی در آمده است. مجموعه عکس های کاخ گلستان دومین مجموعه بعد از مجموعه سلتنطی انگلستان است. ناصر الدین شاه خود به این فن علاقه فراوان داشته و عکسهایی که خود او برداشته به همراه عکس هایی که دست خط او روی آن وجود دارد در عکس‌خانه به نمایش گذاشته شده است .

تالار سلام

  پس از اولین سفر ناصرالدین شاه به اروپا در سال 1290 هـ.ق و دیدن موزه ها وگالریهای بزرگ کشورهای غربی وی تصمیم گرفت که موزه ای شبیه به موزه های اروپا در ارگ ایجاد نماید. بدین منظور عمارت خروجی را تخریب و در عوض در سمت شمالغربی ودر جوار تالار عاج، بناهای کاخ گلستان جدید، یعنی سرسرا و تالار آئینه گلستان و اتاق موزه را بنیان نهاد. 

  ساخت اتاق موزه در سال 1291 هـ.ق آغاز و در سال 1294 هـ.ق پایان یافت. ولی به دلیل تزیینات زیاد وچیدن اشیاء که با نظارت مستقیم شاه صورت میگرفت بهره برداری از آن تا سال 1299 هـ.ق به طول انجامید.

  این تالار ازهمان آغاز به منظور تاسیس وتشکیل موزه بناگردید. ولی پس از انتقال تخت طاووس از موزه های قدیم و تالار آئینه به آن ونیز برگزاری سلامهای خاص ورسمی درآن بتدریج نام تالار سلام را به خود گرفت.

  در این تالار نفیس ترین اشیاء و آثار هنری اهدایی، بویژه جواهرات سلطنتی نگهداری میشد.

  در سال 1345 به سبب برگزاری مراسم تاجگذاری محمدرضا پهلوی در این تالار، موزه آرایی آن بطور کلی دگرگون شد و به شکل امروزی درآمد.

ارگ بم

ارک بم، معماری، ساختمان، بناهای قدیمی
ارگ بم در شمال شرقی شهر بم واقع است. از طرف شمال به رودخانه بم یا رودخانه پشترود، از شرق به یخچال قدیمی و بقایای مسجد حضرت رسول ( ص ) و باغهای محله باغ دروازه، از جنوب به پارک تازه احداث ارگ و محله حافظ آباد و از غرب به محله مزار خواجه مراد محدود است. 

مجموعه ارگ بم، شامل شهر قدیم و قلعه قریب به 20 هکتار( 200000 متر مربع ) وسعت دارد و مساحت ارگ و قلعه قریب به 6 هکتار است. بخش علیا یا همان و ارگ حکومت نشین و مرکز فرماندهی سیاسی و نظامی شهر بوده و مساکن وبناهای آن رو به جانب قلعه یا بخش علیا داشتند مشرف است. 

تنها دروازه مورد استفاده فعلی ارگ بم دروازه جنوبی است. از انتهای شمالی خیابان سجادی به سمت شرق به خیابان ارگ می پیچیم و در جلو باروی شهر قدیم در آن جا که قبلا" خندق ارگ بوده است به پارکی می رسیم با نخلهای جوان و بوته های آشنای خرز هره با گلهای ارغونی، سفید و... 

این پارک را که بنای میان آن قرار است رستوران و چایخانه شود، چند سالی است که شهرداری بم احداث کرده. در شمال این پارک دروازه جنوبی ارگ واقع است. بناهای تاریخی معروف جهان عموما" هر یک به دوران خاصی از تاریخ تعلق داشته اند و معروف همان دروان خاص خود هستند. 

تخت جمشید فارس، فوروم یا شهر باستانی و ... اما یکی از خصوصیات بارز و نادر مجموعه ارگ بم تداوم تاریخ در این مجموعه تاریخی است. از این دروازه به نزدیک دو هزار سال تاریخ مستمر گام می گذارید. بنای ارگ بم را بقه بهمن پسر اسفندیار نسبت می دهند. اصولا" در تمامی منطقه بم به ویژه در منطقه ریگان خرابه های قدیمی جزان و خود شهر بم و بسیاری چیزهای دیگر به بهمن نسبت داده می شود. چون تحقیقات کاوشگرانه باستانی شناسی دقیق در ارگ بم صورت نگرفته هنوز به طور دقیق نمی توان قدمت این شهر عظیم را اعلام کرد. 

یکی از معدود مطالعاتی که دوباره ارگ بم صورت گرفته ومنتشر شده کار آقای نوربخش و همکاران ایشان بوده که در کتابچه ای با عنوان ارگ بم همراه با تاریخچه مختصری از شهر نشینی و شهر سازی در ایران در سالهای قبل از انقلاب در نسخه های معدود و به صورت بسیار محدود منتشر شده است. آقای نوبخش بنای ارگ و شهر باستانی بم را به گمان غالب لااقل مربوط به اواسط دوران اشکانی دانسته اند. 

ارگ بم تشکیل شده است از : 

- دروازه اصلی 

- بازار 

- میدان تکیه 

- مسجد برزگ ارگ 

- مجموعه میرزا نعیم 

- مسجد کوچک 

- کاروانسرا

- زورخانه

- حمام ارگ 

- دروازه حصار دوم

- مدرسه یا خانقاه ارگ 

- اصطبل

- قورخانه

- محل آسیاب بادی 

- خانه حاکم 

- چهار فصل 

- چاه اصلی ارگ 

- بقایای محله قدیم 

- کناری محله یا غلام محله 

- دروازه کت کرم 

- زندان 

خندق گرداگرد حصار بم به نوشته جغرافی نویسان قدیم،خندقی معروف بوده است. اما همین خندق که طبعا" برای دفاع از شهر احداث شده بوده، گاه حکم شمشیر دو لبه پیدا می کرده و مهاجمان با انداختن آب زیاد به خندق باعث ویرانی حصار می شده اند، تا بتوانند به درون شهر رخنه کنند. 

حصار شهر در طول تاریخ دستخوش تغییر شده است. اما آن طور که نوشته های جغرافی نویسان قرون سوم و چهارم ه.ق. بر می آید این حصار در آن زمان وجود داشته، پس می توان نتیجه گرفت که متعلق به دوران پیش از اسلام است. سخن درباره ارگ بم بسیار است و در این مجمل نمی گنجد. دو بنای تاریخی دیگر نیز در بم و نزدیک بم وجود دارند که اهمیت بسیار زیاد تاریخی آنها تا کنون کمتر شناخته شده و یکی از آنها کاملا" ناشناخته مانده است . این دو بنا یکی قلعه در شمال ارگ بم . در شمال رود پشترود در قریه پشترود و موسوم به قلعه دختر است. در قلعه دختر که در فاصله قریب یک کیلومتری شمال ارگ بم واقع شده است سه مدخل در طرفهای شمال غربی، شمال شرقی و جنوب غربی قابل تشخیص اند. آقای نوربخش اشاره می کند که حصار جانب شرقی این بنا قدیمی تر است و بخش دیگر که برجهای آن قابل تشخیص اند. بعدا" به آن ملحق شده است 

در بخش قدیمی شهر این بنا یک چهار طاقی مشاهده می شود و در یکی از طاقها نقشی بر دیوار چشم را می نوازد کهشمخص کننده محراب است و اهمیت مذهبی دارد. استاد مصطفوی این طاقها را مربوط به دوران اسلامی دانسته اند. 

در صورت صحت چنین نظری این فرض کاملاگ محتمل، بلکه قطعی می نماید که طاقها در دوره اسلامی باز سازی شده اند. چرا که قدمت آن بنا، لااقل قسمت شرقی بدون تردید دست کم به اوایل دوران ساسانی و به احتمال بسیار قوی به دوران اشکانی باز می گردد. 

بنای مهم تاریخی دیگری نزدیک به بم که کاملا" ناشناخته مانده، بنایی معروف به چهارطاقی در فاصله قریب 5/2 کیلومتری شرق ارگ بم در اراضی موسوم به چهار طاقی است . این بنا بسیار مهم و ناشناس تاریخی تازه در سالهای اخیر در فهرست ابنیه تاریخی ایران ثبت شده و تحت پوشش سازمان میراث فرهنگی قرار گرفته و بدین طریق از انهدام آن جلوگیری شده است.  

ارزیابی رفتار لرزه ای بناهای تاریخی و قدیمی

ارزیابی رفتار لرزه ای بناهای تاریخی و قدیمی 



ارزیابی رفتار لرزه ای بناهای تاریخی و قدیمی ) با مطالعه موردی بنای تاریخی شیخ شهاب الدین اهری)

 

خلاصه

  هدف از این مقاله تحقیق سازوکار گسیختگی اجزای بنای تاریخی شیخ شهاب الدین اهری و تعیین مناطق مستعد خرابی سازه است. از آنجاییکه شهرستان اهر یکی از شهرستان های زلزله خیز ایران و با خطر نسبی زلزله زیاد می باشد. لذا با توجه به وجود گسلهای متعدد در این منطقه و همچنین اهمیت این بنا از لحاظ تاریخی، فرهنگی و گردشگری آسیب شناسی و مقاوم سازی این بنا را اجتناب ناپذیر می سازد. نظر به اینکه مصالح مصرفی در این بنا از نوع مصالح بنایی با قدرت چسبندگی پایین می باشد و همچنین با توجه سوابق آسیب پذیری این بنا در برابر زمین لرزه های قبلی به نظر می رسد که این بنا زلزله های نسبتاً شدید ضعیف باشد. هدف از این پژوهش، بررسی آسیب پذیری این بنا در برابر زلزله های محتمل می باشد. اصلاح زلزله های انتخابی برای بارگذاری لرزه ای، با بیشینه شتاب افقی امکانپذیر بدست آمده برای این منطقه انجام شده است. پس از ایجاد مدل اجزای محدود در نرم افزار Ansys و انجام آنالیزهای مختلف، نتایج گوناگونی مورد بررسی قرار گرفتند.

 

کلمات کليدي: رفتار لرزه ای، بناهای تاریخی ،آنالیز دینامیکی، شیخ شهاب الدین اهری ، مدلسازی اجزاء محدود

 

1. مقدمه

 

  اهميت بناهاي تاريخي ايران بلحاظ فرهنگي، هنري و زيبايي شناسي بر کسي پوشيده نيست چرا که اين بناها هويت فرهنگي گذشتگان را در خود حفظ کرده است و همچنين عامل تحکيم وحدت ملي مي باشند. اين آثار پر ارزش با عوامل طبيعي و غير طبيعي در دوره هاي گذشته مورد تهديد قرار گرفته اند چه بسا بناهايي که هيچ اثري از آنها امروزه وجود ندارد. از آنجا که مشخصاً در طول طرح و ساخت اين بناها اثرات زلزله ملاحظه نشده اند لذا ضرورت بايد عملکرد اين بناها در مواجهه با اين پديده طبيعي شناسايي شده و در نهايت اقدامات لازم جهت مقاوم سازي بنا و در مواردي نيز بازسازي آن انجام گيرد. از آنجاييکه شهر اهر يکي از شهرهاي زلزله خيز ايران و با خطر نسبي زلزله زياد است و همچنين اهميت بنای تاریخی شیخ شهاب اهر از لحاظ تاريخي، فرهنگي و گردشگري، آسيب شناسي و مقاوم سازي اين بنا را اجتناب ناپذير مي سازد.]1[

 

2. بازشناسی بقعه شیخ شهاب الدین اهری

  بقعه شیخ شهاب الدین اهری در پارک شیخ شهاب الدین قرار گرفته و آرامگاه شیخ شهاب الدین محمد اهری- عارف بزرگ قرن هفتم هجری- است. دارای 1497 مترمربع بوده و ساختمانی مشتمل بر خانقاه، مسجد، ایوانی بلند، مناره ها و غرفه های متعدد است. خانقاه اين بنا داراي فضاي بزرگي است كه زير گنبد دو پوش قرار گرفته و مقطعي مربعي شكل دارد و هر ضلع آن ۱۱/۲۰متر ،ارتفاع آن ۱۸متر و ضخامت ديوارهايش ‪ ۱/۳۰متر مي‌باشد كه در اصطلاح محلي به "قوشخانه" معروف است. در شکل های 1 و 2 نمای بنا و نقشه های ساره ای و معماری آورده شده است.

خانقاه: فضای بزرگی که زیر گنبد دو پوش قرار گرفته مقطعی مربعی شکل دارد که هر ضلع آن 20/11 متر است و ارتفاع آن 18 متر و ضخامت دیوارهایش 30/1 متر می باشد و در اصطلاح محلی به قوشخانه معروف است و در طرفین خانقاه اتاقهایی به ابعاد 30/6 * 60/9 متر و قرینه هم ساخته شده اند که به چینی خانه ( محل نگهداری ظروف چینی ) معروف شده است

  مسجد: این قسمت در شرق بقعه به ابعاد 90/60 * 30/9 متر واقع شده و با گچ بریها و نقاشی هایی تزئین یافته و دور تا دور دیوارهایش حاوی دستخط هایی است که از میان آنها دست نوشته های شیخ بهائی ، شاه عباس سوم ، ابوالقاسم نباتی شناخته شده است

 

شکل 1 – تصاویری از بنای زیبای بقعه شیخ شهاب

 

  

شکل 2 – نقشه های معماری و سازه ای بنا

 

3. آنالیز بناهای تاریخی 

 

به طور کلی آنالیز بناهای تاریخی کاری پیچیده است. زیرا، اولاً محدودیت منابع جهت مطالعه رفتار مکانیکی مصالح بنایی از جمله آزمایش های غیرمخرب در محل، آزمایش تجربی آزمایشگاهی بعدی و توسعه ابزارهای عددی معتبر و ثانیاً مشکلات بکارگیری اطلاعات موجود در آنالیز بناهای تاریخی که عامل مهمتری است، وجود دارد. از مهمترین این مشکلات می توان به موارد متداول زیر اشاره نمود :

* نبود اطلاعات مربوط به ابعاد هندسی قسمت های تخریب شده بنا  

* از مصالح تشکیل دهنده هسته داخلی المان های سازه ای اطلاعاتی در دسترس نیست

 تشخیص خواص مکانیکی مصالح بکار گرفته در بنا مشکل و گران است*

به علت کیفیت ساخت و استفاده از مصالح طبیعی، تغییرات زیادی در خواص مکانیکی مصالح مشاهده می شود *

* تغییرات چشمگیر در اصل و ترکیب المان های سازه ای مربوط به بناهای با دوره طولانی

* توالی و ترتیب ساخت بنا ناشناخته است

آسیب های موجود در بنا ناشناخته است *

*دستورالعمل های و آیین نامه ها غیر کاربردی می باشند. , 2]1 [

4. لرزه زمینساخت، گسل های بنیادی و کواترنر در پهنه استان آذربایجان شرقی 

 

  وقوع زمین لرزه های بزرگ و مخرب در گذشته در سطح ایران به ویژه سلسله جبال البرز در شمال و زاگرس در جنوب غرب ایران و همچنین منطقه ی آذربایجان بر اثر حرکت صفحه عربستان به طرف شمال و فشار آوردن آن به صفحه ایران می باشد. گستره آذربایجان شرقی از نواحی لرزه خیز ایران است. رویداد لرزه های متعدد تاریخی اثر مهم و قابل توجهی در تاریخ تکوین و تحولات این ناحیه از سرزمین ما داشته است. به طور کلی سه روند لرزه زمین ساختی فعال تبریز زنجان، زرینه رود- اراک و ارس گستره آذربایجان را تحت تاثیر قرار داده اند.[3] گسل شمال تبریز را می توان به عنوان جنبانترین روند لرزه خیز در کل گستره آذربایجان معرفی نمود و انتظار می رود که در آینده مهمترین رویدادهای مهلرزه ای استان در اثر فعالیت مجدد این پهنه گسلی رخ دهد.[4] لذا مهمترین روندهای ساختاری در گستره استان معرفی در ادامه معرفی می شوند. این روندها در نقشه ی لرزه زمینساخت این ناحیه در شکل(3) قابل مشاهده است. به طور کلی از نظر لرزه زمینساخت جنبا، روندهای لرزه خیز تبریز – زنجان، زرینه رود – اراک و ارس گستره آذربایجان را تحت تاثیر قرار داده اند. شهراهر به علت واقع شدن در جوار گسل جنوب اهر، محلی پر خطر از دیدگاه لرزه خیزی می باشد بطوری که برای این محل بیشینه شتاب افقی حدود 0.36 g محاسبه شده است.(جدول 1 ) بنابراین بطور کیفی می توان گفت که آثار تاریخی اهر در وضعیت خطرناکی قرار دارند و زلزله عامل تهدید کننده جدی برای ابنیه تاریخی این شهرستان است. لذا در صورت اولویت بندی برای رسیدگی به بناهای تاریخی با توجه به معیارهای مبتنی بر ارزش معماری بناها و آسیب پذیریشان در برابر زلزله، به این نتیجه می رسیم که بنای شیخ شهاب اهر در اولویت قرار دارد.

 

شکل 3 – نقشه لرزه زمینساخت پهنه استان آذربایجان شرقی

 

 

جدول 1- محاسبه بیشینه پارامترهای جنبشی شدید زمین در گستره استان آذربایجان شرقی

سرچشمه خطی لرزه¬زا ( مهمترین سرچشمه لرزه¬زا نسبت به شهر) بیشینه پارامترهای جنبش شدید زمین MCE

گسل طول (کیلومتر) طول گسیختگی (کیلومتر) بزرگا شدت بیشینه بر روی گسل I(MSK) فاصله از گسل (کیلومتر) بیشینه شتاب افقی(g%) PGA بیشینه شدت در محل 1(MSK)

گسل جنوب اهر 62 23 5/6 VII+ 8 36% VII+

 

5. مدل اجزای محدود ( به روش مدلسازی ماکرو)

 

  بر پایه این روش از مدلسازی مصالح بنایی، نمی¬توان واحد¬های منفرد و اتصالات را از یکدیگر تشخیص داد و محیط مصالح بنایی به صورت پیوسته در نظر گرفته می¬شود به این معنی که آجرها و ملات و سطح مشترک ملات و آجر به صورت یک ماده همگن معادل فرض می¬گردد. خواص فیزیکی این محیط با انجام آزمایشات، و یا متوسط¬گیری وزنی بین خواص فیزیکی محیط آجر و ملات تعیین می گردد. یکی از این پارامترها که در نتایج آنالیز تاثیر زیادی دارد، مدول الاستیسیته مصالح است. در ادامه رابطه ای جهت تعیین دقیقتر این پارامتر ارائه شده است.

تعیین مدول الاستیسیته معادل مصالح بنایی : جهت تعیین مدول الاستیسیته مصالح بنایی برای بارگذاری¬های بدون خروج از مرکزیت رابطه ای به صورت زیر ارائه شده است. [8]

عوامل تاثیرگذار در رابطه (1) مشخصات هندسی و خواص مکانیکی اجزای اساسی تشکیل دهنده مصالح می باشد.

(1):  

 که در آن نسبت حجمی ملات و آجر با استفاده از روابط(2) و (3) تعیین می گردد.

  (2): (3):  

ضخامت ملات و آجر مدول الاستیک ملات و آجر و ضریب پواسون ملات و آجر  

  معمولا روش مدلسازی ماکرو برای آنالیز سازه های بنایی بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد. در این پژوهش نیز به علت حجیم بودن سازه و تعداد بی شمار آجرهای بکار رفته، از این روش جهت مدلسازی محیط بنایی استفاده شده است. بدین منظور و با توجه به خصوصیات مکانیکی مصالح مصرفی، مدلسازی سه بعدی در نرم افزار Ansys انجام شده و تحلیل های مختلف بر روی مدل صورت گرفته است. از جمله المان های مورد استفاده در مدلسازی SOLID45 می باشد. مدل هندسی سازه به علت حجم بزرگ و پیچیدگی فراوان، پس از مدلسازی در نرم افزار Solid Works به محیط نرم افزار Ansys انتقال داده شد و سپس اقدام به مش بندی مدل گردید. مدل ایجاد شده که در شکل 4 قابل مشاهده می باشد در مجموع از 224000 المان تشکیل شده است که برای آنالیز دینامیکی، هزینه زمانی و سخت افزاری زیادی بکار رفته است.  

 

مشخصات مکانیکی مصالح : ، و  

 

6. آنالیز مدل اجزای محدود تحت بارگذاری ثقلی

 

  مدل اجزای محدود ارگ با استفاده از المان 8 گرهی Solid45 ایجاد شده است.. برای المان ها رفتار الاستیک خطی در نظر گرفته شده است. محیط مصالح بنایی در این مدل ایزوتروپ همگن در نظر گرفته شده است.

از تلفیق نتایج حاصل از تغییر شکل سازه در جهت محورهای x,y در جهت محورهای اصلی می توان مکانیزم های گسیختگی محتمل بنا را حدس زد. از نتایج کانتور های تغییرمکان که در شکل 5 آورده شده است،مشاهده می شود که مناره ها تمایل به تغییرشکل در جهت مثبت محور y دارند در حالی که همین تغییرشکل ها برای نواحی اطراف گنبد نزدیک به صفر و یا مقادیر منفی (یعنی تغییرمکان در خلاف جهت محور y) هستند. که می تواند بیانگر این باشد که گنبد در مقطعی به موازات محور x دارای تنش های کششی است. لازم به ذکر است که ترکهای موجود در گنبد (شکل 4) نیز در همین راستا می باشند و این مطلب را تایید می کنند.

 

7. آنالیز مودال

 

تحلیل مودال به روش Subspace Method برای 30 مود اول در جهت محورهای اصلی x,y جداگانه بدست آمد که در شکل¬ (6) نشان داده شده است. مود غالب در جهت محور اول،مود 2 و مود غالب برای جهت محور دوم مود اول بدست آمد. اگر بنا را در سه طبقه در نظر گرفته شود، با مشاهده تغییرشکل های مودی، مشاهده می شود که طبقه اول دارای سختی زیادی نسبت به دو طبقه دیگر دارد. همچنین مشاهده می شود که طبقه سوم نسبت به دو طبقه پایین تر طبقه نرم محسوب می شود.

 

 

شکل 4 – مدل اجزای محدود بقعه و معرفی نقاط کنترلی

 

 

شکل5– نتایج تحلیل مدل تحت اثر وزن خودش

 

شکل 6 – تغییرشکل های مودی و پریود 10 مود اول

8. آنالیز تاریخچه ی زمانی

 

با انتخاب تعدادی زیادی از شتابنگاشت های مناسب منطقه از جمله زلزله های چی چی، کوبه، طبس، منجیل، دوزسی، ارزینکن والسنترو و... اقدام به تحلیل لرزه ای مدل عددی گردید. برای تعیین زلزله ای که سازه را در ناحیه تشدید قرار دهد اقدام به تهیه طیف های پاسخ شتابنگاشت زلزله های منتخب نموده و شتابنگاشتی را که بزرگترین پاسخ را برای سازه ارائه دهد، برای اعمال به مدل انتخاب می شود. طیف پاسخ واقعی و مقیاس شده این شتابنگاشت ها در شکل (7) آورده شده است طیف های منجیل، طبس به ترتیب بزرگترین پاسخ ها را دارند. . شتابنگاشت زلزله منجیل از میان شتابنگاشت های ذکر شده انتخاب گردید. به طوری که ماکزیمم شتاب افقی زمین در این شتابنگاشت m/s253 /3 رسانده و به مدل اعمال گردید که در شکل (8 ) قابل مشاهده می باشد. در آنالیز اولیه ای که برای 30 ثانیه رکورد انجام گرفت، مشاهده گردید که در 15 ثانیه اول اکثر نتایج مهم و قابل توجه بدست می آیند و بقیه رکورد سهم چندانی در نتیجه ندارد. لذا نتایج برای 15 ثانیه اول ارائه شده است.

 

 

شکل 7 – مقایسه طیف پاسخ شتابنگاشت های انتخابی

 

 

شکل 8 – شتابنگاشت زلزله منجیل

 

شکل 9 – تاریخچه تغییر مکان نقاط کنترلی در اثر تحریک لرزه ای شتابنگاشت زلزله منجیل

 

 

شکل10– تاریخچه تغییر مکان نقاط کنترلی در اثر تحریک لرزه ای شتابنگاشت زلزله منجیل

 

 

شکل 11 – تاریخچه ی شیب خط فرضی متصل کننده نوک مناره ها

 

 

شکل 2 1– تاریخچه تغییرات تنش در نقطه کنترلی 6 در اثر تحریک لرزه ای شتابنگاشت زلزله منجیل

 

 

شکل 13– تاریخچه تغییرات تنش در نقطه کنترلی 6 در اثر تحریک لرزه ای شتابنگاشت زلزله منجیل

 

در شکل 9 تاریخچه تغییر مکان نقاط کنترلی در اثر تحریک لرزه ای شتابنگاشت زلزله منجیل در جهت محور اول نشان داده شده است. سختی زیاد طبقه اول از این نمودار قابل مشاهده است. همچنین نتایج بارگذاری برای جهت محور دوم در شکل 10 قابل مشاهده است. از مقایسه تغییر مکان شکل های 9 و 10 مشخص است که تغییرمکان ماکزیمم در نوک مناره در اثر تحریک در جهت محور دوم اتفاق افتاده است.

در شکل 11،شیب خط فرضی متصل کننده نوک مناره ها نشان داده شده است. بدین صورت که اگر خطی فرضی در نظر بگیریم که نوک مناره ها را به هم متصل کند، و شیب مثبت آن در جهت مثبت محور اول و پادساعتگرد باشد، تاریخچه ی شیب خط فرضی را در این شکل نشان می دهد. همانطور که در اشکال مودی مشخص شد این فرم تغییر شکل مربوط به مد 2 بود که در جهت محور اول غالب بود. و شکل 11 نیز از نتایج بارگذاری در جهت همین محور بدست آمده است.

در شکل 12 و 13 نیز تاریخچه تغییرات تنش در نقطه کنترلی 6 در اثر تحریک لرزه ای شتابنگاشت زلزله منجیل نشان داده شده است. همانطور که مشاهده می شود در اثر اعمال بارگذاری لرزه ای در جهت محور اول مقادیر تنش های کششی زیادی در جهت محور y در این نقطه از سازه بوجود می آید.

 

9. نتيجه¬گيري

 

  بنا در طبقه اول از استحکام و سختی خوبی برخوردار بوده و در صورت ارائه طرحی جهت مقاوم سازی باید نسبت به تقویت آن در طبقات بالاتر اقدام نمود. برای بارگذاری در جهت محور دوم مقادیر بالاتری هم برای تغییرمکان ها و هم برای تنش ها داریم. لذا بنا در این جهت آسیب پذیرتر خواهد بود. و در صورت ارائه طرحی جهت مقاوم سازی بنا در برابر بارگذاری لرزه ای تقویت بنا در این جهت در اولویت قرار دارد. مناره ها، دیوار متصل کننده مناره ها که به عنوان بازوی کوپل آنها محسوب می شوند و همچنین گنبد و دیوار زیر آن نیاز به تقویت و بهسازی دارند.

 

 

9. مراجع

مرجع اصلی: ارزیابی رفتار لرزه ای بناهای تاریخی و قدیمی ) با مطالعه موردی بنای تاریخی شیخ شهاب الدین اهری)

Assessment Seismic Behavior of The

 Historical Structures (Case Study: Sheikh Shahabe Ahar)

 

مجید پورامینیان ،ارژنگ صادقی 1- کارشناس ارشد سازه، دانشگاه تربیت معلم آذربایجان، تبریز (09113928867) 2- دکتری سازه فضاکار، دانشگاه تربیت معلم آذربایجان، تبریز[e-mail]

 

1. پورامینیان، مجید، (1387)، " ارزیابی لرزه ای بناهای تاریخی( با مطالعه موردی بنای تاریخی ارگ علیشاه تبریز)" پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت معلم آذربایجان،تبریز.

2. Lourenco. P.B: Assessment, diagnosis and strengthening of Outeiro church, Portugal; Con build mat; 2005, 19, 634-645.

3- شاه پسند زاده ، مجید: بررسی مقدماتی لرزه¬خیزی، لرزه زمینساخت و خطر زمین لرزه گسلش در پهنه استان آذربایجان شرقی؛ مهدی زارع، موسسه بین المللی زلزله شناسی و منهدسی زلزله، ایران / تهران، شهریور 1374، 2/7 – 95 – 74.

4- ذکاء، یحیی: زمین لرزه¬های تبریز؛ ایران / تهران ؛ کتاب سرا، چاپ اول، زمستان 1368.

5. پورامینیان، مجید، (1387)، " ارزیابی رفتار لرزه ای بنای تاریخی ارگ تبریز)" چهارمین گنگره ملی عمران، دانشگاه تهران،اردیبهشت 1387.

6. Boothby, Thomas E.: Manual for the Assessment of Load–Bearing Unreinforced Masonry Structures; Huriy Sezar Atamturkur, Ece Erdogmus; USA/ Pensylavania; University Park, 5May 2006

7. Bani- Han, Khaldon: Analytical evaluation of repair and stregthening measures of Qasr al – Bint historical monument – Petra, Jordan: samer Barakat; Journal of Engineering Structures; 2006, 28, 1355-1366

8. Blasi. C: the Fractures of the French pantheon: Survey and Structural analysis; Coisson .E; Iori. I; Engineering Fracture mechanics; Article in press 2007

9. Moon , Franklin L.: Rocommendations for Seismic Evaluation and Retrofit of Low – Rise URM Structures; Tianyi Yi; Roberto T. Leon ; Lawrence F. kahn ; Journal of Structural Engineering @ ASCE ; 2006,132,5 , 663-672.

10. Ansys (2004) http://www.ansys. com FE_software, SAS IP Inc.

11. Oliveira, D.V: Experimental and numerical analysis of blocky masonry structures under cyclic loading, Ph.D Thesis, Portugal, guimaraes, University of Minho, Department of civil Engineering, Jan 2003.

 

ارزیابی رفتار لرزه ای بناهای تاریخی و قدیمی

ارزیابی رفتار لرزه ای بناهای تاریخی و قدیمی 



ارزیابی رفتار لرزه ای بناهای تاریخی و قدیمی ) با مطالعه موردی بنای تاریخی شیخ شهاب الدین اهری)

 

خلاصه

  هدف از این مقاله تحقیق سازوکار گسیختگی اجزای بنای تاریخی شیخ شهاب الدین اهری و تعیین مناطق مستعد خرابی سازه است. از آنجاییکه شهرستان اهر یکی از شهرستان های زلزله خیز ایران و با خطر نسبی زلزله زیاد می باشد. لذا با توجه به وجود گسلهای متعدد در این منطقه و همچنین اهمیت این بنا از لحاظ تاریخی، فرهنگی و گردشگری آسیب شناسی و مقاوم سازی این بنا را اجتناب ناپذیر می سازد. نظر به اینکه مصالح مصرفی در این بنا از نوع مصالح بنایی با قدرت چسبندگی پایین می باشد و همچنین با توجه سوابق آسیب پذیری این بنا در برابر زمین لرزه های قبلی به نظر می رسد که این بنا زلزله های نسبتاً شدید ضعیف باشد. هدف از این پژوهش، بررسی آسیب پذیری این بنا در برابر زلزله های محتمل می باشد. اصلاح زلزله های انتخابی برای بارگذاری لرزه ای، با بیشینه شتاب افقی امکانپذیر بدست آمده برای این منطقه انجام شده است. پس از ایجاد مدل اجزای محدود در نرم افزار Ansys و انجام آنالیزهای مختلف، نتایج گوناگونی مورد بررسی قرار گرفتند.

 

کلمات کليدي: رفتار لرزه ای، بناهای تاریخی ،آنالیز دینامیکی، شیخ شهاب الدین اهری ، مدلسازی اجزاء محدود

 

1. مقدمه

 

  اهميت بناهاي تاريخي ايران بلحاظ فرهنگي، هنري و زيبايي شناسي بر کسي پوشيده نيست چرا که اين بناها هويت فرهنگي گذشتگان را در خود حفظ کرده است و همچنين عامل تحکيم وحدت ملي مي باشند. اين آثار پر ارزش با عوامل طبيعي و غير طبيعي در دوره هاي گذشته مورد تهديد قرار گرفته اند چه بسا بناهايي که هيچ اثري از آنها امروزه وجود ندارد. از آنجا که مشخصاً در طول طرح و ساخت اين بناها اثرات زلزله ملاحظه نشده اند لذا ضرورت بايد عملکرد اين بناها در مواجهه با اين پديده طبيعي شناسايي شده و در نهايت اقدامات لازم جهت مقاوم سازي بنا و در مواردي نيز بازسازي آن انجام گيرد. از آنجاييکه شهر اهر يکي از شهرهاي زلزله خيز ايران و با خطر نسبي زلزله زياد است و همچنين اهميت بنای تاریخی شیخ شهاب اهر از لحاظ تاريخي، فرهنگي و گردشگري، آسيب شناسي و مقاوم سازي اين بنا را اجتناب ناپذير مي سازد.]1[

 

2. بازشناسی بقعه شیخ شهاب الدین اهری

  بقعه شیخ شهاب الدین اهری در پارک شیخ شهاب الدین قرار گرفته و آرامگاه شیخ شهاب الدین محمد اهری- عارف بزرگ قرن هفتم هجری- است. دارای 1497 مترمربع بوده و ساختمانی مشتمل بر خانقاه، مسجد، ایوانی بلند، مناره ها و غرفه های متعدد است. خانقاه اين بنا داراي فضاي بزرگي است كه زير گنبد دو پوش قرار گرفته و مقطعي مربعي شكل دارد و هر ضلع آن ۱۱/۲۰متر ،ارتفاع آن ۱۸متر و ضخامت ديوارهايش ‪ ۱/۳۰متر مي‌باشد كه در اصطلاح محلي به "قوشخانه" معروف است. در شکل های 1 و 2 نمای بنا و نقشه های ساره ای و معماری آورده شده است.

خانقاه: فضای بزرگی که زیر گنبد دو پوش قرار گرفته مقطعی مربعی شکل دارد که هر ضلع آن 20/11 متر است و ارتفاع آن 18 متر و ضخامت دیوارهایش 30/1 متر می باشد و در اصطلاح محلی به قوشخانه معروف است و در طرفین خانقاه اتاقهایی به ابعاد 30/6 * 60/9 متر و قرینه هم ساخته شده اند که به چینی خانه ( محل نگهداری ظروف چینی ) معروف شده است

  مسجد: این قسمت در شرق بقعه به ابعاد 90/60 * 30/9 متر واقع شده و با گچ بریها و نقاشی هایی تزئین یافته و دور تا دور دیوارهایش حاوی دستخط هایی است که از میان آنها دست نوشته های شیخ بهائی ، شاه عباس سوم ، ابوالقاسم نباتی شناخته شده است

 

شکل 1 – تصاویری از بنای زیبای بقعه شیخ شهاب

 

  

شکل 2 – نقشه های معماری و سازه ای بنا

 

3. آنالیز بناهای تاریخی 

 

به طور کلی آنالیز بناهای تاریخی کاری پیچیده است. زیرا، اولاً محدودیت منابع جهت مطالعه رفتار مکانیکی مصالح بنایی از جمله آزمایش های غیرمخرب در محل، آزمایش تجربی آزمایشگاهی بعدی و توسعه ابزارهای عددی معتبر و ثانیاً مشکلات بکارگیری اطلاعات موجود در آنالیز بناهای تاریخی که عامل مهمتری است، وجود دارد. از مهمترین این مشکلات می توان به موارد متداول زیر اشاره نمود :

* نبود اطلاعات مربوط به ابعاد هندسی قسمت های تخریب شده بنا  

* از مصالح تشکیل دهنده هسته داخلی المان های سازه ای اطلاعاتی در دسترس نیست

 تشخیص خواص مکانیکی مصالح بکار گرفته در بنا مشکل و گران است*

به علت کیفیت ساخت و استفاده از مصالح طبیعی، تغییرات زیادی در خواص مکانیکی مصالح مشاهده می شود *

* تغییرات چشمگیر در اصل و ترکیب المان های سازه ای مربوط به بناهای با دوره طولانی

* توالی و ترتیب ساخت بنا ناشناخته است

آسیب های موجود در بنا ناشناخته است *

*دستورالعمل های و آیین نامه ها غیر کاربردی می باشند. , 2]1 [

4. لرزه زمینساخت، گسل های بنیادی و کواترنر در پهنه استان آذربایجان شرقی 

 

  وقوع زمین لرزه های بزرگ و مخرب در گذشته در سطح ایران به ویژه سلسله جبال البرز در شمال و زاگرس در جنوب غرب ایران و همچنین منطقه ی آذربایجان بر اثر حرکت صفحه عربستان به طرف شمال و فشار آوردن آن به صفحه ایران می باشد. گستره آذربایجان شرقی از نواحی لرزه خیز ایران است. رویداد لرزه های متعدد تاریخی اثر مهم و قابل توجهی در تاریخ تکوین و تحولات این ناحیه از سرزمین ما داشته است. به طور کلی سه روند لرزه زمین ساختی فعال تبریز زنجان، زرینه رود- اراک و ارس گستره آذربایجان را تحت تاثیر قرار داده اند.[3] گسل شمال تبریز را می توان به عنوان جنبانترین روند لرزه خیز در کل گستره آذربایجان معرفی نمود و انتظار می رود که در آینده مهمترین رویدادهای مهلرزه ای استان در اثر فعالیت مجدد این پهنه گسلی رخ دهد.[4] لذا مهمترین روندهای ساختاری در گستره استان معرفی در ادامه معرفی می شوند. این روندها در نقشه ی لرزه زمینساخت این ناحیه در شکل(3) قابل مشاهده است. به طور کلی از نظر لرزه زمینساخت جنبا، روندهای لرزه خیز تبریز – زنجان، زرینه رود – اراک و ارس گستره آذربایجان را تحت تاثیر قرار داده اند. شهراهر به علت واقع شدن در جوار گسل جنوب اهر، محلی پر خطر از دیدگاه لرزه خیزی می باشد بطوری که برای این محل بیشینه شتاب افقی حدود 0.36 g محاسبه شده است.(جدول 1 ) بنابراین بطور کیفی می توان گفت که آثار تاریخی اهر در وضعیت خطرناکی قرار دارند و زلزله عامل تهدید کننده جدی برای ابنیه تاریخی این شهرستان است. لذا در صورت اولویت بندی برای رسیدگی به بناهای تاریخی با توجه به معیارهای مبتنی بر ارزش معماری بناها و آسیب پذیریشان در برابر زلزله، به این نتیجه می رسیم که بنای شیخ شهاب اهر در اولویت قرار دارد.

 

شکل 3 – نقشه لرزه زمینساخت پهنه استان آذربایجان شرقی

 

 

جدول 1- محاسبه بیشینه پارامترهای جنبشی شدید زمین در گستره استان آذربایجان شرقی

سرچشمه خطی لرزه¬زا ( مهمترین سرچشمه لرزه¬زا نسبت به شهر) بیشینه پارامترهای جنبش شدید زمین MCE

گسل طول (کیلومتر) طول گسیختگی (کیلومتر) بزرگا شدت بیشینه بر روی گسل I(MSK) فاصله از گسل (کیلومتر) بیشینه شتاب افقی(g%) PGA بیشینه شدت در محل 1(MSK)

گسل جنوب اهر 62 23 5/6 VII+ 8 36% VII+

 

5. مدل اجزای محدود ( به روش مدلسازی ماکرو)

 

  بر پایه این روش از مدلسازی مصالح بنایی، نمی¬توان واحد¬های منفرد و اتصالات را از یکدیگر تشخیص داد و محیط مصالح بنایی به صورت پیوسته در نظر گرفته می¬شود به این معنی که آجرها و ملات و سطح مشترک ملات و آجر به صورت یک ماده همگن معادل فرض می¬گردد. خواص فیزیکی این محیط با انجام آزمایشات، و یا متوسط¬گیری وزنی بین خواص فیزیکی محیط آجر و ملات تعیین می گردد. یکی از این پارامترها که در نتایج آنالیز تاثیر زیادی دارد، مدول الاستیسیته مصالح است. در ادامه رابطه ای جهت تعیین دقیقتر این پارامتر ارائه شده است.

تعیین مدول الاستیسیته معادل مصالح بنایی : جهت تعیین مدول الاستیسیته مصالح بنایی برای بارگذاری¬های بدون خروج از مرکزیت رابطه ای به صورت زیر ارائه شده است. [8]

عوامل تاثیرگذار در رابطه (1) مشخصات هندسی و خواص مکانیکی اجزای اساسی تشکیل دهنده مصالح می باشد.

(1):  

 که در آن نسبت حجمی ملات و آجر با استفاده از روابط(2) و (3) تعیین می گردد.

  (2): (3):  

ضخامت ملات و آجر مدول الاستیک ملات و آجر و ضریب پواسون ملات و آجر  

  معمولا روش مدلسازی ماکرو برای آنالیز سازه های بنایی بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد. در این پژوهش نیز به علت حجیم بودن سازه و تعداد بی شمار آجرهای بکار رفته، از این روش جهت مدلسازی محیط بنایی استفاده شده است. بدین منظور و با توجه به خصوصیات مکانیکی مصالح مصرفی، مدلسازی سه بعدی در نرم افزار Ansys انجام شده و تحلیل های مختلف بر روی مدل صورت گرفته است. از جمله المان های مورد استفاده در مدلسازی SOLID45 می باشد. مدل هندسی سازه به علت حجم بزرگ و پیچیدگی فراوان، پس از مدلسازی در نرم افزار Solid Works به محیط نرم افزار Ansys انتقال داده شد و سپس اقدام به مش بندی مدل گردید. مدل ایجاد شده که در شکل 4 قابل مشاهده می باشد در مجموع از 224000 المان تشکیل شده است که برای آنالیز دینامیکی، هزینه زمانی و سخت افزاری زیادی بکار رفته است.  

 

مشخصات مکانیکی مصالح : ، و  

 

6. آنالیز مدل اجزای محدود تحت بارگذاری ثقلی

 

  مدل اجزای محدود ارگ با استفاده از المان 8 گرهی Solid45 ایجاد شده است.. برای المان ها رفتار الاستیک خطی در نظر گرفته شده است. محیط مصالح بنایی در این مدل ایزوتروپ همگن در نظر گرفته شده است.

از تلفیق نتایج حاصل از تغییر شکل سازه در جهت محورهای x,y در جهت محورهای اصلی می توان مکانیزم های گسیختگی محتمل بنا را حدس زد. از نتایج کانتور های تغییرمکان که در شکل 5 آورده شده است،مشاهده می شود که مناره ها تمایل به تغییرشکل در جهت مثبت محور y دارند در حالی که همین تغییرشکل ها برای نواحی اطراف گنبد نزدیک به صفر و یا مقادیر منفی (یعنی تغییرمکان در خلاف جهت محور y) هستند. که می تواند بیانگر این باشد که گنبد در مقطعی به موازات محور x دارای تنش های کششی است. لازم به ذکر است که ترکهای موجود در گنبد (شکل 4) نیز در همین راستا می باشند و این مطلب را تایید می کنند.

 

7. آنالیز مودال

 

تحلیل مودال به روش Subspace Method برای 30 مود اول در جهت محورهای اصلی x,y جداگانه بدست آمد که در شکل¬ (6) نشان داده شده است. مود غالب در جهت محور اول،مود 2 و مود غالب برای جهت محور دوم مود اول بدست آمد. اگر بنا را در سه طبقه در نظر گرفته شود، با مشاهده تغییرشکل های مودی، مشاهده می شود که طبقه اول دارای سختی زیادی نسبت به دو طبقه دیگر دارد. همچنین مشاهده می شود که طبقه سوم نسبت به دو طبقه پایین تر طبقه نرم محسوب می شود.

 

 

شکل 4 – مدل اجزای محدود بقعه و معرفی نقاط کنترلی

 

 

شکل5– نتایج تحلیل مدل تحت اثر وزن خودش

 

شکل 6 – تغییرشکل های مودی و پریود 10 مود اول

8. آنالیز تاریخچه ی زمانی

 

با انتخاب تعدادی زیادی از شتابنگاشت های مناسب منطقه از جمله زلزله های چی چی، کوبه، طبس، منجیل، دوزسی، ارزینکن والسنترو و... اقدام به تحلیل لرزه ای مدل عددی گردید. برای تعیین زلزله ای که سازه را در ناحیه تشدید قرار دهد اقدام به تهیه طیف های پاسخ شتابنگاشت زلزله های منتخب نموده و شتابنگاشتی را که بزرگترین پاسخ را برای سازه ارائه دهد، برای اعمال به مدل انتخاب می شود. طیف پاسخ واقعی و مقیاس شده این شتابنگاشت ها در شکل (7) آورده شده است طیف های منجیل، طبس به ترتیب بزرگترین پاسخ ها را دارند. . شتابنگاشت زلزله منجیل از میان شتابنگاشت های ذکر شده انتخاب گردید. به طوری که ماکزیمم شتاب افقی زمین در این شتابنگاشت m/s253 /3 رسانده و به مدل اعمال گردید که در شکل (8 ) قابل مشاهده می باشد. در آنالیز اولیه ای که برای 30 ثانیه رکورد انجام گرفت، مشاهده گردید که در 15 ثانیه اول اکثر نتایج مهم و قابل توجه بدست می آیند و بقیه رکورد سهم چندانی در نتیجه ندارد. لذا نتایج برای 15 ثانیه اول ارائه شده است.

 

 

شکل 7 – مقایسه طیف پاسخ شتابنگاشت های انتخابی

 

 

شکل 8 – شتابنگاشت زلزله منجیل

 

شکل 9 – تاریخچه تغییر مکان نقاط کنترلی در اثر تحریک لرزه ای شتابنگاشت زلزله منجیل

 

 

شکل10– تاریخچه تغییر مکان نقاط کنترلی در اثر تحریک لرزه ای شتابنگاشت زلزله منجیل

 

 

شکل 11 – تاریخچه ی شیب خط فرضی متصل کننده نوک مناره ها

 

 

شکل 2 1– تاریخچه تغییرات تنش در نقطه کنترلی 6 در اثر تحریک لرزه ای شتابنگاشت زلزله منجیل

 

 

شکل 13– تاریخچه تغییرات تنش در نقطه کنترلی 6 در اثر تحریک لرزه ای شتابنگاشت زلزله منجیل

 

در شکل 9 تاریخچه تغییر مکان نقاط کنترلی در اثر تحریک لرزه ای شتابنگاشت زلزله منجیل در جهت محور اول نشان داده شده است. سختی زیاد طبقه اول از این نمودار قابل مشاهده است. همچنین نتایج بارگذاری برای جهت محور دوم در شکل 10 قابل مشاهده است. از مقایسه تغییر مکان شکل های 9 و 10 مشخص است که تغییرمکان ماکزیمم در نوک مناره در اثر تحریک در جهت محور دوم اتفاق افتاده است.

در شکل 11،شیب خط فرضی متصل کننده نوک مناره ها نشان داده شده است. بدین صورت که اگر خطی فرضی در نظر بگیریم که نوک مناره ها را به هم متصل کند، و شیب مثبت آن در جهت مثبت محور اول و پادساعتگرد باشد، تاریخچه ی شیب خط فرضی را در این شکل نشان می دهد. همانطور که در اشکال مودی مشخص شد این فرم تغییر شکل مربوط به مد 2 بود که در جهت محور اول غالب بود. و شکل 11 نیز از نتایج بارگذاری در جهت همین محور بدست آمده است.

در شکل 12 و 13 نیز تاریخچه تغییرات تنش در نقطه کنترلی 6 در اثر تحریک لرزه ای شتابنگاشت زلزله منجیل نشان داده شده است. همانطور که مشاهده می شود در اثر اعمال بارگذاری لرزه ای در جهت محور اول مقادیر تنش های کششی زیادی در جهت محور y در این نقطه از سازه بوجود می آید.

 

9. نتيجه¬گيري

 

  بنا در طبقه اول از استحکام و سختی خوبی برخوردار بوده و در صورت ارائه طرحی جهت مقاوم سازی باید نسبت به تقویت آن در طبقات بالاتر اقدام نمود. برای بارگذاری در جهت محور دوم مقادیر بالاتری هم برای تغییرمکان ها و هم برای تنش ها داریم. لذا بنا در این جهت آسیب پذیرتر خواهد بود. و در صورت ارائه طرحی جهت مقاوم سازی بنا در برابر بارگذاری لرزه ای تقویت بنا در این جهت در اولویت قرار دارد. مناره ها، دیوار متصل کننده مناره ها که به عنوان بازوی کوپل آنها محسوب می شوند و همچنین گنبد و دیوار زیر آن نیاز به تقویت و بهسازی دارند.

 

 

9. مراجع

مرجع اصلی: ارزیابی رفتار لرزه ای بناهای تاریخی و قدیمی ) با مطالعه موردی بنای تاریخی شیخ شهاب الدین اهری)

Assessment Seismic Behavior of The

 Historical Structures (Case Study: Sheikh Shahabe Ahar)

 

مجید پورامینیان ،ارژنگ صادقی 1- کارشناس ارشد سازه، دانشگاه تربیت معلم آذربایجان، تبریز (09113928867) 2- دکتری سازه فضاکار، دانشگاه تربیت معلم آذربایجان، تبریز[e-mail]

 

1. پورامینیان، مجید، (1387)، " ارزیابی لرزه ای بناهای تاریخی( با مطالعه موردی بنای تاریخی ارگ علیشاه تبریز)" پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت معلم آذربایجان،تبریز.

2. Lourenco. P.B: Assessment, diagnosis and strengthening of Outeiro church, Portugal; Con build mat; 2005, 19, 634-645.

3- شاه پسند زاده ، مجید: بررسی مقدماتی لرزه¬خیزی، لرزه زمینساخت و خطر زمین لرزه گسلش در پهنه استان آذربایجان شرقی؛ مهدی زارع، موسسه بین المللی زلزله شناسی و منهدسی زلزله، ایران / تهران، شهریور 1374، 2/7 – 95 – 74.

4- ذکاء، یحیی: زمین لرزه¬های تبریز؛ ایران / تهران ؛ کتاب سرا، چاپ اول، زمستان 1368.

5. پورامینیان، مجید، (1387)، " ارزیابی رفتار لرزه ای بنای تاریخی ارگ تبریز)" چهارمین گنگره ملی عمران، دانشگاه تهران،اردیبهشت 1387.

6. Boothby, Thomas E.: Manual for the Assessment of Load–Bearing Unreinforced Masonry Structures; Huriy Sezar Atamturkur, Ece Erdogmus; USA/ Pensylavania; University Park, 5May 2006

7. Bani- Han, Khaldon: Analytical evaluation of repair and stregthening measures of Qasr al – Bint historical monument – Petra, Jordan: samer Barakat; Journal of Engineering Structures; 2006, 28, 1355-1366

8. Blasi. C: the Fractures of the French pantheon: Survey and Structural analysis; Coisson .E; Iori. I; Engineering Fracture mechanics; Article in press 2007

9. Moon , Franklin L.: Rocommendations for Seismic Evaluation and Retrofit of Low – Rise URM Structures; Tianyi Yi; Roberto T. Leon ; Lawrence F. kahn ; Journal of Structural Engineering @ ASCE ; 2006,132,5 , 663-672.

10. Ansys (2004) http://www.ansys. com FE_software, SAS IP Inc.

11. Oliveira, D.V: Experimental and numerical analysis of blocky masonry structures under cyclic loading, Ph.D Thesis, Portugal, guimaraes, University of Minho, Department of civil Engineering, Jan 2003.

 

اجراي بتن آماده سبك در عايق بندي ساختمان

اين عمليات با استفاده از ماشين بتن ريزي پرتابل و در محل پروژه شما خواهد بود. ضخامت بتن عايق در كف ساختمان 5 تا 10 سانتي متر بوده و ضمن درزبندي و تراز سازي كف ، ميزان عايق بودن صوتي و حرارتي را بشدت افزايش خواهد داد. 

اين بتن از نوع بتن كفي: 
با چگالي حدود 400 (kg/m3) 
با ضريب هدايت حرارتي كمتر از 0.15 (W/m.K) خواهد بود. 

امكانات ما ارسال بتن به طبقات بالا (تا 15 طبقه) را ميسر ساخته است. 

توضيحاتي راجع به بلوك هاي سبك توليدي شركت بتن سبك آراتا: 

با فاق و زبانه (محصولي منحصر بفرد در كشور) 

بلوك سبك جداكننده (تيغه اي) توپر جهت استفاده بعنوان ديوارهاي داخلي و محيطي(جايگزين سفال). 

پايه بتن clc در تلفيق با پرليت و EPS (كامپوزيتي) 

سبك ، عايق گرما و عايق صوت. مطابق با الزامات مبحث 19. ( تا 10 برابر عايق تر از بتن معمولي و 6 برابر عايق تر از آجر) 

مشخصات فني: 
- دانسيته: kg/m3 700-800 
- بدون اعوجاج و با دقت ابعادي عالي و استاندارد. 
- جذب آب پائين و مقاوم به رطوبت و آتش. 
- وزن: 5/8 كيلو (شناور روي آب و سه برابر سبك تر از بتن معمولي) 
- ابعاد: طول 60 ، ارتفاع 25 و ضخامت 7 تا 20 سانتي متر (ضخامت متعارف 5/8 سانتي متر است). 

- مقاومت فشاري حداقل: 30 (kg/cm2) 
(مطابق با استاندارد شماره 7782 مؤسسه استاندارد). 
- ضريب هدايت حرارتي كمتر از 0.2 (W/m.K) 

اين بلوك ها بر اساس جدول شماره 2 آئين نامه بلو ك هاي غيرباربر مؤسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايران به شماره 7782 بوده و مشخصات قيد شده در اين استاندارد را در بر دارد. 

با توجه به اينكه اين بلوك ماهيتاً از جنس بتن معمولي تهيه شده است مي توان براحتي از ملات هاي پودر سنگ با سيمان ، گچ و يا از چسب كاشي براي نصب آن استفاده نمود. دقت بالاي اين بلوك ها و وجود فاق و زبانه امكان اتصال آنها را توسط يك لايه نازك چسب كاشي و يا ملات ويژه ميسر نموده است. 

اندودكاري ديوار ساخته شده از اين بلوك با توجه به كيفيت سطحي بالاي آن و دقت ابعادي بدون استفاده از گچ و خاك ميسر است و مي توان مستقيماً از اندود گچ بر روي آن استفاده نمود. وجود پروسيتي و تخلخل باز سطحي باعث گرديده است كه اتصال اندود سطحي بخوبي صورت پذيرد. بر اين اساس با احتساب اندود دو رويه ، كل ضخامت ديوار در پايان 10 سانتي متر خواهد شد. 

اين محصول بر روي پالت هاي 80 تائي (به وزن 650 كيلو) بسته بندي و قابل حمل خواهد بود. 

نام معمارهای برتر

نورمن فاستر

 

نورمن فاستر ، در اول ماه ژوئن در شهر منچستر متولد شد .

---

زها حدید

 

زَها حدید از معماران برجسته بریتانیایی در سبک واسازی است.

---

 آندره گدار 

 

 آندره گدار، معمار نخستین ساختمان کتابخانه ملی ایران

جمال آباد، نام روستایی در دامنه جنوبی ارتفاعات البرز است. این روستا به مانند دیگر ارتفاعات شمال تهران، خوش آب و هواست و تابستان هایی خنک را برای شهروندان تهرانی نوید می داده است. منازل یا به عبارت بهتر، باغچه های سبز و خرمی داشت که درختان میوه و چنار، سرو و سپیدار، زینت بخش آن بود. در یکی از این خانه ها و در حدود شصت سال پیش، مردی فرانسوی زندگی می کرد که اهالی بومی جمال آباد، وی را به نام مسیو می شناختند. پیرمرد موقر و آراسته ای که گهگاه برخی از رجال و صاحب منصبان شهری به دیدارش می آمدند و ساعت ها با او گفت وگو می کردند. روستاییان زحمتکش و ساده دل از جایگاه بلند این پیرمرد خبر نداشتند ولی با این غریبه خوش برخورد احساس بیگانگی هم نمی کردند.

---

پيشگامان معماري مدرن
  


گاهي دشوار است آنجا را كه گذشته پايان مي گيرد و حال آغاز مي شود به وضوح تفكيك كنيم. قرون و اعصار مراحلي از تكامل اند كه نه پاياني دارند و نه آغازي. رايت همان قدر به نياكانش تعلق داشت كه نياكانش به آينده.

---

رنزو پیانو
  


در ۱۴ سپتامبر ۱۹۳۷ در شهر جنوا محله پلیی به دنیا آمد.در مدرسهٔ ابتدایی چیزی نمانده بود که از مدرسه اخراج شود.

---

 سانتیاگو کالاتراوا 
  


سانتیاگو کالاتراوا در ۲۸ ژوئیه ۱۹۵۱ میلادی در حومهٔ شهر والنسیا در اسپانیا به دنیا آمد. در همان شهر تحصیلات خود را در مدرسهٔ هنر و معماری به پایان رساند.

---

پیتر آیزنمن
  


پيتر آيزنمن در ۱۱ اگوست سال ۱۹۳۲ در نيوارك، ايالت نيوجرسي به دنيا آمد. او مدرك ليسانس معماري خود را از دانشگاه كرنل، مدرك فوق ليسانس خود را از دانشگاه كلمبيا و دكتراي خود را از دانشگاه كمبريج دريافت كرد. به وي يك دكتراي افتخاري هنرهاي زيبا از طرف دانشگاه ايلينويز شيكاگو اهدا شد.

---

فرانک گری
  


او در سال ۱۹۲۹ م در خانواده‌ای یهودی در شهر تورنتوی کانادا (با نام اصلی فرانک اون گلدبرگ ) دیده به جهان گشود

---

تادائو آندو

 

در 13 اكتبر 1941 ميلادي در اوزاكاي ژاپن ديده به جهان گشود، در سال 1960 م . به يك بكسر حرفه اي تبديل شد. در سالهاي 69- م . تعاليم خود آموخته و غير آكادميك خود را به عنوان يك معمار با سفرهاي آموزشي به اروپا، آمريكا و آفريقا و مطالعه بر روي خانه هاي فرانك لويدرايت و كارهاي مدرنيسم قديمي (كلاسيك) تكميل كرد .

---

هادی میر میران
  


مهندس سید هادی میرمیران معمار برجستهء ایرانی که طی چهار دهه فعالیت حرفه ای خود موفق به خلق آثار برجسته و قابل اعتنایی گردید. از میان آثار وی می توان به ساختمان کانون وکلای دادگستری مرکز، ساختمان کنسولگری ایران در فرانکفورت، ساختمان مرکزی بانک توسعه صادرات ایران، ساختمان مجموعه ورزشی رفسنجان، طرح ساختمان کتابخانه ملی ایران (اجرا نشده) ، طرح ساختمان فرهنگستان های جمهوری اسلامی ایران (اجرا نشده) و طرح ساختمان موزه ملی آب (اجرا نشده) اشاره کرد.

---

نادر خلیلی

 

 نادر خلیلی معمار ایرانی‌تبار مقیم آمریکا درگذشت؛ پروفسور نادرخلیلی که تحصیلات اصلی خود را در ترکیه به انجام رسانده‌بود، ۳۵ سال پیش سفر را با یاماها ۱۲۵ خود در بیایان‌های مرکز ایران آغاز کرد و در صحراهای کالیفرنیا به پ‍ایان برد.

---

هوشنگ سیحون
  


مهندس هوشنگ سیحون در سال ۱۲۹۹ و در خانواده اى اهل موسیقى به دنیا آمد.

---

ریچارد راجرز 
  


ریچارد راجرز در سال ۱۹۳۳، در فلورانس ایتالیا به دنیا آمد. پدر او پزشک بود و مادرش علاقه زیادی به طراحی مدرن داشت.

---

لوکوربوزیه
  


لوکوربوزیه (۲۷ آگوست ۱۹۶۵–۶ اکتبر ۱۸۸۷)، اسم مستعار چارلز ادوارد ژان نرت گریس است. او یک معمار معروف بود که با سبکی که امروزه سبک بین المللی نامیده می شود به همراهی لودویگ میس واندر روهه، والتر گروپیوس و تئو وان داربورگ کار می کرد. او همچنین در طراحی مبلمان دستی داشت.

---

یورگن مایر
  


یورگن مایر، معمار آلمانی، استاد دانشگاه و مدیر گروه معماری، دفتر کار وی در برلین واقع است. یکی از پروژه های آنان طرح توسعه پلازای "انکارناسیون" واقع در "سویـلا"ی اسپانیاست که سازه ای ارگانیک همانند یـک قارچ را داراست و شامل فضاهایـی چون فروشگاه ها، رستوران و بار است.این بنا به عنوان نـماد شهری "سـویـلا"در دوران معـاصـر مـحسـوب مـیشـود .

---

فرشیده موسوی
  


او این رشته را در دانشگاه های GCD، کالج لندن، داندی و مدرسه معماری بارتلت تدریس می کند. پیش از تاسیس دفتر معماری خارجی همراه با آلخاندرو زارا یولو در سال 1992 در لندن، موسوی مسوولیت طراحی ساختمان رنزوپیانو در جنوا و اداره دفتر معماری کلان شهر روتردام را نیز بر عهده داشت.

---

پل اندرو
  


پل اندرو به سال 1938 در فرانسه به دنیا آمد و در سال 1968 از دانشگاه پلیتکنیک فارغالتحصیل شد. او در دوران فعالیت خود جوایز بسیاری را کسب کرده است، ...

---

آنتوني گائودی

 

آنتوني گائودي، معمار مشهور اهل ناحيه كاتالونياي كشور اسپانيا، از جمله بزرگترين معماران جهان در اواخر قرن نوزدهم و اوايل قرن بيستم است و به خاطر سبك معماري مدرن و به شدت شخصي‌اش شهرت فراواني دارد. از جمله آثار معماري فراواني كه گائودي در طول زندگي خويش خلق كرد، هفت اثر كه همگي در بارسلون يا حومه آن قرار دارند، تحت عنوان واحد «آثار آنتوني گائودي» از سال 1984 در فهرست ميراث جهاني يونسكو ثبت شده‌اند.

---

هرتزوگ و دمورن
  


گاهی به اندیشه و آثار هرتزوگ و دمورن

آنچه كه براي ما جالب است، رابطه بين تصاوير مرئي ونامرئي جهان هستي است... ژاکوب هرتزوک

---

اسکار نیمایر

 

اسکار نیمایر معمار برزیلی و طراح بنای مرکز سازمان ملل در نیویورک است.

او در شهر ریو دو ژانیرو زاده شد. در همان شهر در سال ۱۹۳۴ از مدرسه هنرهای زیبا درجه مهندسی معماری دریافت کرد. در ۱۹۴۵ عضو حزب کمونیست برزیل شد. عضویت در این حزب بارها برایش دردسر آفرین بود. در دوره دیکتاتوری نظامی برزیل به دفترش حمله کردند و ناچار از زندگی در اروپا شد. فیدل کاسترو گفته بود «من و اسکار نیمایر آخرین کمونیست‌های کره زمین هستیم.» 

در سال ۱۹۴۷ با طرح بنای مرکز سازمان ملل متحد در نیویورک شهرتی جهانی یافت. 

در ۱۹۵۶ رئیس‌جمهور برزیل از او خواست طرحی برای برازیلیا، پایتخت جدید برزیل بدهد. برازیلیا بزرگ‌ترین طرح معماری او بود و نی‌مه‌یر در آن بسیاری از اندیشه‌های نوی خود را بکار برد. 

در ۱۹۸۸ برنده جایزه معماری پریتزکر شد.

---

آنتونی گائودی



 

 معمار مشهور اهل ناحیه كاتالونیای كشور اسپانیا، از جمله بزرگترین معماران جهان در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم است و به خاطر سبك معماری مدرن و به شدت شخصی‌اش شهرت فراوانی دارد. از جمله آثار معماری فراوانی كه گائودی در طول زندگی خویش خلق كرد، هفت اثر كه همگی در بارسلون یا حومه آن قرار دارند، تحت عنوان واحد «آثار آنتونی گائودی» از سال 1984 در فهرست میراث جهانی یونسكو ثبت شده‌اند. 
گائودی در سال 1852 میلادی در ناحیه توراگونا در ایالت كاتالونیای اسپانیا متولد شد. . پدر گائودی آهنگر بود و او كوچك‌ترین فرزند در میان پنج فرزند خانواده بود.



 گائودی از همان نخستین سال‌های كودكی به خاطر ابتلاء به بیماری رماتیسم قادر به بازی با دیگر كودكان همسال خود نبود و به خاطر درد شدید پاهایش، هر بار كه قصد خروج از خانه را داشت باید از قاطر استفاده می‌كرد. این بیماری همچنین موجب می‌شد تا او قادر به حضور در بسیاری از كلاس‌هایش نباشد و گائودی به این ترتیب از همان نخستین سال‌های كودكی فرصت مشاهده و تعمق در طبیعت و طراحی‌های طبیعی را پیدا كرد. به گمان كارشناسان تاریخ هنر، برخورد نزدیك گائودی با طبیعت در این سال‌ها به شكل‌گیری دو ویژگی مهم او كه بعدها نقش كلیدی در آثارش ایفا كرد ــ یعنی مشاهده و تحلیل طبیعت ــ كمك فراوانی كرد. 
گائودی از همان نخستین سال‌های تحصیل هوش و خلاقیت خود را نشان داد و هر چند شاگرد ممتازی نبود، اما در درس‌های خاصی چون هندسه استعداد فراوانی از خود نشان داد. گائودی از همان نخستین برخورد شیفته هندسه شد و این شیفتگی كه تا پایان عمر او نیز ادامه داشت، مسیر حرفه‌ای گائودی را نیز مشخص كرد. 
گائودی از سال 1873 وارد مدرسه معماری تكنیكا سوپریور شد و پس از فارغ‌التحصیلی در رشته معماری در سال 1878، بلافاصله كار طراحی و معماری را آغاز كرد. 
گائودی با مطالعه دقیق زوایا و پیچ و خم‌های اشكال طبیعی، آن‌ها را وارد طراحی‌های خود كرد و به جای اتكا به اشكال هندسی صرف، طبیعت را مبنای كار معماری خود قرار داد. این امر خود را در استفاده فراوان گائودی از سازه‌های سهمی شكل و هذلولی شكل نشان می‌دهد كه با توجه به پیشرفت‌های تكنولوژیك ناشی از انقلاب صنعتی، منجر به شكل‌گیری یك سبك معماری خاص در آثار گائودی شد. 
نخستین آثار معماری گائودی به سبك گوتیك و شیوه‌های معماری سنتی كاتالونیایی ساخته شدند، اما او خیلی زود سبك شخصی و متمایز خاص خود را در معماری پیدا كرد. گائودی در این دوره تا حد زیادی تحت تأثیر اوژن ویولت لودوك، معمار مشهور فرانسوی قرار داشت. هر دوی این معماران از اساتید معماری پیش از خود فراتر رفتند و با طراحی عمارت‌های بدیع و نامنظم، دوره‌ جدیدی را در تاریخ معماری جهان رقم زدند. آثار معماری گائودی در زمره آثار جنبش هنر نو قرار می‌گیرد كه از پیش‌قراولان معماری مدرن و امروزی بود. 
گائودی استفاده از قوس‌های سهموی، اشكال طبیعی و ارگانیك و نوعی سیالیت را با سبك معماری خود آمیخت و با مطالعه دقیق اصول جاذبه و منحنی‌های زنجیری، به نوآوری‌های زیادی در زمینه معماری نائل شد (برای مثال گائودی بسیاری از طاق قوسی‌های آثار خود را برعكس طراحی كرده است و برای حفظ تعادل آن‌ها از وزنه‌های فراوانی كه به شبكه به هم متصلی از ریسمان‌ها آویخته شده استفاده كرده است).
هرچند گائودی چون یك نابغه مورد تحسین و ستایش هنردوستان سراسر جهان قرار گرفته است، اما آثار او منتقدانی نیز دارد كه معتقدند گائودی كوررنگ بوده است و بهترین آثار خود را تنها در سایه همكاری با ژوزف ماریا خویول، معمار جوان و با استعدادی كه دستیاری گائودی را بر عهده داشت، خلق كرده است. 
مشهورترین اثر گائودی در بارسلون كه این معمار مشهور 15 سال آخر عمر خویش را به تمامی صرف ساخت آن كرد، كلیسای معروف خاندان مقدس (Sagrada Familia) است كه با مرگ نابهنگام گائودی بر اثر تصادف در سال 1926 نیمه‌كاره باقی ماند. 
معماری این كلیسا كه ساختمانش از سال 1883 آغاز شد كاملاً نو است و به معماری هیچ كلیسای دیگری شبیه نیست. گائودی به ساختمان این كلیسا عشق غریبی داشت، چنان كه تخت‌خوابش را در كنار ساختمان آن قرار می داد و همان جا می‌خوابید.
ورودی این كلیسا به گفته گائودی «بایدآنقدر پهناور باشد كه تمام بشریت بتوانند از آن بگذرند و به كلیسا در آیند».كل بنا مركب از چهار برج بزرگ شبیه كله قند و یك پشتبند شمشیری مركزی به شكل پل معلق و ستون‌هایی چون درخت و ورودی‌های سرپوشیده غار مانند است. كلیسای جامع «خاندان مقدس» امروزه نماد شهر بارسلون است و بنا بر آمار منتشره تنها در سال 2004 بیش از 2 میلیون بازدیدكننده از آن دیدن كرده‌اند. 
از دیگر عمارت‌هایی كه گائودی در بارسلون و نواحی اطراف این شهر ساخته است می‌توان به پارك گوئل، پالاسیو بوئل، كاسا میلا، كاسا ویچنز و كاسا باتلو اشاره كرد كه همگی به عنوان یادگارهای فرهنگی بی‌نظیر بشری، در فهرست میراث جهانی یونسكو ثبت شده‌اند.

---

معماری به نام پیتر آیزنمن 

  

ساختمانها را با دو معيار مي سنجد يكي اينكه چه مدت در تعلق به حال باقي مي مانند و ديگر اينكه چه مدت در تاريخ خودشان را حفظ مي كنند او معتقد است كه: بعضي از ساختمانهاي كنوني بودن خود را از دست ميدهند و هرگز جزئي از تاريخ نمي شوند . ساختمانها مي توانند 50 تا 100سال تعلق به حال داشته باشند . 


او در حال حاضر تنها مبحثي را كه در دانشگاه تدرس مي كند مر بوط به پالاديو است . در كار پالديو چيزي است كه او شيفته آن است و آن اختراع تيپولوژي است . اختراع تيپولوژي اجتماعي و فرمي ساختماني كه با ديگر كارهاي زمانه اش در يك رديف قرار نميگيرند و بايد اقرار كرد كه ما هنوز مشغول ساختن ويلاهاي پالاديويي هستيم و اين موضوع آيزنمن را برانگيخته كه پست مدن نيسم ها پالاديو را چون جايي در اصول فكري آنها ندارد او را سركوب كرده اند و پالاديو را در حاشيه گذاشته اند و گمانه مي زنيم كه وجهه اشتراك پالاديو و آيزنمن در اين است كه هر دو به عقيده منتقدانشان ارتباطشان با تاريخ قطع شده است . 


  پيتر آيزنمن در ۱۱ اگوست سال ۱۹۳۲ در نيوارك، ايالت نيوجرسي به دنيا آمد. او مدرك ليسانس معماري خود را از دانشگاه كرنل، مدرك فوق ليسانس خود را از دانشگاه كلمبيا و دكتراي خود را از دانشگاه كمبريج دريافت كرد. به وي يك دكتراي افتخاري هنرهاي زيبا از طرف دانشگاه ايلينويز شيكاگو اهدا شد. 


در سال ۱۹۸۰ پس از سالها تدريس و نوشتن كتاب و نوشتن تئوري هاي قابل قبول ،كار حرفه اي خود را در زمينه ي طراحي و ساختن آغاز كرد كه شامل خانه هايي با مقياس بزرگ و پروژه هاي شهري و نيز فعاليتهايي در زمينه ي آموزش دانشگاهي و يك سري خانه هاي شخصي بود. 


در سال ۱۹۸۵، آقاي آيزنمن جايزه ي شير سنگي را براي پروژه ي رومئوژوليت خود در سومين بينال معماري در ونيز دريافت كرد. در بينال پنجم هم او يكي از دو معماري بود كه به عنوان نماينده ي ايالات متحده شركت داشت و پروژه هاي ارائه شده توسط ايشان در موزه ها و گالري هاي سر تاسر دنيا نمايش داده شد. در ضمن تا سال ۱۹۸۲ به عنوان بنيانگذار و مدير انستيتو معماري و شهرسازي بوده و به عنوان منبع تفكر و انديشه براي نقد معماري به شمار مي آمد.آيزنمن تعداد زيادي جايزه دريافت كرد: بورس تحصيلي گوين هايم (۱۹۷۶)، جايزه ي برانئر از آكادمي هنر و ادبيات و جايزه ي بين المللي براي هنر،جايزه ي افتخاري از انستيتو معماري آمريكا به خاطر مركزي در اهايو (۱۹۸۹)، جايزه ي بين المللي براي طراحي شركت مركزي كوزميئي سانگيو در توكيوي ژاپن (۱۹۹۱). 


نقطه شروع آيزنمن آيين افلاطوني است .نخست صورت ناب بود و ذهني و كامل . كه از طريق هبوط پيوسته و متواتر به واقعيت نزديك مي شد . تفكر آيزنمن غير ديني است و چنين تفكري در شرايط امروزين اين احساس را به دست مس دهد كه كاملا از اين گونه مسائل جداست . 


معماري آيزنمن مي كوشد تا در سايه تحريك تخيل و تصور و پذيرش نا متعارفها . از دام ماليخوليا بگريزد به اين ترتيب كه اينها را به عنوان عناصري مثبت در ساختن مكان جديد ي براي لا مكانها يا مامني كه در آن معمار اراده فرماتيو خود را باز شناسد . تلقي ميكند . اين محصول مصنوعي مكان . بنا بر همه آن دلايل . پاسخ متثبت اوست به لامكاني و به ماليخوليايي فقدان و از دست دادنهايي كه پيوسته در كمين و همرا با اين لا مكاني هاست . در كارهاي احير او نشان از توهم ذهني وجود ندارد . حتي از كمترين و دقيقترين نشانه اي از خود گول زني نيز . چرا كه هنر مدرن – از تبار آيزنمن و بودلر – آگاهانه و هشيارانه مسخ شدگي غير واقعيت را مي پذيرد . استرا تژي نهفته در غوطه وري عميق تحليلي در هندسه كه پايه طرحهاي او را مي سازد هر گز نبايد به عنوان بازي صرف فرم برداشت شود . و در وراي اين هندسه ها كه پيوستگي ابعاد خود را تكثير ميكنند و يا مدولاسيونهايي را كاهش و افزايش مي دهند .(فراكتال) شكفتگي و سرشاري وجود دارد كه بدان وسيله گريز از متعارفها . ساختار حفاظتي اشراقي خود را پي مي ريزد .آيزنمن معمار فرمهاي مكعبي و سري خانه هاي 1 تا 10 به سمتي پيش مي رود كه مسئله مكان در پيش زمينه قرار گرفته است و با اين حال او كاري به ديگران ندارد كه با روح نوستالژيك هوشمندانه و نبوغ آساي خود خيال مي كند كه مي تواند مكان را در تسلط خويش در آورد و معماري خويش را بر آن بنا نهد . 


چنين به نظر مي رسد كه معماري آيزنمن در سالهاي اخير بر موقعيت تبعيدي اش همچنان پاي مي فشارد اين معماري اعم از اينكه در شهر ها ساخته شود يا در محيط هاي دانشگاهي و يا در توابع و حومه هاي شهري در آنچه كه خلق مي كند ريشه ندارد به عبارت ديگر نه تنها از تداوم منطق دروني با تمام براهين و مظامين قومي و تاريخي كه ظاهرا بايد نقطه غزيمتشان از توپو گرافي و خاطره ها كشف شود ناشي نمي شود بلكه برعكس نخستين وظيفه عبارتست از دريافت و شناخت اين غريبگي و غيبت مناسبات سمپاتيك بين معماري و مكاني كه اين معماري در آن ساخته مي شود . 


از زمان كانت به اين سو . زيبايي شناسي مدرن با دگانگي مواجه بوده كه معماري روحاني نتيجه شكست در رويا رويي با مشكل فرم مفروض است معماري مورد علاقه آيزنمن معماري پالاديو – لوكوربوزيه – ترايني –مورتي-كاملا عكس اين معماري است مقاوم در برابر زيبايي شناسي روحني – كوشا در جهت حفظ و موجوديت فرم . 


 هوگو فريد ريش در تفسير خود بر كتاب "فلسفه كمپوزيسيون"ادگار آلن پو به نكته اي بر مي خورد كه تمام تازگي شعر آلن پو در آن است كه طرح پيشنهادي احساس شاعرانه كلاسيكي به پيش زمينه مي برد آنچه كه در نتيجه ظاهر مي شود عين فرم و در حقيقت جوهر شعر است و آنچه كه هدف آن جوهر به نظر مي آيد (معنا)در حقيقت حاصل فعاليت شاعرانه است معماري اخير آيزنمن نيز همين روال را طي ميكند معني و دلالت اوليه كه بايستي از راه زبان فرمال به بيان در آيد وجود ندارد .روش آيزنمن در عمل معماري . كاملا عكس درك كلاسيك گرته برداري. اصل تقليد به مثابه پايه هاي اساسي كار معماري است تقليدي در كار نيست نه از آلونكي ابتدايي و نه از نظام طبيعت ونه از منابع عظيم زندگي مدرن اجتماعي. هيچ نشاني نيز از درك معماري مبتني بر تكميل مدلهاي الگويي يا درسهاي تاريخي وجود ندارد . شايد در عصر حاضر معمار ديگري نباشد كه چنين آشكا را از تمام مفاهيم تكاملي زيبايي شناسي معماري و پايه هاي تاريخي آن فاصله گرفته باشد و معماري او با كلماتي بي بديل از بي نظمي جهان مدرن – ضعف عمل انساني- ناتواني و فتور دانش ما و بيگانگانمان از محيط سخن مي گويد اين خود اثر است كه به زبان سخن مي گشايد اما اين سخن قصه گويي به روال رايج نيست كه اين خانه شبيه فلان است و اين مكان مثل بهمان منتهاي معماري او خودشان به عنوان مفهوم اين مكانها – ثبات ساختاري – حقيقت هندسه- در برداشتي كه بر تاكيد هاي و نفي ها و بر شك و ابهام استوار است پرسش بر انگيز هستند اما معماري او بعد تاويلي نيز دارد به گونهاي كه تفسير يك عمل به معني اجراي آن است درست مثل پيانيستي كه متن نوشته شده موسيقي را مي نوازد شرط تاويلي معماري آيزنمن در توليد و ساخت و بيان زمان و فضا شرط التزامي است

» آب بندها (واتراستاپ، Water Stop)

آب بند چیست و مناسب ترین نوع آن کدام است؟

امروزه تمامی کشورهای توسعه یافته و پیشرفته از آب بندهای هیدروفیلیک یا بنتونیتی برای آب بندی درزهای اجرایی استفاده می کنند نه نوع P.V.C آن، زیرا محل ثابت سازی آب بندها در بین آرماتورها می باشد و با گذشت چند سال از عمر سازه و بررسی شرایط آرماتورها و بتن مشاهده می کنیم آرماتورهای طولی و عرضی که در سمت آبگیر سازه قراردارند به واسطه عبور آب از طریق درز سرد موجود بین مقاطع بتن ریزی شده و لوله های موئین ناشی از تبخیر آب بتن، دچار زنگ زدگی شده که در برخی از موارد با انبساط ۶ الی ۱۵ درصدی حجم آرماتورها، بتن دچار ترک خوردگی می گردد. این نقصان عاملی جهت تشدید نفوذپذیری و کاهش شدید طول عمر سازه بتنی می باشد. آب بندهای هیدروفیلیک یا بنتونیتی علاوه بر سهولت و سرعت بسیار زیاد در نصب تمامی نواقص فوق الذکر را رفع می کنند.

برای آب بندی یک سازه بتنی باید دو کار اساسی صورت بگیرد: 

ـ آب بندی خود بتن توسط بتن مناسب 

ـ آب بندی درزهای بتن توسط واتراستاپ 

که هر دو صورت می بایست برقرار باشد.
● اصول آب بندی بتن 

اصلاح منحنی دانه بندی و کنترل میزان فیلر (FILLER) بتن یعنی بیشتری نسبت به سایر مواد داشته باشد و تغییر نسبت مصالح درشت به ریز (در بتن های معمولی شن بیشتر است ولی در اینجا نسبتها برابر باید باشد)، نسبت آب به سیمان حداقل است، از دیگر عوامل موثر ویبره ی مناسب است و برای افزایش ضریب اطمینان لزوما همه بتن ها نیاز به افزودنی ندارند البته اگرخوب اجرا شود. 

● اصول آب بندی درزها 

ـ واتر استاپ 

ـ درزگیر که به عنوان مکمل استفاده می شود نه به عنوان جایگزین 

کاربرد واتراستاپ ها برای آب بندی درزهای اجرایی و درزهای انبساط در سازه های بتنی آبی استفاده می شود. 

اهمیت واتر استاپ ها را در سازه های آبی می توان به مانند بادبند ها در سازه ها عنوان نمود. 

واتر استاپ طول مسیر جریان و حرکت آب را طولانی می کند تا آب نتواند نشت کند. ضخامت بتن بر اساس میزان نفوذ پذیری از آن جهت اهمیت دارد که اگر ضخامتش بیشتر از میزان نفوذ پذیری آب باشد تا آب از آن عبور نکند. 

یکی از نکات در طراحی، عرض واتر استاپ است، که عمق نفوذ بیشتر از یک دور رفت و برگشت باشد. 

انواع درزها 

۱) درزهای ثابت: در این درزها آرماتور قطع نمی شود. 

الف) درزهای اجرایی (مثل قطع بتن ریزی و عدم پیوستگی) 

ب) ترک 

۲) درزهای حرکتی: 

الف) انبساط حرارتی 

ب) انقباض 

ج) فرعی ترکیبی 

بنا به نوع درزها ۲ نوع واتر استاپ داریم که شامل تخت که در وسطش حفره نمی باشد. 

همه واتر استاپ ها آج دارند که باعث چسبندگی و افزایش طول مسیر آب می باشند و نوع آنها با توجه به نوع درز تعیین می شوند. 

در واتر استاپ هایی که در وسطش حفره دارند، حفره دقیقا وسط درز حرارتی انبساطی می افتد که جلوگیری از بازی کردن درز میشود . 

انواع واتر استاپ ها از لحاظ محل قرار گیری در مقاطع بتنی به انواع زیر تقسیم می شوند: 

الف) واتر استاپ های میانی 

ب) واتر استاپ های کفی (کف استخر) 

ج) واتر استاپ های روکار 

▪ نکته: در درزهای انبساطی واتر استاپ ها مستقیما با آب در تماس هستند ولی در درزهای اجرائی اینگونه نیست. 

عوامل موثر در تعیین اشکال و ابعاد واتر استاپ ها 

ـ نوع و اندازه درز 

ـ محل قرار گیری واتر استاپ ها در مقطع بتنی 

ـ ضخامت قطعه بتنی که واتر استاپ ها در آن قرار دارند 

ـ فشار هیدرواستاتیک درون سازه 

نکته ۱) دو گوه انتهایی واتر استاپ ها نقش بسیار مهمی در جلوگیری از عبور آب دارد،چون گوه های وسطی که در کشش قرار می گیرند تخت می شوند ولی انتها هیچ تغییری نمی کند. 

نکته ۲) واتر استاپ به هیچ وجه خم یا سوراخ نمی شود. این واتر استاپ ها را باید از بالا و پایین کاملا مهار شود. 

ساده ترین راه همپوشانی (Overlap) هرچقدر که Overlap زیاد باشد به خاطر آج ها دو سر کاملا بر هم منطبق نمی شوند. 

بهترین راه Overlap توسط جوش لب به لب توسط دستگاه مخصوص هویه برقی می باشد به این صورت است که دو سر واتر استاپ را ذوب می کنند و به هم می چسبانند. 

▪ نکته: دقت شود که واتر استاپ باید ذوب شود نه اینکه بسوزد. 

▪ نکته: دقت شود که در هنگام ذوب گاز سمی متصاعد می شود و باید در فضای باز و از ماسک استفاده شود. 

ـ مراحل کار: هنگام ذوب کردن هر دو لبه به طور همزمان توسط المانی که وسطش می گذاریم و با گرما می شود. 

واتر استاپ در محل عمود بر درز در کشش است و ما در مورد مقاومت کششی این محل اتصال نداریم. 

● آزمایش کنترل کیفیت واتر استاپ 

دو قطعه I شکل از واتر استاپ در هر دو جهت آنها بریده می شود و مورد بررسی قرار می گیرد. 

نکته) افزایش طول در زمان بریدگی و مقاومت مهم است. 

در سالهای گذشته ار واتر استاپ های مسی استفاده می شد که راحت پاره می شدند و در جوش دادن آنها به مشکل بر می خوردند و در ضمن گران بودند و استفاده از آنها به صرفه نبود. 

واتر استاپ های P.V.C در مقابل اشعه ماوراء بنفش خشک و شکننده می شوند. 

از ویژگی های واتر استاپ های مرغوب می توان به موارد زیر اشاره کرد: 

ـ دارای رنگ روشن باشد (چون رنگ تیره از جنس مواد کهنه می باشد)، 

ـ سطح آنها حتما آجدار باشد 

ـ زیر تابش مستقیم نور خورشید قرار نگیرد. 

ـ به هیچ وجه سطح آن چرب نباشد.

سازه هاي پيش تنيده

شركت پارس پي بي ال اولين نوآوري در استفاده از بتن سازه اي 130 سال قبل با مسلح كردن بتن توسط ميلگردهاي فولادي به وقوع پيوست. پس از آن، در سال 1886 با مطرح شدن بتن پيش تنيده امكان رقابت سازه هاي بتني در حوزه هايي كه در گذشته تنها توسط سازه هاي فولادي قابل اجرا بود، مانند پلها با دهانه هاي بزرگ، ساختمان هاي بلند مرتبه، سازه هاي دريايي و غيره را به صورت مقرون به صرفه فراهم ساخت. با وجود اين كه حدود 55 سال است كه در دنيا بصورت گسترده اي از بتن پيش تنيده استفاده مي شود، ولي در ايران از پيش تنيدگي علي الخصوص در بخش ساختمان به درستي استفاده نشده است و ساختمان هاي زيادي كه پس كشيدگي مي توانست بهترين راه حل (هم از لحاظ سازه اي و هم از لحاظ اقتصادي) براي آنها باشد، به صورت غير پيش تنيده اجرا شده اند.

در همين راستاشركت پارس پي‌بي‌ال با سرمايه گذاري مشترك شركت بين‌الملليPBL Group تايلند با هدف توسعه تكنولوژي ساخت و ايجاد تحول در صنعت عمران تاسيس شد.اين شركت به عنوان يكي از پيشگامان عرصه فناوري ‌در رشته ساختمان است كه با بهره‌گيري از كادر داخلي و خارجي مجرب و با سابقه و در اختيار داشتن نرم ‌افزارهاي ويژه در اين بخش فعاليت‌ مي‌نمايد.حضور PBL Group International بعنوان يكي از سهامداران عمده اين شركت دليلي خواهد بود برارتقاي كيفيت طراحي و اجرا كه از طريق حضور مستمر كارشناسان بين‌المللي در مراحل مختلف طراحي و اجرادر پروژه‌ها، محقق مي‌گردد. پيش تنيدگي بسته به اينكه كشش كابل ها قبل يا بعد از بتن ريزي صورت پذيرد به دو روش پيش كشيده و يا پس كشيده انجام مي شود.

پيش تنيده پيش كشيده: اين روش در كارخانه هاي پيش ساخته و دور از محيط اجرايي انجام مي پذيرد. كابل فولادي پيش تنيدگي، قبل از گيرش بتن تحت اثر كشش قرار گرفته و سپس اعضاء پيش تنيده پيش كشيده بصورت پيش ساخته به محيط اجرايي انتقال داده مي شود.

پيش تنيده پس كشيده: دراين روش ابتدا كابل ها طبق نقشه هاي اجرايي جايگذاري مي شوند و پس از بتن ريزي و كسب مقاومت مورد نياز بتن، كابل ها توسط جك هاي مخصوص كشيده ومهار مي شوند.

مزاياي بتن پس كشيده: استفاده از حداكثر ظرفيت مصالح اجراي سازه سبك تر و جذابتر كنترل تغيير شكلها وعرض ترك امكان ايجاد دهانه هاي بزرگتر هزينه كمتر و افزايش مقاومت در برابر آتش سوزي كاهش ضخامت دال وارتفاع ساختمان حذف تيرها سبك تر شدن سازه عملكرد لرزه اي بهتر سازه سرعت اجرايي بالاتر كاربردهاي عمومي و ساختماني پس كشيدگي :

ساخت پلها و ساختمانها ترميم و تقويت سازه ها سازه هاي دريايي مخازن و سيلوها مسلح ساختن خاك سازه هاي كابلي ساختمانهاي مسكوني شخصي مراكز اداري پاركينگ هاي طبقاتي مراكز تجاري بيمارستانها هتل ها و مراكز رفاهي ساختمانهاي صنعتي