سيستم هاي ساختماني و سازه اي

وضعیت
موضوع بسته شده است.

sara_r

کاربر بیش فعال
سازه هاي كابلي:
پت سنتر
petcenter
پت سنتر (1986:پرينستون ،نيوجرسي،مهندس معمار:ريچارد راجرزو همكاران،مهندس سازه:اووآروپ و همكاران)
مركز تحقيفات در زمينه فن آوريP.A است و با هدف ايجاد حداكثر انعطاف پذيري در ارتباطات داخلي ،گردش فعلبيت ها و استفاده از فضاهاي به عنوان دفاتر ،آزمايشگاه ها و سرويسهاي خدماتي طراحي شده است.
با استفاده از شبكه وسيعي از سازه و فضار آزاد بدون ستون.
سازه نمايان و آشكار اين ساختمان با حظور بصري قوي ،گرايش به فن آوري جديد را مورد تاكيد قرار ميدهد.


ايده اصلي طرح استفاده از سازه هاي Aشكل با نماي شيشه اي ميباشد.سيستم هاي تاسيساتي ساختمان به طور مستقيم روي قسمت مركزي ساختمان و قاب هاي معلقي كه از سازه اصلي ساهتمان آويزان هستند قرار گرفته اند.


دو طرف اين ستون فقرات ارتباط مركزي ساختمان را تامين ميكند ،دو فضاي بزرگ يك طبقه به ابعاد 236*74فوت قرار گرفته اند كه براي انجام تخقيقات مورد نظر به كار ميروند.
براي ايجاد انعطاف پذيري لازم در بخش هاي تحقيقاتي ،از يك سازه كابلي خاص (با اعضاي كششي فولادي باريك ويژه )با زيبايي هاي بصري كه دهانه هاي سقف را ميپوشاند و قضاهاي وسيع و عريضي را در بين ستون ها فراهم ميآورد ،استفاده شده است.
در سازه اصلي يك قاب فولادي مستطيل شكل به عرض 24.6فوت (7.5متر)كه به عنوان پايه اي براي تير A شكل لوله اي بلند به طول 49فوت (15متر)عمل ميكند،استفاده شده است .
اين سيستم تكيه گاه عمودي اصلي براي كل ساختمان ميباشد.
از قسمت بالاي سازه A شكل ،كابلهاي فولادي مجزا در هر طرف به صورت قطري كشيده شده است تا به يك عضوكششي فولادي كه چهار كابل كوچكتر را نگه ميدارد (شبيه يك درخت ماكوس)متصل ميگرددو بدين ترتيب سقف را در دو نقطه انتهايي و دو نقطه مياني تحمل ميكند .


 

sara_r

کاربر بیش فعال
تاریخچه پل کابلی با اینکه به نظر می رسد پل های کابلی به آینده چشم دوخته اند، ایده آن ها مسیر طولانی را پیموده است. اولین طرح شناخته شده از یک پل کابلی در کتابی به نام "ماشین های نووا" - منتشر شده در سال 1595 - آورده شده ولی این ایده تا قرن حاضر که مهندسان شروع به استفاده از پل های کابلی نمودند؛ مورد استقبال واقع نشده بود. در جنگ جهانی دوم که فولاد کمیاب بود، این طرح برای بازسازی پل های بمباران شد که هنوز فوندانسیون هایشان پابرجاست، کامل بود. با اینکه از احداث پل های کابلی در آمریکا دیری نمی گذرد، واکنش ها در این مورد بسیار مثبت بوده است. پل کابلی و نحوه عملکرد آن یک پل کابلی نوعی، یک تیر حمال(عرشه پل) پیوسته با یک یا چند برج بنا شده بالای پایه های پل در وسط دهانه است. از این برج ها، کابل ها به صورت اریب به سمت پایین (معمولا هر دو طرف) کشیده شده و تیر حمال(عرشه پل) را نگه می دارد. کابل های فولادی بی نهایت قوی و در عین حال بسیار انعطاف پذیر هستند. کابل ها بسیار مقرون به صرفه می باشند چون سبب ساخت سازه ای سبکتر و باریکتر شده که در عین حال قادر به پل زدن بین مصافت های بیشتری است.اگرچه تنها تعداد کمی از آن ها برای نگه داشتن کل پل قوی هستند، انعطاف پذیریشان آن ها را در مقابل نیرو هایی که به ندرت در نظر گرفته می شوند مانند باد؛ ضعیف می نماید. برای پل های کابلی با دهانه های طولانی به خاطر تضمین ثبات و پایداری کابل ها و پل در مقابل باد، می بایست مطالعات دقیقی انجام شود. وزن سبکتر پل یک وضع نامساعد در بادهای سهمگین و یک مزیت در مقابل زلزله محسوب می شود. نشست غیر هم سطح فوندانسیون ها که به مرور زمان یا طی یک زلزله روی می دهد، می تواند پل کابلی را دچار آسیب کند. پس باید در طراحی فوندانسیون ها دقت به عمل آورد. ظاهر مدرن و در عین حال ساده پل کابلی آن را به یک شاخص واضح و جذاب تبدیل کرده است. خصوصیات منحصر به فرد کابل ها و به طور کلی سازه، طراحی پل را بسیار پیچیده مینماید. برای دهانه های طولانی تر، جایی که باد و نوسانات باید مورد توجه قرار گیرند؛ محاسبات بی نهایت پیچیده اند و عملا بدون کمک کامپیوتر و آنالیز کامپیوتری غیر ممکن می باشند. علاوه بر این ساخت پل کیده ای مشکل می باشد. اتصالات، برج ها، تیر های حمال و مسیر کابل ها سازه های پیچیده ای هستند که مستلزم ساخت دقیق می باشند. طبقه بندی پل های کابلی طبقه بندی واضحی برای پل های کابلی وجود ندارد. به هر حال آن ها می توانند توسط تعداد دهانه ها، برج ها و کابل ها و همچنین نوع تیر های حمال از یکدیگر تمیز داده شوند. تنوع بسیاری در تعداد و نوع برج ها و همچنین تعداد و چینش کابل ها وجود دارد. برج های نوعی به صورت تکی، دوتایی، دروازه ای و یا حتی برج های A شکل استفاده شده اند. علاوه بر این چینش کابل ها به طور عمده ای متفاوت می باشند. بعضی اقسام دارای چینش تکی، چنگی(موازی)، پنکه ای(شعاعی) و ستاره ای هستند. در بعضی موارد تنها کابل های یک طرف برج به عرشه وصل می شوند و طرف دیگر روی یک فندانسیون یا وزنه برابری لنگر می اندازند. مزایای و تفاوت های پل کابلی برای طول متوسط دهانه ها (150 تا 850 متر) پل کابلی سریعترین انتخاب مناسب برای یک پل می باشد. نتیجه یک پل مقرون به صرفه است که زیبایی آن غیر قابل انکار است. همچنین پل کابلی بهترین پل برای طول دهانه بین پلهای بازویی و معلق می باشد. در این محدوده طول دهانه، یک پل معلق مقدار بسیار بیشتری کابل نیاز خواهد داشت و این در حالی است که یک پل بازویی کامل، به طور قابل ملاحضه ای به مصالح بیشتر نیاز دارد که آن را به مقدار چشمگیری سنگین تر می نماید. ممکن است به نظر برسد پل کابلی شبیه پل معلق است. با اینکه هر دو دارای عرشه هستند که از کابل ها آویزانند و هر دو دارای برج هستند؛ ولی این دو پل بار عرشه را به طرق بسیار متفاوتی نگه می دارند. این اختلافات در چگونگی اتصال کابل ها به برج می باشد. در پل معلق کابل ها آزادانه از این سر تا آن سر دو برج کشیده شده اند و انتقال بار به تکیه گاه های واقع در هر انتها صورت می گیرد. در پل کابلی، کابل ها در حالی که به برج ها متصلند به تنهایی بار را تحمل می کنند. در مقایسه با پل های معلق، پل کابلی به کابل کمتری نیاز دارد، می توان آن را از قطعات بتن پیش ساخته مشابه ساخت و همچنین احداث آن سریع تر است. مهار کابلی چگونه کار می کند؟ بایستید و دستان خود را به صورت افقی در هر طرف دراز کنید. فرض کنید آن ها پل هستند و سرتان نیز برجی در وسط آن است. در این موقعیت ماهیچه های شما دستانتان را نگاه می دارد. سعی کنید یک مهار کابلی برای نگه داشتن دستانتان بسازید. یک تکه طناب به طول حدودی 150 سانتیمتر بردارید. از یک دستیار بخواهید هر یک از دو انتهای طناب را به هر یک از آرنج هایتان ببندد. سپس وسط طناب را روی سر خود قرار دهید. اینک طناب مانند یک مهار کابلی عمل می کند و آرنج هایتان را بالا نگه می دارد. از دستیارتان بخواهید تکه طناب دیگری به طول حدودی 180 سانتی متر را این بار به مچهایتان ببندد. طناب دوم را روی سرتا ن قرار دهید. حالا شما صاحب دو مهار کابلی هستید. فشردگی و فشار نیرو را در کجا احساس می کنید؟ ببینید مهار کابلی چگونه بار پل (دست هایتان) را به برج ( سر شما) منتقل می کند! مترجم : صادق رضایی منابع : http://www.pbs.org/wgbh/nova/bridge/build.html http://www.matsuo-bridge.co.jp/english/bridges/ http://en.wikipedia.org/wiki/Cable_stayed_bridge
 

amirabas_ali

عضو جدید
کاربر ممتاز
سيستم هاي ساختماني

سيستم هاي ساختماني

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

1:سیستم سازه ای با دیوار باربر: این سیستم قدیمی ترین و اشنا ترین
روش ساخت می باشد که امروزه به دلایل ایین نامه ای و نیروهای جانبی
زیاد مورد توجه قرار نمی گیرد.

2:قاب مفصلی مهاربندی شده: این سیستم از قدیمی ترین سیستم های
سازه ای بوده که مورد توجه مهندسین در سالهای قبل و حتی امروزه
میباشد.

در این روش بارهای ثقلی بر قاب مفصلی وارد شده و به دلیل مفصلی
بودن قاب سازه معیین بوده و به صورت استاتیکی تحلیل میشود و بارهای
جانبی بر مهار بندهای ان وارد شده و مهاربندها به روشهای تقریبی یا
دقیق قابل تحلیل است لذا در سالهای دور به دلیل عدم وجود حسابگرهای
ماشینی در سازه ها از این سیستم بیشتر استفاده میشد به عنوان
مثال: برج ایفل- برج امپایر استایت در نیویورک و.... ....

بااین سیستم ساخته شده اند( برج امپایر استایت در سال 1931 ساخته
شده و در ان از مهاربند های غیر هم محور واتصالاط پرچی استفاده شده
است این برج به مدت 40 سال بلند ترین سازه ی جهان به شمار می رفت)


3:قاب خمشی: بعد از جنگ جهانی دوم اجرای سازه های بتنی اغاز شده
و ساختمانهای بتنی به دلیل اجرای هم زمان قاب ان به فرم قاب خمشی

ساخته میشود البته میتوان سازه های فلزی را نیز به فرم قاب خمشی
اجرا نمود.به هر حال در قاب خمشی نیرو های ثقلی و جانبی در تکه
گاههای تیرها لنگر خمشی ایجاد میکند و نیز تیرها و ستونها در تحمل
تمامی نیروهای وارده باهم وارد عمل می شوند لذا تحلیل المانهای این
نوع قابها باید همزمان انجام گیرد.

4: قاب خمشی مهار بندی شده: گاها نیروهای جانبی به قدری زیاد بوده
که المانهای تیر و ستون قاب خمشی به تنهایی قادر به تحمل ان نمی
باشد لذا از مهاربندهای مختلف برای کمک به انها استفاده می شود که
نوع این مهاربندها ممکن است فلزی بوده و یا از دیواهای برشی بدین
منظور استفاده شود به هر حال باید 30 درصد بارهای جانبی را خود قاب
خمشی تحمل نماید(دیوارهای برشی خود انواع مختلفی دارند مثلا: دیوار
برشی با المان مرزی - بدون المان مرزی - با باز شو - بدون باز شو - دیوار
برشی کوپل و....)

سیستم های فوق معروفترین و متداولترین سیستم سازه ای می باشند
اکنون به معرفی سیستم های جدید تر می پردازیم.

5: سیستم طره ای : این نوع سیستم به ندرت اجرا می شود و تقریبا بد
ترین نوع سازه می باشد چرا که در مقابل بارهای جانبی بسیار ضعیف
عمل می کند.

6: سیستم فضایی : عالی ترین و بهترین نوع سازه ای بوده و کاملترین
رفتار در مقابل باهای جانبی و ثقلی دارد اما اجرای ان بسیار مشکل است
و امروزه فقط برای پوشش سقفهای سبک با دهانه های بزرگ استفاده
می شود و تنها یک ساختمان 25 طبقه در هنگ کنگ که بانک مرکزی هنگ
کنگ است با این سیستم ساخته شده است.

7: سیستم معلق : یکی از معروفترین سیستمها برای پل سازی است اما
در ساختمان سازی و بلند مرتبه سازی هم ندرتا مورد توجه قرار می گیرد

در این سیستم برخی المانها به فرم کششی برای تحمل بارهای ثقلی
طرح می شود که اکثرا کابلهای کششی با مقاومت زیاد می باشند

پلهای بزرگ مثل گلدین گیت در سانفرانسیسکو و ساختمان 25 طبقه ی
مرکز پلیس سیاتل با این سیستم طرح شده اند.

8: سیستم هسته ای : در این روش بارهای ثقلی توسط یکی از روشهای
فوق مثلا قاب مفصلی طراحی شده و بارهای جانبی بر هسته ی سازه
وارد می شود هسته به دو فرم هسته ی باز و بسته می تواند اجرا شود
در حقیقت هسته همان دیوارهای برشی در پروفیلهای مختلف در مقیاس
بزرگ می باشد.

مثلا به شکل Uکه همان هسته ی باز است. لازم به ذ کر است که در
طراحی هسته بایستی اثر پیچش دقیقا مورد بررسی قرار گیرد اما به
دلیل مشکل بودن محاسبات پیچش در گذشته این بررسی صورت
نمی گرفت ولی امروزه به دلیل وجود ماشینهای حسابگر دقیق اثر پیچش
نیز دقیقا مورد محاسبه قرار می گیرد. مجموعه اپارتمانهای در دست
احداث در منطقه ی شاهگلی تبریز با این روش ساخته می شود این
سیستم برای ساختمانهای بین 20 الی35 طبقه مناسب است.

9: سیستم قاب محیطی:عالی ترین و پیشرفته ترین فرم ساختمان سازی
می باشد که برای ساختمانهای بالای 150 طبقه می تواند مورد استفاده
قرار گیرد.
در این سیستم بارهای جانبی به قاب محیطی وارد می شود و نیز قاب
محیطی خود نمای جالبی به ساختمان می دهد. برجهای دوقلوی سازمان
تجارت جهانی در نیویورک که مورد حمله ی تروریستی قرار گرفت تحت این
سیستم ساخته شده بودند. یکی از نکات مهمی که باید در طراحی این
سیستم مورد توجه قرار گیرد بررسی اثر shear lag در قاب محیطی است
اگرچه برخی از مهندسین براین باورند که اثر shear lag در ان وجود ندارد
اما برخی دیگر در وجود این اثر اصرار میکنند من خودم نیز در وجود
اثر shear lag در قاب محیطی معتقدم اما باید گفت که هرگز نمی توان
مقدار واقعی این اثر را محاسبه نمود لذا برای حل این مشکل سیستم زیر پیشنهاد می شود.

10: قاب محیطی مهاربندی شده: در این حالت کل قاب محیطی توسط
مهاربند های کلی و بزرگ مهاربندی می شود و تنها وجود مهاربندها برای
حذف اثر احتمالی shear lag میباشد و باز نیروهای جانبی را خود قاب
محیطی تحمل میکند.ساختمانی راکه در جهان با این روش ساخته شده
باشد را بنده اطلاع ندارم......

11:مجموعه قاب محیطی:این سیستم نیز مانند قاب محیطی می باشد با
این تفاوت که ساختمان از چند قاب محیطی تشکیل یافته است به عنوان
مثال برج سیرزتاور در شیکاگو که بلندترین برج امریکا می باشد که از چهار
قاب محیطی ساخته شده است.

به نقل از گاهنامه مهندسی عمران

sajjad9421.blogfa.com/
__________________
 

amirabas_ali

عضو جدید
کاربر ممتاز
مقایسه ی ایمنی قاب های فولادی با مهار بندهای مختلف

مقایسه ی ایمنی قاب های فولادی با مهار بندهای مختلف

مقایسه ی ایمنی قاب های فولادی با مهار بندهای مختلف
خلاصه مقاله:

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

+ نوشته شده توسط sajjad در پنجشنبه سیزدهم تیر 1387 و ساعت 13:36 | یک نظر
مزایای استفاده از سازه های پیش تنیده
سازه های پیش تنیده
[FONT=Tahoma, Arial, Helvetica, sans-serif]مزایا :[/FONT]
‏1. ايجاد دهانه‌هاي بزرگتر كه موجب افزايش فضاي مفيد در ساختمان شده و قطعاً در پروژه‌هاي مختلف اعم از ‏تجاري- اداري- فرهنگي، مسكوني و ورزشي، استفاده مطلوبتري خواهد داشت.‏

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

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

‏4.ضخامت كم دال‌هاي بتني.‏

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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


sajjad9421.blogfa.com/
 

samar_eng

عضو جدید
سلام دوستان معمار عزیزم
من در این تاپیک کم کم برای شما عکسهایی از سازه ها و مفاهیم اونها رو میذارم
اینجا جا داره از استاد عزیزم دکتر صابری تشکر کنم که این مطالب رو در اختیار ما قرار داد
امید وارم که براتون مفید باشه و بتونه به شما ایده های سازه ای هم بده
در آخر امیوارم به کمک دوستان مطالب رو کامل کنیم

سلام .من این مطلب رو تازه دیدم .عکسها باز نمیشه.میشه لطفا دوباره بذارید؟ممنون
 

az.sa

عضو جدید
]

کتاب درک و رفتار سازه ها نوشته ی دکتر گلابچی بهترین گزینه برای شروع کردن خوندن درمورد سیستمهای ساختمانی هست
 

negin jo0on

کاربر حرفه ای
کاربر ممتاز
خرپای قوسی؟؟؟؟؟
کسی چیزی در موردش داره؟؟؟
 

V A N D A

عضو جدید
کاربر ممتاز
خرپای قوسی؟؟؟؟؟
کسی چیزی در موردش داره؟؟؟


خرپایی که در آن یال‌های بالا و پایین ، هر دو به‌طرف بالا ، یا هر دو به‌طرف پایین ، انحناء دارند؛ این یال‌ها ، که شعاع انحناءِ آنها متفاوت است ، یکدیگر را قطع می‌کنند و نیمرخی هلالی تشکیل می‌دهند؛ بین یال‌ها جان خرپا است.




.

.
.

خرپا و كاربرد آن در مباحث مقاومت مصالح
مقدمه :
ابتدا با اشاره به وابستگي تنشها به سطح بيان مي دارد كه هرگونه سطح يا مرز زمينه مناسبي براي ايجاد و تمركز تنش روي آن است. [ بر اين اساس از ديدگاه اصل بقاي اندازه حركت خطي و دوراني مي توان نوشت: اين رابطه بيانگر آن است كه مي توان انتگرال هر كميتي را از حالت حجمي به سطح و در نهايت روي مرز تبديل كرد. اين موضوع اهميت مرز خارجي هر پديده مادي را به خوبي نشان ميدهدودرحقيقت در عالم مادي،شخصيت هندسي هرجسم درنحوه وشكل اشغال فضا خلاصه ميشودونكته مهمترآنكه لازمه ايجاد هرگونه تنش درماده،وجودسطح و مرز(Boundry) ميباشد.ازآنجاييكه تنشها در نهايت باعث متلاشي شدن شخصيت هندسي جسم ميگردد اين ﺴﺆال مطرح ميگرددكه سمت و سوي اين تلاشي به كدام جهت است و از ديدگاه فلسفي مقصد نهايي اين تنشها و تمايل آنها به كدام سو است؟] از ديدگاه دكتر مسعود دهقاني در كتاب ـ جهان در انبساط ـ اگر ذرات مادي به سمت درجات آزادي بالاتر ميل كنند و از تراكم حجمي آنها كاسته گردد سطح و مرز گسترش يافته و براي يك مقدار نيروي مشخص تنش ها كاهش مي يابند. و در نهايت زماني كه مرز يا سطح به سوي بي نهايت ميل مي كند تنش ها نيز به صفر خواهند رسيد. در اينصورت هم مطابق تعريف تنش و هم بر اساس روابط ديورژنس و استوكس، تنش ها به سمت صفر رفته و حصول اين امر به معناي انبساط جهان مادي است. در رابطه مذكور مقدار انتگرال روي مرز يا سطح وابسته بردار n مي باشد. در صورت ميل كردن سطح يا مرز يك مقدار مشخص جرم m به سمت بينهايت در اين صورت سطح يا مرز محو شده و بعبارتي بردار n جاي تعريف ندارد . از اين رو مقدار تنش ها وابسته به سطح و باندري جسم هستند و به عبارتي تنش هاي حجمي (Body force) نيز وابسته به حجم و قابل تبديل روي مرز نهايي جسم مي باشد.
1.1 نقش تكيه گاهها و درجات آزادي در ايجاد تنش از ديدگاه روابط فيزيكي درجات آزادي براي اجسام مادي هم در سطح مولكولي تعريف ميشود و هم در سطح ماكروسكوپيك.
[ كاملاً روشن است كه يك سازه يا جسم مادي هرچه داراي تكيه گاههاي بيشتر در امتدادهاي مختلف باشد از درجه آزادي آن كاسته مي شود و كاسته شدن از درجات آزادي به مفهوم ايجاد نيروها و تنشهاي بيشتر در نقاط تكيه گاهي است وازطرفي افزايش نيروها وتنشها سبب كاهش عمر و دوام سازه ها ميگردد.اين مفهوم به خوبي نشان ميدهد كه كاهش درجات آزادي باعث افزايش تنش ها شده در ثاني براي حفظ موقعيت هر جسم يا هر سازه در درجات آزادي كم بايد انرژي زيادي مصرف شود لذا بخوبي پيداست كه ماده به سمتي ميل ميكند كه هر چه بيشتر درجات آزادي ذاتي ميكروسكوپي و ماكروسكوپي را افزايش دهد و حد نهايي اين درجه آزادي با ايجاد تناظر يك به يك بين نقاط فضا و جسم حاصل مي گردد و اين به معناي انبساط جهان است]. شايد اينگونه تصور شود كه نگرش دكتر دهقاني به مبحث مكانيك مصالح، جهت تبيين تئوري انبساط جهان،نحوه رفتاراشياء رابگونه اي تشريح مينمايدكه بنوعي باديدگاههاي جاندارانگارانه(animistic) از طبيعت چيزها مشابهت پيدا ميكند.اما بايد گفت در اينجا اشياء و چيزها واجد يك روح دروني نيستند.آنچه سبب ايجادتنش درسازه هاميگرددنه يك تعيين دروني كه سنتزجدال ميان ماده (Material) و ابعاد فضا است. بنابراين به وضوح مي توان نوعي پس زمينه فلسفي هگلي را در اين مبحث مشاهده نمود. در نهايت اين نوع نگرش به خوبي از پس توضيح و تبيين سمت و سوي پديده ها بر ميآيد. در بحث تكيه گاهها(supports) با بررسي انواع تكيه گاهها نظير تكيه گاههاي غلتكي وميله اي(roller and link supports) ،تكيه گاههاي مفصلي (pinned supports)،وتكيه گاه هاي گيرداروثابت (fixed supports) به نتايج مشابهي ميرسيم.افزايش تكيه گاههاسبب كاهش درجه آزادي شده و به تبع آن تنش ها نيز افزايش مي يابند.وهمچنين مطابق با اين ديدگاه [ تا زماني كه ذرات بنيادين ماده به بالاترين درجه آزادي نرسند حركت و جنبش و تنش در جهان مادي وجود خواهد داشت. و فقط زماني جهان مادي از قيد تنش رها خواهد شد كه ماده به صورت انرژي در آيد. صورتهايي از ماده كه متراكم تر هستند مانند جامدات بيشتر تحت اثر اسارت مكان و فضا دچار تنش مي شوند و به همين دليل رو به استهلاك و تحليل مي روند و به صورتهايي از ماده كه داراي درجات آزادي بيشتري هستند ميل ميكنند.] دربخشهاي ديگري از كتاب انبساط جهان در توضيح ماهيت تنش آمده است:[اصولاً در اسارت فضا و مكان بودن كه از خصلتهاي ماده است به معني تحمل تنش ها و نيروهاست. و اين تنش ها ماده را به سمت تسليم شدن و افزايش كرنش ها و در نهايت افزايش درجات آزادي ميكشاند. به همين دليل صورتهايي از ماده كه درجات آزادي و انعطاف پذيري (flexibility) بيشتري دارنددوام و پايداريشان بيشتر است ومرز Boundry)) و شخصيت هندسي آنها داراي بقاء بيشتري است. حفاظت از شخصيت هندسي اجسام و بويژه اجسام جامد توسط كميتهاي فيزيكي مانند مدول الاستيسيته حفاظت از شخصيت هندسي اجسام و بويژه اجسام جامد توسط كميتهاي فيزيكي مانند مدول الاستيسيته (modulus of elasticity) و مدول برشي E وG و ضريب پواسون υ صورت مي گيرد كه در صورت غير ايزوتروپ و غير همگن بوده اجسام اين مدول ها افزايش مي يابند و در هر امتداد و جهت، مقدار خاص خود را دارند. در حالت نيروهاي ديناميكي ضرايب مادي ديگري مانند ضريب استهلاك اضافه مي گردد كه براي اجسام مادي با اشكال هندسي مختلف و تحت نيروهاي ديناميكي و استاتيكي اين ضرايب در قالب ماتريسهاي چند بعدي مانند سختي و جرم و ... ارائه مي گردند. اما همه اين مقاومت هاي دروني مادي بالضروره و با گذشت زمان و تحت اثر تنشها و خستگيها رو به كاهش گذاشته و اجسام با تراكم حجمي بالاتر به سمت انبساط و تلاشي جرمي حركت ميكنند.در بعد سازه اي نيز هرچه انعطاف پذيري و درجات آزادي سازه ها بيشتر باشد دوام و پايداريشان بيشتر است و سطح و مرز و شخصيت هندسي آنها داراي بقاي بيشتري است. به هم فشردگي ماده به اين علت كه تراكم حجمي بالا مي رود و درجات آزادي ذرات بنيادين كاهش مي يابد به شدت تنش زاست. و لذا اين به هم فشردگي به اجبار و به طور طبيعي داراي حد و مرز خواهد بود. در حاليكه در بعد افزايش حجم و كشش در ماده هرگونه افزايش حجم و بزرگ شدن جسم داراي حدود مشخص نيست و به دليل سازگاري و انطباق اين حالت كششي با افزايش درجات آزادي باندري جسم به سرعت گسترش مي يابد. بهمين علت بسياري از مصالح درمقابل كشش (Tensional stress)ضعيف بوده و مقاومت چندان نشان نمي دهند در حاليكه در مقابل فشار(Compressional stress) ايستادگي مي كنند.] در ادامه فرسودگي و استهلاك صورتهاي مادي بر اساس درجات آزادي و تنشهايي كه هر صورت مادي متحمل مي شود توجيه مي گردد. بنابراين مشاهده نموديم كه تبيين فلسفي تئوري انبساط جهان با براهين دقيق ،مستدل و حساب شده چگونه قادر است رفتار مكانيكي مصالح را به خوبي توجيه نمايد.
1.2 انرژي كرنشي ، پايداري سازه و تنش هاي پس ماند و براي هر سه محور خواهيم داشت:
اين رابطه انرژي كرنشي قابل بازيابي يا ذخيره كردن براي يك جزء تحت بار محوري را نشان مي دهد. بر اساس اين رابطه ضريب فنريت و (modules of resilence) و طاقت مصالح (toughness) كه نقش موثري در دوام و پايداري جسم جامد دارند بدست ميآيد. بحث انرژي كرنشي را همچنين مي توان براي خمشهاي خالص (pure bending) وتنشهاي برشي نيز بيان كرد كه همگي پيام فلسفي واحدي دارند.
براي تنش هاي برشي:
بااستفاده از قانون هوك :
بنابراين انرژي ذخيره شده يا قابل بازيابي در اجسام جامد خطي ارتجاعي با توان دوم تنش و عكس مدول الاستيسيته رابطه مستقيم دارد. براي يك مقدار مشخص جرم با كاهش جرم حجمي و انبساط مصالح سطح و مرز جسم افزايش يافته و حتي مقدار سختي جسم در برابر تغييرات شكلE و G نيز به شدت كاهش مي يابد. لذا انبساط جسم براي مقدار مشخص جرم تنش را به شدت كاهش مي دهد. اين امر به دليل وابستگي انرژي به توان دوم تنش باعث كاهش شديد سطح تراز انرژي كرنش شده و حالت پايدارتري را ايجاد مي نمايد. در ادامه اين پرسش را طرح مي نمايد كه زايش تنشها تا كجا ادامه مي يابد و مقصد نهايي جهان مادي كجاست؟ . ] زايش تنشها حداقل تا انبساط كامل و قابل تصور ماده و ايجاد تناظر يك به يك بين ذرات مادي و نقاط فضا ادامه مي يابد... هدف، رسيدن به صورتي از ماده در قالب نوعي از انرژي است كه صورت اشغال كننده فضا در قالب جامد و مانع نباشد... نزديكترين تصور به حالت نهايي ماده براي فرار از تنش ها انرژي نوراني است.[ جهان مادي بر اساس ضرورت به سمتي ميل ميكند كه هر حجم اختياري از فضا منطبق بر حداقل سطح تراز انرژي گردد و يا به سمتي ميل ميكند تا به حداكثر سطح دوام و ثبات و پايداري با حفظ اصل بقاي ماده و انرژي و حذف تنش ها برسد يا بعبارتي ذرات مادي داراي بي نهايت درجه آزادي شوند و اين به معني انبساط جهان است. تبيين تئوري انبساط جهان با قانون نسبيت اينشتين نيز شايسته توجه است. ]از آنجايي كه مطابق با قانون E = mc² پايداري و دوام بيشتر ماده در سطوح تراز انرژي پايين تر اتفاق مي افتد هر مقدار از جرم m با توان دوم سرعت نور وابستگي دارد لذا هرچه جرم حجمي كمتر باشد سطح تراز انرژي جرم اختياري m كمتر بوده و پايدارتر است[ بنابراين مي توان گفت معادلهء E = mc² نيز ﻤهر ﺘﺄييد ديگري بر تئوري انبساط جهان ميكوبد. در ادامه اينطور تحليل مي گردد كه غايت انبساط ماده صرفاً شكل انرژي نوراني ندارد. و اين مساله بدرستي با نتايج آزمايشگاهي و انحراف نور در اطراف ميدان گرانشي هماهنگي دارد. بنابراين حد نهايي انبساط جهان فراغت و رهايي كامل از تنش ها خواهد بود.
تعريف خرپا:
خرپاي ساده ازاتصال چندميله مستقيم كه بطورمفصلي به هم متصل شده بطوريكه شبكه هاي مثلثي بوجود ميآوردتشكيل ميگرددضمنانيروهاي واردبرخرپاها بايستي حتمادرمحل اتصالات مفصلها به خر پا وارد شوند .
اصول ساخت خرپا :‌
چون درخرپاها فرض ميشودكه اعضا در انتهاي خود به اعضاي ديگرلولا شده اند . بنابراين ((شكل مثلثي))تنها شكل پايدار خواهد بود.اگر شبكه در يك صفحه واقع باشد،خرپا را ((خرپاي صفحه اي))واگرشبكه فضايي باشدخرپاي حاصل را((خرپاي فضايي))ميگويند.شبكه هايي كه به صورت چهار عضو يا بيشتر باشند ،پايدار نيستند و تحت تاثير نيرو هاي مؤثر فرو مي ريزند .
كاربرد خرپاها :
خرپاهاازمفيد ترين فرم ساختماني هستندكه درانواع ساختمانها وماشينها بكار مي روند. ساختمانهاي خرپايي،در مقابل نيروهاي واردآمده مقاومت بسياري دارند واز لحاظ اقتصادي نيز ساختن آنها مقرون به صرفه است .اتصال ميله هاي خرپاها به يكديگر چنانچه فلزي باشند ،بوسيله ميخ وپيچ انجام ميگيرد .وچنانچه خرپاي چوبي باشد،اتصالات آنها به سقفهاي با دهانه هاي زياد ونيز پله ها به كارميبرند.بعضي ازماشينهاي سنگين،مثل جرثقيلها،نيزازخرپا استفاده ميشود.خرپاها ضمن داشتن مقاومت زياد،ازنظروزن سبك هستند.استخوانبندي بال بعضي ازپرندگان كه براي پرواز بايد سبك باشند،بصورت خرپاتكوين يافته است.اسكلت بندي هواپيماهارانيزبهمين علت ازنوع خرپايي انتخاب مي كنند.
پروفيل هاي رايج در خرپا سازي :
در خرپاسازي ميتوان بر حسب مورد از پروفيلهاي فولادي مختلف استفاده كرد.
1-استفاده از پروفيلهاي در خرپاهاي سبك به نحوي كه وترهاي بالايي وپاييني از I وقطرهايL استفاده ميL و و L به طوري كه وترهاي بالايي وپايينيشود .
2-استفاده ازپروفيلهاي IPE يا IPB و از I واعضاي قائم از IPE يا IPB وقطريها از 2L پشت به پشت .
3- استفاده از پروفيلهاي مثل IPEIو 2 [ .
4-در طراحي خرپاهاي بسيار سنگين ازپروفيلهاي IPB استفاده ميكنند ولي وترهاي بالايي و پاييني به صورت افقي است.
5-امروزه به كمك تكنيك نورد كردن پروفيلهاي قوطي مربع و مربع مستطيل بسيار ساده شده است و هيچ‌گونه اضافه قيمت ساخت براي اين نوع پروفيلها در مقايسه با ديگر پروفيلها در خرپاسازي وجود ندارد.
6- ازپروفيلهاي لوله اي شكل درخرپا سازي استفاده ميشود.تنهامشكل دراستفاده ازاين نوع پروفيلها بريدن وجفت و جور كردن قطعات به يكديگر است.استفاده از اين نوع پروفيل در صنايع جرثقيل سازي اهميت بسيار دارد.
اجزاي تشكيل دهنده خرپا عبارتند از :
نيروي وارد از لاپه- عضو قطري،عضو قائم،وتر بالايي(كنش) وتر پاييني (عضو مورب زرين)وتر بالايي(عضو مورب بالايي)
اتصالات در خرپا ها :
اعضاي خر پاها به وسيله جوش،پيچ و مهره ويا پرچ به يكديگر متصل ميشونداتصال اعضا گاهي به مستقيم وگاهي به مسيله ورقي موسوم به ورق اتصال صورت ميگيرد :بنابراين در عمل نه تنها حالت اتصال مفصلي در انتهاي اعضا وجود ندارد، بلكه پيوند آنها به يكديگروبه ورق اتصال از گيرداري قابل ملا حظه اي نيز برخوردار است.توجه به نكاتي خاص موجب ميشودكه فرض اتصال مفصلي و نيرو ي محوري خالص در اعضاي خرپاها واقعيت بيشتري پيدا كند . از مهمترين ملا حظات در اين موردآن است كه درطرح خرپا سعي شود تا امتداد محور ميله ها از نقطه مشتركي بگذرد . همچنين اعمال نيرو هاي خا رجي به محل گروه ها از شرايط ديگر اين فرض مي باشد .


ورقه هاي اتصال در خرپا :
ورق اتصال در خرپا با توجه به فرم اعضاي آن بدست ميآيد.يكي از مسائلي كه گاهي در اتصالات خرپاها پيش ميآيدخمش ورق اتصال است.خمش ورق اتصال دربعضي مواردموجب تغييرفرم و كج شدن خرپا واحتمالا خرابي آن ميشود.بسياري از خر ابيهاي ساختمانهاي خرپايي بعلت اتصال ضعيف(جوش ياپرچ ياپيچ)وخمش ورق اتصال اتفاق افتاده است.گسيختگي جوش، پارگي ورق وبرش پيچ وپرچها را نيز بايد از ضايعات اتصالات ضعيف خرپا ها به شمار آورد.
لاپه ريزي روي خرپاها و مهار كردن آنها :
خر پا ها يا قابهاي خرپايي معمولا به فواصل 3تا6 متر از يكديگر انتخاب ميشوند وبر روي آنها تير هاي (لاپه) در امتداد عمو د برصفحه خرپا ها ويا قابهاي خر پايي قرار داده ميشود . براي نمونه قاب ساختماني از اين نوع با تير هاي طولي و عرضي متكي بر آنها در شكل نشان داده شده است . بهتر است لاپه ها روي گره هاي خر پا قرار گيرند .
باد بند وانوع آن در ساختمانهاي خرپايي :
تعريف :
بطوركلي باد بندعبارتند ازمجموعه ميله هاوياپروفيلهايي (كشها و مهارها ) است كه نوعا به صورت ضربدري قا بهاي ساختماني را بهم متصل مي كند . چون مقاومت قابهاي خر پايي در برابر نيروهاي عمود بر صفحه قابهابسيار كم است ، لذا براي بالا بردن مقاومت ساختمان در امتدادعمود برقابهاي خرپايي،ازعناصر ساختماني ديگري بنام(بادبند)يا((مهارهاي جانبي ))استفاده ميكنند،فلسفه وجودي باربند جانبي آن است كه به نحوي مقاومت مقاومت سيستم قابها را در جهت عمود بر قابها افزايش دهد. سيستم باد بند عبارتند از مجموعه اي از كشها يا مهارهايي كه بطور ضربدري قابها را به هم متصل مي‌سازد . در اين حالت قابهاي انتهاي ساختمان توسط باد بندها به اولين قاب دروني متصل شده‌اند . اين ترتيب تقويت براي ايجاد استحكام جانبي مناسب است و عملكرد آن به اين صورت است كه سيستم قابهاي خرپايي به اين وسيله به هم متصل مي‌شود و حالت قفسه‌اي را پيدا مي‌كند . اين قفسه درجهات مختلف تحت اثر نيروهاي جانبي داراي صلبيت و پايداري است و واژگون نمي‌شود،در مواردي نيز سيستم بادبند را هر چند دهنه قاب در ميان ، بين دو قاب انجام مي‌دهند. چپ و راستها را مي‌توان در سطح ميله‌هاي بالايي خرپا يا در سطح ميله‌هاي پاييني خرپا قرار داد.
خرپاي فضايي:
يكي ازمقاومترين وجالبترين سازه‌هاي شبكه فضايي ((حقيقي)) يا خرپاي فضايي است.از خرپاهاي فضايي ، به علت سختي و استحكام زيادي كه دارند ، براي پوشش فضاهاي كارخانه‌ها ، نمايشگاها ،استخرها و … استفاده مي‌شود . در عمل از اين سيستم براي پوشاندن سقفهايي به مساحت 90*90 بدون بهره‌گيري از ستون استفاده مي‌كنند . در طي سالهاي اخير از شبكه‌هاي دو لايه‌اي كه يك يا هر دو لايه آنها از شش ضلعي‌هايي تشكيل مي‌‌شود ، براي احداث بام استفاده‌ شده است . جنس و نوع پروفيلهاي به كار رفته در خرپاهاي فضايي ممكن است لوله فلزي ، آلومينيومي ،نبشي و يا قوطي باشد كه اتصالات به صورت مفصلي است.سازه گنبدازسه جز خرپاهاي قوسي،هسته مرکزي (عرقچين)وپوشش دهانه هاي بين خرپا تشکيل شده است:
الف)خرپاي قوسي:
يال بالايي وپاييني اين خرپا به صورت قوسي هستند،يال فوقاني به صورت مقطع ناوداني دوبل ويال تحتاني با مقطع لوله کار شده است هم چنين اعضاي قطري خرپا نيز با مقطع لوله اجرا شده اند.وجوشکاري co2 در اتصالات اين خرپا انجام گرفته است که اين جوش کيفيت بهتري از جوش معمولي داشته وجوشکار ميتواند جوشکاري را يکپارچه انجام دهد .در نتيجه عملا ترک ناشي از ناپيوستگي جوش در اثر تعويض سيم جوش از بين ميرود.اما انجام اين جوش داراي يک محدوديت است زيرا جوشکاري بايد در فضاي بسته انجام شود تا جريان هوا گاز co2 را از موضع جوشکاري دور نکند واکسيژن به جوش نرسد.جوش خرپاها همانند جوش در بقيه اجزا اسکلت فلزي در سازه بوسيله آزمون رنگ نافذ وروشMT(ذرات مغناطيسي) کنترل وهم چنين بعد جوش ها هم چک شده است.
ب)هسته مرکزي (عرقچين):
هسته مرکزي نيز يک خرپا است که رينگ فوقاني آن توسط برش وجوش ناوداني ورينگ تحتاني بوسيله لوله نورد شده ساخته شده است وبقيه اعضا به آن متصل شده اند.اتصالات اين خرپا هم به وسيله جوش CO2 انجام گرفته است چون بايد خرپاهاي قوسي در قسمتي مشترک اتصال ميداشتند پس هسته مرکزي طراحي شد تا اين اتصالات را نظم بخشد ويکپارچگي سقف را افزايش دهد.
عمليات نصب خرپاها:
بعد از اتمام اتصالات خرپاي قوسي و عرقچين،يال تحتاني هر دو خرپاي قوسي توسط مقاطع لوله متصل شده و يال هاي فوقاني نيز توسط پروفيل هاي IPE به هم جوش داده اند.بدين ترتيب يک خرپاي فضايي پديد آمده است.اين خرپاي فضايي بوسيله TOWERبه محل اتصال حمل شد و بوسيله ستونهايي که به انتهاي خرپا متصل شده بود وپشت بند به ستونهايي که به انتهاي خرپا متصل شده بود وپشت بند به ستونهاي طبقه چهارم بلوک Iمتصل شد(هر خرپاي فضايي به سه ستون) آنگاه عرقچين به بالا حمل شده وخرپاي فضايي از طريق چهار نقطه ي تماس به عرقچين متصل ميشود.بقيه خرپا هاي فضايي نيز به همين ترتيب به هسته مرکزي متصل شدند.
پ)پوشش دهانه هاي بين خرپاها:
دهانه هاي تيرريزي شده بين خرپا ها بوسيله قاب هاي مشبک قوطي شکل پر شد. به سطح تحتاني اين قاب ها،ورق هاي سوراخ دار آلومينيومي پانچ شدتا گنبد زير نماي زيبايي داشته باشدوضمنا از انعکاس صوت جلوگيري شود.ودر سطح فوقاني،درداخل شبکه هاي اين قاب،لايه هاي پلاستوفوم به ضخامت 5سانتيمترقرارگرفت تا قاب سبک شود.مجددا روي اين قابها بدليل ايجاد عايق حرارتي ورطوبتي لايه پلاستوفوم ديگري به ضخامت 10 سانتيمترقرارگرفت حال بايد سطح خارجي گنبد بتن ريزي ميشد.چون اصولااين بتن نقش سازه اي نداشت لذاازحداقل شبکه آرماتور مربوط به افت وحرارت استفاده شده وبتن پوششي به ضخامت 6 سانتيمتر ريخته شدبعدازبتن ريزي ، ايزولاسيون رطوبتي انجام ميشود وبعد روي گنبد آماده نماي فلز شد.


منبع :انجمن علمی مهندسان پشتکار





پل عبور لوله گرگر

نوع پل خرپای قوسی سه دهانه پیوسته
طول دهانه قوس 4/68 متر
طول کل 7/119 متر (65/25 + 4/68 + 65/25)
عرض 5 متر
وزن کل 120 تن
محل نصب رودخانه گرگر شهرستان شوشتر
 
آخرین ویرایش:

E . H . S . A . N

مدیر تالار مهندسی معماری مدیر تالار هنـــــر
مدیر تالار
شناخت اجزای ساختمان و چگونگی عملکرد آنها

شناخت اجزای ساختمان و چگونگی عملکرد آنها

شناخت اجزای ساختمان و چگونگی عملکرد آنها ؛ سیستم های ساختمانی ، در طراحی معماری

* مهران کلباسی

منابع: کتاب ماه هنر 1388 شماره 136

(نوع: PDF حجم: 414KB)

________________________________________

مقدمه :

04.jpg
 

پیوست ها

  • 20101206183632-شناخت اجزاي س&#.pdf
    413.9 کیلوبایت · بازدیدها: 0

claccik39

عضو جدید
[h=1]روشهای اجرای شالوده های عمیق[/h]طراحی شمع ها هم جنبه های هنری دارد و هم جنبه های علمی. هنر طراحی در انتخاب مناسب ترین نوع شمع و روش نصب آن با توجه به شرایط بارگذاری و ساختگاهی است. جنبه های علمی طراحی شمع به پیش بینی و تخمین درست عملکرد شمع مستقر در خاک در حین نصب و بار گذاری دوران بهره برداری کمک می کند. این عملکرد بطور مؤثر بستگی به روش نصب شمع بستگی داشته و به تنهایی نمی تواند توسط خصوصیات فیزیکی شمع و مشخصات خاک دست نخورده پیش بینی شود. دانستن انواع شمع ها و روش های ساخت و نصب شالوده های شمعی مستلزم فهم علمی رفتار آنهاست.


طراحی شمع ها هم جنبه های هنری دارد و هم جنبه های علمی. هنر طراحی در انتخاب مناسب ترین نوع شمع و روش نصب آن با توجه به شرایط بارگذاری و ساختگاهی است. جنبه های علمی طراحی شمع به پیش بینی و تخمین درست عملکرد شمع مستقر در خاک در حین نصب و بار گذاری دوران بهره برداری کمک می کند. این عملکرد بطور مؤثر بستگی به روش نصب شمع بستگی داشته و به تنهایی نمی تواند توسط خصوصیات فیزیکی شمع و مشخصات خاک دست نخورده پیش بینی شود. دانستن انواع شمع ها و روش های ساخت و نصب شالوده های شمعی مستلزم فهم علمی رفتار آنهاست.
2-2- راهکارهای عملی طراحی شمع ها
1- اطلاعات لازم و مکفی از شرایط ژئوتکنیکی محل
2- شناخت دقیق نیروها و لنگرهای وارده از روسازه از نظر نوع، مقدار و جهت و اولویت بندی آنها
3- شناخت عوامل محیطی از نظر آثار کوتاه مدت و دراز مدت بر مصالح شمع
4- شناخت وضعیت پیرامون پروژه برای تصمیم گیری در مورد شیوه اجرای شمع
5- انتخاب نوع شمع
6- بررسی امکان پذیری ساخت وتولید شمع برای پروژه و محدودیت های ابعادی
7- برگزیدن روش نصب شامل کوبشی، چکش زدن، در جا ریختن و ...
8- تعیین عمق مدفون شمع با توجه به شرایط خاک، بارهای موجود و امکانات اجرایی
9- آرایش شمع های گروهی و تعیین نحوه عملکرد گروه و توجه به نکات مؤثر در طراحی از جمله تداخل شمع، ضریب کارایی، ...
10- تعیین توان کاربری شمع (تکی یا گروهی) با استفاده از تحلیل های معتبر استاتیکی
11- تعیین توان باربری شمع با استفاده از آزمایشات درجا یا آزمایشات دینامیکی و تدقیق توان باربری
12- دخالت دادن عوامل مؤثر پیرامونی برتوان باربری بدست آمده
13- کنترل و ارزیابی نشست سیستم شالوده
14- طراحی سازه ای شمع و کلاهک سه شمع
15- انجام آزمایشات عملی بار گذاری استاتیکی یا دینامیکی(در صورت لزوم و صلاحدید) به منظور اطمینان از صحت اجرا و عدم آسیب دیدگی شمع ها در حین اجرا
16- تعیین ضریب اطمینان

3-2- انواع پی های عمیق از نظر اجرایی
چنانکه گفته شد بر اساس استاندارد BS 8004 بریتانیا شمع ها به سه دسته طبقه می شوند:
الف- «شمع های با تغییر مکان بزرگ» که هنگام نصب و رانش درون زمین، تغییر مکان زیادی در خاک ایجاد می کنند. این شمع ها معمولاً دارای مقاطع توپر و یا تو خالی ته بسته می باشند که با شیوه کوبشی یا جک زدن به درون خاک رانده می شوند. شمع های کوبیدنی با تغییر مکان های بزرگ شامل موارد زیر هستند:
- چوبی با مقاطع دایره ای یا مربعی، یکسره یا با اتصالات وصل شده
- بتنی پیش ساخته شده با مقاطع تو پر یا توخالی
- پیش تنیده با مقاطع تو پر یا توخالی
- لوله فولادی ته بسته
- جعبه ای فولادی ته بسته
- لوله ای باریک شونده
- لوله ای فولادی ته بسته و رانده شده با جک
- استوانه ای بتنی توپر، پیش ساخته و قطور رانده شده با جک

ب- شمع های «کوبیدنی- ریختنی با تغییر مکان های بزرگ» نیز موارد زیر را شامل می شوند:
- لوله های فولادی کوبیده شده و بعد از بتن ریزی یا بتدریج بیرون کشیده می شوند.
- پوسته های بتنی پیش ساخته که با بتن پر می شوند.
- پوسته های فولادی جدار نازک که داخل خاک کوبیده شده سپس با بتن پر می شوند.

پ- «شمع های با جابجایی کم»
اینگونه شمع ها نیز بصورت کوبشی یا با جک درون زمین نصب می شوند و لیکن دارای سطح مقطع نسبتاً کوچکی هستند. مثالهایی از این نوع عبارتند از مقاطع فولادی H یا I شکل، لوله ها یا جعبه های فولادی ته باز که در حین نصب، خاک وارد قسمت های حفره ای مقطع می شود. اگر در حین کوبش این شمع ها درون زمین، توده خاک در حوالی نوک شمع تشکیل و قفل شود بطوریکه مانع نفوذ ستون خاک به درون حفرات مقطع شود شمع از نوع با جابجایی زیاد محسوب می شود.
«شمع های با جابجایی کم» شامل انواع زیر هستند:
- بتنی پیش ساخته با مقاطع لوله ای ته باز کوبشی با ضربه
- بتنی پیش تنیده با مقاطع لوله ای ته باز کوبشی با ضربه
- مقاطع فولادی H شکل
- مقاطع فلزی لوله ای ته باز کوبشی که در صورت ضرورت خاک وارد شده درون لوله تخلیه می شوند.


ت- «شمع های بدون جابجایی» یا «شمع های جایگزینی»
برای نصب این نوع شمع ها نخست حفره محل شمع با روش های حفاری مناسب حفاری شده و درون آن بتن ریزی می شود. بتن ممکن است درون غلاف ریخته شود و یا بدون غلاف بتن ریزی انجام شود. غلاف ممکن ست با پیشرفت بتن ریزی بیرون کشیده شود. در بعضی موارد ممکن است شمع های آماده چوبی، بتنی یا فولادی درون حفره قرار داده شود.
«شمع های بدون جابجایی» یا «شمع های جایگزینی» شامل انواع زیر می شوند:
- حفر چاهک توسط روشهای متد دورانی، چنگک، بالابر هوایی و پر کردن آن بتن(در جاریز)
- حفر چاهک با روشهای فوق و قرار دادن لوله و پر کردن آن با بتن در صورت لزوم
- حفر چاهک و قرار دادن قطعات پیش ساخته بتنی درون آن
- تزریق ملات سیمان یا بتن درون چاهک
- مقاطع فولادی قرار داده شده درون چاهک
- حفر چاهک و قرار دادن لوله فولادی بطور همزمان

2-3- سیستم های مورد استفاده در نصب شمع
2-3-1-در شیوه استفاده از سقوط چکش برای نصب، شمع در حین فرو رفتن درون زمین در اثر ضربات چکش، به کمک دستگاه در حالت قائم نگه داشته می شود. اپراتور می تواند به کمک سیستم هیدرولیکی یا کابلی ابزار هدایت کننده را در راستای مورد نظر حرکت دهد. در این شیوه نصب، انتخاب مناسب چکش شمع کوب در عملیات نقش تعیین کننده ایدارد. تعداد ضربات چکش های معمولی که از ارتفاع رها شده و به سر شمع ضربه می زنند، تقریباً 3 تا 12 ضربه در دقیقه است. امروز غالباًاین چکش ها برای نصب سپرها و نیز برای نصب شمع در خاک های رسی خیلی نرم استفاده می شوند.
چکش های هیدرولیکی نوعی دیگر هستند که همراه سایر ملحقات کوبش بصورت گروهی عمل می کنند.
این چکش ها از چکش های پرتابی کمی سنگین ترند ولی ارتفاع پرتاب بسیار کمتری دارند و انرژی کمتری به سر شمع وارد می کنند. چکش های پنوماتیک بعداً استفاده شده و امروزه چکش های هیدرولیکی به وفور مورد استفاده قرار می گیرند. چکش های عمل کننده با سیستم بخار، فشار هوا(پنوماتیک) و یا چکش های هیدرولیکی بصورت یک طرفه عملکنند(single acting) یا دو طرفه عمل کننده(double acting) وجود دارند. چکش های عمل کننده با سیستم بخار و پنوماتیک در شرایط ساختگاهی نرم آهسته تر کار می کنند و با افزایش مقاومت زمین سرعتشان بیشتر می شود. چکش های هیدرولیکی بر عکس عمل می کنند. چکش های دیزلی بیشترین راندمان را در شرایط ساختگاهی سخت دارند و در خاک های نرم به سختی کار می کنند. معمولاًدر اوایل شمع کوبی این شرایط پیش می آید. اگر ساختگاه مناسب باشد ضربات این چکش ها زیاد است. این چکش ها باعث آلودگی هوا می شوند.
چکش های ارتعاشی به کمک جرم های دوار با خروج از مرکزیت کار می کنند و ضربات قائم بر سر شمع وارد می کنند. فرکانس این چکش ها تا 150 هرتز هم می رسد و می توان فرکانس کارکرد آن را با فرکانس طبیعی شمع ها همسان کرد. این چکش ها برای نصب شمع در خاک های ماسه ای بسیار مناسب بوده و ارتعاشات و سر و صدای کمتری نسبت به چکش های معمولی ایجاد می کنند. در خاک های رسی و یا محتوی قطعات سنگ مؤثر نیست.

2-3-2-شمع های نصب شونده درون حفره خود(Drilled shaft=DS)
تفاوت اساسی بین شمع ها و شافت های نصب شونده درون حفره ایجاد شده آنست که شمع ها عناصر پیش ساخته ای هستند که درون زمین کوبیده می شوند در حالیکه این شافت ها با شیوه نصب در محل اجرا می شوند مراحل اجرای این شافت ها عبارتند از:
- حفاری محل نصب و ایجاد حفره درون زمین تا عمق مورد نظر برای قرار گیری شافت
- پر کردن انتهای حفره با بتن
- قرار دادن قفسه میلگرد درون حفره
- بتن ریزی حفره

مهندسین و پیمانکاران ممکن است برای این نوع شالوده های عمیق اصطلاحات دیگری استفاده کنند از جمله:
- پایه (Pier)
- پایه با حفره از قبل ایجاد شده (Bored Pile)
- شمع در جا ریخته شده (Cast-in-Place Pile)
- صندوقه (Caisson)
- صندوقه با حفره از قبل حفاری شده (Drilled Caisson)
- شالوده در جاریز درون حفره از قبل حفاری شده (Cast-in-drilled-hole foundation)

سایر نکات لازم در خصوص شالوده های DS عبارتند از:
- استفاده از غلاف گذاری یا گل حفاری برای جلوگیری از ریزش ماسه های تمیز زیرتر از آب زیر زمینی که باعث گسترش حفرات در جهات جانبی می شود.
- استفاده از غلاف گذاری یا گل حفاری برای رس های نرم، سیلت ها یا خاک های آلی به منظور جلوگیری از حرکت اینگونه خاکها به درون چاهک در هنگام حفاری
- استفاده از کف پهن تر از تند شالوده برای افزایش باربری فشاری نوک به ویژه در خاک های مقاوم یا سنگ و همچنین افزایش توان باربری شالوده در کشش، لیکن باید به خطرات احتمالی برای عوامل اجرایی توجه داشت.
- اسلامپ بتن برای جلوگیری مناسب درون حفره 100 تا 200 میلیمتر بسته به قطر شافت و استفاده از گل حفاری
- امکان استفاده از سیمان متورم شونده به منظور افزایش اصطکاک جداری شالوده در تماس با خاک

3-3-2-کیسون ها (Caissons)
این شالوده ها از جعبه تو خالی تشکیل شده که به تراز دلخواه در عمق رسانده و با بتن پر می کنند. این نوع پی ها در پایه های پل زیر تر از آب رودخانه ها و دریاها قرار می گیرند. این شالوده ها می توانند با شناور شدن به محل نصب انتقال داده شده و نصب شوند. کیسون های درب باز از سمت فوقانی خود باز هستند و در انتها نوک تیز هستند تا به سهولت به درون خاک نفوذ پیدا کنند. گاهی اوقات قبل از ورود شالوده به محل لایروبی صورت می گیرد که این شیوه اقتصادی تر از حفاری از درون کیسون است. با اتکای شالوده بر روی بستر، خاک درون آن حفاری و آب نیز پمپ می شود. این عملیات تا نفوذ کیسون به عمق مطلوب ادامه می یابد.

4-3-2-شالوده های پوسته ای کوبشی و پر شده با بتن
با ترکیب خصوصیات و عملکرد شمع های کوبشی و شافت های حفاری شده(DS) می توان شالوده های پوسته را معرفی کرد که نخست پوسته با چکش به عمق مورد نظر رانده می شود و قفسه میلگرد درون آن گذاشته شده و متعاقباً با بتن پر می شود. مزایای این روش:
- ایجاد سطح صاف برای بتن شالوده توسط لوله
- جابجایی ایجاد شده توسط سطح کنگره ای پوسته باعث افزایش اصطکاک جداری شالوده می شود.
- ابزار نصب به سهولت باز و بسته می شوند و دارای قابلیت نقل و انتقال خوبی است.

لیکن باید توجه داشت که:
- هزینه ها مانند شمع کوبی زیاد است
- قطعات شالوده قابل اتصال نیستند لذا محدودیت طول با ارتفاع شمع کوب متناسب است.

2-4-آسیب پذیری شمع ها در حین نصب
همه شمع ها هنگام نصب در معرض خطر هستند به ویژه در زمینهای خیلی سخت یا زمینهایی که سنگلاخی باشند. یک روش برای کاهش خطرات و افزایش بازده پی سازی، استفاده از پیش حفاری، استفاده از جت آب و سوراخکاری یا ابزار سخت است.
در روش پیش حفاری، حفره ای قائم با قطر کوچکتر از قطر شمع درون خاک ایجاد می گردد. با این شیوه اتصال شمع-خاک تأمین می شود و بالا زدگی خاک در سطح زمین و جابجایی خاک در جهات افقی کاهش می یابد. در روش جت آبی فشار آب از طریق روزنه انتهای لوله که در حوالی ته شمع قرار گرفته است باعث سست شدن خاک می گردد و باعث نفوذ بیشتر شمع می گردد. این شیوه در خاکهای ماسه ای و شنی مناسب و در خاکهای رسی غیر مؤثر است. غالباً از این شیوه برای رد کردن شمع از درون لایه ماسه ای و رساندن به لایه مقاوم و باربر زیرین استفاده می شود. در شیوه ای دیگر با رانش ابزارهای آهنی و حفاری خاک، شمع به درون حفره ایجاد شده رانده می شود. این شیوه زیاد معمول نیست و فقط در لایه های نازک سنگ های مستحکم استفاده می شود.

2-5-مطالعات موردی مشکلات ایجاد شده در بعضی ساختگاه های مسئله ساز در حین اجرا
در بعضی ساختگاه ها اجرای شمع با مشکلاتی مواجه بوده است. در اینگونه موارد ممکن است اخذ نمونه های خاک و داده های ژئوتکنیکی نیز دچار همان مشکلات می شود. لذا مهندس طراح و پیمانکار در این شرایط باید نهایت دقت را در برخورد صحیح با مسئله داشته باشد. تجارت موجود نشان می دهد در بعضی ساختگاه ها اجرای شمع با مشکلاتیمواجه شده است. بعضی از این ساختگاه ها عبارتند از: خاک های کربنی، ماسه های میکادار، سنگ های ضعیف، تخته سنگ های مجزا و منفرد، سنگ های ریخته شده در کف دریا، سنگ های درشت، حضور خاک های ضعیف در عمق.
به عنوان یک استراتژی و راهکار کلی می توان موارد زیر را مد نظر داشت:
- وجود تجهیزات متنوع برای استفاده در موارد پیش بینی نشده
- استفاده از چکش یک سایز بزرگتر از آنچه در طراحی بدست آمده است.
- وجود جت آب و پمپ قوی
- توجه بیشتر به طراحی رأس و انتهای شمع برای کاهش صدمات احتمالی
- استفاده از چوب نرم و ضخیم که برای جلوگیری از آسیب شمع های پیش تنیده بتنی در حین کوبش به کار می رود(حداقل یک قطعه جدید برای کوبش هر شمع)
و آخرین سخن اینکه:
- کوبش شمع همچنان هم مهندسی است و هم هنر.
- دانش امروزی توان ما را در نصب شمع های بسیار مقاوم تقریباً در هر ساختگاهی بارور ساخته است.
- فقط باید بخوبی شرایط زمین شناسی و ژئوتکنیکی را درک کنیم.
- از مطالعات موردی و تجربیات ارزنده دیگران استفاده کنیم تادر زمینه فنی و اقتصادی کسب توفیق نمائیم.
و در یک جمله «افزایش راندمان و بهینه سازی اقتصادی وقتی میسر است که اطلاعات ژئوتکنیکی دقیق و کامل باشد، در اینصورت در انتخاب نوع شمع، تجهیزات نصب و روند اجرا تصمیمات دقیق تری اتخاذ خواهد شد».
 

claccik39

عضو جدید
سازه هاو سیستم های ساختمانی

سازه هاو سیستم های ساختمانی


سازه های نگهبان

- گود برداری و سازه های نگهبان
در بسیاری از پروژه های ساختمانی لازم است که زمین به صورتی خاکبرداری شود که جداره های آن قائم یا نزدیک به قائم باشد. این کار ممکن است به منظور احداث زیر زمین ، کانال ، منبع آب و .. صورت گیرد. فشار جانبی وارد بر این جداره ها ناشی از رانش خاک بر اثر وزن خود آن ، و نیز سر بار های (surcharge) احتمالی روی خاک کنار گود می باشد. این سربارها می توانند شامل خاک بالاتر از تراز افقی لبه ی گود ، ساختمان مجاور ، بارهای ناشی از بهره برداری از معابر مجاور و ... باشند. به منظور جلوگیری از ریزش ترانشه و تبعات منفی احتمالی ناشی از این خاکبرداری ، سازه های موقتی را برای مهار ترانشه اجرا می کنند که به آن سازه های نگهبان (retaining structures;support systems) می گویند.

اهداف اصلی ایمن سازی جداره های گود با استفاده از سازه های نگهبان عبارتند از : حفظ جان انسانهای خارج و داخل گود ، حفظ اموال خارج و داخل گود و نیز فراهم آوردن شرایط امن و مطمئن برای اجرای کار.
موضوع گودبرداری و طراحی و اجرای سازه های نگهبان در مهندسی عمران دارای گستره وسیعی است و نیاز به بررسی ها و مطالعات و ملاحظات ژئوتکنیکی، سازه ای ، مواد و مصالح، تکنولوژیکی و اجرایی و اقتصادی و اجتماعی دارد. در نتیجه می توان گفت که انتخاب روش مناسب بستگی به جمیع شرایط تأثیرگذار دارد و می توان در شرایط مختلف، به صورت های گوناگونی باشد. از سوی دیگر، تئوری ها و روش های اجرایی گود برداری و سازه های نگهبان، هم مبتنی بر اصول تئوریک و هم متأثر از ملاحظات اجرایی و تجربی، توأماً است.
پایدارسازی جداره های گودبرداری به صورتها و روشهای مختلفی صورت می گیرد که از جمله آنها به روشهای : مهار سازی (anchorge) ، دوخت به پشت (tie back) ، دیواره دیافراگمی (diaphragm wall) ، مهار متقابل (reciprocal support) ، اجرای شمع

2- انواع روشهای پایدارسازی گود
2-1- روش مهار سازی
در این روش، برای مهار حرکت و رانش خاک، با استفاده از تمهیداتی خاص، از خود خاک های دیواره کمک گرفته می شود. ابتدا در حاشیه زمینی که قرار است گودبرداری شود، در فواصل معین چاههایی حفر می کنیم. عمق این چاهها برابر با عمق گود به اضافه ی مقداری اضافه برای شمع بتنی انتهای تحتانی این چاهها است.
پس از حفر چاهها، در درون آنها پروفیل های شکل یا شکل قرار می دهیم. به منظور تأمین گیرداری و مهاری کافی برای این پروفیل ها، انتهای پروفیل ها را به میزان 0.25 تا 0.35 عمق گود، پایین تر از رقوم کف گود در درون بخش شمع ادامه می دهیم و در انتهای پروفیل ها نیز شاخکهایی را در نظر می گیریم.
سپس، شمع انتهای تحتانی را ، که قبلاً آرماتوربندی آن را اجرا کرده و کار گذاشته ایم، بتن ریزی می کنیم. بدین ترتیب پروفیل های فولادی مزبور در شمع مهار می شوند و پروفیل های فولادی همراه با شمع نیز در خاک مهار می گردند. پس از اجرای مراحل فوق، عملیات گودبرداری را به صورت مرحله به مرحله اجرا می کنیم. در هر مرحله، پس از برداشتن خاک در عمق آن مرحله، برای جلوگیری از ریزش خاک، با استفاده از دستگاههای حفاری ویژه، در بدنه ی گود چاهکهایی افقی یا مایل، به قطر حدود 10 تا 15 سانتیمتر، دزر جداره ی گود حفر می کنیم. آنگاه درون این چاهکها میلگردهایی را کار گذاشته و سپس درون آنها بتن تزریق می کنیم. طول این چاهکها، به نوع خاک و پارامترهای فیزیکی و مکانیکی آن، و نیز به عمق گود بستگی دارد و مقدار آن در حدود 5 تا 10 متر است.
پس از انجام این مرحله، پانلهای بتنی پیش ساخته ای را در بین پروفیلهای قائم قرار داده و آنها را از سویی به میلگردهای بیرون آمده از چاهکها به نحو مناسبی متصل می کنیم و از سویی دیگر پانلها را به پروفیلهای قائم وصل می کنیم. به جای استفاده از این پانلهای پیش ساخته می توانیم آنها را به صورت درجا اجرا کنیم. همچنین می توانیم ابتدا بر روی دیواره آرماتور بندی کرده و سپس بر روی آن بتن پاشی (shotcrete) کنیم.
برای اتصال پانلها به میلگردهای بیرون آمده از چاهکها می توانیم سر میلگردهای مزبور را رزوه کرده با استفاده از صفحات سوراخ دار تکیه گاهی و مهره، آنها را با پانل درگیر کنیم.
کلیه عملیات فوق را به صورت مرحله به مرحله، از بالا به پایین اجرا می کنیم. ملات یا خمیری که برای تزریق استفاده می کنیم، مخلوطی است از سیمان و آب یا سیمان و آب و ماسه که ممکن است در آن از مواد


افزودنی نیز استفاده کنیم. همچنین می توانیم از مواد پلیمری و دوغاب های با پایه غیر از سیمان پرتلند و با ترکیبات خاص نیز برای تزریق استفاده کنیم. در تزریق با استفاده از سیمان پرتلند، نسبت آب به سیمان در ابتدا در حدود 1.5 است که به تدریج آن را کاهش داده و به حدود 0.5 می رسانیم. طراحی و برنامه ریزی و اجرای عملیات تزریق باید توسط متخصصان آشنا به موضوع و با استفاده از دستگاههای خاص و طبق استانداردها و ضوابط خاص صورت گیرد. همچنین باید توجه داشته باشیم که در صورتی که فشار به کار برده شده برای تزریق بیش از حد لزوم باشد، ممکن است ناپایداری ها و شکستهایی در خاک ایجاد شود.

2-1-1- مزایای روش مهار سازی
1. مشخصات مکانیکی خاک بر اثر تزریق بتن در درون چاهکها بهبود می یابد،لذا بر اثر این امر، علاوه بر کمک گرفتن از خاک اطراف جداره برای مهار رانش خاک، میزان رانش خاک نیز بر اثر بهبود مشخصات مکانیکی خاک کاهش می یابد.
2. سازه نگهبان در داخل گود جاگیر نیست.
3. از خاک موجود برای مهار دیواره گود استفاده می شود.

2-1-2- معایب روش مهار سازی
1. استفاده از بدنه ی خاک مجاور دیواره گود ضروری است. لذا در مواردی که خاک مجاور گود در زیر یک ساختمان یا در حریم همسایه یا در حریم تاسیسات و معابر شهری باشد، از این روش نمی توان استفاده کرد یا استفاده از آن با محدودیت همراه است.
2. به دلیل ضرورت اجرا عملیات به صورت مرحله به مرحله، به زمالن زیادی نیاز دارد. البته این امر ممکن است در پروژه های بزرگ مطرح نباشد بلکه برعکس ممکن است زمان کلی اجرا کار نیز، به ویژه با مدیریت صحیح، کاهش یابد.
3. هزینه اجرای عملیات، به دلیل تکنولوژی پیشرفته تر، در مقایسه با روشهای ساده تر بیشتر است. ولی در پروژه های بزرگ و در احجام زیاد ممکن است این امر مطرح نباشد و برعکس هزینه کلی کار کاهش یابد.
4. به دستگاه های خاص نظیر دستگاه های لازم برای حفر چاهکها، تزریق، حمل پانلها و ... نیاز دارد.
5. به افراد با تخصص های بالاتر در رده های مختلف فنی برای اجرای عملیات مربوطه، در مقایسه با روشهای ساده تر نیاز دارد.

2-2- روش دوخت به پشت
این روش، مشابهت زیادی به روش مهارسازی دارد. در این روش نیز حفاری را به صورت مرحله به مرحله و از بالا به پایین گود اجرا می کنیم.
در هر مرحله به کمک دستگاههای حفاری ویژه، چاهکهای افقی یا مایل در بدنه ی دیواره ی گود حفر می کنیم. سپس، درون این چاهکها کابلهای پیش تنیده قرار می دهیم و با تزریق بتن در انتهای چاهک، این کابلها را کاملاً در خاک مهار می کنیم. سپس کابلهای مزبور را به کمک جکهای ویژه ای می کشیم و انتهای بیرون آمده ی کابل را بر روی سطح جداره ی گودمهار می کنیم. آنگاه به درون چاهکهای مزبور بتن تزریق می کنیم. پس از سخت شدن بتن و کسب مقاومت کافی آن، کابلها را از جک آزاد می کنیم. این کار موجب آن می شود که نیروی پیش تنیدگی موجود در کابل خاک را فشرده سازد، و در نتیجه خاک فشرده تر و متراکم تر شده و رانش ناشی از آن کاهش یابد، و در عین حال که نیروی رانش خاک در جداره گود به خاکهای داخل بدنه ی دیواره منتقل شده و خاک بدنه ی انتهایی، به عنوان سازه ی نگهبان عمل کرده و رانش خاک بدنه ی مجاور جداره را تحمل می کند.
عمق گودبرداری در هر مرحله، بستگی به نوع خاک و فاصله ی بین چاهکها دارد و معمولاً در حدود 2 تا 3 متر است.

2-2-1- مزایای روش دوخت به پشت
1. مشخصات مکانیکی خاک بر اثر تزریق بتن به درون چاهکها و نیز پیش تنیده شدن خاک بهبود می یابد. در نتیجه هم از خاک اطراف جداره برای مهار رانش خاک استفاده می شود و هم میزان رانش خاک بر اثر بهبود مشخصات مکانیکی خاک کاسته می شود.
2. سازه نگهبان در داخل گود جاگیر نیست.
3. از خاک موجود برای مهار دیواره ی گود استفاده می شود.

2-2-2- معایب روش دوخت به پشت
1. استفاده از بدنه خاک مجاور دیواره ی گود ضروری است. لذا در مواردی که خاک مجاور گود در زیر یک ساختمان یا در حریم همسایه یا در حریم تاسیسات و معابر شهری باشد، از اینت روش نمی توان استفاده کرد یا استفاده از آن با محدودیت همراه است.
2.به دلیل ضرورت اجرای عملیات به صورت مرحله به مرحله، به زمان زیادی نیاز دارد. البته ممکن است در پروژه های بزرگ این امر مطرح نباشد بلکه برعکس ممکن است زمان کلی اجرای کار نیز، به ویژه با مدیریت صحیح، کاهش یابد.
3.هزینه ی اجرای عملیات،به دلیل تکنولوژی پیشرفته تر، در مقایسه با روش های ساده تر بیشتر است. ولی در پروژه های بزرگ و در احجام زیاد ممکن است این امر مطرح نباشدو برعکس هزینه ی کلی کار کاهش یابد.
4. به دستگاه های خاص نظیر دستگاه های لازم برای حفر چاهکها، تزریق، پیش تنیدگی کابلها و ... نیاز دارد.
5. به افراد با تخصص های بالاتر در رده های مختلف فنی برای اجرای عملیات مربوطه، در مقایسه با روشهای ساده تر نیاز دارد.

2-3- روش دیواره ی دیافراگمی (diaphragm wall)
در این روش ابتدا به کمک دستگاه های حفاری ویژه محل دیوار نگهبان را حفر می کنیم. سپس به طور همزمان محل حفر شده را با گل بنتونیت (bentonite slurry) و سیمان پر می کنیم تا از ریزش خاک دیواره محل حفر شده جلوگیری شود. سپس قفسه ی آرماتور های دیوار نگهبان را، که از قبل ساخته و آماده کرده ایم، در داخل محل حفر شده ی دیوار جا می دهیم. آنگاه بتن ریزی دیوار را انجام می دهیم. بتن مصرفی معمولاً از نوع بتن روان و با کارآیی زیاد است.
دیوارهای دیافراگمی به صورت پیش ساخته (precast diaphragm walls) و پس کشیده (post –tensioned diaphragm walls) نیز اجرا می شود.
2-3-1- مزایای روش دیواره ی دیافراگمی
1. سرعت اجرای کار بسیار زیاد است.
2. درجه ی ایمنی کار بسیار زیاد است.
3. دیوار دیافراگمی هم به عنوان سازه نگهبان گود رفتار می کند و هم در حین بهره برداری از آن به عنوان دیوار حایل استفاده می شود.
4.دیوار دیافراگمی به ویژه برای حفاری ها و گودهای با طول زیاد مناسب است.


2-3-2- معایب روش دیواره ی دیافراگمی
1. در احجام کم، هزینه ی اجرای کار بسیار زیاد است، ولی در احجام زیاد هزینه ی کلی کار می تواند از روشهای ساده تر کمتر تیز باشد.
2. در این روش، دستگاه های حفاری مربوطه نیاز به فضای کار زیادتری دارند و در صورتی که از نظر فضای دو طرف دیواره محدودیت داشته باشیم، اجرای کار ناممکن خواهد بودو یا اینکه به سختی صورت می گیرد.
3. در این روش به دستگاه های حفاری ویژه ای نیاز است.
4. در این روش به نیروهای با تخصص بالا برای کار با دستگاه های مورد نظر و سایر موارد نیاز است.


2-4- روش مهار متقابل
این روش برای گودهای به عرض کم مناسب است. در این روش ابتدا در دو طرف گود، در فواصای معین از یکدیگر چاهکهایی را حفر می کنیم. طول این چاهکها برابر با عمق گود به اضافه ی مقداری اضافه تر حدود 0.25 تا 0.35 برابر عمق گود است. این عمق اضافه به منظور تأمین گیرداری انتهای تحتانی پروفیلهایی است که در چاهک قرار داده می شوند.
سپس در درون این چاهکها پروفیلهای فولادی یا ، مطابق با محاسبات و نقشه های اجرایی، قرار می دهیم. طول این پروفیل ها را معمولاً به گونه ای در نظر می گیریم که انتهای فوقانی آنها تا حدی بالاتر ازتراز بالایی گود قرار گیرند.
آنگاه قسمت فوقانی هر دو پروفیل قائم متقابل مزبور را به کمک تیر ها یا خرپاهایی به یکدیگر متصل می کنیم. این کار موجب میشود که هر دو پروفیل قائم متقابل، به پایداری یکدیگر کمک کنند.
پس از آن، عملیات گودبرداری را به تدریج انجام می دهیم . در صورت لزوم، در نقاط دیگری از ارتفاع پروفیلهای قائم نیز سیستم مهار متقابل را اجرا می کنیم.
در صورتی که خاک خیلی ریزشی باشد باید در بین اعضای قائم از الوارهای چوبی یا اعضای مناسب دیگر استفاده کنیم.
سیستم مهار متقابل فوق الذکر باید در جهت عمود بر سیستم قابی آن، یعنی در جهت طول گود، نیز به صورت مناسب مهاربندی شود.

2-4-1- مزایای روش مهار متقابل
1. در گودبرداری های با عرض کم دارای مزایای بسیار زیادی است که از آن جمله سرعت زیادتر، هزینه ی
کمتر ، و جاگیری کمتر را می توان نام برد.
2. این روش، به ویژه در بسیاری از عملیات اجرای کانالها می تواند بسیار سودمند واقع شود.

2-4-2- معایب روش مهار متقابل
1. در صورتی که عرض گود زیاد، مثلاً بیش از حدود 10 متر، شود و نیز در صورتی که عمق گود زیاد باشد ممکن است مهاربندی های عرضی و یا مهار بندی های ترازهای مختلف دست و پاگیر شده و موجب بروز مشکل در اجرای کار بشود.


2-5- روش اجرای شمع
در این روش، در پیرامون زمینی که قرار است گودبرداری شود در فواصل معینی از هم، شمعهایی را اجرا می کنیم. این شمعها می توانند از انواع مختلف مصالح سازه ای نظیر فولاد، بتن و چوب باشند. همچنین شمعهای بتنی را می توان به صورت پیش ساخته یا درجا اجرا کرد.
در این روش، شمعها فشار جانبی خاک را به صورت تیرهای یک سر گیردار تحمل می کنند. طول گیرداری لازم در انتهای شمعها چیزی در حدود 0.3 است.
پس از اجرای شمعها، می توان عملیات گودبرداری را اجرا کرد. در صورت لزوم باید شمعها را در امتداد دیواره ی گود مهاربندی کرد.

2-5-1- مزایای روش اجرای شمع
1. سرعت عملیات اجرایی بسیار بالا است.
2. سیستم به هیچ وجه دست و پاگیر نیست.
3. در احجام زیاد، هزینه ی عملیات کاهش می یابد.
4.گاهی از اوقات می توان از شمع ها به عنوان سازه نگهبان دائم( نظیر دیوار حائل) یا بخشی از آن نیز استفاده کرد.
5. شمع های پیش ساخته را پس از جمع آوری می توان در پروژه های دیگر نیز استفاده کرد.
6. در گودهای با عمق تا حدود 5 متر، معمولاً اقتصادی اند.

2-5-2- معایب روش اجرای شمع
1. در صورتی که ارتفاع گودبرداری زیادباشد، هم باید فواصل شمعها از هم کم شود و هم باید از مقاطع سازه ای قویتری برای اجرای کار استفاده کرد.
2. در بسیاری از پروژه های شهری، به دلیل مشکلات شمع کوبی، نمی توان از شمعهای پیش ساخته استفاده کرد و فقط باید شمعها را به صورت درجا اجرا کرد.


2-6- روش سپرکوبی
در این روش، ابتدا در طرفین گود سپرهایی را می کوبیم و سپس خاکبرداری را شروع می کنیم. پس از آنکه خاکبرداری به حد کافی رسید در کمرکش سپرها و بر روی آنها، تیرهای پشت بند افقی (wales) را نصب می کنیم. سپس قیدهای فشاری قائم (struts) را در جهت عمود بر صفحه ی سپرها به این پشت بندهای افقی وصل می کنیم. سپرها و پشت بندها و قیدهای فشاری در عرضهای کم و خاکهای غیر سست، معمولاً از نوع چوبی است ولی در عرضهای بیشتر و خاکهای سست تر استفاده از سپرها و پشت بندها و قیدهای فشاری فلزی اجتناب ناپذیر است.

2-6-1- مزایای روش سپرکوبی
1. سرعت اجرای کار بسیار زیاد است.
2. درجه ی ایمنی کار بسیار زیاد است.
3. برای اجرای کانالها، به ویژه با طول های زیاد، بسیار مناسب است.

2-6-2- معایب روش سپرکوبی
1. در این روش به دستگاه های سپرکوبی، که به هر حال یک دستگاه ویژه است، نیاز است.
2. این روش به نیروهای با تخصص بالاتر، نسبت به روشهای ساده تر، نیا ز دارد.
3. دستگاه های سپرکوب به جای کافی برای اجرای کار نیاز دارند.
4. این روش برای عرض های کم مناسب تر است.


2-7- روش خرپایی
این روش، یکی از مناسب ترین و متداول ترین روش های اجرای سازه نگهبان در مناطق شهری است. اجرای آن ساده بوده و نیاز به تجهیزات و تخصص بالایی ندارد، و در عین حال قابلیت انعطاف زیادی از نظر اجرا در شرایط مختلف دارد.
برای اجرای این نوع سازه نگهبان، ابتدا در محل عضوهای قائم خرپا، که در مجاورت دیواره ی گود قرار دارند، چاههایی را حفر می کنیم.عمق این چاه ها برابر با عمق گود به اضافه مقداری اضافه برای اجرای شمع انتهای تحتانی عضو خرپا است.طول شمع (length of pile) را، که با نشان داده می شود از طریق محاسبه بدست می آوریم. آنگاه درون شمع را آرماتوربندی کرده و عضو قائم را در داخل شمع قرار می دهیم و سپس شمع را بتن ریزی می کنیم. پس از سخت شدن بتن، انتهای تحتانی عضو قائم به صورت گیردار در داخل شمع قرار خواهد داشت.
سپس خاک را در امتداد دیواره ی گود با یک شیب مطمئن بر می داریم. آنگاه فونداسیون پای عضو مایل را اجرا می کنیم. این فونداسیون در پلان به صورت مربعی است. بعد یا عرض فونداسیون (Breadth of foundation) را با و ضخامت یا ارتفاع آن را با نشان می دهیم. پس از آن، عضو مایل را از یک طرف به عضو قائم و از طرف دیگر به ورق کف ستون بالای فونداسیون متصل می کنیم.
عملیات فوق را برای کلیه ی خرپاهای سازه نگهبان در امتداد دیواره به صورت همزمان اجرا می کنیم.
حال خاک محصور بین اعضای قائم و افقی خرپاها را در سرتاسر امتداد دیواره، به صورت مرحله به مرحله برمی داریم و در هر مرحله اعضای افقی و قطری خرپا را بتریج نصب می کنیم تا آنکه خرپا تکمیل شود.

2-7-1- مزایای روش خرپایی
1. برای عموم گودهای واقع در مناطق شهری مناسب است.
2. از نظر اجرا در شرایط مختلف،قابلیت انعطاف زیادی دارد.
3. امکان استفاده مجدد از خرپا وجود دارد.
4. ساده است و به تخصص و دستگاه های خاص نیاز ندارد.


2-7-2- معایب روش خرپایی
1. سرعت اجرا، در مقایسه با روش های پیشرفته تر نسبتاً کمتر است.
2. خرپاها جاگیراند.
3. احتمال الزامی لودن برداشت بخشی از خاک با روشهای دستی وجود دارد.
 
آخرین ویرایش:
وضعیت
موضوع بسته شده است.
بالا