سازه های کنشی و ایمنی در برابر زلزله

[EN-EZEL 13,039]

کلید واژها:

گفتگوی میان سازه و معماری ، بهینه سازی سیستم های سازه ای

فرم های فونیکولار ، مقاوم سازی در برابر زلزله .

چکیده :

سیستم های چادری ، بادی دارای سازه ای سبک می باشند و می توانند در کشور ما جزء مناطق

زلزله خیز جهان محسوب می شود مفید واقع شوند . بدلیل مقررن به صرفه بودن این سازه ها

می توان بسیاری از هزینه ها را کاهش داد. در شرایط مختلف اقلیمی ایران این سیستم ها می

توانند پاسخگوی مناسبی برای موقعیت های مختلف اقلیمی باشند . استفاده وسیع از این سازه ها

در کشورهای اروپایی همچون ایتالیا ، فرانسه وآلمان توانسته است پاسخ مناسبی به شرایط خاص

هر کدام از آنها بدهد . بسط وگسترش این سیستم سازه ای معضل بارش نزولات آسمانی در

ورزشگاه های روباز ایران را حل خواهد نمود . می توان با صرف هزینه هایی مختصر

فضاهایی فرهنگی ، نمایشگاهی و... برای نسل جوان در حاشیه پارک ها و فضاهای سبز ایجاد

کرد. درزمینه طراحی سرپناه به منظور توسعه صنعت توریسم نیاز به طراحی سازه های مناسب

و مقرون به صرفه داریم که در این جهت نیز استفاده سیستم های چادری ، کابلی و بادی مورد

استفاده خواهد بود ، زیرا در بیشتر مناطق ایران در فصول بازدید توریستی از لحاظ اقلیمی تنها

جلوگیری از تابش و نزولات آسمانی می تواند محیطی مناسب با توجه به شرایط طبیعی آن مناطق

را ایجاد کند . چنین سازه ای سبکی به دلیل وزن کم در برابر نیروهای زلزله بسیار مقاوم خواهند

بود ؛ در شرایطی که ایران از جمله مناطق زلزله خیز جهان است این امر در راستای ایمنی در

برابر نیروهای زلزله بسیار مفید واقع خواهد شد. در جهت کابرد سیستم های سازه ای سبک در

این مقاله شمایی کلی از آنچه به عنوان یک سیستم مدولار طراحی شده است همراه با مختصر

اشاره به جزئیات اجرایی آن وهمچنین نمونه آزمایشاتی در جهت فونیکولار بودن چنین سازه

هایی آورده خواهد شد که با توجه به شرایط طبیعی واقلیمی در فضاهای مناسب توریستی مختلف

ایران دارای طراحی متفاوت خواهند بود .

مقدمه :

در این مقاله به بررسی سیستم های فوق الذکر به منظور بهینه این نوع سیستم ها در شرایط

مختلف اقلیمی ایران پرداخته خواهد شد . در این راستا پس از بیان اهداف این طرح بصورت

موردی به تعامل میان سازه ومعماری می پردازیم .

سیستم های چادری ، کابلی وبادی (Tent ,Cable, Pneumatic Systems ) به دلیل نوع

سازه خاص خود ، قابلیت استفاده فراگیر را باتوجه به مسائل سازه ای و همچنین اقتصادی حال

حاضر ایران خواهند داشت . در این مورد با توجه به مصالحی که در ساخت این نوع سازه ها

بکار گرفته خواهد شد ، بصورت خاص انواع جزئیات اجرائی ، سعی شده است به گونه ای

باشند که در داخل ایران تولید و با نیروی انسانی داخلی ساخته و اجرا شوند . در ادامه به بررسی

مدل های ساخته شده وپس ازآن آزمایشات سازه ای مختلف برای تعیین میزان فونیکولار بودن

وهمچنین پایداری ومقاومت طرح می پردازیم . ( آزمایشی که بصورت مختصر بیان خواهد شد با

استفاده از مایع پاک کننده با غلظت تعیین شده و نیز تارهای ابریشمی با ضخامت مورد نظر برای

حالت خاص انجام پذیرفته است ) در واقع در این مقطع ار بیان پروژه هیچگونه ادعایی برای

اتمام کار نخواهیم داشت بلکه سرآغازیست برای انجام آزمایشات و کارهای بیشتر بر روی نمونه

های دیگر تا بدین طریق به صورت تخصصی ، بیشتر به این نوع سازه ها پرداخته شود و در

راستای کاربرد آنها نیزقدم های مثبتی برداشته شود . این در حالی است که هیچ نوع مطالعات

مدون و تنظیم شده وهدفمندی در این جهت در ایران بصورت جدی انجام نپذیرفته است .

گفتگوی میان سازه و معماری :

همتنطور که در ابتداد بیان شد در این طرح گفتگوی میان سازه و معماری مطرح خواهد بود .

گفتگویی که در آن همنشینی معماری با سازه مورد تاکید است و هر دو در جهت یک هدف

هماهنگ با یکدیگر پیش خواهند رفت . هدفی که در ابتدادی امر مورد نظر است توجه به مواردی

است که در آنها روابط خاص معماری و رسیدن به فضای ناب معماری مطرح می باشد .

فضاهای نمایشگاهی ، محل های اسکان موقت و کاربری های فرهنگی – هنری دیگر در

فضاهای سبز و حاشیه پارک ها می توانند مواردی از استفاده این نوع سازه ها باشند. سیستم های

چادری ، کابلی و بادی سازه ای سبک دارند و می توانند در کشور ما که جزءمناطق زلزله خیز

جهان محسوبمی شود. مفید واقع شوند . به دلیل مقرون به صرفه بودن این سازه ها می توان

بسیاری از هزینه ها را کاهش داد. در جهت پایین آوردن هزینه در مراحل مختلف ساخت ، تولید

مواد و مصالح و نیز اجرای این نوع سیستم ها ، آزمایشاتی بر روی انواع مواد ومصالح انجام

پذیرفته تا با بکارگیری مواد و مصالح داخلی هزینه واردات این مواد از قبیل چادر، کابل و

اتصالات پائین آورده شود . آزمایشاتی که در آن بیشترین توجه بر روی ساخت چادر و اتصالات

بکار رفته در این نوع سیستم ها می باشد . مصالح مورد آزمایش به گونه ای انتخاب و طراحی

شد هاند که می توانند در حالت های مختلف و فرم های متنوع ساخته شده ، دارای مقاومت کششی

مطلوبی باشند . در این نوع آزمایش سعی شده است از مصالح به صورت ترکیبی استفاده شود ؛

به طریقی که این چادرها از یک ساختار تار عنکبوتی داخلی و پوشش ترکیبی بهره خواهند برد

که در نحوه اتصال و کنار یکدیگر قرار گرفتن تارها سعی شده با پیش بینی نقاط بحرانی و نقاطی

که تمرکز تنش در آنها اتفاق خواهد افتاد تقئیت های لازم انجام پذیرد در مورد میزان کشش کابل

ها وهمچنین اتصالات بکاررفته در این نوع سیستم ها به دلیل کششی که بر این اتصالات وارد می

آید نیز آزمایشاتی انجام پذیرفته است .در کلیه مراحل بالا تمام تلاش در ابتداد بر روی مقاومت و

پایداری قطعات و اجزاء و در کنار آن استفاده ار مصالح بومی و نیروی کار انسانی داخلی به

منظور کار آفرینی بهینه در بین جوانان مستعد در انجام چینی اموری بوده است .

برنامه آزمایش ها

الف ) تحلیل فرم های فونبکولار

در این بخش به بیان مطالعات و بررسی های انجام شده در زمینه سازه ای خواهیم پرداخت تا در

راستای هدف کلان گفتگوی میان سازه و معماری ، به پایدارترین حالت از لحاظ فرم سازه ای

برسیم در آزمایش موردی که به صورت خاص بر روی فونیکولار بودن فرم سازه در ضمن

توجه به مقاومت کششی مصالح انجام شده است بدین طریق عمل کردیم که با استفاده از قطعات

متحرکپایه ای (آنتن های را دیویی) به منظور آزادی عمل در حین آزمایش برای بررسی زاویه

های مختلف مورد امکان و همچنین استفاده از تارهای ابریشمی با ضخامت و کشش مورد نظر و

نیز استفاده از مایع پاک کننده با غلظت های مختلف ، به شرایط محاسبه شده بصورت تجربی و

آزمایشگاهی رسیده شود . برای توضیح بیشتر در این مورد باید ذکر شود که پس از اتصال

تارهای ابریشمی به پایه های متحرک همانطور که در تصاویر (1)و(2) مشهود است ، نمونه را

در درون مایع با غلظت مورد نظر فروبرده تا صفحه ای شفاف از آن مایع در بین تارهای

ابریشمی تشکیل شود . سپس با تغییر ارتفاع هر یک از پایه های متحرک ، حالت های مختلف

بدست آمده را ثبت ، و پس از تکمیل جدول مربوط به آن که دارای متغیرها و شاخص هایی از

قبیل میزان غلظت ، میزان ضخامت تار ابریشمی و نیروی کششی مربوط به آن ، میزان ارتفاع

هر یک از پایه ها و نیز اندازه زاویه ای هر یک از پایه ها با سطح افق، و به تبع آن اندازه زاویه

تشکیل شده بین صفحه شفاف و هر یک از پایه ها ، فاصله بین هر کدام از پایه ها ، موقعیت هر

یک در صفحه افق و موارد دیگر از قبیل میزان پایداری در برابر نیروهای طبیعی از قبیل باد و

غیره ، به نتیجه گیری علمی و تجربی در این زمینه رسیدیم تا بیتوانیم محاسبات تئوری انجام شده

را با مشاهدات آزمایشگاهی تا حد امکان تطبیق دهیم (ایستاترین حالت این فرم زمانی است که

زاویه بین صفحه شفاف و خط افق 45 درجه باشد )

ب) ساخت مدل براساس فرم های فونیکولار عملکردی در نمونه دیگر که به ساخت یک مدل

سازه ای مربوط می شود با استفاده از توری پارچه ای بسیار نازک و نیز میله های نازک سعی

شده است که حالت ها و فرم های مختلف سازه ای با در نظر گرفتن فضاهای پوشش دهنده و

عملکرد معماری آنها مورد بررسی قرار گیرد که این مورد ما را در ترکیب فرم های معماری آن

سازه ها یاری داده اند تا به وسیله ترکیب فرم های مختلف به نتایج جالب تئجهی در زمینه سازه ای

برسیم . در این زمینه مرحله از پروژه مسائل زیباشناختی نیز بسیار پر اهمیت بوده است تا به

فروم های مطلوب معماری نیز دست یافته باشیم .

4- خلاصه ونتیجه گیری

در پایان باید متذکر شویم که برای هماهنگی نوع سازه با فرم معماری وکیفیت فضای معماری این

نوع سازه ها با در نظر گرفتن عملکردهای مورد نظر ، مراحل طراحی بصورت رفت و

برگشتی از کل به جزء و بالعکس انجام پذیرفته است وتمامی دیدگاه های پایداری سازه ای ،

عملکردی و زیباشناختی که جزء اصول لاینفک هر پروژه ای هستند، مدنظر بوده است . در این

ارتباط فضای کار برای انجام مطالعات بیشتر و دست یافتن به نتایج عالی تر بسیار باز خواهد بود.

سقف های تیرچه بلوک و عملکرد آنها در مقابل نیرو های زلزله

چکیده :

استفاده از سقف های تیرچه بلوک از زمانی که معماری ساختمان به دنبال دهانه های بزرگ بود

،متداول گردید و در ساختمان گنبدها و سقف های قوسی به منظور مخفی نمودن فضای اضافی

معمول گردید . سقف های تیرچه بلوک در قرن اخیر، همانند سایر فن آوری ها ، دست خوش

تغییرات و نوآوری های فراوانی شده است . طراحی تیرچه های کمپوزیت، فلزی تنها ، بتن مسلح

و پیش تنیده سبب استفاده فراوان و کارآیی سقف های تیرچه بلوک در پروژه های مهم و پرحجم

گشته است. همانند تیرچه ها ، بلوک های سقفی نیز از بدعت وطراحی های خاص خود بی بهره

نمانده و در انواع مختلف بلوک سفالی ، مجوف ، پلی استایرن و... متنوع شده اند . در این مقاله ،

نگاهی اجمالی به مزایای کاربرد سقف های تیرچه بلوک و عملکرد آنها در مقابل زلزله خواهیم

داشت راه های مقاوم سازی سازه های بتنی با سقف های تیرچه بلوک ارائه می گردد.

واژه ای کلیدی :

تیرکمپوزیت ، پیش تنیده ، بلوک پلی استایرن .