مهندسی سازه بخشی از مهندسی عمران و مهندسی هوافضاست. در مهندسی عمران، مهندسی سازه درمورد ساختارهای انتقال بار از اجزاء یک ساختمان یا بنا به محل تکیهگاهی آن مانند پی سازه صحبت میکند. مهندسی سازه گرایشی از مهندسی است که با طراحی سیستمهای سازهای به هدف تأمین باربری و ایجاد مقاومت در برابر نیروهای گوناگون وارد بر سازه سروکار دارد. مهندسی سازه عمدتاً با طراحی ساختمانها و سازههای غیر ساختمانی سر و کار دارد و همچنین نقشی ضروری را در طراحی ماشین آلات، بهخصوص در مواقعی که یکپارچگی سازهای بر ایمنی و اطمینانپذیری ماشین تأثیر دارد، بازی میکند. طراحی بسیاری از ساختههای دست بشر، از مبلمان تا تجهیزات پزشکی، از خودرو و . نیاز به حضور مهندس سازه دارد.
تاریخچه مهندسی سازه
تاریخچه مهندسی سازه با آغاز یک جا نشینی بشر آغاز شد. اولین تاریخچه مدون مهندسی سازه با ساخت اهرام پلهای در مصر توسط آمون هوتپ (اولین مهندسی که با نام شناخته میشود) بازمیگردد. در این دوره میتوان از سازههای عظیمی چون اهرام مصر، زیگورات چغازنبیل و پارسه (تخت جمشید) در ایران نام برد.
ساختار مهندسی سازه
اگر مهندسی سازه را متشکل از دو بخش تحلیل و طراحی بدانیم، تئوری الاستیسیته سرسلسلهی روابط تحلیلی و مرجع بخش طراحی استانداردها و قضاوتهای مهندسی است. درتئوری الاستیسیته از جبر تانسورها استفاده میشود و با استفاده از قانون هوک، دستگاه معادلات دیفرانسیل جزئی تعادل و سازگاری تشکیل میشوند. مشهورترین روش حل عددی این دستگاه معادلات، روشی است به نام اجزا محدود.
یک مهندس سازه باید در هنگام طراحی سازه به دو مساله توجه کند: مسالهی اول بررسی مقاومت سازه در برابر بارهای وارد بر سازه است که شامل بارهای زنده، بار باد، برف، انسان، اشیا و بار مرده و بار زمین لرزه و. است که با طراحی سیستم باربر ومحاسبه و کنترل مقاومت کافی اعضای سازه در برابر این بارها انجام میشود. مسالهی دوم بررسی کارایی سازه است. یعنی سازه باید فاقد مواردی مانند لرزش و تغییر شکلهای خارج از حد مجاز آییننامه باشد. زیرا این موارد در کاربری سازه مشکلزا هستند و باعث مشکلی مانند ایجاد ترس در کاربران سازه یا مواردی مانند ترک خوردن دیوارها و نازک کاریها میشوند.
سازههای مهندسی سازه
از سازههای مهمی که طراحی آنها برعهدهی مهندسین سازه است میتوان به پل، سد، پی، سازههای دریایی، خطوط لوله، نیروگاه، دیوارهای حائل و سازههای نگهبان، راه، تونل و آبرو اشاره کرد.
منبع:
ویکیپدیا
پارکینگ طبقاتی خودرو که به پارکینگ مسقف، گاراژ یا پارکینگ سرپوشیده نیز معروف است. یک ساختمان طراحی شده برای پارک خودروهاست. این ساختمان به گونهای طراح شده است که دارای چند طبقه برای افزایش ظرفیت توقف اتوموبیلهاست. پارکینگ طبقاتی از انواع جایگاه توقف خودرو محسوب میشوند.
تاریخچه
اولین پارکینگ چند طبقه در سال ۱۹۱۸ برای هتل La Salle در خیابان واشینگتن در غرب شهر شیکاگو ساخته شد. طراحان این سازه ویلیام هولابرد و راچ بودند. هرچند این هتل در سال ۱۹۷۶ تخریب شد اما پارکینگ طبقاتی آن باقی ماند.
البته ادعای دیگری هم وجود دارد که نخستین پارکینگ طبقاتی بین سالهای ۱۹۰۶ و ۱۹۱۲ در شهر گلاسکو ساخته شده است.
طراحی
حرکت وسایل نقلیه بین چند طبقه میتواند به یکی از روشهای زیر صورت گیرد:
رمپهای داخلی: رایجترین نوع امکانات برای تردد خودروها بین طبقات.
رمپ خارجی: که ممکن است به شکل یک دایره شیبدار (در آمریکا به آن whirley به معنی فرفرهای گفته میشود.)
بالابر خودرو: روش غیر معمول
سیستمهای ربات خودکار: ترکیبی از رمپ و آسانسور
در زمینهای شیبدار ممکن است از سطح شیبدار زمین برای حرکت خودرو بین طبقات استفاده شود.
بسیاری از پارکینگهای خودرو، ساختمانهای مستقل و طراحی شده برای توقف خودروها هستند. رایجترین سیستم ساخت این سازه در ایالات متحده، بتن پیش تنیده است.
در سالهای اخیر، پارکینگهای طبقاتی به عنوان بخشی از مجتمعها، ایستگاهها، ترمینالهای مسافری یا ساختمانهای بزرگ چند منظوره و تجاری نیز ساخته میشوند. فضای پارکینگ در زیر میدان نیتن فیلیپس با گنجایش ۲۴۰۰ خودرو، یکی از بزرگترین پارکینگهای طبقاتی در جهان است.
پارکینگهای مسقف و طبقاتی خودرو که برای خدمت به مراکز خرید ساخته میشوند ممکن است به گونهای باشند که در مجاورت طبقات و در نزدیکی فروشگاههای هر طبقه طراحی شوند. یکی از نمونههای این روش را میتوان در مال آمریکا در بلومینگتون، مینه سوتا مشاهده کرد.
این گاراژها اغلب در هر طبقه ارتفاع سقف کوتاه دارند و فقط برای خودروهای شخصی و کوچک مناسب هستند.
یکپارچگی ساختاری
سازهی پارکینگ طبقاتی متحمل وزن سنگین و رفتوآمد وسایل نقلیه بسیار میشود و فشار زیادی را تحمل میکند. اتصالات لرزه گیر برای کاهش فشار روی سازه پارکینگ تعبیه میشوند. برخی از سازههای پارکینگهای طبقاتی در طول ساخت و ساز یا سالهای بعد از آن فرو ریختهاند. تصادف خودرو در دسامبر سال ۲۰۰۷ در شارلوت و همزمان تخریب یک پارکینگ در حال ساخت در جکسون ویل فلوریدا و همینطور ریزش ناگهانی طبقه میانی یک پارکینگ در مونترال در اثر نشت آب، نمونههایی از مشکلات ساختمانی در سازهی پارکینگ است.
پارکینگ با سازههای پیش ساخته
با رشد پارکینگهای چند طبقه از اواسط قرن بیستم، بسیاری از سازههای پارکینگ با استفاده از بتن پیش ساخته ساخته شدهاند. طراحی پیش ساخته شامل ساخت پانلهای دیوارهای داخلی و خارجی، ستون، سازه، طبقه، تیرهایدیوار، پلهها و سنگ نما میشود. این قطعات با تریلر به محل پارکینگ حمل میشود و ماژولها به ترتیب در کنار هم برپا میشوند.
در ساخت و ساز مدرن به ویژگیهای دیگر برای بهبود قدرت سازه هم توجه میشود. به عنوان مثال برای استفاده از بتن یش تنیده بر روی بتن پس تنیده بتن برای ساخت و ساز دیوار برشی نمونه این کار است. مثال دیگر استفاده از فیبر کربن تقویت شده پلیمری به جای فولاد سیم مش برای کم کردن بار و افزایش مقاومت برای آب و هوای سردسیر است.
محوطه سازی که در انگلیسی Landscaping
رشته ی محوطه سازی در حال حاضر در دانشگاه های ایران جایگاهی ندارد و اغلب اساتید معماری برای آن سرفصل های بومی تعریف نکرده اند. البته در معماری تاریخی ایران، محوطه سازی در باغ ها، خانه های اشراف، کاخ ها و… به صورت حرفه ای انجام می شد، به طوری که امضای معمارانی چون شیخ بهایی در پای بسیاری از باغ ها و کاخ های سلطنتی دیده می شود. شاید علت این امر رابطه پیشینیان ما با طبیعت و استفاده از درخت، حوض، استخر برای ایجاد خنکای طبیعی و مناظر دلپذیر در گذشته بوده است. معماران ایران قدیم با اتکا بر دانش خود در شهرهای کویری ایران هم باغ و مناظر طبیعی ایجاد می کردند.
امروزه با توجه به زندگی شهری معماری داخلی نسبت به محوطه سازی پیشرفت قابل توجهی داشته است؛ اما با توجه به همین زندگی شهری و دوری انسان از المان های طبیعی، میتوان با محوطه سازی قسمتی از المان های خشن زندگی شهری را تلطیف کرد. این دانش با توجه به آب و هوای هر منطقه می تواند، بهترین منظر را از لحاظ پوشش گیاهی، مصرف آب و ایجاد محیط دلنشین برای هر 4 فصل ایجاد نماید. اگر به محوطه سازی از دریچه گردشگری نگاه کنیم، می توان در باغ های شهر هایی کویری مانند یزد به خدمت درآمدن طبیعت برای بهتر شدن محیط زندگی انسان را ببینیم. محوطه سازی اصولی در هر شهر و منطقه گردشگری، می تواند جذب گردشگر کند و تصویری واضح را در ذهن گردشگران از نوع معماری منظر و محوطه سازی ثبت کند.
محوطه سازی در مکان های مختلفی انجام می شود و انتخاب طرح ها با توجه به فضای موجود انجام می شود. در کل می توان محوطه سازی فضا ها را به صورت های زیر تقسیم بندی کرد:
همان طور که مشخص است، موارد بالا از متراژ زیاد به کم مرتب شده است. اما ما قصد داریم سه مورد آخر را که مصارف شخصیتری دارند برای شما توضیح دهیم.
محوطه سازی ویلا های شخصی با متراژ کوچکتر
هر چه فضای کوچکتری داشته باشیم باید سلیقه و طراحی بهتری اعمال کنیم. شما می توانید یک باغ 200 متری را با طراحی زیبا و استفاده از مصالح مناسب تبدیل به فضایی کنید که حد اقل 1000 متر به چشم بیاید.
شما می توانید با ایجاد رودخانه خشک توسط سنگ رودخانه ای، حس وجود یک رودخانه طبیعی در باغ را به وجود آورید. با نور پردازی مناسب پیاده رو و مسیر عبور می توانید جلوه منظر خود را صد برابر کنید.
محوطه سازی مجتمع های مسی
در مجتمع های مسی میتوان به کمک سنگ های رودخانه، آلاچیق های کوچک و زیبا، آتشدان های تزئینی، رودخانه های خشک و… منظرهای زیبا و دلنشین برای ساکنین و میهمانان ایجاد کرد. آلاچیقها یکی از برجسته ترین فاکتور های محوطهسازی در مجتمع های مسی هستند و می توانند محل خوبی برای تجمعات و دورهمی های ساکنین باشند.
محوطه سازی حیاط منازل
همانطور که در قبل گفته شد هر چه فضای شما کوچکتر باشد باید با دقت نظر بیشتری به محوطه سازی بپردازید. در فضاهای شهری و مجتمع های مسی با یک فضای زیبا می توانید جذابیت زیادی برای ساکنان و مهمانان به ارمغان بیاورید و به همین دلیل ارزش ملک شما بالا خواهد رفت.
استفاده از واش بتن و واش بتن چراغدار به جای موزاییک های معمولی جلوه ای صد چندان به محل ست شما خواد داد. استفاده از سنگ رودخانه ای به جای چمن، هزینه های نگهداری و آبیاری را برای ساکنان بیش از 70 درصد کاهش خواهد داد.
در مطلب قبل توضیح دادیم که ستون ها دسته بندی های متفاوتی دارند که با توجه به اندازه، شکل ظاهری و سایرعوامل در این دسته ها قرار می گیرند. در این مطلب به ادامه ی توضیح مبحث قبلی می پردازیم.
طبقه بندی ستون ها بر اساس نوع آرماتور
بسته به نوع آرماتور مورد استفاده، ستون های آرماتور بندی شده به انواع زیر طبقه بندی می شوند :
ستون تنگ دار
هنگامی که میلگردهای اصلی و طولی ستون با میلگردهای تنگ جانبی نزدیک به هم محصور شده باشند، ستون از نوع تنگ دار خواهد بود.
ستون مارپیچ
هنگامی که میلگردهای اصلی و طولی ستون با آرماتور مارپیچی ممتد و کم فاصله محصور شده باشند، ستون از نوع مارپیچی خواهد بود.
ستون مرکب
هنگامی که آرماتور طولی ستون به شکل مقطع فولادی یا لوله ای یا بدون میلگردهای طولی باشند، ستون مرکب نامیده می شود.
طبقه بندی ستون ها بر اساس نوع بارگذاری
بر اساس نوع بارگذاری ستون ها به سه نوع تقسیم بندی می شوند :
ستون تحت بار محوری
هنگامی که راستای اعمال نیروی فشاری بر مرکز ثقل مقطع عرضی ستون منطبق باشد، به آن، ستون تحت بار محوری گفته می شود.
ستون تحت بار خارج از مرکز (تک محوری یا دو محوری)
هنگامی که راستای اعمال نیروی فشاری بر مرکز ثقل مقطع عرضی ستون منطبق نباشد، ستون تحت بار خارج از مرکز قرار می گیرد.
تک محوری
ما محورهای Y و X را می شناسیم. هنگامی که بار به صورت خارج از مرکز نسبت به یکی از دو محور Y و X (هرکدام از آن ها) وارد شود، به آن ستون با بار خارج از مرکز گفته می شود. (تک محوری)
دو محوری
اگر بار بر روی دو محور خارج از مرکز اثر کند، به این معنی که بار بر روی هیچکدام از محورهای Yیا X اثر نکند؛ به آن ستون با بار خارج از مرکز گفته می شود. (دو محوری)
طبقه بندی ستون ها بر اساس نسبت لاغری
بسته به نسبت لاغری (نسبت طول مؤثر به حداقل بعد جانبی ستون) ستون ها به شرح زیر دسته بندی می شوند.
ستون کوتاه :
اگر نسبت طول مؤثر ستون به کوچکترین بعد جانبی آن کمتر از 12 باشد، ستون کوتاه نامیده می شود. ستون کوتاه با خرد شدن دچار فروپاشی می شود.
ستون بلند :
اگر نسبت طول مؤثر به کوچکترین بعد جانبی ستون از 12 بیشتر باشد، ستون بلند نامیده می شود. ستون بلند به دلیل خمش یا کمانش دچار شکست می شود.
منبع
ستون عضوی عمودی در ساختمان است که طول مؤثر آن بیش از سه برابر حداقل ابعاد جانبی آن است و بارهای فشاری را تحمل می کند. انواع ستون های ساختمان، بارها را از دال ها یا تیرها به پی ها و فونداسیون ها منتقل می کنند. عضو مایلی که بارهای فشاری را در قاب ها و خرپاها تحمل می کند، عضو فشاری نامیده می شود. پدستال یک عضو فشاری عمودی است که طول مؤثر آن کمتر از سه برابر حداقل ابعاد جانبی آن است. برای آشنایی بیشتر با انواع ستون های ساختمان و کاربرد آن ها، با ما همراه باشید.
دلیل استفاده از ستون در ساختمان ها
از آنجایی که ستون ها تحت بارهای محوری قرار دارند، برای تحمل فشار طراحی می شوند. سایر بارهای ناشی از برف، باد یا سایر نیروهای افقی ممکن است منجر به خمش در ستون ها شوند. بنابراین ستون ها باید مقاوم در برابر بار محوری و خمش طراحی شوند.
روش های دسته بندی ستون ها
البته این دسته بندی ها سفت و سخت نیستند و می توان ستون ها را به صورت ترکیبی نیز درست کرد.
در مجموعه مطالب پیش رو با انواع دسته بندی های ستون آشنا خواهید شد.
طبقه بندی ستون ها بر اساس شکل:
ستون مربعی یا مستطیلی
این نوع ستون در ساختمان های معمولی استفاده می شود. این نوع از انواع ستون های ساختمان تنها در صورتی که فضا مربعی یا مستطیلی باشد، کاربرد دارند. به این طریق ساخت و قالب گیری ستون های مستطیلی یا مربعی نسبت به ستون های دایره ای بسیار آسان تر است. این امر اساساً به دلیل سادگی کار با قالب بتن و جلوگیری از سقوط بتن هنگام بتن ریزی است. قالب گیری ستون های مستطیلی و مربعی بهتر انجام می شود و همچنین هزینه کمتری در پی دار.
ستون دایره ای
ستون هایی هستند که به طور ویژه طراحی می شوند. آن ها غالبا در شمع کوبی و نمای ساختمان ها استفاده می شوند. چرا از این ستون ها در نما استفاده می کنیم؟ از این ستون ها برای حذف لبه ها استفاده می شود. از این ستون ها همچنین در مکان هایی همچون ایوان ها، تراس ها و سالن های کنفرانس مورد استفاده قرار می گیرد. نمونه دیگر از این ستون ها را می توان در پایه های پل ها بیابید؛ زیرا در آنجا شما نیاز ندارید که آن ها را با چیزی تراز کنید. از دیگر مزیت های ستون های دایره ای جنبه زیبایی آنها است.
ستون نوع ال
این ستون ها غالبا در گوشه های دیوارهای دور تا دوری و مرزی استفاده می شوند و خصوصیاتی مشابه ستون های مستطیلی یا مربعی دارند. این نوع از ستون ها به ندرت مورد استفاده قرار می گیرند.
ستون نوع T
این نوع از ستون ها در ساخت پل ها و در موارد دیگر بسته به اامات طراحی استفاده می شوند. این ستون ها هم مشخصاتی مشابه با ستون مستطیلی یا مربعی دارند.
ستون نوع V
همان طور که از نامش پیداست، این ستون به شکل V است و غالبا در صورتی که فضا ذوزنقه ای باشد مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع ستون نیازمند بتن بیشتری در مقایسه با سایر ستون هاست.
ستون شش ضلعی
ستون های شش گوشه به طور کلی ستون های تغییر یافته هستند. شش وجه دارند و زیبایی قابل قبولی برای نما ایجاد می کنند. از این ستون ها غالبا در ایوان ها، سالن های اجلاس، سالن سینما و … استفاده می شود.
ستون قوسی
این نوع از ستون ها هنگامی استفاده می شوند که فضا قوسی شکل است. این نوع زمانی کاربرد دارد که ساخت ستون های مربعی، مستطیلی یا دایره ای ممکن نباشد. این نوع از ستون ها به ندرت مورد استفاده قرار می گیرند زیرا قالب بندی آن دشوار است.
ستون نوع Y
این نوع از ستون ها غالبا در ساخت پل ها، روگذرها و … مورد استفاده قرار می گیرند.
ستون های نوع Y با قوس
مشابه ستون نوع Y است اما لبه های منحنی شکل دارد. این نوع از ستون ها غالبا در زیر پل ها و روگذرها استفاده می شوند؛ یعنی جایی که تراکم ساخت ستون ها بیشتر برای مقاومت در برابر بارهای سنگین وارده از قسمت فوقانی ضرورت دارد.
ادامه دارد.
در مطلب قبل با سقف طاق ضربی آشنا شدیم. اکنون به توضیح اجزای تشکیل دهندهی این طاق و روشهای رفع معایب آن میپردازیم:
میله مهار
در اجرای طاق ضربی معمولاً توصیه میشود چند دهانه را با هم شروع کنند زیرا طاقها به تیر آهنهای کناری ضربه وارد کرده آنها را به خارج متمایل میکنند در نتیجه فاصله تیرها زیاد شده و آجرها فرو میریزند. حال اگر چند دهانه با هم اجرا شوند این نیروها یکدیگر را خنثی کرده و تیرآهنها جا به جا نمیشود.
اما در در آخرین دهانه طاق این نیروها خنثی نمیشود، بنابراین با استفاده از میلگرد این آخرین تیرآهن را به تیر قبلی خود جوش میدهند.
نمره این میلگرد با محاسبه تعیین میشود ولی برای دهانههای ۱ متری میلگرد ۱۰ تا۱۲ مناسب است. بهتر است که میلگرد روی لبه پایینی تیر جوش بخورد تا طول جوش کافی داشته باشد.
بالشتک بتنی زیر سر پلها
در ساختمانهای آجری که سقفها به وسیله تیرآهن و طاق ضربی اجرا شده باشد، گاهی اتفاق میافتد که وزن چند تیر روی یک شاه تیر اصلی قرار بگیرد. برای اینکه این شاه تیر فشار کمتری را بر دیوار وارد کند، از بالشتک بتنی استفاده میکنند.
زیر سر این تیرآهن، قطعه بتنی به پهنای دیوار و ضخامت۳۰ تا۴۰ سانتیمتر و طول ۵۰ تا ۶۰ سانتیمتر میسازند و شاه تیرها را روی آن قرار میدهند.
اگر در قسمت پایین این بالشتک چند عدد میلگرد ۸ یا۱۰ به صورت شبکه قرار دهند بهتر است؛ زیرا در این صورت تارهای پایینی بالشتک که در معرض نیروی کششی قرار دارند بار وارده را بهتر تحمل میکنند. باید توجه نمود که گذاشتن تیر آهن روی بالشتک بدون جوش در صورتی مجاز است که تکیه گاه ساده فرض شده باشد.
نتیجهگیری
این سقف بار وارده به خودش را به صورت یک طرفه منتقل میکند. در این نوع سقف ایده قوسی چیدن آجرها خوب است، اما از آنجا که این سقف با پوکه پر میشود بسیار سنگین است.
همچنین عدم وجود یک دیافراگم صلب در این نوع سقف عملکرد آن را در برابر نیروهای زله پایین آورده است سرعت اجرای عملیات در این نوع سقف بسیار پایین است و هزینههای بالایی دارد و تخریب در سقف طاق ضربی به صورت آوار است و برای ساکنین خطر زیادی دارد.
این نوع سقف در برابر بارهای قائم عملکرد خوبی از خود نشان میدهد اما در مقابل بارهای جانبی عملکرد ضعیفی دارد و برای مقابله با این موضوع باید یک دیافراگم صلب (سقف صلب سقفی است که وقتی نیروی زله به آن وارد شود، مجموعه با هم جابه جا میشود و نیروی زله نمیتواند آن را خم کند و سقف فقط جا به جا میشود) به وجود آوریم.
بنابراین برای جبران ضعف در صلبیت وعملکرد مناسب در زله از میلگردهایی که به صورت بادبندی به تیرها جوش میشوند باید استفاده کرد.
امروزه از سقفهای تیرچه و بلوکی به عنوان جایگزین سقفهای طاق ضربی استفاده میشود. سقفهای تیرچه و بلوک دارای مقاومت بالا، هزینه اجرای کم و بار مرده پایینی هستند. تیرچههای "بتنی"، "کرومیت" و "تام" به عنوان سه نسل تیرچههای موجود در بازار مطرح میباشند.
سقف طاق ضربی یکی از قدیمیترین و سنتیترین نوع سقفهای رایج در ایران میباشد. در بعضی شهرستانهای ایران مانند یزد طاق ضربی با خیز بلند در حدود نیم دایره روی دهانههای تا حدود
مزایا
سهولت استفاده، پایین بودن هزینه ساخت و امکان تغییر بخشهایی از ساختمان بعد از استفاده از سقف طاق ضربی، از دلایل رواج این سقف بوده است.
معایب
یکپارچه نبودن، عدم انسجام کافی، خوردگی آهن در تماس با سیلیکات گچ، لرزش در اثر محرکات محیطی و ایجاد ظاهر نامناسب در سقف.
سنگینی بسیار زیاد، عدم صلبیت دیافراگم سقف و تخریب در هنگام زله به شکل آوار که برای ساکنین خطرناک است.
امکان رد شدن تأسیسات مثل لوله از روی سقف وجود ندارد، مگر اینکه ضخامت سقف افزایش یابد که این موضوع باعث سنگینی سقف میشود.
اجرای طاق ضربی
روی دهانه اتاق در فاصلههای حدودا ۱ متر، تیر آهنی مناسب (که نمره آن با توجه به دهانه اتاق و بار وارده بوسیله محاسبه تعیین شده است) قرار میدهند. آنگاه بین آنها را به وسیله آجر فشاری و گچ و خاک پر میکنند.
نکاتی درباره اجرای طاق ضربی
آجر استفاده شده در طاق نباید کاملاً زنجاب شده باشد، بلکه باید در هنگام استفاده در آب زده شود و بلافاصله در محل مناسب نصب شود.
نباید از آجر جوش یا خام در طاق استفاده کرد چرا که احتمال فرو ریختن طاق وجود دارد.
پس از اتمام کار دوغابی از گچ روی طاق ریخته میشود تا کلیه منافذ آن بسته شود و به صورت جسمی توپر و یکپارچه درآید و انسجام آن افزایش یابد.
در فصل بارندگی باید از اجرای این طاق خوداری کرد، زیرا اگر قبل از اجرای پوششهای عایقی روی سقف باران بیاید گچ موجود در طاق فاسد شده و طاق فرو میریزد.
خیز طاق ضربی باید در حدود ۳سانتیمتر باشد اگر بیشتر از این مقدار باشد برای آن که زیر سقف باید صاف و مسطح باشد باید ملات زیادی استفاده کرد و در نتیجه طاق سنگین شده فرو میریزد و اگر کمتر از این مقدار باشد مؤلفههای عمدی را خنثی نمیکند و احتمال ریزش وجود دارد.
برای آنکه تیر آهنها از داخل معلوم نباشد روی آن را با کرباس و چسب میپوشانند.
مطابق آییننامه ۲۸۰۰ ایران تیر آهنها به وسیله میلگرد یا تسمه فولادی به صورت ی به یکدیگر بسته میشوند، بصورتی که اولا طول مستطیل ی شده بیش از ۱٫۵ برابر عرض آن نباشد و ثانیا مساحت تحت پوشش هر ی از ۲۵متر مربع ننماید.
در مطلب قبل توضیح دادیم که ستون ها دسته بندی های متفاوتی دارند که با توجه به اندازه، شکل ظاهری و سایرعوامل در این دسته ها قرار می گیرند. در این مطلب به ادامه ی توضیح مبحث قبلی می پردازیم.
طبقه بندی ستون ها بر اساس نوع آرماتور
بسته به نوع آرماتور مورد استفاده، ستون های آرماتور بندی شده به انواع زیر طبقه بندی می شوند :
ستون تنگ دار
هنگامی که میلگردهای اصلی و طولی ستون با میلگردهای تنگ جانبی نزدیک به هم محصور شده باشند، ستون از نوع تنگ دار خواهد بود.
ستون مارپیچ
هنگامی که میلگردهای اصلی و طولی ستون با آرماتور مارپیچی ممتد و کم فاصله محصور شده باشند، ستون از نوع مارپیچی خواهد بود.
ستون مرکب
هنگامی که آرماتور طولی ستون به شکل مقطع فولادی یا لوله ای یا بدون میلگردهای طولی باشند، ستون مرکب نامیده می شود.
طبقه بندی ستون ها بر اساس نوع بارگذاری
بر اساس نوع بارگذاری ستون ها به سه نوع تقسیم بندی می شوند :
ستون تحت بار محوری
هنگامی که راستای اعمال نیروی فشاری بر مرکز ثقل مقطع عرضی ستون منطبق باشد، به آن، ستون تحت بار محوری گفته می شود.
ستون تحت بار خارج از مرکز (تک محوری یا دو محوری)
هنگامی که راستای اعمال نیروی فشاری بر مرکز ثقل مقطع عرضی ستون منطبق نباشد، ستون تحت بار خارج از مرکز قرار می گیرد.
تک محوری
ما محورهای Y و X را می شناسیم. هنگامی که بار به صورت خارج از مرکز نسبت به یکی از دو محور Y و X (هرکدام از آن ها) وارد شود، به آن ستون با بار خارج از مرکز گفته می شود. (تک محوری)
دو محوری
اگر بار بر روی دو محور خارج از مرکز اثر کند، به این معنی که بار بر روی هیچکدام از محورهای Yیا X اثر نکند؛ به آن ستون با بار خارج از مرکز گفته می شود. (دو محوری)
طبقه بندی ستون ها بر اساس نسبت لاغری
بسته به نسبت لاغری (نسبت طول مؤثر به حداقل بعد جانبی ستون) ستون ها به شرح زیر دسته بندی می شوند.
ستون کوتاه :
اگر نسبت طول مؤثر ستون به کوچکترین بعد جانبی آن کمتر از 12 باشد، ستون کوتاه نامیده می شود. ستون کوتاه با خرد شدن دچار فروپاشی می شود.
ستون بلند :
اگر نسبت طول مؤثر به کوچکترین بعد جانبی ستون از 12 بیشتر باشد، ستون بلند نامیده می شود. ستون بلند به دلیل خمش یا کمانش دچار شکست می شود.
ستون عضوی عمودی در ساختمان است که طول مؤثر آن بیش از سه برابر حداقل ابعاد جانبی آن است و بارهای فشاری را تحمل می کند. انواع ستون های ساختمان، بارها را از دال ها یا تیرها به پی ها و فونداسیون ها منتقل می کنند. عضو مایلی که بارهای فشاری را در قاب ها و خرپاها تحمل می کند، عضو فشاری نامیده می شود. پدستال یک عضو فشاری عمودی است که طول مؤثر آن کمتر از سه برابر حداقل ابعاد جانبی آن است. برای آشنایی بیشتر با انواع ستون های ساختمان و کاربرد آن ها، با ما همراه باشید
دلیل استفاده از ستون در ساختمان ها
از آنجایی که ستون ها تحت بارهای محوری قرار دارند، برای تحمل فشار طراحی می شوند. سایر بارهای ناشی از برف، باد یا سایر نیروهای افقی ممکن است منجر به خمش در ستون ها شوند. بنابراین ستون ها باید مقاوم در برابر بار محوری و خمش طراحی شوند.
روش های دسته بندی ستون ها
البته این دسته بندی ها سفت و سخت نیستند و می توان ستون ها را به صورت ترکیبی نیز درست کرد.
در مجموعه مطالب پیش رو با انواع دسته بندی های ستون آشنا خواهید شد.
طبقه بندی ستون ها بر اساس شکل:
ستون مربعی یا مستطیلی
این نوع ستون در ساختمان های معمولی استفاده می شود. این نوع از انواع ستون های ساختمان تنها در صورتی که فضا مربعی یا مستطیلی باشد، کاربرد دارند. به این طریق ساخت و قالب گیری ستون های مستطیلی یا مربعی نسبت به ستون های دایره ای بسیار آسان تر است. این امر اساساً به دلیل سادگی کار با قالب بتن و جلوگیری از سقوط بتن هنگام بتن ریزی است. قالب گیری ستون های مستطیلی و مربعی بهتر انجام می شود و همچنین هزینه کمتری در پی دار.
ستون دایره ای
ستون هایی هستند که به طور ویژه طراحی می شوند. آن ها غالبا در شمع کوبی و نمای ساختمان ها استفاده می شوند. چرا از این ستون ها در نما استفاده می کنیم؟ از این ستون ها برای حذف لبه ها استفاده می شود. از این ستون ها همچنین در مکان هایی همچون ایوان ها، تراس ها و سالن های کنفرانس مورد استفاده قرار می گیرد. نمونه دیگر از این ستون ها را می توان در پایه های پل ها بیابید؛ زیرا در آنجا شما نیاز ندارید که آن ها را با چیزی تراز کنید. از دیگر مزیت های ستون های دایره ای جنبه زیبایی آنها است.
ستون نوع ال
این ستون ها غالبا در گوشه های دیوارهای دور تا دوری و مرزی استفاده می شوند و خصوصیاتی مشابه ستون های مستطیلی یا مربعی دارند. این نوع از ستون ها به ندرت مورد استفاده قرار می گیرند.
ستون نوع T
این نوع از ستون ها در ساخت پل ها و در موارد دیگر بسته به اامات طراحی استفاده می شوند. این ستون ها هم مشخصاتی مشابه با ستون مستطیلی یا مربعی دارند.
ستون نوع V
همان طور که از نامش پیداست، این ستون به شکل V است و غالبا در صورتی که فضا ذوزنقه ای باشد مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع ستون نیازمند بتن بیشتری در مقایسه با سایر ستون هاست.
ستون شش ضلعی
ستون های شش گوشه به طور کلی ستون های تغییر یافته هستند. شش وجه دارند و زیبایی قابل قبولی برای نما ایجاد می کنند. از این ستون ها غالبا در ایوان ها، سالن های اجلاس، سالن سینما و … استفاده می شود.
ستون قوسی
این نوع از ستون ها هنگامی استفاده می شوند که فضا قوسی شکل است. این نوع زمانی کاربرد دارد که ساخت ستون های مربعی، مستطیلی یا دایره ای ممکن نباشد. این نوع از ستون ها به ندرت مورد استفاده قرار می گیرند زیرا قالب بندی آن دشوار است.
ستون نوع Y
این نوع از ستون ها غالبا در ساخت پل ها، روگذرها و … مورد استفاده قرار می گیرند.
ستون های نوع Y با قوس
مشابه ستون نوع Y است اما لبه های منحنی شکل دارد. این نوع از ستون ها غالبا در زیر پل ها و روگذرها استفاده می شوند؛ یعنی جایی که تراکم ساخت ستون ها بیشتر برای مقاومت در برابر بارهای سنگین وارده از قسمت فوقانی ضرورت دارد.
ادامه دارد.
از آنجا که بسیاری از مصالح ساختمانی قدیمی (مانند سنگ و آجر) به رغم مقاومت مناسب در برابر تنش فشاری، توانایی کمی برای تحمل تنش کششی دارند، طرح قوسی شکل طاق میتوانست بسیار مفید واقع شود. در یک طاق، بخش بسیار زیادی از بار عمودی فاقد لنگر خمشی بوده و بنابراین هیچ عضوی از طاق، تحت تنش کششی قرار نخواهد گرفت. با این حال آنچه درباره طاقها ممکن است موجب فشار شود، تغییر تنش کششی به تنش برآمده از نیروهای رانشی است. این نیروی رانشی که همواره در راستای افق و به سمت بیرون فشار وارد میکند در دو سوی طاق جایی که طاق روی دیوارهای تکیهگاه خود مینشیند، به اوج میرسد که این فشار میتواند شکاننده باشد. این فشار با دو روش به خوبی چارهاندیشی شده است
از آنجا که طاق گذشته از تیزی یا کفته بودنش در تکیهگاه خود که محل دوسیدنش روی دیوار است با فشاری معین از وزن خود روبرو است، از این رو میباید با پهنای مناسبی که توان حمل وزن را داشته باشد همراه شود. این پهنا که تَبَره خوانده میشود، در بخش دوسش طاق به دیوار که پاکار خوانده میشود اندازهای پیمون شده دارد. این اندازه نسبتی با دهانه سازه برقرار میکند که در پیمون کمترین آن یک شانزدهم است. به این معنا که هرچه دهانه است تَبَره باید دست کم یک شانزدهم» آن باشد. برای نمونه میتوان به گنبد سلطانیه اشاره کرد که دهانه آن ۲۴ گز است که با این حساب جرز دیوارها یک و نیم گز گرفته شدهاست.
گاه در برخی سازهها به خاطر عدم پیادهسازی درست و دقیق پیمون در برقراری تناسب میان پهنای تبره و اندازه دهانه و خیز طاق، شکستهایی در طاق ایجاد میشد که برخی معماران را به فکر استفاده از روشی دیگر برای ایجاد پایداری انداخته است. یکی از این روشها کار گذاشتن یک عضو کششی مانند تیر چوبی یا آهنی در پائینترین بخش قوس در فاصله میان دو پاکار است. با این همه این روش نوعی نقص در پیادهسازی کامل تناسب است.
پارکینگ طبقاتی خودرو که به پارکینگ مسقف، گاراژ یا پارکینگ سرپوشیده نیز معروف است. یک ساختمان طراحی شده برای پارک خودروهاست. این ساختمان به گونهای طراح شده است که دارای چند طبقه برای افزایش ظرفیت توقف اتوموبیلهاست. پارکینگ طبقاتی از انواع جایگاه توقف خودرو محسوب میشوند.
تاریخچه
اولین پارکینگ چند طبقه در سال ۱۹۱۸ برای هتل La Salle در خیابان واشینگتن در غرب شهر شیکاگو ساخته شد. طراحان این سازه ویلیام هولابرد و راچ بودند. هرچند این هتل در سال ۱۹۷۶ تخریب شد اما پارکینگ طبقاتی آن باقی ماند.
البته ادعای دیگری هم وجود دارد که نخستین پارکینگ طبقاتی بین سالهای ۱۹۰۶ و ۱۹۱۲ در شهر گلاسکو ساخته شده است.
طراحی
حرکت وسایل نقلیه بین چند طبقه میتواند به یکی از روشهای زیر صورت گیرد:
رمپهای داخلی: رایجترین نوع امکانات برای تردد خودروها بین طبقات.
رمپ خارجی: که ممکن است به شکل یک دایره شیبدار (در آمریکا به آن whirley به معنی فرفرهای گفته میشود.)
بالابر خودرو: روش غیر معمول
سیستمهای ربات خودکار: ترکیبی از رمپ و آسانسور
در زمینهای شیبدار ممکن است از سطح شیبدار زمین برای حرکت خودرو بین طبقات استفاده شود.
بسیاری از پارکینگهای خودرو، ساختمانهای مستقل و طراحی شده برای توقف خودروها هستند. رایجترین سیستم ساخت این سازه در ایالات متحده، بتن پیش تنیده است.
در سالهای اخیر، پارکینگهای طبقاتی به عنوان بخشی از مجتمعها، ایستگاهها، ترمینالهای مسافری یا ساختمانهای بزرگ چند منظوره و تجاری نیز ساخته میشوند. فضای پارکینگ در زیر میدان نیتن فیلیپس با گنجایش ۲۴۰۰ خودرو، یکی از بزرگترین پارکینگهای طبقاتی در جهان است.
پارکینگهای مسقف و طبقاتی خودرو که برای خدمت به مراکز خرید ساخته میشوند ممکن است به گونهای باشند که در مجاورت طبقات و در نزدیکی فروشگاههای هر طبقه طراحی شوند. یکی از نمونههای این روش را میتوان در مال آمریکا در بلومینگتون، مینه سوتا مشاهده کرد.
این گاراژها اغلب در هر طبقه ارتفاع سقف کوتاه دارند و فقط برای خودروهای شخصی و کوچک مناسب هستند.
یکپارچگی ساختاری
سازهی پارکینگ طبقاتی متحمل وزن سنگین و رفتوآمد وسایل نقلیه بسیار میشود و فشار زیادی را تحمل میکند. اتصالات لرزه گیر برای کاهش فشار روی سازه پارکینگ تعبیه میشوند. برخی از سازههای پارکینگهای طبقاتی در طول ساخت و ساز یا سالهای بعد از آن فرو ریختهاند. تصادف خودرو در دسامبر سال ۲۰۰۷ در شارلوت و همزمان تخریب یک پارکینگ در حال ساخت در جکسون ویل فلوریدا و همینطور ریزش ناگهانی طبقه میانی یک پارکینگ در مونترال در اثر نشت آب، نمونههایی از مشکلات ساختمانی در سازهی پارکینگ است.
پارکینگ با سازههای پیش ساخته
با رشد پارکینگهای چند طبقه از اواسط قرن بیستم، بسیاری از سازههای پارکینگ با استفاده از بتن پیش ساخته ساخته شدهاند. طراحی پیش ساخته شامل ساخت پانلهای دیوارهای داخلی و خارجی، ستون، سازه، طبقه، تیرهایدیوار، پلهها و سنگ نما میشود. این قطعات با تریلر به محل پارکینگ حمل میشود و ماژولها به ترتیب در کنار هم برپا میشوند.
در ساخت و ساز مدرن به ویژگیهای دیگر برای بهبود قدرت سازه هم توجه میشود. به عنوان مثال برای استفاده از بتن یش تنیده بر روی بتن پس تنیده بتن برای ساخت و ساز دیوار برشی نمونه این کار است. مثال دیگر استفاده از فیبر کربن تقویت شده پلیمری به جای فولاد سیم مش برای کم کردن بار و افزایش مقاومت برای آب و هوای سردسیر است.
طاق از نگاه بارگذاری به دو دسته باربر و ناباربر تقسیم میشود. طاقهای باربر خود به دو دسته طاقهای باربر چَفدپایه» و طاقهای باربر جِرزپایه» تقسیم میپذیرند، بهاین معنا که پایداری در دسته نخست با روش خمش زیاد
از نگاه هندسی طاقهای باربر چَفدپایه» همواره شَلجمی (بیضی ایستاده) اند که در کمترین خیز نزدیکترین حالت را به دایره پیدا میکنند، ولی دست کم در معماری ایرانی هیچگاه دایره کامل نمیشوند. طاقهای باربری که جِرزپایه» اند از شلجمی به بیضوی (بیضی خوابیده) تغییر شکل میدهند که از کسری کمتر از نیم دایره آغاز شده و تا کَفتهترین حالت که خمیدگی پیش میروند؛ هر یک از این ریختارها قوسی به دست میدهد که بسته به نیاز طاقی است که هرچه بهتر خورند سازه است.
طاقهای نابابر همانگونه که از نامشان پیداست هیچگونه کارایی باربری ندارند و صرفاً برای پدیدآوردن یک پوشش ساخته میشوند که بیشتر جنبه آمودی در سازه دارد. این طاقهای آمودی برای سبکتر شدن، بسیار نازک و معمولاً با خیز کم ساخته میشوند. گویی خیز کم کمک میکند تا پوشش کمتری ببرد و سبکتر شود وانگهی پوشش آمودی میتواند بسته به نیاز با خیز بیشتر نیز ساخته شود. این خیز از آنجا که هیچ جنبه باربری ندارد یکسره با سلیقه معمار و چه بسا بنا شکل میگیرد. طاقها جدای از ویژگیهای باربری و ناباربری با توجه به اندازه خیزشان معمولاً به چهار دسته تیز، تُند، کُند، و کَفته تقسیم میشوند که به ترتیب از تیز به کَفته، خیز کمتر، نیروی رانشی بیشتر و در نتیجه توان و پایداری کمتر و کمتر میشود. نسبت افراز به دهانه در قوس طاقهای باربر به این ترتیب است: تیز طاقهای ناباربر به همان دلیل ناباربری بیشتر کارکرد آمود در سازه پیدا کرده و از این رو خیز آنها با تنوع بیشتری همراه میشود که وماً با بایدهای نسبت افراز به دهانه همراه نیستند. هرچند برای آنها نیز پیمون موجود است.
طاقها از نگاه ساختاری
منظور از ساختار در طاق، چارچوب کلی آن است که فرای اینکه چه قوس یا شیوه آجرچینی در آن پیاده شده باشد در یک ساختار کلی آشکار میشود. این ساختارها از این قرارند:
طاق آهنگ، گهوارهای یا لولهای: یکی از سادهترین و همزمان پرکاربردترین طاقها در ایران است. این طاق با چینش یکنواخت آجر یا خشت در راستای دو دیوار باربر و به شکل ظاهری نیمه استوانه به صورت تیزهدار یا مازهدار ساخته میشود. این طاق معمولاً به صورت ضربی (پُر) اجرا میشود.
طاق کُلَنبو: طاقی بسیار پرکاربرد و استوار که بیشتر برای مناطقی که بیم زمینلرزه میرود ساخته میشود. این طاق به گنبدی کوچک میماند که از چهار سو روی دیوار تکیه دارد و به همین دلیل میتواند روی دیوارهای با جرز کمتری سوار شود. این تاق را به سه روش ۱ تویزهای، ۲ دُمغازهای، ۳ کاربندی پیاده میکنند.
طاق تاژ: که به چهارطاق هم معروف است. این طاق همانند کلمبو بر چهار دیوار بنا میشود با این ویژگی که به سادگی میتوان روی آن را تخت کرد و طبقه دیگری روی آن بنا کرد.
طاق و تویزه: این طاق با ساخت تویزههای گچی بر روی زمین و سپس بارگذاری آنها و اجرای طاقها متناسب با الگوی تویزهها انجام میشود. ویژگی طاق و تویزه سرعت بالای اجرای طاق است. همچنین در پوششهای ضربی تویزهها میتوانند جایگزین مناسبی برای دیوار بسیار بلند و جِرز خور اِسپَر برای تکیه پوشش ضربی شوند.
طاق تاوه: طاقی بسیار کم خیز که به خاطر نیروی رانشی افقی بالا بیشتر در ساخت طیقههای پایینی که جرز دیوار به اندازه بسنده برای مقاومت دربرابر نیروی رانشی استواری دارد کارایی دارد.
طاق پانیذ: به این طاق دسته زنبیلی هم گفته میشود. این طاق در کنارههای خود کمی گرد میشود که شکل دسته پیدا میکند.
قاب فولادی سبک نوعی سیستم سازه است که در آن از فولاد سرد نورد شده گالوانیزه در ساخت سازه استفاده میشود. این سیستم همچنین به عنوان سازههای فولادی سبک، ساخت و ساز
ساختمانهای قاب فولادی سبک Lightweight Steel Framing موسوم به (LSF)، به صورت خشک و به روش تولید صنعتی اجرا میشوند. قابهای فولادی سبک (LSF) که به وسیله نورد سرد تهیه میشود، یکی از انواع سیستمهای ساختمانی مدرن میباشد که به وسیله این روش میتوان ساختمانهایی را به صورت طبقات محدود (معمولاً تا ۵ طبقه) را اجرا کرد.
این اعضای ساختمانی از ورقهای فولادی با مقاطع عمدتاً U,C و Z میباشد. این عناصر فی خود به عناصر سازهای اعم از باربر و غیر باربر که وظیفه اصلی آنها پایداری ساختمان است تقسیم میشوند. این سیستم با تکرار قطعات سبک در ساخت دیوارها و سقفها و مانند ساختمانهای چوبی اجرا میشود. اتصالات عمدتاً به صورت اتصالات پیچ و مهره است وجای قرارگیری پیچها به روش تولید صنعتی در کارخانه به دقت زیاد با مختصات دقیق و طبق طراحی انجام شده به وسیله دستگاههای مخصوص مشخص میشود. این سیستم یک سیستم سازهای مستقل میباشد و برای پروژههای انبوهسازی، دفاتر و ساختمانهای تجاری کوچک، ساختمانهای چند طبقه، واحدهای صنعتی و سالنهای ورزشی یک طبقه مناسب است. این سیستم قابل تلفیق با سیستمهای سازهای رایج را مانند بتنی یا فی را یه خوبی دارد و برای بالاتر بردن تعداد طبقات (بالاتر از ۵ طبقه) با استفاده از سیستم LSF از این سیستمهای مختلط استفاده میشود. در ساخت و تولید این مقاطع به روش نورد سرد مطابق آییننامهها اشکال مختلف در ابعاد متفاوت با ضخامتی در حدود ۰٫۶ تا ۲٫۵ میلیمتر از ورقهای گالوانیزه نازک پدید میآید.
سه جز اصلی این ساختمانها
بررسی نقاط قوت و ضعف سیستم قاب سبک فولادی
در این سیستم سازهای قطعات باربر وغیر باربر به دقت درون کارخانه تولید شده و در محل مناسب درون کارگاه نصب میشوند که روشی صنعتی درتولید قطعات پیشساخته خواهد بود، از محاسن این روش سرعت بالا، دقت بالا، کیفیت بالا و کنترل کلیه استانداردها در تولید قطعات را میتوان نام برد. از دیگر محاسن این روش و در صورت اجرای صحیح افزایش سرعت ساخت، کاهش وزن ساختمان، کاهش حجم عملات پیریزی، سطح مفید تمام شده بیشتر، کاهش هزینههای حمل و نقل، انعطافپذیری بیشتر فضاها، سهولت در اجرا، عدم نیاز به ماشین آلات سنگین، حذف جوشکاری و کیفیت بالای اتصالات را برشمرد. وزن سازه در این روش ۵۰٪ نسبت به سایر روشهای رایج کمتر است و متعاقب آن کاهش نیروی زله وارد شده بر ساختمان نیز کمتر خواهد شد و با توجه به کمتر شدن وزن ساختمان بار وارده بر فونداسیون کمتر شده و کاهش ابعاد آن را سبب میشود.
امروزه به دلیل کیفیت مناسب ساخت و سرعت بالا و مقاومت عالی در برابر زله از آن در کشورهای انگلستان، آمریکا، کانادا، استرالیا، ژاپن استفاده میگردد.
ساختمانهای پیشساخته فولادی سبک (LIGHT WEIGHT STEEL FRAME) به ساختمانهای LSF موسوم بوده که به صورت خشک و عمدتاً با استفاده از اتصالات پیچی بکار میروند.
درباره این سایت