مرکز آموزش مهندسی عمران
تبلیغات
اطلاعات
پيغام مدير : باسلام خدمت تمامی بازدیدکنندگان عزیز . امیدوارم مطالب این وبلاگ بتونه براتون مفید واقع بشه . بقیه مطالب در آرشیو وبلاگ موجود است میتوانید از قسمت آرشیو موضوعی استفاده کنید یا اینکه به قسمت عناوين مطالب وبلاگ مراجعه کنید. شما میتوانید توسط فرم عضویت در اینجا عضو شوید تا به تمام مطالب وبلاگ دسترسی داشته باشید.
و همچنین با عضویت در خبرنامه وبلاگ اطلاعات جدید منتشر شده در وبلاگ به صورت هفتگی به آدرس ایمیل شما ارسال می شود.

آدرسهای دیگر این وبلاگ
----------------------
www.omran2000.co.cc
www.iromran.co.cc
www.irancivil.co.cc
www.civilir.co.cc
http://www.omran2000.sub.ir
----------------------------------
***توجه***
این وبلاگ دیگر بروزرسانی نمی شود
برای دریافت آخرین مطالب و دانلودها به آدرس سایت زیر مراجعه نمایید:
http://www.iromran.ir
وبسایت تخصصی مهندسی عمران و معماری

مرکز آموزش مهندسی عمران همه چیز در باره عمران ،دریافت رایگان نرم افزارها و مقالات و پروژه هاي عمراني
نويسنده وبلاگ: mh
آرشيو موضوعي
» مقالات
» مقالات زمین شناسی
» مقالات زمین لرزه و مهندسی زلزله
» مقالات سازه های بتنی
» مقالات سازه های فلزی
» مقالات شهر و شهرسازی
» مقالات مصالح و شیوه های نوین در صنعت عمران
» مقالات ماشین آلات ساختمانی و راه سازی
» مقالات مصالح ساختمانی
» مقالات معماری
» مقالات مهندسی پل و تونل
» مقالات مهندسی جوش و جوشکاری
» مقالات مهندسی خاک و پی
» مقالات مهندسی راه و ترابری
» مقالات نقشه کشی و نقشه برداری
» مقالات هیدرولیک و مهندسی آب
» مقالات عمومی
» نرم افزارها
» جزوات درسی
» کتابهای الکترونیکی
» آموزش ها
» آزمایشگاه مکانیک خاک
» جزوات کارشناسی ارشد
» قيمت انواع مصالح ساختماني
» فهرست بها
» پروژه بتن
» پروژه فولاد
» پروژه کارآموزی
» پروژه متره و برآورد
» پروژه راهسازی
» پروژه بارگذاری
» نقشه ها ی اتوکد
» پروژه کارشناسی ارشد
» نمونه سوالات کارشناسی
» كتاب وجزوات مقطع کارشناسی
» آموزش نرم افزار
» آیین نامه ها
» نمونه سوالات کنکور کارشناسی ارشد
» نمونه سوالات نظام مهندسی
لينک به ما
ورود به وبلاگ
عضويت در وبلاگ
عضويت در خبرنامه

با عضويت در اين خبرنامه کليه نوشته هاي جديد وبلاگ بصورت هفتگي به آدرس ايميل شما ارسال مي شود.





Powered by WebGozar

آمار وبلاگ

فراموشي رمز عبور
ترجمه وبلاگ به زبانهای دیگر
امكانات
صفحه خانگي   افزودن به علاقه منديها   نقشه سایت   RSS 2.0

" "


با سلام خدمت شما دوست عزیز به وبلاگ ما خوش آمدید.

برای عضویت در گروه یاهو ما بر روی تصویر زیر کلیک کرده سپس یوزر و پسورد خود در یاهو را وارد کرده و در گروه ما عضو شوید تا مطالب وبلاگ به صورت هفتگی به آدرس ایمیلتان ارسال شود


Click to join iromran

اینجا کلیک کنید



http://groups.yahoo.com/group/iromran/join


برای اطلاع بیشتر از نحوه عضو شدن در گروه مرکز آموزش مهندسی عمران اینجا کلیک کنید.




با سلام خدمت شما دوست عزیز

 

از این پس در این وبلاگ مطلبی به روز نمی شود و برای دریافت آخرین اخبار ، مقالات و پروژه های عمران و معماری به وبسایت تخصصی مهندسی عمران و معماری مراجعه کنید.

 

 

وبسایت تخصصی مهندسی عمران و معماری

 

 

www.iromran.ir

 

www.iromran.ir

 

www.iromran.ir

 

www.iromran.ir

 

www.iromran.ir

 

www.iromran.ir

 

www.iromran.ir

موفق باشید.

 

مديريت وبلاگ   
موضوع : <-ostCategory->

یکی دیگر از الیاف های که در بتن مسلح استفاده می شود بتن الیافی پلیمری می باشد یکی از مزایای الیاف پلیمری مرکب نسبت به مواد فلزی پدیده خستگی می باشد که در گذشته درصنایع هوایی استفاده می شد و رفتار خوبی را در مقابل خستگی از خود نشان داده اند فولاد معمولاًدر اثر گسترش ترک به طور ناگهانی گسیخته میشود ولی مواد مرکب پلیمری در اثر پارگی الیاف ویا ماتریس در سطح تماس الیاف بسیار کند گسیخته می شود.

پراکندگی قابل ملاحظه موجود در نتایج آزمایشها روی مواد مرکب پلیمری باعث شده که در عمل تنش طراحی کمتری برای این مواد در نظر گرفته شود. طبق نظر دوهوفر (۱۹۷۳)، رفتار خستگی رزینها مختلف با توجه به تفاوت شیمیای زیاد فرقی نمی کند ولی اپوکسی ها عملکرد خستگی بهتری دارند.
طبق نظر هالاوی (۱۹۹۳):مکانیزم تخریب مواد پلیمری مرکب عبارت است از



۳-پارگی الیاف ۴-از بین رفتن چسبندگی بین ماتریس والیاف ۲-لایه لایه شدن مواد ۱-ترک برداشتن ماتریس

طبق نظریه کرسیس(۱۹۸۹):ورقها با الیاف یک جهته به دلیل اینکه تمام بار درجهت نیرو به الیاف وارد میشودمقاومت خستگی خوبی دارند ورقه ورقه شدن الیاف مرکب به علت تنشهای بین صفحه ای میباشد معمولاً از انتهای آزاد وتکیه گاه شروع می شود وبه طرف داخل ورق گسترش می یابد.

یک مکانیزم مهم خرابی جدای بین الیاف و رزین در سال ۱۹۷۳ دو هیو فز مشاهده کرد:
Gfrp باعث جداشدگی  میشود ولی در GFrp تازه تا۷۰درصد مانع جدا شدگی می شود. ۳۰درصدمقاومت استاتیکی

ترمیم وتقویت سازه های بتن مسلح با استفاده از روش الیاف پلیمری مركب در بتن مسلح (اف ار پی):

درحقیقت پوشش كاملی از ورقهای نا زك فولاد والیاف پلیمری مركب است كه می توان آن را برای تقویت تیرها وستون ها ودال هاو...استفاده نمود. مقاوم سازی با الیاف فولادی از طریق چسباندن به وسیله چسب رزین واپوكسی در تیرها وستون ها انجام میگیرد در ترمیم تیرها و ستون ها به روش (لف ار پی) با الیف پلیمری مركب باید موارد زیر را در نظر داشت:



1-شرایط به كار گیری وسختی كار 2-ابعاد لایه تقویت درهندسه ووزن بنا 3-دوره زمانی اجرای طرح تقویت 4-هزینه اجرای طرح

انواع الیاف فولادی مركب در ساختمان شامل زیر میباشد:


3-الیف آرامید 1-الیاف شیشه 2-الیاف كربن

در الیاف مركب فولادی می توان از چند نوع الیاف استفاده كرد كه به ان هیبرید (Hybrid) گویند.

1- الیاف شیشه ای: رایج ترین وپر مصرف ترین نوع الیاف مورد استفاده در سقف کامپوزیت است. بر حسب نوع ترکیب مواد به کار رفته به انواع گوناگون تقسیم میشوند. مزایای این الیاف قیمت پایین واستحکام کششی بالا ومقاومت شیمیای بالاو خواص عایقی بالا میباشد معایب آنها عبارتست از مدول کششی پایین و وزن مخصوص نسبتاً بالا وحساسیت در برش وهمچنین با دما ورطوبت نیز استحکام کاهش می یابد.

2- کربن: دانسیسته آن ۲۲.۷ کیلو نیوتن برمتر مکعب می باشد وشکل مختلف ان بلوری می باشد وضخامت ان نازکتر از موی انسان می باشد و دارای قطر ۶-۱۰میکرو متر می باشد.

مزایایی اصلی آن:

استحکام بالای خستگی-مقاومت در برابر خوردگی- ضریب انبساط حرارتی پایین

معایب:

قیمت بالا -کرنش در شکست-هادی الکتریکی

3- الیاف آرامید:

پلیمر های ارامید دارای خصوصیاتی چون نقطه ذوب بالا و پایداری حرارتی عالی ومقاومت در برابر شعله وغیر قابل حل بودن در بسیاری از حلال های الی شناخته شده اند دانسیسته ان بین ۱۲-۱۴.۶ کیلو نیوتن بر متر مکعب می باشددارای  خواصی چون مقاوت در برابر ضربه عدم حساسیت به شکاف خواص الکتریک- خود خاموش کنی از خصوصیات آن می باشد. به دو صورت نام تجاری کولار۲۹-کولار۴۹ به بازار عرضه می گردد.


نويسنده : mh                 نظرات : 


موضوع : <-ostCategory->
در طراحی و آنالیز با نرم افزار ETABS  در ساختمان های بتنی با قاب خمشی ویژه رعایت نکات زیر ضروری است:
1- مطابق آیین نامه 2800 در ساختمان های دارای اهمیت زیاد (بناهای ضروری) فقط باید از سیستم هایی که ویژه هستند استفاده شود بند 2-4-7 آیین نامه 2800.

2- سیستم های باربر : دال دو طرفه از مناسب ترین سیستم های بار بر ثقلی به شمار می رود.  

3- ضخامت دال:

ضخامت دال باید قبل از شروع عملیات مدل سازی به کمک روش دستی محاسبه شود.  

بهترین و دقیق ترین روش برای این کار استفاده از نرم افزار  safe می باشد.  دال یک طبقه باید مدل شود و کفایت  آن از لحاظ کنترل خیز و میلگرد مورد نیاز در این برنامه کنترل شود. 

در آیین نامه بتن ایران ضخامت دال: 

برای دال هایی که 4 طرف آنها پیوسته میباشد:  T(min) =O/180 

برای دال هایی که 4 طرف آنها آزاد باشد  : T(min) = O/140 

برای دو طرف آزاد میانگین خواهیم گرفت .

4- بارگذاری: 

برای براورد بار دیوارهای داخلی 10 سانتی متری ابتدا وزن کل پارتیشن ها ی طبقه محاسبه شده سپس این وزن روی سطح طبقه پخش می شود.  بار دیوارهای جانبی نیز مستقیماً روی تیرهای جانبی پخش می شود. 

5- بارگذاری جانبی زلزله

مطابق آیین نامه 2800  میتوان زمان تناوبی سازه را به میزان حداکثر 25% افزایش داد مشروط به اینکه از زمان تناوبی محاسباتی (تئوری) بیشتر نشود.

(!) زمان تناوبی تجربی :T= 0. 07x (h) 0. 75  (بتنی) 

که منظور ضرب این مقدار در عدد     1. 25  می باشد

6- در معرفی مشخصات مصالح 

الف) مبنای برنامه برای تقسیم بار سقف فاصله مرکز تا مرکز می باشد اما بار واقعی از بر تیر تا بر تیر قرار دارد .

ب) برنامه  Etabs وزن تیر ها و ستون ها را بر مبنای فاصله مرکز تا مرکز آنها محاسبه می کند و وزن ناحیه فصل مشترک تیر و ستون دو بار محاسبه می شود که برای حل این مشکل طبق  زیر عمل می کنیم: 

وزن دال به طور کامل محاسبه می شود و در عوض وزن تیر را به نسبت ناحیه مشترک آن با دال کاهش می دهیم. در مورد ناحیه باقی مانده که بین تیر و ستون مشترک است،فرض میکنبم این ناحیه جزء تیر میباشد و اثر کاهش آن روی ستون خواهیم دید.

یک راه حل برای رفع این مشکل اصلاح جرم واحد حجم و وزن واحد حجم تیر ها و ستون ها می باشد در واقع این کار به معنی تعریف چند نوع مصالح می باشد.  

 W = (0. 60/0. 80) x 2400=A   وزن واحد حجم اصلاح شده تیر 

 W = [5. 00/(5. 80-0. 60)] x 2400= B  kg/m 3وزن واحد حجم اصلاح شده ستون 

و به همین ترتیب جرم اصلاح شده تیر را حساب میکنیم.

حال این این اعداد یعنی ,..  A,B  را در پنجره Material Property Data   وارد میکنیم.  معمولاً می توان از اثر اختلاف ارتفاع ستون چشم پوشی کرد ولی در مورد تیر قابل اغماض نیست

این مشکل در سازه های بتنی با مقاطع بزرگ به شدت در آنالیز و طراحی دخیل میباشد اما در سازه هایی با مقاطع کوچک و نیز سازه های فولادی چندان تأثیری ندارد.  

7- معرفی مقاطع:

در جعبه Reinforcement Data   اگر مقادیر آرماتور در دو انتها تعیین شود طراحی دقیق تر خواهد شد در غیر این صورت Etabs  خودش محاسبه میکند.

8- معرفی مقطع دال :

در صفحه Wall/Slab section  برای دال های مسطح ضخامت غشایی با ضخامت خمشی همواره برابر است(برابر ضخامت خود دال)

المان دال سه حالت میتواند داشته باشد:

Shell :  رفتار کامل صفحه، در این حالت تمام درجه های آزادی فعال می باشد

Membrane :  رفتار صرفاً غشایی در این حالت درجات آزادی درون صفحه ای فقط آزادند یعنی (سه درجه آزادی دارند) 

Plate : صرفآ خمشی در این حالت تنها درجات آزادی برون صفحه ای فعال هستند و بقیه غیر فعال 

9- معرفی حالات بار استاتیکی: 

بنابر آیین نامه 2800 در ساختمان با اهمیت زیاد باید اثر پیچش تصادفی لحاظ شود 

10- حالت بار ویژه (WALL)  برای معادل سازی جرم و بار نیز باید معرفی شود (توضیح در زیر) 

11- اگر زمان تناوبی سازه از 0. 70 بیشتر باشد باید اثر نیروی شلاقی لحاظ شود 

12- امکان معرفی ضریب زلزله به سازه وجود دارد اما در صورت معرفی ضریب زلزله (بدون استفاده از آیین نامه های موجود ) اثر نیروی شلاقی لحاظ نمی شو د گزینه توزیع نیروی زلزله با معرفی ضریب زلزله User Coefficient می باشد، یکی از راه های رفع این مشکل این است که توزیع نیروی زلزله به صورت دستی محاسبه و به برنامه معرفی شود.

راه حل دیگر که مناسب تر به نظر می رسد استفاده از آیین نامه UBC 94  می باشد، به راحتی می توان پارامتر های آیین نامه 2800 را با آیین نامه UBC94  معادل کرد :

به تشریح چگونگی این موضوع می پردازیم: 

اگر ضریب بازتاب را در دو آیین نامه فوق با هم معادل کنیم تمامی ضرایب حذف شده و به رابطه زیر می رسیم :

S = T0 0. 66

 که ضریب T0  برای ما آشنا است (2800) حال اگر ضریب بازتاب از 2. 5  کوچکتر باشد بدون هیچ مشکلی از UBC94 استفاده می کنیم اما در غیر این صورت ضریب را در نسبت 2. 5  به C  ی محاسبه شده توسط آیین نامه UBC، ضرب کرد  

13- در Define menu>Static load cases>1994 UBC seismic Loading

اگر در تعریف و قرار دادن "S" به مشکل برخوردیم یعنی اگر عدد به دست آمده دارای بیش از دو رقم اعشار باشد،می توانید به دلیل خطی بودن رابطه ضریب اهمیت (ا)  با "S" جای این دو را عوض کنید.

14- در پنجره Define static load case names  ضریب Self Weight Multiplier که ضریب لحاظ کردن وزن اسکلت سازه می باشد تنها برای بار مرده 1 است و برای دیگر حالات بار صفر میباشد 

15-   در جعبه define mass source  تعریف حالت بار WALL در واقع بار نیست و برای در نظر گرفته شدن نصف دیوار زیر طبقه  بام معرفی می شود

 بار نصف دیوار زیر طبقه بام صرفا جهت محاسبه جرم معرفی میشود. این قسمت از دیوارهای بام، بار نیست ولی جرم است و باید در محاسبات جرم دخالت داده شود، یادمان باشد که در مورد دیوارهای پارتیشن هم باید این موضوع را رعایت کنیم یعنی دیوار پارتیشن جزء بار مرده طبقه بام نیست اما نصف بار پارتیشن باید در جرم آن لحاظ شود 

16- یادمان باشد که opening  سقفی است که سختی ندارد اما میتواند بار سطحی تحمل کند 

17- در اختصاص نواحی صلب انتهایی در جعبه Frame End Length Offsets  توصیه می شود به جای کل ناحیه صلب تنها نصف آن از طول انعطاف پذیر کسر شود (Rigid-zone factor =0. 50) 

18- مطابق آیین نامه ACI  باید ترک خوردگی مقاطع بتنی در طراحی در نظر گرفته شود.

تحلیل ∆ P- در سازه های بتنی باید با لحاظ کردن اثرات ترکخوردگی مقاطع انجام شود

"مطابق آیین نامه ACI  ممان اینرسی ستون ها در سازه های بتنی باید در 0. 70 و در تیر ها در 0. 35 ضرب شود تا اثر ترک خوردگی در محاسبات لحاظ شود" .

19- معرفی دیافراگم صلب درجات آزادی را کاهش می دهد. در صورت معرفی دیافراگم برای یک طبقه آن طبقه سه درجه آزادی خواهد داشت.

20- طراحی مدل: 

وقتی سازه بر اساس ضوابط شکل پذیری ویژه (ACI) طراحی می شود موارد زیر کنترل توسط ETABS کنترل خواهد شد :

کنترل میلگرد طولی تیر ها

کنترل مفایت ظرفیت مقطع ستون ها

کنترل جاموت مورد نیاز در تیرها و ستون ها

کنترل ظرفیت اتصال تیر به ستون ها

منترل ضابطه ستون قوی- تیر ضعیف  

اما ضوابط و معیارهای اجرایی کنترل نخواهد شد به عنوان مثال برنامه موارد زیر را کنترل نخواهد نمود:

جاشدن میلگرد در عرض تیر ها

همپوشانی میلگرد در ستون ها

طول مهاری در تیر ها و ستون ها  

21- یادمان باشد پیش فرض برنامه برای طراحی بر اساس شکل پذیری ویژه Special  می باشد.  

در بازنگری خروجی ها بک نکته اساسی این است که اگر در نمایش نسبت نیروی موجود به ظرفیت ستون عدد نمایش شده بزرکتر از 1. 0 باشد، باید مقطع بزرگتر شود.

 

نويسنده : mh                 نظرات : 


موضوع : <-ostCategory->
میراگرهای ویسکو الاستیک در بسیاری از کشورها همچون ایالات متحده، ژاپن، تایوان، مورد آزمایش واقع شده اند و در تعدادی از ساختمانهای بزرگ همچون مرکز تجارت جهانی نیویورک، کلمبیا سنتر، برج دوقلوی سی ونت و...  به صورت موفقیت آمیزی مورد استفاده واقع شده اند.  در ابتدا از این میراگر جهت مقابله با باد استفاده می شده است، اما با تحقیقات حاصله در طول سالیان اخیر، استفاده از این میراگرها در ساختمانها جهت مقابله با زلزله نیز مورد توجه واقع شده است.

  تحقیقات نشان می دهند که خواص مکانیکی این میراگرها وابستگی شدید به دما، فرکانس بارگذاری و کرنش برشی دارند.  این مطالعه جهت بررسی رفتار لرزه ای ساختمانهای مجهز به میراگر صورت گرفته استف بدین منظور ساختمان  22  طبقه فلزی که به صورت ساختمان مقاوم خمشی در شرایط ایران طراحی گردیده است، یکبار جهت مقاوم سازی مجهز به میراگر گردیده است و یکبار با کاهش مقاطع( طرح جدید) به میراگر مجهز گردیده است و رفتار ساختمانهای مزبور در تحلیل خطی و یک قاب از آنها در تحلیل غیر خطی، تحت اثر زلزله های با محتوای فرکانسی متفاوت مورد بررسی واقع شده اند.  نتایج نشان می دهند که به کارگیری میراگر باعث کاهش قابل توجه پاسخ ( خصوصاً تغییر شکلها)می گردد و احتمالاً اثر مودهای بالاتر کاهش می یابد و در ساختمان طرح جدید حدود  5/16% کل فولاد، صرفه جویی گردیده است.  در بررسی اثر دما بر عملکرد میراگر و پاسخ سازه، نتیجه گرفته شد که افزایش دما باعث کاهش جدب انرژی در میراگرهای گردیده و نتیجتاً افزایش پاسخ را نسبت به دماهای پایین به دنبال دارد.  همچنین مشاهده گردید که به کارگیری میراگرها در کاهش نیاز شکل پذیر تیرها مؤثر بوده و باعث کاهش قابل توجه این نیاز می گردند.  نتایج این مطالعه نشان می دهند که انرژی پسماند سازه به علت رفتار غیر خطی اعضاء، در اثر استفاده از میراگر کاهش چشمگیری داشته است و مفمصلهایپلاستیک تحت اثر دو زلزله طبس و ال سنترو کاهش چشمگیری داشته اند.  نتایج این مطالعهنشان می دهند که به گارگیری روشهای طراحی میراگر براساس کنترل میرایی مودی، برایساختمانهای بلند احتمالاً نامناسب بوده و نتایج غیر اقتصادی به همراه دارد.


نويسنده : mh                 نظرات : 


موضوع : <-ostCategory->
قاب مهار بندی شده (یعنی ساختمان مرکب از قاب و دیوار برشی) برای ساختمان های تقریباً بیش از 40 طبقه پر بازده و موثر نمی باشد زیرا برای اینکه مهار بندی به قدر کافی سخت و قوی باشد مقادیر زیادی مصالح لازم می گردد.  بازده یا کار آیی سازه ساختمان را ممکن است با استفاده ازخرپاهای کمر بندی افقی که قاب را به هسته می بندند تا حدود 30 درصد افزایش داد.

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


نويسنده : mh                 نظرات : 


موضوع : <-ostCategory->
توزیع نیروهای زلزله در ارتفاع در آیین نامه های طراحی در برابر زلزله براساس رفتار خطی، مود اول و منظم بودن سازه است و برای در نظر گرفتن اثر مودهای بالا در سازه های با دوره تناوب بالا از نیروی شلاقی استفاده می شود.  در صورتی که در نظرگرفتن مواردی چون رفتار غیر خطی سازه ها، چند مؤلفه زلزله، پانل های پرکننده با مصالح بنایی، بیشینه شتاب زلزله و بیشینه سرعت زلزله می توانند در توزیع نیروی برشی و لنگر واژگونی طبقات تأثیر بگذارند.

در این تز(مطالعه) ابتدا با جمع آوری تحقیقات انجام شده در زمینه های تأثیر چند مؤلفه زلزله با رفتار سازه ها، پارامترهای مؤثر در تحلیل غیر خطی سازه ها (سختی، میرایی، پانل های پرکننده بامصالح بنایی) و دیدگاه آیین نامه های جهان در رابطه با تحلیل سازه ها تحت مؤلفه زمین لرزه، توزیع نیروی برشی و لنگر واژگون طبقات مورد بررسی قرارگرفته است.  سپس جهت بررسی عوامل مؤثر در توزیع نیروی برشی و لنگر واژگونی طبقات برای مدلهای مختلف سازه ای فولادی (خمشی، بادبندی X  وK  و خمشی با پانل های پرکننده) تحلیل دینامیکی (خطی و غیر خطی) تحت شتابنگاشت های طبس، ناغان و اسلام و ال سنترو انجام شده و با توزیعی که آیین نامه ایران مطرح کرده مقایسه شده است.  با توجه به بررسی انجام شده در این مطالعه نتیجه شده است که سازه ها با افزایش بیشینه شتاب زلزله رفتار غیر خطی بیشتری نشان می دهند که باعث تغییر توزیع نیروی برشی و لنگر واژگون طبقات سازه ها می شود.  مؤلفه گهواره ای زلزله ها باعث افزایش نیروی برشی و لنگر واژگون طبقات سازه ها می شود.  همچنین در نظرگرفتن پانل های پرکننده با مصالح بنایی می تواند باعث افزایش نیروی برشی و لنگر واژگونی طبقات پایینی سازه ها شود.


نويسنده : mh                 نظرات : 


موضوع : <-ostCategory->
یکی از مباحث جدید مطرح شده در علم ریاضیات، آشفتگی (chaos) است.  این موضوع در محدوده دینامیک غیرخطی مورد بررسی قرار می‌گیرد.  در دینامیک غیرخطی در صورتی که دو نقطه شروع مجاور داشته باشیم بعد از مدتی رفتار هر کدام از دو مسیر با یکدیگر متفاوت خواهد بود و نسبت به هم واگرا می‌شوند.  در صورتی که اگر ما همین مساله را بصورت خطی در نظر می‌گرفتیم.

.  این دو مسیر با همان اختلاف کم اولیه ادامه پیدا می کردند.  در واقع اگر در یک سیستم غیرخطی نمودار رفتار شتاب - تغییر مکان که تحت عنوان phase space معرفی می‌شود را رسم کنیم و مورد ارزیابی قرار دهیم، امکان مشاهده رفتار آشفته برای ما میسر خواهد بود.  شاید یکی از ساده‌ترین جاهایی که در آن می‌توان بحث آشفتگی را شناخت، در حل معادله x2 + x (1 / 1) 0 با استفاده از روش عددی نقطه ثابت باشد در واقع در حل این معادله از نگاشت (mapping) استفاده می‌شود پاسخ‌هایی که از حل عددی این معادله بدست می‌آید برای مقادیر نزدیک به 4 رفتار آشفته از خود نشان می‌دهد.  لذا یکی از مباحث مهم در طرح بحث آشفتگی نگاشت‌های poincare است که در آن بحث آشفتگی را در رفتارهای انشعابی (bifurcation) نشان می‌دهد.  در این نگاشت‌ها ما با نقاط جاذب و دافع مواجه می شویم که شباهت بسیاری با جاذب‌ها و دافع‌های موجود در phase space در سیستم‌های دینامیکی دارند.  لذا در طرح بحث آشفتگی بحث phase spaceها یا فضای نمود و نیز نگاشت Poinare اهمیت فراوانی دارند.  یکی از جاهایی که بحث آشفتگی مشاهده می‌شود در رفتارهای کمانشی پوسته‌ها و نیز تیرها است.  در واقع آشفتگی استاتیکی نسبت به پارامتر مکانی و آشفتگی دینامیکی نسبت به پارامتر زمانی طرح می‌شود.  از آنجایی که باید در این بحث نسبت به مباحث رفتار بعد از کمانش سازه (postbukling) آگاهی داشت.  طرح مباحث فوق صورت گرفته است و منحنی‌های انشعابی در مورد پوسته‌ها و تیرها بدست آمده است.  این بررسی به دو صورت انجام شده است اولا بررسی رفتارهای کلی سازه با استفاده از نگاشت poincare و ثانیا بررسی رفتار با استفاده از مباحث انرژی پتانسیل که در حالت وسیع‌تر به تیوری کتستروفی ارتباط پیدا می‌کند.  بحث کتستروفی در سیستم‌های gradient مطرح ات یعنی سیسم‌هایی که معادلات حاکمش از یک پتانسیل (انرژی پتانسیل کار) قابل بدست آوردن است.  تیوری کتستروفی می‌گوید: در یک سیستم که بر آن یک تابع هموار (smooth) با حداکثر چهار پارامتر (بارگذاری یا نقص سازه‌ای) حاکم است، بصورت پایه تنها هفت نوع هندسی محلی، یکتایی‌های پایدار وجود دارد که به آنها مجموعه‌های کتستروفی گفته می‌شود.  این هفت نوع مورد بحث قرار گرفته و اشکال آنها رسم شده است.  بعد از یافتن معادلات حاکم بر سازه در حالت کمانش دینامیکی و استاتیکی، در حل این معادلات از روش Perturbation استفاده می‌کنیم و مشاهده می‌شود که نتایج دقیقا با نتایج بدست آمده از روش انرژی پتانسیل کل مطابقت دارد.  در مرحله بعد با استفاده از روش مقیاس‌های متعدد (multiple scales) فضای آهسته S و یا زمان آهسته را تعریف می‌کنیم.  در بحث آشفتگی استاتیکی این فضای آهسته S، نقش متغیر زمان در مسایل دینامیکی را ایفا می‌کند و همانگونه که ما phase spaceها یعنی منحنی‌های x-x را در دینامیک با توجه به متغیر زمان داشتیم، در اینجا هم x با توجه به فضای آهسته S تعریف می‌شود که خود یک پارامتر مکانی است.  با توجه به phase spaceهای یک آونگ تحت نیرو و مشاهده نقاط هموکلینیک، هتروکلینیک و حلقه‌های جداساز separatrix)) و نیز مقایسه phase space تعریف شده در این پوسته با phase space مشاهده شده در رفتار آشفته آونگ به این نتیجه می‌رسیم که در واقع در فضای نمود مربوط به پوسته یک حلقه جداساز وجود دارد که بیانگر حساسیت بسیار زیاد نسبت به شرایط اولیه و نیز رفتار آشفته در یک پوسته است.  در واقع در اینجا ما با حل‌های سولیتونی شکل مواجه می‌شویم که شکل خاص خود را دارند و خصوصیات امواج سولیتونی را دارا هستند.  نکته جالب در اینجا است که این امواج سولیتونی شکل در رفتار بعد از کمانش تیر الاستیک دو سر مفصل هم مشاهده می‌شوند.


نويسنده : mh                 نظرات : 


موضوع : <-ostCategory->
امروزه بخش عمده ای از طراحی لرزه ای در آیین نامه ها براساس روش استاتیک معادل وتعیین برش پایه طراحی از طیف خطی می باشد. برای تعیین برش پایه طراحی از ضرایب به نام ضریب اصلاح رفتار و یا ضریب رفتار استفاده می شود. این ضریب در واقع اعمال کننده فلسفه طراحی لرزه ای می باشد. با تغییرکوچکی در این ضریب برش پایه می تواند به مقدار زیادی تغییرکند.
در آیین نامه های کنونی این ضریب بیشتر براساس قضاوت مهندسی تعیین شده است و لزوم تبین علمی این ضریب احساس می شود. نتایج نشان می دهد که مقادر ضریب رفتار سازه به پارامترهای بسیاری از جمله پریود سازه بستگی دارد. به طور کلی با افزایش پریود سازه مقدار ضریب رفتار آن کاهش پیدا می کند. در ضمن با انجام اصلاح در طراحی قاب خمشی توزیع شکل پذیری در طبقات قاب خمشی مناسب تر گردیده است. در این پایان نامه قابهای فولادی ابتدا براساس ضوابط آیین نامه طراحی لرزه ای جدید ایران طراحی شده سپس به وسیله یک تحلیل غیر خطی استاتیکی تحت اثر بارهای جانبی آیین نامه ای، شکل پذیری و ضرائب اضافه مقاومت آنها با توجه به محدود نمودن شکل پذیری محلی در المانهای سازه بدست آمده است. ار نتایج به دست آمده برای محاسبه ضریب رفتار قابها استفاده شده است. در این تحقیق اثر P-Δ  در محاسبه ضرایب اضافه مقاومت و شکل پذیر قابها در نظر گرفته شده است. اثر P-Δ  در قابهای خمشی باعث کاهش شکل پذیری قابها و همچنین ایجاد یک سختی منفی در آنها بعد ازجاری شدن قاب گردیده است. سختی در قابهای دارای مهاربندی بعد از جاری شدن مثبت می باشد. مقادیر ضریب رفتار محاسبه شده باری قابهای خمشی به طور کلی کمتر از مقادیر آیین نامه ای می باشد. قابهای مهاربندی شده هم محور که تعداد طبقات کمی داشته اند ضریب رفتار بزرگتر از آیین نامه و با فزایش تعداد طبقات مقدار آن کاهش پیدا کرده است. در قابهای مرکب مقدار ضریب رفتار به طور کلی از مقادیر آیین نامه ای بیشتر می باشد. در بررسی های انجام شده ملاحظه گردیده که در قابهای خمشی را به آیین نامه ای ستون قوی و تیر ضعیف، تضمین کننده به وجود نیامدن مفصل پلاستیک در ستونها نمی باشد. با اصلاح رابطه فوق به طوری که در ستونها مفصل پلاستیک به وجود نیاید، توزیع شکل پذیری در طبقات قاب خمش مناسب تر می گردد. تحلل استاتیک غیر خطی افزاینده می تواند نشان دهنده رفتار کل سازه و بیان کننده نحوه تشکلیل مکانیزم خطابی در سازه باشد. از طرف دیگر می توان با مقادیر اضافه مقاومت و شکل پذیری و شکل پذیری طبقه ای به دست آمده از نتایج حاصل از این تحلیل قضاوت مناسب در مورد رفتار سازه ها داشت.

نويسنده : mh                 نظرات : 


موضوع : <-ostCategory->
اتصال خورجینی متداولترین شكل اتصال در ساختمان‌های اسكلت فلزی در ایران است؛ مبدع این اتصال ایرانیان هستند و درهیچ كجا شناخته شده نیست! نحوه اجرای اتصال خورجینی بدین طریق است كه تیرهای حمال از طرفین ستونها به طور یكسره عبور داده می شوند و روی نبشی هایی كه در طرفین ستون نصب شده‌اند قرار می‌گیرند و معمولا در بالای هر تیر هم یك نبشی قرار می دهند لذا اتصال خورجینی تامین كننده نشیمن برای عبور یك جفت تیر سرتاسری از طرفین ستون می باشد.

اتصال خورجینی كاربرد گسترده ای در ایران دارد كه علت آن عمدتا سادگی اجرا، كاهش هزینه، كمبود نیمرخ بال پهن و شماره های بالای نیمرخ IPE است. به طور كلی ساختمان‌های فولادی به دلیل نرمی و انعطاف پذیری از پایداری خوبی در برابر نیروهای ناشی از زلزله برخوردارند اما متاسفانه در زلزله های خرداد ماه 69 منجیل و رودبار و زلزله اخیر بم برخلاف انتظار شدیدا آسیب دیدند و خسارات جبران ناپذیری را به بار آوردند. علت این امر را باید عمدتا در كیفیت اتصالات جست. ضابطهاصلی طرح اتصالات در نقاط زلزله خیز قابلیت انتقال لنگر برای سازه هایی است كه فاقدبادبند یا دیوار برشی بتن آرمه اند؛ در حالیكه اتصالات خورجینی از سوی هیچ كدام از آیین نامه های موجود به عنوان اتصالات گیردار شناخته نشده اند.
یكی دیگر از مشكلات اتصال خورجینی هنگامی بروز می كند كه تیرها در دوطرف دهانه های نامساوی را پوشش دهند؛ در اینصورت دهانه های نامساوی عكس العملهای نامساوی را در برابر بارهای وارده نشان خواهد داد و افزایش لنگرها را موجب می شود. عدم اتصال تیرها به هم و نامساوی بودن دو دهانه اطراف باعث می شود كه نتوانند با هم كار كنند.


نويسنده : mh                 نظرات : 


موضوع : <-ostCategory->
1-1 روش مقاومت در طرح لرزه ای:
نخستین گام ها درمنظور نمودن اثرات بار جانبی ناشی از زمین لرزه در اواخر اولین دهه قرن حاضر برداشته شد. تجربیات كسب شده از رفتار سازه ها درزمین لرزه ای درایتالیا منجربه استخراج رابطه ای  تقریبی برای  نیروی معادل استاتیكی زمین لرزه شد. این نیروی جانبی برابر با 12/1 وزن كل بنا تخمین زده شد. درسالهای 1930 براساس قانون دوم نیوتن وبافرض برابری شتاب ایجاد شده درسازه صلب با شتاب زمین رابطه ای استخراج گشت كه تاكنون نیز اساس طراحی دربرابر زمین لرزه است

C   ضریب زلزله ( لرزه ای ) نام گرفت . باتوجه به احتمال رخداد زمین لرزه ، شكل پذیری ، رفتار غیرارتجاعی سازه ها وظرفیت جذب انرژی در آنها ، ضریب C برای سازه های مهم 1/0 وبرای سازه های معمولی 08/0 پیشنهاد شد. 10 سال بعد با پیشرفت علم دینامیك سازه ها ودرك تاثیر دوره تناوب برمیزان نیروی وارد بر سازه ها ضریب لرزه ای C برحسب تعداد طبقات ساختمان (N)كه رابطه مستقیم با دوره تناوب سازه دارد ، تعریف شد:

  معرفی شد كه برحسب نوع سیستم سازه ای مقدار آن بین می باشد .

V=K C W                                                                                         

  درسال 1975 با درك بهتر رفتار واقعی سازه ها برابر نیروهای زمین لرزه ، مقدار نیروی برشی  پایه بصورت زیر تعریف شد.

 V=ZIKCW                                                                                        

Z   ضریب احتمال وقوع زلزله ،I ضریب اهمیت بنا ، K ضریب شكل پذیری ، C  ضریب زلزله كه درصدی از شتاب اوج زمین لرزه برحسب شتاب ثقل است و S ضریب تشدید بنا وزمین كه به فركانس سازه وخاك وابسته است. از اعمال پالایش ها وبازنگری ها ضریب زلزله بصورت زیر تعریف می شود:                                                                                                              

روش مقاومت معمول ترین روش طراحی لرزه ای است كه تاكنون  بكار رفته است. این روش برمبنای تامین یك حداقل مقاومت جانبی برای سازه دربرابر بارهای لرزه ای است. بارهای لرزه ای همراه یك روش تحلیل مانند بار استاتیكی معادل یا روش جمع آثار مودها بكار می روند. وقتی كه نیروهای لرزه ای داخلی محاسبه شد وبا سایر بارها نظیر بارهای ثقلی تركیب شدند‌، ابعاد اجزاء سازه ای بوسیله روش طراحی  تنش های مجاز یاروش طراحی مقاومت نهایی تعیین می شود. درروش طراحی تنش های مجاز اعضا طوری طراحی می شوند كه تنش بوجود آمده درآنها ازتنش مجاز مصالح كمتر باشد. درروش مقاومت نهایی محتمل ترین بار وارد بر المان تعیین می شود. سپس مقطع بحرانی كه برای یك مقاومت حدی اسمی كاهش یافته طراحی شده است، نباید از بارهای ضریبدار بیشتر باشد.

 

1ـ1ـ2ـ نواقص طرح برمبنای مقاومت

    رابطه V=CW بعنوان اساس طراحی لرزه ای بسیاری از آیین نامه ها ، بیانگر برش پایه ناشی ا ز تحریك زمین لرزه است وازطریق الگوهای بارگذاری دركل ارتفاع ساختمان توزیع می شود. با تحلیل سازه برابر این بار جانبی مقاومت مورد نیاز اجزای آن بدست می آید . اما روند استخراج برش پایه خود مورد تردیداست . در ضریب C، ضرایب AB طیف پاسخ طرح را نشان می دهند. شكل این طیف كه بیشتر كاربرد آیین نامه ای دارد بسیار ساده است ودربسیاری موارد با طیف زمین لرزه های واقعی هم خوانی ندارد. زمین لرزه های اخیر ( مانند نور تریج ) انحراف قابل توجهی راازحدود متعارف طیف نشان می دهند. به این ترتیب میزان خواسته تخمین زده شده ازاین روابط مورد تردید است.

   ضریب R كه ضریب رفتار نام دارد ، برای بیان قابلیت تغییر شكل غیرارتجاعی سیستم وشكل پذیری آن معرفی می شود. محاسبه R برپایه « قانون تساوی جابجایی ها »  صورت می پذیرد. اما این قانون بویژه در سیستم هایی بادوره تناوب پایین صادق نیست ومطالعات گسترده ارتباط تنگاتنگ آن را بادوره تناوب ،میران شكل پذیری وضریب اضافه مقاومت نشان داده است. درحالی كه درآیین نامه ها R  تنها بصورت تابعی ازسیستم سازه ای انتخاب می گردد.این نقصان دردرك عملكرد ورفتار سازه نیز تاثیر بسزایی دارد.

اشكال عمده درفرمول برش پایه این است كه مسئله مهم غیرخطی راكه درآن تغییر شكل های غیر الاستیك حاكم است می خواهد بایك ضریب رفتار ( كاهش مقاومت ) R  به صورت یك مسئله ساده الاستیك كه در آن « نیروها » حاكم است ارائه نماید.

  چهار عامل موثر در

۱ ـ كاهش تاثیر زلزله به علت افزایش پریود سازه

2ـ كاهش تاثیر زلزله به علت افزایش اتلاف انرژی ( میرایی بیشتر ازمقدار عادی كه معمولا ً 5% درنظرگرفته می شود.)

3ـ افزایش مقاومت ازجاری شدن اسمی مقاطع تاحدنهایی آنها ( افزایش مقاومت )

4ـ افزایش مقاومت ازنیروهای طراحی تا تسلیم مصالح ( ضرایب بار )

تركیب سه عامل اول مربوط به توانایی سازه می باشد كه برپایه شكل پذیری استوار است.

   ضریب چهارم كه مربوط به ضرایب بار می باشد فقط برای ساختمان هایی كه با روش تنش مجاز طراحی می شوند منظور می گردد. ظرفیت سازه با یك منحنی نشان داده می شود كه از پریود اولیه سازه  شروع می شود وبااین پریود باقی می ماند تا تعدادی از اعضای سازه به حد تسلیم برسند، پس ازاین وضعیت ، پریود ارتعاش سازه درسطح پاسخ افزایش می یابد.

 پریود اولیه سازه ، پریود واقعی آن را نشان می دهد ، كه مقداری بزرگتر از پریود سازه محاسبه شده براساس ضوابط آیین نامه ها می باشد.

   طیف برش پایه الاستیك نتیجه حاصلضرب ضرایب زلزله بدون اثر R است. این طیف در پریودهای كوتاه مقدار ثابتی است ودر پریودهای بلند كاهش می یابد. مقادیر این طیف تقریبا ً معادل با طیفطرح آیین نامه با 5% میرایی می باشد.

   طیف نیاز زلزله همان طیف « برش پایه الاستیك » می باشد كه برای پریودهای بالاتر از  كاهش یافته است.

     مقدار ضریب رفتار به عوامل بسیاری همچون بی نظمی درارتفاع ، میرایی ، مدت دوام زلزله ،‌شتاب نگاشت های مختلف ،PGA، تعداد طبقات ، پریود سازه و…بستگی دارد. بنابراین  نسبت دادن عددی ثابت مانند R به سازه برای تبیین عملكرد غیرخطی آن سبب می شود كه اثرات عوامل فوق منظور نشده واز قابلیت های گسترده عملكرد سیستم های سازه ای چشم پوشی شود. بنابراین اگرچه یك روش تحلیل خطی درك خوبی از ظرفیت خطی سازه واولین جاری شدن می دهداما نمی تواند ساز وكارهای خرابی وباز توزیع نیروها پس از جاری شدن نقاط دیگر را تشریح كند.

    نكته دیگر لحاظ كردن اثر ساختگاه ازطریق ضرایب خاك درآیین نامه ها ست. واقعیت این است كه چنین ضرایبی هرگز نمی تواند اندركنش خاك ـ سازه رادریك زمین لرزه بیان نماید. بدین ترتیب تخمین واقعی خواسته به كمك روند حاضر كاملا ً امكان پذیر نیست . هرچند به نظر می رسد این روش ساده ترین راه موجود درمحاسبه خواسته لرزه ای سازه هاست. رفتار غیرالاستیك ، سطح نیروهای مربوط به مود اول را كاهش می دهد، درحالی كه اثر آن برمودهای بالاتر نسبتا ً كم است. بنابراین یك روش طراحی براساس نیرو كه یك ضریب كاهش نیروی ثابت رابرای همه مودها بكار می برد، احتمالا ً اهمیت مودهای بالاتررا بیش از حد دست پائین برآورد می كند.درروش طراحی فعلی ، عموما‌ً ازسختی اولیه سازه ها واجزاء‌آن برای تحلیل وهمچنین برآورد تقاضای لرزه ای استفاده می شود ولی از آن طرف با كاهش سطح نیروهای الاستیك به وسیله ضریب كاهش نیرو واعمال نیروهای بدست آمده به سازه ، تغییرمكان هائی حاصل می شود كه هیچگونه ارتباط منطقی باتغییر شكل های غیرالاستیك سازه ندارند، هرچند در آئین نامه ها ضرائبی برای اصلاح تغییرمكان های حاصل بكار می رود ولی درنهایت نمی توان اعتبار چندانی برای تغییر مكان های حاصل شده ، قائل بود.

علاوه برنكات ذكرشده ، تعیین ظرفیت سازه ها به روش مقاومت دربسیاری موارد منطقی به نظر نمی رسد. بیان رفتار اجزای سازه ای ازطریق تك پارامتر مقاومت ( مقاومت تسلیم یا مقاومت نهایی بسته به روش طراحی ) به هیچ وجه قانع كننده نیست.

درواقع چنین برخوردی بامساله تعیین ظرفیت ها ،‌كوچكترین دیدی ازرفتار واقعی سازه دراختیار طراح قرارنمی دهد.

این پارامترها همچون شكل پذیری ، رانش ( دریفت ) كل ، رانش بین طبقه ای وانرژی، درتعیین قابلیت اعتماد سازه ها وتبیین عملكرد مورد انتظار آنها درزمین لرزه بكار می رود.

 

1ـ2ـ لزوم طراحی لرزه ای براساس عملكرد

    مهندسی زلزله به دلایل مختلفی تحت تغییرات اساسی قرارگرفته است . ارتقاء‌، دانش دربارة وقوع زلزله ، حركت زمین ومشخصات پاسخ سازه ، همچنین نتایج به دست آمده اززلزله های اخیر آمریكا وژاپن كه خسارت مالی كثیری رادربرداشت دراین تغییرات نقش مهمی را ایفا نموده است . ازمهمترین دلایل آن است كه درروشهای طراحی آیین نامه های فعلی به صورت كافی ومنطقی به موارد ذیل پرداخته نشده است:

1ـ منظور طراح برای توضیح منطقی قوانینی كه از آنها جهت تصمیم گیری استفاده كرده است .

2ـ خواسته مالك ساختمان جهت قضاوت درباره هزینه ها وفواید مقاوم سازی دربرابر زلزله .

3ـ نیازهای جامعه ،‌جهت اتخاذ تصمیمات آگاهانه براساس تقاضای لرزه ای تصادفی  اعمالی توسط تكانهای زمین وظرفیتهای لرزه ای نامشخص ساختمانهای موجود وجدید.

دراثر وقوع زلزله های شدید ، خسارات قابل ملاحظه ای به سبب رفتار غیرالاستیك سازه ها به آنها واردمی شود چرا كه باتوجه به منحنی نیرو ـ تغییر مكان ، سازه دراثر وقوع زلزله های شدید ، پس از گذراز محدوده الاستیك وارد محدوده غیرالاستیك می شود ودراین ناحیه تغییرات مقاومت ناچیز بوده وتغییر شكلهای خمیری كه ارتباط نزدیكتری باخسارت دارند، حاكم می شوند.] الف [

   درروش طراحی براساس عملكرد (Performance Based Design) ، عملكرد غیرخطی اجزای سازه مورد بررسی قرارمی گیرد به همین علت می توان رفتار واقعی تری از سازه ها ، نسبت  به   قبل ،‌درصورت  وقوع یك زمین لرزه مشخص ، به دست آورد.

شایدمهمترین دلیل اهمیت بحث روی طرح لرزه ای براساس عملكرد ، به نوع تشویق بكارگیری ابتكار درتوسعه روشهایی برای ارتقاء عملكرد باشد. درآیین نامه های فعلی ، این رویه یا تشویق به ابتكار وجود ندارد ،‌دلیل این امرآن است كه مفاهیم جدید ، قابل انطباق باچارچوب خشك و بسته چنین آیین نامه هایی نمی باشند. تاریخچه جداسازی پایه 1، كه حدود 20سال طول كشید تااز مرحله فكر به اجرا درآید، مثال خوبی برای نشان دادن این موضوع است كه تكنولوژی جدید به آهستگی وبه تدریج  درچارچوب آیین نامه های ساختمانی فعلی پذیرفته می شود.

 1. Base Isolation

    عملكرد انواع مختلف بناها درطول زلزله های بزرگی كه درجهان به وقوع پیوسته است وخصوصا ً درزلزله سال 1989، لوما پریتا ودر پنج زلزله قابل توجهی كه دركالیفرینا بعداز زلزله لوما پریتا ، رخ داده است وهمچنین درزلزله سا ل1995 كوبه ، نه تنها نیاز به طرح ایمن تر لرزه ای بناها را به وضوح روشن ساخت ، بلكه مشخص كرد كه بكارگیری روشهای طراحی مهندسی زلزله ، لازم است منجربه ساخت بناهایی شود كه عملكرد قابل پیش بینی تری نسبت به آیین نامه های  فعلی داشته باشند. این یك نیاز اساسی جهت طراحی ، ساخت ونگهداری بناهایی باكنترل خسارت بهتر ، نسبت به آنچه كه هم اكنون انجام می شود، می باشد.

 

1ـ3ـ مبانی ومفاهیم در  طراحی لرزه ای براساس عملكرد

    جامعه مهندسی زلزله ، تلاشی را جهت توسعه روشهای مهندسی زلزله براساس عملكرد ، آغازكرده    است . همانطور كه توسط انجمن مهندسی سازه كالیفرنیا (SEAOC درگزارش Vision 2000 (SEAOC ,1998) ) تعریف شده است ، منظور مهندسی زلزله براساس عملكرد ،‌تهیه روشهایی برای جانمایی 1، طراحی ، ساخت ونگهداری ساختمان می باشد، به طوریكه این روشها بتوانند عملكرد سازه را زمانیكه تحت اثر زلزله قرارمی گیرد ، پیش بینی كنند.  دراین جا ، عملكرد به صورت مقدار خسارت وارده به یك ساختمان ، هنگامیكه تحت زلزله قرارمی گیرد وهمچنین اثرات این خسارت دروضعیت ساختمان پس از زلزله ، تخمین زده می شود.

   بنابراین ، مهندسی زلزله براساس عملكرد ، مستلزم انتخاب معیارهای طراحی صحیح ، سیستم های سازه ای مناسب، تعیین محل قرارگیری ساختمان ، تعیین هندسه اعضاء 2 وارائه جزئیات برای سازه و اعضای غیرسازه ای ومحتویات ساختمان و اطمینان وكنترل كیفیت ساخت ونگهداری دراز مدت  می باشد ، به طوریكه سازه دربرابر سطوح مشخص حركت زمین با قابلیت اطمینان مشخص ، رفتار كند.براساس این تعریف ، واضح است كه مهندسی زلزله براساس عملكرد ، روشی است كه با تعریف پروژه شروع می شود ودرمدت عمر ساختمان ادامه می یابد .

1. Sitting      2.Proportioning

    مفهوم طراحی براساس عملكرد ، تنها به ساختمان محدود نمی شود بلكه به صورت كلی ، برای همه    سازه ها واجزای الحاقی غیرسازه ای متصل به آنها ومحتویات ساختمان ، قابل استفاده می باشد. درچارچوب پیشنهاد شده توسط SEAOCدر Vision 2000 به صورت مقتضی همه جنبه های مهندسی براساس عملكرد ، شامل طراحی سازه ای وغیرسازه ای ، اطمینان ازكیفیت اجرا ونگهداری مجموعه ساختمان درمدت عمر مفید آن دربرگرفته می شود.

   هرچند توسعه اصول طراحی براساس عملكرد در مراحل ابتدایی كارقراردارد،مدارك واسنادی كه    آیین نامه های آتی ساختمانی براساس آنها خواهند بود به سرعت بررهیافت طراحی براساس عملكرد متمركز شده اند. بیشتر تلاشهای اخیر دراین زمینه ، در آماده سازی راهنمای NEHRP جهت  مقاوم سازی لرزه ای ساختمانها (ATC 1996) بوده است كه به عنوان یك مدرك مرجع برای    استفاده ، جهت ارتقاء عملكرد لرزه ای ساختمانهای موجود ،‌درنظرگرفته شده است. اصول به كاررفته دراین مدرك درابتدابرای سازه های موجود ،‌منظورشده بود كه به سرعت توسط كمیته (SEAOC) Vision 2000 جهت كاربرد درطراحی سازه های جدید توسعه وپیشنهاد داده شد  .

 

   اگر چه عنوان مهندسی زلزله براساس عملكرد جدیداست ،‌مفهوم پایه ای ایجاد ساختمانها و سازه هایی كه تحت زلزله های مختلف به سطوح عملكرد مورد نظر برسند مسلما ً جدید نیست . بیشتر از 20 سال است كه SEAOC نشان داده است كه سازه های طرح شده برطبق نیازهای نیروی جانبی توصیه شده توسط آن (SEAOC 1996) ، قادرند دربرگیرنده تعدادی از اهداف عملكرد معین باشند، به عنوان مثال :

 ــ مقامت دربرابر زلزله های خفیف ، بدون خسارت .

ــ مقاومت دربرابر زلزله های متوسط باخسارت سازه ای وغیرسازه ای جزئی .

ــمقاومت دربرابر زلزله های بزرگ باخسارت قابل ملاحظه به اعضای سازه ای وغیرسازه ای  اما با احتمال اندك برای به خطر افتادن ایمنی جانی .

ــ مقاومت دربرابر سطوح شدید زلزله ، كه احتمال وقوع آن  وجوددارد،‌بدون فروریزش .

   اهداف عملكرد پایه ای به این شكل كه امروزه به صورت جامع تر وكمی تری تعریف شده اند،‌توسط بیشتر راهنماهای  طراحی مهندسی براساس عملكرد ، درنظرگرفته شده اند. درحقیقت طبیعت كمی این اهداف است كه اخیراً پذیرفته شده است وهمچنین ، كوشش دردقت وقابلیت اعتماد است كه نتایج جدید رادرمهندسی براساس عملكرد ، صرفنظر از روش پیشین قرارمی دهد.

  همانگونه كه دربخش  پیش عنوان شد درروش سنتی ، طراحی لرزه ای تنها برای یك سطح زلزله انجام می شده است كه درآن عموما ً یك سطح عملكرد ، تحت عنوان ایمنی جانی هدف قرارداده شده است.

تلاشهای جدید در مهندسی براساس عملكرد به دنبال تهیه روشهای قابل اعتماد جهت دستیابی به اهداف چندمنظوره ازمیان روشهای صریح طراحی می باشد.

 

1ـ4ـ اهداف عملكرد

    به طور ذاتی مفهوم طراحی براساس عملكرد مستلزم تعریف سطوح چندگانه عملكرد هدف (خسارت ) می باشد كه انتظار می رودسازه ، تحت اثر زلزله باشدت مشخص به این سطوح برسد یا حداقل از آن تجاوز نكند.

یك هدف عملكرد ، مشخص كنندة سطح عملكرد مطلوب ساختمان درهرسطحی از زلزله طراحی  می باشد.درمورد یك ساختمان اهداف عملكرد طراحی ، باید براساس مواردذیل انتخاب شوند]3[ :

 

ــ كاربری ساختمان .

ــ اهمیت ساختمان ازلحاظ فعالیتهای مرتبط با آن .

ــ ملاحظات اقتصادی ، شامل هزینه های مربوط به تعمیر ساختمان وایجاد وقفه دربهره برداری ساختمان .

ــارزش ساختمان به عنوان یك اثر تاریخی یافرهنگی .

بنابراین ، اهداف عملكرد ، درواقع عملكرد لرزه ای مورد نظر سازه راتعیین می نمایندوعملكرد لرزه ای نیز توسط سطوح عملكرد ، كه حداكثر مقدار مجاز خسارت وارد به سازه رابرای یك زلزله تعیین  می نماید، توصیف می شود. بعلاوه هرهدف عملكرد می تواند ، بادرنظر گرفتن حالات مختلف خسارت برای زمین لرزه های متعدد تعریف شود كه درآن صورت به آن ، هدف دومنظوره یاچندمنظوره اطلاق می گردد. بامشخص شدن یك هدف عملكرد ، یك مهندس قادر است زلزله طرح را جهت تحلیل انتخاب نموده ومعیارهای قابل قبولی ارزیابی سازه ای وغیر سازه ای راتعیین نماید.

   سند Vision 2000 پیشنهاد می كند كه ساختمانهایی كه ، براساس سكونت وكاربریشان مشخص می شوند، اهداف عملكرد را تامین كنند. هر تركیبی از دوره بازگشت یك زلزله وسطح عملكرد، باعلامتی نشان داده شده است كه یك هدف عملكرد مشخص طراحی رانشان می دهد. منظوراین است كه :

ــ درنتیجه عملكرد ساختمانهای معمولی تحت زلزله های محتمل وارد برآنها ، احتمال به خطر افتادن جان افراد پایین باشد.

ــ درزلزله های معمولی (زلزله باشدت پایین )، استفاده كننده ازساختمان متحمل تعمیرات زیاد یا ضرر نشود.

ــ ساختمانهایی كه درمواقع اضطراری لازم هستند واماكن عمومی ضروری ، باید احتمال خسارت كمی ، درسطحی كه استفاده از آنها مجاز است ، داشته باشند.

ــ تاسیساتی كه شامل سیستم ها وموادی هستند كه درصورت آزادشدن ، ایجاد خطر برای عده زیادی خواهند كرد،‌احتمال خسارت كمی داشته باشند.

 درنشریه راهنمای NEHRP چنین اهداف عملكردی رابه عنوان پایه طرح بازسازی برای سازه های موجود پیشنهاد می كند. بویژه توصیه می گردد كه ارزیابی عملكرد ، خصوصا ً برای هر هدف عملكرد مورد نظر انجام شود . ارزیابی  عملكرد ، شامل تحلیل سازه ای با تقاضاهای محاسبه شده ومقایسه آن با معیارهای پذیرش مشخص ، برای هریك ازسطوح مختلف عملكرد می باشد. این موضوع برخلاف روند منظورشده توسط آیین نامه های ساختمانی فعلی می باشد كه درآنها ، تنها یك ارزیابی عملكرد ، برای سطح عملكرد ایمنی جانی در سطح معینی ازحركت زمین ، تحت عنوان زلزله مبنای طرح (DBE)1، لازم دانسته شده است.

1. Design Basis Earthquake

  

1ـ5ـ سطوح عملكرد

 هرسطح عملكرد ، شرایطی راجهت محدود كردن ماكزیمم خسارت وارد به سازه ، دراثر یك زمین لرزه معین ارائه می نماید.

سطوح عملكرد به صورت كمی درمدارك مختلف ازجمله ، پروژه Vision 2000 (SEAOC, 1995) وراهنمای NEHRP (ATC,1996) تعریف شده است .هردومدرك فوق روند مشابهی رابرای تعیین عملكرد ساختمان توسعه داده اند، گرچه از اصطلاحات متفاوتی استفاده كرده اند.جدول (1ـ1) خلاصه ای ازسطوح عملكرد تعریف شده ، دراین مدارك می باشد. خصوصا ً درراهنمای NEHRP، ملاكهایی به صورت كمی تعیین شده است كه توسط آن ، عملكردسازه ای مربوط به این سطوح قابل ارزیابی است . به این ترتیب كه ، اجزای مختلف موجود درسازه ، به عنوان اولیه یا ثانویه تعیین می شوند. اجزای اولیه ، اجزایی هستند كه جهت پایداری جانبی ومقاومت سازه هستند. در حالیكه اجزای ثانویه ، این طور نیستند. هرچند ممكن است ، این اجزا برای باربری قائم سازه لازم باشند. درحالت كلی ، سختی جانبی اجزایی كه به عنوان ثانویه انتخاب می شوند نباید از 25 درصد از سختی جانبی كل طبقه بیشتر  باشد.

  

جدول (1ـ1) : تعریف عملكرد سازه ای

شرح

سطح عملكرد

Vision 2000

راهنمای NEHRP

هیچ خسارت قابل ملاحظه ای به اعضای سازه ای و  غیرسازه ای وارد نشده است. ساختمان برای استفاده وسكونت مناسب است.

Fully Functional

Operational

خسارت زیاد به اعضای سازه ای وارد نشده است واین اعضا تقریبا ً تمام مقاومت وسختی پیش از زلزله خود را دارا هستند. اجزای غیرسازه ای ایمن هستند وبیشتر آنها كارایی خودرادارند . ساختمان برای اهداف مورد نظر قابل استفاده می باشد.

 

 

Operational

 

Immediate

Occupancy

خسارت قابل توجه وافت اساسی درسختی اعضای سازه ای پدیدآمده است ، لیكن هنوز حاشیه امنی تافروریزش باقی است. اعضای  غیرسازه ای ایمن هستند اما ممكن است قابل استفاده نباشند. ممكن است امكان استفاده ازساختمان قبل از تعمیر وجود نداشته باشد.

 

 

Life Safe

 

 

Life Safety

خسارت زیادی به اعضای سازه ای وغیرسازه ای وارد آمده است . مقاومت وسختی اعضای سازه ای به صورت قابل ملاحظه ای كاهش پیدا كرده است . حاشیه كمی تافرو ریزش باقی است. خطر ریزش قطعات وجوددارد.

 

Near Collapse

 

Collapse Prevention

  

سازگار با رهیافت های LRFD، معیارهای پذیرش سطوح عملكرد ایمنی جانی وآستانه فرو ریزش ، براساس  حاشیه های اطمینان مورد نظر درسطح عضو تعیین می شوند.     

 جدول (1ـ2) به صورت مختصر ، معیارهای پذیرش این دوسطح عملكرد ، برای اجزاء اصلی وثانویه راشامل می شود.

جدول (1ـ2) : معیارهای پذیرش سطوح عملكرد ایمنی جانی وآستانه فروریزش (*)

اعضای ثانویه

اعضای اصلی

سطح عملكرد

100درصد ازتغییرشكلی كه تحت آن افت قابل ملاحظه ای درمقاومت سیستم مقاوم دربرابربار جانبی اتفاق افتد.

75 درصد ازتغییرشكلی كه تحت آن افت قابل ملاحظه ای درمقاومت سیستم مقاوم در برابر بار جانبی اتفاق افتد.

ایمنی جانبی

(Life Safety)

100درصد ازتغییرشكلی كه تحت آن افت ظرفیت درسیستم باربر قائم مشاهده شود.

75 درصد ازتغییر شكلی كه تحت آن افت ظرفیت درسیستم باربرقائم اتفاق افتد. این مقدار نباید بیشتر از تغییرشكلی باشد كه منجربه افت قابل ملاحظه ای درمقاومت سیستم باربر جانبی می گردد.

آستانه فروریزش

(Collapse Prevention)

 

*: معیارهای پذیرش فوق قابل استفاده درساختمانهایی هستند كه درآنها از روشهای تحلیل غیرخطی برای تعیین تقاضای اعضاء استفاده شده است.

  زمانیكه از روشهای تحلیل خطی برای تعیین تقاضای اعضاء استفاده گردد، باید ضریب كاهش 75/0 دراین معیارهای پذیرش بكاربرده شود.

  

1ـ5ـ1ـ سطوح عملكرد درSEAOC

    سطوح عملكرد درSEAOC شامل كارایی كامل ،‌كارایی ، ایمنی جانی ، آستانه فروریزش وفروریزش می باشند. درادامه به شرح هریك ازاین سطوح پرداخته می شود ]15[.

 

1ـ كارایی كامل (Fully Operational)

   دراین سطح عملكرد ، هیچ خسارتی نباید به سازه وارد شود. سازه پس از زلزله باید خدمت رسانی خود را حفظ كندوكلیه تجهیزات وسرویسهای وابسته به آن بایستی قابل استفاده باشند درحالت كلی هیچ تعمیری مورد نیاز نخواهد بود.

 

2ـ كارایی ( Operational)

 دراین سطح عملكرد خسارت متعادلی به عناصر غیرسازه ای وخسارت جزئی به المانهای سازه ای وارد می شود. خسارت محدود است وایمنی سازه راجهت خدمت رسانی تهدید نمی كند.

 

3ـ ایمنی جانی (Life Safety)

    دراین سطح عملكرد خسارت متعادلی به عناصر سازه ای وغیرسازه ای وارد می شود. سختی جانبی سازه ومقاومت دربرابر نیروی جانبی ، تاحد نسبتا ً زیادی كاهش می یابد، هرچند كه حاشیه اطمینانی تافروریزش باقی مانده است. سازه احتمالا ً قابل تعمیر است هرچند این كار اقتصادی نباشد.

 

4ـ آستانه فروریزش (Near Collapse)

    خسارت قابل ملاحظه ای به عناصر مقاوم جانبی وقائم وارد می شود ، پس لرزه ها می توانند سبب فروریزش كلی یا جزئی سازه شوند. سازه احتمالا ً برای خدمت رسانی وتعمیراین نخواهد بود و تعمیر ساختمان توجیه اقتصادی وفنی ندارد.

 

5ـ فروریزش (Collapse)

 خسارت وارده به سازه قابل ملاحظه است به طوری كه المانهای باربر قائم آن به صورت كلی یا جزئی فروریخته اند. سازه قابل تعمیر نمی باشد وترجیحاً باید تخریب گردد.

 

1ـ5ـ2ـ سطوح عملكرد تعریف شده توسط ATC40

 در ATC40 ، سطوح عملكرد هدف برای سیستمهای سازه ای و سیستمهای غیرسازه ای به صورت جداگانه ، تعریف شده است. دراین مدرك ، عملكرد كلی یك ساختمان به صورت تركیبی ازسطح عملكرد سازه ای وسطح عملكرد غیرسازه ای اعضای آن ،‌می باشد. تركیب سطوح عملكرد سازه ای و غیرسازه ای جهت تعیین سطوح علمكرد كلی ساختمان را نشان می دهد. درادامه به شرح سطوح عملكرد ارائه شده دراین مدرك برای اعضای سازه ای وغیرسازه ای وكل ساختمان پرداخته می شود.

 

 

1ـ5ـ2ـ1ـ سطوح عملكرد سازه ای

 ــ قابلیت استفاده بی وقفه ،SP-1( Immediate Occupancy)

    خسارت وارده پس از زمین لرزه دراعضای سازه ای بسیار محدود می باشد وتغییری در ظرفیت عناصر مقاوم باربرقائم و جانبی نسبت به حالت قبل از زلزله دیده نمی شود. خطر صدمات جانی قابل اغماض است. سازه جهت ورود وخروج وسكونت ایمن می باشد.

 

ــ كنترل خسارت ،SP-(Damage Control)

 این حالت درحقیتق نشانگر یك سطح خاص عملكرد نمی باشد. بلكه محدوده ای از زمین لرزه را كه مابین سطوح قابلیت استفاده بی وقفه  وایمنی جانی می باشد،‌شامل می شود. درواقع با این تعریف می توان حالاتی را كه لازم است خسارت سازه ای كنترل شود، درنظرگرفت. به عنوان مثال می توان به كنترل خسارت سازه ای ، جهت حفاظت ازنماهای (نازك كاریهای ) معماری درساختمانهای تاریخی یا محتویات گرانقیمت آنها نام برد.

 

ــ ایمنی جانی ، SP-3(Life Safety)

    خسارت وارده پس از زمین لرزه به اعضای سازه ای ، قابل توجه است ، لیكن هنوز حاشیه ای تا فروریزش كلی یا جزئی سازه باقی مانده است .سطح خسارت ، كمتر از مقدار مورد نظر برای سطح پایداری سازه ای می باشد. اعضای مهم  سازه ای ازجای خود خارج نشده اند وخسارت سازه ای باعث صدمات جانی نمی شود. تعمیرات عمدة‌سازه ای قبل از استفاده مجدد از ساختمان لازم است گرچه ممكن است این تعمیرات همیشه توجیه اقتصادی نداشته باشند.

 

ــ ایمنی محدود ، SP-4 (Limited Safety)

   این عبارت نیز مبین دامنه ای ازخسارت وارده به سازه بین سطوح ایمنی جانی وپایداری سازه می باشد ودراین حالت تامین كامل سطح ایمنی جانی مورد نظر نیست ونقایص سازه ای درحدی است كه تغییر شكلهای شدیدی درسازه ، اتفاق نمی افتد.

 

ــ پایداری سازه ای ،SP-5(Structural Stability)

 دراین سطح ،‌خسارت وارده به سازه پس از زلزله درحدی است كه سیستم سازه ای درآستانه ریزش كلی یا جزئی قرار می گیرد. خسارت وارده به سازه اساسی است وشامل كاهش قابل ملاحظه سختی ومقاومت سیستم باربرجانبی می باشد، لیكن عناصر بار بر قائم هنوز كار می كنند. ممكن است ساختمان بطوركلی پایدار باشد ، خطر لطمات جانی به دلیل ریزش درداخل وخارج ساختمان زیاد است . پس لرزه ها ممكن است باعث فرو ریزش ساختمان شوند. تعمیرات سازه ای قابل ملاحظه قبل از استفاده مجدد از ساختمان لازم است . 

 

1ـ5ـ2ـ2ـ سطوح عملكرد غیرسازه ای

 

-كارایی ، NP-A(Operational)

    خسارت پس از زلزله به صورتی است كه عناصر وسیستمهای غیرسازه ای درمحل اولیه خود قرار دارند ولیكن شكافهای محدودی در آنها ایجاد شده است و تعمیرات لازم است . همه تجهیزات و ماشین آلات باید قابل استفاده باشند گرچه تاسیسات شهری (External Utilities) ممكن است به دلیل خسارت قابل توجه ساختمان قابل دسترس نباشند. طرحهای اضطراری جهت غلبه برمشكلات به وجود آمده برای ارتباط با بیرون ، دسترسی وتاسیسات ساختمان باید تامین گردند.

 

 

ــ قابلیت استفاده بی وقفه ،NP-B (Immediate Occupancy)

    خسارت وارد آمده دراثر زلزله به صورتی است كه كلیه اعضاء وسیسمتهای غیرسازه ای درمحل اولیه خود قراردارند، لیكن شكافهای محدودی در آنها ایجاد شده است وتعمیرات ، خصوصا ً به دلیل خسارت یا جابه جایی محتویات لازم است . باوجودیكه تجهیزات وماشین آلات كلا ً مهار شده اند ،‌امكان استفاده از آنها پس از تكانهای شدید وجود ندارد وممكن است ، محدودیتهایی دراستفاده یا كاربرد آنها وجود داشته باشد.

 

ــ ایمنی جانی ، NP-C  (Life Safety)

    دراثر زلزله ، خسارت قابل ملاحظه ای به اجزاء و سیستمهای غیرسازه ای وارد می شود ، اما خرابی یا ریزش اجزای سنگین درحدی نیست كه سبب صدمات شدید درداخل یا خارج ساختمان شود.

  شكسته شدن لوله های تحت فشار بالا یا حاوی مواد سمی یا لوله های آب اطفای حریق نباید منجر به خطرات ثانویه شود. سیستمهای غیرسازه ای ، تجهیزات وماشین آلات ممكن است نیاز به جایگزینی یا تعمیر داشته باشند. گرچه زلزله باعث صدمات می شود ولیكن احتمال به خطر افتادن جان افراد به دلیل این صدمات ( ناشی از خسارت غیرسازه ای ) بسیار پایین است .

 

ــ خطر كاهش یافته ، NP-D(Reduced Hazard)

    دراثر زلزله به اجزاء و سیستمهای غیرسازه ای خسارت وارد می شود، اما این خسارت نباید شامل فروریزش ساختمان یا ریزش قطعات بزرگ و سنگین كه منجربه صدمات قابل توجه به افراد می شود،‌باشد. مثل ریزش جان پناهها ، دیوارهای بنایی خارجی ، نما و سقفهای بزرگ و سنگین . درحالیكه انتظارمی رود كه صدمات جدی اتفاق افتد، احتمال وقوع ریزشهایی كه منجر به خطر افتادن جان تعداد زیادی ازافراد درداخل یا خارج بنا می شود ، بسیار پایین است.

 

ــ منظور نشده ،‌NP-E (Not Considered)

 اجزای غیرسازه ای ،‌غیر از آنهایی كه برپاسخ سازه ای تاثیر دارند ، ارزیابی نمی شوند،‌به عبارت دیگر عملكرد لرزه ای آنها مهم نیست .

 

1ـ5ـ2ـ3ـ سطوح عملكرد ساختمان

 ـ كارایی ، 1-A (Operational)

   این سطح عملكرد مربوط به كارایی تمام اعضاء می باشد. خسارت سازه ای دراین حالت محدود است بطوریكه امكان استفاده ایمن از ساختمان وجوددارد. هرگونه تعمیراتی جزئی است واین تعمیرات می تواند بدون ایجاد وقفه دراستفاده از ساختمان انجام شود. به صورت مشابه ، خسارت وارده به همه سیسمتهای غیرسازه ای ومحتویات ساختمان جزئی است ومنجر به خطر افتادن عملكرد ساختمان نمی شود.

برای عدم وقفه درسرویسهای حیاتی مانند مخابرات ، آب ،‌برق  ، گاز ، دسترسی و …باید طرحی برای استفاده ازسیسمتهای اضطراری موجود باشد.

 

ـ قابلیت استفاده بی وقفه ، 1-B(Immediate Occupancy)

 

  این سطح ، بخش عمده ای از معیارهای لازم برای تاسیسات ضروری را شامل می شود. سیستم ها و فضاهای ساختمان باید به صورت قابل قبولی قابل استفاده باشند، لیكن تامین پیوستگی فعالیت همه سرویسها ، شامل سیستمهای اصلی و پشتیبانی لازم نیست . محتویات بنا ممكن است خسارت ببینند.

 

ـ قابلیت استفاده بی وقفه ، 1-B(Immediate Occupancy)

   این سطح ، بخش عمده ای از معیارهای لازم برای تاسیسات ضروری را شامل می شود. سیستم ها و فضاهای ساختمان باید به صورت قابل قبولی قابل استفاده باشند، لیكن تامین پیوستگی فعالیت همه سرویسها ، شامل سیستمهای اصلی و پشتیبانی لازم نیست . محتویات بنا ممكن است خسارت ببینند.

 

ـ ایمنی جانی ،‌3-C(Life Safety)

 منظور از این سطح ، رسیدن به حالت خسارتی است كه آسیبهای سازه ای یا ریزش اجزای غیرسازه ای ساختمان ، خطر بسیار كمی را از نظر ایمنی جانی ایجاد كند،‌ اما محتویات واثاثیه ساختمان  قابل كنترل نیستند ومی توانند خطرات ریزش وخطرات ثانویه مثل رها شدن مواد شیمیایی و آتش سوزی رادربرداشته باشند. این سطح عملكرد كمتراز عملكرد مورد نظر آیین نامه طراحی ساختمانهای جدید در نظر گرفته شده است.

 

ــ پایداری سازه ای ،5-E (Structural Stability)

   این حالت خسارت فقط مربوط به قاب اصلی ساختمان یا سیستم باربر قائم می باشد ودراین حالت ، سیستم تنها دربرابر بارهای قائم پایدار می باشد. هیچ حاشیه امنی دربرابر فرو ریزش دراثر وقوع پس لرزه ها وجود ندارد. احتمال تهدید جانی دراثر خطرات ریزش داخلی و خارجی ونماها و نازك كاری غیرسازه ای یا حتی در اثر آسیب دیدگی سازه ای وجوددارد. تجدید نظر درعملكرد عناصر غیر سازه ای به دلیل نیروها و تغییر مكانهای به وجود آمده در آنها لازم نیست وعملكرد آنها بسیار غیر قابل اعتماد می باشد.

 

1ـ6ـ حركات زمین

  حركات زمین لرزه در تركیب با سطح عملكرد مورد نظر یك هدف عملكرد را شكل می دهد. یك حركت زمین لرزه می تواند به یكی از دوصورت ذیل تعریف شود.

 

الف ـ تعیین یك سطح لرزش به همراه احتمال وقوع آن ( روش احتمالاتی ).

ب ـ تعریف حركت زمین برحسب حداكثر لرزش مورد انتظار ازیك زلزله معین با بزرگای مشخص دریك گسل ( چشمه لرزه ای ) معین ( روش تعینی ).

سطح حركت زمین برحسب شاخصهای مهندسی قابل استفاده در طراحی ، بیان می شود. یك طیف پاسخ یا      مجموعه ای از ركوردهای زلزله برای این منظور استفاده می شود. سطوح زمین لرزه های ATC40 به شرح ذیل می باشند.



 زمین لرزه ای است كه احتمال وقوع زلزله ای بزرگتر از آن درمدت 50 سال ( عمر مفید سازه )، 50 درصد می باشد. 1ـ زمین لرزه حالت بهره برداری :



 زمین لرزه ای است كه احتمال وقوع زلزله ای بزرگتر از آن درمدت 50 سال ، 10 درصد می باشد . 2ـ زمین لرزه طراحی :

 

3ـ زمین لرزه حداكثر :ME
زمین لرزه ای است كه احتمال وقوع زلزله ای بزرگتر از آن درمدت 50 سال ، 5 درصد می باشد.

 

1. Service Earthquake                                                      

  2. Design Earthquake

 

 

1ـ7ـ هدف پایه ایمنی

 هدف پایه ایمنی یك هدف عملكرد دومنظوره می باشد. طراحی برپایه این هدف ، درزمین لرزه طراحی (DE) ، ایمنی جانی را تامین می كند ودر زمین لرزه حداكثر (ME) ، سطح عملكرد پایداری سازه ای باید تامین گردد.


نويسنده : mh                 نظرات : 


موضوع : <-ostCategory->

در این روشها نیروی جانبی زلزله با استفاده از بازتاب دینامیكی كه سازه در جریان حركت زمین ناشی از زلزله از خود نشان می دهد تعیین میگردد . این روشها شامل روش تحلیل طیفی و روش تحلیل تاریخچه زمانی است . كاربرد هر یك از این دو روش رد ساختمانهای مشمول این مقررات اختیاری است . اثرات حركت زمین به یكی از صورتهای طیف بازتاب شتاب و تاریخچه زمانی تغییرات شتاب مشخص می شود . طیف بازتاب شتاب برای این زلزله طیف طرح نامیده می شود .

در این آیین نامه برای طیف طرح استاندارد و یا از طیف طرح ویژه ساختگاه مطابق ضوابط خاص خود استفاده نمود . استفاده از هر یك از طیفها برای كلیه ساختمانها اختیاری است . تنها در مورد استفاده از طیف طرح ویژه ساختگاه باید توجه داشت كه مقدار آن نباید كمتر از دو سوم مقدار نظیر در طیف طرح استاندارد باشد

الف : طیف طرح استاندارد

این طیف از حاصلضرب مقادیر ضریب بازتاب ساختمان در پارامترهای نسبت شتاب مبنا , ضرایب اهمیت ساختمان و عكس ضریب رفتار بدست می آید .

این طیف با فرض نسبت میرائی 5 درصد تعیین شده است .

ب : طیف طرح ویژه ساختگاه

این طیف با توجه به ویژگیهای زمین شناسی , تكتونیكی , لرزه شناسی , میزان ریسك و مشخصات خاك در لایه های مختلف ساختگاه و با در نظر گرفتن نسبت میرائی 5 درصد تعیین می شود . در صورتیكه نوع ساختمان و سطح زلزله مورد نظر منظور نمودن میرائی متفاوتی را ایجاب نماید می توان آن را مبنای تهیه طیف قرار داد . مقادیر محاسبه شده این طیف باید در ضریب اهمیت ساختمان و عكس ضریب رفتار ساختمان ضرب گردد . مقادیر طیف حاصل نباید از 3/2 مقادیر نظیر طیف طرح استاندارد كمتر باشد

پ : تاریخچه زمانی تغییرات شتاب ( شتاب نگاشت )

شتاب نگاشت باید حد امكان نمایانگر حركت واقعی زمین در محل احداث بنا در هنگام زلزله باشد . بدین منظور باید حداقل سه شتابنگاشت با ویژگیهای زیر در تحلیل مورد استفاده قرار گیرد

در صورتیكه شتابنگاشت ها مربوط به زلزله های واقعی اتفاق افتاده در منطق دیگر باشند باید حتی المقدور سعی شود ویژگیهای زمین شناسی , تكتونیكی , لرزه شناسی و به خصوص مشخصات لایه های خاك در محل شتابنگار با محل ساختمان مورد نظر مشابهت داشته باشند

مدت زمان حركت شدید در شتابنگاشتها باید زمانی حداقل برابر 10 ثانیه و یا 3 برابر زمان تناوب اصلی سازه مورد نظر هركدام بیشتر است باشد

شتابنگاشتهای انتخاب شده باید به مقیاس در آیند . به مقیاس در آوردن باید به گونه ای باشد كه طیف بدست آمده از هر از شتابنگاشتها با نسبت میرایی 5 درصد در محدوده زمان تناوبی ثانیه با طیفی كه مطابق ضوابط قسمتهای (الف) یا (ب) بالا به دست می آید تقریباً مطابقت نماید . m شامل شماره كلیه مدهایی است كه با میزان حداقل 10 درصد در جرم موثر سازه مشاركت دارند .

در به مقیاس درآوردن شتاب نگاشتها باید اثر نسبت شتاب مبنا , ضریب اهمیت ساختمان و عكس ضریب رفتار (در صورتیكه سازه با روش الاستیك خطی تحلیل می شود) منظور شوند .

به مقیاس درآوردن شتابنگاشت در صورت غیر خطی بودن روش تحلیل باید با استفاده از روشهای تحقیقاتی قابل قبول انجام گیرد .

روش تحلیل دینامیكی طیفی با استفاده از آنالیز مدها :

در این روش تحلیل دینامیك با فرض رفتار الاستیك خطی سازه و با استفاده از حداكثر بازتاب كلیه مدهای نوسانی سازه كه در بازتای كل سازه اثر قابل توجهی دارند انجام می گیرد .

حداكثر بازتاب در هر مد با توجه به زمان تناوب آن مد از طیف طرح به دست می آید و بازتاب كلی سازه از تركیب آماری بازتابهای حداكثر هر مد تخمین زده می شود .

الف : تعداد مدهای نوسان

در هریك از دو امتداد متعامد ساختمان باید حداقل سه مد اول نوسان یا تمام مدهای نوسان با زمان تناوب بیشتر از 4 درصد ثانیه یا تمام مدهای نوسان كه مجموع جرمهای موثر ساختمان در آنها بیشتر از 90 درصد جرم كل سازه است هر كدام كه تعدادشان بیشتر است در نظر گرفته شود

ب : تركیب اثرات مدها

حداكثر بازتابهای دینامیكی سازه از قبیل نیروهای داخلی اعضا , تغییر مكانها , نیروهای طبقات , برشهای طبقات و عكس العمل پایه در هر مد را باید با روشهای آماری شناخته شده مانن روش جذر مجموع مربعات و یا روش تركیب مربعی كامل تعیین نمود . تركیب اثرات حداكثر مدها در ساختمانهای نامنظم در پلان و یا در مواردی كه زمانهای تناوب دو یا چند مد سازه با یكدیگر نزدیك باشند , باید صرفاَ با روشهایی كه اندركنش مدهای ارتعاشی را در نظر می گیرد مانند روش تركیب مربعی كامل انجام شود .

روش تحلیل دینامیكی تاریخچه زمانی :

روش تحلیل دینامیكی ( محاسبه لحظه به لحظه بازتابهای ساختمان تحت تاثیر شتاب نگاشت های واقعی زلزله ) را می توان در مورد كلیه ساختمانها به كار برد . به طور كلی برای ساختمانهای كاملاً منظم و یا ساختمانهایی كه در ارتفاع منظم هستند در صورتیكه از این روش استفاده شود می توان آنرا در دو امتداد متعامد ساختمان به طور جداگانه ای انجام داد ولی چنانچه ساختمان در پلان به حدی نامنظم باشد كه نوسان آن در بعضی و یا تمام مدها عمدتاً به طور توام در دو امتداد متعامد انجام پذیرد یعنی ساختمان مدهای نوسانی داشته باشد كه در آن مدها حركت در یك امتداد توام با حركت در امتداد عمود بر آن باشد برای ملحوظ نمودن اثرات این حركات توام ساختمان باید بوسیله روش تحلیل دینامیكی و با استفاده از یك مدل سه بعدی محاسبه شود . در این روش بازتابهای سازه در هر مقطع زمانی در مدت وقوع زلزله با تاثیر دادن شتابهای ناشی از حركت زمین (شتابنگاشت) در تراز پایه ساختمان و انجام محاسبات دینامیكی مربوطه تعیین می گردد . این روش را می توان در تحلیل خطی لاستیك و یا تحلیل غیر خطی سازه های مورد استفاده قرار داد . مقایسه بین نتایج تحلیل الاستیك سازه با استفاده از طیف طرح استاندارد و یا طیف طرح ویژه ساختگاه یا آنچه از تحلیل تاریخچه زمانی خطی به دست می آید الزامی بوده و دلائل احتمالی بین آنها باید طی یك گزارش فنی جامع توجیه گردد .

طیف عكس العمل :

پیدا كردن تمام تاریخچه تغییر مكان ها و نیروها در اثر ارتعاشات زلزله با استفاده از معادلات دینامیكی كار پر زحمت و پر هزینه ای می باشد . برای بسیاری از سازه ها كافی است كه فقط جواب ماكزیمم ها را ارزیابی كنیم . تغییر مكان ماكزیمم عبارتست از :

مقادیر ماكزیمم سرعت و شتاب به طور تقریبی از روابط زیر بدست می اید :

 

به ترتیب شبه سرعت و شبه شتاب نامیده می شوند . نیروی زلزله موثر ماكزیمم یا نیروی برشی پایه از رابطه زیر بدست می آید :

تابعی از پریود T یا فركانس سازه و همچنین میرایی سازه می باشند . اگر این توابع را برای میرایی های مختلف بر حسب پریود طبیعی یا فركانس رسم كنیم منحنی هایی بدست می آید به نام طیف سرعت و طیفی كه برای Sa بدست می آید به نام طیف شتاب نامیده می شود .

طیف های طرح :

منحنی های ثبت شده شتاب زمین در حین وقوع زلزله های مختلف و طیف هایی كه از آنها بدست می آیند اساس یك روش منطقی را برای طرح زلزله ای سازه ها فراهم می كنند . با وجود اینكه طیف های مختلف با یكدیگر اختلاف دارند در هر منطقه ای می توان بعضی خصوصیات مشترك در آنها پیدا كرد . با استفاده از خصوصیات مشترك و صاف كردن منحنی ها می توان برای هر منطقه ای طیف های طرح را رسم نمود كه طراح سازه بتواند از آنها برا ی طرح سازه های مقاوم در مقابل زلزله استفاده كنند . این منحنی ها اساس تحلیل زلزله ای سازه ها به روش طیفی یا شبه دینامیكی را تشكیل می دهند .

هاوزنر بر اساس منحنی های شتاب ثبت شده در چهار تا از بزرگترین زلزله های امریكا منحنی های ایده آل و صاف شده را برای طیف های تغییر مكان سرعت و شتاب رسم نموده است .

شكل منحنی های مزبور با حركات زمین در جاهای دیگر ممكن است سازگاری نداشته باشد بلكه برای هر منطقه ای این منحنی ها شكل خاصی خواهند داشت . معمولاً این منحنی ها را برای مقدار معینی از شتاب ماكزیمم زمین (شتاب در T=0 ) میزان و مقیاس می كنند .

تحلیل سازه ها به روش شبه دینامیكی یا طیفی :

روش دینامیكی برای تعیین تغییر مكانها و نیروهای ناشی از زلزله در سازها پر زحمت و وقت گیر است و معمولاً باید به وسیله حسابگرهای الكترونیك صورت گیرد . اگر مابه جای تمام تاریخچه تغییر مكان فقط مقادیر ماكزیمم ناشی از مودهای مختلف را در بگیریم تحلیل دینامیكی سازه ها به مقدار قابل ملاحظه ای ساده می شود .

مقدار ماكزیمم Yn را كه از انتگرال دوهامل بدست می آید می توانیم به صورت زیر بنویسیم :

در این رابطه مقدار تغییر مكان طیفی برای مود n ام می باشد كه از طیف تغییر مكان به دست می آید . توزیع تغییر مكان های ماكزیمم در مود n برابر است با :

همین طور توزیع نیروهای ماكزیمم زلزله در مود n مساوی است با :

در این رابطه شتاب طیفی برای مود n می باشد كه از طیف شتاب به دست می آید .

معادلات بالا تغییر مكانها و نیروهای ماكزیمم را در هر یكی از مودها می دهد . چون ماكزیمم های مودهای مختلف در كی زمان اتفاق نمی افتد و همچنین لزوماً علامت یكسان ندارند نمی توان مقادیر ماكزیمم ها را با یكدیگر جمع نمود . بهترین كاری كه در یك تحلیل شبه دینامیكی یا طیفی می توان انجام داد این است كه جوابهای ماكزیمم بدست آمده از مودهای مختلف را بر اساس تئوری احتمالات تركیب نود . فرمولهای تقریبی مختلفی برای تركییب كردن ماكزیمم ها بكار می رود كه متداولترین آنها فرمول جذر مجموع مربعات می باشد . به عنوان مثال ماكزیمم تغییر مكان در بالای سازه سه طبقه دارای سه جرم به صورت زیر بدست می آید :

در این رابطه

به ترتیب مقادیر ماكزیمم تغییر مكان بدست امده از سه مورد ارتعاشی در بالای سازه سه طبقه مزبور می باشد . این تقریب محافظه كارانه می باشد .

بیشتر انرژی ناشی از زلزله در چند مود اول جذب می شود . از این رو برای سازه های با درجات آزادی خیلی زیاد معمولاً كافی است كه 3 تا 6 مود اول با یكدیگر تركیب شود و بدین ترتیب در محاسبات صرفه جویی قابل ملاحظه ای نمود .


نويسنده : mh                 نظرات : 


موضوع : <-ostCategory->
كاهش آسیب پذیری ساختمانها در برابر زلزله، در دو دهه اخیر، یكی از مهمترین چالش های پیش روی مسؤلان كشور بوده است. حساسیت این موضوع با توجه به بافت فرسوده نقاط لرز هخیز، ساخت و ساز بناها بدون رعایت استانداردهای اجرایی و استفاده از آیین نامه های طراحی قدیمی در دهه های گذشته دو چندان شده است، در نتیجه بهسازی لرزه ای ساختمانهای موجود برحسب اهمیت ساختمانها در برنام ههای كلان مدیریتی مطرح گردیده و در حال پیشرفت  میباشد.

در این میان ساختمانهای كوتاه مرتبه كه اكثریت ساختمانهای موجود در كشور را تشكیلمیدهند و از مقاومت لازم در برابر نیروهای جانبی ناشی از زلزله برخوردار نمی باشند، در اولویتاول قرار م یگیرند. در این مقاله کاربرد شمع – ستون لوله ای به عنوان یك روش نوین برایمقاومسازی ساختمانهای كوتاه معرفی می گردد. در این روش بدون ایجاد تخریب قابل توجه درسازه ومتوقف نمودن طولانی مدت بهره برداری از ساختمان، می توان با ایجاد یك سیستم باربرجانبی،آنرا در برابر زلزله مقاوم نمود. سیستم اصلی باربر متشكل از یك شمع ستون جدار نازكتوخالیبه شكل لوله یا قوطی می باشد كه با رفتار طر های، بارهای ناشی از زلزله را تحملنموده وانرژی ناشی از آن را جذب مینماید. در این مقاله جزئیات سیستم باربر جانبی ارائه شدهومشخصات آن به كمك یك روش تحلیلی برای یك ساختمان نمونه سه طبقه بررسی گردیدهاست.نتایج نشان می دهند كه سیستم پیشنهادی، معیارهای آیی ننامه های طراحیلرزه ای رابرآورده نموده و در عین اینكه دارای هزینه قابل قبول می باشد از نظر اجرایی عملی وامكان پذیراست.

واژه های كلیدی : مقاوم سازی، ساختمانهای كوتاه مرتبه، بهسازی لرزه ای، ساختمانهایبامصالح بنایی

١‐ مقدمه

واقع شدن كشور ایران در پهنه لرزه خیز، همواره در طول تاریخ سبب خسارات انسانی واقتصادیفراوانی گردیده است. از آنجائیكه خطر ناشی از زلزله دامنه وسیعی از ساختمانهایواقع درروستاهای كوچك تا شهرهای بزرگ كشور را در بر می گیرد. لذا ساختمانهایی كه درمعرض خطرپذیری جدی ناشی از زلزله م یباشند را می توان در سه گروه تقسیم بندی نمود :

١ ‐ ساختمانهایی كه بدون تأمین مقاومت در برابرنیروهای جانبی زلزله طراحی و اجراء شده اند .

٢ ‐ ساختمانهایی كه بر اساس آئین نامه های قدیمی طراحی شده و از پتانسیلمقاومت،سختی و شكل پذیری مناسب بر اساس معیارهای جدید برخوردار نم یباشند .

٣ ‐ ساختمانهایی كه بر اساس ضوابط جدید طراحی شده ولی از نظر اجرا مطابق بااستانداردهاساخته نشد هاند .اكثر ساختمانهایی كه از خطر پذیری زیادی برخوردار می باشند،در گروه اولقرار گرفته و خسارات انسانی و اقتصادی متحمل شده در زلزله های گذشته مربوطبه این گروه ازساختمانها می باشد. برای كاهش آسیبهای ناشی از زلزله برای این گونهساختمانها كه مبحثاصلی این مقاله میباشد دو راه حل كلی وجود دارد :

الف – تخریب و بازسازی مجدد

ب – مقاوم سازی و بهسازی بنای موجود

با توجه به اینكه راه حل اول، هزینه و زمان بسیار زیادی را طلب می كند ، در اكثر موارد سعیمیشود راه حل دوم برگزیده شود.

در دو دهه اخیر، روشهای گوناگونی برای بهسازی ساختمانها مطر ح و اجرا شده استولیقدمت تدوین معیارها و آئی ننامه های جدید بهسازی مربوط به این مسأله حتی به یك دههنیزنم یرسد . این موضوع در حالی است كه در كشور ایران مسأله بهسازی بسیار نوپا بوده و درحالتكامل می باشد . در این راستا مقاله حاضر یك روش جدید برای مقاوم نمودن ساختمانهایكوتاهمرتبه (با ارتفاع تا سه طبقه) كه از سیستم باربری جانبی برخوردار نمی باشند ،معرفیمینماید .در قسمتهای بعد ابتدا اهداف مورد انتظار از این روش بیان می گردد ، سپسمشخصاتاین روش و نحوه عملكرد آن تشریح شده و محاسبات اولیه برای یك ساختمان نمونهارائه میشود.

٢‐ اهداف روش نوین بهسازی لرزه ای

هدف اصلی از ارائه روش نوین بهسازی لرزه ای برای ساختمانهای كوتاه مرتبه، همان هدفآییننامه طرح ساختمانها در برابر زلزله (استاندارد ٢٨٠٠ ) می باشد كه در حقیقت كاهشتلفاتجانی و خسارات مادی در برابر زلزله های شدید ( زلزله های با دوره بازگشت ٤٧٥ سال و١٠ % احتمال رویداد در ٥٠ سال عمر مفید ساختمان ) می باشد. در عین حال اهداف دیگری نیزبرایاین روش وجود دارد كه عبارتند از :

‐ كاهش هزینه عملیات اجرایی

‐ كاهش زمان اجرا

٣‐ تشریح روش نوین بهسازی لرزه ای

اساس این روش بر این فرض استوار است كه ساختمان در برابر نیروهای جانبی زلزله ازهیچگونهسیستم ساز های مقاوم برخوردار نبوده و حداكثر تعداد طبقات ساختمان به سه طبقهمحدودمی گردد. به این ترتیب با اضافه نمودن یك سیستم جدید باربر جانبی به سازه موجود،سختی،مقاومت و شكل پذیری مورد نیاز در زلزله در حالیكه وظیفه حمل بارهای ثقلی به عهدهسیستمباربر قائم موجود ساختمان می باشد، تأمین می گردد.

٤‐ سیستم سازه ای پیشنهادی

بطور كلی از نظر ساز های سیستم جدید متشكل از یك ستون فلزی طر های بوده، كهبصورتشمع در داخل خاك قرار می گیرد، بطوریكه بارهای جانبی زلزله را با تغییر شكل هایخمشی وتكیه جانبی بر خاك به زمین انتقال می دهد. در این قسمت جانمایی این سیستم درپلان و درارتفاع نشان داده شده و چگونگی اتصال آن با سقفها و پی ساختمان ارائه م یگردد.

4-1- جانمایی سیستم در پلان

در این روش باید دو فضای مناسب كه نسبت به یكدیگر، در پلان بصورت متقارن قرار م یگیرند،برای نصب سیستم مقاوم پیش بینی گردد. مساحتی كه این دو فضا اشغال می كنند بهتعدادطبقات، مساحت زیربنا و كاربری ساختمان بستگی دارد.  برای كاهش اثرات ناشی از پیچش حاصل از خروج از مركزیت،فضاهای مورد نظر باید تا حدامكان در كناره ها و گوشه های ساختمان قرار گیرند.


نويسنده : mh                 نظرات : 


موضوع : <-ostCategory->

بارهایی که روی ساختمان وارد می شوند یا مستقیمآ به وسیله طبیعت و یا به وسیله انسان ایجادمی گردند. به عبارت دیگر برای بار روی ساختمانها دو منبع اصلی وجود دارد، یکی ژئوفیزیکی و دیگری مصنوعی.  نیروهای ژئوفیزیکی را که نتیجه تغییرات مداوم در طبیعت هستند ممکن است به نیروهای جاذبه زمین، وزن ساختمان خودش ایجاد نیروهایی در سازه می کند که موسوم به بار مرده است واین بار در تمام طول عمر ساختمان ثابت باقی می ماند.

اشکال همیشه در حال تغییر ساختمان نیز تایع اثرات جاذبه زمین است که ایجاد تغییراتی در بارها در طول زمان می کند.بارهای ناشی از تغییرات جوی با زمان و مکان تغییر می کنند و به شکل باد، حرارت، رطوبت، باران، برف، و یخ ظاهر می شوند. نیروهای زلزله از حرکت نا منظم زمین یعنی زمین لرزه ایجاد مشوند.

منابع بارگذاری مصنوعی ممکن است تکان ناشی از حرکت اتومبیل ها، آسانسورها، ماشینهای مکانیکی و غیره و یا ممکن است تغییر مکان افراد، وسایل و یا نتیجه ضربه و انفجار باشند. به علاوه ممکن است نیروهایی در زمان تولید و اجرا در سازه به وجود آبد. پایداری ساختمان ممکن است ایجاب پیش تنیدگی کند که باعث ایجاد نیرو در ساختمان می شود.

منابع بارهای ژئوفیزیکی و مصنوعی در ساختمان غالبآ به یکدیگر بستگی دارند. جرم، اندازه، شکل و مصالح یک ساختمان در روی نیروهای ژئوفیزیکی اثر می گذارند. برای مثال اگر عناصر ساختمان در مقابل تغییرات درجه حرارت و رطوبت نتوانند به آزادی واکنش نشان دهند و گیردار باشند نیروهایی در ساختمان ایجاد می شود.

برای اینکه اطمینان حاصل شود که مشکلات آتی از بین رفته و بازده سازه ای حاصل شده باشد لازم است که مطالعات دقیق جواب تئوری ساختمان به اثرها انجام گیرد. طراح باید نیروها و اثر بارگذاری مربوطه را درک کند تا ساختمان بی خطر و قابل استفاده باشد.

:: بار مرده ساختمان

بارهای ناشی از نیروی جاذبه زمین را متوان به دو دسته مجزا تقسیم کرد:

اساتیکی و دینامیکی: بارهای استاتیکی همیشه جزء ثابتی از سازه هستند. بارهای دینامیکی موقتی هستند یعنی با تغییر زمان و فصل تغییر می کنند، یا تابع مکان داخل یا روی سازه هستند.

بارهای مرده را ممکن است به صورت بارهای استاتیکی که در اثر وزن اجزاء سازه ایجاد می شوند تعریف کرد.نیروهایی که منجر به بار مرده می شوند عبارتند از: قسمتهای باربر ساختمان،کف،روکاری سقف،دیوارهای جدا کننده ثابت،پوشش نما،مخزنهای انباری،سیستمهای توزیع مکانیکی و غیره. مجموع وزنهای همه این قسمت ها بار مرده ساختمان را تشکیل می دهد.

به نظر می رسد که تعیین وزن مصالح و از آنجا بار مرده ساختمان کار ساده ای باشد. اما به دلیل مشکلات گوناگون در تجزیه و تحلیل دقیق بارها تخمین بارها ممکن است 15 تا 20 درصد و یا حتی بیشتر در خطا باشد.

در مرحله اولیه طرح برای مهندس محاسب پیش بینی دقیق وزن مصالح ساختمانی که هنوز انتخاب نشده اند کاری غیر ممکن است. مصالح ناسازه ای مشخصی که باید انتخاب شوند شامل صفحات پیش ساخته نما، لوازم روشنایی، قطعات سقف،لوله ها، مجرا ها، خطوط برق ،و اجزای نیازمندیهای داخلی خاص ساختمان می باشند.

وزن عناصر تقویت کننده و اتصالات در سازه های فولادی فقط به صورت درصدی از وزن کل تخمین زده می شود. وزن واحد حجم مصالح که به وسیله تولید کنندگان یا آئین نامه ها داده می شود همیشه با وزن واحد حجم محصول تولید شده مطابقت ندارد. اندازهای اسمی اجزاء ساختمان ممکن است با اندازه های واقعی اختلاف داشته باشد .

:: بار زنده ساختمان

فرق اساسی بارهای زنده با بارهای مرده در این است که بارهای زنده متغیر و غیر قابل پیش بینی هستند. تغییر در بارهای زنده نه تنها در طول زمان اتفاق می افتد بلکه همچنین تابعی از مکان می باشد. این تغییر ممکن است در مدت زمان کوتاه یا طولانی صورت گیرد. بدین ترتیب تقریبآ غیر ممکن است که بارهای زنده را به صورت استا تیکی تخمین زد. بارهایی که بوسیله اشیاء یا اشخاص در ساختمان ایجاد می شوند به نام بارهای سکنی موسوم هستند. این بارها شامل وزن اشخاص، مبل ها، جدا کننده های متحرک، گاو صندوق ها، کتابها و دیگر بارهای نیمه دائم و موقتی که روی ساختمان اثر می کنند ولی جزئی از سازه نیستند و جزء بار مرده به حساب نمی آیند .

بارهای متمرکز، نشان دهنده اثر بار منفرد ممکن در نقاط بحرانی مثل کفهای پله، سقفهای قابل دسترس، گاراژهای توقف و دیگر نقاط آسیب پذیر با تنشهای متمرکز زیاد می باشند.

:: بار اجرایی ساختمان

اجزاء سازه به طور کلی برای بارهای مرده و زنده طرح می شوند. اما یک قطعه سازه ممکن است در موقع اجرای ساختمان تحت بارهایی خیلی بیشتر از بارهای طرح قرار بگیرد. اینگونه بارها که موسوم به بارهای اجرائی هستند قسمت مهمی را در طرح اجراء سازه تشکیل می دهند.

هر پیمانکاری در طول زمان روش اجرایی را توسعه می دهد که برای خودش اقتصادی بودنش ثابت شده است. هر چند که معمار ممکن است ساختمان را طوری طرح کند که برای یک روش اجرایی معینی مناسب باشد، او ممکن است که از روشهای اجرایی یکایک پیمانکاران آگاهی نداشته باشد. پیمانکاران معمولآ مصالح و وسائل سنگین را روی سطح کوچکی ازسازه انباشته می کنند. این عمل ایجاد بارهای متمرکزی میکند که خیلی بیشتر از بارهای زنده فرض شده برای سازه طرح شده می باشد .در چنین شرایطی شکست نتیجه شده است .

یک مشکل اساسی در اجرای سازه های بتنی وقتی ایجاد می شود که پیمانکار پایه های تقویتی و قالب بندی را قبل از انقضای مدت کافی برای عمل آمدن بتن بردارد. مقاومت بتن با زمان زیاد میشود. ولی از آنجایی که برای پیمانکار زمان پول است او ممکن است قالب ها را قبل از اینکه بتن به مقاومت حداقل طرح برسد بردارد. در چنین صورتی جزئی از سازه ممکن است تحت اثر بارهائی قرار بگیرد که قادر به تحمل آنها نباشد و شکست حاصل شود.

:: بارهای برف ، باران و یخ

مشاهده ارتفاع و تراکم برف در طول سالیان دراز منجر به پیش بینی معقول حداکثر بار برف شده است. بار برف را لازم است فقط برای بامها و سطوح دیگر ساختمان که ممکن است برف جمع کننده از قبیل حیاط های بالا آورده شده،بالکن ها و سقف های آفتابگیر در نظر گرفت. بار برف که به وسیله آئین نامه ها تعیین شده است بر اساس حداکثر برف روی زمین می باشد. غالبآ این بارها بیشتر از بار برفی که روی بام اثر میکند می باشد. زیرا باد مقداری از برف های شل را از روی بام به دور می ریزد یا بدلیل از دست رفتن گرما از طریق بام، برف آب و بخار می شود. آئین نامه ها معمولآ در صدی از بار برف را روی بام شیب دار کم می کنند، زیرا روی چنین سطوحی برف به سهولت از روی بام به پائین می لغزد. ولی بعضی از انواع بام ها ممکن است روی رفتار باد اثر بگذارند و باعث شوند که بار برف به مقدار زیاد در یک قسمت از بام ذخیره شود.با وجود اینکه اغلب در محاسبه بار زنده به آب فکر نمی شود حتمآ باید در موقع طرح آنرا به خاطر داشت. بار باران به طور کلی کمتر از بار برف است، ولی باید به خاطر داشت که ذخیره شدن آب منجر به مقدار قابل ملاحظه ای بار می شود.

همچون که آب جمع می شود بام تغییر شکل داده خم می شود و این باعث می شود که آب بیشتری جمع شود و منجر به تغییر شکل زیاد تری گردد. این پدیده که موسوم به حوض شدن می باشد ممکن است باعث فرو ریختن نهایی بام شود.

یخ روی اجزاء بیرون آمده به خصوص روی قطعات تزئینی خارجی که در غیر این صورت جز بار وزنشان باری دریافت نمی کنند جمع می شود. از این رو لازم است که این قطعات چنان طرح و اتصال داده شوند که بارهای سنگین قندیل های یخ را تحمل کنند. به علاوه، تشکیل یخ روی سازه های خرپایی باز باعث ازدیاد سطح و وزن شده که منجر به اضافه شدن باد می شود.

:: بار باد روی ساختمان

آسمان خراشهای اولیه به اثرات پیچیده نیروی جانبی ایجاد شده بوسیله باد آسیب پذیرنبودند.وزن عظیم ساختمان با دیوارهای باربر ساخته شده از مصالح بنایی چنان بود که نیروی باد قادر نبود به نیروهای جاذبه به زمین غلبه کند. حتی موقعی که روش دیوار حمال بوسیلهسازه قاب صلب در اواخر قرن 19 جایگزین شد، نیروی جاذبه عامل تعیین کننده اصلی بود.

نماهای سنگی سنگین با بازشدگی های کوچک، ستونهای نزدیک به هم، قطعات سرهم شده حجیم قابها، و دیوارهای جداکننده سنگین هنوز چنان وزنی را ایجاد می کردند که عمل باد یک مشکل اساسی نبود.

آسمان خراشهای دیوار شیشه ای سالهای 1950 با فضای باز داخلی مطلوب و وزن نسبتا کم برای اولین بار در مقابل نیروهای باد واکنش نشان دادند.با معرفی قاب فولادی سبک وزن،دیگروزن یک عامل محدود کننده ارتفاع آسمان خراشها نبود. ولی عصر ساختمانهای بلند باخود مشکلات جدیدی آورده است برای اینکه وزن مرده کاهش داده شود وفضاهای بزرگتر وانعطاف پذیر ایجاد گردد تیرهای با دهنه زیاد، جدا کننده های داخلی بار نبر متحرک ودیوارهای پیرامونی بارنبر ساخته شده است.همه این ابداعات از صلبیت کلی سازه ها کم کرده اند، به طور یکه حالا سختی جانبی (با تغییر مکان جانبی) یک ساختمان ممکن است تعیین کننده تر از مقاومتش باشد. اثر باد یک مسئله اساسی برای طرح ساختمانهای بلند شده است . درک باد و پیش بینی رفتارش به صورت علمی دقیق ممکن است غیر ممکن باشد. عمل باد روی ساختمان، شکل،باریکی و ترکیب نمای سازه مورد نظر و نحوه قرار گرفتن ساختمانهای مجاور دارد.

:: بار ناشی از تغییرات حجم مصالح

تغییرات حجم مصالح در اثر انقباض،غرش و آثار حرارتی به وجود می آید. موقعی که از واکنش طبیعی و آزاد اعضاء ساختمان در سر حد ها یشان جلوگیری می شود در آنها نیرو ایجاد میگردد.در جایی که این تغییرات حجم محدود می شود نقش های محوری و دورانی در ساختمان ایجاد گردد.

تغییر حجم تابعی از شکل و اندازه ساختمان،مصالح ،سختی اعضاء سازه ای و نوع اتصالات می باشد. با به کار بردن مانع در نقاطی از ساختمان که تنش های محوری و دورانی ممکن است ایجاد شود می توان تغییرات حجم را کنترل کرد و این به معنی طرح اعضاء برای تحمل این نقش ها می باشد .واضح است که تغییرات حجم را با استفاده از درزهای انبساط که در آنها حرکت به آزادی صورت می گیرد می توان کنترل نمود.

:: بار ناشی از انفجار

ساختمان ممکن است مجبور باشد نه تنها نیرو های فشاری خارجی بلکه نیروهای فشاریداخلی ایجاد شده در اثر انفجار را نیز تحمل کند. فرو ریختن قسمتی از یک ساختمان آپارتمانی در لندن در سال 1968 توجه زیادی را به این بار گذاری جلب نمود. اکثر ساختمانها هرگز با چنین نیروهایی مواجه نخواهند شد،ولی احتمال انجار مواد منفجره در اثر خرابکاری یا اشتعالتصادفی گازهای آتش گیر در اثر نشت یا آتش همیشه وجود دارد.

در اثر انفجارات فشارهای زیادی در منطقه انفجار ایجاد می گردد و بارهای خیلی زیادی به عناصر ساختمان وارد می شود که منجر به ترکیدن و به خارج پرتاب شدن پنجره ها، دیوارها و کف ها می گردد. این فشار داخلی باید به صورت موضعی محدود و کنترل شود و نباید باعث فروریختگی تدریجی ساختمان گردد.

علل ممکن برای بارهای انفجاری خارجی از غرش های صوتی نسبتآ کم اهمیت است (مانند پنجره های شکسته شده و دیوارهای گچی ترک خورده). تحقیقات وسیعی روی واکنش سازه ها در برابر اثرات سلاحهای اتمی در جریان است تا بتوان ساختمان را چنان طرح کرد که در مقابل حمله اتمی مقاوم باشند.

:: ترکیب بارها روی ساختمان

ساختمانهای بلند درطول عمرشان در معرض بارهای متعدد می باشد و بسیاری از بارها به طور همزمان روی سازه وارد می شود.اگر بارها خط اثر مشترک داشته و با یکدیگر باید ترکیب شود. این شرط لازم می سازد که در طرح سازه ها تمام ترکیبات ممکن بارها در نظر گرفته شود.

احتمال وقوع بارهای ترکیب شده باید به طور آماری ارزیابی و اثر آن تخمین زده شود. هرچقدر که اثر بار با دقت بیشتری تعیین شود لزوم انتخاب ضرایب اطمینان بزرگتر برای جبران عوامل مجهول کاهش می یابد.

ترکیب موثر و عملی بارها در آئین نامه ها مشخص گردیده است. بطور کلی تشخیص داده شده است که ماکزیمم بالای ناشی از تغییرات جوی و زلزله احتمالا هرگز با مقدار کامل بارهای زنده دیگر همزمان رخ نخواهد داد از این رو موقعی که بار زنده کامل به طور همزمان با بارهای ماکزیمم باد یا زلزله به کار می رود آئین نامه اجازه می دهد که بر تنشهای مجاز 33 درصد افزوده شود.


نويسنده : mh                 نظرات : 


موضوع : <-ostCategory->

بارهایی که روی ساختمان وارد می شوند یا مستقیمآ به وسیله طبیعت و یا به وسیله انسان ایجاد می گردند. به عبارت دیگر برای بار روی ساختمانها دو منبع اصلی وجود دارد، یکیژئوفیزیکی و دیگری مصنوعی.
نیروهای ژئوفیزیکی را که نتیجه تغییرات مداوم در طبیعت هستند ممکن است به نیروهای جاذبه زمین، وزن ساختمان خودش ایجاد نیروهایی در سازه می کند که موسوم به بار مرده است واین بار در تمام طول عمر ساختمان ثابت باقی می ماند.

اشکال همیشه در حال تغییر ساختمان نیز تایع اثرات جاذبه زمین است که ایجاد تغییراتی در بارها در طول زمان می کند.بارهای ناشی از تغییرات جوی با زمان و مکان تغییر می کنند و به شکل باد، حرارت، رطوبت، باران، برف، و یخ ظاهر می شوند. نیروهای زلزله از حرکت نا منظم زمین یعنی زمین لرزه ایجاد مشوند.

منابع بارگذاری مصنوعی ممکن است تکان ناشی از حرکت اتومبیل ها، آسانسورها، ماشینهای مکانیکی و غیره و یا ممکن است تغییر مکان افراد، وسایل و یا نتیجه ضربه و انفجار باشند. به علاوه ممکن است نیروهایی در زمان تولید و اجرا در سازه به وجود آبد. پایداری ساختمان ممکن است ایجاب پیش تنیدگی کند که باعث ایجاد نیرو در ساختمان می شود.

منابع بارهای ژئوفیزیکی و مصنوعی در ساختمان غالبآ به یکدیگر بستگی دارند. جرم، اندازه، شکل و مصالح یک ساختمان در روی نیروهای ژئوفیزیکی اثر می گذارند. برای مثال اگر عناصر ساختمان در مقابل تغییرات درجه حرارت و رطوبت نتوانند به آزادی واکنش نشان دهند و گیردار باشند نیروهایی در ساختمان ایجاد می شود.

برای اینکه اطمینان حاصل شود که مشکلات آتی از بین رفته و بازده سازه ای حاصل شده باشد لازم است که مطالعات دقیق جواب تئوری ساختمان به اثرها انجام گیرد. طراح باید نیروها و اثر بارگذاری مربوطه را درک کند تا ساختمان بی خطر و قابل استفاده باشد.

:: بار مرده ساختمان

بارهای ناشی از نیروی جاذبه زمین را متوان به دو دسته مجزا تقسیم کرد:

اساتیکی و دینامیکی: بارهای استاتیکی همیشه جزء ثابتی از سازه هستند. بارهای دینامیکی موقتی هستند یعنی با تغییر زمان و فصل تغییر می کنند، یا تابع مکان داخل یا روی سازه هستند.

بارهای مرده را ممکن است به صورت بارهای استاتیکی که در اثر وزن اجزاء سازه ایجاد می شوند تعریف کرد.نیروهایی که منجر به بار مرده می شوند عبارتند از: قسمتهای باربر ساختمان،کف،روکاری سقف،دیوارهای جدا کننده ثابت،پوشش نما،مخزنهای انباری،سیستمهای توزیع مکانیکی و غیره. مجموع وزنهای همه این قسمت ها بار مرده ساختمان را تشکیل می دهد.

به نظر می رسد که تعیین وزن مصالح و از آنجا بار مرده ساختمان کار ساده ای باشد. اما به دلیل مشکلات گوناگون در تجزیه و تحلیل دقیق بارها تخمین بارها ممکن است 15 تا 20 درصد و یا حتی بیشتر در خطا باشد.

در مرحله اولیه طرح برای مهندس محاسب پیش بینی دقیق وزن مصالح ساختمانی که هنوز انتخاب نشده اند کاری غیر ممکن است. مصالح ناسازه ای مشخصی که باید انتخاب شوند شامل صفحات پیش ساخته نما، لوازم روشنایی، قطعات سقف،لوله ها، مجرا ها، خطوط برق ،و اجزای نیازمندیهای داخلی خاص ساختمان می باشند.

وزن عناصر تقویت کننده و اتصالات در سازه های فولادی فقط به صورت درصدی از وزن کل تخمین زده می شود. وزن واحد حجم مصالح که به وسیله تولید کنندگان یا آئین نامه ها داده می شود همیشه با وزن واحد حجم محصول تولید شده مطابقت ندارد. اندازهای اسمی اجزاء ساختمان ممکن است با اندازه های واقعی اختلاف داشته باشد .

:: بار زنده ساختمان

فرق اساسی بارهای زنده با بارهای مرده در این است که بارهای زنده متغیر و غیر قابل پیش بینی هستند. تغییر در بارهای زنده نه تنها در طول زمان اتفاق می افتد بلکه همچنین تابعی از مکان می باشد. این تغییر ممکن است در مدت زمان کوتاه یا طولانی صورت گیرد. بدین ترتیب تقریبآ غیر ممکن است که بارهای زنده را به صورت استا تیکی تخمین زد. بارهایی که بوسیله اشیاء یا اشخاص در ساختمان ایجاد می شوند به نام بارهای سکنی موسوم هستند. این بارها شامل وزن اشخاص، مبل ها، جدا کننده های متحرک، گاو صندوق ها، کتابها و دیگر بارهای نیمه دائم و موقتی که روی ساختمان اثر می کنند ولی جزئی از سازه نیستند و جزء بار مرده به حساب نمی آیند .

بارهای متمرکز، نشان دهنده اثر بار منفرد ممکن در نقاط بحرانی مثل کفهای پله، سقفهای قابل دسترس، گاراژهای توقف و دیگر نقاط آسیب پذیر با تنشهای متمرکز زیاد می باشند.

:: بار اجرایی ساختمان

اجزاء سازه به طور کلی برای بارهای مرده و زنده طرح می شوند. اما یک قطعه سازه ممکن است در موقع اجرای ساختمان تحت بارهایی خیلی بیشتر از بارهای طرح قرار بگیرد. اینگونه بارها که موسوم به بارهای اجرائی هستند قسمت مهمی را در طرح اجراء سازه تشکیل می دهند.

هر پیمانکاری در طول زمان روش اجرایی را توسعه می دهد که برای خودش اقتصادی بودنش ثابت شده است. هر چند که معمار ممکن است ساختمان را طوری طرح کند که برای یک روش اجرایی معینی مناسب باشد، او ممکن است که از روشهای اجرایی یکایک پیمانکاران آگاهی نداشته باشد. پیمانکاران معمولآ مصالح و وسائل سنگین را روی سطح کوچکی ازسازه انباشته می کنند. این عمل ایجاد بارهای متمرکزی میکند که خیلی بیشتر از بارهای زنده فرض شده برای سازه طرح شده می باشد .در چنین شرایطی شکست نتیجه شده است .

یک مشکل اساسی در اجرای سازه های بتنی وقتی ایجاد می شود که پیمانکار پایه های تقویتی و قالب بندی را قبل از انقضای مدت کافی برای عمل آمدن بتن بردارد. مقاومت بتن با زمان زیاد میشود. ولی از آنجایی که برای پیمانکار زمان پول است او ممکن است قالب ها را قبل از اینکه بتن به مقاومت حداقل طرح برسد بردارد. در چنین صورتی جزئی از سازه ممکن است تحت اثر بارهائی قرار بگیرد که قادر به تحمل آنها نباشد و شکست حاصل شود.

:: بارهای برف ، باران و یخ

مشاهده ارتفاع و تراکم برف در طول سالیان دراز منجر به پیش بینی معقول حداکثر بار برف شده است. بار برف را لازم است فقط برای بامها و سطوح دیگر ساختمان که ممکن است برف جمع کننده از قبیل حیاط های بالا آورده شده،بالکن ها و سقف های آفتابگیر در نظر گرفت. بار برف که به وسیله آئین نامه ها تعیین شده است بر اساس حداکثر برف روی زمین می باشد. غالبآ این بارها بیشتر از بار برفی که روی بام اثر میکند می باشد. زیرا باد مقداری از برف های شل را از روی بام به دور می ریزد یا بدلیل از دست رفتن گرما از طریق بام، برف آب و بخار می شود. آئین نامه ها معمولآ در صدی از بار برف را روی بام شیب دار کم می کنند، زیرا روی چنین سطوحی برف به سهولت از روی بام به پائین می لغزد. ولی بعضی از انواع بام ها ممکن است روی رفتار باد اثر بگذارند و باعث شوند که بار برف به مقدار زیاد در یک قسمت از بام ذخیره شود.با وجود اینکه اغلب در محاسبه بار زنده به آب فکر نمی شود حتمآ باید در موقع طرح آنرا به خاطر داشت. بار باران به طور کلی کمتر از بار برف است، ولی باید به خاطر داشت که ذخیره شدن آب منجر به مقدار قابل ملاحظه ای بار می شود.

همچون که آب جمع می شود بام تغییر شکل داده خم می شود و این باعث می شود که آب بیشتری جمع شود و منجر به تغییر شکل زیاد تری گردد. این پدیده که موسوم به حوض شدن می باشد ممکن است باعث فرو ریختن نهایی بام شود.

یخ روی اجزاء بیرون آمده به خصوص روی قطعات تزئینی خارجی که در غیر این صورت جز بار وزنشان باری دریافت نمی کنند جمع می شود. از این رو لازم است که این قطعات چنان طرح و اتصال داده شوند که بارهای سنگین قندیل های یخ را تحمل کنند. به علاوه، تشکیل یخ روی سازه های خرپایی باز باعث ازدیاد سطح و وزن شده که منجر به اضافه شدن باد می شود.

:: بار باد روی ساختمان

آسمان خراشهای اولیه به اثرات پیچیده نیروی جانبی ایجاد شده بوسیله باد آسیب پذیرنبودند.وزن عظیم ساختمان با دیوارهای باربر ساخته شده از مصالح بنایی چنان بود که نیروی باد قادر نبود به نیروهای جاذبه به زمین غلبه کند. حتی موقعی که روش دیوار حمال بوسیلهسازه قاب صلب در اواخر قرن 19 جایگزین شد، نیروی جاذبه عامل تعیین کننده اصلی بود.

 

نماهای سنگی سنگین با بازشدگی های کوچک، ستونهای نزدیک به هم، قطعات سرهم شده حجیم قابها، و دیوارهای جداکننده سنگین هنوز چنان وزنی را ایجاد می کردند که عمل باد یک مشکل اساسی نبود.

آسمان خراشهای دیوار شیشه ای سالهای 1950 با فضای باز داخلی مطلوب و وزن نسبتا کم برای اولین بار در مقابل نیروهای باد واکنش نشان دادند.با معرفی قاب فولادی سبک وزن،دیگروزن یک عامل محدود کننده ارتفاع آسمان خراشها نبود. ولی عصر ساختمانهای بلند باخود مشکلات جدیدی آورده است برای اینکه وزن مرده کاهش داده شود وفضاهای بزرگتر وانعطاف پذیر ایجاد گردد تیرهای با دهنه زیاد، جدا کننده های داخلی بار نبر متحرک ودیوارهای پیرامونی بارنبر ساخته شده است.همه این ابداعات از صلبیت کلی سازه ها کم کرده اند، به طور یکه حالا سختی جانبی (با تغییر مکان جانبی) یک ساختمان ممکن است تعیین کننده تر از مقاومتش باشد. اثر باد یک مسئله اساسی برای طرح ساختمانهای بلند شده است . درک باد و پیش بینی رفتارش به صورت علمی دقیق ممکن است غیر ممکن باشد. عمل باد روی ساختمان، شکل،باریکی و ترکیب نمای سازه مورد نظر و نحوه قرار گرفتن ساختمانهای مجاور دارد.

 

:: بار ناشی از تغییرات حجم مصالح

تغییرات حجم مصالح در اثر انقباض،غرش و آثار حرارتی به وجود می آید. موقعی که از واکنش طبیعی و آزاد اعضاء ساختمان در سر حد ها یشان جلوگیری می شود در آنها نیرو ایجاد میگردد.در جایی که این تغییرات حجم محدود می شود نقش های محوری و دورانی در ساختمان ایجاد گردد.

تغییر حجم تابعی از شکل و اندازه ساختمان،مصالح ،سختی اعضاء سازه ای و نوع اتصالات می باشد. با به کار بردن مانع در نقاطی از ساختمان که تنش های محوری و دورانی ممکن است ایجاد شود می توان تغییرات حجم را کنترل کرد و این به معنی طرح اعضاء برای تحمل این نقش ها می باشد .واضح است که تغییرات حجم را با استفاده از درزهای انبساط که در آنها حرکت به آزادی صورت می گیرد می توان کنترل نمود.

:: بار ناشی از انفجار

ساختمان ممکن است مجبور باشد نه تنها نیرو های فشاری خارجی بلکه نیروهای فشاریداخلی ایجاد شده در اثر انفجار را نیز تحمل کند. فرو ریختن قسمتی از یک ساختمان آپارتمانی در لندن در سال 1968 توجه زیادی را به این بار گذاری جلب نمود. اکثر ساختمانها هرگز با چنین نیروهایی مواجه نخواهند شد،ولی احتمال انجار مواد منفجره در اثر خرابکاری یا اشتعالتصادفی گازهای آتش گیر در اثر نشت یا آتش همیشه وجود دارد.

در اثر انفجارات فشارهای زیادی در منطقه انفجار ایجاد می گردد و بارهای خیلی زیادی به عناصر ساختمان وارد می شود که منجر به ترکیدن و به خارج پرتاب شدن پنجره ها، دیوارها و کف ها می گردد. این فشار داخلی باید به صورت موضعی محدود و کنترل شود و نباید باعث فروریختگی تدریجی ساختمان گردد.

علل ممکن برای بارهای انفجاری خارجی از غرش های صوتی نسبتآ کم اهمیت است (مانند پنجره های شکسته شده و دیوارهای گچی ترک خورده). تحقیقات وسیعی روی واکنش سازه ها در برابر اثرات سلاحهای اتمی در جریان است تا بتوان ساختمان را چنان طرح کرد که در مقابل حمله اتمی مقاوم باشند.

:: ترکیب بارها روی ساختمان

ساختمانهای بلند درطول عمرشان در معرض بارهای متعدد می باشد و بسیاری از بارها به طور همزمان روی سازه وارد می شود.اگر بارها خط اثر مشترک داشته و با یکدیگر باید ترکیب شود. این شرط لازم می سازد که در طرح سازه ها تمام ترکیبات ممکن بارها در نظر گرفته شود.

احتمال وقوع بارهای ترکیب شده باید به طور آماری ارزیابی و اثر آن تخمین زده شود. هرچقدر که اثر بار با دقت بیشتری تعیین شود لزوم انتخاب ضرایب اطمینان بزرگتر برای جبران عوامل مجهول کاهش می یابد.

ترکیب موثر و عملی بارها در آئین نامه ها مشخص گردیده است. بطور کلی تشخیص داده شده است که ماکزیمم بالای ناشی از تغییرات جوی و زلزله احتمالا هرگز با مقدار کامل بارهای زنده دیگر همزمان رخ نخواهد داد از این رو موقعی که بار زنده کامل به طور همزمان با بارهای ماکزیمم باد یا زلزله به کار می رود آئین نامه اجازه می دهد که بر تنشهای مجاز 33 درصد افزوده شود.


نويسنده : mh                 نظرات : 


موضوع : <-ostCategory->
امروزه نگهداری و مرمت سازه‌ها به دلیل هزینه‌های بالای ساخت آنها اهمیت بسیار زیادی پیدا نموده است، به همین دلیل و به علت نیاز روز افزون مهندسین و متخصصین صنعت ساختمان به تقویت، ترمیم و بهسازی سازه‌های بتنی روشهای مختلف و متعددی برای این موضوع مطرح گشته است. سادگی اجرای FRP ها در عین سرعت عمل بالا، وزن كم، مقاومت كششی بالای ورق‌ها، مقاومت در برابر خوردگی، جذب ارتعاشات و افزایش مقاومت و استحكام سازه خصوصأ در مقابل بارهای دینامیكی از جمله مزیت‌های این مواد است.

1-               مقدمه
ورق هایFRP  به سبب نسبت مقاومت به وزن بالا، مقاومت در مقابل خوردگی و مواد شیمیایی، مقاومت در برابر خستگی ناشی از بارگذاری و همچنین نصب سریع در چند سال اخیر جهت امر بهسازی و ترمیم سازه ها خصوصاً سازه های بتنی به شدت مورد توجه قرار گرفته اند. لایه هایبا وزنی معادل 20% وزن فولاد غالباً مقاومتی در حدود 2 تا 10 برابر فولاد از خود نشان می دهند که وجود این خاصیت سبب استفاده گسترده از الیاف فوق در صنایع گوناگون گردیده است. سالهای زیادی است که از الیاف FRP در صنایع هوا فضا استفاده می گردد اما در گذشته بهای نسبتاً سنگین این الیاف سبب گردیده بود که استفاده از آنها در صنعت ساختمان ناچیز و محدود باشد لیکن امروزه به دلیل گسترش تولید این مواد و به طبع آن کاهش بهای آنها و همچنین به سبب برتری های خاص این الیاف، می توان توجیه مناسب اقتصادی برای استفاده از آنها ارائهنمود.
با توجه به نوپا بودن این تکنیک تقویت، از اواسط دهه نود فعالیت های گسترده ای بر روی بررسی رفتار این پلیمرها در مقاوم سازی خمشی تیرهای بتنی بوسیله چسباندن این الیاف به ناحیه تحت کشش مقطع انجام شده است که همگی آنها بر بهبود رفتار مکانیکی و افزایش مقاومت خمشی تیرها تاکید دارند]5-1[.
جهت بررسی کامل تیرهای بتنی مقاوم سازی شده واضح است که علاوه بر جنبه های مقاومتی، عملکرد اعضاء تحت شرایط بهره برداری نیز باید رضایت بخش باشند و این امر با تامینمقاومت کافی برای عضو خودبخود تحقق نمی یابد. در یک عضو که به روش مقاومت نهایی طرحشده است ممکن است تغییر مکانهای ایجاد شده تحت بارهای بهره برداری بیش از اندازهبزرگ باشد به طوری که سبب آسیب رساندن به قسمتهای غیر سازه ای شود و یا از سویدیگر، ترکهای ایجاد شده در تیرها ممکن است به اندازه ای بزرگ باشند که خوردگی آرماتورها را موجب شود و از نظر ظاهری نیز نا مطلوب باشد.
در این تحقیق آزمایشگاهی اثر ورقهای FRP در مقاوم سازی خمشی تیرهای بتن مسلح حاوی بتن با مقاومت بالا مورد بررسی قرار گرفته است. میزان آرماتور كششی و تعداد لایه FRP در ساخت نمونه ها و تقویت آنها به عنوان متغیر در نظر گرفته شده است. تعداد شش تیر بتنی دارای سطح مقطع، طول و میزان میلگرد فشاری و برشی یکسان حاوی بتن با مقاومت بالا، دارایآرماتور کششی برابر با  و  ساخته شده و تحت آزمایش خمش چهار نقطه ای قرار گرفته وشرایط بهره برداری آنها مورد بررسی قرار گرفته است. از شش نمونه ذکر شده دو نمونه بدونبه عنوان نمونه شاهد و چهار نمونه دیگر با یک و چهار لایه FRP مقاوم سازی شده اند.
جهت بررسی دقیق رفتار این تیرها تعداد قابل توجهی کرنش سنج روی میلگردهای کششی، فشاری و همچنین سطح بتن و FRP نصب شده که نتایج حاصله در این تحقیق دال بر عملکردمطلوب ورقهای تقویت کننده در شرایط بهره برداری می باشد.
جزئیات نمونه ها و روش انجام آزمایشات
نمونه های آزمایش
در این تحقیق 6 تیر بتن مسلح حاوی بتن با مقاومت بالا، با سطح مقطع و طول یکسان ساخته شده و تا لحظه شکست تحت آزمایش خمش چهار نقطه ای قرار گرفتند. تیرها با توجه به مقدار آرماتور کششی آنها به دو گروه تقسیم شده و از هر گروه یک نمونه به عنوان تیر کنترل و بدون مقاوم سازی مورد آزمایش قرار گرفته و بقیه نمونه ها با یک و چهار لایه الیاف کربن مقاوم سازی شده و سپس تحت بارگذاری قرار گرفتند. طول همه تیرهای مورد آزمایش 300 سانتیمتر بود که بر روی تکیه گاههایی با دهانه 270 سانتیمتر مورد بارگذاری و آزمایش قرار گرفتند. با توجه بهنتایج آزمایشات گذشته ]6[، جهت افزایش اثر مقاوم سازی و تاخیر در جدا شدگی FRP از سطح بتن، طول FRP مصرفی برابر با 260 سانتیمتر در نظر گرفته شده است که تقریباً تمامی طول دهانه تیر را پوشش می دهد.
سطح مقطع تمامی تیرها مستطیلی و به ابعاد 25*15 سانتیمتر در نظر گرفته شده است. آرماتور فشاری تمامی تیرها دو عدد میلگرد با قطر 10 میلیمتر و آرماتور کششی نمونه هایسری  الف دو عدد میلگرد با قطر 16 میلیمتر و برای نمونه های سری ب دو عدد میلگرد با قطر 22 میلیمتر منظور شده است. برای تمامی تیرها از آرماتور برشی یکسان استفاده شده است که عبارت است از خاموت بسته به قطر 10 میلیمتر که در فاصله 9 سانتیمتر از یکدیگر در دهانه های برشی تیر پخش شده اند و طراحی این خاموتها به گونه ای است که از شکست برشی تیرها جلوگیری شده و شکست نمونه ها بصورت خمشی اتفاق بیفتد. برای بارگذاری از دو بار متمرکز متقارن که به فاصله 90 سانتیمتر از یکدیگر قرار گرفته اند استفاده شده است. به این ترتیب، مقدار دهانه برش برابر با 90 سانتیمتر و نسبت طول دهانه برشی به عمق مؤثر برابر با 1/4 می شود که این مقدار، تیرهای مورد نظر را در رده تیرهای معمولی قرار می دهد.
کرنش سنجهای الکتریکی بر روی آرماتورکششی، فشاری، برشی و همچنین سطح بتن و FRP در نقاط مختلف چسبانده شده تا در بارهای مختلف قادر به اندازه گیری میزان کرنش در مقاطع مختلف بوده تا با استفاده از آن قادر به محاسبه میزان تنش و همچنین انحناء تیر باشیم. با استفاده از خیز سنجهای الکتریکی با دقت بالا که در نقاط مختلفی از تیر قرار گرفته اند، روند افزایش خیز تیر نیز به طور کامل مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از دوربین ترک سنج، عرض بزرگترین ترک خمشی و برشی نیز اندازه گیری و با هر افزیش باری قرائت و ثبت می شوند.
در شکل 1، ابعاد تیرهای مورد آزمایش به همراه محل نصب کرنش سنج ها و همینطور محل قرار گیری خیز سنج ها آورده شده است.
شکل 1: مشخصات هندسی تیر و نحوه قرار گیری میلگردها و وسائل اندازه گیری
نام هر تیر از دو حرف تشکیل شده است که حرف اول نشان دهنده میزان آرماتور کششی ( سری A یا B) و نام دوم نشان دهنده تعداد لایه FRP مصرفی جهت مقاوم سازی نمونه می باشد. در جدول 1 مشخصات تیرهای ساخته شده در این تحقیق آورده شده است.
جدول 1: مشخصات تیرهای آزمایش شده در این تحقیق 2-               2-1- FRP  FRP

Series

Test beam




 (mm2)

CFRP layers

A

AH0

2F16

2F10

F10@9cm

0

0

AH1

2F16

2F10

F10@9cm

6.75

1


AH4

2F16

2F10

F10@9cm

27

4


B

BH0

2F22

2F10

F10@9cm

0

0

BH1

2F22

2F10

F10@9cm

6.75

1


BH4

2F22

2F10

F10@9cm

27

4


 


خواص مصالح مصرفی
برای هر تیر تعداد 3 عدد نمونه مکعبی 10*10*10 سانتیمتر در هنگام بتن ریزی نمونه ها ساخته شده و در شرایط مشابه با تیرها عمل آوری شدند. این نمونه ها در سن 28 روزه تحت آزمایش فشار قرار گرفته و میانگین مقاومت فشاری آنها برابر با 962 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع بدست آمد. برای تبدیل مقاومت فشاری نمونه های مکعبی به مقاومت فشاری نمونه استوانه ای استاندارد از ضریب 8/0  استفاده شد که بدین ترتیب مقاومت فشاری بتن مصرفی در تمامی تیرهای ساخته شده در این تحقیق برابر با 770 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع در نظر گرفته می شود. میلگردهای آجدار مصرفی ساخت کارخانه ذوب آهن اصفهان و دارای تنش تسلیمی برابر باکیلوگرم بر سانتیمتر مربع می باشند. FRP مورد استفاده در این تحقیق از نوع کربن با جرم حجمی 78/1 گرم بر سانتیمتر مکعب بوده و ضخامت هر لایه آن برابر با 045/0 میلیمتر می باشد. رفتار این ماده تا لحظه شکست به صورت خطی بوده که کارخانه سازنده تنش کششی حداکثر و مدول الاستیسیته آن را به ترتیب برابر با 38500 و 105 *23 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع اعلام کرده است. کرنش شکست FRP مصرفی برابر با 7/1 درصد می باشد.
روش انجام مقاوم سازی
پس از بتن ریزی، نمونه ها به مدت 28 روز تحت شرایط کاملاً مرطوب عمل آوری شدند. دو عدد از تیرها به عنوان نمونه کنترل بدون انجام مقاوم سازی تحت بارگذاری قرار گرفتند. سطح کششی تیرهای دیگر ابتدا توسط سنگ فرز به میزان 1 تا 2 میلیمتر ساب زده شده و سپس توسط استون به طور کامل تمیز می گردند. چسب مورد استفاده برای لایه اول ( بین سطح بتن و FRP) از نوعبوده که چسبی دو جزئی بوده که پس از اختلاط، توسط کاردک به طور کامل روی سطح بتن مالیده شده و اولین لایه FRP روی آن قرار گرفته و کاملاً توسط چسب اشباع می گردد. برای چسباندن لایه های بعدی ( بین ورقهای FRP) از چسبی دو جزئی با نام تجاری EP-IN  استفاده می شود. این چسب توسط فرچه معمولی روی FRP مالیده شده و سپس لایه بعدیروی آن قرار می گیرد. خصوصیات چسب های مصرفی در این تحقیق در جدول 2 آورده شدهاست.
جدول 2: خصوصیات چسب های مصرفی 2-2- 4200 2-3- EP-TX

نام چسب

مقاومت خمشی (MPa)

مقاومت فشاری (MPa)

نسبت رزین به سخت کننده


رنگ

حدود دمای سرویس دهی

 

24 ساعته

7 روزه

24 ساعته

7 روزه



 

EP-TX

16<

18<

50<

56<

100/100

خاکستری

90+ تا 30-

EP-IN

35<

45<

53<

65<

50/100

شفاف

90+ تا 30-


 پس از کامل شدن عملیات مقاوم سازی نمونه ها حداقل به مدت 7  روز در شرایط آزمایشگاهنگهداری شده و پس از نصب کرنش سنج های الکتریکی لازم روی سطح FRP و بتن، تحت بارگذاری قرار می گیرند. بارگذاری نمونه ها به صورت مرحله ای افزایش پیدا می کند و پس از هر افزایش بار، مشاهدات عینی، قرائت کرنش سنج ها و خیز سنج ها و همینطور نحوه گسترش ترکها روی سطح تیر به همراه عرض عریضترین ترکهای خمشی و برشی به طور کامل ثبت می گردد.
ارزیابی نتایج آزمایشات
سختی و تغییر مکان
برای بررسی سختی و تغییر مکان تیرهای مقاوم سازی شده نسبت به نمونه های کنترل، منحنی بار – خیز تیرها در شکل 2 آورده شده است.
           
شکل 2 : منحنی بار- تغییر مکان وسط دهانه برای کلیه تیرها
همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، منحنی تیرهای مقاوم سازی شده، از ابتدا تا انتهای مرحله رفتار خطی نمونه ها به خوبی بر روی نمونه کنترل نظیر خود منطبق است لذا می توان نتیجه گرفت که در حالت بهره برداری، سختی و تغییر مکان نمونه های مقاوم سازی شده( صرفنظر از تعداد لایه FRP)، با نمونه کنترل کاملاً همخوانی دارد. اما در ناحیه پلاستیک و تا لحظه شکست، با افزایش تعداد لایه FRP، سختی تیر افزایش پیدا کرده ولی خیز آن به مقدار زیادی کاهش پیدا می کند که این امر بر کاهش  شکل پذیری نمونه های مقاوم سازی شده نسبت به نمونه کنترل دلالت دارد.
عرض ترک
با توجه به اینكه ایجاد ترك در سازه‌های بتنی نه تنها اجتناب ناپذیر است بلکه برای استفاده موثر از آرماتور لازم نیز هست. مقدار مجاز عرض ترک تحت بارهای بهره برداری بستگی به شرایطمحیطی دارد. جدول 3  عرض مجاز ترک را مطابق توصیه کمیته 224 انجمن بتن آمریکا ]7[ ارائه می کند.
جدول 3 : عرض مجاز ترکهای خمشی ]7[ 3-               3-1- 3-2-

شرایط محیطی                                             عرض مجاز ترک ( mm)

هوای خشک یا پوشش محافظ                                                41/0
رطوبت، هوای مرطوب، تماس با خاک                                     3/0
آب دریا، خشک و تر شدن متوالی                                           15/0
سازه های نگهدارنده آب                                                            1/0

با توجه به مقادیر پیشنهادی عرض ترک ارائه شده در جدول 3، مقادیر بار، خیز و کرنش متناظر با عرض ترکهای 1/0 تا 4/0 برای تیرهای سری B در جدول 4  آورده شده است. نتایج کامل در مرجعقابل دسترسی است.
جدول 4 : مقادیر کرنش، خیز، بار و عرض ترک در محدوده بهره برداری ]8[

عرض ترک (mm)

نام نمونه

بار
(kN)

کرنش در وسط تیر(mm/mm6-10*)

خیز
وسط تیر
(mm)

انحناء در
 وسط تیر

فولاد کششی

 

 

 

تار بالایی بتن(1-*)

سطح FRP

فولاد فشاری (1-*)



1/0

BH0

66/7

101

75

-

39

55/0

82/0

BH1

30

520

184

207

165

43/2

72/3


BH4

7/36

687

318

760

226

04/4

69/4


2/0

BH0

3/15

202

149

-

79

09/1

65/1

BH1

7/56

912

285

317

299

19/5

2/5


BH4

33/63

1097

493

1111

393

95/6

43/7


 3/0

BH0

3/28

481

392

-

149

32/2

09/4

BH1

86

1331

556

439

425

2/8

5/9


BH4

7/90

1502

808

1389

544

89/9

79/10


4/0

BH0

29/42

728

517

-

222

91/3

85/5

BH1

98

1500

655

452

494

5/9

8/9


BH4

126

2347

1500

1886

782

34/14

97/17



در شكل3 برای عریض ترین ترك خمشی اتفاق افتاده، نمودارممان-عرض ترك کلیه تیرها نشان داده شده است. همانگونه كه از شكل مشخص است، با افزایش FRP، طیف افقی نمودار كاهشیافته است، این پدیده حاكی از عدم افزایش قابل توجه عرض ترك با وجود جاری شدن فولادكششی می‌باشد. همچنین در محدوده بارهای سرویس، دستیابی به عرض ترکهای بسیار کم با استفاده از FRP به خوبی قابل مشاهده است.

شکل 5 : منحنی عرض ترک خمشی در برابر ممان وارده به مقطع
نتیجه گیری:
در این تحقیق با بررسی اثر لایه های فیبر کربن بر روی مقاومت خمشی تیرهای بتنی تقویت شده با FRP، نتایج زیر در حالت سرویس حاصل گردید.
الف- در حالت بهره برداری، سختی و تغییر مکان نمونه های مقاوم سازی شده( صرفنظر از تعداد لایه FRP)، با نمونه کنترل کاملاً همخوانی دارد. اما در ناحیه پلاستیک و تا لحظه شکست، با افزایش تعداد لایه FRP، سختی تیر افزایش پیدا کرده ولی خیز آن به مقدار زیادی کاهش پیدا می کند که این امر بر کاهش  شکل پذیری نمونه های مقاوم سازی شده نسبت به نمونه کنترل دلالت دارد.
ب- با افزایش FRP، طیف افقی نمودار ممان – عرض ترک كاهش یافته است، این پدیده حاكی ازعدم افزایش قابل توجه عرض ترك با وجود جاری شدن فولاد كششی می‌باشد.
ج- در محدوده بارهای سرویس، دستیابی به عرض ترکهای بسیار کم با استفاده از FRP به خوبی قابل مشاهده است. 4-


نويسنده : mh                 نظرات : 


موضوع : <-ostCategory->

امروزه متداولترین نوع پی در ساختمانها ، پی نواری میباشد. اما با وجود استفاده عمومی از این پیها به نظر میرسد که هنوز در روش طراحی این پی ها ابهاماتی وجود دارد، که نیاز به بحث و بررسی آنها میباشد. در این مقاله ابتدا به روش معمول در طراحی این پیها توسط همکاران اشاره کوتاهی میشود و در قسمت بعدی ابهامات موجود در این روش طراحی مطرح و مورد بررسی قرار میگیرد.

-روش معمول در طراحی پیهای نواری

معمولآ مهندسان محاسب پی های نواری را با فرض صلبیت نسبی پی در مقایسه با خاک زیر پی و در نتیجه با فرض توزیع یکنواخت و یا خطی تنش در زیر پی و بدون استفاده از برنامه های کامپیوتری مبتنی بر تئوریهای اجزاء محدود (نظیر نرمافزار SAFE) طراحی میکنند. برای طراحی از 2 ترکیب بارگذاری زیر مطابق آیین نامه ACI استفاده میشود1:

1) 1.4D+1.7L

2) 0.75(1.4D+1.7L+1.87E)

(D بار مرده ، L بار زنده و E بار زلزله میباشد )

سپس با در نظر گرفتن کل مجموعه پیها به عنوان یک عضو سازه ای گشتاور دوم اینرسی این مجموعه در هر دو جهت اصلی سازه و حول نقطه مرکز سختی پی محاسبه میشود. همچنین با محاسبه مجموع بارهای ثقلی و لنگرهای موجود در مرکز سختی پی، برای هر یک از دو حالت بارگذاری بالا و با استفاده از فرمول زیر توزیع تنش در زیر پی محاسبه میشود:

در فرمول بالا A مجموع مساحت پی ، P مجموع بارهای عمودی وارد بر پی ، Mx,My مجموع گشتاورهای وارد بر پی حول محورها ی X,Y (گذرنده از مرکز سختی پی)، مقادیر Ix,Iy گشتاور دوم اینرسی مجموعه پی حول محورهای X,Y و مقادیر X,Y فاصله افقی و عمودی هر نقطه دلخواه پی از مرکز سختی مجموعه پی میباشد.

با به دست آمدن توزیع تنشها در زیر پی ، هر یک از نوارهای پی به صورت یک تیر چند دهانه یکسره که بار تیر برابر حاضلضرب تنش زیرپی در عرض پی و به صورت گسترده و تکیه گاههای آن در واقع همان ستونها میباشند، توسط برنامه هایی نظیر SAP2000 مورد آنالیز قرار گرفته و با محاسبه مقادیر لنگرها در نقاط مختلف ، مقدار آرماتورهای مورد نیاز در بالا و پایین نوارهای پی محاسبه میشود. (معمولآ در جهت اطمینان و راحتی محاسبات تنش وارد بر نوارهای پی به صورت یکنواخت و برابر تنش ماکزیمم زیر پی در نظر گرفته میشود).در مرحله آخر در دهانه های بادبندی شده مقدار آرماتورهای بالا در زیر ستونها و آرماتورهای پایین در وسط دهانه مقداری افزایش داده میشود.(حدود 50 درصد)

-برخی ابهامات و اشکالات موجود در این روش

اما همانطور که در ابتدا نیز اشاره شد، این روش دارای ابهامات و اشکالاتی میباشد؛ اشکالاتی که باعث تفاوت بعضـآ بسیار زیاد مابین نتایج روش فوق الذکر با روش طراحی کامپیوتری (بر اساس نرم افزار SAFE) میشود. به این ابهامات در زیر اشاره میشود:

1- اولین ابهام در فرض صلب بودن پی میباشد. برای آنکه یک پی به صورت صلب فرض شود، باید یکی از دو شرط زیر ارضا شود:

الف- در صورتی که مقدار بار و فاصله ستونهای مجاور تفاوتی بیش از 20 در صد نداشته باشند و میانگین طول دو دهانه مجاور کمتر از باشد.

در این فرمول B عرض پی ، Ks مدول عکس العمل زمین ، I ممان دوم اینرسی مقطع عرضی پی و E مدول الاستیسیته پی میباشد.

ب- در صورتی که پی نواری ، نگهدارنده یک سازه صلب باشد که به خاطر سختی سازه ، اجازه تغییر شکلهای نامتقارن به سازه داده نمیشود. برای تعیین سختی سازه باید به کمک یک آنالیز ، سختی مجموعه پی، سازه و دیوارهای برشی ُرا با سختی زمین مقایسه نمود .(جزییات و فرمولهای این قسمت درکتب مختلف موجود میباشد).

معمولآ مهندسان محاسب از شرط اول استفاده نموده و صلب بودن پی را نتیجه میگیرند. اما اشکال اساسی آنجاست که اکثریت ساختمانهای متداول ، پیش شرط این شرط را دارا نمیباشند و اساسآ این شرط برای این ساختمانها قابل استفاده نمیباشد. زیرا با توجه به آنکه اکثریت ساختمانها دارای سیستم سازه ای بادبندی میباشند، در ترکیب بار زلزله در دو ستون مجاور یک دهانه بادبندی، به علت آنکه در یک ستون نیروی فشاری قابل توجه و در ستون دیگر نیروی کششی قابل توجه به وجود می آید، بار این دو ستون (با در نظر گرفتن علامن بارها) اختلافی بسیار بیشتر از 20 درصد دارند و به این جهت شرط الف به طور کلی غیر قابل استفاده میباشد. و اگر پی دارای شرایط صلبیت باشد، بر اساس شرط دوم میباشد و نه شرط اول.

2-دومین خطایی که در این روش وجود دارد، محدود کردن ترکیب بارها به تنها دو ترکیب بار میباشد و حداقل یک ترکیب بار مهم دیگر به شرح زیر نادیده گرفته شده میشود:

3) 0.75*(1.2D+1.87E)

این ترکیب بار از آنجا دارای اهمیت میباشد که با توجه به حذف بار زنده و کاهش ضریب بارهای مرده، مقدار نیروی کششی (اصطلاحآ uplift) در ستونهای دهانه های بادبندی به مقدار قابل توجهی افزایش می یابد ، که این مساله سبب بالا رفتن مقدار آرماتور بالا در زیر ستونها در روش محاسبه با نرم افزار SAFE و در نتیجه اختلاف بیشتر مابین نتایج دو روش با همدیگر میشود.

3-اما عمده ترین ابهام و ایراد وقتی به وجود می آید که پس از محاسبه مقادیر تنشها، نوارهای پی به صورت تیرهای یکسره در نظر گرفته شده و تنشهای زیر پی به صورت بار خارجی به تیر واردمیشود و تیر مورد آنالیز قرار میگیرد. این روش تا وقتی که در هر نوار فقط دو ستون وجود داشته باشد (سازه معین باشد)، هیچ ایرادی ندارد. اما ایرادها وقتی ایجاد میشود که در هر نوار تعداد ستونها 3 و یا بیشتر باشد. در این حالت نوارها به صورت تیر نامعین در می آیند. مقادیر واکنشها و تلاشهای داخلی در تیرهای نامعین بستگی کامل به شرایط مرزی تیر و معادلات سازگاری حاصل از شرایط مرزی دارد و در صورت تفاوت شرایط مرزی، صرف آنکه شرایط ظاهری آنها شبیه هم باشد، نمیتواند دلیل قانع کننده ای جهت برابر دانستن نتایج آنالیز برای دو حالت باشد. برای یک تیر چند دهانه یکسره شرایط مرزی به شرح زیر است:

الف- صفر بودن تغیییر مکانها در محل تکیه گاهها

ب- مساوی بودن مقدار دوران ها در حد مرزی چپ و راست هر یک از تکیه گاهها (شرط به هم پیوستگی تیر)

اما در نوارهای پی شرط مرزی الف در بالا به شکل دیگری میباشد.با توجه به آنکه پی به صورت تیر بر بستر ارتجاعی در نظر گرفته میشود، مقدار تنش در هر نقطه ضریبی از مدول عکس العمل زمین میباشد((q=Ks.d و به این ترتیب تغییر مکان در محل تکیه گاهها (و هر نقطه دیگر از پی) بر خلاف شرط الف صفر نمیباشد و برابر حاصل تقسیم تنش موجود بر مدول عکس العمل زمین میباشد(d=q/Ks). ضمن آنکه در این حالت اساسآ مقادیر واکنشهای تکیه گاهی (که همان نیروهای موجود در ستونها میباشند) موجود است و مقادیر تلاشهای داخلی تیر باید به گونه ای محاسبه گردند که با این واکنشها همخوانی داشته و در تعادل باشند. این در حالی است در تحلیل نتایج حاصل از این روش مقادیر واکنشهای تکیه گاهی با نیروهای موجود در ستونها تفاوت بسیاری دارد که خود نشاندهنده غلط بودن این روش میباشد. به طور مثال در ستونهای پای بادبند که ممکن است که یک نیروی کششی قابل توجه وجود داشته باشد بر اساس نتایج این روش معمولآ یک واکنش به صورت یک نیروی فشاری به وجود می آید (بیش از 100 در صد اختلاف!!).

اما ابهام آخری که وجود دارد اینست که طرفداران این روش اگر به درست بودن روش خود اطمینان دارند چرا مقادیر میلگردهای به دست آمده برای دهانه های بادبندی را افزایش می دهند؟ و این افزایش طبق چه معیاری میباشد؟ آیا این مساله خود نشان دهنده عدم اطمینان طرفداران این روش به نتایج حاصله نمیباشد؟


نويسنده : mh                 نظرات : 


موضوع : <-ostCategory->
- باید توجه داشت که خم میلگردها به طرف پائین یا داخل المان و خارج از ناحیه پوشش بتنی قرار داشته باشد.
2- عملیات جوشکاری میلگردها در محیطی با دمای زیر -18 درجه سلسیوس مجاز نیست.
3- بعد از پایان پذیرفتن جوشکاری بایستی اجازه داد تا میلگردها به طور طبیعی تا دمای محیط سرد شود،شتاب دادن به فرآیند سرد شدن مجاز نیست.
4- کاربرد همزمان چند نوع فولاد با مقاومت های مشخصه متفاوت در یک المان بتنی مجاز نیست مگر اینکه در نقشه های اجرائی،مهندس محاسب قید کرده باشد.5- برای مهار میلگردهای فشاری نبایستی از قلاب و خم استفاده نمود.
6- برای میلگردهای با سطح صاف(بدون آج) استفاده از مهارهای مستقیم مجاز نیست.
7- خم کردن میلگردها انتظار باید قبل از قالب بندی انجام گیرد.
8- میلگردهای ساده با قطر بیش از 12 میلیمتر را نباید بعنوان خاموت بکار برد.
9- قطر خاموت ها نباید از 6 میلی متر کمتر باشد.
10- مناسب ترین محل قطع و وصله میلگردهای طولی ستون بتنی،در نصف ارتفاع آن است.
11- محل مناسب برای وصله کردن میلگردهای طولی تیرهای بتنی،بیرون از گره تیر با ستون و در محدوده یک چهارم تا یک سوم از طول دهانه از تکیه گاه است.
اثرات مواد زیان آور بر خواص یتن
  1. کربنات سدیم » گیرش سیمان را تسریع می کند،با حداکثر غلظت 0.1%
  2. بی کربنات سدیم » گیرش سیمان را تسریع یا کند می کند با حداکثر غلظت 0.4% تا 0.1%
  3. کلرورها » تسریع در زنگ زدگی آرماتور و کابل های پیش تنیدگی.بیش از 0.06% در بتن پیش تنیده و 0.1% در بتن آرمه خطرناک است.
  4. سولفاتها » اثر نامطلوب روی بتن.به ازای هر 1% سولفات در آب،10% کاهش مقاومت بوجود می آید.
  5. فسفاتها،آرسنات ها و براتها » افزایش زمان گیرش.حداکثر غلظت 0.05%
  6. نمک های مس،روی،سرب،منگنز،قلع » افزایش زمان گیرش.حداکثر غلظت 0.05%
  7. آبهای اسیدی » در صورت وجود اسید کلریدریک و اسید سولفوریک و سایر اسیدهای غیرآلی،حداکثر تا 0.1% بلامانع است و آبهای با 4.5<8.5< FONT> مجاز نیست.
  8. آبهای قلیایی » در صورت وجود بیش از 0.5% هیدروکسید سدیم و 1.2% هیدروکسید پتاسیم ( نسبت به وزن سیمان ) باشد،مقاومت بتن تقلیل می یابد.
  9. آبهای گل آلود » قبل از مصرف از حوضچه های ته نشینی عبور داده و یا به روش دیگر تصفیه کرد.
  10. آب دریا » با حداکثر 3.5% نمک محلول برای ساخت بتن ( بدون آرماتور ) بلامانع است.
  11. مقاومت بتن ساخته شده با آب دریا بین 10% تا 20% کاهش می یابد.  
سنگدانه ها
  • بهترین منابع سنگدانه ها،در محل رودخانه ها می باشد که بسیار ساده و ارزان استخراج می گردند.
  • دانه های درشت رودخانه ای عموما گرد و دارای دانه بندی مناسب ولی مقاومت بتن ها کمتر می باشند.
  • مصرف سنگدانه های طبیعی (گرد گوشه با سطح صاف) در بتن،کارآئی بهتری می دهد.
  • سنگدانه های شکسته که تیزگوشه می باشند کارآئی کمتر ولی مقاومت خمشی و فشاری بیشتری دارند.
  • بهترین سنگدانه برای تهیه بتن،سنگدانه های سیلیسی هستند.سختی آنها بین 6 تا 7 (از 10 که مربوط به الماس است.) می باشد.ولی برای بتن های معمولی بیشتر از سنگدانه های آهکی استفاده می شود که سختی آنها بین 3 تا 4 است.
  • مقدار آب همراه شن به لحاظ کم بودن آن قابل صرفنظر است ولی آب همراه با ماسه که گاهی به 50 تا 60 لیتر بر مترمکعب ماسه می رسد و قابل ملاحظه است و بایستی در زمان بتن ریزی مورد توجه قرار بگیرد.
  • سنگدانه های مصنوعی که از گرد حاصل از سوزانیدن زباله ها و یا سرباره کوره های ذوب آهن و غیره بدست می آید و حاوی مقادیری فلزات و دیگر مواد سخت می باشند می توان برای ساخت بتن های غیرباربر استفاده نمود.امروزه بیش از 40 درصد بتن های مصرفی در کارگاه باربر نیستند و با استفاده از این روش می توان کمک شایانی به حفظ محیط زیست نمود.

نويسنده : mh                 نظرات : 


موضوع : <-ostCategory->

بسیاری از اصول اجرائی حاكم بر بتن ریزیهای معمولی در بتن ریزی با بتن سبــكدانه سازه ای كماكان از اهمیت برخوردار است . مسلما" در بتن های غیر سازه و سبكدانه بسیاری از نكات مورد نظر نمیتواند با اهمیت تلقی شود و عدم رعایت برخی قواعد تا آنجا كه به وزن مخصوص بتن ریخته شده لطمه نزند و آنرا بالا نبرد با اهمیت تلقـــی نمیشـــود.

اصل پیوستگی و تدوام در بتن ریزی ( عدم ایجاد درز سرد ) ، اصل عدم گیرش یا نزدیكی به گیرش در بتن قبل از ریختن و تراكم ، اصل عدم جدا شدگی مواد (نا همگنی ) بتن ، اصل رعایت دمای مناسب بتن ریزی ، اصل عدم آلودگی بتن به مواد مضر ، اصل رعایت تراكم صحیح ، اصل رعایت پرداخت صحیح سطح بتن ، اصل انتخاب صحیح اسلامپ با توجه به وضعیت قطعه و وسایل تراكمی موجود ، اصل رعایت و بكارگیری نسبت ها و مقادیر صحیح مصالح و پرهیز از مصرف مواد نا مناسب ، و در نهایت اصل عمل آوری صحیح و قالب برداری به موقع و با دقت همواره در این نوع بتن ریزیها مانند بتن های معمولی از اهمیت برخوردار می باشد .

استفاده از مواد مناسب و نسبت های صحیح :
بكار گیری مواد و مصالح مناسب طبق مشخصات پروژه ، رعایت مصرف سیمان تازه و غیر فاسد از نوع مورد نظر و مطابق با استاندارد مورد قبول كاملا" مهم می باشد . توزین یا پیمانه كردن دقیق و صحیح مصالح مصرفی طبق طرح اختلاط ارائه شده از اهمیت برخوردار است . بهتر است مصالح سنگی مصرفی به ویژه سبكدانه در شرایطی قرار گیرد كه نوسانات رطوبتی اندكی داشته باشد . برای مثال خوبست بدانیم لیكاهای موجود در ایران میتواند تا بیش از 30 درصد آب را در خود جذب و نگهداری كند . بنا براین بین سنگدانه كاملا" خشك و كاملا" اشباع تفاوت فاحشی وجود دارد و میتواند بر اسلامپ حاصله و نسبت آب به سیمان و در نتیجه به مقاومت و دوام بتن سبكدانه سازه ای اثر چشمگیری باقی گذارد . بهر حال اگر بدانیم مثلا" سنگدانه های ما حدود 5 درصد رطوبت دارد میتوانیم مقدار آب مصرفی را تنظیم نمائیم تا به طرح اختلاط مورد نظر دست یابیم .
باید دانست مشكل بزرگ تولید بتن سبكدانه همین تغییر رطوبت است و لذا كنترل نسبت آب به سیمان در این بتن ها مشكل می باشد و حتی مانند بتن های معمولی نیز نمیتوان با كنترل اسلامپ به نتیجه مورد نظر رسید .

انتخاب اسلامپ صحیح :
مانند بتن های معمول انتخاب اسلامپ میتواند مهم باشد . از نظر جدا شدگی ، آب انداختن ، رسیدن به تراكم مورد نظر با توجه به ابعاد قطعه ، طرز قرارگیری ، وضعیت درهمی میلگردها ، وسایل تراكمی موجود قابل تأمین این انتخاب كاملا" معنا دار و با اهمیت است . به دلیل سبكی سنگدانه ها بویژه سبكدانه های درشت احتمال جدا شدگی در بتن شل افزایش می یابد . لذا اسلامپ های بیش از ده سانتی متر ابدا" مطلوب نیست مگر اینكه بتن پر عیاری داشته باشیم ، همچنین با وجود موادی مانند میكرو سیلیس ممكنست این جدا شدگی به حداقل برسد .
بنا براین اگر قرار باشد بتن سبكدانه پمپی با اسلامپ 10 تا 15 سانتی متر را داشته باشیم عیار سیمان باید از حدود 400 كیلو در متر مكعب فراتر رود . در حالیكه اگر اسلامپ كمتر باشد حداقل عیار سیمان در ACI برابرkg/m3 335 مطرح شده است . در حالات عادی اسلامپ های 5 تا 8 سانتی متر برای بتن سبكدانه غیر پمپی و اسلامپ 7 تا 10 سانتی متر برای بتن سبكدانه پمپی مطلوب تلقی میشود بدون اینكه این اعداد جنبه آئین نامه ای داشته باشد .
تغییرات اسلامپ در طول اجراء در بتن سبكدانه بسیار جدی است . در بتن های معمولی نیز این پدیده به چشم میخورد بویژه وقتی سنگدانه های درشت خیلی خشك باشند ممكن است حتی در طول 15 دقیقه پس از ساخت شاهد افت جدی در اسلامپ باشیم . در بتن سبكدانه این امر به شدت وجود دارد . فرض كنید اگر در طول 15 تا 30 دقیقه جذب آب سبكدانه 5 تا 10 درصد فرض شود و فقط سبكدانه درشت به میزان 300 كیلو داشته باشیم 15 تا 30 كیلو آب را جذب می كند كه كاهش اسلامپ 6 تا 15 سانتی متر را میتوان شاهد بود . اگر قرار باشد طول مدت حمل و ریختن و تراكم زیاد باشد كاملا" دچار مشكل میشویم . همچنین در بتن های پمپی ، این كاهش و افت در اسلامپ مسئله ساز است . بنا براین سعی میشود كه چنین پروژه هائی حتی الامكان از 24 ساعت قبل از ساخت بتن ، سبكدانه ها را خیس كرد (Presoaking ) تا آب قابل ملاحظه ای را جذب نماید و پس از اختلاط بتن شاهد افت اسلامپ زیادی نباشیم . این خیس كردن ممكن است حتی از سه روز قبل شروع شود ادامه یابد . خیس كردن سنگدانه ممكنست با آب پاشی تحت فشار و بصورت بارانی باشد و یا از سیستم خلاء برای نفوذ سریعتر آب به داخل سبكدانه استفاده شود كه در ایران روش ساده اول معمولتر و عملی تر می باشد . ریختن آب و سبكدانه در مخلوط كن و اضافه كردن سیمان و غیره پس از مدتی تأخیر میتواند به افت اسلامپ كمتر منجر شود .
میزان جذب آب سبكدانه ها علاوه بر زمان تابع میزان آب موجود در آن ( رطوبت اولیه ) نیز می باشد كه پیش بینی جذب آب را در مدت معین دشوار می كند مگراینكه قبلا" آزمایشهائی را با رطوبت اولیه موجود انجام داده باشیم .
اسلامپ های كمتر از 5 سانتی متری نیز كار تراكم را با مشكل مواجه می سازد و فضای خالی زیادی را در بتن بهمراه دارد .
بسیاری از تحقیقات نشان داده اند مقاومت و دوام بتن های سبكدانه كه با سبكدانه خشك ساخته شده اند بهتر از وقتی است كه از سبكدانه قبلا" خیس شده یا اشباع شده استفاده گشته است .

اصل رعایت دمای مناسب :
حداقل و حداكثر دمای مجاز و مطلوب در أئین نامه ها مشخص شده است . رعایت این امر برای بتن سبك سازه ای و با دوام بشدت ضروری است و از این نظر تفاوتی با بتن معمولی وجود ندارد .
حداقل دمای مجاز 5+ درجه سانتی گراد و حداقل دمای مطلوب 10+ درجه سانتی گراد است . حداكثر دمای مجاز معمولا" 32-30 درجه سانتی گراد تا هنگام گیرش می باشد و بهتر است از این حد فاصله معقولی را داشته باشیم . در هوای سرد و گرم كه بتن با دمای مناسب تولید می شود نباید در حین اجرا آنقدر تأخیر و معطلی بوجود آورد كه با تبادل گرمائی ، دمای مطلوب از دست برود .

اصل همگنی ( عدم جداشدگی ) :
اصول جداشدگی و عوامل مؤثر بر آن برای بتن سبكدانه همچون بتن معمولی است ، اما برای بتن سبكدانه یك عامل دیگر یعنی اختلاف در چگالی ذرات و خمیر سیمان یا ملات میتواند به جداشدگی منجر گردد . عوامل جداشدگی میتوانند داخلی باشند كه صرفا" استعداد جداشدگی را بوجود می آورند و یا عامل خارجی باشند كه مربوط به اجرا هستند و استعداد را شكوفا می كنند . از عوامل داخلی بالا رفتن حداكثر اندازه سبكدانه می باشد كه معمولا" باعث جداشدگی میگردد و بهتر است حداكثر اندازه سبكدانه برای بتن سازه ای به 20 میلی متر محدود شود و توصیه می گردد تا از حداكثر اندازه 15 – 12ر میلی متر استفاده شود . جالب است بدانیم معمولا" با افزایش حداكثر اندازه ، چگالی حجمی خشك ذرات سبكدانه درشت كاهش می یابد و از این نظر نیز امكان جداشدگی را قوت می بخشد .
بالا رفتن اسلامپ به افزایش استعداد جداشدگی منجر می شود . كاهش میزان عیار سیمان و مواد سیمانی و چسباننده میتواند بشدت باعث افزایش استعداد جداشدگی گردد . اختلاف وزن مخصوص ( چگالی ) ذرات سبكدانه با خمیر سیمان و یا اختلاف چگالی ذرات ریزدانه و درشت دانه به بالا رفتن استعداد جداشدگی منجر می گردد . بالا رفتن نسبت آب به سیمان به افزایش پتانسیل جداشدگی می انجامد . درشت تر شدن بافت دانه بندی سنگدانه ها معمولا" امكان جداشدگی را افزایش می دهد . وجود مواد ریز دانه و چسباننده مانند پوزولان و میكروسیلیس و سرباره ها می تواند باعث كاهش استعداد جداشدگی بتن سبكدانه گردد ، همچنین بكارگیری مواد حبابزا و ایجاد حباب هوا میتواند جداشدگی و آب انداختن را كاهش دهد ضمن اینكه روانی و كارآئی مورد نظر تأمین میگردد .
از عوامل خارجی می توان حمل نامناسب ، ریختن غلط ، استفاده از شوت های طولانی و یا شیب نامطلوب ، برخورد بتن با قالب و میلگردها ، ریختن بتن از ارتفاع زیاد بدون لوله و قیف هادی و یا بدون پمپ معمولا" به جداشدگی منجر میشود . بخاطر حساسیت جداشدگی در این بتن ها باید دقت بیشتری را اعمال نمود . باید دانست نتیجه جداشدگی در بتن سبكدانه نیز از نظر مقاومتی و دوام بمراتب حادتر و مضرتر از بتن معمولی است .

اصل عدم آلودگی بتن به مواد مضر :
در طول حمل و ریختن و تراكم نباید مواد مضر اعم از مواد ریزدانه رسی ( گل و لای ) ، مواد شیمیایی شامل چربی ها و مواد قندی یا انواع مختلف نمكها و آب شور و غیره با بتن مخلوط شود . مخلوط شدن موادی همچون گچ نیز توجیه ندارد . بهرحال در این رابطه هیچ تفاوتی بین بتن معمولی و سبكدانه سازه ای وجود ندارد .

اصل عدم كاركردن با بتن در مرحله گیرش :
اگر عملیات بتن ریزی با بتنی كه در مرحله گیرش است انجام گیرد مقاومت و دوام آن بشدت كاهش می یابد و نفوذپذیری آن زیاد میشود . از این نظر بتن مانند ملات گچ زنده است كه اگر آن را مرتبا" بهم بزنیم و ورز دهیم تبدیل به ملات گچ كشته میشود كه بشدت كم مقاومت و كم دوام است ، هرچند گیرش آن به تأخیر می افتد و یا اصلا" خود را نمی گیرد و صرفا" خشك می شود . بهرحال نباید بتن را در هنگامی كه در شرف گیرش است مخلوط نمود و یا ریخت و متراكم كرد . از این نظر بین بتن سبكدانه و بتن معمولی اختلافی احساس نمی گردد .
مسلما" در هوای گرم و یا بتن با دمای زیاد ، گیرش زودتر حاصل میشود . زمان گیرش تابع نوع سیمان ( جنس و ریزی ) ، نسبت آب به سیمان و وجود مواد افزودنی می باشد . برای افزایش زمان گیرش و ایجاد مهلت برای عملیات اجرائی می توان از بتن خنك ، كار در هنگام خنكی هوا یا شب ، سیمانهای كندگیر كننده استفاده نمود .

اصل پیوستگی و تداوم بتن ریزی ( عدم ایجاد درز سرد در بین لایه ها ) :
اگر در هنگام بتن ریزی به هر علت ، لایه زیرین قبل از ریختن و تراكم لایه روئی گیرش خود را انجام داده باشد درز سرد Cold Joint بوجود می آید . در این رابطه فرقی بین بتن سبكدانه و معمولی وجود ندارد . باید با تجهیز مناسب كارگاه ، افزایش توان تولید و حمل در ریختن و تراكم بتن ، افزایش زمان گیرش بتن و یا ایجاد درزهای اجرائی مناسب و كاهش سطح بتن ریزی و یا كاهش ضخامت لایه ها امكان ایجاد درز سرد را به حداقل رساند .

تراكم صحیح بتن سبكدانه :
از آنجا كه بتن های سبكدانه بشدت در معرض جدا شدگی هستند ، تراكم با قدرت زیاد و یا مدت بیش از حد مشكلات جدی را بوجود می آورد . به محض اینكه احساس می نمائیم كه شیره یا سنگدانه ها شروع به روزدن می نمایند باید تراكم را قطع كرد . لرزش ، بیش از فشار و ضربه میتواند موجب جدا شدگی گردد.
به هر حال باید كاملا" هوای بتن خارج و فضای خالی به حداقل برسد تا مقاومت و دوام كافی ایجاد گردد.

پرداخت سطح بتن سبكدانه :
آب انداختن بتن همواره مشكل بزرگی در پرداخت نهائی سطح بتن می باشد و این امر اختصاص به بتن سبكدانه ندارد . خوشبختانه به دلیل جذب آب تدریجـــی توسط سبكدانه ها ، آب انداختن میتواند به كمترین مقدار برسد اما اگر سبكدانه ها قبل از اختلاط كاملا" اشباع شده باشد امكان آب انداختن بیشتر می گردد . كم بودن عیار سیمان و مواد چسباننده سیمانی ، فقدان مواد ریزدانه ، عدم وجود حباب هوا در بتن ، درشتی بافت دانه بندی ، افزایش حداكثر اندازه سبكدانه ، گردگوشه گی سنگدانه ها و بافت صاف سطح سنگدانه ، بالا بودن اسلامپ ، زیادی نسبت آب به سیمان و ... میتواند موجب افزایش آب انداختن شود .
وقتی بتن آب می اندازد باید اجازه داد آب تبخیر گردد و اگر تبخیر به سرعت میسر نمی گردد یا نگران گیرش هستیم باید سعی كنیم آب روزده را با وسیله مناسبی ( گونی یا اسفنج ) از سطح پاك نمائیم و سپس سطح را با ماله چوبی و بدنبال آن با ماله فلزی یا لاستیكی صاف كنیم .
عدم رعایت این نكات موجب افزایش نسبت آب به سیمان در سطح و كاهش مقاومت و دوام و افزایش نفوذپذیری بتن سطحی می گردد .

عمل آوری بتن و سبكدانه :
هر چند عمل آوری رطوبتی و حرارتی بتن سبكدانه با بتن معمولی تفاوت چندانی ندارد اما اعتقاد بر این است كه سبكدانه ها بعلت پوكی و تخلخل و جذب آب میتوانند در صورت فقدان عمل آوری رطوبتی از ناحیه اجرا كنندگان ، بخشی از آب خود را در اختیار خمیر سیمان قرار دهند و توقف شدیدی در هیدراسیون سیمان رخ ندهد . این امر را عمل آوری داخلی بتن سبكدانه می گویند .

كنترل كیفی بتن سبكدانه :
كنترل كیفی بتن سبكدانه شامل بتن تازه و سخت شده است . كنترل روانی ، وزن مخصوص و هوای بتن از مهمترین كنترلهای بتن تازه است . استفاده از آزمایش اسلامپ ، میز آلمانی ( روانی ) و درجه تراكم برای این بتن ها پیش بینی شده است . وزن مخصوص بتن تازه سبكدانه متراكم معمولا" كنترل می شود و در آئین نامه های مختلف اختلاف 2 تا 3 درصد مجاز شمرده میشود ( نسبت به طرح اختلاط ) . هوای بتن را برای بتن سبكدانه نمیتوان بكمك روش فشاری بدست آورد و حتما" باید از روش حجمی بهره گرفت . برای بتن سبكدانه سخت شده ، وزن مخصوص ، مقاومت فشاری ، كششی خمشی و نفوذپذیری ، جذب آب ، جذب موئینه و آزمایشهای دوام در برابر خوردگی قابل كنترل است .
وزن مخصوص بتن سخت شده سبكدانه بصورت اشباع و خشك اندازه گیری میشود و گاه بجای خشك كردن از جمع زدن مقادیر اجزاء در هر متر مكعب و افزودن مقداری رطوبت ثابت به آن ، وزن مخصوص بتن سخت شده را بدست می آورند .
برای تعیین مقاومت فشاری و سایر پارامتر ها تفاوت چندانی بین بتن سبكدانه و معمولی وجود ندارد و شباهت جدی و كامل بین آنها وجود دارد . بهرحال ممكنست در مواردی نتایج حاصله در مقایسه با بتن های معمولی گمراه كننده باشد . مثلا" اگر جذب آب بتن سبكدانه را بصورت درصد وزنی گزارش كنیم و آنرا با جذب آب بتن معمولی مقایسه نمائیم دچار اشتباه میشویم و لذا توصیه میشود جذب آب بتن بصورت درصد حجمی گزارش گردد .

بتن فاقد ریزدانه ( Concrete finez – No ) :
اگر سنگدانه های درشت تك اندازه را با سیمان و آب مخلوط كنیم و در قالب بدون تراكم بریزیم بتن فاقد ریزدانه و متخلخل بدست می آید كه از وزن مخصوص كمتری نسبت به بتن معمولی برخوردار خواهد بود . اگر چگالی سنگدانه ها در حدود معمولی باشد وزن مخصوص بتن فاقد ریزدانه حدود 1600 تا kg/m3 2000 بدست می آید اما اگر از سبكدانه درشت استفاده نمائیم ممكنست وزن مخصوص بتن حاصله از kg/m3 1000 كمتر شود ( حتی تا حدود kg/m3 650 ) . بهرحال در هر مورد بتن مورد نظر سبك یا نیمه سبك تلقی می شود اما اگر سنگدانه معمولی استفاده شود نمیتوان آنرا بتن سبكدانه دانست .
مسلما" اگر سنگدانه تك اندازه بكار نرود و حاوی ذرات ریز تا درشت باشد وزن مخصوص بتن حاصل نیز زیاد خواهد شد . سنگدانه درشت مصرفی باید 20-10 میلی متر باشد و 5 درصد ذرات درشتر و 10 درصد ذرات ریزتر در این نوع سنگدانه تك اندازه (Singl Size) مجاز است اما بهرحال نباید ذرات ریزتر از 5 میلی متر در آن مشاهده گردد . سنگدانه درشت بهتر است پولكی و كشیده و یا بسیار تیزگوشه نباشد . سنگدانه های گرد گوشه یا نیمه شكسته برای تولید این بتن ارجح است .
ساختار بتن فاقد ریزدانه دارای تخلخل ظاهری است و حفرات موجود در بتن با چشم براحتی دیده می شود كه در این مجموعه خمیر سیمان باید صرفا" تا حد امكان سنگدانه ها را بهم چسباند و از پر كردن فضاها با خمیر سیمان پرهیز شود زیرا وزن مخصوص بالا خواهد رفت . وجود خمیر سیمان با ضخامت حدود 1 میلی متر بر روی سنگدانه ها كاملا" مناسب است .
اگر سنگدانه معمولی بكار رود معمولا" مقدار شن اشباع تك اندازه بین 1400 تا 1750 كیلوگرم می باشد . حجم اشغالی ذرات شن در حدود 550 تا 700 لیتر در هر متر مكعب است . وزن سیمان مصرفی بین 75 تا 150 كیلو در متر مكعب یا بیشتر است كه حجم آن حدود 25 تا 50 لیتر می باشد . معمولا" نسبت آب به سیمان مصرفی 4/0 تا 5/0 می باشد كه افزایش آن می تواند به شلی خمیر سیمان و روانی آن منجر شود كه موجب جداشدگی و پرشدن خلل و فرج می گردد و بتن مورد نظر حاصل نمی شود . با كاهش نسبت آب به سیمان چسبندگی لازم بوجود نمی آید و از نظر اجرائی دچار مشكل می شویم . نسبت وزنی سیمان به سنگدانه تا می باشد . همانطور كه از محاسبات فوق بر می آید فضای خالی این بتن ( پوكی ) بین 25 تا 40 درصد می باشد و ابعاد این فضاها نیز بزرگ است درصد جذب آب بصورت وزنی حدود 15 تا 25 درصد است . طبیعتا" با افزایش مقدار سیمان و آب و یا مصرف شن با دانه بندی پیوسته ( Graded Size ) وزن مخصوص بتن بیشتر خواهد شد . توصیه می شود شن ها قبل از مصرف خیس و اشباع گردند .
طرح اختلاط این بتن ها بصورت آزمون و خطا خواهد بود و بشدت تابع شرایط ساخت بتن می باشد . بتن فاقد ریزدانه معمولا" بدون تراكم تولید می شود و اگر مرتعش یا متراكم شود بسیار جزئی خواهد بود زیرا خمیر سیمان میل به پر كردن فضای خالی بین سنگدانه ها را خواهد داشت و چسبندگی سنگدانه به یكدیگر به حداقل خواهد رسید .
معمولا" انجام آزمایش كارآئی یا اسلامپ برای این نوع بتن موردی نخواهد داشت . از آنجاكه سنگدانه تك اندازه مصرف می شود جداشدگی از نوع جدائی ریز و درشت سنگدانه معنائی ندارد و می توان آن را از ارتفاع قابل ملاحظه ریخت .
بعلت محدودیت دامنه نسبت آب به سیمان و وجود فضای خالی قابل توجه در این نوع بتن ، مقاومت فشاری این نوع بتن اغلب در حدود 5 تا 15 مگا پاسكال می باشد و طبیعتا" یك بتن سبك سازه ای تلقی نمی گردد و بصورت مسلح مصرف نمی شود . برخی اوقات سعی می كنند میلگردها را با یك لایه ضد خوردگی ( پوشش مناسب ) آغشته كنند و سپس در بتن فاقد ریزدانه بكار برند . اگر از سبكدانه برای ساخت این بتن استفاده شود ، مقاومت فشاری آن 2 تا 8 مگا پاسكال می باشد .
جمع شدگی بتن های فاقد ریزدانه بمراتب كمتر از بتن معمولی است زیرا مقدار سنگدانه در مقایسه با خمیر سیمان زیاد است و یقه قابل توجه بوجود می آورد . بتن فاقد ریزدانه سریعا" خشك می شود زیرا خمیر سیمان در مجاورت هوای موجود و فضای خالی است و علی القاعده در ابتدا از جمع شدگی بیشتری نسبت به بتن معمولی برخوردار می باشد و عمل آوری آن از اهمیت برخوردار است . قابلیت انتقال حرارتی آن بمراتب از بتن معمولی با سنگدانه مشابه كمتر است ( حدود تا ) كه با افزایش رطوبت و اشباع بودن این بتن ، این قابلیت انتقال حرارت افزایش می یابد .
مدول الاستیسیته این بتن ها بین 5 تا Gpa20 است ( برای مقاومت های 2 تا 15مگا پاسكال ) . نسبت مقاومت خمشی به فشاری حدود 30 درصد است كه از نسبت مقاومت خمشی به فشاری بتن های معمولی بیشتر می باشد . ضریب انبساط حرارتی این نوع بتن در حدود تا بتن معمولی است . نفوذپذیری زیاد از مزایا و شاید معایب این نوع بتن است . اما نكته مهم آنست كه موئینگی در این نوع بتن كم تا ناچیز می باشد . اگر اشباع از آب نباشد در برابر یخبندان مقاوم است . بعنوان یك نفوذپذیر زهكش و تثبیت شده و همچنین یك مسیر درناژ و مقاوم بسیار مفید است . بازی كردن لایه های قلوه سنگ و شن درشت و متوسط یا ریز بعنوان زهكش یا بلوکاژ و فیلتر از مشكلات اجرائی محسوب می شود بویژه اگر بخواهد باربر باشد یكی از معدود راههای حل مشكل ، استفاده از بتن فاقد ریزدانه است و در این حالت مسئله سبكی زیاد مهم نیست .
این نوع بتن مانند بسیاری از بتن های سبك می تواند جاذب صوت باشد ( نه عایق صوت ) و برای این منظور نباید سطح این بتن با اندودی پوشانده شود .
اندودكردن این بتن بسیار خوب و ساده انجام می شود . استفاده از این بتن برای روسازی و پیاده رو سازی اطراف درختان و یا پاركینگ ها بسیار مفید است ( بدلیل نفوذپذیری ) . در دیوارهای باربر با طبقات كم می توان از این نوع بتن استفاده نمود . برای ایجاد نفوذپذیری بعنوان لایه اساس یا زیر اساس میتواند بطور مؤثر عمل نماید . همچنین بعنوان یك لایه بتن مگر نفوذپذیر مناسب است در زیر دال كف یا شالوده منابع آب بتنی نیز از این بتن می توان استفاده نمود .

طرح اختلاط بتن سبکدانه ( سازه ای و غیر سازه ای )
در طرح اختلاط هر نوع بتن ابتدا باید خواسته ها را بررسی و فهرست نمود که در مورد بتن سبک نیز این خواسته ها عبارتند از : مقاومت فشاری در سن مورد نظر ، وزن مخصوص بتن تازه و خشک ، دوام بتن در شرایط محیطی یا سولفاتی ، اسلامپ و کارآئی بتن ، مقدار حباب هوای لازم با توجه به حداکثر اندازه وشرایط محیطی ، و احتمالا" موارد دیگری همچون مدول الاستیسیته یا خواص فیزیکی مکانیکی دیگر مثل قابلیت انتقال حرارت و غیره ، در کنار این موارد ممکنست محدوده دانه بندی مطلوب ( بویژه در روشهای اروپائی ) از جمله محدودیت ها و خواسته ها باشد .
- در کنار این خواسته ها ، داده هائی نیز بر اساس اطلاعات موجود از سیمان ، سنگدانه و ... در دست است و یا باید در آزمایشگاه بدست آید از جمله اینها می توان به موارد زیر اشاره نمود :
نوع سیمان ، حداقل و حداکثر مجاز مصرف سیمان ، حداکثر مجاز نسبت آب به سیمان ، نوع مواد افزودنی مورد نظر و مشخصات آن ، نوع سنگدانه درشت و ریزدانه ، شکل و بافت سطحی سنگدانه ها ، چگالی و جذب آب سبکدانه ها و سنگدانه های معمولی ، رژیم و روند جذب آب سبکدانه ، وزن مخصوص توده ای سنگدانه درشت متراکم با میله ( در طرح امریکائی ) ، دانه بندی سنگدانه ها و حداکثر اندازه آنها ، ویژگیهای مکانیکی و دوام سنگدانه ها ، مدول ریزی سنگدانه ها و ریزدانه ها ( بویژه در روش امریکائی ) ، چگالی ذرات سیمان و افزودنیها : گاه لازمست دانه بندی یا مدول ریزی سبکدانه ها معادل سازی شود یعنی با توجه به اختلاف در چگالی ذرات ، دانه بندی وزنی به دانه بندی و مدول ریزی حجمی تبدیل گردد که در این حالت لازمست برای چگالی ذرات هر بخش اندازه ای را تعیین کنیم .

روش طرح اختلاط و جداول و اطلاعات ضروری در هر روش :
معمولا" در هر نوع روش طرح اختلاط لازمست حدود مقدار آب آزاد با توجه به کارآئی ، حداکثر اندازه سنگدانه و شکل آن فرض گردد و بدست آید . نسبت آب به سیمان از جداول راهنما یا تجربیات گذشته و شخصی فرض می گردد . پس مقدار سیمان در این صورت مشخص می گردد . هر چند گاه در طرح اختلاط بتن سبک ابتدا عیار سیمان فرض شده و با در نظر گرفتن نسبت آب به سیمان یا کارآئی ، مقدار آب مشخص می شود .
اختلاف عمده روش ها در تعیین مقدار سنگدانه ها خواهد بود و بویژه در طرح مخلوط بتن سبکدانه یا نیمه سبکدانه ، اختلافات موجود روشها برای بتن معمولی ، بیشتر می گردد .
در روشهای اروپائی ( آلمانی و اتحادیه بتن اروپا ) با توجه به محدوده مطلوب دانه بندی حجمی، سهم سنگدانه های ریز و درشت ( خواه هر دو سبکدانه یا یکی از آنها سبکدانه باشد ) بدست می آید، سپس چگالی متوسط سنگدانه ها تعیین شده و در فرمول حجم مطلق قرار می گیرد و مقدار کل سنگدانه بدست می آید .
اگر افزودنی داشته باشیم حجم افزودنی از تقسیم وزن به چگالی آن بدست می آید و در رابطه قرار داده می شود .
پس از تعیین با توجه به سهم هر سنگدانه ، وزن آن مشخص می گردد و با توجه به ظرفیت جذب آب هر نوع سنگدانه می توان وزن خشک هر کدام و آب کل را تعیین کرد . وزن مخصوص بتن تازه نیز از جمع اوزان اجزاء بتن بدست می آید ( بصورت محاسباتی ) در عمل پس از ساخت مخلوط آزمون با توجه به نتیجه محاسبات و اطلاعات حاصله مانند اسلامپ ، کارآئی و مقاومت و وزن مخصوص بتن میتوان اصلاحات لازم را در محاسبات به انجام رسانید و طرح اختلاط را نهائی کرد. امریکائی ها نیز در ACI 211.1 و ACI 211.2 و ACI 213 R سه روش را برای طرح اختلاط بتن سشبکدانه و یا نیمه سبکدانه توصیه نموده اند :


آنچه در اینجا اهمیت دارد آنست که در هنگام گیرش نسبت آب به سیمان واقعی چقدر است و با دانستن اینکه آبهای موجود در بتن ، در سنگدانه یا خمیر سیمان است به این نتیجه رسید که آب آزاد واقعی چیست و چقدر می باشد . مسلما" کارآئی و اسلامپ را آب آزاد مربوط به زمانهای کوتاهتر مثل 15 دقیقه یا 30 دقیقه تعیین می کنند . این امر مستلزم آنست که رژیم جذب آب سبکدانه را بدانیم و در هر حالت چگالی سبکدانه را محاسبه کنیم .


در روش حجمی از یک مخلوط آزمون با مقادیر تخمینی استفاده می شود ( آب ، سیمان ، سنگدانه ریز و درشت ) . پس از ساخت مخلوط آزمون و انجام آزمایشهای لازم مانند : اسلامپ ، درصد هوا و وزن مخصوص بتن تازه و مشاهده قابلیت تراکم ، ماله خوری و کارآئی ، خصوصیات دیگر نیز می تواند در زمانهای بعد بدست آید ( مثل مقاومت و ..... ) . اما پس از ساخت بتن و اندازه گیری وزن مخصوص بتن تازه ، با توجه به وزن مصالح مورد استفاده در ساخت بتن ، حجم بتن حاصله تعیین می شود . حجم محاسباتی بتن نیز قبلا" مشخص شده است و لذا و اصلاح در مخلوط برای یکی شدن این ها صورت می گیرد . مسلما" باید اهداف مقاومتی و دوام نیز تأمین گردد . در اینجا نیز مشکل چگالی ذرات و جذب آب وجود دارد که معمولا" رطوبت و چگالی موجود مد نظر قرار می گیرد . لازم به ذکر است که این روش برای بتن های نیمه سبکدانه و تمام سبکدانه کاربرد دارد. همچنین در این روش از حجم سنگدانه ها بصورت شل استفاده می گردد .



این روش صرفا" برای سبکدانه درشت و ریز دانه معمولی کاربرد دارد یعنی صرفا" برای بتن نیمه سبکدانه مورد استفاده قرار می گیرد . در این روش از فاکتور چگالی بجاب چگالی ذرات سبکدانه استفاده می شود . فاکتور چگالی تعریف خاصی است که فقط در ACI 211.2 ( در ضمیمه A ) آمده است و با تعریف چگالی تفاوت دارد . S فاکتور چگالی بصورت زیر می باشد. C وزن سبکدانه ( خشک یا مرطوب ) و B وزن پیکنومتر پر از آب و A وزن پیکنومتر پر از آب و سبکدانه می باشد.
بنابراین در این تعریف وضعیت رطوبتی مشخص نیست و میتواند از حالت خشک تا کاملا" اشباع انجام شود اما باید وضعیت رطوبتی در هر مورد گزارش شود یعنی بگوئیم فاکتور چگالی برای سبکدانه ای با رطوبت معین برابر S می باشد . با توجه به روند معمولی طرح اختلاط امریکائی ، مقدار آب آزاد ، نسبت آب به سیمان ، مقدار سیمان ، وزن سبکدانه درشت خشک و مرطوب بدست می آید که در این رابطه مدول زیری ماسه و حداکثر اندازه سنگدانه ها و کارآئی مورد نیاز کاربرد دارد . جذب آب سبکدانه می تواند طبق دستورهای استاندارد موجود و یا ضمیمه B مربوط به ACI 211.2 مشخص شود که بر این اساس آب کل بدست می آید . در این روش نیز باتوجه به وزن یک متر مکعب بتن مقدار ماسه بدست می آید و بتن مورد نظر با اصلاحات رطوبتی ساخته شده و حک و اصلاح لازم بر روی مقادیر بدست آمده صورت می گیرد تا بتن مطلوب حاصل شود .

کاربردهای بتن سبک
همانطور که می دانیم بتن سبک می تواند به صورت های مختلفی طبقه بندی شود ، مثلا" سازه ای و غیر سازه ای . از این نوع طبقه بندی می توان کاربردها را حدس زد . اما گاه از طبقه بندی دیگری استفاده می نمائیم مثل بتن سبکدانه ، بتن اسفنجی و بتن فاقد ریز دانه . در این نوع طبقه بندی ظاهرا" نمی توان کاربردها را حدس زد .
• ساخت قطعاتی است که صرفا" جنبه پر کننده دارند . در نوع سازه ای نیز دو نوع بتن داریم : مسلح و غیر مسلح . مثلا" اجزاء سازه ای غیر مسلح مثل بلوکهای ساختمانی را باید از این جمله موارد دانست . بتن سبکدانه ای سازه ای مسلح کاربردهائی شبیه بتن معمولی مسلح دارد و حتی ممکن است پیش تنیده هم باشد . جالب است بدانیم بتن های سبکدانه سازه ای مسلح در ابتدا عمدتا" در ساخت کشتی های تجاری و جنگی در جنگ جهانی اول از سال 1918 تا 1922 بکار رفته است . کشتی Atlantus به وزن 3000 تن در سال 1918 و کشتی Selmaبه وزن 7500 تن و طول 132متر در سال 1919 به آب افتادند . همچنین در جنگ جهانی دوم ( تا اواسط جنگ) بدلیل محدودیت هائی در تولید ورق فولادی ( مانند جنگ جهانی اول ) کشتی ها و بارج های زیادی ساخته شدند که در همه آنها از بتن سبکدانه ( و معمولا" سبکدانه رسی منبسط شده ) استفاده شده بود . 24 کشتی اقیانوس پیما و 80 بارج دریائی تا پایان جنگ جهانی دوم در امریکا ساخته شد که ظرفیت آنها از 3 تا 000/ 140 تن بود .
جالب است بدانیم تا این اواخر یک کشتی بنام Peralta که در جنگ جهانی اول ساخته شده بود ، شناور بود و آزمایشهای ارزشمندی نیز بر روی آن انجام شده است که نشان دوام عالی بتن آن از نظر خوردگی میلگردها و کربناسیون می باشد .
مخازن شناور آب و مواد نفتی از جمله موارد استفاده بتن سبکدانه ای مسلح در طول دوران جنگ جهانی اول و دوم بوده است که ظاهرا" بعدها نیز بر خلاف ساخت کشتی ها ، تولید و ساخت آنها ادامه یافته است اما بدلیل اقتصادی در زمان صلح بواسطه وفور ورق فولادی ، تولید کشتی مقرون به صرفه نمی باشد .
در سالهای 1950 و 1960 پل ها و ساختمانهای زیادی با بتن سبکدانه مسلح سازه ای در دنیا ساخته شد . بطور مثال در ایالات متحده و کانادا بیش از 150 پل و ساختمان از این نوع مورد بهره برداری قرار گرفت . بطور مثال ساختمان هتل پارک پلازا در سنت لوئیز امریکا ، ساختمان 14 طبقه اداره تلفن بل جنوب غربی در کانزاس سیتی در سال 1929 از ساختمانهائی هستند که در دهه 20 و 30 میلادی ساخته شده اند .
ساختمان 42 طبقه در شیکاگو ، ترمینال TWA در فرودگاه نیویورک ( 1960 ) ، فرودگاه Dulles واشنگتن در 1962 ، کلیسائی در نروژ در 1965 ، پلی در وایسبادن آلمان در 1966 و پل آب بر در روتردام هلند در 1968 از جمله این موارد هستند . در هلند ، انگلستان ، ایتالیا و اسکاتلند در دهه 70 و 80 میلادی پلهائی از نوع ساخته شده اند .
مخازن عظیم گاز طبیعی ، اسکله شناور ، مخزن نفت در زیر آب و ساختمانهای فرا ساحلی مانند سکوهای استخراج نفت و گاز با بتن سبکدانه مسلح سازه ای ساخته شده اند که اغلب بصورت نیمه سبکدانه و گاه تمام سبکدانه بوده اند . سکوی بزرگ پرش اسکی ، جایگاه تماشاچی در برخی استادیومها و همچنین سقف این استادیومها گاه از بتن سبکدانه ساخته شده است .
بزرگترین بنای بتن سبکدانه ، یک ساختمان اداری 52 طبقه در تکزاس با ارتفاع 215 متر می باشد. در هلند در سالهای 60 تا 73 میلادی 15 پل با دهانه بزرگ با بتن سبکدانه ساخته شده است. در سالهای دهه 70 میلادی ساخت بتن های سبکدانه پر مقاومت آغاز شد و در دهه 80 بدلیل نیاز برخی شرکتهای نفتی در امریکا ، نروژ و مکزیک ، ساخت سازه ها و مخازن ساحلی و فرا ساحلی مانند سکوهای نفتی با بتن سبکدانه پر مقاومت آغاز شد که در اواخر دهه 80 و اوائل دهه 90 به بهره برداری رسید و نتایج آن منتشر شده است .


• بتن اسفنجی معمولا" بع دو نوع گازی و کفی تقسیم میشود . این نوع بتن ها را بتن پوک و متخلخل نیز می نامند و در برخی منابع بتن Cellular نام دارد . اغلب بتن های گازی و کفی غیر سازه ای هستند اما برخی بتن های گازی از قابلیت سازه ای شدن و حتی مسلح شدن برخوردار می باشند .
3. روش وزنی یا فاکتور چگالی ( Weight Method or Specificgravity factor Method ) : بتن های اسفنجی عمدتا" پر کننده هستند . ساخت برخی پانل های جداکننده ، ایجاد کف سازی و شیب بندی ، عایق های حرارتی و جاذب صوت از جمله موارد مورد استفاده بتن اسفنج غیر سازه ای است . تولید قطعات و بلوکهای ساختمانی برای بنائی از جمله کاربردهای بتن گازی است . نوعی بتن گازی بنام سیپورکس در سوئد ساخته شد که می توانست مسلح گردد و در ایران نیز مدتی قطعات بتنی مسلح سیپورکسی بکار رفت از جمله دالهای بتن مسلح پیش ساخته برای پوشش سقف از جنس سیپورکس در برخی پروژه های کشور ما مصرف گشته است . قطعات نما از جنس بتن کفی و گازی یا سبکدانه غیر سازه ای نیز تولید و مصرف شده است . FIP ( fib ) برخی پروژه های مهم ساخته شده با بتن سبکدانه را منتشر نموده است که کاربرد آن را نجومی نشان می دهد . 1. روش حجم مطلق : در این روش عملا" پس از تعیین آب آزاد ، سیمان ، سنگدانه درشت خشک و اشباع ، ازفرمول حجم مطلق استفاده نموده و وزن ماسه اشباع با سطح خشک بدست می آید . این روش برای بتن معمولی ، نیمه سبکدانه و تمام سبکدانه قابل اجراست . مشکل عمده در این حالت تعیین مقدار چگالی اشباع با سطح خشک سبکدانه ها و ظرفیت جذب آب آنهاست . علاوه بر آن عملا" یک اشکال مفهومی نیز در این حالت وجود دارد و آن اینکه آیا اصولا" در هنگام ریختن و گیرش بتن ، سبکدانه ها به مرحله اشباع با سطح خشک رسیده اند که بتوان از چگالی اشباع با سطح خشک آنها برای تعیین حجم اشغال آنها در بتن استفاده نمود . از آنجا که تفاوت حالت واقعی با فرضی گاه خیلی زیاد است . استفاده از این روش بویژه اگر قرار باشد وزن اشباع با سطح خشک و چگال مربوط در فرمول حجم مطلق بکار رود محل تأمل است مگر اینکه از یک چگالی یا وزن دیگر با توجه به جذب آب واقعی در این حالت استفاده نمود که روش بسیار دقیقی حاصل می گردد . امروزه سعی شده است با این روش به طرح اختلاط مناسب دست یافت . مثلا" در روش های اروپائی که این مشکل وجود دارد سعی می شود از جذب آب و چگالی نیم ساعته ، 1 ساعته یا 2 ساعته و حتی 4 ساعته استفاده گردد. 2. روش حجمی ( Volumetric ) :

نويسنده : mh                 نظرات : 


موضوع : <-ostCategory->
دیوار چینی
1-  دیواری كه از آجر فشاری یا با سنگ مخلوط و یا با مصالح دیگر با ملات ماسه سیمان یا ماسه آهك ویا ملات باتارد چیده شده .
2-  نمای دیوار را می توان از ابتدا با نما سازی خارجی پیوسته ساخته و به تدریج بالا ببرد بطوری كه هر رگ آجر چینی قسمت جلوی كار آجر تراشیده گذارده و پشت آنرا از آجر فشاری یا مصالح دیگر می چینند.كه ضخامت و مقاومت هر دیوار بستگی به نوع كار بری آن دارد .كه در این ساختمان بیشتر دیوار چینی هابه وسیله آجر لفتون و آجر فشاری انجام گرفته

نحوه شمشه گیری
ابتدا بالای یكی از گوشه های هر قسمت ساختمان را مقدم گرفته و یك كروم گچی به یك زاویه نصب می شود، سپس  شاغولی آن كروم را به پایین ارتباط داده كروم دیگری به پایین متصل می سازد بعد خط گونیا  90  درجه را به زاویه های دیگر انتقال داده به طوری كه عمل كروم بندی چهار گوشه هر قسمت را زیر پوشش دهد بعد ریسمانی به بالای هر قسمت روی كروم ها گرفته و هر دو متر یك كروم به زیر ریسمان به وجود آورده كه این عمل پایین نیز انجام می شود بعد كروم های قسمت وسط و گوشه ها از بالا به پایین با شمشه چوبی یا آلومینیومی شمشه گچی گرفته روی كروم گچی كه سرتاسر ارتفاع دیوار را در چند قسمت گرفته از ملات گچ و خاك یا ماسه سیمان می پوشانند.

فرش كف ساختمان
 برای عمل فرش كف ابتدا در گوشه های هر قسمت یك قطعه سنگ ساییده شده یا موزائیك یك اندازه بطوریكه تراز روی چهار نقطه باشد قرارمی دهندسپس ریسمانی نازك و محكم به اضلاع بسته و خط گونیا  90  درجه را به گوشه ها انتقال میدهد.بعد ملات را كف  آن پهن می كنند و كف را فرش می نمایند البته ریسمان ها را به ترتیب جا به جا می كنند .

نحوه اجرای خط گونیا معماری
ابتدا از گوشه ها دو ریسمان عمود بر هم بسته و  60  سانتی متر به یك طرف نشان گذارده ضلع همجوار را80  سانتیمتر علامت گذاری می كنیم در این حالت خط ارتباط بین این دو باید  100  سانتیمتر كامل باشد كه در مغایرت ریسمان را جا بجا  كرده تا نقطه  100  سانتیمتر تكمیل گردد.كه در این صورت زاویه  90  درجه درست می شود .

قرنیز
بر روی فرش موزائیك یا سنگ قسمتهای ساختمان قطعه سنگی به دیوارنسب مس شودكه قرنیز نا میده می شود . تا شستشوی كف و تنظیم گچ كاری دیوار ها آسان گردد.كه در بیشتر ساختمان ها این قرنیز حدود  10  سانتیمتر استفاده می شود كه در این جا هم به همین صورت است.

سفید كاری با گچ
هر بنا اول شمشه گیری آستر می شود در اینصورت گچ آماده را پس از الك كردن با الكی كه سوراخ های آن نیم میلیمترمربع است الك نموده و سپس حدود سه لیتر آب سالم در ظرفی ریخته گچ الك شده را با دو دست آهسته در آب می پاشند تا اینكه ضخامت گچ به روی آبها برسد بلا فاصله با دست گچ های داخل آن را مخلوط نموده كه این عمل بدست شاگرد استاد كار انجام می شود بعد به سرعت استاد كار خمیر گچ را با ماله آهنی روی دیوار آستر شده می گشد و بلا فاصله یك شمشه صاف روی آن می كشد تا ناهمواری های آن روی دیوار گرفته شود.

كاشیكاری
.هنگام شروع نصب كاشی به این صورت اقدام می گردد ابتدا خمیری از خاك رس تهیه و آن را می ورزند این خمیر در ظرفی نزدیك دست استاد كار آماده می ماند سپس با گچ یا سیمان یا ماسه یا خاك رس كوبیده شده زیر رگه اول كاشی در یك ضلع كنار دیوار شمشه كاملا تراز به وجود می آورد تا امكان چیدن رگه اول كاشی به وجود آید.

 

دو عدد كاشی دو سر ضلع مو قتا با فاصله حداقل  1  سانتیمتر از دیوار قرار می دهند سپس ریسمانی نازك به بالای آن متصل نموده جلوی كاشی ها را از گل ورزیده شده موقتا بست می زنند بعد شمشه فلزی بسیار صاف جلوی كاشی در حال نصب قرار می دهند و بقیه كاشی ها را پشت شمشه چیده بعد با ریسمان كنترل می نمایند،

جلوی بند ها را از گل ورزیده شده كروم موقت گذارده سپس دوغاب سیمان رابه صورت رقیق محلول شده از ماسه پاك و سیمان معمولی آماده با ملاقه به آهستگی پشت كاشی ها را پر می كند تمام اضلاع را در رگ اول دور می گردانندتا امكان كنترل تمام زاویه ها وضلع ها ،گوشه ها و نبشه ها به عمل آیدكه چنان چه كنار ضلعی تكه های غیر استاندارد احتیاج شود كاشی های رگه اول را جا بجا نموده و تكه ها به كنار منتقل شود و دوغاب ریزی پشت انجام گیرد پس از كنترل اضلاع هر بنا رگه های دیگر را از اول شروع و انقدر تكرار می شود تا كاشیكاری در حد مطلوب به اتمام برسد پس از خودگیری كامل ملات كاشی ها دوغابی از رنگ كاشی با سیمان سفید ورنگ مشابه تهیه نموده و با پارچه یا گونی به لای بند ها مالیده و بعد از خشك شدن سطح كاشی ها را كاملا نظافت می نمایند ، در این هنگام نصب كاشی های دیواری خاتمه یافته و آماده فرش سرامیك كف می شود.

سرامیك كف
برای فرش كف سرویس هاپس از كنترل لوله گذاری ها و چك نمودن ایزو لاسیون و شیب سازی لازم برای آبروها زیر سرامیك یك پلاستر سیمانی  تعبیه می شود تا اینكه  3  میلیمتر جای ملات برای نصب سرامیك باقی بماند سپس با توجه به این كه پلاستر زیر بنا نباید خشك شود باید هر چه زود تر دوغابی از سیمان معمولی به ضخامت نیم سانتیمتر روی پلاسترها قرار داده و قطعات سرامیك آماده را در دوغاب غرق نموده تا شیره دوغاب به زیر درزهای سرامیك نفوذ كند و از این روی قطعات به پلاستر زیر چسبیده شود و روی سرامیك ها با شمشه و چكش های لاستیكی كوبیده و هموار گردد  ، 24  ساعت بعد كاغذ روی سرامیك را نم زده و پس از خیس خوردن به وسیله پارچه ای جمع آوری و نظافت می گردد، در این حالت باید كنترل شود كه چنان چه درزی از سیمان بر خوردار نشده و لای درز باز مانده باشد مجددا از سیمان دوغاب پر می شود ودرز ها بارنگ سرامیك به صورت دوغاب تزئین و چنان چه نیاز به بتونه كاری باشد

از سیمان سفید و رنگ خمیری تهیه و جاهای ناهموار درز ها را پر و نظافت می نماید .

چیدن آجرنما
آجر سفید یا رنگی زلال و اعلا كه معمولا از بهترین خاك رس خالص به قطرهای  3، 4، 5، 6  ، سانتیمتر بدون مواد گیاهی یا آهكی و یا شنی پخته شده به نزدیك كار آجر تراش حمل می شود و سپس استاد كار آجر تراش با چند نفر شاگرد كار آموخته به وسیله دستگاه برش و تراش آجر ها را بریده و سپس آنها را به ظرف آب موجود وارد می كنند آجر ها حداقل دو ساعت درآب باقی می مانندكه چنانچه مواد آهكی داشته باشد شكسته و با سیراب شدن آن مقاومت و استحكام آجر بالا رفته وثابت خواهد ماند و نیز برای ساییدن لبه های تراشیده شده آماده می گردد. در خاتمه شاگردان با قطعه آجر دیگر روی نره های تراشیده شده را كاملا صیقل می دهند در این صورت خمیری زاییده شده از خود آجر به وجود می آید كه به آن بتونه آجر می گویند با پركردن سوراخ های نره های آجر به وسیله همان بتونه و كشیدن قطعه آجر دیگر تیزی ها و گوشه های آجر را صاف و هموار می كنند در این صورت آجر برای چیدن جلوی دیوار آماده است ولی بهتر است مصرف آن را به روز بعد موكول كنند تا در این فاصله كاملا خشك شود پس از خشك شدن آجرهاشوره سفیدی روی آجر را می گیرد كه می توان پس از چیدن و خشك شدن شوره ها آن را باپارچه ای از روی آجرها برداشت.

بند كشی آجر
پس از اتمام كل نما سازی با آجر ابتدا ماسه بادی دانه دار پای كار آماده داشته و به هر پیمانه ماسه دو پیمانه سیمان معمولی پرتلند اضافه می كنند وبا مقداری آب به صورت خمیر در آورده پس از نصب داربست برای زیر پای استاد كار بند كش خمیر را در ظرفی نزدیك كار برده با قلم فلزی باریك كه عرض آن حد اكثر  10  میلیمتر و ضخامت آن  2  میلیمتر و سر آن نیز منحنی شده باشد ، وسط آن نیز زانویی خورده شده باشد پس از پوشاندن دستهای استادكاربا دستكش های لاستیكی سالم خمیر را كم كم روی كف دست چپ قرار داده و قلم نام برده را به دست راست گرفته دست چپ به زیر درز آجر از چپ به راست حركت می كند و هم زمان دست راست با قلم فلزی خمیر را به لای درز جای داده پس از پیش رفتن حدود یك متر طول عمل را به درزهای زیر انتقال می دهد سپس از ابتدای هر درز با دست راست قلم را تا آخر ملات یكسره كشیده تا تشخیص داده شود درزها تمیز بند كشی شده و با قطعه پارچه ای لبه های آجر را تمیز می نمایند.    

نصب سنگ نما
برای تزیین سنگ نما ضمن آماده شدن سنگ مورد دلخواه استاد كاران ماهر ابتدا جلوی دیوار ها را با قطعه سنگی كروم بندی و اضلاع دیواررا به صورت صاف و گونیا ریسمان بندی می كنند سپس رگه اول سنگ ها را شمشه گیری می كند بعد از ریسما ن بندی بالا و كنترل شاغولی آن سنگ های رگه اول را نصب می نماید و با گچ ساخته شده جلوی آن هارا از كروم های گچی موقت متصل میسازد ، سپس دوغاب سیمان ساخته شه از ماسه درجه یك و سیمان پرتلند را كه با آب نیز محلول شده با ظرف قاشقی شكل پشت سنگ ها را پر می كنند. تردید نیست در پشت سنگ ها اتصالات آهنی به نام اسكوب نیز الزامی است چنانچه اسكوب انجام نگرفته باشد سنگ ها اتصال به دیوار آجری نداشته و امكان ریختن سنگ ها وجود دارد در این صورت باید رویل پلاك شود كه آن نیز از نظرشكل خارجی زیبا نخواهد شد .

نمای سیمانی
برای تزیین نمای خارجی سیمانی ساختمان در اولین مرحله ملاتی از ماسه پاك نه چندان درشت آماده كرده یعنی چهار پیمانه ماسه و یك پیمانه سیمان  معمولی پرتلند را با آب به صورت ملات مخلوط در آورده سپس همان گونه كه در قسمت شمشه گیری گفته شد ابتدا بالای دو سر یك ضلع دیوار را كروم بندی و روی كروم ها را رسیمان كشیده وهر یك متر كروم به دیوار متصل می نمایند ،

سپس شاغولی كروم ها را به پایین دیوار داده عمل بالا را در پایین نیز انجام می دهند بعد فاصله كروم ها را از بالا به پایین با ملات ساخته شده فوق پركرده وروی آن را شمشه كش می نمایند .

پس از اتمام كلیه كارها كروم بندی ها فاصله دو كروم را با همان ملات پر كرده شمشه صافی را از پایین به بالا روی ملات ها كشیده تا روی شمشه صاف كردن این عمل را آستر  می نامند ، پس از تمام شدن كل طول دیوار خاك و پودر سنگ را با سیمان بطور نصبی مخلوط نموده یعنی برای سه پیمانه از دو مخلوط یك پیمانه سیمان سفید یا معمولی را با آب مخلوط كرده تاخمیری نسبتا رقیق تهیه شود سپس خمیر را با كمچه آهنی یا چوبی روی آسترها مالیده و با پاشیدن آن به وسیله قلم مو روی آن را با تخته ماله های چو بی ماساژ داده تا زیر تخته ها صاف و موج آن گرفته شود چنانچه بنا به تشخیص استاد كار احتیاجی به خط كشی وبه فرم های مختلف داشته باید پس از اتمام نرمه كشی ذكر شده آماده خط كشی و شیار زنی شده است پس از خاتمه یافتن كل آستر ونرمه كشی تزیین رویه آن با مصالح ورنگهای مختلف امكان پذیر است.

پاركت سازی
برای ساخت پاركت های چوبی یك بنا ابتدا روی موزائیك ها ویابتو ن زیر پاركت را با دستگاه های كف ساب ساییده وكاملا صیقل می نماید ونیزلبه های موزائیك ها را همواره نموده سپس با خمیری نظیر خمیرهای شیمیایی یا چسبی یا سیمانی یك قشرروی موزاییك ها را ماستیك نمودن و سپس با شمشه فلزی خیلی دقیق خمیر را جا بجا كرده وشمشه را روی آنها گردانیده تا اطمینان حاصل شود زیر پاركت ها كاملا صاف شده48  ساعت بعد روی خمیر خشك شده را صیقل داده و كاملاصاف می نمایند بعد پاركت های چوبی كه به  قالب های  25  ×25  سانتیمتر با تكه های دو و نیم سانتیمتر از چوب ملچ، ممرز و افرا ،گردو ، راش ، چنار و چوب فوفل و غیره تهی شده را با در نظرگرفتن راه چوب یعنی راه های راست و راه پود خلاف جهت یك دیگر در كارخانه نجاری و پاركت سازی به هم متصل گردیده وروی آن یك ورق كاغذ به طور موقت چسبانده آن را باچسبهای شیمیایی ویا گندمی روی كف می چسبانند برای اطمینان در چسبندگی كامل غلطك های سنگین را بر روی آن حركت می دهند تا اطمینان حاصل شود پاركت كاملا بر روی زمین چسبیده است  48  ساعت آن روی پاركت ها را به وسیله ماشین سمباده كه قطر قرص آن بزرگ باشد ساییده وتمام قطعات را با هم یكنواخت و یك رو ویك سطح می نمایند. پس از تمیز كردن روی پاركت ها و

برداشتن گردو خاك ناشی از كار روی آنها را كاملا با ماستیكی تركیب شده از خاك اره نرم از جنس و رنگ همان چوب و چسب سفید یا سرشوم هم رنگ تنظیم شده است تمام سطح پاركت ها را پوشانیده  به طوریكه تا نیم میلیمتر روی پاركت ها ماستیك بماند  44  ساعت بعد به وسیله ماشین سمباده كه قرص آن بزرگ و از قطعات پارچه ی برخوردار باشدو نام این دستگاه پولیش قلمداد شده است با ماشین نام برده كاملا روی پاركت را صیقل داده تا اطمینان حاصل شود سطح پاركت ها كاملا یكنواخت و یك رنگ است .پس از برداشتن قشر روی آنها و نظافت سطح پاركت یك قشر سیلومات با تینر فوری  4. محلول گشته آنرا به منظور پركردن چشمه ها با دستگاه پیستوله روی پاركت می باشندپس از خشك شدن سیلر مجددا با ماستیك گفته شده لكه گیری كرده و دوباره روی آن را پولیش می نمایند تا تشخیص داده شود زبری و پرز چوب ها گرفته و چشمه های آن نیز از سیلر پر شده است . برای پاشیدن قشر آخر رنگ لازم است در اولین مرحله درب ها وپنجره ها را بسته نگهداشت و كلیه راه نفوذ گردو خاك را مسدود نموده و پس از نظافت كردن كامل موقع زیر رنگ كیلر را با تینر فوری محلول ودر پیستوله های سالم ریخته و از یك سر پاركت به طور نازك یك قشر نیم میلیمتری روی كار می پاشند پس از اتمام رنگ پاشی كل سطح برای  24  ساعت درها را بسته نگهداشته سپس با دستگاه پولیش كه دور قرص دایره آن از پارچه پوشیده شده باشد كل سطح پاركت را پولیش وصیقل داده تا تشخیص داده شود سطح پاركت ها كاملا نرم و رنگ شیشه ای روی آنرا گرفته است .

 

از این هنگام تا  48  ساعت نباید روی پاركت ها عبور نمود وپس از  48  ساعت كف ساختمان پاركت شده برای بهره برداری آماده است .

ایزولاسیون
برای ساخت بام ابتدا روی سقف بتونی را از هر گونه گچ تمیز كرده و نخست باید محل نصب ناودانها مشخص و پس از نصب نرده و یا دوره چینی با پوكه معدنی كه یك نوع خاك سبك وزن است ویا از پوكه صنعتی كه از ضایعات كارخانجات است را با مخلوط نمودن  5  پیمانه پوكه و1  پیمانه سیمان معمولی مخلوط با آب كروم بندیها انجام می پذپردو چنانچه پوكه در دسترس نبود میتوان از خرده های آجر یا خاك شن دار پرمی كنند . مهندس ناظر ساختمان مواظب است مقاومت را با احتساب به وزن مصالحی كه برای شیب سازی مصرف می نماید قوی تر بگیرد .پس ازاتمام كروم بندی و در نظر گرفتن شیب آبروها وسط كروم ها را از همان پوكه وسیمان پر می نمایند و روی آن را با شمشه و ریسمان مسطح و كنترل می كنند بعد از آماده شدن پشت بام تا  48  ساعت برای خود گیری سیمان مصرف شده آب پاشی لازم است .بعد از آماده شدن شیب سازی ایزالاسیون انجام می شود .

ایزولاسیون قیری
بهترین ایزولاسیون برای بام ها در این زمان مخصوصا وضع جوی ایزولاسیون گونی قیری می باشد .قیر را با حرارت لازم رقیق نموده و روی بام می مالندسپس گونی های سالم درجه یك را از پائین به بالا چسبانیده می شود .نصب این گونی ها از بالا به طرف ناودانها هدایت می شود .لایه گونی دوم خلاف جهت یعنی چنانچه لایه زیر طولی چسبانده شده باشد لایه رو عرضی انجام می گیرد وگونی ها مجددا با قیرآغشته می گردند و پس از كنترل كلیه درز ها وبندهای گونی ها در این هنگام آماده آسفالت ریزی یا موزائیك می باشد.

ایزوگام ورقی
ورق لاستیكی شكل به صورت لوله در بازار موجود است . پس از كنترل كلی و ریسمان كشی لوله ایزولاسیون را از یك سر روی  بام می چسبانند سپس با چراغ حرارت دهنده درزها را با هم جوش می دهند و با خمیر روی بام را لكه گیری نموده تا امكان آزمایش آبگیری بام را میسر سازد .

آزمایش بام
برای اطمینان كامل در سلامت بام معمار می توانددهانه ناودانها را با گل رس ورزیده شده یا ملاتی دیگر گرفته و روی بام را به صورت استخر آب گذارده  24  ساعت بعد اگر  رطوبت به زیر سقف سرایت نكندایزولاسیون معتبر است .

تیرچه بلوك
برای اجراء سقف تیرچه بلوك ابتدا تیرچه های ساخته شده از میله گرد آجدار و زیر آن از فوندوله های سفال یا بتون است را به بالای ساختمان حمل می نمایند سپس زیر تیرچه ها به فاصله های حداكثر

120سانتیمتر چوب كشی نموده و به وسیله شمعها فلزی یا چوبی بار سقف به زمین منتقل می شودسپس بلوكه های كه از سفال یا سیمان و ماسه تهیه شده است در فاصله تیرچه ها چیده می شود و وسط دهانه را مقداری كه نبایداز كل عرض دهانه كمتر باشد بالا گرفته این بالازدگی به منظور خستگی بتون سقف در نظر گرفته می شود و آن را در اصطلاح معماری چتر می گویند چتر فوق پس از چند سال خستگی بتون و تحمل فشار به صورت صاف در خواهد آمد  در پایان آرماتور تقسیم فشار در جهت خلاف تیرچه روی بلوكه ها با فاصله حداقل  40  سانتیمترنصب ورودی سقف را از بتون سالم پر می سازند تا موقعی كه روی بلوكه ها بتون ریزی شود .هنگام بتون ریزی نیز ویبراتوربرای ارتعاش و دفع هوای بتون الزامی است و اگر نبود با قطعه چوبی به صورت تخماق به بتون ضربه می زنندتا هوای بتون خارج شود  و نیز فشرده گردد. بتون نام برده تا  12  روز نیاز به آب پاشی دارد و هنگامی كه ترك های سطحی روی بتون دیده شود به وسیله دوغاب سیمان پر می شود ترك ها نیز به مقاومت سقف آسیبی نمی رساند .

سقفهای كاذب
سقف كاذب یعنی سقف دوم كه در مقابل فشار ضعیف ساخته می شود  و معمولا زیر طاق به وجود می آید زیرا كانال كشی ها لوله های برق و غیره از زیر سقف عبور می نماید به این منظور شاخه های فلزی از سقف به پائین ارتباط داده می شودبعد ازاتمام وكنترل كلیه كانالها   لوله ها وغیره با آهن های سپری یا نبشی یك سقف كاذب زیر كانالها به وجود می آورندكه آنها نیز به نوبه خود به شاخه های پائین آمده متصل می گردد. پس از كنترل آهن كشی ها تورفلزی مخصوص بنام رابیز را با سیم های نرم آرماتور بندی به آهن كشی های سقف  كاذب پیوسته می سازند در خاتمه روی آن را از یك قشر خاك و گچ به ضخامت حداقل یك سانتیمتر می پوشاننددر این صورت زیر سقف كاذب شمشه كاری می شود وسقف را برای سفید كاری و گچ بری آماده می سازند .

آکوستیک
برای ایجاد سقف آکوستیک یعنی طاق دوم ابتدا میله های فلزی را از سقف به پا ئین ارتباط می دهندو سپس چوب های كه باید از چوب روسی پخته شده تهیه گردد و آنها را با اندازه مشخصی به زیركانال ها  با قطعات فلزی ارتباط می دهندچون اندازه تقریبی آکوستیک ها  40  ×40  سانتیمر می باشد پس فاصله چوب ها از وسط تا آكس  به اندازه آکوستیک ها تقسیم می شودو برای انجام این كار از چوب ها ریسمان كشی شده كه كاملا دقت در عمل لازم است پس از كنترل آکوستیک هاكه معمولاجنس آنهاازمقوا ،پلاستیك، یونولیت،پلاستوفوم وغیره است و دراشكال گوناگون سوراخدارویانقشه های برجسته تهیه  شده را با میخ های سنجاقی بی كله زیر چوب ها نصب می نمایند.

 

اصطلاحات معماری
ترانشه ،پی كنی و شیار زنی دیوارها را ترانشه می گویند.

شالوده ،شفته ریزی و پر كردن زیردیوارها راشالوده می گو یند .

مثنی ،سنگ چینی وبالاآوردن كف از روی زمین را مثنی می گویند

ازاره ،دور پائین هر ساختمان چه در داخل وچه در خارج تا یك متری ازاره نامیده می شود . 

درگا،به دربهای ورودی چوبی درگاه می گویند .

پاشنه ،لولا های زیر و بالای لنگه درب پاشنه نام دارد .

پكتفه ،قطعات آجریاخشت را برای یكنواخت كردن دیوار با ملاتی مناسب به دیوار می چسبانند و روی آن را یكنواخت میكنند را پكتفه می گویند .

اندود یاپلاستر، به ملاتی كه روی دیوارها مخصوصا منابع مالیده می شود اندود یا پلاسترمی گویندكه ازسیمان وخاكه سنگ وماسه تهیه می شود .

آهك سیاه ،ملات مخلوط شده از آهك شكفته و خاكستر ولوئی گیاهی آبرا آهك سیاه می گویند كه بجای ملات سیمانی در منابع استفاده می شود .

اسكوپ ، به قطعات فلزی كه به پشت سنگ متصل می سازند وسنگ را به دیوار مربوط می كنند اسكوپ می گویند.

كروم ، به قطعه نشان گچی یا گلی ویا سیمانی كه برای منظم نمودن  اضلاع ودستور شمشه گیری گذارده وسر مركز نما سازی دیوار وكف می باشد كروم می گویند .

ملات باتارد
از اختلاط آهك و سیمان وماسه ملاتی بدست می آیدكه ملات باتارد می گویند.مقاومت این ملاتدر صورتی كه آجر آن كاملا شاداب وپس از انجام كار آب پاشی شده باشد بهترین ملات تشخیص داده شده است .برای تهیه ملات باتارد بهتر است تمام مواد متشكله را با هم مخلوط نموده و بعد آب به آن اضافه شود و پس از به هم زدن و اختلاط قابل استفاده است . آهك شكفته آن باید الك شود و درملات سیمان از زمان اختلاط تا  3  ساعت قابل مصرف می باشد و پس از این زمان فاسد شده و قابل مصرف نیست ولی ملات باتارد تا  5  ساعت خودگیرمی شودزیرا مواد آهنی و گچی داخل سیمان ازبین می رود ونقش ملات این است كه بدون این كه باعث تضعیف ساختمان شود فضاهای خالی را پر می كنددر ضمن سیمان بدون ماسه قابل مصرف نیست ولی وجودماسه برای خودگیری سیمان لازم است چون سیمان بدون شن وماسه خودگیری نخواهد شد چنانچه سیمان به تنهای استعمال گردد پس از  24  ساعت به صورت ورقه ورقه در می آید و متلاشی می گرددپس سیمان وماسه در مصرف با هم لازم هستند .


نويسنده : mh                 نظرات : 


موضوع : <-ostCategory->
مقدمه
جوشكاري تعميري يكي از فرآيندهاي مهم تعميرات و نگهداريست كه شامل جوشكاري ترميمي و سطح پوشاني مي گردد . با توجه به اينكه در صنايع فلزي حجم كارهاي تعميرات و نگهداري بسيار بيشتر از ساخت مي باشد . تعداد جوشكاران فعال در زمينه جوش تعميري بيشتر است . اين موضوع اهميت جوشكاري تعميراتي را در صنايع نشان مي دهد .
قطعات بطور پيوسته دچار سايش ، خوردگي و شكست مي شوند . در بسياري موارد امكان جايگزيني قطعه كاملا" مشابه وجود ندارد . اين موضوع در موارديكه صنعت يا قطعه قديمي باشد بيشتر صدق مي كند . با توجه به اينكه در تعمير قطعات مي توان نواقص و نقاط ضعف اصلي را بر طرف كرد ، قطعه تعمير شده مي تواند كارآيي بهتري داشته باشد . همچنين با توجه به كاهش زمان توقف و رفع نياز خريد قطعه جديد ، هزينه تعميرات كاهش مي يابد . در اين مقاله سعي شده به كليات و اصول اجرايي يك جوشكاري ترميمي موفق بر اساس ملزومات استانداردي بصورت خلاصه اشاره گردد.

جوشكاري ترميمي
در قطعات توليد شده عيوب مختلفي را مي توان مشاهده كرد كه اين عيوب مي توانند ناشي از فرآيند توليد و يا حين كاركرد قطعه بوجود آمده باشند . بسته به نوع و علت ايجاد عيب ، جوشكاري ترميمي به چند دسته تقسيم مي شود :
- جوشكاري تكميلي در حين توليد ( finishing weld )
- اصلاح جوشكاريهاي غير قابل قبول ( correction of non confirming weld )
- جوشكاري تعميري حين كاركرد قطعه ( repair weld )

1-جوشكاري تكميلي در حين توليد
نحوه جوشكاري تكميلي بستگي به نوع فرآيند توليد دارد . بعنوان مثال در مورد قطعات ريختگي از جوشكاري تكميلي براي برطرف كردن حفره ها ، تخلخل و يا اصلاح شرايط ابعادي قطعه استفاده مي شود .
در اينگونه موارد بايد مقدار حرارت ورودي و تنشهاي پسماند احتمالي را در نظر گرفت چرا كه ممكن است شرايط قطعه را غير قابل قبول سازد . بنابراين گاهي اوقات بايد عمليات حرارتي خاصي نيز اعمال گردد . گاهي اوقات مشتري براي انجام اين فرآيند دستورالعمل خاصي را درخواست مي كند .

2-اصلاح جوشكاريهاي غير قابل قبول
معمولا" كيفيت جوش و تلورانسهاي قطعه بايد با شرايط مندرج در استاندارد مورد استفاده و يا قرارداد منطبق باشد . (استانداردهاي ISO 13920 . ISO 10042 . ISO 5817 ) . در صورتيكه اين مورد احراز نگردد بايد اقدامات اصلاحي بر اساس استاندارد ISO 3834 انجام گيرد . پس از اجراي اقدامات اصلاحي قطعه بايد مجددا" تحت بازرسي ، آزمون و كنترل كيفي قرار گرفته و با شرايط مورد نياز مطابقت گردد . همچنين شرايط و علل ايجاد عيب بايد بدرستي بررسي و رفع گردد .

3-جوش تعميري حين كاركرد قطعه
در صورتيكه حين كاركرد قطعه دچار شكست شود و يا عيوبي در جوش و يا فلز پايه ايجاد گردد ، مراحل زير قبل از اجراي جوش تعميري بايد انجام گيرد :
- تعيين ريشه و علل ايجاد عيب
- تعيين دقيق فلز پايه و مواد مصرفي جوش
- بررسي استاندارد مورد استفاده و قرارداد پيرامون موضوع تعمير
- تهيه برنامه تعمير ( شامل مراحل تعمير )

3-1-تعيين ريشه و علل ايجاد عيب
دليل ايجاد عيب ها در جوش بايد قبل از بازسازي مشخص گردد . ( بعنوان مثال با آزمايشهاي متالوگرافي ) . تنها با دانستن علت ايجاد عيب مي توان از تكرار آن پس از بازسازي جلوگيري كرد.
دلايل ايجاد عيوب مي تواند جزو موارد زير باشند :
-تنش بيش از حد مجاز
-خطاي طراحي و محاسباتي
-انتخاب ماده نا مناسب
-جابجا شدن فلز پايه و يا ماده مصرفي با فلز يا ماده نا مناسب
-عيوب مراحل ساخت ( آماده سازي ، سرهم بندي ، جوشكاري ، عمليات حرارتي )
پس از بررسي علت ايجاد عيب و ريشه يابي آن جهت رفع آن ممكن است به اجراي يك يا چند مورد از موارد زير نياز باشد :
-تغيير طراحي ( مثلا" ابعاد جوش )
-تغيير مواد پايه يا مواد مصرفي جوش
-تغيير مراحل و پارامترهاي جوش
-ماشينكاري و پرداخت بيشتر جوشها

3-2-فلز پايه و مواد مصرفي جوش
3-2-1-فلز پايه
در صورتيكه نوع دقيق فلز پايه در مستندات معتبر بازرسي موجود نباشد ، بايد آناليز شيميايي گرفته شود . در مورد فولادهاي ساختماني ريز دانه با تنش تسليم بالاتر از 355 MPa بايد دقت خاصي در مورد ميكرو آلياژها صورت گيرد .
در مواردي كه از فولادهايي با عمر بيش از 30 سال استفاده شده است هنگام برنامه ريزي تعمير بايد به مقدار نيتروژن توجه شود (امكان شكست ترد ) .
در صورتيكه خواص مكانيكي فلز پايه مشخص نباشد بايد نمونه هايي از قسمتهاي كم تنش قطعه تهيه شده و تست گردد . خصوصيات زير بايد مشخص شود :
-استحكام كششي
-استحكام تسليم
-افزايش طول
-چكش خواري (خواص ضربه )
-كاهش سطح مقطع در راستاي ضخامت ( در صورت نياز )
در صورت نياز آزمونهاي متالوگرافي نيز بايد انجام گيرد (مانند تعيين ساختار ماده ، محل عيب ) .

3-2-2-مواد مصرفي جوش
مواد مصرفي جوش استفاده شده بايد مشخص گردد (مثلا" توسط آناليز شيميايي ) . در جوشكاري ترميمي مواد مصرفي بايد داراي افزايش طول مناسب (30% ) باشند . بخصوص براي جوش ريشه اغلب توصيه مي شود كه از مواد مصرفي با استحكام تسليم كمتر از فلز پايه استفاده شود . در مواردي كه لايه جوش ماشينكاري و برداشته مي شود , بايد حتما" از اين مواد استفاده شود .

3-3- استاندارد مورد استفاده و قرارداد
جوشكاري ترميمي بايد كاملا" مطابق با استاندارد مشخص شده و يا دستورالعمل قرارداد اجرا گردد و كيفيت و تلورانسهاي خواسته شده بايد بدست آيد . در بعضي موارد برنامه ترميم بايد توسط يك بازرس يا مشتري بررسي و تائيد شود همچنين امكان دارد روال كار حين اجرا توسط بازرس يا مشتري نظارت گردد . بعد از اتمام جوشكاري حداقل آزمونهاي اصلي براي نمونه اوليه بايد اجرا شود .

3-4-برنامه ترميم
براي هر ترميمي بايد برنامه تهيه گردد و اغلب نياز است كه اين برنامه توسط بازرس يا خريدار تائيد شود . مواد موجود در برنامه ترميم بسيار شبيه به برنامه جوشكاري است . در طراحي برنامه بايد به موارد زير توجه خاص صورت گيرد :
-تميز كاري
-نوع ماده
-نام تجهيز و قسمتهايي كه بايد ترميم گردند
-طراح قسمتهاي معيوب كه بايد برداشته شوند و روش برداشتن عيوب
-مواد مصرفي جوش
-دستورالعمل جوش ترميمي
-گواهينامه جوشكار
-آزمونهاي تائيد دستورالعمل جوش
-ترتيب و توالي عمليات ترميم
-مقدار مجاز انقباض
-عمليات حرارتي ( دما ، زمان ، سرعت گرم و سرد كردن ) (در صورت نياز )
-عمليات پس از جوشكاري ( چكش زني ، ماشينكاري ، پرداخت )
-روشهاي آزمون ( زمان و مشخصات آزمون )
-بازرسي و بررسي جوش ترميمي

4- مراحل اجراي جوشكاري ترميمي
فعاليتهاي مهم براي اجراي جوشكاري ترميمي را مي توان به سه دسته تقسيم كرد :
-آماده سازي براي جوشكاري
-جوشكاري ترميمي
-عمليات پس از جوشكاري

4-1- آماده سازي براي جوشكاري
قبل از آغاز جوشكاري بايد موارد زيادي در نظر گرفته شود .مهمترين اين موارد عبارتند از:
-ايمني : محل اجراي جوشكاري ترميمي بايد آماده سازي شده و كليه موارد ايمني در نظر گرفته شود .
-تميزكاري : تمامي آلودگيها مانند غبار ، روغن ، رنگ و … بايد از سطح قطعه تحت جوشكاري پاكسازي گردد . روش پاكسازي بستگي به نوع ماده و محل قطعه كار دارد . براي اغلب تجهيزات و سازه ها تميزكاري با بخار لازم است . در صورت عدم امكان اجراي تميزكاري با بخار مي توان از شستشوي شيميايي و يا بلاست استفاده كرد . همچنين از تميزكاري با ابزار مانند برس ، سنگ سمباده و … نيز مي توان استفاده كرد .
-پياده سازي : بجز در موارديكه كار ترميم بسيار ساده است در ساير موارد نياز به پياده سازي وجود دارد .
-محافظت از تجهيزات و سطوح ماشين شده نزديك به محل كار : در صورت اجراي جوشكاري ترميمي ، تجهيزات و قطعاتي كه در نزديكي محل قرار دارند بايد از جرقه جوش ، شعله ، جرقه هاي برش و ساير خطرات محافظت شوند . براي محافظت مي توان از ورقه هاي فلزي و يا برزنت استفاده كرد . سطوح ماشين شده بايد تا فاصله 5 پا از محل جوش پوشانيده شوند .
-بست و مهار : در تعميرات پيچيده امكان دارد به بست يا مهار سازي نياز باشد . علت اين امر به وزن زياد قطعه و يا نيروهاي اعمالي به قطعه تحت جوشكاري بر مي گردد . اگر اجزاء اصلي سازه بريده شوند بايد نيرو توسط مهارهاي موقتي تحمل گردد . اين مهارها مي توانند بصورت موقت به سازه جوشكاري شود .
-الگو سازي : در اغلب موارد تعميراتي لازم است كه قسمتي از ماده برداشته شود تا امكان ايجاد جوش با نفوذ كامل ايجاد گردد. در اين موارد بايد الگويي ساخته شود كه قسمتي را كه بايد بريده شود وبراي جوشكاري آماده شود مشخص نمايد . الگو بايد طوري طراحي شود كه كمترين ماده برداشته شود و راحت ترين موقعيت جوشكاري را ايجاد نمايد .
-پيش گرمايي : پيش گرم كردن و برش با برنال يا گوج كردن جزو عمليات آماده سازي جوشكاري مي باشند . هنگامي كه برنال كاري يا كوج نياز باشد ، بايد پيش گرمايي مشابه پيش گرمايي لازم براي جوشكاري انجام گردد . هر چند كه تنش هاي ايجاد شده در برش كاري كمتر از جوشكاري است ، اما در برشكاري نيز امكان ايجاد شوك هاي حرارتي مشابه جوشكاري وجود دارد . پيش گرم كردن قبل از جوشكاري از اهميت ويژه اي برخوردار است و بايد دقيقا رعايت شود. بسياري از عيوب جوش ناشي از عدم پيش گرم كردن مناسب قبل از جوشكاري است. عوامل اصلي موثر بر دماي پيشگرم شامل كربن معادل، ضخامت قطعه و پارامترهاي جوشكاري ميباشد. جداول و نمودارهاي بسياري براي محاسبه مقدار پيشگرم لازم براي مواد مختلف طراحي شده است. جدول زير يكي از نمونه هاي كاربردي اين جداول ميباشد.
-برشكاري و گوج كردن : برشكاري با مشعل ، گوج و برش قوس كربن بيشترين مصرف را در مراحل جوشكاري ترميمي دارند كه بسته به نوع ماده و مشكل لبه سازي يكي از آنها انتخاب
مي گردد . البته در صورت استفاده از قوس كربن بايد پارامترها به گونه اي تنظيم شود كه از رسوب كربن در سطوح جوشكاري جلوگيري شود . در مورد بعضي مواد نمي توان از روشهاي فوق استفاده كرد . (مانند فولاد ضد زنگ ) در اينگونه موارد از روشهاي مكانيكي و سنگ زني استفاده مي شود . در صورت استفاده از گوج يا مشعل، پس از اتمام فرآيند لبه ها بايد مجددا تا 2mm سنگ زده شوند.
-سنگ زني و تميزكاري : سطوح ايجاد شده در مرحله قبل به اندازه مناسب صاف نبوده و داراي نقاط سوخته ، اكسيد و غيره مي باشد . سطوح جوش بايد قبل از جوش صاف و تميز گردد . در موارد بحراني كه احتمال ايجاد ترك هاي اضافي وجود دارد بهتراست پس از سنگ زني تست MT يا PT صورت گيرد تا از باقي نماندن ترك اطمينان حاصل شود .

4-2- اجراي جوش ترميمي
جوشكاري ترميمي موفق شامل موارد و پارامترهاي زير مي گردد .
- دستورالعمل جوش : دستورالعل جوش بايد براي استفاده جوشكاران تهيه گردد . اين دستورالعمل بايد شامل پروسه ، نوع ماده مصرفي ، پيش گرم و ساير اطلاعات تخصصي لازم براي اجراي جوشكاري باشد .
- تجهيزات جوشكاري : تجهيزات جوشكاري بايد به اندازه كافي در دسترس باشد بطوريكه تأخيري در كار ايجاد نشود . اين تجهيزات شامل ماشين جوش ، كابل ، آون ، گيره و … مي باشد .
- مواد : مواد كافي نيز بايد در دسترس باشد . اين مواد شامل الكترود و مواد مصرفي جوش، قطعات جايگزين ، تقويتي ها و غيره مي باشد . همچنين سوخت جهت پيش گرم و برش نيز بايد در حد كافي موجود باشد .
- ترتيب جوشكاري : ترتيب جوشكاري و نحوه اجراي پاسها بسيار اهميت دارد و بايد بطور واضح در دستورالعمل تشريح گردد .
- ايمني : در تمام مراحل بايد شرايط بگونه اي تعبيه شود تا ايمني كامل برقرار گردد .
- كيفيت جوش : كيفيت جوش بايد بطور مداوم بررسي گردد . جوش نهايي بايد كاملا" صاف و بدون شيار باشد .
- در نهايت بايد تعداد كافي جوشكار تائيد شده و با مهارت براي اجراي سريع كار وجود داشته باشد .

4-3- عمليات پس از جوشكاري
پس از اتمام جوشكاري بايد قطعه به آهستگي سرد شود و نبايد در برابر باد يا محيط سرد كننده قرار گيرد . همچنين تا زماني كه قطعه به دماي محيط نرسيده نبايد نيرويي به محل تعمير شده اعمال گردد .
- بازرسي : جوش بايد تحت بازرسي قرار گيرد . اين بازرسي مي تواند شامل بررسيهاي غير مخرب مانند MT ، UT يا RT باشد . جوش ترميمي بايد از كيفيت بالايي برخوردار باشد چرا كه بايد جايگزين ماده اصلي گردد .

- عمليات تميزكاري : اين عمليات شامل جداسازي مهارها ، سنگ زني محل هاي اتصالات موقت، پاكسازي جرقه هاي جوش ، سرباره جوش و جمع آوري پوششهاي محافظ و غيره
مي شود .
- رنگ آميزي مجدد : در صورت لزوم پس از تميزكاري، ناحيه تعمير شده بايد رنگ آميزي گردد . همچنين قطعات ماشين آلات بايد در صورت نياز گريس كاري شوند .
- سرهم بندي : پس از تكميل مراحل تجهيز مجددا" سرهم بندي مي شود .


نويسنده : mh                 نظرات : 


موضوع : <-ostCategory->

هنگامی که یک جوش تک پاسه روی یک ورق را در نظر بگیریم،فلز پایه ای که مستقیما زیر فلز جوش قرار گرفته دچار رشد دانه می گردد (قسمت قرمز رنگ در شکل( ١) اما ناحیه ای از فلز پایه که زیر ناحیه درشت دانه قرار دارد (قسمت آبی رنگ) به صورت ریز دانه خواهد بود .

                                  

ساختار دانه درشت معمولا به ساختاری با دانه بندی بزرگتر از 50µm اطلاق شده و ساختار هایی با سایز دانه کوچکتر بعنوان دانه ریز شناخته می شوند . اندازه گیری سایز دانه فقط با مقطع زدن نمونه و متالوگرافی قابل انجام است.
از طرفی خواص فولاد شدیدا به دانه بندی وابسته است . معمولا ساختار دانه ریز خواص مکانیکی بسیار بهتری نسبت به ساختار معمولی دارد و می تواند تافنس و استحکام را به طور هم زمان افزایش دهد. در حالی که درشت شدن دانه بندی سبب تضعیف خواص قطعه خواهد شد. بنابراین برای بهبود خواص ناحیه HAZ خصوصا تافنس به یک تکنیک جوشکاری نیاز است که بتواند ناحیه درشت دانه را در فلز پایه حذف کرده و یا محدوده آن را کاهش دهد.
ازطرفی ایجاد ناحیه درشت دانه در فلز جوش،هرچند که تافنس ناحیه جوش را نیز کاهش می دهد اما اثر تخریبی آن کمتر از فلز پایه است. بنابراین میتوان از تکنیک جوشکاری خاصی استفاده کرد که ضمن کاهش محدوده درشت دانه، آن را از فلز پایه حذف کرده به ناحیه فلز جوش منتقل نمود.این تکنیک اصطلاحا جوشکاری بروش TEMPER BEAD خوانده می شود.

برای اجرای جوشکاری به این روش، باید لایه اول جوش به بوسیله پاس های کوچک جوش که با حرارت ورودی کم رسوب داده شده اند ، ایجاد گردد. بدین منظور می توان با استفاده از الکترودهای با قطر کمتر ، جوشکاری در موقعیت افقی وتنظیم زاویه الکترود و تورچ به گونه ای که حداقل نفوذ را داشته باشد ، عملیات را اجرا نمود. البته باید دقت کافی صورت گیرد که از ایجاد ترک هیدروژنی و نقص ذوب (LOF  ) اجتناب گردد .

هم پوشانی پنجاه درصدی بسترهای جوش در این مرحله باعث کاهش ناحیه درشت دانه میگردد اما الزاما آن را به طور کامل حذف نمی کند.

با اجرای پاس بعدی جوش با ابعاد بزرگتر روی لایه اول ، ناحیه ریز دانه ناشی از آن روی ناحیه درشت دانه ایجاد شده توسط پاس های قبلی قرار گرفته و آن ناحیه را ریز دانه میکند(شکل2) .

                       

گاهی نیاز است تا لایه اول جوش کمی سنگ زده شود تا ناحیه ریز دانه پاس بعدی دقیقا کل ناحیه درشت دانه لایه اول را پوشش دهد. در این روش باید پاس نهایی جوش در قسمت میانی گرده جوش و دور از فلز پایه اعمال گردد تا تاثیر حرارتی آن روی فلز پایه حداقل شود.

در برخی از موارد یک یا چند پاس جوش اضافه اعمال شده وسپس مقدار اضافی آن سنگ زده می شود تا ضمن تمپر شدن پاس های اصلی جوش ، ناحیه درشت دانه نیز تا جای ممکن در ناحیه اضافی جوش قرار گرفته و باسنگزنی برداشته شود .

متاسفانه، علی رغم ظاهر تئوریک ساده این تکنیک ، درعمل دستیابی به آن می تواند دشوار باشد . برای حصول اطمینان کافی از دستیابی به جوش مورد نظر ، لازم است تاقبل از اجرا نمونه های تست جوش زیادی تهیه شده و آزمون های متالوگرافی روی آنها انجام شود . در نتیجه اجرای عملیات پسگرم در بسیاری موارد راحت تر از این روش می باشد مگر در موارد جوشهای ترمیمی که موقعیت جوش به گونه ای باشد که اجرای عملیات پسگرم عملی نباشد.


نويسنده : mh                 نظرات : 



آخرين مطالب نوشته شده در وبلاگ :

» پیام مهم
» راهنمای عضویت در گروه مرکز آموزش مهندسی عمران
» انجمن تخصصی مرکز آموزش مهندسی عمران
» پروژه تخصصي کارشناسي عمران در مورد بادبندهاي برون محور EBF
» نمونه سوالات آزمونهای حرفه‌ای مهندسان
» نمونه سوالات آزمونهای حرفه‌ای کاردانهای فنی ساختمان
» گزارش کار آموزي جمع آوري شبکه آب و فاضلاب بوشهر
» نکاتي در اجراي ساختمانهاي بتني و فلزي
» نکاتي در اجراي ساختمانهاي بتني
» دانلود برنامه صورت وضعیت رشته راه ، باند فرودگاه و زیرسازی راه آهن 1387 تحت اکسل
» کتاب تحلیل سازه ها - اردشیر اطیابی
» دانلود تمامی نشریات منتشر شده در سالهای 88 و87
» دانلود آزمونهای ارشد موسسه پارسه 1389
» برنامه CM-CR(برنامه فاصله مرکز جرم و مرکز سختی در پروژه Etabs)
» فهرست بهای سال ۱۳۸۸ - تمامی رشته ها
» دانلود کتاب زبان عمومی کارشناسی ارشد ماهان (فصل اول - افعال و زمان افعال)
» آزمونهای اول و دوم پارسه به همراه پاسخ تشریحی !
» راهنماي تصويري مبحث هشتم طرح و اجراي ساختمانهاي با مصالح بنايي
» فيلم آموزشي انواع آزمايشهاي مکانيک خاک و وظايف و نقش آن در پروژه هاي عمراني
» توصيه هايي براي طرح اتصالات سازه هاي بتن مسلح يکپارچه
» دانلود Punch! Home Design Architectural Series® 4000 v10
» دانلود کتاب بسیار کامل آموزش اتوکد در 619 صفحه به زبان شیرین فارسی
» دانلود سوالات و کلید کارشناسی ارشد عمران88 به همراه کلید سوالات
» فيلم آموزشي دوره آموزش بتن بصورت پاورپوينت
» فيلم آموزشي شناسايي ديوارها بصورت پاورپوينت



مطالب جديدتر
مطالب قديمي‌تر

Home | Atom | RSS 2.0 | RSD | E-Mail | Archive
Copyright © 2005-2011 Omran2000 Design: Mehdi Hosting : BlogFa
تمامي حقوق مطالب، براي مركز آموزش مهندسي عمران محفوظ است، نقل و استفاده از آنها در سايت ها و نشريات تنها با ذکر منبع مجاز مي باشد.

تبليغات
پربازديدترين مطالب

»
فروشگاه اینترنتی نیازمندیها
»
تبادل لینک سه طرفه
»
فروشگاه تخصصی عمران و معماری
»
دانلود جزوات کنکور کارشناسی ارشد عمران
»
مجموعه عمران
»
فروش (ویلا زمین و املاک ) در شمال
»
ستارگان بزرگ دانلود
»
وبلاگ تخصصی مهندسی عمران
»
تخصصی دانشجویان عمران ایران
»
سايت تخصصي مهندسين ژئوتكنيك ايران
»
سايت تخصصي مهندسين ژئوتكنيك ايران
»
مرجع آموزش مهندسي عمران گرگان
»
وبلاگ تخصصی مهندسی عمران
»
نمایشگاه مجازی ومرکز دانلود مهندسی عمران
»
کتابخانه الکترونیکی پارسیان
»
عمران ، آبادانی
»
وبلاگ انجمن علمی معماری پیام نورنوشهر
»
به نام یگانه مهندس گیتی
»
دانشجویان مهندسی معماری پیام نور ارومیه
»
Civil + Architect
»
هیدرولیک بجنورد
»
خشت اول(معماری)
»
سايت رسمي مهندس امين نعيم آبادي
»
وبلاگ صالح دانشفر
»
مهندسی معماری -دتایل سازه اسکیس بتن کامپوزیت مدیرت شهری
»
پورتال تخصصی دانشجویان عمران
»
خبرگزاری روستای عالی حسینی
»
دانشجویان عمران مجتمع آموزش عالی فسا
»
سایت شخصی علیرضا تاجریان
»
گزیده بهترین مقاله های رایگان مهندسی عمران و معماری
»
------------------------------------
»
گزارش کار آموزي جمع آوري شبکه آب و فاضلاب بوشهر
»
نکاتي در اجراي ساختمانهاي بتني و فلزي
»
نکاتي در اجراي ساختمانهاي بتني
»
دانلود برنامه صورت وضعیت رشته راه ، باند فرودگاه و زیرسازی راه آهن 1387 تحت اکسل
»
کتاب تحلیل سازه ها - اردشیر اطیابی
»
دانلود تمامی نشریات منتشر شده در سالهای 88 و87
»
دانلود آزمونهای ارشد موسسه پارسه 1389
»
برنامه CM-CR(برنامه فاصله مرکز جرم و مرکز سختی در پروژه Etabs)
»
فهرست بهای سال ۱۳۸۸ - تمامی رشته ها
»
دانلود کتاب زبان عمومی کارشناسی ارشد ماهان (فصل اول - افعال و زمان افعال)
»
آزمونهای اول و دوم پارسه به همراه پاسخ تشریحی !
»
راهنماي تصويري مبحث هشتم طرح و اجراي ساختمانهاي با مصالح بنايي
»
فيلم آموزشي انواع آزمايشهاي مکانيک خاک و وظايف و نقش آن در پروژه هاي عمراني
»
توصيه هايي براي طرح اتصالات سازه هاي بتن مسلح يکپارچه
»
دانلود Punch! Home Design Architectural Series® 4000 v10
»
دانلود کتاب بسیار کامل آموزش اتوکد در 619 صفحه به زبان شیرین فارسی
»
دانلود سوالات و کلید کارشناسی ارشد عمران88 به همراه کلید سوالات
»
فيلم آموزشي دوره آموزش بتن بصورت پاورپوينت
»
فيلم آموزشي شناسايي ديوارها بصورت پاورپوينت

» آرشيو لينكدوني
آرشيو ماهانه
رتبه ما در گوگل

لگودوني
لينك دوستان