مبحث دوم ( نظامات اداری)- (۱۳۸۴)
مبحث سوم (حفاظت ساختمانها در مقابل حریق )- (۱۳۹۲)
مبحث چهارم ( الزامات عمومی ساختمان )- (۱۳۹۲)
مبحث پنجم (مصالح و فرآوردههای ساختمانی)- (۱۳۹۲)
مبحث ششم ( بارهای وارد بر ساختمان )- (۱۳۹۲)
مبحث هفتم ( پی و پیسازی )- (۱۳۹۲)
مبحث هشتم ( طرح و اجرای ساختمانهای با مصالح بنایی)- (۱۳۹۲)
مبحث نهم ( طرح و اجرای ساختمانهای بتنآرمه )- ویرایش چهارم، چاپ دوم(۱۳۹۲)
مبحث دهم ( طرح و اجرای ساختمانهای فولادی )- (۱۳۹۲)
مبحث یازدهم ( طرح و اجرای صنعتی ساختمان ) – (۱۳۹۲)
تعاریف و واژه ها:
انواع پروانه
پروانه ساختماني: مجوز قانوني اي كه از طرف شهرداري براي هرگونه ساخت و ساز براي صاحبان املاك صادر مي گردد.
تخريب و بازسازي: پروانه اي كه با تخريب بناي قديمي و احداث بناي جديد براساس طرح تفصيلي صادر مي گردد.
اضافه اشكوب: مجوز احداث طبقاتي برروي طبقات موجود (توسعه بنا در ارتفاع)
تبديل: مجوزي كه براي تبديل يك واحد مسكوني به دو واحد ، تبديل واحد مسكوني به اداري و يا تبديل قسمتي از مسكوني به واحد تجاري و… صادرمي گردد.
تعميرات: پروانه اي كه منظور انجام تعميرات و تغييرات جزئي و كلي صادر گردد.
تمديد پروانه: در صورت منقضي شدن مهلت پروانه و يا عدم شروع عمليات ساختماني از طرف مالك ، اعتبار پروانه تمديد و با همان مشخصات صادر خواهد شد.
تغيير نقشه: در صورت تقاضاي مالك و به شرط عدم شروع عمليات ساختماني نسبت به تغييرات يا جابجايي فضاها يا توسعه بناي پروانه هاي معتبر ، پروانه تغيير نقشه صادر خواهد شد.
ابطال پروانه: در صورت تقاضاي مالك با اخذ اصل پروانه صادره و ابطال آن و پيوست به پرونده بصورت مكانيزه نيز پروانه باطل و تصوير به مراجع ذيربط اعلام مي گردد و با رعايت ضوابط و مقررات پرداختي هاي مالك عودت گردد.
تعويض مهندس ناظر يا مجري: در صورت درخواست مالك و با رعايت ضوابط و مقررات و موافقت ناظر و مجري و مراجع ذيصلاح و معرفي ناظر و مجري جديد مجوز فوق صادر مي گردد.
در علم مهندسی عمران به معنای بالا بردن مقاومت یک سازه (ساختمان) در برابر نیروهای وارده می باشد. امروزه از این اصطلاح بیشتر در مورد نیروی زلزله استفاده میشود. ازدیدگاه علمی، مقاوم سازی واژهی کاملا درستی برای این منظور نیست چرا که منظور از اصطلاح 'مقاوم سازی' به طور قطع بالابردن مقاومت در برابر نیروی زلزله نیست بلکه منظور بهبود عملکرد اجزای سازه (ساختمان) در برابر نیروی زلزله است. به همین دلیل اصطلاح 'بهسازی' و در حالت خاص برای نیروی زلزله، 'بهسازی لرزهای' اصطلاح درست تری می باشد. به هر حال برای همرنگ شدن، در این مقاله نیز از اصطلاح مقاوم سازی به همان معنای بهسازی لرزهای استفاده می کنیم.
همانطور که در بالا نیز اشاره شد، مقاوم سازی در مورد ساختمانهای از قبل ساخته شده کاربرد دارد. اساسا برای ساختمانهای در حال احداث رعایت اصول و مقررات فنی لازم میباشد و مقاوم سازی معنای خاصی در بر ندارد. لذا لازم است مخاطبین به این مهم توجه داشته باشند که وقتی صحبت از مقاوم سازی می شود، در مورد ساختمانهای قدیمی و جدید ساخته شده صحبت میشود، و ساختمانهایی که هنوز ساخته نشدهاند در این مقوله مورد نظر نمیباشند.
مقاوم سازی وظیفه چه کسانی است؟ چه ساختمانهایی نیاز به مقاوم سازی دارند؟ روش انجام مقاوم سازی چیست؟ هزینه انجام آن؟ نتایج مقاوم سازی تا چه حد قابل اطمینان است؟ طرحهای مقاوم سازی دولت چه نتایجی در بر دارد؟ و ...، اینها همه سوالاتی هستند که به ذهن هر کسی خطور می کند و وظیفه ما است که این سوالات را پاسخ دهیم. چه ساختمانهایی نیاز به مقاوم سازی دارند و مقاوم سازی وظیفه چه کسانی است؟
بلوك هاي يونوليتي «پلي استايرن» مدتي است كه براي ساختمان سازي در کشور و در آپارتمان هاي بلند به دليل سبكي و كم هزينه بودن مورد استقبال انبوه سازان (بساز بفروش هاي سابق) قرار گرفته است.
اين بلوك ها در دو نوع «قابل اشتعال» و «غير قابل اشتعال» در بازار عرضه مي شوند. وزن هر قطعه بلوك سيماني كه در ساختمان سازي به كار مي رود، ۱۵ كيلوگرم است، در حالي كه وزن بلوك هاي يونوليتي بسيار ناچيز است و تا اندازه بسيار زيادي موجب پايين آوردن وزن ساختمان مي شود. با وجود پوشش نسوزي كه زير و روي اين بلوك را محصور كرده است، در صورت آتش سوزي در ساختمان، اين بلوك ها تنها تا ۲۰ دقيقه تاب مقاومت در برابر حرارت را دارند. ايمني اماكن مسكوني در برابر حريق و حادثه از جمله مواردي است كه بايد از نظر ايمني شهري مورد توجه قرار گيرد. در ايمني يك ساختمان موارد زيادي نقش دارد كه مي توان به مصالح به كار رفته در آن به عنوان يكي از مهم ترين موارد اشاره كرد.
بلوك هاي «پلي استايرن» به دليل سبكي وزن خود، وزن نهايي ساختمان را كم مي كنند، به همين دليل در ساختمان سازي مورد استفاده قرار مي گيرند. بلوك هاي مذكور نقش باروري ندارند و به همين دليل در برابر زلزله ايمن هستند.
اما اين بلوك ها، در برابر آتش به راحتي حجم خود را از دست مي دهند و تنها اشكال اين بلوك ها، كمي مقاومت در برابر حرارت و شعله وري آنها است.
| ||||
|
سازمان پیشگیری و مدیریت بحران شهر تهران مطلبی درباره چگونگی گودبرداری ایمن و بدون خطر، تلفات و خسارات برای همسایگان و کارگران منتشر کرده است که در ادامه میخوانید: | ||||
سقف کُرمیت
در سیستم سقف کُرمیت از تیرچه های فولادی با جان باز در ترکیب با بتن استفاده می شود. در ساخت تیرچه های مذکور از یک تسمه، در بال تحتانی و نیز یک میلگرد خم شده در جان استفاده می شود. برای پرکردن فضای خالی بین تیرچه ها از قالب های ثابت مانند بلوک های سیمانی، پلی استایرن، طاق ضربی ، قالب های موقت فولادی (کامپوزیت ) و یا هر پرکننده سبک استفاده می شود. فواصل تیرچه ها بسته به نوع قالب از ۷۳ سانتی تا ۱۰۰ سانتی متر متغیراست ، روی سقف نیز با ۴ الی ۱۰ سانتی متر بتن پوشانده می شود.
تیرچه ها از نوع خود ایستا بوده و به همین علت هیچ نوع شمع بندی در زیر سقف مورد نیاز نمی باشدو تیرچه ها به نحوی طراحی می شوند که بتوانند وزن بتن خیس، قالب ها و عوامل اجرایی سقف را به تنهایی تحمل کنند.
پس ازاین که بتن به ۷۵% مقاومت مشخصه خود می رسد ، تیرچه های فولادی با بتن به صورت یک مقطع مختلط وارد عمل شده و بارهای مرده و زنده سقف را تحمل می کنند.
بعد از اینکه بتن مگر ریخته شد و مقاومت لازم را بعد از یک روز به دست آورد اگر از قالب مدفون (آجر چینی) استفاده می شود نوبت به قالب بندی پی ها می رسد.
در بم برای قالب بندی پی از آجر استفاده میشود. رعایت نکات زیر در قالب بندی برای هر چه بهتر اجرا شدن پی مفید است.
1- یکنواخت بودن آجرچینی پی و ایجاد سطح صاف و بدون خلل و فرج برای پی ها مفید و بلکه لازم است.
2- مقاومت آجر چینی، در صورتی که پشت آن خاک دستی (خاک نا مناسب) باشد اهمیت زیادی دارد چرا که نیروی خاک به سمت داخل باعث شکسته شدن قالب آجری خواهد شد.
تعریف ستون فلزی
ستون عضوی است كه معمولا به صورت عمودی در ساختمان نصب می شود و یارهای كف ناشی از طبقات به وسیله تیر و شاهتیر به آن منتقل می گردد و سپس به به زمین انتقال می یابد.
شكل ستونها
شكل سطح مقطع ستونها معمولا به مقدار و وضعیت بار وارد شده بستگی دارد. برای ساختن ستونهای فلزی از انواع پروفیلها و ورقها استفاده می شود.عموما ستونها از لحاظ شكل ظاهری به دو گروه تقسیم می شوند:
1- نیمرخ (پروفیل) نورد شده شامل انواع تیرآهنها و قوطیها : بهترین پروفیل نورد شده برای ستون ، تیرآهن با پهن یا قوطیهای مربع شكل است؛ زیرا از نظر مقاومت بهتر از مقاطع دیگر عمل می كند.ضمن اینكه در بیشتر مواقع عمل اتصالات تیرها به راحتی روی آنها انجام می گیرد.
یكی از مشكلات مهم صنایع به ویژه در كشورهای در حال توسعه، مشكلات ایمنی و بهداشتی پرسنل شاغل در صنایع است.ایمنی به عنوان شاخصی در خصوص درجه نسبی فرار از خطر و بهداشت حرفه ای به عنوان مفاهیمی برای ارزیابی میزان تماس شاغلین با آلاینده های مختلف و متعدد محیط های كار از جمله موارد حائز اهمیتی هستند كه مدیران صنایع می بایست به آن توجه كنند. بدیهی است شناسایی و كنترل خطرات برای بالا بردن سطح بهره وری در صورت دارا بودن محیطی بهداشتی، ایمن و كارگران سالم امكان پذیر خواهد بود.
از آنجایی كه در مواقعی كنترل بخش مهمی از عوامل زیان آور شغلی (شامل عوامل شیمیایی، فیزیكی، مكانیكی و بیولوژیكی) در منبع تولید یا در مسیر انتقال امكان پذیر نیست تنها راه حل باقی مانده تجهیز پرسنل به وسایل حفاظت فردی مناسب و استاندارد خواهد بود. وجود طیف وسیعی از خطرات شیمیایی، فیزیكی، بیولوژیكی و مكانیكی با خصوصیات خورندگی، برندگی، سمیت، سرطانزایی، سوزانندگی، جهش زایی و ... در محیط های كاری می تواند سلامت شاغلین و حتی سایر افراد مجاور محیط های شغلی را به شدت مورد تهدید قرار دهد. بنابراین به منظور حفظ منبع انسانی و هم چنین افزایش راندمان كار و بهره وری، شناسایی، ارزیابی و كنترل خطرات فوق از اهمیت بسزایی برخوردار است. وظایف یاد شده در فرهنگ ایمنی امروزی نه تنها كاری انسانی و در راستای اهداف اقتصادی و اجتماعی محسوب می شود بلكه وظیفه قانونی نیز تلقی می شود كه چشم پوشی از آن می تواند باعث اعمال مجازات قانونی شود.
پانل های سازه ای:
یکی از روش های سبک سازی ساختمان ها کاهش وزن تیغه های بار بر در ساختمان است.یکی از روش های نیمه پیش ساخته روش ساخت وساز به کمک پانل ها ی ساندویچی پیش ساخته تردی را نام بردکه با نام های تجاری مختلف از قبیل :پوما سپ وسیلانوبا این روش تا دو طبقه ساختمان با استفاده از باربری قطعات مورد نظر ساخته میگردد.
پانل هابه دو گروه تقسیم میشوند:
۱_سازه ای
۲_غیر سازه ای
پانل های سازه ای در موادر د سازه ای وغیر سازه ای بکار برده میشود:
۱_پانل های ساندویچی یا بتن پاششی
۲-پانل با هسته لانه زنبوری
۳_پانل های اف.آر.پی
پانل های ساندویچی با بتن پاششی
پانل های سه بعدی ساندویچی از جمله کامپوزیت های پلیمری میباشند.ساندویچ پانل مصرفی به عنوان نام وپوشش دیواری بصورت کنگره ای وصاف ونوع سقفی ان با بر جستگی هایی به صورت شادولاین میباشد.
پانل های سقفی دیافراگم کف را تشکیل میدهد این پانل ها در کنار یکدیگر مستقر شده وروی پانل های دیوار نصب میگردند.
پانل های دیوار علاوه بر این که جداکننده فضا های معماری هستند.
نقش دیوار بار برقائم و دیوار برشی در برابر بار های جانبی را هم ایفا میکنند.
بنا بر این عموما در اینگونه سازه ها اسکلت فلزی یا بتنی وجو د نداردوساندویچ پانل به دلیل شکل خاص خود از ظرفیت بار بری بالایی ب خورداراست.
ونیز از پانل های غیر بار بر در ساختمان علاوه بر کاهش وزن مزایاییی از قبیل یکپارچه بودن تیغه ها با سازه در برابر بار های جانبی را داراست
آجر ـ واژه بابلي است ,نام خشت نوشته هايي بوده است كه بر آنها فرمان ,منشور ,قانون وجزاينها را مي نوشتند .سومري ها و بابليها ,براي ساختن خشت , پس از فرو نشستن سيلاب گل خميري را ازكنار رودخانه بدست مي آورند.
پختن آجر بايد همزمان با پيدايش آتش , نخست دردشت هايي كه سنگ پيدا نمي شده اختراع شده باشد .نخستين بار ازگل پخته ديواره ها وكف اجاق ها , به آجر پزي پي بردند . پيشينه آجر پزي درخوزستان وميانرودان ( بين النهرين ) زودتر ازجاهاي ديگر ايران زمين است , درهندوستان تاشش هزار سال پيش مي رسد .
درايران , درجاهايي كه سنگ نبود , پختن ومصرف كردن آجر از زمان باستان معمول شده . در دوران ساسانيان , مصرف كردن آجر گسترش يافت . آجرهاي ساساني را نخست به كنده گي 7 تا8*44*44 س م مي ساختند . كف دالان مسجد جامع اصفهان با آجر هاي ساساني به روش نره فرش شده است , اين آجرها اززمان ساسانيان كه اينجا آتشكده بوه بجا مانده اند . آجرهاي بزرگ قدمگاه نيشابور هم از زمان ساسانيان بجا مانده اند زيرا آنجا آتشكده آذر برزين مهر بوده است .
ساختمانهاي بزرگ وزيباي آجري زيادي در ايران زمين زمان باستان بجامانده اند مانند :طاق كسري درميانرودان ( بين النهرين ) , پلهاي دختر كه براي آناهيتا ( ناپليد = بي گناه = معصومه ) ايزد آب يا ,بابك ( با = آب + بك = بغ = ايزد ) ساخته شده اند ,گنبد كاووس ,مسجدهاي بزرگ (بيشتر مسجدهاي جامع ) كه در زمان ساسانيان آتشكده بوده اند ونشانه هنر آجر كاري استادان ايراني هستند . شاهكار هنر آجر كاري مسجد جامع اصفهان وگنبد كاووس زيباتر از ساختمانهاي آجر ي ديگرند .
آجر سنگي ست ساخته گي ودگرگون كه ازپختن خشت بدست مي آيد . خشت خاك نمناك ياگلي است كه به آن شكل داده شده باشد , گل مخلوط همگن و ورزيده خاك و آب است . خاك را با 15 تا 25% وزنش آب ,در هم كرده ورز مي دهند تا تمام دانه هاي خاك نمناك شوند , يا به گرد خاك 7 تا 8% وزنش نم مي زنند . به گل با فشار كم و به خاك نمناك بافشار زياد شكل مي دهند
روش سقف سازی تیرچه و بلوک ترکیبی است از دو روش پیش ساخته و بتن درجا که در این روش مزایای پیش ساختگی همانند سرعت ساخت و هزینه کم قالب بندی و آرماتوربندی و کیفیت خوب بتن ساخته شده در کارخانه با جنبه های مثبت بتن ریزی درجا همانند عدم نیاز به جرثقیل به خوبی تلفیق شده است.
از مزایای دیگر مصرف کمتر فولاد در این نوع سقف در مقایسه با سقف طاق ضربی - تیرآهن از دلایل عمده توسعه این روش در سالهای اخیر در ایران است.
اولین کاربرد شاتکریت به سال 1909 میلادی بر می گردد که در آن زمان تحت عنوان گونیت نامیده می شد و به کمک دستگاهی موسوم به تفنگ سیمان به کار می رفت.
سقف های کامپوزیت سقفهایی هستند که ترکیبی از فولاد و بتن برای اینکه یکپارچگی این سقف رعایت شوند شود از برشگیر (ناودانی)استفاده می شود که این نبشی با بتن درگیری ایجاد کرده و یکپارچگی درست می کند و چون تیرهای فرعی کمپوزیت به علت گیردار بودن تیرهای اصلی و با توجه به لنگر پوش (لنگر زلزله) بتن روی تیرهای اصلی نمی تواند به مقاومتش کمک کند .عایق کاری نقش بسیار مهمی در گرم نگه داشتن ساختمان در فصل زمستان و خنک نگه داشتن آن در فصل تابستان دارد. به کمک عایق کاری می توان یک خانه را در زمستان 5 درجه گرمتر و در تابستان 10 درجه خنک تر نگه داشت.
انواع عایق کاری :
1- عایق هایی که در ساختار آنها حبابهای هوا وجود دارد و باعث کاهش هدایت حرارت می شوند.
2- عایق هایی که حرارت را باز می تابند.پشت این عایق ها باید حدود 20 میلی متر فاصله هوایی تعبیه شود. عایق ها چگونه ارزیابی می شوند ؟
فاکتور مهم در انتخاب عایق ها ، میزان مقاومت حرارتی آن هاست.هر قدر n مقاومت بالاتر باشد ، عایق حرارت را کمتر از خود عبور می دهد و صرفه جویی که به همراه دارد افزایش می یابد ، پس به جای ضخامت عایق ها ،باید مقاومت حراتی آن ها با هم مقایسه شوند.
عایق های گوناگون با مقاومتهای حرارتی برابر ، از نظر میزان صرفه جویی در انرژی همانند هستند و تنها اختلاف آنها در قیمت و محل کاربرد است.
چه جاهایی باید عایق کاری شوند؟
1-سقفها : با عایق کاری سقف مصرف انرژی برای گرمایش و سرمایش ساختمان 35% تا 45% کاهش می یابد.
2-دیوار های خارجی : مصرف انرژی برای گرمایش و سرمایش ساختمان را حدود 15% کاهش می دهد.
3-کف : مصرف انرژی در زمستان را 5% کاهش می دهد.
4-لوله های آبگرم : برای عایق کاری لوله های آبگرم می توان از عایق های پتویی یا عایقهایی که به طور ویژه برای لوله ها ساخته شده و به راحتی قابل نصب هستند استفاده کرد.
در سالهای اخیر از طریق رسانه های گروهی هر چند وقت یک بار خبری در مورد روش های ابداعی مهندسان سازه برای مقاوم سازی ساختمان ها یا ساخت سازه های مقاوم در برابر زلزله شنیده می شود؛ شیوه هایی مثل قرار دادن ساختمان روی بلوک های لغزشی، حفر کانال های بسیار بزرگ در اطراف فونداسیون ها (پی ها)، معلق کردن ساختمان از زنجیر(!)، آویزان کردن پاندول های بزرگ از سقف و.... نکته قابل تامل در مورد این راهکارها، تقریبا غیر عملی بودن آنها با توجه به وضعیت ساخت وساز در کشوری مثل ایران آنهم در مقیاس وسیع است. البته نه تنها در ایران بلکه در اکثر کشورها این کار تا حدود زیادی نشدنی است و اگر هم قابلیت اجرایی داشته باشند بسیار هزینه بر بوده، برای تمام ساختمان ها قابلیت اجرایی ندارند. در کنار این روش ها، کارهایی مثل استفاده از جدا سازها، میرا کننده ها و جذب کننده های انرژی (قرار دادن فنرهای پلاستیکی ویژه یک یا چند لایه در پی ساختمان) برای کاهش خسارات و تلفات، عملی تر به نظر می رسد.
مقدمه:
چون مواد و فلزات تشکیل دهنده و جوش دهنده و گیرنده از لحاظ متالوژیکی بایستی دارای خصوصیات مناسب باشند، بنابراین جوشکاری از لحاظ متالوژیکی بایستی مورد توجه قرار گیرد که آیا قابلیت متالوژی و فیزیکی جوشکاری دو قطعه مشخص است؟ پس از قابلیت متالوژی ، آیا قطعهای را که ایجاد میکنیم، از لحاظ مکانیکی قابل کاربرد و سالم است؟ آیا میتوانیم امکانات و وسائل برای نیازها و شرایط مخصوص این جوشکاری ، مثلاً گاز و دستگاه را ایجاد نمائیم و بر فرض ، ایجاد نیرو در درجه حرارت بالا یا ضربه زدن در درجه حرارت پایین ممکن باشد؟ زیرا استانداردهای مکانیکی و مهندسی و صنعتی جوشکاری باید در تمام این موارد رعایت شود تا جوش بدون شکستگی و تخلخل و یا نفوذ سرباره و غیره انجام گیرد.
تکرار میشود در جوشکاری تخصصی و اصولاً تمام انواع جوش ، قابلیت جوش خوردن فلزات را باید دقیقاً دانست. در مورد مواد واسطه و الکترود و پودر جوش ، باید دقت کافی نمود. محیط لازم قبل و در حین جوشکاری و پس از جوشکاری را مثلاً در مورد چدن ، باید بوجود آورد. گازهای دستگاههای مناسب و انتخاب فلزات مناسب از لحاظ ذوب در کوره ذوب آهن و بعد در حین جوشکاری از لحاظ جلوگیری از صدمه گاز - آتش و مشعل و برق و هوای محیط و وضعیت جسمانی و زندگی جوشکار ، خود نکات اساسی دیگر هستند که مشکلات جوشکاری میباشند.
شكل جديد بناهاي امروزي كه متناسب با نيازهاي بشر امروز است، تنها به دليل طراحي متفاوت نيست، بلكه شكل اجرا و نوع مصالح به كار رفته در بناها نيز در متفاوت بودن بناهاي امروزي تاثير بسياري دارند. تا به امروز استفاده از شیشه آن هم در این سطح کلان مشاهده نشده است. شیشهها اکنون در همه جا، کنار ما هستند؛ معماری داخلی ساختمانها و مراکز تجاری و ادارهها، معماری خارجی برجها و آسمان خراشها و بیش از همه در سقفها و نماهای ساختمانی. پس با این حساب چگونه قرار است زلزلهای چند ریشتری را کنار این بلورهای شیشهای بگذرانیم؟ چگونه امنیت زیستی ما در کنار جدارههای شیشهای باید حفظ شود؟
صنعت جوشکاری ساختمان در ایران
با گذشت 50 سال از استفاده از جوش در ساختمان دهه اخیر(80-1370)از نظر تعداد ساختمانهایی که با سازه های فولادی طراحی و اجرا شده اند کاملا استثنایی به شمار می آید.در نیمه دوم این دهه دهها هزار سازه فولادی در تهران و شهرهای بزرگ ایرن به ناگهان سر از زمین برآورد.گسیل سرمایه ها به سوی ساخت و ساز شهری و تبدیل ساخت سرپناه به ماشین سرمایه گذاری جهت سودهای کلان باعث گردید تا رعایت اصول فنی و ایمن سازی ساختمانها در برابر زلزله در برابر منفعت طلبی صاحبکاران عملا مورد توجه قرار نگیرد.از طرف حجم عظیم ساخت و ساز نیروز انسانی زیادی اعم از مهندس و تکنسین و جوشکار احتیاج داشت که باعث ورود افراد غیرمتخصص به این جرگه گردید.تمامی این مسایل دست به دست هم داد تا طرح و اجرای ساختمانهای فولادی آنچنان که باید از کیفیت مطلوبی برخوردار نباشد.تخریب کلی ساختمانهای فولادی در زلزله منجیل موید پایین بودن کیفیت ساختمانهای فولادی کشور می باشد. از میان تمامی عوامل دخیل در طرح و ساخت سازه های فولادی اتصالهای جوشی از نارساییهای بیشتری برخوردارند. علل اصلی پایین بودن کیفیت جوش درساخت و سازهای شهری را می توان به صورت زیر بیان نمود :
1- عدم انطباق اجرای معمول سازه های فولادی با آیین نامه ها و دستورالعملها
2- کیفیت پایین جوش به علت عدم آموزش کلاسیک کافی در این زمینه برای جوشکاران و مهندسان
3- نبود نظارت اصولی و دقیق بر اجرای جوشکاری در ساختمانهای شهری در کشور
4- عدم طرح دقیق اتصال جوشی با توجه به عملکرد مورد نظرآنها
بلوک های یونولیتی «پلی استایرن» مدتی است که برای ساختمان سازی در تهران و در آپارتمان های بلند به دلیل سبکی و کم هزینه بودن مورد استقبال انبوه سازان (بساز بفروش های سابق) قرار گرفته است. این بلوک ها در دو نوع «قابل اشتعال» و «غیر قابل اشتعال» در بازار عرضه می شوند.
وزن هر قطعه بلوک سیمانی که در ساختمان سازی به کار می رود، ۱۵ کیلوگرم است، در حالی که وزن بلوک های یونولیتی بسیار ناچیز است و تا اندازه بسیار زیادی موجب پایین آوردن وزن ساختمان می شود.
1- برای اندازه گیری عملیات خاکی در متره و برآورد از واحد متر مکعب استفاده می شود.
2- آجر خطائی ، آجری است که در اندازهای 5×25×25 سانتیمتر در ساختمانهای قدیمی برای فرش کف حیاط و غیره بکار می رفت
3- چنانچه لازم باشد در امتداد دیواری با ارتفاع زیاد که در حال ساختن آن هستیم بعدا دیوار دیگری ساخته شودباید لاریز انجام دهیم
4- هرگاه ابتدا و انتهای یک دیوار در طول دیوار دیگری بهم متصل شود ، به آن دیوار در تلاقی گفته می شود.
5- در ساختمانهای مسکونی (بدون زیرزمین)روی پی را معمولا بین 30 تا 50 سانتی متر از سطح زمین بالاتر می سازند که نام این دیوار کرسی چینی است.
.....
دلایل استفاده از صفحه کف ستونی و بولت
ستونهای یک ساختمان اسکلت فلزی ، نقش انتقال دهنده بارهای وارد شده را به فنداسیون
(به صورت نیروی فشاری ، کششی ، برشی یا لنگر خمشی) به عهده دارند. در این میان
، ستون فلزی با صفحه ای فلزی که از یک سو با ستون و از سوی دیگر با بتن درگیر شده
است روی فنداسیون قرار می گیرد. توجه به اینکه ستون فلزی به علت مقاومت بسیار زیاد
تنشهای بزرگی را تحمل می کند و بتن قابلیت تحمل این تنشها را ندارد ؛
بنابراین صفحه
ستون واسطه ای است که ضمن افزایش سطح تماس ستون با پی ، سبب می گردد توزیع نیروهای
ستون در خد قابل تحمل برای بتن باشد. کار اتصال صفحه زیر ستونی با بتن بوسیله
میله مهار (بولت Bolt) صورت می گیرد و برای ایجاد اتصال ، انتهای آن را خم می
کنیم و مقدار طول بولت را محاسبه تعیین می کند. تعداد بولت ها بسته به نوع کار از
دو عدد به بالا تغییر می کند ، حداقل قطر این میله های مهاری میلگرد نمره ۲۰ است
؛ در حالی که صفحه تنها فشار را تحمل می کنر ، بولت نقش عمده ای ندارد و تنها پایه
را در محل خود ثابت نگه می دارد . نکته مهم هنگام نصب ستون بر روی صفحه تقسیم فشار
این است که حتما انتهای ستون سنگ خورده و صاف باشد تا تمام نقاط مقطع ستون بر روی
صفحه بیس پلیت بنشیند و عمل انتقال نیرو بخوبی انجام پذیرد . از آنجا که علاوه بر
فشار ، لنگر نیز بر صفحه زیر ستونی وارد می شود ، طول بولت باید به اندازه ای باشد
که کشش وارد شده را تحمل نماید که این امر با محاسبه تعیین خواهد شد.
چکیده
با گذشت حدود 50 سال از کاربرد اتصالات جوشی در صنعت ساختمان در ایران هنوز نقایص زیادی در اجرای ساختمانهای فولادی جدید مشاهده می شود. در یک بررسی اولیه عوامل زیر را می توان به عنوان دلایل اصلی نقایص ذکر کرد:
1- عدم طرح دقیق اتصالات جوشی با توجه به عملکرد مورد نظر آنها
2-عدم انطباق اجرای معمول ساختمان با آیین نامه ها و دستورالعمل ها
3-کیفیت پایین جوش به علت عدم وجود آموزش کلاسیک کافی در این زمینه برای مهندسان و جوش کاران
4-نبود نظارت اصولی و دقیق بر اجرای جوش کاری در ساختمانهای شهری در کشور.
در این مقاله بعد از مرور خرابی های سازه های فولادی در زلزله های گذشته ایران و جهان سعی گردیده تا طراحی و اجرای معمول و سنتی سازه های فولادی جوش شده در کشور با حالت قابل قبول آن مقایسه گردد. برای این منظور از آیین نامه های معمول طراحی سازه های فولادی ایران و آیین نامه های طراحی کشورهای صنعتی زلزله خیز استفاده شده تا مشخص شود که چه مواردی از اجرا یا آیین نامه ها و دستورالعملهای اجرایی همخوانی ندارد. علاوه بر آن مطالعه ای بر روی نقاط ضعیفی که ناشی از اجرای جوش می باشد انجام گرفته و در پایان پیشنهاداتی برای بهبود وضع موجود و کاهش خطرات ناشی از زلزله ها در این نوع سازه ها ارایه گردیده است.
امروزه برای ساخت سازه های بلند و با طول زیاد نظیر سیلوها، برج های مخابراتی، هسته های برشی ساختمان های بلند، برج های خنک ساز، دودکشها، پایه های پله، کف تونلها، کانال های آب، کف جاده ها و سازه های مشابه که اجرای آنها در گذشته نیاز به داربست بندی سنگین در اطراف سازه داشت، از روشی استفاده می گردد که قالب لغزنده نام دارد. با استفاده از روش قالب لغزنده بسیاری از داربست بندی های اطراف سازه حذف گردید و سرعت اجرای کار به همراه نمای بهتر برای کار افزایش می یابد.
قالب های لغزنده قائم
اساس روش اجرای قالب لغزنده عمودی این است که قالب به ارتفاع 1 تا 1.5 متر در فواصل زمانی متناوب به بالا کشیده می شود. در ضمن بالا کشیدن قالب عملیات بتن ریزی و آرماتور بندی نیز ادامه می یابد و دائما مخلوط بتن از بالا به درون قالب ریخته شده و ضمن حرکت قالب به سمت بالا بتن سخت شده از قسمت زیرین قالب جا می ماند. سرعت حرکت قالب به نحوی تنظیم می شود که بتن در زمان خارج شدن از قالب ضمن تحمل وزن خود، جهت حفظ شکل خود از مقاومت کافی برخوردار باشد. قالب بندی لغزان قائم را می توان بر اساس حرکت پیوسته انجام داد و یا آن را طوری برنامه ریزی کرد که در ارتفاع معینی متوقف گردد و سپس حرکت لغزان خود را مجددا از سر گیرد. معمولا حرکت قالب لغزان با سرعتی یکنواخت صورت می گیرد.
در صورتی که قالب لغزان دارای توقف باشد درزهایی به وجود می آیند که با درزهای میان مراحل بتن ریزی در عملیات ساختمانی با قالب ثابت فرقی ندارد.
قالب لغزنده در امتداد قائم با سرعتی یکنواخت حرکت می کند و این سرعت به اندازه ای است که هر مقطع از بتن در طول مدت زمان لازمی که برای گیرش اولیه نیاز دارد درون قالب می ماند. روش قالب لغزنده عمودی برای سازه های پوسته ای با ضخامت جدار ثابت و یا تقریبا ثابت به کار می رود. قالب های لغزان قائم توسط جکهایی به بالا حرکت داده می شوند که بر روی میله های صاف یا لوله های سازه ای کار گذاشته شده در بتن سخت عمل می کنند. این جکها ممکن است از نوع دستی، بادی، برقی و یا هیدرولیکی باشند. سکوهای کار و داربست های کارگران پرداختکار نیز به قالب بندی متصل و به همراه آن حرکت می کنند.
عایقكاری نقش بسیار مهمی در گرم نگه داشتن ساختمان در فصل زمستان و خنك نگه داشتن آن در فصل تابستان دارد. به كمك عایقكاری میتوان یك خانه را در زمستان 5 درجه گرمتر و در تابستان 10 درجه خنكتر نگه داشت. به این ترتیب علاوه بر كم شدن مصرف انرژی، از آلودگی محیط زیست نیز كاسته میشود و منابع انرژی برای استفاده آیندگان حفظ میگردد.
انواع عایقكاری
عایقها دو گروه اصلی دارند كه روش كار آنها كاملا متفاوت است:
1.عایقهایی كه در ساختار آنها حبابهای هوا وجود دارد و باعث كاهش هدایت حرارت میشوند.
2.عایقهایی كه حرارت را باز می تابانند. پشت این عایقها باید حدود 20 میلیمتر فاصله هوایی تعبیه شود.
بیمه مهندسی ، صنعتی که فرهنگ سازی نشده است.
تعریف سیستم قاب سبک فولادی
سیستم ساخت قاب سبک فولادی Lightweight Steel Framing که به اختصار LSF می نامند، یک سیستم ساختمانی است، که برای اجرای ساختمان های عمدتاً کوتاه مرتبه و میان مرتبه (حداکثر تا 5 طبقه) استفاده می شود و از سیستم های مورد تایید مهندسان عمران در کشورهای توسعه یافته و مدرن می باشد.
این سیستم که شباهت زیادی به روش های ساخت ساختمان های چوبی دارد، بر اساس کاربرد اجزایی به نام استاد (Stud) یا وادار و تراک (Track) یا رانر شکل گرفته است و از ترکیب نیمرخ های فولادی گالوانیزه سرد نورد شده، ساختار اصلی ساختمان برپا می شود.
مقاطع مورد استفاده در این سیستم U,C و Z است، که معمولاً با اتصالات سرد به یکدیگر متصل می شوند.
هر دیوار از تعدادی اجزای عمومی C شکل (استاد) به فواصل 40 تا 60 سانتی متر، که در بالا و پایین به اجزای افقی ناودانی U یا C شکل (تراک یا رانر) متصل شده اند، تشکیل می شود. در صورتی که از مقاطع C شکل به عنوان تراک (رانر) استفاده شود، لازم است برش هایی در محل نصب استاد انجام گیرد.
این سیستم در اکثر موارد با سقف سبک و به صورت موردی با انواع دیگر سقف اجرا می شود. تیر و تیرچه های این نوع سقف های سبک، همانند استاد و تراک های دیوار ها است.
سقف نهایی معمولاً از نوع شیب دار و با استفاده از خرپاهای فلزی ساخته شده از پروفیل های سرد نورد شده در نظر گرفته می شود (شکل زیر). قسمت های دیگر ساختمان نیز با استفاده از پروفیل های سرد نورد شده اجرا می شوند و با انواع مختلف تخته (گچی، سیمانی، چوبی، ...) پوشیده می شوند.
5- مقاومت لرزه ای سازه ها با استفاده از مقاومت نهایی پایین در قابهای مهار بندی و پانلهای برشی
کمانش قاب مهاربندی شده (بادبند)
تجربیات قبلی نشان می دهد که ساختمان هایی که مطابق مقررات امروزی طراحی وساخته نشده اند ، نمی توانند در مقابل نیروی زلزله مقاومت کرده و متحمل خسارتهایی می شوند . در تایوان این ساختمانها اکثرا سازه های بتن آرمه هستند و نیاز به ترمیم برای بهبود مقاومت لرزه ای دارند . قابهای ممان گیر (BIB) و پانلهای برشی فولادی ثابت شده که دارای مقاومت بالا و شکل پذیری بالا و حلقه های هیستریسس ثابتی وپایداری دارد . قاب مهار شده با بادبند شامل المانهای باربر و المانهای مهاربندی برای بارهای جانبی هستند .
بارهای محوری توسط المانهای حمال (تیر) مهار می شوند و که تکیه گاههای جانبی المان کار جلوگیری از کمانش عضو را به عهده دارند . دیوار برشی فولادی ساخته شده از LYP مانند یک المان باربر برشی زمانی که به خوبی ، طراحی شود ، می تواند رفتار خوبی در برابر نیروهای لرزه ای داشته باشد . در این تحقیق قابهای قابهای ممان گیر ودیوار برشی فولادی برای مقاوم سازی قابهای بتنی مورد استفاده شده اند و کارایی هر یک از آنها مورد آزمایش قرار می گیرد .
4مشخصات لرزه ای پانلهای برشی فولادی با نقطه تسلیم پایین (LYP)
استفاده از دیوار برشی فولادی باعث بهبود مقاومت لرزه ای سیستم در طراحی ساختمان های جدید و مقاوم کردن ساختمان های ساخته شده می شود . صفحات فولادی نازک تمایل به کمانش دارند و از این رو ظرفیت جذب انرژی در این رو صفحات محدود است .
اخیرا روشهای جدید و تکنولوژی های بدست آمده در زمینه فلزات ، صفحات فولادی جدید را در دسترس ما گذاشته است . این نوع فولاد دارای تنش تسلیم کمتر افزایش طول بالا می باشند و توانایی تغییر شکل دادن و جذب انرژی بیشتری را قبل از شکستن از خود نشان می دهند . یکی دیگر از ویژگی های آن پایین بودن نقطه تسلیم است که این باعث افزایش ناحیه پلاستیک آن می شود و باعث جذب بیشتر تنش می شود .
پانلهای برشی فولادی ساخته شده از LYP توانایی جذب و اتلاف انرژی زیادی را دارند ، و می توانند در ساختمان های جدید مورد استفاده قرار گیرد . این نوع پانلها همانند دیوار برشی فولادی نسبت به نیروهای زلزله طراحی و ساخته می شوند . چون این پانلها دارای ویژگی جذب و اتلاف انرژی بالایی هستند ، می توان از آنها بعنوان میراگر برای میرا کردن انرژی لرزه ای استفاده کرد . این نوع میراگر فلزی در هنگام جذب انرژی استحکام کافی را دارند و همچنین نسبت به میراگرهای که در حال حاضر مورد استفاده قرار می گیرند ، نیاز به نگهداری و تعمیر ندارد .
نقطه تسلیم و نقطه نهایی صفحات LYP هردو تحت تاثیر میزان کرنش وارده است . در این تحقیق تاثیر میزان کرنش و نحوه بارگذاری بر روی مشخصات مقاومت لرزه ای پانل صفحه ای مورد آزمایش قرار گرفته است .
مجموعه آزمایشات انجام شده ، مطالعه روی رفتار پانلهای برشی ساخته شده از فولاد LYP تحت سرعت های بارگذاری متفاوت و جابجایی های نموی ، است .
4-1- مطالعات آزمایشگاهی بروی پانل برشی فولاد LYP :
پانل فولادی برشی ، ساخته شده از فولاد با نقطه تسلیم پایین ، عامل موثری برای جذب انرژی زیادی است . با طراحی و ساخت مناسب پانلهای برشی فولادی می توان در جذب و تلف کردن مقدار زیادی از انرژی لرزه ای بهره برد . اما رفتار سازه ای این نوع پانل برشی متاثر از شدت کرنشی است .
در 9 نمونه تست شده در آزمایش ، می خواهیم رفتار آنها را در هر یک از نحوه بارگذاری متفاوت مورد ارزیابی قرار دهیم. شکل 2 نحوه طراحی نمونه ها را نشان می دهد . شکل 3 چگونگی آزمایش ها را نشان می دهد . در این نمونه ها نسبت عرض به ضخامت پانل 50 گرفته شده است . لبه های بیرونی اعضأ به خاطر جلوگیری از ترک خوردن اتصالات بین لبه و پانل و صفحه پای ستون تراشیده شده است . این کار بخاطر اجتناب تمرکز تنش و سوق دادن صفحه به ناحیه پلاستیک که قبلا بحث آن را کردیم . در این تحقیق تاریخچه بارگذاری پانل برشی فولادی آزمایش و بررسی شده است . سه سرعت بارگذاری 2.5 ، 5 و 10 mm/sec انتخاب شده است.
برای دستیابی به سرعت کرنشی این نمونه ها بارگذاری تدریجی به جای بار لرزه ای اعمال می شود . برای هر سه حالت متفاوت جابه جایی δy ، 2δy و 3δy را در هر دوره بارگذاری آزمایش را می پذیریم . آزمایش روی سازه تا زمانی که مقاومت به زیر % 80 مقاومت نهایی رسید متوقف می شود . جدول 1 نتایج آزمایشات را نشان می دهد .
شکل 2: نحوه آزمایش
4-2- بررسی در نتایج آزمایشات :
شکل 4 رفتار حلق ه ای هیستریسس (hysteresis) پانلهای برشی را نشان می دهد . مطالعات نشان می دهد که چرخش نسبی ۵ آن ها بیشتر از 5% است که بیشتر از زاویه تغییر مکان جانبی مورد نیاز سازه می باشد که معمولا چرخش نسبی سازه ها را 2.5% که بیشتر از آن موجب تخریب در سازه می شود ، در نظر می گیرند . با تغییر شکل اطراف المان و تغییر شکل مورد انتظار و زاویه تغییر شکل جانبی 5% به نظر می رسد که برای پانل برشی کافی می باشد . بدیهی است که تمام نمونه های آزمایش شده زا ویه تغییر مکان جانبی آنها بیشتر از 5% خواهد بود که در جدول 1 نشان داده شده است . در آنها می توان دید که بارگذاری سریع و کند حدودا 16% تفاوت ایجاد کرده است.
شکل 3 : برشی طولی وعرضی نمونه
جدول 1 : نتایج آزمایشات روی دیوار برشی فولادی LYP
تفاوت روی مقاومت نهایی پانل فولادی برشی LYP با با افزایش بارگذاری یکنواخت ، تأثیر نسبت بارگذاری بر روی مجموع ظرفیت استهلاک انرژی قابل صرف نظر کردن است . از شکل 4 می توان دریافت که پانل فولادی آزمایش شده دارای استحکام و جذب انرژی قابل توجهی است و نسبت به دامنه تغییر مکان در شرایط بارگذاری یا تغییر در دامنه حرکت بی تفاوت است .
مقدار انرژی تلف شده پانلهای برشی در هر شرایط بارگذاری لرزه ای ثابت می ماند . مشخصات نمودار بار - جابه جایی پانل برشی شدیدا تحت تأثیر کمانش برشی صفحات نازک فولادی است . معمولا مقاومت نهایی به تدریج بعد از اینکه کمانش برشی اتفاق افتاد ، کاهش می یابد .
ظرفیت تغییر شکل نهایی پانل برشی متأثر از نسبت عرض به ضخامت پانل است . در این مطالعه نسبت عرض به ضخامت نمونه آزمایش شده را 50 می گیریم وشروع کمانش برشی وقتی اتفاق می افتد که زاویه تغییر شکل جانبی آن به 4% برسد . تأخیر در کمانش برشی به تنهایی نشان دهنده افزایش ظرفیت شکل پذیری پانل برشی نیست اما کم شدن آسیب المان های غیر
سازه ای وابسته و مربوط به پانل برشی است . شکل 5 نشان دهنده مقدار انرژی ذخیره شده در تمام پانلهای آزمایش شده است .
شکل 4 : رفتار حلقه ای هیستریسسپانل های برشی فولادی
شکل 5 : انرژی تجمعی در نمونه ها
در شکل 5 مجموع انرژی تلف شده بستگی به بارگذاری و افزایش جابه جایی ندارد . چون که پریود لرزشی طبیعت تصادفی دارد این مطالعات نشان می دهد انرژی به نسبت تاریخچه بارگذاری بی تفاوت است و این یکی از مزایای پانل برشی همانند میراگرهای لرزه ای است . در پانلهای برشی استهلاک انرژی موثر تحت چرخه بار گذاری تصادفی ثابت می ماند . پانل فولادی می تواند برای تقویت ساختمان های موجود موثر باشد . مطالعات آزمایشی برای تقویت قابهای بتنی توسط میراگرهای برشی فولادی در قسمت بعدی توضیح داده می شود .
1- مقدمه
دیوارهای برشی فولادی SSW2 برای گرفتن نیروهای جانبی زلزله و باد در ساختمان های بلند در سالهای اخیر مطرح و مورد توجه قرار گرفته است . این پدیده نوین که در جهان به سرعت رو به گسترش می باشد در ساخت ساختمان های جدید و همچنین تقویت ساختمان های موجود به خصوص در کشورهای زلزله خیزی همچون آمریکا و ژاپن بکار گرفته شده است . استفاده از آنها در مقایسه با قابهای ممان گیر تا حدود 50% صرفه جویی در مصرف فولاد را در ساختمان ها به همراه دارد.
دیوار های برشی فولادی از نظر اجرائی ، سیستمی بسیار ساده بوده و هیچگونه پیچیدگی خاصی در آن وجود ندارد . لذا مهندسان ، تکنسین ها و کارگران فنی با دانش فنی موجود و بدون نیاز به کسب مهارت جدید می توانند آنرا اجرا نمایند . دقت انجام کار در حد دقت های متعارف در اجرای سازه های فولادی بوده و با رعایت آن ضریب اطمینان اجرائی به مراتب بالاتر از انواع سیستم های دیگر می باشد . با توجه به سادگی و امکان ساخت آن در کارخانه و نصب آن در محل ، سرعت اجرای سیستم بالا بوده واز هزینه های اجرائی تا حد بالایی زیادی کاسته می شود .
سیستم از نظر سختی برشی از سخت ترین سیستم های مهاربندی که X شکل می باشد ، سخت تر بوده و باتوجه به امکان ایجاد باز شو در هر نقطه از آن ، کارائی همه سیستم های مهاربندی را از این نظر دارا می باشد .
همچین رفتار سیستم در محیط پلاستیک و میزان جذب انرژی آن نسبت به سیستم های مهار بندی بهتر است . در سیستم دیوار های برشی فولادی به علت گستردگی مصالح و اتصالات ، تعدیل تنش ها به مراتب بهتر از سیستمهای مقاوم دیگر در برابر بارهای جانبی مانند قاب ها وانواع مهاربندی که معمولأ در آنها مصالح به صورت دسته شده و اتصالات متمرکز می باشند ، صورت گرفته و رفتار سیستم بخصوص در محیط پلاستیک مناسب تر می باشد .
گزارش اولیه تحقیقات انجام شده در تابستان سال 2000 میلادی در آزمایشگاه سازه دیویس هال دانشگاه برکلی کالیفرنیا نشان می دهد ، ظرفیت دیوار های برشی فولادی برای مقابله با خطراتی مانند زلزله ، طوفان و انفجار در مقایسه با دیگر سیستم ها مثل قابهای ممان گیر ویژه حداقل 25% بیشتر می باشد . در آزمایشگاههای تحقیقاتی استفاده گردیده است که ظرفیت آن حدودأ 6670KN می باشد . آزمایش های مذکور نشان می دهد ، دیوارهای برشی فولادی دارای شکل پذیری بسیار بالائی هستند . به لحاظ اهمیت موضوع بودوجه این تحقیقات که به منظور دستیابی به یک سیستم مطمئن جهت ساخت ساختمان های فدرال آمریکا برای آنکه بتوانند در مقابل خطراتی مانند زلزله ، طوفان و بمب مقاومت نمایند ، توسط بنیاد ملی علوم آمریکا و اداره خدمات عمومی آمریکا تأمین گردیده است .
شکل 1: شکلی از دیوار برشی فولادی در سازه های فولادی (با سخت کننده و بدون سخت)
2- ساختمان های ساخته شده با استفاده از دیوار برشی فولادی
اولین ساختمان ساخته شده با استفاده از این روش بیمارستانی در لس آنجلس به نام بیمارستان Sylmar بود. یکی از بزرگترین سازه های ساخته شده با سیستم دیوار برشی فولادی ساختمان شینجوکونومورا 3 در توکیو است که این ساختمان دارای 51 طبقه بوده و ارتفاع آن از سطح زمین 211 متر است . 5 طبقه آن درزیر زمین واقع بوده و 27.5 مترآن پایین تر از سطح زمین قرار دارد و ، برای اجتناب از بکارگیری دیوار برشی بتنی ، از سیستم دیوار برشی فولادی در هسته های مرکزی ساختمان که اطراف آسانسور ها ، پله ها و رایزرهای تاسیساتی می باشد ، استفاده گردید.
یکی از کاربردهای این پانلها در تقویت سازه های بتنی در ساختمان مرکز درمانی در چارلستون می باشد این سازه در اثر زلزله 1963 آسیب دیده بود این ساختمان متشکل از ساختمان های متعددی از یک تا پنج طبقه می باشد که زیر بنای آنها نزدیک به 32500 متر مربع است . برای تقویت این سازه از بهترین تیم طراحی وتحقیقاتی استفاده گردید . بعد از بررسی های فراوان این سیستم را با توجه به دلایل زیر مناسب دانستند :
• جلوگیری از اخلال در کار روزانه و کاهش مشکلات برای بیماران ، بعلت سرعت نصب آن
• جلوگیری از کاهش زیر بنای مفید و اتلاف فضاها
• پیش بینی امکان تغییرات در آینده ، زیرا در دیوار برشی فولادی به سادگی می توان تغییرات مورد نظر را اعم از
• جابجائی معماری و یا ایجاد بازشو به خاطر عبور تاسیسات داد
• جلو گیری از ازدیاد وزن سازه
به جز ساختمان های بالا سازه های فراوانی از جمله
ساختمان مرکزی 54 طبقه بانک وان ملون در پیتسبورگ پنسیلوانیای آمریکا
ساختمان مسکونی 51 طبقه واقع در سان فرانسیسکو
ساختمان 25 طبقه در ادمونتون کانادا
ساختمان 32 طبقه بایرهویچ هوس در لورکوزن آلمان (Byer-Hochhaus)
ساختمان 20 طبقه دادگاه فدرال در سیاتل آمریکا
برای تقویت ساختمان بتنی کتابخانه ایالتی اورگ (Oregon state library) را می توان نام برد که در آن برای تقویت از دیوار برشی فولادی برشی فولادی استفاده شده است .
3- معرفی سیستم دیوار برشی فولادی برای تقویت سازه های بتنی ساخته شده [3]
سال 1995 زلزله در Hugoken-Nanbu4 که زلزله مهیبی بود ، باعث کشته و مجروح شدن انسانهای زیادی شد . ساختمان های بسیاری آسیب جدی دیدند و ساختمان هایی که قبل از سال 1981 و مخصوصأ قبل از 1971 ساخته شده بودند ، خسارت شدیدی را متحمل گردیدند و حتی برخی از آنها فرو ریختند .
این امر نشانگراین است که آیین نامه و مقررات قدیمی برای طراحی ساختمان به نحو مناسبی نیروهای زلزله و شکل پذیری سازه ای را در نظر نگرفته اند .
در سال 1999 زلزله در chi -chi تایوان نیز باعث زیان فراوان و تخریب بسیاری از سازه ها شد . دوباره این ساختمان هایی که قبل از سال 1983 طراحی و ساخته شده بودند ، تخریب شدند و بعد از زمین لرزه 1999 تمام مقررات و آیین نامه های زلزله مورد باز بینی قرار گرفته و همه مقررات قبلی لغو شدند . ضرایب لرزه ای منطقه ای در هرناحیه تایوان تولید و ایجاد گردید . برای مثال شتاب زمین لرزه در منطقه Taichung از 0.23g به 0.33g افزایش یافت .
در نتیجه تقریبا همه ساختمانها در Taichung مطابق با مقررات طراحی جدید احتیاج به مقاوم سازی پیدا کردند. هدف این پروژه افزایش و بهبود بخشیدن مقاومت لرزه ای ساختمان های بتن مسلح می باشد . این پروژه شامل سه زیر مجموعه است که شامل :
• پیدا کردن و پی بردن به میزان کمبود مقاومت لرزه ای ساختمان های بتن آرمه موجود بر اساس آیین نامه جدید
• مساله نیروهای وارد بر سازه کناری و همجوار بعلت تغییر مکانهای بیش از اندازه جانبی آنها
• تحقیق در مورد دو روش برای جذب انرژی توسط پانلهای برشی فولادی و بادبند فولادی برای بهبود مقاومت لرزه ای سازه های موجود .
ملات ها از جمله چسبهاي ساختمانی مي باشند كه موجب چسپانيدن قطعات مصالح به يكديگر مي گردند و يا به عبارت ديگر دو قطعه از مصالح ساختماني را به خود مي چسبانند.
البته بايد توجه كرد كه بجز ملاتها چسبهاي ديگري نيز در ساختمان بكار مي رود مانند چسب سنگ و يا چسبهاي رزيني كه به آنها ملات گفته نمي شود.
ملات ها از دو قسمت اصلي تشكيل مي شوند . چسب كه داراي حجم كمي بوده و به جسم پركننده كه تقريبا" در حدود 80% حجم ملات را تشكيل مي دهد بعنوان مثال در ملات ماسه سيمان سيمان بعنوان چسب و ماسه بعنوان جسم پركننده نام برده مي شود .
ملاتها عمدتا" به دو قسمت ملاتهاي زودگير كه ماده چسبنده در اين ملاتها گچ مي باشد و ملات هاي ديگر دير گير هستند كه شامل ساير ملاتها هستند.
ملاتهاي زودگير :
اين ملاتها بسيار زودگير بوده بطوريكه پس از 3 الي 4 دقيقه بعد از آنكه باآب مخلوط شدند شروع به سخت شدن نموده و بعد از10 الي 15 دقيقه عمل سخت شدن به پايان مي رسد. محل مصرف اين ملاتها بيشتر در تيغه هاي 5 سانتي متري مي باشد و يا براي نصب موقت قطعات به يكديگر و يا به ديوار است .
از انواع ملاتهاي زودگير مي توان ملات گچ – ملات خاك و گچ و ملاتها با سيمانهاي زودگير نام برد.
ملاتهاي ديرگير:
اين ملاتها اغلب در مجاورت هوا و گاهي نيز در زير آب سخت مي شوند. زمان سخت شدن اين ملاتها اغلب از 2 ساعت شروع شده و تا 48 ساعت تقريبا" به0 8% سختي خود مي رسند.
زاویه شیار (Groove angle) 
1) کیفیت پاس ریشه جوش weld root bead
بعد از جوشکاریآزمایشات و راه حل ها
برای برطرف شدن نگرانی آزمایشاتی جهت بررسی دقیق تر پدیده و ارائه راه حل های عملی روی شاتکریت مسلح به الیاف انجام گرفت. یک پانل مکعب به ضلع 1.45m و با ضخامت 15cm بتن پاشی گردید و 28 روز قبل از آزمایش مورد عمل آوری قرار گرفت. طرح مخلوط پایه شاتکریت استفاده شده در همه پانل ها در جدول شماره 1 نشان داده شده است.
جدول 1- طرح مخلوط شاتکریت، kg/cm3
در مجموع از 4 پانل استفاده کردیم. یک پانل با یک مش فولادی در مرکز پانل آنگونه که در لاینینگ تونل ها استفاده می شود و بدون استفاده از الیاف.
پانل دوم با 40kg/m3 الیاف فولادی همانند آنچه در لاینینگ تونل ها استفاده می شود بتن پاشی شد.
سومین پانل با 40kg/m3 الیاف فولادی بعلاوه 1.8kg/m3 الیاف نازک پلی پروپیلن (Micro PP) پاشیده شد.
چهارمین پانل با 9kg/m3 الیاف پلیمری با کارایی بالا که در اندازه و شکل همانند الیاف فولادی استفاده شده در پانل شماره 2 بودند بتن پاشی شد.
تمام پانل ها در معرض آتش شبیه سازی شده مطابق نمودار RWS قرار گرفتند. (شکل 1) کوره ویژه ای همانطور که در شکل شماره 2 نشان داده شده است به همراه استفاده از سوخت دیزلی جهت گستردن آتش روی نمونه ها طراحی گردید. دو ترموکوبل در نزدیکی پانل شاتکریت و به فاصله های 30mm و 70mm از سطح داغ بتن نصب گردید که به کامپیوتر وصل شده و حرارت را در هر لحظه روی مانیتور نشان می داد. در ابتدا پانل مسلح شده با مش فولادی مورد آزمایش قرار گرفت. بعد از فقط چند دقیقه در معرض آتش صدای ترکیدن و پرتاب شدن تکه های بتن روی زمین مشاهده شد. بعد از 15 دقیقه به خاطر نگرانی از ترکیدن انفجاری قطعات بتن و آسیب رساندن به تجهیزات آزمایش، آتش را خاموش کردیم. عکس شماره 3 نشان دهنده قطعه پانل بعد از آزمایش است. حدودا نیمی از ضخامت پانل ( 7.5cmاز ضخامت پانل) به خاطر ترکیدن و کنده شدن لایه ها در مدت 15 دقیقه از بین رفت (شکل شماره 3).
پانل سوم با الیاف فولادی به اضافه 1.8kg/m3 الیاف میکرو پلی پروپیلن (Micro PP) به مدت 2 ساعت مورد آزمایش قرار گرفت. نمودار حرارت – زمان برای دو ترموکوبل در شکل شماره 4 نشان داده است. عکس سطح داغ این پانل بعد از 2 ساعت در معرض آتش در شکل شماره 5 نشان داده شده است. مناطق کمی روی سطح بتن دی هیدراته و یا کنده شدند، و همچنین پانل متحمل هیچگونه آسیب ترکیدن انفجاری (Explosive Spalling) نشد.
پانل دوم شامل الیاف فولادی و چهارمی شامل الیاف Micro PP ولی بدون الیاف Micro PP پس از آزمایش ترکیدن و تکه تکه شدن لایهای (Explosive Spalling) وسیعی داشت. در حقیقت پانل با الیاف Micro PP به 5 قسمت خرد شد.
شکل 2- نصب کوره آتش با سوخت هیدروکربن
شکل 3- پانل بدون الیاف : بعد از 15 دقیقه تست آتش
نتیجه آزمایش
این آزمایش نشان می دهد استفاده از الیاف نازک Micro PP با قطر حدود 30μm باعث کاهش شدید ترکیدگی و کنده شدن لایه های بتن در معرض آتش سوخت های هیدروکربنی می شود. الیاف با گرم شدن منبسط می شوند و به علت تفاوت کلی ضریب گرمایی الیاف پلی پروپیلن و ماتریس شاتکریت باعث ایجاد درزهای کوچکی در ماتریس بتن شده که این درزها باعث سهولت خروج بخار و در نتیجه کاهش شدید فشار سیستم می شوند.
این آزمایش نشان می دهد در صورتی که در شاتکریت از تکنولوژی مشابهی استفاده کنیم احتمالا محصولی ضد آتش خواهیم داشت. علاوه بر این در نمودار (Explosive Spalling) آزمایش بیانگر این موضوع است که الیاف فولادی ماکرو و ماکرو پلی پروپیلن روی ترکیدن انفجاری لایه های بتن آزمایش بیانگر این موضوع است که الیاف فولادی ماکرو و ماکرو پلی پروپیلن روی ترکیدن انفجاری لایه های بتن (Explosive Spalling) در نمودار آتش RWS تاثیری ندارد. این احتمالا بیشتر به علت تفاوت در تعداد الیاف در ماتریس بتن است. بیشتر از 114 میلیون الیاف در هر کیلوگرم از الیاف Micro PP در مقابل 20000 تا 30000 الیاف در هر کیلوگرم از الیاف Micro PP استفاده شده است و این تفاوت زیادی است.
شکل 4 - داده های ترموکوپل ها برای پانل شاتکریت مسلح با الیاف فولادی + الیاف پلی پروپیلن
شکل 5 - پانل شاتکریت مسلح با الیاف فولادی + Micro PP پس از 2 ساعت تست آتش
تکنولوژی آلومینات کلسیم و موارد استفاده از آن در شاتکریت نسوز
در بسیاری از موارد از شاتکریت برای کارهای تعمیراتی در جاهایی استفاده می شود که محدودیت زمانی برای برگشت و سرویس دهی دوباره در مدت 24 ساعت و یا کمتر دارند. در نتیجه ما به شاتکریتی با خواص نسوز و در عین حال رسیدن به مقاومت مناسب جهت سرویس دهی در مدتی کوتاه داریم. راه حل مکمل دیگری که در عین حال که به صورت فوق العاده ای به خواص نسوز بتن کمک می کند، در روند رسیدن سریع به مقاومت مناسب نیز به ما یاری می رساند استفاده از سیمان کلسیم آلومینات به عنوان مصالح بیندر در سیستم نسوز می باشد، اما شناخت کمتری در مورد شاتکریت نسوز با کارایی بالا آمیخته با سنگدانه آلومینات کلسیم همراه با سیمان آلومینات کلسیم در دست می باشد. اضافه کردن این سنگدانه فوق العاده باعث بالا رفتن خواص شاتکریت برای تحمل و دوام در محیط های صنعتی می شود. این پدیده ذوب است که می تواند برای تولید سنگدانه آلومینات کلسیم به کار گرفته شود. در پروسه ذوب جایی که کوره ارتعاشی بزرگی با مقدار بسیار دقیقی از مواد خام اولیه، هیدروکسید آلومینیم بوکسیت و سنگ آهک تغذیه می شود و یک حمام گداخته از آلومینات کلسیم شکل می گیرد، یکدفعه سرد می شود. آلومینات کلسیم خام به قطعه های بزرگ گوشه دار بسیار متراکم و سخت تبدیل می شود که اگر خرد و دانه بندی شود یک سنگدانه بسیار عالی با دوام و خواص منطبق برای استفاده در شاتکریت نسوز خواهد بود. سنگدانه هایی که به وسیله ذوب تولید می شوند شهرت خاصی به خاطر مقاومت بالا و ضریب تخلخل بسیار پایین دارند.
وقتی به نسبت مناسب در شاتکریت مسلح به الیاف فولادی و Micro PP، مخلوط سیمان کلسیم آلومینات و سنگدانه کلسیم آلومینات و یا سیستم کلسیم آلومینات خالص اضافه شد باعث به وجود آمدن بتنی زودگیر با مقاومت بالا، بتنی با مقاومت نهایی سریع، مقاوم و عایق عالی در برابر شوک های حرارتی تا 1100 درجه سانتیگراد و مقاومت سایشی بسیار خوب خواهیم داشت. در این مخلوط ها اتصال سنگدانه ها به هم به صورت مکانیکی همچون اتصال شیمیایی بین سیمان و سنگدانه به صورت بسیار خوبی باعث کمک به بالا بردن مشخصات کلی سیستم می شود. در صنایع سنتی با درجه حرارت بالا ( آهن، فولاد و آلومینیم ) شاتکریت نسوز الیاف فولادی و میکرو پلی پروپیلن پایه ریزی شده بر مبنای سیستم آلومینات کلسیم خالص جهت تعمیر و محافظت از بارانداز های زغال، چاله های سرباره و روکش ناوه های نورد استفاده می شود. هر کدام از موارد استفاده با توجه به توانایی مواد برای به دست آوردن مقاومت سریع، عایق و مقاومت در برابر گرما و شوک های حرارتی، تاب آوردن در برابر استفاده مکرر مکانیکی و سایش انتخاب می شوند.
بیشتر موارد استفاده صنعتی این مواد در جاهایی است که علاوه بر داشتن خاصیت نسوز، محدودیت زمان برای برگشت و سرویس دهی دوباره در مدت ساعت و یا کمتر دارند. سیستم آلومینات کلسیم خالص این قابلیت را دارد که در کمتر از 24 ساعت به مقاومت بالای 51Mpa دست پیدا کند.
شکل 6- مشکلات ناشی از حرارت در صنعت فولاد
نتیجه گیری
از آزمایش ذکر شده و یافته های دیگر می توان دریافت که استفاده از هر دو نوع الیاف فولادی و میکرو پلی پروپیلن نازک در سازه های پیش ساخته و لاینیگ تونل ها توصیه می شود.
قابلیت بالای بتن های پرمقاومت با کارایی بالا برای ترکیدن و کنده شدن لایه ای (Explosive Spalling) در آتش می تواند با استفاده درست و به موقع از الیاف میکرو پلی پروپیلن تسکین یابد.
الیاف فولادی ماکرو و ماکرو پلی پروپیلن روی ترکیدن انفجاری لایه های بتن (Explosive Spalling) در نومدار آتش RWS تاثیری ندارد. این احتمالا بیشتر به علت تفاوت در تعداد الیاف در ماتریس بتن است. بیشتر از 114 میلیون الیاف در هر کیلوگرم از الیاف Micro PP در مقابل 20000 تا 30000 الیاف در هر کیلوگرم از الیاف Micro PP استفاده شده است و این تفاوت زیادی است.
در محیط های مخرب که بتن های معمولی به سرعت از بین می روند با اضافه کردن مقدار مناسبی آلومینات کلسیم به شاتکریت مسلح به الیاف فولادی + میکرو پلی پروپیلین در عین حال که محصولی کاملا ضد آتش خواهیم داشت، در مدت بسیار کوتاهی مقاوم و آماده سرویس دهی می شود.
ترکیب شاتکریت مسلح به الیاف فولادی و میکرو پلی پروپیلن و آلومینات کلسیم به صورت موفقیت آمیزی با متدهای کار شاتکریت تطبیق داده شده و مزایای خود را در بسیاری مراجع صنعتی به اثبات رسانده. وقتی یک ماده شاتکریت مشخص برای استفاده و مقاصد نسوز بررسی می شود این خیلی مهم است که فقط درجه حرارت محیط درگیر در نظر گرفته نشده ، بلکه فاکتورهای دیگر محیط عملیاتی که می تواند منجر به خرابی های زودرس شود نیز مد نظر قرار گرفته شود. این عوامل می تواند شامل شوک های حرارتی ، سایش ، سوء استعمال مکانیکی و حملات شیمیایی باشد. شاتکریت نسوز طراحی شده بر مبنای سنگدانه آلومینات کلسیم خالص و سیمان آلومینات کلسیم می تواند شرایط سرویس دهی طولانی را در محیط های سنگین صنعتی پرتکاپو و سخت فراهم کند. استفاده موفقیت آمیز محدوده گسترده ای از صنایع، ماوراء فولاد و آهن را برای تقاضای استفاده از چنین تکنولوژی ترغیب کرده و بی شک نیاز آنها را برآورده خواهد کرد.
اینکار بیمه خیلی ارزانی است که می تواند زندگی کسانی را که سعی دارند از آتش فرار کنند و کسانی را که با آتش مقابله می کنند تضمین کند. برای جلوگیری از متلاشی شدن فاجعه آمیز ساختمان ها و همچنین کاهش هزینه های فوق العاده تعمیرات و نجات جان انسان ها و به هم ریختگی اقتصاد از این امکانات استفاده کنید.
خلاصه
اثرات آتش بر روی سازه های بتنی با مقاومت متوسط NSC کمتر از 50Mpa از دهه 1950 مشخص می باشد. اما تا به حال از تاثیر آتش روی بتن با مقاومت بالا HCS و بتن با کارائی بالا HPC اطلاعات ناچیزی وجود داشته. اصولا بتن با کارایی بالا در مقایسه با بتن با مقاومت معمولی در برابر آتش حساس تر می باشد و این به علت تراکم بیشتر و وجود منافذ کمتر در این بتن است. مطمئنا شاتکریت در دسته بندی بتن های با کارایی بالا قرار می گیرد، پس شاتکریت همیشه در خطر اثرات آتش است. تا به حال تحقیقات بسیار کمی در رابطه با تاثیر آتش روی شاتکریت انجام شده بود. اما به علت آتش سوزی های فاجعه آمیز در تونل ها اهمیت های زیادی برای تحقیق روی این مساله پیدا شد. در این مقاله استفاده از تکنولوژی آلومینات کلسیم و انواعی از الیاف برای جلوگیری از ترکیدن و تخریب بتن در برابر آتش و تهیه مخلوط شاتکریتی که در برابر حرارت شدید و شوک های گرمایی مقاوم باشد، با آزمایشات متعدد مورد بررسی قرار گرفته.
مقدمه
برای کسانی که در صنعت بتن فعالیت می کنند حوادث ناگوار سال های اخیر باعث ایجاد توجه زیادی روی تاثیر آتش روی سازه های بتنی گردیده است. پژوهشگران صنعت ساختمان و مهندسان عمران عموما اطلاعات نسبتا خوبی در رابطه با تاثیر آتش بر بتن های با مقاومت متوسط در دست دارند (منظور بتن های با مقاومت تا 50Mpa می باشد). ولی در مورد بتن های مقاومت بالا و بتن های با کارایی بالا HPC و تاثیر آتش بر این بتن ها اطلاعات بسیار کمی موجود می باشد. به عنوان یک قانون، بتن های با کارایی بالا در حرارت شدید و شوک های حرارتی به علت ضریب تخلخل پایین و وجود منافذ کمتر و فشار نیروی بخار حساسیت بیشتری نسبت به بتن های با مقاومت معمولی NSC دارند. وقتی فشار درون منافذ زیاد می شود تنش کششی در بتن تولید می شود و زمانی که این تنش از حد مجاز تجاوز می کند ترکیدن و ورقه ورقه شدن بتن explosive spalling شروع می شود. قسمتی از سطح داغ بتن که شدیدا به بیرون رانده می شود، باعث می گردد سطح بیشتری از بتن در معرض آتش قرار گیرد. این روند ادامه دارد تا نهایتا باعث آشکار شدن سیستم آرماتورها و تاثیر مستقیم آتش روی آنها می شود. انبساط سریع بعضی از سنگدانه ها با وزن متوسط و کمتر شدن فضا باعث تشدید این پدیده و کمک به از هم پاشیدن و ترکیدن لایه ای بتن می گردد. بی شک به علت نوع بتن ریزی و خواص شاتکریت این سیستم در رده بتن های پر مقاوت با کارایی بالا قرار می گیرد و در نتیجه در معرض خطر تاثیر آتش می باشد. در این مقاله استفاده از تکنولوژی پیشرفته آلومینات کلسیم همراه با الیاف فولادی ضد زنگ و الیاف مصنوعی میکرو پلی پروپیلن در جهت مقاوم سازی و اصلاح خواص شاتکریت در جهت استفاده در شوک های حرارتی و صنایع سنگین با درجه حرارت بالا بحث می شود.
شاتکریت و انواع آن
شاتکریت عبارت است از ملات و یا بتنی که با فشار و سرعت بالا به سطح مورد نظر پاشیده می شود که به دو نوع شاتکریت مخلوط تر (Wet Mix shotcrete) و مخلوط خشک (Dry Mix shotcrete) شناخته شده است. در شاتکرت با مخلوط خشک DMS مصالح شامل : ماسه و سیمان توسط پمپ شاتکریت بداخل لوله انتقال هدایت شده و به قسمت پاشنده ملات (Nozzel) منتقل می گردد. آب مورد نیاز در این حالت در حین خروج مصالح از سر نازل به آنها اضافه می گردد که با توجه به سرعت بسیار زیاد خروج مصالح از سر نازل این عمل در کسری از ثانیه صورت می پذیرد که در این حالت ممکن است آب به بعضی از دانه های سیمان نرسیده و در نتیجه این دانه ها هیدراته نشوند بهمین دلیل از روش DMS تنها در عملیات تثبیت قبل از اجرای لاینینگ تونل ها و کارهای روکش و تعمیراتی با صخامت کمتر از 10cm استفاده می گردد. اما در روش WMS (مخلوط تر) شاتکریت با مخلوط تر بتن آماده به داخل پمپ شاتکریت ریخته شده و پس از عبور از لوله انتقال به سر نازل رسیده و از آنجا به کمک فشار باد کمپرسور به سطح زیر کار پاشیده می شود از این روش در جاهایی می توان استفاده کرد که مقاومت فشاری مورد نظر است. از طرفی دیگر در این روش امکان اجرای بتنی با ضخامت 50cm برای دیوار و 20cm برای سقف در یک مرحله به راحتی امکان پذیر است.
مزیت اجرایی شاتکریت تر به خشک
در روش شاتکریت تر در اغلب موارد برای احداث سازه های بتنی نیازی به قالب بندی نیست و در موارد خاص نیز استفاده از یک سپر چوبی برای عملیات استقرار بتن کافی می باشد. شاتکریت مخلوط تر همچنین این امکان را فراهم می آورد تا دیگر اجرای سازه های بتنی با اشکال منحنی ، مدور و غیر منظم مانعی بر سر راه طراحان و مجریان نباشد.
شاتکریت مخلوط تر با حداقل هزینه و سرعتی بسیار بالا که از خصوصیات این روش است در عین . بالا بودن کیفیت مشکل را حل می نماید.
تثبیت کوهها ، و صخره ها با استفاده از پوشاندن آنها با یک شبکه مش و پاشیدن بتن بر روی آن ، محافظت از لوله های فولادی و افزایش ضخامت لوله های بتنی یا پیچیدن یک شبکه مش به اطراف لوله و پاشیدن بتن و صیقلی کردن آن در محیط های خورنده و خطرناک در مقابل آتش سوزی ، روکش کردن دیوارها ، پایه پلها ، بدنه سدها و لاینینگ تونلها ، تثبیت جداره رود خانه ها و … از جمله دیگر توانایی های روکش WMS است.
لزوم مطالعه
اخیرا تحقیقات کمی بر تاثیر آتش روی شاتکریت انجام شده است. به هر حال وسعت استفاده از این سیستم به ویژه به عنوان ماده نسوز و آتش سوزی های فاجعه آمیز در تونل ها در سراسر امریکا و اروپا جذابیت های جدیدی را برای تحقیق روی شاتکریت در مواجهه با حرارت بالا و شوک های حرارتی ایجاد کرده است. با بررسی بیش از 23 آتش سوزی ایجاد شده توسط سوخت های هیدروکربن ، دیزلی و چربی های حیوانی در تونل ها برای شبیه سازی اثر آتش روی شاتکریت نمودار تغییرات درجه حرارت با زمان سپری شده (RWS) تولید شد (شکل 1). با توجه به نمودار درجه حرارت آتش در هر دقیقه 200 درجه سانتیگراد افزایش یافته تا به 1100 درجه سانتیگراد برسد. یعنی در 5 دقیقه دما از 200C به 1100C می رسد .درجه حرارت نهایی در می رسد .درجه حرارت نهایی در 1350C است که 2 ساعت تا رسیدن به این دما طول می کشد. یعنی در مدت کوتاهی افزایش دمای شدیدی را داریم که این نشانگر وجود یک شوک حرارتی است.
شکل 1 - نمودار درجه حرارت در مقابل زمان (RWS Curve).
عوامل موثر در آسیب رساندن آتش به شاتکریت
عمدتا خسارات و آسیب ها به شاتکریت با توجه به 2 عامل مجزا، کاملا مشخص است.
1- در حالت اول رطوبت در خلل و فرج بتن (کپیلاری ها) از سطح داغ بتن به خارج رانده می شود و خمیر شاتکریت دی هیدراته می شود. وقتی این اتفاق رخ می دهد اتصال بین خمیر سیمان و سنگدانه ها به علت تفاوت ضریب حرارتی از بین می رود و شاتکریت به طور کامل توانایی سازه ای خود را از دست داده و لایه های نازک تر از بتن جدا می شوند. این نوع زوال به طور معمول برای آتش هایی که به آهستگی افزایش دما می دهند همچون حالتی که در ASTM E119 توضیح داده شده اتفاق می افتد. همانگونه که رطوبت در حفره های شاتکریت به بخار تبدیل می شود، فرصت برای خروج آن از سطح داغ بتن وجود دارد و در حقیقت انرژی که صرف تبدیل رطوبت به بخار می شود به کاهش ترکیدن و زوال لایه ها در آتش کمک می کند.
2- در حالت دوم افزایش دما به سرعت صورت می گیرد و رطوبت زمان لازم را برای خروج از سطح داغ بتن ندارد. زمانی که تنش کششی درون حفره ها به حد نهایی خود برسد فشار ایجاد می شود و در نتیجه لایه های بتن به صورت انفجاری شدیدا کنده شده (explosibe spalling) و سطح جدیدی در مقابل آتش قرار می گیرد. ترکیدن و جدا شدن لایه ها اثر تخریبی بسیار شدید و عمیقی روی سازه شاتکریت می گذارد. این مطالعه راه حل های عملی را برای رفع این مشکل و رسیدن به یک شاتکریت نسوز ارائه می دهد.
اگرچه استفاده از بتن در ایران همچنان بر پایه روش های سنتی ادامه دارد اما اکنون در ساختمانهایی که از بلوکهای بتنی ساخته می شوند به صورت متنوعتری در آمده اند. از این رو به عنوان امکانات رفاهی برای تامین راحتی و آسایش گرمایشی به شمار می روند.جرم حرارتی، پتانسیل مادهای که انرژی گرمایی را ذخیره و دوباره پخش کرده توصیف میکند. موادی مانند بلوکهای بتنی و دیوارهای سنگین وزن، دارای جرم حرارتی بالا بوده و با پخش و جذب گرما و تاثیر گرمایشی و سرمایشی، در تنظیم آسایش داخلی ساختمان نقش مهمی دارند.
اجرام حرارتی در بیشتر اقلیم ها مفید بوده و اغلب در آب و هوای سرد و آب و هوای مناطقی که دمای متغیری در طول شبانهروز دارند، کارایی بهتری دارند.از بلوکهای پیش ساخته برای جذب حرارت خورشید یا سایر منابع گرمایی در طول زمستان استفاده میشود. گرما در بلوکها جذب و برای ساعتها در آن ها ذخیره شده و طی ساعتهای آینده توزیع می شود. در تابستان باید اجازه داد سطوح بتنی در معرض نسیم خنک شبانه قرار گرفته تا حرارتی را که در طول روز جذب کرده، از دست بدهد. بازوی اتصال زمین موقعی به وجود میآید که جرم حرارتی بلوک بتنی در تماس مستقیم با جرم حرارتی اضافه شده به کف باشد که در افزایش خاصیت گرمایی تاثیر بسزایی دارد. این خاصیت در سازههایی که با استفاده از بلوکهای بتونی زیرسازی شدهاند حاصل شده و به بلوکهای سطح زمین درخانه عایقبندی شده اجازه میدهد تا دمای طبقات تنظیم شده و هوا پایدارتر شود. (در تابستان سردتر و در زمستان گرمتر) در زمستان دریافت انرژی خورشیدی, گرمای سطح بلوکهای بتونی را به مقدار مناسبی بالا میبرد. از مزیتهای دیگر بلوکهای بتونی، استحکام است. انرژی فراوانی که در بتون نهفته شده با ماندگاری آن برابری میکند. اگر بتن به درستی تقویت شده و در جایی مناسب ریخته و به نحوی فشرده شود که هیچ خلل و فرجی نداشته باشند، طول عمر زیادی خواهند داشت. از نکات مهمی که باید به آن توجه داشت ،کنترل ترک و شکاف است. از عوامل مهم در استفاده از بتن میتوان به موارد زیر اشاره کرد: اندازه بلوک - اگر بلوک بتنی بزرگ بوده یا از دو قسمت مجزا تشکیل شده ، ممکن است به کنترل و یا تنظیم حرکت قسمتهای متحرک نیاز باشد.آمادهسازی صحیح زیربنا (زیرسازی درست) - از ایجاد شکاف و ترک جلوگیری می کند.خشک شدن - خشک شدن صحیح بتن، ترکها را کاهش میدهد. به طور معمول بتن در مدت 28 روز به سختی مطلوب خود رسیده و این روند 3 تا 7 روز اول بسیار حیاتی است. شرایط شروع خشک شدن بتن به اندازه مراحل پایانی آن حائز اهمیت است. استفاده از مایعی مخصوص به همراه بتن ،از رایجترین روشهای تسریع عمل خشک کردن است. پوشاندن بتن با صفحه پلاستیکی از روشهای دیگر در تسریع این امر بوده اما به راحتی قابل کنترل و مدیریت نیست. از بهترین روشهای خشک کردن بتن، مرطوب نگهداشتن مداوم آن به مدت 28 روز است اما این روش برای مقادیر زیاد بتن که به آب زیاد نیازمند دارد، توصیه نمیشود.افزودن آب - افراط در افزودن آب به مخلوط از پیش فراهم شده بتن، خطر ایجاد ترک را افزایش داده و ممکن است باعث ایجاد غبار در سطح بتن شده و قدرت آن را کاهش دهد.جاگذاری و فشردهسازی - ناهماهنگی در تعیین محل و منطبق کردن بلوکها به عنوان عاملی در تضعیف ساختار بتن و متخلخل شدن آن محسوب شده و خطر شکاف پوسته بتن را افزایش می دهد
از نظر علمی ، آهک همان اکسید کلسیم است که از حرارت دادن شدید سنگ آهک (کربنات کلسیم طبیعی) به دست میآید.
نگاه اجمالی
آهک و گچ از جمله موادی هستند که کارایی آنها از دوران باستان ، توسط بشر شناخته شده است و از آنها در ساختن انواع بناها ، استفاده میشد. موادی مانند آهک ، ساروج و سیمان برای اتصال محکمتر قطعات سنگ و یا چوب بکار گرفته میشد.
مفاهیم آهک مرده و آب آهک
هر گاه بر روی اکسید کلسیم (آهک زنده) آب ریخته شود، بر اثر واکنش با آب ، گرما ایجاد میکند که موجب بخار شدن قسمتی از آب میشود. در این عمل آهک بر اثر جذب آب ، متورم شده ، سپس به صورت گرد سفیدی در میآید که اصطلاحا «آهک مرده» نامیده میشود، (زیرا در تماس با آب ، دیگر واکنشی از خود نشان نمیدهد) و این عمل را شکفته شدن آهک نیز میگویند.
هر گاه مقداری آب به آهک مرده اضافه شود، به شیر آهک تبدیل میشود که اگر آن را صاف کنیم، محلول زلالی که در حقیقت محلول سیرشده هیدروکسید کلسیم در آب است، حاصل میشود که به آب آهک موسوم است. آب آهک کاربردهای بسیاری در صنایع شیمیایی دارد. مثلا در تهیه هیدروکسید سدیم ، آمونیاک ، هیدروکسید فلزات ، پرکلرین و به ویژه در استخراج منیزیم از آب دریا بکار میرود.
اصولا ساختمان را از لحاظ مصالح مصرفي و نوع كاربرد آن مي توان به دو دسته تقسيم نمود . حال با توجه به اين نكته ، تقسيم بندي ساختمان از لحاظ مصالح مورد استفاده به چهار دسته انجام مي شود
1 ـ ساختمانهاي بتني
ساختمان بتني ، ساختماني است كه براي اسكلت اصلي آن از بتن آرمه (سيمان ، شن ، ماسه و فولاد بصورت ميله گرد ساده يا آجدار ) استفاده شده باشد . در ساختمانهاي بتني سقفها از دال بتني پوشيده مي .شود يا زا سقفهاي تيرچه و بلوك و يا ساير سقفهاي پيش ساخته استفاده مي گردد . براي ديوارهاي جدا كننده از انواع آجر يا تيغه گچي و يا چوب استفاده مي شود
2 ـ ساختمانهاي فلزي
در اين نوع ساختمانها براي ساختتن ستونها و پلها از پروفيلهاي فولادي استفاده مي شود . در ايران معمولا ستونها را از تير آهن
.مي سازند . سقف اين نوع ساختمانها ممكن است تير آهن و طاق ضربي و يا از انواع ديگر سقفها از قبيل تيرچه بلوك و غيره استفاده گردد
براي ديوارهاي جداكننده مي توان مانند ساختمانهاي بتني از انواع آجر و يا قطعات گچي و يا چوب و سفالهاي تيغه اي استفاده نمود . در هر حال بايد اين ديوارها از مصالح سبك انتخاب شوند . در بعضي از .ممالك بر خلاف كشور ما براي اتصالات از جوش استفاده نكرده و بلكه بيشتر از پرچ و يا پيچ و مهره استفاده مي نمايند ، براي ستونها نيز مي توان به جاي تير آهن از نبشي و يا ناوداني استفاده كرد
3 ـ ساختمانهاي آجري
در ساختمانهاي كمتر از چهار طبقه مي توان از اين نوع ساختمان استفاده نمود . اسكلت اصلي اين نوع ساختمانها آجري مي باشد و براي ساختن سقف آنها در ايران معمولا از پروفيلهاي فولاي و آجر بصورت طاق ضربي استفاده مي گردد و يا از سقف تيرچه بلوك استفاده مي شود . در اين نوع ساختمانها براي مقابله با نيروهاي جانبي مانند زلزله بايد حتمن از شنا?هاي روي كرسي چيني و زير سقفها .استفاده شود . در ساختمانهاي آجري معمولا ديوارهاي حمال در طبقات مختلف روي هم قرار مي گيرند . حداقل ديوار هاي حمال (باربر) نبايد از 35 سانتي متر كمتر باش
هدف مقاله حاضر, بیان تاثیر تاخیر بتن ریزى بر مقاومت فشارى بتن است. مسافت هاى طولانى حمل بتن موجب می شود که بتن مدتى پس از ساخت و اختلاط, در قالب ریخته شود. (این مساله در مورد بتنى که قبلا در کارگاه ساخته شده و بدلیل صرف جویی از آن استفاده می شود , نیز صادق است.) در این مطالعه آزمایشى تعیین مقاومت فشارى براى نمونه هایى که با 0.5 , 1 , 2 و 3 ساعت تاخیر زمانى بتن ریزى مى شوند انجام می گردد.
در پایان نتایج آزمایش با مقاومت طراحى و نیز مقاومت نمونه مبنا که با تاخیر زمانى صفر در قالب ریخته می شود مقایسه میگردد و چینن نتیجه گیرى می شود که میزان تاثیر دیرکرد زمانى, به مقاومت بتن و میزان دیرکرد بستگى دارد و بیشترین دیرکرد مجاز, متناسب با مقاومت بتن, بین یک تا دو ساعت است.
مقدمه
یکى از مشکلات حمل و نقل بتن فاصله زیاد کارخانه هاى بتن سازى ازکارگاههاى ساختمانى است . این مساله در شهرهایی که به دلیل فقدان یا کمبود کارخانه هاى بتن سازى مجبورند بتن را از کارخانه هاى واقع در شهرهاى مجاور وارد نمایند باعث میشود که بتن ساخته شده در هنگام حمل و نقل , زمان زیادى را در راه باشد.
در مسافتهاى طولانى حمل بتن , هیدراسیون سیمان و در نتیجه گیرش بتن , ممکن است در داخل بتونیر آغاز شود و در هنگام ریختن بتن در محل استفاده , کیفیت و در نتیجه مقاومت و روانى آن در حد مطلوب نباشد.
مشکل دیگر , استفاده از بتنى میباشد که از روز قبل به جاى مانده است . بتنی که هر روز ساخته میشود ممکن است تماماً در همان روز مصرف نگردد و مقدارى از ان به عنوان مازاد باقى بماند که اگر تمهیداتى براى تاخیرگیرش بتن اندیشیده شود میتوان از آن در روز بعد نیز استفاده نمود.
استانداردهای ASTM C-94 در مورد بتن اماده و ASTM C-685 براى بتن سازى با اختلاط دائمى , در مورد اثر دیرکرد بتن ریزى بر مقاومت آن بحثى نمیکنند. اخیراً در امریکا مطالعات عملى بر روى موادى اغاز شده که نوعى از ان باعث توقف کیرش بتن میشود وگیرش مجدد بتن پس از افزودن نوع دیگرى از ان مواد اغاز میگردد.
در ایران مواردى از افزودن بى رویه مقادیر آب و سیمان به عنوان راه حلهاى براى مقابله با کاهش روانى و مقاومت بتن مثاهده میشود.
در مقاله حاضر , اثر دیرکرد بتن ریزى بر مقاومت فشارى بتن , با تاخیرات زمانى نیم تا سه ساعت پس از ساخت بتن , طى آزمایشهاى مورد بررسى قرار میگیرد.
مشخصات مصالح
مصالح سنکى ریز دانه شامل ماسه رودخانه اى و درشت دانه شامل سنگ شکسته با حداکثر اندازه دانه 25 میلى متر مورد استفاده قرار مىگیرند. دانه بندى ریز دانه مطابق جدول 1 استاندارد ASTM C-33 و درشت دانه مطابق جدول 2 استاندارد فوق انتخاب مىشود.
سیمان مصرفى از نوع 1 سیمان پرتلند و آب مصرفى , آب آشامیدنى شهر تهران میباشد . مخلوط هاى بتنى به روش وزنى طراحى می شوند . جدول 1 نتایج طراحى مخلوط هاى بتن را براى مقاومتهاى 200 , 250 و 300 کیلوگرم نیرو بر سانتیمتر مربع نشان میدهد .
مشخصات و تعداد نمونه ها
هریک از نمونه ها استوانه اى به قطر 15 سانتیمتر و ارتفاع 30 سانتیمتر میباشد . نمونه گیرى در 5 نوبت انجام مىگیرد. و در هر نوبت 3 نمونه گرفته میشود. نخستین 3 نمونه در نوبت اول یعنى 15 دقیقه پس از مخلوط کردن بتن گرفته میشود. این 3 نمونه مقاومت فشارى مبنا را به دست مىدهد و کاهش مقاومتهاى فشارى نمونه هاى دیگر نسبت به آن سنجیده میشود. در پروژه حاضر , این زمان , زمان صفر تعریف میشود.
نمونه هاى دیگر در نوبتهاى بعدى به ترتیب در ساعتهاى 5/0 , 1 , 2 ,3 ساعت پس از ساعت صفر گرفته مىشوند. پس براى هر مقاومت فشاری کلاً 15 نمونه در 5 نوبت زمانى تحت آزمایش قرار میگیرد.
نحوه ساخت بتن و انجام آزمایش
استاندارد ASTM C-39 براى ساخت نمونه ها مورد استفاده قرار مىگیرد. 15 دقیقه پس از افزودن اب به مخلوط مصالح سنکى و سیمان , نخستین نمونه گیرى انجام می شود . مخلوط کن از آغاز اختلاط مصالح تا پایان نمونه گیرى بدون توقف می چرخد . نمونه گیرى در هر نوبت با برگردانیدن مخلوط کن در حال چرخش انجام می شود.
تراکم نمونه ها با کوبیدن میله انجام می گیرد. 24 ساعت پس از نمونه گیرى قالبها را باز کرده نمونه ها را بیرون می آوریم و در تشت هاى پر از آب می گذاریم . آب تشت نیمى از ارتفاع نمونه ها را در برمی گیرد. روى نمونه ها را باگونى خیس می پوشانیم . براى جلو گیرى از تبخیر اب گونی ها در اثر جریان هوا , روى تمام تشت ها را با پوشش نایلونى می پوشانیم . هر 3 تا 4 روز یکبار پوششها را بر می داریم و با غلتانیدن نمونه ها در جاى خود نیمه دیگر نمونه ها را به درون آب می بریم و روى نمونه ها را مجددأ می پوشانیم .
نمونه ما را 28 روز به همین شیوه نگه می داریم و پس از 28 روز آزمایش تعیین مقاومت فشارى نمونه ها انجام مىگیرد. مقاومت فشارى بتن برابر میانگین مقاومت هاى فشارى سه نمونه مربوط به هرنوبت آزمایش در نظرگرفته می شود.
نتایج آزمایش و تحلیل آنها
مقاومت فشارى نمونه ها در جدول 2 نشان داده شده است . جدول 3 تغییرات مقاومت فشارى نمونه ها را نسبت به مقاومت طراحى مفروض و جدول 4 تغییرات مقاومت فشارى نمونه ها را نسبت به مقاومت فشارى نمونه مبنا که از آزمایش نمونه ها با دیرکرد زمانى صفر به دست امده است نشان می دهد.
چنانچه از این جداول پیدا است میزان اثر دیرکرد زمانى بر مقاومت فشارى بتن به مقاومت بتن و میزان دیرکرد زمانى بستگى دارد.
اگر مقاومت طراحی ملاک قرار گیرد. بتن با دیرکردهاى زمانى بیش از 2 ساعت براى مقاومتهاى تا 250 کیلوگرم نیرو بر سانتیمتر مربع و بیش از 1 ساعت براى مقاومت 300 کیلوگرم نیرو بر سانتیمتر مربع داراى کاهش مقاومت فشارى مىباشد. براى همه نمونه ها دیرکرد زمانى 3 ساعت منجر به کاهش بسیار شدید مقاومت می شود.
چنانچه مقاومت فشارى مبنا در زمان صفر ملاک قرار گیرد , دیرکرد زمانى در بتن ریزى مجاز نیست , مگر اینکه روشها و موادى که از طریق آزمایش مشخص شده باشند , براى مقابله باکاهش مقاومت در اثر دیرکرد زمانى به کار روند.
قابل توجه است که در این صورت روانى بتن نیز کاهش می یابد. البته نمونه سازى در این آزمایشها بدون افزودن روان سازها انجام شد. نمونه هاى با 3 ساعت تأخیر بسیار خشک و زبر بودند و به نظر می رسد که در دیرکردهاى زمانى بیشتر کاهش روانى به حدى خواهد بود که استفاده از روان سازها الزامى باشد.
نتیجه گیری
1- چنانچه طراحى مخلوط بتن بر پایه روش وزنى انجام گیرد , مقاومت فشارى مبناى بتن بیش از 20 درصد از مقاومت طراحى نمونه بیشتر می باشد.
2- میزان تأثیر دیرکرد زمانى , به مقاومت بتن و میزان دیرکرد بستگی دارد.
3- چنانچه طراحى مخلوط بتن بر پایه روش وزنى انجام گیرد و مقاومت طراحى , مبناى مقایسه قرار گیرد بیشترین دیرکرد مجاز برابر یک ساعت خواهد بو.
|
شیشه دوجداره |
|
از سال تاسیس 1983 به شکل ثابت سال به سال رشد نموده است. این رشد تحت تاثیر پیشنهادات خریداران ماشین آلات فروخته شده که مواد با کیفیت عالی را انتخاب نموده اند و تحت نظارت تکنولوژی تخصصی و سرویس تحویل ویژه و با قیمت واقعی بدست آمده است.
|
یکی از عوامل تخریب بتن در فلات مرکزی ایران بتن ریزی در هوای گرم می باشد. در محیطهای گرم دمای بتن زیاد بوده و این مسئله موجب تبخیر سریع آب ، گیرش زود رس و کاهش کارای بتن می شود.
برای رسیدن به بتن مناسب و با مشخصات مکانیکی مورد نیاز باید شرایط ویژه ای رعایت شود.
اقلیم شناسی
طبق طبقه بندی اقلیمی بخش بزرگی از ایران دارای اقلیم گرم می باشد در فلات مرکزی اقلیم گرم و خشک و در سواحل و جزایر جنوبی اقلیم گرم و مرطوب وجود دارد . در اقلیم گرم و خشک تبخیر بیشتر از بارندگی و اختلاف دمای شبانه روز به 25 درجه سلسیوس می رسد. متوسط دما در روزهای تابستانی حدود 45 و در زمستان حدود 30 درجه سلسیوس است. رطوب نسبی بسیار کم و به ندرت از 50 درجه افزایش می یابد و عموما در حدود 1020 درجه می باشد تغییرات دما در شبانه روز منجر به وزش باد های گرم و عموما با گردباد و سرعت زیاد می شود. شرایط مزبور برای کارهای بتنی مناسب نمی شود و مقاومت و پایائی (دوام) به طور محسوسی کاهش می یابد و برای دسترسی به بتن بادوام زیاد تهمیدات ویژه ای را باید به کار برد.
پي وسيله اي است كه بار و فشار وارد از نقاط مختلف ساختمان و همچنين بارهاي اضافي را به زمين منتقل مي كند . پی وظیفه انتقال بارهای وارده از ساختمان را بر روی زمین بعهده دارد پیها انواع مختلف دارن۱.نقطه ای ۲.مرکب۳.یکارچه(رادیه)۴.پی های شمعی و.... .در پی های نقطه ای باید حداقل از ۳طرف بوسیله شناژها به هم وصل باشند.(در پی های کنج از ۲ طرف).تعداد و قطر میلگردهای شناژ بوسیله محاسبه بدست می آید.ولی حداقل باید به ۴میلگرد سراسری نمره ۱۴ مجهز باشد. و این آهنهای طولی باید بوسیله آهنهای عرضی(خاموت) به هم متصل شوند(خاموتها وظیفه تحمل نیروی برشی را دارد) .شناژها کلا برای وصل کردن پی ها به هم و مقاوم شدن در برابر نیروها به کار میروند. ارتفاع شناژها معمولا ۴۰ سانت است و بستگی به ارتفاع پی و محاسبه دارد.
مراحل پي سازی
۱- آزمايش زمين از لحاظ مقاومت
۲-پي كني
۳- پي سازي
