طراحی سازه ساختمان
هرگز تسلیم نشوید، امروز سخت است و فردا سخت تر، اما پس فردا روز روشنی برای تان خواهد بود.
طراحی سازه ساختمان : سازه ساختمان که انواع آن ، سازه ها و معماری ساختمانی طرح های ساختمانی ایرانی و خارجی ، برج های ساختمانی و طراحی ساختمان‌های بتنی ، سازه های فلزی ، ساختمان‌های آجری و چوبی است .ساختمان سازه ای است که برای سکونت و به عنوان سرپناه یا برای کار ساخته می‌شود که محیط را به دو بخش بیرون و درون تقسیم می‌کند. طراحی سازه ساختمان‌هایی که از نظر بلندا از اندازه مشخصی بلندتر باشند برج گفته می‌شود. در ایران ساختمان بلندمرتبه یا همان برج طبق مصوبه سال ۱۳۷۷ شورای عالی شهرسازی و معماری به ساختمان‌های بالاتر از شش طبقه گفته می‌شود.
انواع ساختمان : در معنای کلی هر سازه‌ای را می‌توان ساختمان نامید، در اینجا منظور از ساختمان بناهای ساخته شده با مصالح بنایی (آهن، سیمان، گچ، آجر و …) می‌باشد. اصولا ساختمان را از لحاظ مصالح مصرفی و نوع کاربرد آن می‌توان به دو دسته تقسیم نمود.
انواع ساختمان از لحاظ سازه
طراحی ساختمان‌های بتنی: ساختمانی است که برای اسکلت اصلی آن از بتن آرمه (سیمان، شن، ماسه و فولاد به صورت میلگرد ساده یا آجدار) استفاده شده باشد. در این نوع طراحی ساختمان، سقفها به وسیله تاوه (دال)های بتنی پوشیده می‌شود، و یا از سقف‌های تیرچه بلوک و یا سایر سقف‌های پیش ساخته استفاده می‌شود. برای ساخت دیوارهای جدا کننده (پارتیشن‌ها) ممکن است از انواع آجر مانند سفال تیغه‌ای، آجر ماشینی سوراخ دار، آجر معمولی فشاری، فوم استاندارد ضد حریق، تیغه گچی و یا چوب استفاده شود. همچنین ممکن است از دیوارهای بتن آرمه هم استفاده شود که در این صورت نوع این دیوارها دیوار برشی می‌باشد. در این نوع از ساختمان ها برای ساخت شاه تیرها و ستون‌ها از بتن آرمه (بتن مسلح) استفاده می‌شود.
طراحی سازه ساختمان‌های فلزی : این نوع طراحی ساختمان ها برای ساختن ستون‌ها و پل‌ها از پروفیل‌های فولادی استفاده می‌شود. در ایران معمولاً برای ساختن ستون‌ها از تیر آهن‌های دوبل و یا بال پهن‌های تکی استفاده می‌نمایند. برای اتصالات از نبشی تسمه و براسل سیبی زیر ستون‌ها از صفحه فولادی (بیس پلیت) استفاده می‌شود و معمولاً دو قطعه را به وسیله جوش به هم متصل می‌نمایند (استفاده از پرچ یا پیچ و مهره نیز متداول است). این نوع ساختمان برای مقابله با زلزله از باد بندهای فلزی استفاده می شود.
طراحی سازه ساختمان‌های آجری : برای طراحی ساختمان های کوچک که از ٢ طبقه تجاوز نمی‌نمایند می‌توان از این نوع ساختمان استفاده نمود. اسکلت اصلی این نوع ساختمان‌ها آجری بوده و برای ساختن سقفها در ایران معمولاً از پروفیل‌های فولادی و آجر به صورت طاق ضربی استفاده می‌گردد؛ و یا از سقف تیرچه و بلوک استفاده می‌شود. در این نوع ساختمان برای مقابله با نیروهای جانبی (نظیر زلزله) باید حتماً از شناژهای روی کرسی چینی و زیر سقفها استفاده شود؛ همچنین در ساختمان‌های آجری معمولاً دیوارهای حمال در طبقات مختلف روی هم قرار می‌گیرند و اغلب پارتیشن‌ها نیز همین دیوارهای حمال می‌باشند. حداقل عرض دیوارهای حمال نباید از ۳۵ سانتی متر کمتر باشد.
طراحی سازه ساختمان‌های خشتی و گلی : اسکلت اصلی این نوع ساختمان‌ها از خشت خام و گل می‌باشد و تعداد طبقات آن از یک طبقه تجاوز نمی‌کند و در مقابل نیروهای جانبی همانند زلزله به هیچ وجه مقاومت نمی‌نمایند.
طراحی ساختمان‌های چوبی : طراحی سازه ساختمان ها در مناطقی که چوب با قیمت ارزان در دسترس است ساخته میشوند،مانند شهرهای جنوبی کشور اتریش، بعضی ایالت‌های کشور آمریکا و … ساختمان‌های چوبی در ایران به علت کمبود منابع کمتر ساخته می‌شود.
طراحی سازه ساختمان‌های ترکیبی : ممکن است ساختمانی از دو یا چند نوع از انواع فوق ساخته شود مانند ساختمان‌های فلزی-بتنی و یا فلزی-آجری و …
روشهای طراحی سازه
منظور از طراحی سازه تعیین پیکربندی، ابعاد و مشخصات قطعات آن به نحوی است که سه هدف اصلی تعیین شده در بندهای تامین شوند.
۱-ایمنی
۲- عملکرد مطلوب
۳- پایایی
بر این اساس در طراحی سازه های فولادی و بتنی عمدتاً از سه روش استفاده می شود.
الف) روش طراحی تنش مجاز (ASD)
ب) روش طراحی مقاومت نهایی
ج) روش طراحی حالات حدی (LSD)
اهداف طراحی سازه
۱-ایمنی : منظور از ایمنی این است که مجموعه سازه، شامل قطعات و اتصالات آن، طو ری سازمان داده شود که سازه از انسجام و پایداری کافی برخوردار باشد و:
الف – تحت اثر بارها و سربارهای متعارف آسیب نبیند.
ب – در اثر بارها و سربارهای استثنایی گسیخته نشود و فرو نریزد.
۲- عملکرد مطلوب : منظور از عملکرد مطلوب اینست که سازه برای بهره برداری پیش بینی شده از آن مزاحمت فراهم نکند :
الف – تحت اثر بارها و سربارهای متعارف در آن ترک خوردگی و تغییر شکل بیش از حد بوجود نیاید
بطوریکه نسبت به ایمنی سازه ایجاد نگرانی نکند.
ب – در اثر لرزش در بهر هبرداری کنندگان احساس ناامنی بوجود نیاید.
۳- پایایی : منظور از پایایی این است که مصالح سازه کیفیت خود را در تمام طول عمر پیش بینی شده حفظ کند، بطوریکه در اثر پیری، فرسودگی، خوردگی و مانند آن، ایمنی و قابلیت بهره برداری سازه بیش از حد تقلیل نیابد.
روشهای طراحی سازه بر اساس آیین نامه های معتبر
الف) روش طراحی تنش مجاز (ASD)
در روش طراحی تنش مجاز برخورد ضرایب اطمینان به این صورت است که مقاومت ماده به ضرایب اطمینان تقسیم می شود و در محاسبات مقادیر کمتری برای مقاومت منظور می شود.
ب) روش طراحی مقاومت نهایی
در این روش طراحی، ضرایب اطمینان در بارها ضرب می شود و بارها افزایش داده می شوند و در مقابل در محاسبات ، خود مقاومتهای اصلی وارد می شوند.این روش طراحی در روش LRFD در فولاد و در روش USD بتن در ایین نامه های آمریکا به کار گرفته می شود.
وارد کردن اصل مقاومت در محاسبات خصوصیات تازه ای به وجود می اورد و امکانات تازه ای را در اختیار طراح قرار می دهد که در روش ASD امکان پذیر نیست.برای مثال در طراحی بتن می توان رفتار غیر خطی بتن را وارد محاسبات کرد در حالی که این کار در روش قبلی امکان پذیر نیست.
ج) روش طراحی حالات حدی (LSD)
در این روش طراحی قسمتی از ضریب اطمینان در بارها اثر داده می شوند و قسمتی از ضرایب اطمینان در مقاومتها.یعنی هم بارها بزرگ می شوند و هم مقاومتها کاهش داده می شود.توضیح اینکه عدم اطمینانی که در طراحی وجود دارد هم ناشی از بارها و هم ناشی از مقاومت هاست.بنابراین بهتر است هر دو عدم اطمینان به صورت جداگانه در نظر گرفته شود.در این روش می توان با اگاهی بیشتر نسبت به ظرایب اطمینان تصمیم گرفت.
در این روش بجای استفاده از یک ضریب اطمینان شکسته شده که ضرایب جزئی اطمینان (Partical Safty factor) نامیده میشوند استفاده می شود. در آیین نامه بتن ایران (آبا( روش طراحی ، روش حالات حدی است. در این آیین نامه آبا برای طراحی ساختمان دو حالت پیشنهاد شده است.
این دو روش عبارتند از
۱- حالات حدی نهایی : به حالاتی گفته می شود که به حداکثر ظرفیت باربری سازه یا قسمتی از آن مربوط می شوند این حالات ممکن است به یکی از صور تهای زیر اتفاق بیافتد :
الف– از دست رفتن تعادل سازه و یا قسمتی از آن به عنوان یک جسم صلب.
ب– تغییر شکل یا تغییر مکان سازه یا قسمتی از آن در حدی که شکل هندسی و در نتیجه رفتار سازه را به کلی تغییر دهد.
پ– رسیدن سازه به حداکثر ظرفیت باربری خود به یکی از صور تهای زیر :
٭ درهم شکستن مقاطع قطعات و یا اتصالات آنها به دلیل گسیخ تگی یا تغییر شک ل های بیش از حد و یا خستگی در مصالح آنها. این حالت “حالت حدی نهایی مقاومت” نامیده می شود.
٭ تبدیل شدن سازه یا قسمتی از آن به مکانیزم.
٭ از دست رفتن پایداری کل سازه و یا قسمتی از آن.
۲- حالات حدی بهر ه برداری : به حالاتی گفته می شود که به معیارهای قابلیت بهره برداری سازه و یا پایایی آن مربوط می شوند. این حالات ممکن است به یکی از صورتهای زیر اتفاق بیافتد:
الف – تغییر شکل بیش از حد سازه یا اجزای آن بنحوی که به منظر یا عملکرد مناسب سازه اثر نامطلوب گذاشته و به ساز ه آسیب برساند.
ب – لطمات موضعی نظیر ترک خوردگی، پوسته شدن یا از هم پاشیدن بیش از حد بتن بطور ی که لزوم نگهداری بیش از حد متعارف را ایجاب کند و یا خطر خوردگی در میلگرد (آرماتور) را افزایش دهد و در نتیجه به منظر و عملکرد مناسب سازه آسیب برساند.
پ- لرزش بیش از حد سازه در اثر بارهای بهره برداری، نیروی باد و یا عوامل دیگ ر بطور ی که در استفاده کنندگان از سازه ایجاد نگرانی کند و یا عملکرد سازه را مختل نماید.
ت – در مواردی که سازه برای عملکرد نامتعارف خاصی طراحی می شود ممکن است حال ت های حدی دیگری متناسب با این شرایط خاص مطرح شوند ، که وقوع آنها ع ملکرد سازه را دچار اختلال کنند . این حالت ها با تشخیص و قضاوت مهندس محاسب تعیین میشوند.
ویژگی سازه های فلزی سبک
در طراحی سازه ساختمان اگر قصد دارید تا یک خانه ی زیبا و شیک داشته باشید و همچنین لازم است تا کار شما با سرعت بیشتری پیش برود، سازه فلزی سبک می تواند یک راه عالی و در عین حال پیشرفته برای نیاز شما باشد.
سازه فلزی سبک LSF چیست؟ سازه فلزی سبک در واقع یک سیستم سازه ای است که در چند دهه اخیر پیشرفت های خوبی نیز داشته و توانسته است توجه بیشتر افراد در صنعت ساختمان سازی را به خود جلب نماید. این سازه های فلزی سبک در واقع می توانند به صورت ویلا، ساختمان های دو تا سه طبقه، اداره جات و مدارس استفاده شوند. البته این سازه برای هر جایی که قرار است ارتفاع آن بیشتر از پنج طبقه نباشد، مناسب است. عنصر اصلی ساخت این سازه های فلزی سبک در واقع مقاطع فولادی جدار نازک می باشند که مقاومت بالایی نیز دارند.
ویژگی های سازه فلزی سبک : این سازه ها معمولاً به دلیل سرعت بالا در نصب و اجرا شناخته می شوند. همچنین داشتن ضخامت یکنواخت در عرض مقطع ها و همچنین استفاده از روش رول فورمینگ باعث شده است تا این سیستم سازه ای بیش از قبل مورد توجه مهندسان و همچنین کارفرمایان قرار گیرد. از دیگر ویژگی های خوب مقاطع فولادی جدار نازک سبکی و قابل حمل بودن آن می باشد.
٭ سازه فلزی سبک انعطاف پذیر می باشد.
٭ سازه فلزی سبک با دوام می باشد.
سازه فلزی سبک، همانطور که از نامش پیداست، سبک می باشد!
٭ سازه فلزی سبک، ضد آتش است.
٭ سازه فلزی سبک تنوع بالایی دارد.
٭ کار با سازه فلزی سبک سریع پیش می رود.
٭ نیاز کمی به تجهیزات پیشرفته دارد.
٭ سازه های فلزی سبک، در برابر زلزله مقاوم هستند.
٭٭٭ اکثر پروژه های ساختمانی به سرویس های طراح نیازمند هستند که معمولا یک مهندس ساخت یا یک معمار که مدرک داشته باشد، این کار را انجام می دهد. در پروژه های ساده و کوچک تر معمولا به یک فرد دارای مدرک و حرفه ای نیاز نیست و طراحی این دست از پروژه ها زیر دست یک طراح ساختمان، طراح داخلی، نقشه کش و پیمان کار صورت می گیرد. اما در پروژه های پیچیده و بزرگ تر خدمات افراد زیادی که حرفه ای و آموزش دیده هستند نیاز است و این افراد زیر نظر یک معمار کارشان را انجام می دهند. ٭٭٭
