طراحی دستی ستون بتنی به کمک اکسل

همانطور که می دانید ستون بتنی به عنوان یکی از اعضای اصلی سازه و انتقال دهنده ی بار های فشاری به فونداسیون، اهمیت به سزایی دارد اما آیا طراحی ستون در ایتبس به تنهایی کفایت می کند؟ قطعا خیر، حتما طراحی دستی ستون بتنی را آموزش ببینید تا طراحی درستی داشته باشید. اما چگونه؟

در این مقاله قصد داریم با یک فایل اکسل طراحی ستون بتنی را به شما آموزش دهیم

 

http://uupload.ir/view/ss8w_tarahi_sootoon_.xlsx/

 

 

منبع:

آموزش تخصصی عمران

مراحل اجرای فونداسیون

بتن به تنهایی در برابر نیروهای فشاری مقاومت بالایی دارد. اما نمی تواند از ساختمان در برابر نیروهای کششی محافظت کند.  از این رو از میلگرد ساده و آجدار در بتن استفاده می کنند. بتن ریزی پی ساختمان نیاز به میلگردگذاری دارد. اولین قدم جهت احداث پروژه ی ساختمانی میلگرد گذاری پی و فونداسیون می باشد. پی نقش پایه ی ساختمان را دارد. بارهایی که از جهات مختلف به ساختمان وارد می شود در نهایت به پایه ها و سپس به زمین منتقل می شود. در این بخش از زاگرس آهن به بررسی مراحل اجرای پی یا میلگرد گذاری فونداسیون می پردازیم.

 بتن ریزی میلگرد پی

جهت جلوگیری از برخورد بتن پی با خاک، یک لایه بتن روی سطح زمین اجرا می شود. این بتن که بتن مگر نام دارد بتنی ضعیف بوده  که عیار 100 الی 150 کیلو گرم سیمان در متر مکعب می باشد. ضخامت مناسب برای بتن مگر 10 الی 15 سانتی متر  است. این بتن سبب ایجاد سطح صاف روی زمین می باشد و آمن را برای میلگرد گذاری پی آماده می کند.

آرماتور بندی

پی بارهای متفاوتی را متحمل می شود. نحوه ی میلگردگذاری به طول و سایز میلگردهای طولی وتقویتی، فاصله بین خاموت و آرماتورها دارد که توسط مهندس سازه محاسبه می گردد.

اجرای میلگرد شناژ

میلگرد های شناژ دو شکل میلگردهای سراسری و تقویتی می باشند.میلگردهای طولی داخل بتن در دو ردیف پایینی و بالایی کارگذاشته می شوند و سپس خاموت آن ها را به هم متصل می کند.برای این کار معمولا از میلگرد هایی به طول 12 متر استفاده می کنند. جهت برش کاری آن را روی زمین یا خرک قرار می دهند. چنانچه طول میلگرد بیشتر شود یک طول مهاری که اورلب نام دارد در امتداد میلگرد قرار می گیرد.

در نقشه های سازه ای پارامترهایی همچون طول بعد از خم میلگرد و طول هم پوشانی میلگردها(طول مهاری) مشخص شده اند.

آرماتور مش بندی:

پس از برش میلگرد در طول های مورد نیاز آرماتور مش همانند یک شبکه روی همدیگر قرار می گیرند. اجرای ریشه ستون یا میلگرد های انتظار  قبل از بتن ریزی و هنگام آرماتور بندی پی ضروری می باشد.

نکات مهم میلگردگذاری فوندانسیون یا پی:

طول و اندازه اورلب حدودا 40 الی 55 برابر قطر میلگرد و به روش های پوششی، جوشی، مکانیکی (کوپلر) و اتکایی انجام می شود.
طول بعد از خم میلگردها حدودا 12 برابر قطر میلگرد و شعاع خم 5 برابر میلگرد می باشد.
قبل از اجرای میلگرد و آرماتور بندی باید سطح میلگرد را از هر ماده اضافی پاک کرد تا مانع اتصال میلگرد با بتن نشود.
میلگرد گذاری و آرماتور بندی باید بسیار دقیق انجام شود، فاصله مناسب بین آن ها رعایت شود به صورتی که حتی بزرگترین ذرات بتن از بین آن ها رد شوند.
پس انجام مراحل فوق، اقدامات بعدی برای تکمیل پروژه انجام می گردد.

 

مراحل قالب بندی فونداسیون:

معمولا از سه نوع قالب بندی جهت فوندانسیون استفاده می شود. این قالب بندی شامل قالب فلزی، قالب آجری و قالب تخته ای می باشد. کاربرد این قالب های شامل موارد زیر میباشد.

قالب فلزی: از قالب فلزی جهت کلاف تحتانی استفاده می کنند. این قالب بندی برای پروژه های کوچک توصیه نمی شود.

قالب بندی با آجر: عمده کاربرد این قالب برای ساختمان های کوچک می باشد. نحوه ی کار به این شکل است که قالب با عرض و ضخامت معین  با ملات گل یا اندود ماسه سیمان چیده می شود. بتن و آجر نباید در تماس مستقیم باشند. از این رو بخش های داخلی آن را با یک لایه پلاستیک پوشش می دهند تا در زمان سفت شدن بتن، آجرها به راحتی از آن جدا شوند.همچنین آب موود در بتن به آجرها نفوذ نخواهد کرد . چنانچه وزن بتن زیاد بود پشت آن ها از خاک یا خرده های آجر پر کنیم که موقع بتن ریزی از جابجا آجر ها جلوگیری شود.

قالب تخته ای: عمده کاربرد این قالب در کلاف های قائم و بالایی می باشند.قبل از استفاده  بهتر است قالب ها روغن اندود شوند.

 

بتن ریزی فونداسیون:

بتن از آب، ماسه و سیمان تشکیل شده است. می توان از بتن آماده میکس شده برای این کار استفاده کرد. پس از بتن ریزی و خشک شدن بتن، قالب از آن جدا می شود.  دقت کافی در این کار امری مهم و ضروری است.

جلوگیری از ترک خوردن بتن:

زمانی که قالب بتن باز می شود، آب آن به سریعا تبخیر می گردد که این کار در نهایت موجب ترک خوردن بتن می شود.  برای جلوگیری از ترک خوردگی می توان گونی کنفی خیس،از پلاستیک یا پشم شیشه به دور بتن پوشانده و یا آب پاشی به صورت مستقیم، مرحله عمل آوری بتن را تکمیل نمود.چنانچه دمای هوا بالا باشد، این کار 2 الی 3 بار در روز انجام می گیرد.

 

 

منبع:

زاگرس آهن

مقاوم سازی ستون بتنی

ستون ها اعضایی هستند که تحت نیروی محوری با و یا بدون نیروی برشی و لنگر خمشی قرار دارند. در قاب خمشی، ستون ها علاوه بر انتقال بارهای ثقلی به فونداسیون، باید تلاش های ناشی از بارهای جانبی ناشی از زلزله را نیز تحمل نمایند. رعایت اصل ستون قوی- تیر ضعیف از اصول طراحی ستون بتنی است و در طراحی همواره سعی بر آن است که تشکیل مفصل خمیری به تیرها و یا بادبندها منتقل گردد تا فلسفه ستون قوی، تیر ضعیف رعایت گردد.

 

مقاوم سازی ستون بتنی

مقاوم سازی ستون بتنی مطابق آیین نامه‌های طراحی باید از حداقل بعد عرضی کافی برخوردار باشند. زمانی که ستون های بتنی دارای نسبت طول به عرض زیاد می‌باشند تحت خمش‌های دو محوره دچار خرابی می‌گردند. تقویت ستون بتنی به منظور افزایش مقاومت محوری، خمشی و برشی و همچنین برای افزایش ظرفیت شکل‌پذیری ستون در نزدیکی محل اتصال به تیر و مقاوم نمودن محل وصله‌های ضعیف نیز صورت می‌پذیرد.

در ستون های بتن مسلح خرابی های ناشی از زلزله مربوط به شکست های ناشی از طول وصل i ناکافی، شکست های ناشی از برش، خمش و اندرکنش برش و خمش، شکست ستون کوتاه و گسیختگی های ناشی از کمانش میلگردهای طولی می باشد.

خرابی های ستون بتنی ناشی از موارد زیر است:

•  ایجاد ترک و خرد شدگی
•  خوردگی میلگردهای فولادی
• کمبود مقدار و موقعیت آرماتورهای موجود
• کمبود مقاومت فشاری درجای بتن
• طول وصله ناکافی
• کمانش میلگردهای طولی
• شکست های ناشی از برش
• شکست های ناشی از خمش و اندرکنش برش و خمش
• شکست ستون کوتاه

 

شکست تُرد و برشی ستون‌های بتنی به دلیل ماهیت ناگهانی آن بدترین نوع شکست می‌باشد. به همین دلیل همواره سعی بر آن است که مکانیسم کنترل کننده خرابی ستون بصورت خمشی باشد و ستون نباید به عنوان عضوی ضعیف در قاب سازه‌ای عمـل نماید. در شکل بالا نمونه‌ای از شکست برشی ستون دیده می‌شود. در مقاوم سازی ساختمان تلاش می شود تا حد امکان از این نوع گسختگی اجتناب نمود.

از دیگر خرابی‌های ستون می‌توان به کمانش آرماتورهای طولی، عدم دورگیری مناسب و طول ناکافی وصله‌ها اشاره نمود که در اشکال الف، ب و پ به ترتیب نشان داده شده‌اند.

خاموت‌هایی که دارای اعوجاج بوده و یا تحت زاویه ۱۳۵ درجه و با طول مناسب خم نمی‌گردند، نمی‌توانند از کمانش میلگردهای طولی جلوگیری کرده و یا دورگیری مناسبی برای بتن ایجاد نمایند. این امر منجر به شکست ستون قبل از تشکیل مفصل پلاستیک در تیر می‌گردد.

در ستون های بتنی به علت لغزش آرماتورهای طولی در محل وصله‌ها، مفصل پلاستیک در این نواحی ایجاد می‌گردد و طی چند سیکل ابتدایی خمش غیر الاستیک، ظرفیت باربری ستون به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد.

انواع روش های مقاوم سازی ستون بتنی

در سالهای اخیر روشهای تقویت ستون مختلفی برای بهبود ظرفیت خمشی، برشی و شکل‌پذیری ستون ها توسط افزایش دورگیری جانبی ناحیه مفصل پلاستیک ارائه شده است که عملکرد مناسبی طی زلزله های مختلف داشته‌اند. این روش‌های تقویت ستون عبارتند از:

1. مقاوم سازی با ژاکت بتنی
2. مقاوم سازی با ژاکت فولادی
3. مقاوم سازی با FRP

در ادامه به توضیح هر یک از روش های فوق می پردازیم:

۱. استفاده از ژاکت بتنی

ژاکت بتنی شامل لایه‌ای از بتن، میلگردهای طولی و خاموتهای بسته می‌باشد. ژاکت بتنی مقاومت خمشی و برشی ستون را افزایش می‌دهد و افزایش شکل‌پذیری ستون در این حالت کاملاً مشهود است.

روکش بتن آرمه در مواردی که میزان شدت آسیبهای وارده به ستون زیاد باشد و یا ستون از ظرفیت کافی در برابر نیروهای جانبی برخوردار نباشد، بکار گرفته می‌شود. ژاکت بتنی بسته به شرایط می‌تواند دور تا دور ستون و یا در یک وجه آن اجرا شود.

مناسب بودن طرح ژاکت بتنی به پیوستگی آن با عضو بستگی دارد. اگر ضخامت ژاکت بتنی کم باشد، افزایش سختی درستون مقاوم سازی شده محسوس نمی‌باشد. ژاکت بتنی ستون باعث افزایش ابعاد ستون می‌گردد که علاوه بـر مسائل معماری، وزن ساختمان را نیز افزایش می‌دهد.

گاهی عملکرد مرکب بتن قدیم و روکش‌، صرفاً از طریق چسبندگی بین آنها (با توجه به زبر بودن سطح بتن قدیمی) تأمین می‌گردد که می‌توان برای ایجاد اتصال قوی‌تر بین قفس قدیم و جدید از آرماتور Ω  که به میلگردهای قدیمی و جدید جوش  شـده‌اند، استفاده نمود. البته درشرایطی که ابعاد ستون مقاوم سازی شده بزرگ باشد و دورگیری تمام میلگردهای جدید به صورت حداقل یک در میان امکان‌پذیر نباشد، استفاده از تنگ های متصل کننده بمنظور جلوگیری از کمانش میلگردهای طولی، ضروری خواهد بود.

 

در صورتی که ژاکت بتنی ستون تنها در قسمتی از ستون اجرا گردد، باید خاموتهای قدیم نمایان شده و خاموتهای جدید به آنها جوش شوند.

اگر بنا به دلایلی افزایش ظرفیت برشی بدون افزایش ظرفیت خمشی مد نظر باشد، پوشش بکار گرفته شده می‌تواند به سقف و تیرها متصل نباشد و اگر افزایش ظرفیت خمشی ستون نیز مد نظر است پوشش بکار گرفته شده باید از سقف عبور نماید.

 

به هنگام استفاده از راهکار مقاوم سازی ستون بتنی با ژاکت بتنی، اگر افزایش ظرفیت خمشی ستون مدنظر باشد، آرماتورهای اضافه شده طولی باید در فونداسیون مهار شده و به صورت پیوسته از داخل سقف‌ها نیز عبور نمایند. نمونه‌ای از این امر در شکل  نشان داده شده است. میلگردهای طولی اضافی معمولاً در چهار گوشه ستون قرار می‌گیرند و به هنگام عبور از سقف نباید با تیرها برخورد نمایند. افزایش خاموتها در ژاکت بتنی ستون منجر به افزایش مقاومت برشی ستون می‌شود.

خاموتها را به علت وجود ستون نمی‌توان با یک میلگرد منفرد اجرا نمود و برای اجرای آنها استفاده از حداقل دو میلگرد که به آرماتورهای طولی متصل شده باشند، ضروری است. خم خاموتها باید دارای طول کافی بوده و حداقل زاویه آنها ۱۳۵ درجه باشد.

 

 

اجرای ژاکت بتنی

اجرای ژاکت بتنی بهتر است با قالب و بتن خود تراکم اجرا گردد ولی اگر روکش بتنی ضخامت کمی داشته باشد، استفاده از روش بتن پاشی بهتر از بتن‌ریزی می‌باشد. در شکل اجرای روکش بتنی با قالب نشان داده شده است. در ایـن روش پس از بستن آرماتورها به دور ستون، قالب‌بندی و  بتن‌ریزی به صورت مرحله‌ای انجام می‌شود. ارتفاع قالب در هر مرحله باید طوری باشد که  بتن‌ریزی و تراکم آن امکان‌پذیر باشد.  بتن‌ریزی در قسمت فوقانی زیر سقف مشکل‌ترین قسمت است. در شکل اجرای روکش بتنی ستون با روش بتن پاشی نشان داده شده است. برای اجرای بتن شاتکریت مطـابق شـکل از کرمبندی استفاده می‌شود.

برای اطمینان از عمل مرکب بتن قدیم و جدید باید سطح بتن قدیم را با تیشه یا قلم مضرس نمود و یـا سطح آنها را با چسب های شیمیایی پوشاند. آزمایشات و تجارب گذشته نشان می‌دهد که زبر نمودن سطح بتن برای پیوستگی بتن قدیم و جدید کافی می‌باشد، ولی با کاشت میخچه(میلگرد) در فاصله ۳۰۰ تا ۵۰۰ میلیمتر عمل مرکب بین بتن قدیم و جدید بـه شکل کاملاً مشهودی افزایش می یابد.

اگر روکش بتنی ستون را محصور نماید ، انقباض بتن جدید منجر به ایجاد اصطکاک بین بتن قدیم و جدید می گردد و احتیاجی به کاشت بولت نخواهد بود.

حداقل مشخصات فنی برای روکش های بتنی بصورت زیر ارائه شده است . لازم به ذکر است کلیه ضوابط آیین نامه بتن ایران برای طرح و اجرای روکش بتنی باید اجرا گردد.

۱- مقاومت مصالح جدید باید برابر و یا بیشتر از مقاومت مصالح موجود باشد، توصیه می گردد مقاومت فشاری بتن روکش حد اقل ۵MPa بیشتر از بتن موجود است.

۲- برای ستون هایی که به آزماتورهای اضافی احتیاج ندارند، استفاده از چهار آرماتور طولی با قطر ۱۶ میلیمتر که با خاموت هایی به قطر ۸ میلیمتر محصور شده اند ضروری است.

۳- حداقل ضخامت روکش بتنی ۱۰۰ میلیمتر می باشد.

۴- حداقل قطر خاموت ۸ میلیمتر و حداکثر آن ۱۴ میلیمتر می باشد. زاویه خم انتهای خاموت ها ۱۳۵ درجه می باشد.

۵- فاصله محور به محور خاموت ها نباید از ۲۰۰ میلیمتر تجاوز نماید، لیکن ترجیحا فاصله خاموت ها نباید از ضخامت روکش بیشتر شود. در فاصله ۱/۴ ارتفاع ستون از بر تکیه گاه، فاصله خاموت ها نباید از ۱۰۰ میلیمتر بیشتر شود.

۶-فاصله آماتورهای متوالی افقی ستون نباید از هیچ یک از مقادیر زیر بیشتر شود:

الف: ۱۲ برابر قطر کوچکترین میلگرد طولی اعم از اینکه منفرد باشد یا عضوی از گروه میلگردهای در تماس بشمار آید.

ب: ۴۸ برابر قطر میلگرد خاموت ها

پ: ۲۵۰ میلیمتر

اگر مقاومت بتن روکش از مقاومت بتن موجود بیشتر باشد به هنگام تحلیل مقاومت خمشی ستون مقاومسازی شده، می توان مقطع ستون را برابر مقطع افزایش یافته و مصالح آن را همانند مصالح اولیه ستون در نظر گرفت. با فرضی محافظ کارانه، می توان ظرفیت خمشی تسلیم و نهایی ستون را تا ۹۰% مقادیر محاسبه شده در نظر گرفت. افزایش ظرفیت برشی را می توان بر اساس مقدار خاموت های اضافه شده محاسبه نمود. برای محاسبه مقدار دورگیری نیز تنها خاموتهای اضافه شده در نظر گرفته می شود.

۲. استفاده از ژاکت فولادی

محصور نمودن ستون های بتنی با پوشش فولادی (روکش فولادی) از دیگر روش های مقاوم سازی ستون های بتنی می باشد. در این روش، افزایش ناچیزی در ابعاد و وزن ستون بوجود می آید. موثر بودن این روش منوط به سختی مناسب روکش در برابر تغییر شکل های جانبی بتن می باشد.

ورق های فولادی روکش در تمامی طول خود به هم جوش می شوند و فضای اندک بین روکش و ستون توسط ملات منبسط شونده پر می گردد برای بهبود عملکرد مجموعه می توان از کاشت میلگرد برای انتقال برش بین ورق و بتن استفاده نمود.

استفاده از روکش فولادی می تواند به عنوان روشی موقت برای بهسازی ستون هایی که پس از زلزله دچار آسیب شده اند نیز، بکار گرفته شود.

 

 

روکش فولادی مقاومت برشی و تا حدودی دورگیری ستون را افزایش می دهد. نمونه های از روکش های فولادی که استفاده از آن منجر به افزایش مقاومت برشی می گردد.

در صورت عدم پیوستگی بین روکش های فولادی ستون در طبقات مختلف، ظرفیت نیروی محوری ستون افزایش نمی یابد. تا زمانی که نتوان ورق های روکش فولادی را به فونداسیون متصل کرد و پیوستگی بین روکش فولادی طبقات مختلف را از میان دال ایجاد نمود، مقاومت خمشی ستون افزایش نمی یابد. با بکارگیری جزئیات مناسب که نمونه های اجرا شده ی از آن در شکل نشان داده شده است، مقاومت خمشی ستون ها افزایش می یابد.

 

ژاکت های فولادی مستتطیلی و مربعی به تنهایی برای انجام عمل تقویت در ستون ها کاربرد عملی چندانی ندارند. تاثیر اصلی این نوع از ژاکت ها، افزایش مقاومت برشی در ستون است.یک ستون تقویت شده به منظور بهبود مقاومت برشی معمولا احتیاج به افزایش شکل پذیری خمشی دارد که در ژاکت های مستطیلی تنها در گوشه های مقطع فراهم می شود. علت این امر، مقاومت کم این نوع از ژاکت در برابر انبساط جانبی هسته بتنی است.

به جهت بهبود رفتار خمشی ژاکت های فولادی مستطیلی از سخت کننده در ارتفاع ستون استفاده می شود. با استفاده از سخت کننده ژاکت فولادی بیشتر محصور شده و از تورم آن جلوگیری می شود. مبنای طراحی ژاکت فولادی و سخت کننده ها بر اساس تامین ظرفیت شکل پذیری خمشی ستون است.

هم چنین ضخامت سخت کننده ها نقش بسزایی در افزایش ظرفیت برشی ستون ها دارد به طوری که با افزایش ضخامت سخت کننده میزان ظرفیت برشی و سختی ستون افزایش پیدا می کند و در حالت کلی ضخامت سخت کننده ها به منظور اعمال محصور کنندگی بهتر از ضخامت ژاکت فولادی بیشتر باشد.

فاکتور مهم دیگر طول سخت کنندگی می باشد که این طول باید کمی بیش از طول ناحیه مستعد تشکیل مفصل پلاستیک باشد تا بتواند از تورم ژاکت در این ناحیه جلوگیری کند.

روکش فولادی را می توان با نیمرخ های فولادی و تسمه های اتصال به شکل قفسه اجرا نمود . این نوع روکش فولادی یکی از متداولترین و کاربردی ترین روشهای اجرایی روکش های فولادی می باشد.

 

۳. استفاده از الیاف  FRP

مقاوم سازی اعضای بتنی با مصالح کامپوزیت FRP روش نسبتا جدیدی به شمار می رود. مصالح FRP خواص فیزیکی مناسبی دارند که می توان به مقاومت کششی بالا و ضخامت و وزن کم آن ها اشاره نمود. در ستون ها بتنی استفاده از FRP ضمن افزایش ظرفیت برشی ستون، مد گسیختگی آن را از حالت برشی به خمشی تغییر داده و شکل پذیری را میزان قابل توجهی افزایش می دهد.

 

برای محصور کردن عضو بتنی، لازم است راستای الیاف کربن تک جهته  تا حد امکان عمود بر محور طولی عضو باشد . در این وضعیت، الیاف حلقوی مشابه تنگ های بسته یا خاموت های مارپیچی فولادی عمل می کنند. در محاسبه مقاومت فشاری محوری عضو باید از سهم الیاف موازی با راستای طولی آن صرفنظر گردد.

 

 

منبع:

مقاوم سازی افریز

قبولی در آزمون محاسبات نظام مهندسی عمران

برای قبولی در آزمون محاسبات چه باید کرد؟ برای قبولی در آزمون محاسبات باید قطعا کارهای زیادی انجام دهیم . مثلا باید بدانید که مدیریت زمان را باید در جلسه آزمون جدی بگیرید یا اینکه مثلا باید پاسخ های تشریحی سال های گذشته را بررسی کنید.

 

تکنیک های سر جلسه آزمون محاسبات

خیلی از تکنیک های مهم هستند که شما می توانید به کمک آنها به موفقیت برسید حتما آنها را قبل از آزمون برررسی کنید و به صورت کامل  انجام دهید. بار ها و بار ها آزمون را شبیه سازی کنید تا در زمان آزمون موفق ترین باشید. 
 

پاسخ تشریحی آزمون محاسبات

اگر فرصت پایخ دادن به سوالات را ندارید حتما سعی کنید از ویدئو پاسخ تشریحی آزمون محاسبات سبزسازه استفاده کنید قطعا کمک خوبی با این تایم کم هست.

سختی سازه چیست

 در یک تعریف کلی، مقاومت در مقابل تغییر مکان سختی نام دارد.

سختی سازه چیست؟

سازه های مهندسی باید به نحو ایمنی بتوانند در مقابل بارهای وارده مقاومت نمایند. در کنار معیار مقاومت, سازه باید سختی جانبی کافی داشته باشد تا تغییر شکل های بیشتر از حد مجاز در آن ایجاد نگردد. مقاومت و سختی یک سازه بستگی به آرایش هندسی اعضاء ، مشخصات هندسی مقطع  اعضاءومصالح بکار رفته دارد. روش محاسبه سختی نیز بدین صورت است که اگر برای تحلیل سازه،تغییرمکان های سازگار شامل انتقال ها ودوران ها به عنوان مجهول انتخاب شوند و سپس شرایط تعادل نیروها در گره های سازه اعمال گردد; معادلاتی بدست خواهند آمد که مجهولات آنها تغییر مکان ها وضرائب آنها ضرائب سختی ساختمان می باشد.

انواع سختی ها:

مرکز جرم(center of mass)

مرکز صلبیت(Center of Rigidity)

مرکز برش   (center of shear)

مرکز پیچش (center of torsion)

روش محاسبه مرکز برش

نحوه محاسبه مرکز صلبیت

محاسبه مرکز نیرو(برای محاسبه پیچش)

تفاوت سیستم مهاربندی و قاب خمشی

اصولا در بررسی و مقایسه سیستم های مختلف دو معیار عمومی زیر را باید مورد توجه قرار داد:

1. سازه باید برای حفظ تغییر شکل ها تا حدی که خسارت زلزله های معمولی به صورت غیرسازه ای باشد دارای سختی کافی باشد.
2. شکل پذیری سازه باید به اندازه ای باشد که در زلزله های شدید دچار تخریب سیستم سازه ای و انهدام عمومی نشود.

سیستم مهاربندی چیست؟

سیستم مهاربندی مجموعه ای از اعضای قائم(ستون ها)، اعضای افقی(تیرها) و اعضای مورب (بادبندها) است که توسط اتصالات مفصلی به یکدیگر متصل شده اند. در این سیستم، مهاربند ها با ایجاد سختی در برابر نیروهای جانبی مقاومت کرده و مانع از خرابی سازه می شوند.

 

اتصالات سیستم مهاربندی :

از آن جایی که مهاربند ها در سیستم های مهاربندی سختی ایجاد می کنند نیاز به اتصالاتی دارند که اجازه ی حرکت آزادانه را به اعضا بدهند. تصور کنید که اتصالات نیز مثل مهاربندها سختی ایجاد کنند؛ چه اتفاقی رخ می دهد؟ مسلما تا حدی سازه در برابر نیروی جانبی مقاومت می کند ولی پس از افزایش نیرو، به دلیل سختی بالا، دچار خرابی شدیدی می شود. پس لازمه ی عملکرد بهینه سازه این است که سختی اعضای مهاربندی و شکل پذیری اتصالات آنها در کنار هم و به صورت مکمل در برابر بار جانبی وارد عمل شوند.

 

 

اتصال مفصلی اتصالی است که در برابر چرخش هر یک از اعضای متصل به آن هیچ مقاومتی از خود نشان نداده و فقط مانع جدا شدن اعضا از یکدیگر می­ شود. درست مشابه کاری که مفصل زانوی انسان انجام می­ دهد.

مزایا و معایب سیستم مهاربندی :

• سختی زیاد
• کنترل تغییرمکان های جانبی (دریفت)
• سادگی اجرا
• اقتصادی بودن
• محدودیت معماری در بازشوها
• ارتعاش زیاد

 

 

 

سیستم قاب خمشی چیست؟

سیستم قاب خمشی مجموعه ای از تیرها و ستون ها و اتصالات صلب را شامل می شود که به طور همزمان نیروهای جانبی و ثقلی را تحمل می کنند.

در این سیستم چون هیچ عضو اضافی(مثل مهاربند یا دیوار برشی) وجود ندارد، که در برابر تغییرشکل های جانبی مقاومت کند، بنابراین سازه از شکل پذیری بالایی برخوردار است؛ به عبارتی در صورت وارد شدن نیروهای جانبی، قاب سازه مشابه موم در برابر این نیروها تغییرشکل داده و بدین ترتیب مانع از خرابی ساختمان می شود.

 

 

اتصالات سیستم قاب خمشی :

ویژگی های سیستم قاب خمشی ما را ملزم می کند، اتصالات پیچیده و صلبی برای این سیستم در نظر بگیریم تا در هنگام وارد شدن بار جانبی، شکل پذیری این سیستم را کنترل کرده و از جدا شدن اعضا به دلیل تغییرشکل ­های جانبی جلوگیری کند.

به بیان ساده اعضای سیستم قاب خمشی شکل پذیرند و اتصالات سخت می باشند در نتیجه عملکردهای مکملی را در برابر بارهای جانبی خواهند داشت.

اتصال صلب اتصالی است که علاوه بر مقاومت در برابر جدا شدن اعضا از یکدیگر، از چرخش اعضا نسبت به هم جلوگیری می­ کند. در این نوع اتصالات زاویه اجزای متصل شونده قبل از بارگذاری ۹۰ درجه می باشد و بعد از بارگذاری نیز ثابت (یعنی همان ۹۰ درجه) باقی می ­ماند.

 

 

مزایا و معایب سیستم قاب خمشی :

• آزادی عمل بالا در معماری
• انعطاف پذیری مناسب
• اتصالات سنگین و پیچیده
• بالا رفتن وزن سازه
• هزینه بالا
• تغییرمکان های جانبی (دریفت) زیاد

 

 

منبع:

سبزسازه

دیوار درای وال چیست؟

درای وال چیست؟

درای وال اصطلاحی است که از آن برای ساخت و ساز های خشک استفاده می شود . درای وال یا دیوار خشک یکی از انواع دیوار های سبک است که در آن از انواع پوشش های ورقه ای یا تخته ای مانند صفحات روکشدار گچی، تخته های سیمانی الیافی و … استفاده می شود و با استفاده از ادوات اتصال مانند پیچ، میخ و پرچ بر روی سازه زیر سازی درای وال نصب می گردد.

دیوار خشک یک نوع دیوار پیش ساخته می باشد و  در صنعت ساختمان به دلیل اینکه در دیوار خشک از هیچگونه مواد با پایه آب مانند ملات ماسه، سیمان و … وجود ندارد  به آن درای وال گفته می شود. در ساختمان سازی به ورقه گچی که میان دو لایه ضخیمی از کاغذ یا مقوا فشرده شده باشد  دیوار خشک می گویند.

نحوه اجرای درای وال

درای وال  یا دیوار خشک از یک سری ناودانی های عمودی و افقی تشکیل شده است که در ابتدا ناودانی های افقی را در امتداد هم روی کف و سقف توسط تفنگ گازی و میخ های فولادی پرچ کرده و سپس ناودانی های عمودی را با فاصله ۴۰ تا ۶۰ سانتی متر درون ناودانی های افقی نصب می کنند.

نکته مهم این است که فاصله ناودانی های عمودی  را باید با توجه به کاربری دیوار کم یا زیاد نمود. ضمن اینکه اتصالات مفضلی دیوار باعث می شود تا دیوار مورد نظر در برابر زلزله مقاوم باشد و بعد از آن نوبت به صفحات گچی  و یا سیمانی است که با ابعاد  ۱۲۰*۲۴۰ بر روی سازه های عمودی و افقی قرار داده و پیچ می شود.

کاربرد Drywall

تخته گچ یا درای وال به منظور پوشش دیوار های خارجی ساختمان، پوشش دیوارهای داخلی، دیوارهای جداکننده، پوشش سقف های دکوراتیو، قاب بندی های مختلف با سبک های گوناگون استفاده می شود و  یک سطح یکپارچه و مستحکم را ایجاد می کند.

 

 

 

مزایای استفاده از دیوار خشک

• از طریق دیوار خشک می توان بار مرده ساختمان را کاهش داده و در نتیجه خطرات ناشی از زلزله های احتمالی هم کاهش می یابد و به دلیل اتصال قاب دیوار های خشک به سازه در هنگام زلزله تعمل مناسب میان قابی بین دیوارهای خشک و سازه وجود دارد.
• با وجود دیوار های خشک مصالح مختلف مانند پروفیل های آهنی، میلگرد آجر، بلوک سیمانی، شن، ماسه، سیمان، خاک رس،  آب و … حذف خواهد شد  و از این طیق می توان در هزینه های ناشی از حمل و نقل و پرت مصالح صرفه جویی نمود.
• در درای وال دیگر نیاز به ادوات جوشکاری نداشته و هزینه های مصرف برق و مشکلات آن در مناطق شهری به صورت کامل حذف می شود.
• سرعت اجرای بالای دیوار خشک از دیگر مزایای آن بوده و کار در حدود ۳ تا ۴ برابر از سیستم های سنتی سریع تر انجام می شود و این مسله حذف هزینه های استقرار اکیپ در محل اجرای پروژه را به همراه دارد.
• زمان خواب سرمایه در پروژه هایی که از دیوار خشک استفاده می شود کاهش یافته و مدت زمانی کوتاهی طول می کشد تا پروژه از مرحله شروع به مرحله اتمام نازک کاری برسد.
• درای وال ها عایق بندی صوتی را در برابر تراگسل های صدای کوبه ای و هوابرد در ساختمان را فراهم می کنند و  می توان همزمان با اجرای تیغه ها تاسیسات مکانیکی و برقی را اجرا کرده چرا که میان تیغه ها فضای خالی وجود دارد.
• به آسانی با کمک درای وال ها می توان به تاسیسات مکانیکی و برقی دسترسی پیدا کرد و در زمان بروز مشکل می توان آنها را ترمیم، تعمیر و یا تعویض نمود.
• نظافت ساختمان بعد از ملات های سیمانی، گچی و …  با استفاده از دیوار خشک حذف می شود و هزینه های مربوط به نظافت نخاله ها ساختمانی کاهش می یابد.
• دیوارهای خشک کیفیت ثابت و استانداردی دارند  و به دلیل تولید صنعتی و حذف هزینه های ناشی از عدم یکنواختی مصالح سنتی و همچنین انبار کردن مصالح مختلف مانند سیمان، گچ، و …  رطوبت و ناکارآمدی در آنها ایجاد نمی شود.
• درای وال را می توان بر روی هر نوع کف تمام شده اجرا نمود و این مسله باعث می شود تا تغییرات آتی بنا بسیار آسان گردد.
• برای اجرای کاشی و سرامیک روی این نوع دیوار ها نیاز به شاقول و تراز کردن نبوده  و سرعت  اجرا کاشی و سرامیک روی آنها بالا خواهد بود.
• در درای وال برای رنگ آمیزی دیوار  مدت زمان خشک شدن نازک کاری مخصوصا” در ماه های سرد سال حذف می شود .

دیوار کناف

دیوار خشک یا درای وال در ایران با نام دیوار خشک کناف یا درای وال کناف یا دیوار کناف معروف است و به صورت متداول با همین نام شناخته می شود و به صورت کلی با نام هایی مانند شیت راک، وال برد، گچ برگ، پلاستر برد و … هم معرفی می شوند.

 

منبع:

بست وال

 

نقشه خوانی ساختمان

هر مهندس عمرانی در هر شاخه ای که کار میکند، نیاز دارد که مهارت نقشه خوانی ساختمان رو بلد باشه. 

یک مهندس طراح سازه ، برای مدل سازی نیاز داره به مهارت نقشه خوانی ساختمان. چون مدل سازی از روی نقشه معماری انجام می شود.

یک مهندس ناظر هم برای اینکه نظارت کنه حتماً نیاز هست که مسلط باشه به نقشه معماری و سازه. اصلاً وظیفه مهندس ناظر این هست که مطابقت بدهد آنچه که اجرا شده رو با آنچه که در نقشه هست. پس باید باید نقشه خوانی ساختما رو بلد باشه.

یک مهندس مجری حتماً باید به نقشه خوانی ساختمان مسلط باشه. چون ساختمان باید دقیقاً مطابق نقشه ها اجرا بشه. گاهی وقت ها، ممکنه نقشه های ساختمان با همدیگه یا با ابعاد زمین مطابقت نداشته باشه. وظیفه مهندس مجری هست که قبل از اجرا نقشه ها رو بررسی کنه. اگر مغایرتی در نقشه ها بود حتماً اون ها را گزارش کنه.

من هم در طول چندین سال کارم،  از این مغایرت ها خیلی دیدم. نمونه هایی رو در ادامه براتون مطرح کردم:

نمونه ۱: 

پروژه ای بود که نقشه های معماری اون با سازه مطابقت نداشت. سازنده هم از ابتدا نقشه رو بررسی نکرده بود. فونداسیون و ستون های طبقه اول اجرا شده بود، که متوجه این موضوع شدند. توی اون نقشه جهت راه پله و تیر نیم طبقه اشتباه قرار داده شده بود. اگر اجرا به همون شکل ادامه می یافت، مجبور بودند در ورودی ساختمان رو داخل اتاق خواب قرار بدهند. در ادامه مجبور شدند، نقشه های معماری را تغییر دهند، که این کار اصلا برای مالک ساختمان، خوشایند نبود.

اگر قبل از اجرا نقشه ها با دقت بررسی می شد، نقشه ها قبل از اجرا اصلاح می شد و این مشکل پیش نمی آمد.

نمونه ۲:

پروژه دیگری بود، که ابعاد زمین مغایرت داشت با نقشه. سازنده توجه نکرده بود، بعد از گودبرداری و اجرای سقف های زیر زمین متوجه این موضوع شدند، به خاطر این مغایرتی که ابعاد زمین داشت، چند تا از پارکینگ ها حذف شد.

 این پروژه در منطقه فرمانیه تهران بود. توی اون منطقه هر پارکنیگ، حداقل ۴۰-۵۰ میلیون قیمتش هست . خوشبختانه،  پارکینگ های حذف شده، مازاد بودند و پروژه با کسری پارکینگ مواجه نشد. اگر کسری پارکینگ داشتند، باید یک جریمه سنگین هم بابتش به شهرداری پرداخت می کردند. حال اگر نقشه خوانی درست و تطبیق نقشه موجود با ابعد ملک قبل از گودبرداری، همچین ضرری را متحمل نمی شدند.

 

منبع:

نگین عمران

چاهک آسانسور چیست؟

چاه آسانسور فضایی است که بصورت یک تونل عمودی از پائین ترین سطح ساختمان تا سطح بام آخرین طبقه ساختمان و تا اتاقی در بالای ساختمان بنام موتور خانه ادامه دارد. البته اندازه عرض و ارتفاع این فضا باید بر اساس نوع آسانسور و قطعات جانبی آسانسور مشخص گردد که این موارد در نقشه کشی آسانسور قابل محاسبه است.

به قسمت پایین چاه آسانسور که در زیر پایین ترین طبقه آسانسور واقع شده است چاهک یا چاله آسانسور (Pit) گویند. در چاهک آسانسور قطعات مختلفی نصب میگردد مانند ضربه گیرهای کابین آسانسور ، ضربه گیرهای وزنه تعادل ، پایه های ریل های راهنمای کابین ، فلکه کششی سیم بکسل گاورنر آسانسور ، فلکه کشش زنجیر جبران آسانسور و البته چراغ روشنایی ته چاهک و نردبان و البته چاه ارت آسانسور.

 

 

در صورتیکه آسانسور هیدرولیک باشد در این چاهک علاوه بر ضربه گیرها قطعاتی مانند پایه جک هیدرولیک و فلنچ جک های زیر و شلنگ و لوله های هیدرولیک.

توجه نمایید که حتما باید بعد از نصب تجهیزات فوق ، باید چاهک آسانسور نسبت به نفوذ آب ایزوله شود. همچنین بر اساس استاندارد های نصب آسانسور اگر عمق چاهک آسانسور بیشتر از 2.5 متر باشد بهتر است یک درب ورودی کوچک به چاهک تعبیه شود تا کار سرویسکاری و تعمیرات آسانسور براحتی قابل انجام باشد. ولی اگر ایجاد درب ورودی میسر نبود حتما باید نردبان ثابت تعبیه شود تا سرویسکار آسانسور بتواند براحتی و با ایمنی کامل وارد چاهک شده و از آن بیرون آید.

 

 
نحوه طراحی و ساخت چاهک (Pit) آسانسور

در ساخت و طراحی چاهک آسانسور باید نکات متعددی را در نظر بگیرید تا هم از لحاظ استاندارهای نصب آسانسور مشکلی پیش نیاید و هم اینکه امنیت آسانسور در مواقع بحرانی بخوبی حفظ شود.

 

• در محلی که ریل های راهنما در انتهای چاهک نصب و فیکس می شوند حتما زیر ریلهای راهنمای کابین و ریل های راهنمای وزنه تعادل باید پلیت کار گذاشته شود تا بهترین استحکام برقرار شود.
• در در محل نصب ضربه گیرها در چاهک آسانسور ، در زیر ضربه گیرهای کابین و ضربه گیرهای وزنه تعادل آسانسور باید سکوی فلزی یا بتونی کار شود.
• در چاهک آسانسور حتما یک عدد پریز برق و یک کلید برای روشنایی خوب در چاه آسانسور تعبیه گردد.
• اگر امکان داشت ، یک فنس با مساحت 1.5 در 1.5 متر را در ته چاه آسانسور بصورت عمودی بین فضای بین وزنه تعادل و کابین آسانسور قرار دهید تا به گونه ای یک فضای جدا شده بین این دو در چاهک آسانسور بوجود آید.
• حتما درنیم متری از کف چاهک آسانسور یک چراغ تونلی برای روشنایی چاهک آسانسور قرار داده شود و همچنین به ازای هر طبقه از آسانسور نیز یک چراغ تونلی نصب شود.
• حتما یک نردبان جهت دسترسی آسان به کف چاه آسانسور (چاهک) تعبیه گردد.
• سیم ارت Earth آسانسور بهتر است در کف چاه آسانسور ( چاهک آسانسور ) قرار گیرد و توجه کنید که در عمق کافی از زمین قرار گیرد.

کنترل خیز دال بتنی

 

می دانیم دال های بتنی قبل از آنکه تحت نیروی های زلزله قرار گیرند تحت بارهای ثقلی (مرده و زنده) هستند.با تاثیر این بارها در دراز مدت (که سبب ایجاد افت و خزش در بتن می شود)، تغییر شکل های قابل توجهی در وسط چشمه ی دال ایجاد می شود.تیرهای بتنی نیز حداکثر تغییر شکل را تحت بارهای ثقلیِ دراز مدت، عموماً در وسط دهانه خود تجربه می کنند. این تغییرشکل که یکی از مهم ترین عوامل تعیین کننده ی ابعاد تیر و ضخامت دال است.

 

 

چرا اصلاً به کنترل خیز دال بتنی می پردازیم؟

• کاهش زیبایی فضای داخلی
• سلب آسایش ساکنین ساختمان
• اختلال در عملکرد درب و پنجره و حتی آسانسور
• آسیب دیدگی اجزاء غیرسازه ای نظیر تیغه ها، نازک کاری ها و سقف های کاذب (در صورتیکه این اجزاء به دال متصل باشند.)

تصاویر زیر به خوبی اهمیت کنترل خیز را نشان می دهند:

 

 

 

حال که با خیز و علل کنترل آن آشنا شدیم، به بررسی و تفسیر بندهای آیین نامه ای آن می پردازیم.

بند های آیین نامه

الف) کنترل خیز تیر بتنی، دال بتنی  یک طرفه توپر و سقف تیرچه بلوک

در روال طراحی مرسوم در ایران معمولاً برای کنترل خیز تیر بتنی و سقف تیرچه بلوک (نوعی دال یک طرفه) از جدول 9-17-2 مبحث نهم استفاده می شود. اغلب مهندسین با جایگذاری چند عدد متعارف و اجرایی در روابط عنوان شده در جدول زیر، متوجه می شوند که در اکثر موارد ارتفاع تیرها و ضخامت دال بتنی به دلایل سازه ای بسیار بیشتر هستند از مقادیر محاسبه شده در جدول زیر که مقادیر حداقل ضخامت دال بتنی و همینطور حداقل ارتفاع تیر بتنی را نشان می دهد؛ لذا کنترل خیز آن ها را ضروری نمی دانند.

 

 

کنترل خیز دال های بتنی دوطرفه

مبحث نهم برای کنترل خیز در دال های بتنی دو طرفه تخت، در بند 9-17-2-6-3 این آیین نامه، دال دو طرفه را به دو نوع «فاقد تیر میانی» و «متکی بر تیر تکیه گاهی» تقسیم کرده است. بند 9-17-2-6-4 مربوط به ضوابط کنترل خیز دال فاقد تیر میانی و بند 9-14-2-6-5 مربوط به ضوابط کنترل خیز دال متکی بر تیر تکیه گاهی است.

 

 

برای دال فاقد تیر میانی:

 

 

برای دال های متکی بر تیر تکیه گاهی:

 

 

 

منبع:

سبزسازه