سد سه دره چین

سد سه دره، بزرگترین سد کنونی جهان است. هرچند شنیدن نام چین به عنوان محل احداث این سد به دلیل پهناور بودن و داشتن بیشترین جمعیت جهان چندان تعجب‌آور نیست، اما بررسی مقایسه‌ای بعضی از مشخصات این سد و نیروگاهش با آنچه که درخصوص سایر سدها و نیروگاه‌‌ها شنیده‌ایم و همچنین دقت در بعضی از اطلاعات جانبی مربوط به چین واقعاً باعث شگفتی می‌شود.

کشور چین با جمعیت 1.2 میلیارد نفر و با 32 ایالت خودمختار و 9.6 میلیون کیلومتر مربع مساحت به قدری پهناور است که برای اداره آن باید به اتکای نیروهای انسانی کارآمد دست به کارهای بزرگ زد. چین در حال حاضر 25 هزار مهندس ارشد و کارشناس در زمینه برنامه‌ریزی آب برای سدها و نیروگاه‌های آبی دارد و 270 هزار نفر در 16 دفتر و محل ساخت این نیروگاه‌ها مشغول به کار هستند. حجم بارش سالانه چین در حدود 6000 میلیارد مترمکعب (حدود 15 برابر ایران است) و در شرایطی که در این کشور در سال 1950 فقط 8 سد کوچک (با ارتفاع کمتر از 15 متر) و 5 سد بزرگ مرتفع‌تر از 15 متر) وجود داشت. طی یک دوره 50 ساله و در شرایط محاصره فنی از سوی کشورهای صاحب تجربه، بیش از 90000 در سد از انواع مختلف ساخته شده که 23000 مورد آن جزو سدهای بزرگ با ارتفاع بیشتر از 15 متر (بیش از 50 درصد سدهای بزرگ جهان) است و 380 سد آن با حجم مخزن بیش از 100 میلیون مترمکعب جزو سدهای خیلی بزرگ محسوب می‌شوند.

رودخانه یانگ تسه ( Yangtze river) که سد سه دره بر روی آن ساخته می‌شود، با 6300 کیلومتر طول (حدود 3 برابر فاصله ارومیه تا زاهدان) و حجم آورد سالانه 950 میلیارد مترمکعب (حدود 7 برابر کل آورد همه رودخانه‌های ایران که 135 میلیارد مترمکعب در سال است)، یکی از بزرگترین رودخانه‌های جهان است که به لحاظ سیل‌های مخرب در رتبه اول جهان قرار می‌گیرد. برای مثال سیل سال 1998 این رودخانه به کشته شدن بیش از 3000 نفر، آواره شدن 8/13 میلیون نفر، تخریب میلیون‌ها مسکن و از بین رفتن 8/4 میلیون هکتار از زمین‌های کشاورزی منجر شد.

عملیات احداث سد سه دره با چهار هدف اصلی : 1- ذخیره سازی آب کشاورزی، 2- کنترل سیلاب، 3- تولید برق و 4- گسترش کشتیرانی و حمل و نقل آبی و با هدف جانبی جهانگردی و جلب توریست از سال 1992 آغاز شد و ساخت آن به قدری مهم بود که به سرعت به عنوان سمبل توسعه چین مورد توجه قرار گرفت.
حجم ذخیره سازی این سد 36.3 میلیارد مترمکعب (حدود 200 برابر مخزن سد کرج و بیشتر از حجم ذخیره آب تمام سدهای موجود در ایران) می‌باشد که بزرگترین مخزن در بین سدهای جهان  است. احداث این سد با هزینه 22 میلیارد دلار (حدود 25 برابر هزینه احداث سد کرخه بزرگترین سد ایران و معادل درآمد یک سال فروش نفت ایران) صورت گرفته که از این بین فقط حدود 5 میلیارد دلار برای جابه‌جایی محل زندگی و تملیک اراضی بیش از یک میلیون نفر از ساکنین اطراف سد که محل سکونت آنها در دریاچه سد فرو می‌رود، هزینه شده است.

در زمینه تولید برق، رکورد شکنی این سد قابل توجه است. نیروگاه‌های این سد دارای ظرفیت 18200 مگاوات هستند (ظرفیت کلی تولید برق انواع نیروگاه‌های ساخته شده فعلی در ایران 30000 مگاوات، برق تولیدی کل سدها 4000 مگاوات و بیشترین ظرفیت یک نیروگاه برق آبی در کشور 2000 مگاوات است. این نیروگاه با تولید متوسط سالانه حدود 85 میلیارد کیلووات ساعت، نیاز بخش زیادی از مرکز و شرق چین به انرژی الکتریکی را تأمین خواهد کرد و به این طریق از آلودگی ناشی از سوختن حدود 45 میلیون تن زغال سنگ جلوگیری به عمل می آورد. در ضمن امکان افزایش ظرفیت این نیروگاه تا 22400 مگاوات برای طرح‌های توسعه در آینده پیش‌بینی شده است.

با آبگیری کامل این سد، دریاچه‌ای به طول 660 کیلومتر (بیش از 15 برابر فاصله تهران – کرج) و عرض حداقل یک کیلومتر در انتهای دریاچه ایجاد می‌شود که باعث توسعه خط حمل و نقل آبی و کشتیرانی و افزایش ظرفیت حمل بار در رودخانه یانگ‌تسه از 10 میلیون تن به 50 میلیون تن خواهد شد. برای توجیه‌پذیری احداث این سد به رونق پرورش ماهی و همچنین زمینه‌های جهانگردی نیز توجه ویژه‌ای مبذول شده است، به نحوی که طی سال‌های اخیر دیدن محل احداث سد سه‌دره به یکی از برنامه‌های ثابت تورهای مسافرتی کشور چین تبدیل شده است و از هر جهانگرد برای تهیه بلیط ورودی 70 یوان معادل 7 هزار تومان دریافت می‌شود.
احداث سد سه‌دره که به علت واقع شدن در محدوده سه‌دره نزدیک به هم، به این اسم نامگذاری شده، دارای سه بخش اصلی «بدنه سد»، «سرریز» و «سیستم انتقال و بالابری کشتی‌ها» است و 17 سال به طول انجامیده است. این سد از نوع بتنی وزنی با طول تاج 2310 و ارتفاع 185 متر می‌باشد و سازه سرریز آن که در بخش میانی واقع شده دارای 483 متر طول با 23 خروجی در کف و 22 دریچه فوقانی است و توان عبور دادن دبی معادل 102500 مترمکعب در ثانیه را داراست. نیروگاه این سد در مرحله نخست شامل 26 واحد 700 مگاواتی می‌باشد که 14 واحد آن به صورت فضای باز در ساحل چپ و 12 واحد آن به صورت زیرزمینی در ساحل راست در دست ساخت است. برای طرح توسعه نیروگاهی این سد نیز احداث 6 واحد 700 مگاواتی دیگر به صورت زیرزمینی در ساحل راست پیش‌بینی شده است..

            دوره احداث این سد به سه فاز اجرایی تقسیم شده است که در فاز اول که از سال 1992 تا 1997 به طول انجامید فرازبند، کالورت انحراف آب، مراحل نخست تأسیسات بالابری کشتی‌ها و راه‌های دسترسی گوناگون تکمیل شدند. در فاز دوم، ساخت بدنه اصلی سد، نیروگاه‌ها، سرریز و تکمیل تأسیسات بالابر کشتی‌ها در حد فاصل سالهای 1997 تا 2003 برنامه‌ریزی شد که با تکمیل بخش عمده‌ای از آن عملیات آبگیری در اول ژوئن 2003 آغاز شد. نکته جالب این که فقط با سپری شدن 12 روز، آبی به حجم 4/12 میلیارد مترمکعب با ارتفاع 135 متر در دریاچه این سد ذخیره شد. این حجم آب، امکان شروع عملیات کشتیرانی مورد نظر را فراهم کرده و تراز آن برای شروع به کار نیروگاه‌های تکمیل شده کافی می‌باشد. بر این اساس 2 واحد 700 مگاواتی جناح چپ و کل نیروگاه‌ها در سال 2009 که عملاً انتهای فاز سوم دوره اجرا و تاریخ پایان عملیات احداث این سد است، کار خود را شروع کردند. در ساخت این سد 20 هزار نفر کارگر، 350 نفر مهندس و 9 شرکت برنامه‌ریزی و طراحی به فعالیت کرده اند . مسلماً احداث چنین سد بزرگ و بی‌نظیری در همه سطوح مدیریت، طراحی و اجرا حاوی نکات آموزنده و فراوانی است که می‌تواند مورد تحقیق و توجه فنی متخصصین مربوطه قرار گیرد.

بر اساس آخرین برآوردها هزینه اجرای آن حدود 3 میلیارد دلار کمتر از بودجه مصوب و پیش‌بینی شده می باشد.

شناخت رفتار سازه‌ پل و برآورد نیروهای وارد بر آن

‌مقدمه
در سال‌های اخیر شناخت از رفتار سازه‌ها و برآورد نیروهای وارد بر آنها به خصوص در هنگام زلزله از پیشرفت قابل ملاحظه ای برخوردار بوده است. جامعه مهندسی کشور ما نیز در بخش مشاوره (طراحی سازه ها) از این خوان دانش به مدد حضور آیین نامه‌های طراحی به روز و ابزارهای قدرتمند نرم‌افزاری وارداتی،  بهره‌مند شده است. این موضوع در مراحل اول و دوم مطالعات طراحی به خوبی رخنمون داشته اما در  اجرا متاسفانه فاصله قابل توجهی میان دانش نیروهای بخش طراحی با دانش نیروهای فنی دستگاه های نظارتی و پیمانکاران به وجود آمده که خود عامل مهمی در برآورده نشدن کیفیت مناسب در هنگام اجرای سازه‌ها شده است. البته این نکته نیز دور از ذهن نماند که گاهی اوقات نیز فاصله مذکور به طور معکوس و به دلیل عدم آگاهی بخش طراحی از روش‌ها و ظرفیت‌های موجود در صنعت ساخت و ساز به طرح‌هایی با قابلیت های اجرایی پایین ختم گردیده است.

مقاله حاضر به چند نکته از هر دو حیطه مورد اشاره در ارتباط با طراحی و اجرای پل‌های بتن مسلح می پردازد. 

قطع پیوستگی آرماتور دورپیچ در ناحیه تشکیل مفصل خمیری در پای ستون‌های پل‌

برای استهلاک انرژی زلزله آیین نامه ها اجازه می دهند نواحی از پیش تعیین شده‌ای در سازه‌ها دچار تغییر شکل‌هاییری با حفظ سختی، مقاومت و شکل‌پذیری در چرخه های رفت و برگشتی امواج زلزله گردند. در پل‌ها این نواحی بطور معمول در زیر سازه (پایه ها) انتخاب می گردند. بطور خاص در ستون‌های بتنی پایه‌ها این تغییر شکل‌ها در پای ستون‌ها و در طول ناحیه تشکیل مفصل خمیری اتفاق می افتند. به منظور تامین شکل پذیری لازم در مناطق با خطر لرزه‌ای زیاد، آیین نامه‌ها همپوشانی overlap  آرماتورهای دور پیچ در ناحیه تشکیل مفصل خمیری  در پای ستون را ممنوع کرده‌اند. اما در شکل ذیل مشاهده می گردد که جدا از مساله همپوشانی، پیمانکار برای سهولت اجرا و به دلیل عدم آگاهی از این نکته اصولی، حتی آرماتورهای دورپیچ را هنگام اجرای فونداسیون درست در پای ستون قطع نموده است. انقطاع ایجاد شده باعث کاهش تنش‌های محصور کننده در پای ستون شده و عامل بسیار مهمی در کاهش قابل توجه شکل پذیری و ناپایداری پایه پل در هنگام زلزله خواهد بود.

وصله آرماتور طولی در ناحیه تشکیل مفصل خمیری در پای ستون‌های پل‌

بر اساس فلسفه مورد اشاره در قسمت قبل و مطابق مقررات آیین نامه ها وصله آرماتور طولی ستون فقط در ناحیه نیمه میانی ارتفاع ستون مجاز می باشد. لازم به توضیح است که حداقل طول وصله 60 برابر قطر آرماتور طولی بوده و باید ضوابط دورپیچی ویژه برای آن اعمال گردد. متاسفانه در شکل زیر مشاهده می گردد که وصله آرماتور دقیقاً در ناحیه غیر مجاز ستون قرار گرفته و آرماتورهای دورپیچ نیز در فونداسیون قطع شده‌اند. موضوع اخیر از مهمترین عوامل خرابی‌هاییا می باشد.

عدم تامین طول لازم برای نشیمن تیرهای بتن مسلح پیش ساخته عرشه پل‌

جانمایی نادرست نئوپرن در زیر تیرهای پیش ساخته عرشه پل‌

مطابق ضوابط آیین نامه ها، محور نئوپرن‌های چهارضلعی به دلیل جلوگیری از اعمال فشار غیر یکنواخت خارج از محور باید بر محور تیر منطبق بوده و اضلاع آن به موازات اضلاع تیر باشند. متاسفانه در شکل زیر مشاهده می گردد که هر دو مورد فوق در هنگام جانمایی نشیمن‌ها رعایت نشده و نئوپرن‌ها با خروج از مرکزیت قابل توجه نصب شده‌اند. این موضوع منجر به کاهش عمر مفید بهره‌برداری از نئوپرن و ایجاد تنش‌های قابل توجه در انتهای تیر می گردد.

عمل آوری نامناسب بتن عرشه و ایجاد ترک‌های انقباضی‌

در برخی موارد مشاهده می گردد که پیمانکاران برای عمل آوردن بتن دال عرشه از پهن نمودن گونی و مرطوب کردن آن استفاده می نمایند. در صورت وزش باد و با توجه به وجود منافذ باز در سطح گونی، در عمل رطوبت آب به سرعت تبخیر شده و در نتیجه ترک های سطحی فراوانی در سطح دال ایجاد می گردند. شکل زیر به وضوح این مساله را نشان میی مذکور باعث نفوذ مواد خورنده به سطح آرماتورهای دال با پوشش کم شده که به دنبال آن خوردگی آرماتور، پکیدن بتن اطراف آن و کاهش عمر مفید بهره‌برداری از پل به وقوع می پیوندد. به عنوان یک راه حل پیمانکاران می توانند بجای گونی یا همراه آن از نایلون های پلاستیکی استفاده نمایند به طوری که بخار آب در زیر پلاستیک محبوس شده و باعث عمل‌آوری بتن دال عرشه گردد. به علاوه عملیات بتن‌ریزی زمانی انجام شود که سرعت باد کم بوده و تابش شدید خورشید وجود ندارد. دهد.

اجرای نامناسب درزهای انبساط‌

اجرای نامناسب نرده های پل‌

نرده های پل ها به طور معمول دارای پایه های فولادی جعبه ای شکل در فواصل معین می باشند که توسط صفحه ستون به بتن پیاده رو اتصال می یابند. در شکل زیر مشاهده می گردد که به دلیل عدم پیش بینی فاصله مناسب بین سطح بتن نهایی و صفحه ستون به منظور گروت‌ریزی و تنظیم آن، نصب پایه دچار مشکل شده و پیمانکار مجبور شده است از صفحات پوششی پرکننده برای تامین فاصله استفاده نماید. این موضوع باعث کاهش مقاومت پایه فولادی در هنگام ضربه وسایل نقلیه می گردد.

 یکی از مسئله سازترین قسمت‌های پل‌ها در زمان بهره‌برداری، درزهای انبساط پل می باشد. هر یک از ما روزانه چندین بار ضربه وارد بر اتومبیل خود را در هنگام عبور از همین درزها تجربه می نماییم. در شکل زیر یک نمونه درز انبساط در حال اجرا نشان داده شده است. زمان اجرای درزهای انبساط بطور معمول همزمان با بتن ریزی دال می باشد، در این هنگام با توجه به دقت کم لحاظ شده در اجرای درز انبساط و همچنین عدم وجود آسفالت پوششی، رویه درز و بتن اطراف آن دارایی بلندی هایی خواهد شد که در هنگام اجرای آسفالت امکان اصلاح آنها وجود نخواهد داشت. لذا توصیه می گردد محدوده درز انبساط تا زمان اجرای آسفالت پل، بتن ریزی نشده و در هنگام اجرای آسفالت با تنظیم مناسب درز و آنگاه ریختن بتن مرحله دوم از هم تراز بودن سطح درز و آسفالت اطمینان حاصل گردد. به علاوه از اجرای درزهای فولادی با پروفیل و ورق پوششی به دلیل شکست جوش‌های اتصالی و ایجاد مشکلات فراوان احتراز شده و به جای آنها از درزهاییکی مسلح استفاده شود. پست لاست

 در پل‌های متشکل از عرشه با تیرهای بتن مسلح پیش ساخته در کشورمان استفاده از تکیه گاه نئوپرن الاستومری براییمن تیرها در محل کوله‌ها و پایه ها بسیار رایج می باشد. انتظار می رود در هنگام زلزله، تغییر مکان طولی پل به دلیل عدم وجود میرایی در این نوع نشیمنگاه‌ها قابل توجه باشد. لذا آیین نامه‌ها مقرر می‌دارند که طول نشیمن عرشه بر روییه پل از حداقل میزانی برخوردار باشد. این مهم به دلیل جلوگیری از سقوط عرشه از روی کوله و پایه به داخل دهانه می‌باشد. متاسفانه در شکل زیر مشاهده می‌گردد که طول مذکور رعایت نشده است. در حالی‌که این موضوع در هنگام تهیه نقشه های اجرایی و زمان اجرای کوله به راحتی و با تامین براکت در دیواره کوله امکان پذیر بوده است.

مزایا و معایب ساختمانهای فلزی

احداث ساختمان بمنظور رفع احتیاج انسانها صورت گرفته و مهندسین، معماران مسئولیت تهیه اشکال و اجراء مناسب بنا را برعهده دارند؛ محور اصلی مسئولیت عبارت است از:
الف ) ایمنی ب ) زیبائی ج) اقتصاد

با توجه به اینکه ساختمان های احداثی در کشور ما اکثرا" بصورت فلزی یا بتنی بوده و ساختمانهای بنایی غیر مسلح با محدودیت خاص طبق آئین نامه 2800 زلزله ایران ساخته میشود، آشنایی با مزایا و معایب ساختمانها می تواند درتصمیم گیری مالکین ، مهندسین نقش اساسی داشته باشد.

مزایای ساختمان فلزی:

 مقاومت زیاد: مقاومت قطعات فلزی زیاد بوده و نسبت مقاومت به وزن از مصالح بتن بزرگتر است ، به این علت در دهانه های بزرگ سوله ها و ساختمان های مرتفع ، ساختمانهائی که برزمینهای سست قرارمیگیرند ، حائز اهمیت فراوان میباشد .

 خواص یکنواخت : فلز در کارخانجات بزرگ تحت نظارت دقیق تهیه میشود ، یکنواخت بودن خواص آن میتوان اطمینان کرد و خواص آن بر خلاف بتن با عوامل خارجی تحت تاثیر قرار نمی گیرد ، اطمینان در یکنواختی خواص مصالح در انتخاب ضریب اطمینان کوچک مؤثر است که خود صرفه جو یی در مصرف مصالح را باعث میشود .

 دوام : دوام فولاد بسیار خوب است ، ساختمانهای فلزی که در نگهداری آنها دقت گردد . برای مدت طولانی قابل بهره برداری خواهند بود - خواص ارتجاعی : خواص مفروض ارتجاعی فولاد با تقریبی بسیار خوبی مصداق عملی دارد . فولاد تا تنشهای بزرگی از قانون هوک بخوبی پیروی مینماید . مثلآ ممان اینرسی یک مقطع فولادی را میتوان با اطمینان در محاسبه وارد نمود . حال اینکه در مورد مقطع بتنی ارقام مربوطه چندان معین و قابل اطمینان نمی باشد .

 شکل پذیری : از خاصیت مثبت مصالح فلزی شکل پذیری ان است که قادرند تمرکز تنش را که در واقع علت شروع خرابی است ونیروی دینامیکی و ضربه ای را تحمل نماید ،در حالیکه مصالح بتن ترد و شکننده در مقابل این نیروها فوق العاده ضعیف اند. یکی از عواملی که در هنگام خرابی ،عضو خود خبر داده و ازخرابی ناگهانی وخطرات ان جلوگیری میکند.

 پیوستگی مصالح : قطعات فلزی با توجه به مواد متشکه آن پیوسته و همگن می باشد و ولی در قطعات بتنی صدمات وارده در هر زلزله به پوشش بتنی روی سلاح میلگرد وارد میگردد ، ترکهائی که در پوشش بتن پدید می آید ، قابل کنترل نبوده و احتمالا" ساختمان در پس لرزه یا زلزله بعدی ضعف بیشتر داشته و تخریب شود .
مقاومت متعادل مصالح،مقاومت : مصالح فلزی در کشش و فشار یکسان ودر برش نیز خوب و نزدیک به کشش وفشار است .در تغییر وضع بارها، نیروی وارده فشاری ، کششی قابل تعویض بوده و همچنین مقاطعی که در بار گذاری عادی تنش برشی در انها کوچک است ، در بارهای پیش بینی شده ،تحت اثر پیچش و در نتیجه برش ناشی از ان قرار میگیرند. در ساختمانهای بتنی مسلح مقاومت بتن در فشار خوب ، ولی در کشش و یا برش کم است. پس در صورتی که مناطقی احتمالآتحت نیروی کششی قرار گرفته و مسلح نشده باشد تولید ترک و خرابی مینماید.

 انفجار : در ساختمانهای بارهای وارده توسط اسکلت ساختمان تحمل شده ، از قطعات پرکننده مانند تیغه ها و دیواره ها استفاده نمی شود . نیروی تخریبی انفجار سطوح حائل را از اسکلت جدا می کند و انرژی مخرب آشکار میشود ، ولی ساختمان کلا" ویران نخواهد گردید . در ساختمانهایی بتن مسلح خرابی دیوارها باعث ویرانی ساختمان خواهد شد .


 تقویت پذیری و امکان مقاوم سازی : اعضاء ضعیف ساختمان فلزی را در اثر محاسبات اشتباه ، تغییر مقررات و ضوابط ، اجراء و .... میتوان با جوش یا پرچ یا پیچ کردن قطعات جدید ، تقویت نمود و یا قسمت یا دهانه هائی اضافه کرد .

 شرایط آسان ساخت و نصب : تهیه قطعات فلزی در کارخانجات و نصب آن در موقعیت ، شرایط جوی متفاوت با تهمیدات لازم قابل اجراء است .

 سرعت نصب : سرعت نصب قطعات فلزی نسبت به اجراء قطعات بتنی مدت زمان کمتری می طلبد .

 پرت مصالح : با توجه به تهیه قطعات از کارخانجات ، پرت مصالح نسبت به تهیه و بکارگیری بتن کمتر است .

 وزن کم : ‌میانگین وزن ساختمان فولادی را می توان بین 245 تا 390 کیلوگرم بر مترمربع و یا بین 80 تا 128 کیلوگرم بر مترمکعب تخکین زد ، درحالی که در ساختمانهای بتن مسلح این ارقام به ترتیب بین 480 تا 780 کیلوگرم برمترمربع یا 160 تا 250 کیلوگرم برمترمکعب می باشد .


 اشغال فضا :‌ در دو ساختمان مساوی از نظر ارتفاع و ابعاد ، ستون و تیرهای ساختمانهای فلزی از نظر ابعاد کوچکتر از ساختمانهای بتنی میباشد ، سطح اشغال یا فضا مرده در ساختمانهای بتنی بیشتر ایجاد میشود .

 ضریب نیروی لرزه ای : حرکت زمین در اثر زلزله موجب اعمال نیروهای درونی در اجزاء ساختمان میشود ، بعبارت دیگر ساختمان برروی زمینی که بصورت تصادفی و غیر همگن در حال ارتعاش است ، بایستی ایستایی داشته و ارتعاش زمین را تحمل کند . در قابهای بتن مسلح که وزن بیشتر دارد ، ضریب نیروی لرزه ای بیشتر از قابهای فلزی است . تجربه نشان میدهد که خسارت وارده برساختمانهای کوتاه و صلب که در زمینهای محکم ساخته شده اند ، زیاد است . درحالیکه در ساختمانهای بلند و انعطاف پذیر ، آنهائی که در زمینهائی نرم ساخته شده اند ، صدمات بیشتری از زلزله دیده اند . بعبارت دیگر در زمینهای نرم که پریود ارتعاش زمین نسبتا" بزرگ است ، ساختمان های کوتاه نتایج بهتری داده اند و برعکس در زمینهای سفت با پریود کوچک ، ساختمان بلند احتمال خرابی کمتر دارند.

عکس العمل ساختمانها در مقابل حرکت زلزله بستگی به مشخصات خود ساختمان از نظر صلبیت و یا انعطاف پذیری آن دارد و مهمترین مشخصه ساختمان در رفتار آن در مقابل زلزله ، پریود طبیعی ارتعاش ساختمان است.
معایب ساختمانهای فلزی:

 ضعف در دمای زیاد : مقاومت ساختمان فلزی با افزایش دما نقصان می یابد . اگر دکای اسکلت فلزی از 500 تا 600 درجه سانتی گراد برسد ، تعادل ساختمان به خطر می افتد .

 خوردگی و فساد فلز در مقابل عوامل خارجی : قطعات مصرفی در ساختمان فلزی در مقابل عوامل جوی خورده شده و از ابعاد آن کاسته میشود و مخارج نگهداری و محافظت زیاد است .

 تمایل قطعات فشاری به کمانش : با توجه به اینکه قطعات فلزی زیاد و ابعاد مصرفی معمولا" کوچک است ، تمایل به کمانش در این قطعات یک نقطه ضعف بحساب می رسد .

 جوش نامناسب : در ساختمانهای فلزی اتصال قطعات به همدیگر با جوش ، پرچ ، پیچ صورت میگیرد . استفاده از پیچ و مهره وتهیه ، ساخت قطعات در کارخانجات اقتصادی ترین ، فنی ترین کار می باشد که در کشور ما برای ساختمانهای متداول چنین امکاناتی مهیا نیست . اتصال با جوش بعلت عدم مهارت جوشکاران ، استفاده از ماشین آلات قدیمی ، عدم کنترل دقیق توسط مهندسین ناظر ، گران بودن هزینه آزمایش جوش و ...... برزگترین ضعف میباشد.

تجربه ثابت کرده است که سوله های ساخته شده در کارخانجات درصورت رعایت مشخصات فنی و استاندارد ، این عیب را نداشته و دارای مقاومت سازه ایی بهتر در برابر بارهای وارده و نیروی زلزله است.

دانلود این مقاله

بتن یا فولاد؟

هر روز هنگام عبور از خیابان‌های شهر شاهد ساخت و سازهای روز افزونی هستیم،
ساختمان‌های مختلف از یک طبقه تا 60 طبقه که جلوی آنها انواع مصالح دیده می‌شود؛ سازه‌هایی که گاه از بتن ساخته می‌شوند و گاه از فولاد.در مورد اینکه کدام نوع سازه بر دیگری برتری دارد، اختلاف نظر شدیدی بین سازندگان ساختمان‌ها وجود دارد. معمولاً معیارهای ساخت، جواب‌های متفاوتی برای ما به همراه دارند. عمده عوامل مؤثر در این روند، هزینه، زمان و کیفیت ساخت هستند.هزینه ساخت و سود حاصل از این سرمایه‌گذاری با زمان اتمام طرح رابطه تنگاتنگی دارند. بدیهی است هر چه زمان طرح طولانی‌تر ‌شود شاهد افزایش قیمت مصالح، قیمت تمام شده طرح، هزینه‌های متفرقه و بازگشت دیرتر سرمایه خواهیم بود که خوشایند هیچ سازنده‌ای نیست.

سازه‌های بتن آرمه در مقابل سازه‌های فولادی معمولاً نیاز به هزینه کمتر و زمان بیشتری برای ساخت دارد؛ در حالی‌که سازه‌های فولادی ابتدا نیاز به سرمایه زیادی برای خرید آهن آلات دارد ولی در عوض شاهد سرعت اجرای بالاتری خواهیم بود.بنابراین در ساختمان‌های عادی کمتر از 6 طبقه در نهایت از این منظر تفاوت زیادی وجود ندارد.

در اسکلت‌های فولادی حتماً باید تمام اسکلت آماده باشد تا بتوان سقف را اجراکرد. به عبارت دیگر اول باید تیر و ستون‌هایی وجود داشته باشد تا بتوان روی آن سطحی به نام سقف یا همان کف اجرا کرد. در حالی‌که در سازه‌های بتن آرمه ابتدا ستون‌های هر طبقه و سپس سقف همان طبقه که خود مشتمل بر تیر‌ها و کف یکپارچه‌تری نسبت به سازه‌های فولادی است اجرا می‌شود.

مزیت این روش نسبت به روش اول آن است که می‌توان طبقه مورد نظر را سریعتر برای اجرای دیگر مراحل از جمله تیغه چینی، اجرای تأسیسات مکانیکی و برقی و... در اختیار سایر پیمانکاران قرار داد که خود موجب تسریع در روند طرح خواهد بود.

ولی به‌طور کلی زمان اجرای سازه‌های فولادی در مقیاسهای بزرگ تا حدودی کوتاه‌تر از سازه‌های بتن آرمه و هزینه‌های سازه‌های بتن آرمه کمتر از سازه‌های فولادی است که هر سازنده‌ای با توجه به شرایط و معیار‌های خود تصمیم‌گیرنده اصلی است.

حال با فرض وجود شرایطی کاملاً ایده‌آل، یعنی عدم‌وجود محدودیت زمان و هزینه‌ها، عامل سوم یعنی کیفیت سازه را بررسی می‌کنیم. کیفیت را می‌توان از جنبه‌های متفاوتی مانند مقاومت در برابر بارهای ثقلی وارده و زلزله، مقاومت در برابر حرارت، ابعاد، دهانه‌های قابل پوشش، تعداد طبقات قابل طراحی، قابلیت ترمیم آسان و... مورد نقد و بررسی قرار داد. با توجه به گستردگی و پیچیدگی مسئله، در اینجا فقط تصمیم‌گیری برای ساختمان‌های عادی را مورد توجه قرار می‌دهیم.

اولین و مهم‌ترین نکته قابل ذکر در این مورد مقاومت مصالح و ابعاد مصالح مصرفی است. معمولاً هر چه اعضای باربر ما ابعاد بزرگتر از نگاه عام و ممان اینرسی بالاتر از دید مهندسی داشته باشد، رفتار سازه‌ای مناسب‌تر است و هر چه مصالح مصرفی که در عرف ساختمان‌سازی‌ بتن یا فولاد هستند قابلیت تحمل نیروهای بیشتر را داشته باشند منجر به طراحی اعضای ظریف‌تری خواهند شد.

اگر هر دو عامل در کنار هم قرار گیرند منجر به رسیدن به سختی و صلبیت بالاتری خواهند شد که جزء اصلی‌ترین آیتم‌های طراحی یک مهندس محاسب به شمار می‌روند.

در طراحی سازه‌ها، مقاومت بتن را 10 درصد مقاومت فولاد فرض می‌کنند بنابراین ابعاد ستون‌ها و تیرهای بتنی، به‌مراتب بیش از سازه‌های فولادی است. البته این ابعاد بزرگ اعضای بتنی، ممان اینرسی بسیار بالاتری نسبت به گزینه دیگر به ارمغان خواهند آورد که در نهایت سازه بتنی، سختی بالاتر و معمولاً رفتار سازه‌ای مناسب‌تری دارد.

« سازه‌های بتنی سنگین هستند.» در پاسخ به این ایراد باید گفت: ابعاد بزرگ سازه تا جایی مورد پذیرش یک مهندس است که منجر به سنگینی بیش از حد سازه نشود و با توجه به آنکه بحث ما در مورد سازه‌های عادی کمتر از 6 طبقه است تفاوت وزن اسکلت نیز آنچنان نخواهد بود تا مهندس طراح را به سمت طراحی سازه فولادی بکشاند. این موضوع در بسیاری از سازه‌های عظیم نیز صادق است که برج 56 طبقه تهران نمونه بارزی از این دست است.

بحث زلزله که بحث داغ این روزهای تهران است می‌تواند جنبه دیگری از کیفیت مناسب یک سازه باشد. سازه‌های بتن آرمه عادی و به ویژه مجهز به دیوارهای بتنی به‌علت سختی بالا نسبت به سازه‌های فولادی در برابر زلزله، در بیشتر موارد مقاومت بسیار بالایی از خود نشان می‌دهند اما سازه‌های فولادی نیز می‌توانند همین رفتار را از خود نشان دهند مشروط برآنکه طراحی مناسبی داشته باشند.

نکته قابل تامل اینجا است که این رفتار به چه قیمتی به دست خواهد آمد؟ اگر طراحی، یک طراحی بدون نقص باشد، هم سازه فولادی و هم سازه بتن آرمه در چند ثانیه وقوع زلزله، با حداقل خسارت ممکن جان سالم به در خواهند برد. اما کار به اینجا ختم نخواهد شد و پس از زلزله‌های زیادی شاهد شکستگی لوله‌های گاز و وقوع آتش سوزی‌های مهیب بوده‌ایم که گاه از خود زلزله مخرب‌تر هستند.

با توجه به اینکه اطفاء حریق بلافاصله بعد از وقوع حادثه ممکن نیست، ساختمان باید به گونه‌ای طراحی شود که تا چند ساعت متوالی بتواند آتش را با حداقل خسارات وارده تحمل کند. در سازه‌های بتن آرمه مقاومت بالایی در برابر آتش سوزی وجود دارد، اما درسازه‌های فولادی درصورتی‌که تمهیدات ایمنی لازم در آنها صورت نپذیرد در چند دقیقه ابتدایی حریق، شاهد تخریب‌های بسیار سریع و غیرقابل جبران خواهیم بود که این مورد نیز مزیتی بسیار ارزشمند برای سازه‌های بتن آرمه به حساب می‌آید.

اما آنچه اکثر مهندسان را نسبت به سازه‌های بتن آرمه به شدت بد‌بین کرده، عدم‌قطعیت‌ها، یکنواخت نبودن مقاومت بتن و کم اطلاعی بسیاری از سازندگان از نحوه عمل‌آوری و به دست آوردن نتیجه‌ای مطلوب از این ماده است.

قابلیت اشتباه در تهیه بالقوه این نوع ماده در مقابل فولاد توجیه دیگری است که از سوی عده زیادی در مخالفت با بتن ارائه می‌شود، چرا‌که ممکن است حین عمل آوری، مقاومت فشاری کمتر از حد مورد نیاز به دست آید.

این گروه معتقدند جبران یک اشتباه در سازه‌های بتن آرمه در مواردی منجر به تخریب اجباری سازه می‌شود در حالی‌که فولاد در هر لحظه که سازنده اراده کند با هزینه‌ای به نسبت پایین قابل ترمیم و تقویت است.

در پاسخ به این ایراد باید گفت این عدم‌قطعیت‌ها در آیین نامه‌ها با اعمال ضریب ایمنی بسیار بالایی پیش‌بینی شده تا جایی که در موارد زیادی شاهد مقاومتی چند برابر مقاومت مورد نیاز در ساخت این قبیل سازه‌ها هستیم.از سوی دیگر این عدم‌قطعیت کیفیت بتن در شالوده و سقف‌های سازه فولادی نیز وجود دارد و صرفاً متعلق به سازه‌های بتن آرمه نیست.

در نهایت باید بر این موضوع تاکید کرد که به‌طور کلی هم سازه‌های فولادی و هم سازه‌های بتن آرمه درصورتی که در طراحی آنها سیستم مناسب و منطبق بر آیین‌نامه‌های به روز، مورد استفاده قرار نگیرد و متخصصین متبحر آنها را اجرا و مهندسین با تجربه بر اجرای آنها نظارت مستمر نکنند، هیچ رجحانی از نظر کیفیت و قابلیت اطمینان بر دیگری ندارند.

فراموش نکنیم معیار چهارمی نیز در انتخاب وجود دارد؛ معیاری که 3 معیار هزینه، زمان و کیفیت را تحت سیطره خود قرار می‌دهد: فولاد به‌عنوان یک سرمایه ملی ماده‌ای است که ارزان به دست نمی‌آید و همانند نفت روزی تمام خواهد شد؛ ماده‌ای که باید در صنایع ارزشمندتر ‌ و یا حداقل در سازه‌های خاص که نیاز به ظرافت خاصی دارند و پس از بررسی‌های علمی برتری فولاد در آن محرز شده، مورد استفاده و بهره برداری قرار گیرد تا شاهد رشد اقتصادی در دیگر زمینه‌ها باشیم.

به‌نظر نویسنده استفاده از سازه‌های بتن آرمه با توجه به مصرف به‌مراتب پایین‌تر از فولاد (به‌صورت میلگرد) هم از نظر سازه‌ای و هم از نظر اقتصادی و هم از جنبه ملی به‌مراتب مناسب‌تر و بهینه‌تر از سازه‌های فولادی است.

سیستم های سازه ای

در این مقاله سعی خواهم کرد تا سیستمهای متداول ساخت و طراحی سازه را معرفی نمایم و به بررسی انان پرداخته شود.

البته به دلیل زیاد بودن مطالب فقط نام برخی از سیستمها با مشخصات خلاصه نوشته میشود و در مقالات اینده به بررسی کلی خواهیم پرداخت.

---

1:سیستم سازه ای با دیوار باربر: این سیستم قدیمی ترین و اشنا ترین  روش ساخت می باشد که امروزه به دلایل ایین نامه ای و نیروهای جانبی زیاد مورد توجه قرار نمی گیرد.

2:قاب مفصلی مهاربندی شده: این سیستم از قدیمی ترین سیستم های سازه ای بوده که مورد توجه مهندسین در سالهای قبل و حتی امروزه میباشد.در این روش بارهای ثقلی بر قاب مفصلی وارد شده و به دلیل مفصلی بودن قاب سازه معیین بوده و به صورت استاتیکی تحلیل میشود و بارهای جانبی بر مهار بندهای ان وارد شده و مهاربندها به روشهای تقریبی یا دقیق قابل تحلیل است لذا در سالهای دور به دلیل عدم وجود حسابگرهای ماشینی در سازه  ها از این سیستم بیشتر استفاده میشد به عنوان مثال:  برج ایفل- برج امپایر استایت در نیویورک و.... ....بااین سیستم ساخته شده اند( برج امپایر استایت در سال 1931 ساخته شده و در ان از مهاربند های غیر هم محور واتصالاط پرچی استفاده شده است این برج به مدت 40 سال بلند ترین سازه ی جهان به شمار می رفت)

3:قاب خمشی: بعد از جنگ جهانی دوم اجرای سازه های بتنی اغاز شده و ساختمانهای بتنی به دلیل اجرای هم زمان قاب ان به فرم قاب خمشی ساخته میشود البته میتوان سازه های فلزی را نیز به فرم قاب خمشی اجرانمود.به هر حال در قاب خمشی نیرو های ثقلی و جانبی در تکه گاههای تیرها لنگر خمشی ایجاد میکند و نیز تیرها و ستونها در تحمل تمامی نیروهای وارده باهم وارد عمل می شوند لذا تحلیل المانهای این نوع قابها باید همزمان انجام گیرد.

4: قاب خمشی مهار بندی شده: گاها نیروهای جانبی به قدری زیاد بوده که المانهای تیر و ستون قاب خمشی به تنهایی قادر به تحمل ان نمی باشد لذا از مهاربندهای مختلف برای کمک به انها استفاده می شود که نوع این مهاربندها ممکن است فلزی بوده و یا از دیواهای برشی بدین منظور استفاده شود به هر حال باید 30 درصد  بارهای جانبی را خود قاب خمشی تحمل نماید (دیوارهای برشی خود انواع مختلفی دارند مثلا: دیوار برشی با المان مرزی - بدون المان مرزی - با باز شو - بدون باز شو - دیوار برشی کوپل و....)سیستم های فوق معروفترین و متداولترین سیستم سازه ای می باشند اکنون به معرفی سیستم های جدید تر می پردازیم.

5: سیستم طره ای : این نوع سیستم به ندرت اجرا می شود و تقریبا بد ترین نوع سازه می باشد چرا که در مقابل بارهای جانبی بسیار ضعیف عمل می کند.

6: سیستم فضایی : عالی ترین و بهترین نوع سازه ای بوده و کاملترین رفتار در مقابل باهای جانبی و ثقلی دارد اما اجرای ان بسیار مشکل است و امروزه فقط برای پوشش سقفهای سبک با دهانه های بزرگ استفاده می شود و تنها یک ساختمان 25 طبقه در هنگ کنگ که بانک مرکزی هنگ کنگ است با این سیستم ساخته شده است.

7: سیستم معلق : یکی از معروفترین سیستمها برای پل سازی است اما در ساختمان سازی و بلند مرتبه سازی هم ندرتا مورد توجه قرار می گیرددر این سیستم برخی المانها به فرم کششی برای تحمل بارهای ثقلی طرح می شود که اکثرا کابلهای کششی با مقاومت زیاد می باشند پلهای بزرگ مثل  گلدین گیت در سانفرانسیسکو و ساختمان 25 طبقه ی مرکز پلیس سیاتل با این سیستم طرح شده اند.

8: سیستم هسته ای : در این روش بارهای ثقلی توسط یکی از روشهای فوق مثلا قاب مفصلی طراحی شده و بارهای جانبی بر هسته ی سازه وارد می شود هسته به دو فرم هسته ی باز و بسته می تواند اجرا شود درحقیقت هسته همان دیوارهای برشی در پروفیلهای مختلف در مقیاس بزرگ می باشد.مثلا به شکل  Uکه همان هسته ی باز است. لازم به ذ کر است که در طراحی هسته بایستی اثر پیچش دقیقا مورد بررسی قرار گیرد اما به دلیل مشکل بودن محاسبات پیچش در گذشته این بررسی صورت نمی گرفت ولی امروزه به دلیل وجود ماشینهای حسابگر دقیق اثر پیچش نیز دقیقا مورد محاسبه قرار می گیرد. مجموعه اپارتمانهای در دست

احداث در منطقه ی شاهگلی تبریز با این روش ساخته می شود این سیستم برای ساختمانهای بین 20 الی35 طبقه مناسب است.

9: سیستم قاب محیطی:عالی ترین و پیشرفته ترین فرم ساختمان سازی می باشد که برای ساختمانهای بالای 150 طبقه می تواند مورد استفاده قرار گیرد.در این سیستم بارهای جانبی به قاب محیطی وارد می شود و نیز قاب محیطی خود نمای جالبی به ساختمان می دهد. برجهای دوقلوی سازمان تجارت جهانی در نیویورک که مورد حمله ی تروریستی قرار گرفت تحت این سیستم ساخته شده بودند. یکی از نکات مهمی که باید در طراحی این سیستم مورد توجه قرار گیرد بررسی اثر shear lag در قاب محیطی است اگرچه برخی از مهندسین براین باورند که اثر shear lag در ان وجود ندارد اما برخی دیگر در وجود این اثر اصرار میکنند من خودم نیز در وجود اثر shear lag در قاب محیطی معتقدم اما باید گفت که هرگز نمی توان مقدار واقعی این اثر را محاسبه نمود لذا برای حل این مشکل سیستم زیر پیشنهاد می شود.

10: قاب محیطی مهاربندی شده: در این حالت کل قاب محیطی توسط مهاربند های کلی و بزرگ مهاربندی می شود و تنها وجود مهاربندها برای حذف اثر احتمالی shear lag میباشد و باز نیروهای جانبی را خود قاب محیطی تحمل میکند.ساختمانی راکه در جهان با این روش ساخته شده باشد را بنده اطلاع ندارم......

11:مجموعه قاب محیطی:این سیستم نیز مانند قاب محیطی می باشد با این تفاوت که ساختمان از چند قاب محیطی تشکیل یافته است به عنوان مثال برج سیرزتاور در شیکاگو که بلندترین برج امریکا می باشد که از چهار قاب محیطی ساخته شده است.

دانلود این مقاله بصورت PDF

مقیاس های سنجش قدرت زلزله

الف) شدت زلزله (Earthquake intensity):یک مقیاس مشاهده ای و غیر دستگاهی است که بستگی به فاصله کانون تا مکان مورد نظر، مدت دوام لرزش، نوع خاک، عمق سنگ کف ودارد. مقیاس شدت زلزله مرکالی است که در سال 1902 بین 10 – 1 است. در 1932 مقیاس اصلاح شده مرکالی (MMI) که از 12 – 1 است.
در MMI 4 نوع masonavy داریم:
نوع A: طراحی خوب، اجزاء خوب، همراه با بتون و تیرآهن.
نوع B: دارای تیرآهن و بتون می باشد اما طراحی و اجرای خوبی ندارند در مقابل نیروهای جانبی مقاوم نیست.
نوع C: طراحی و اجزاء معمولی است. در سازه از سیمان استفاده شده ولی در مقابل نیروهای جانبی مقاوم نیست.
نوع D: بدون طراحی ساخته شده و سیمان و فلز ندارند و از نظر نیروی جانبی پایدار نیست. مزایای مقیاس مرکالی
1-بدون وجود ایستگاه لرزه نگاری می توان شدت زلزله ها را با توجه به خرابی سازه ها اندازه گیری کرد.
2-برای زمین لرزه های تاریخی برآوردی میتوان ارائه داد.
3-از روی شدت زلزله می توان منحنی های هم شدتIsolseismical line را رسم نمود.

معایب واحد مرکالی :1-گزارشات غیر واقعی و گزافه گویی در شرح زلزله
2-مناطقی که هیچ نوع حیاتی در آن وجود ندارد.
3-دقت شدت زلزله پائین است.

تعیین شدت خرابی بر اساس مقیاس مرکالی:1- احساس نمی شود, مگر در شرایط ویژه.تنها توسط دستگاه های لرزه نگار قابل ثبت است.
2- توسط افراد در حال استراحت و در طبقات بالای ساختمان ها حس می شود.برخی اشیاء آویزان ممکن است نوسان کنند.
3- در فضای باز و در طبقات بالایی ساختمان ها کاملا قابل احساس است.مردم آنرا بصورت زلزله شناسایی نمی کنند .ارتعاش مانند عبور کامیون است. مدت زمان لرزش قابل تخمین است.
4- در طی روز در فضای بسته توسط افراد زیادی حس می شود و در فضای باز عده معدودی حس می کنند.در شب عده ای را از خواب بیدار می کند .بشقاب ها ,پنجره ها و درب ها تکان خورده و صدا می کنند. در ماشین های ایستاده ارتعاش قابل درک است.
5- زلزله توسط هر فردی قابل احساس است. بسیاری ازخواب بیدار میشوند. برخی از پنجرهها, بشقابها و غیره شکسته میشوند. گچکاریهای ساختمانها ترک میخورند. اشیای ناپایدار واژگون میگردند. سر و صدای درختان و سایر اشیای مرتفع شنیده میشود و آونگ ساعتها متوقف میگردند. دربها باز و بسته میشوند و امتداد حرکت زمینلرزه قابل درک است.
6- زلزله توسط بسیاری از افراد حس میشود و بسیاری از مردم وحشتزده به فضای باز پناه میآورند. اشیای سنگین جابجا میشوند و قطعات از گچکاری کنده میشود. دودکشها فرو میریزند و خسارات جزئی به بار میآید. افراد به حالت نامتعادل قدم میزنند و یا میایستند. پنجرهها, دربها و بشقابها شکسته میشوند. ساختمانهای خشتی و ضعیف ترک برمیدارند. زنگهای کوچک به صدا در میآیند.
7- مردم وحشتزده به فضای باز فرار میکنند. خسارت بسیار کمی در ساختمانهایی که خوب طراحی و ساخته شدهاند وارد میشود. به ساختمانهای متوسط و معمولی خسارات جزیی و متوسط وارد میگردد. خسارات قابل ملاحظهای در ساختمانهای ضعیف و بد طراحی شد, وارد میشود. خسارت به ساختمانهای نوع(D) شامل ترک و فرو افتادن گچکاریهاست و آجرهای سست لق میشوند. ترکهایی در ساختمانهای نوع (C) به وجود میآید. ایستادن مشکل میشود و اثاثیه شکسته میشوند. زنگهای بزرگ به صدا در میآیند. زهکشهای سیمانی آبرسانی خسارت میبینند. لغزشهای کوچک اتفاق میافتد.
8-خسارت در ساختمانهایی که طراحی ویژه شدهاند, بسیار جزیی است و در ساختمانهای معمولی نوع (C ) با فروریزشهای جزیی همراه است و در ساختمانهای ضعیف نوع (D) بسیار شدید است. دیوارهای جداکننده به خارج از قاب ساختمان پرتاب میشوند. دودکشها, ستونها, دیوارها و دودکشهای کارخانهها و سنگهای یادبود سقوط میکنند. اشیای سنگین واژگون میگردند. تغییراتی در سطح آب چاهها ایجاد میشود. ماسه و گل به مقدار کم بیرون زده میشوند. رانندگی مشکل میگردد. ترکهایی در زمینهای مرطوب و شیبهای ملایم ایجاد میشود. تغییراتی در آب و درجه حرارت چشمهها و چاهها ایجاد می شود. خانههای اسکلت دار بر روی سطح پی حرکت میکند. شاخههای درختان شکسته می شوند.
9- خسارت قابل ملاحظهای در ساختمانهایی که طراحی ویژه شدهاند, ایجاد میشود. ساختمانهای اسکلتی خوب طراحی شده کج میشوند. ساختمان بر روی پی تغییر مکان میدهد. ترکهایی آشکار در زمین ایجاد میگردد. خطوط لوله زیرزمینی شکسته میشوند. وحشت عمومی بر مردم غالب میشود. ساختمانهای نوع (D) ویران میگردند و بر ساختمانهای نوع (C ) خسارت سنگین وارد میگردد و گاهی کاملاً فرو میریزند. ساختمانهای نوع (B) خسارت جدی میبینند و خسارت اساسی به پی وارد میگردد. در مناطق آبرفتی ماسه و گل بیرون میآیند.
10- سازههای چوبی خوب ساخته شده ویران میشوند. بسیاری از سازههای اسکلتدار بنایی به همراه پی ویران میشوند. در زمین ترکهای بزرگی ایجاد میگردد. خطوط راه آهن کج میشوند. زمین لغزشهای قابل ملاحظهای در کنار رودخانهها و شیبهای ملایم اتفاق میافتد. آب سر و صداهای زیادی (چلپ و چلوپ) میکند. خسارات جدی به سدها و مخازن وارد میگردد. در زمین, لغزشهای بزرگ اتفاق میافتد و آب از مخازن و کانالها و رودخانهها و دریاچهها و غیره بیرون ریخته میشود.
11- ساختمانهای کمی, استوار باقی میمانند. پلها ویران میگردند. خطوط لوله زیرزمینی کاملاً غیر قابل استفاده میشوند. خطوط راهآهن به شدت کج میشوند. زمین باتلاقی میشود. لغزشهایی در زمینهای نرم ایجاد می شود.
12- خسارت کلی, امواج برروی سطح زمین مشاهده میشوند. اشیاء به هوا پرتاب میشوند و سنگهای بزرگ جابجا می شوند.


ب):انواع مقیاسهای بزرگی
1-Mb (امواج درونی):
بزرگترین دامنه امواج لرزه ای موج p است. از آنجا که زلزله های ژرف دارای امواج سطحی کوچک یا بی اهمیت هستند, در زلزله شناسی اندازهگیری دامنه موج P (که تحت تأثیر عمق کانونی قرار نمیگیرد) متداول است و به وسیله آن بزرگی موج P تعیین میگردد.

2- Ms ( امواج سطحی):
بزرگترین دامنه موج سطحی یاموج S است. از آنجا که در زلزله های دوردست (فاصله سطحی بیش از 2000 کیلومتر), موجهای سطحی با دوره تناوب حدود 20 ثانیه غالب هستند, گوتنبرگ به منظور کمی کردن این زلزله ها, مقیاس موج سطحی را تعریف نمود. این مقیاس مبتنی بر اندازه گیری دامنه امواج سطحی با دوره تناوب 20 ثانیه میباشد که برای زمین لرزه هایی که در فاصله دورتر از km 600 ثبت شده به کار می روند.

3- Mw (امواج گشتاوری) :
بزرگای گشتاوری برای زلزله های بزرگتر از 5/7 تعریف شده است. زیرا زمین در این حالت از موج اشباع شده است. این مقیاس به علت نقص های مهم مقیاس محلی ریشتر, مقیاس بزرگی موج حجمی و تا اندازهای مقیاس بزرگی موج سطحی در تشخیص زلزله های بزرگ ابداع شده است.
از آنجا که در زلزله های بسیار بزرگ, بیشتر انرژی توسط امواج با فرکانس کوتاه تر آزاد میگردد, اکثر محققین ترجیح دادند که برای تخمین انرژی آزاد شده از پارامترهای استاتیکی نظیر گشتاور لرزهای استفاده نمایند. گشتاور لرزهای برای هر زلزله بزرگ به واسطه امواج درونی دوره بلند, امواج سطحی, نوسانات آزاد و داده های مساحی از طریق فرمول ذیل سنجیده میگردد.

4- MD (بزرگی مدت):
از این مقیاس بزرگی برای اندازه گیری سریع زلزله های کوچک (M<=3) استفاده فراوان میشود. در این مقیاس بر اساس مدت کل زلزله بر حسب ثانیه, یک بزرگی به آن منسوب میشود. در رخدادهای کوچک, معمولاً بین بزرگی مدت و بزرگی اندازه گیری شده با مقیاس ریشتر (M<=3) همبستگی وجود دارد. اما آزمون های میزان کننده همیشه فراهم نیستند و چون MD عمدتاً برای اندازه گیری زلزله های کوچک وضع شده است و بیشتر برای زلزله شناسان اهمیت دارد تا مهندسین.

مراحل ساخت سیمان پرتلند بصورت انیمیشن

اینبار یک فلش جالب را برای دانلود آماده کرده ایم که در آن در چند بخش و در هر بخش در چند قسمت به تشریح چگونگی ساخت سیمان پرتلند میپردازد در این فلش تمام مراحل ساخت سیمان پرتلند از ابتدا یعنی از هنگام بارگیری مواد خام و تشریح ترکیبات این سنگ تا مراحل آماده سازی کلینکر در نهایت تولید سیمان و در آخر بارگیری سیمان بدست آمده بصورت انیمیشن نشان داده میشود

 

دانلود مراحل ساخت سیمان پرتلند

استفاده از پرلیت به عنوان مصالح بومی در سبک سازی وزن بتن همراه ب

یوسف زندی

عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی تبریز

دانلود کنید........

http://www.4shared.com/file/124388540/64038152/__online.html

سنگ مصنوعی چیست؟

با پیشرفت علوم شیمی و متالوژی به ویژه در گرایش‌های پلیمر و کامپوزیت، تحول شگرفی در صنایع و معادن حادث شده است. ساخت و سنتز مصنوعات شیمیایی و احیای مواد معدنی از طریق فعل و انفعالات شیمیایی، یکی از کارکردهای شیمی پلیمر در عصر حاضر است، شاید ترکیب عناصر و مواد معدنی با یکدیگر و تولید مواد جدید ترکیبی تحت عنوان کامپوزیت‌ها مهم‌ترین تحول علمی قرن بیستم باشد. از سوی دیگر ترکیب مواد طبیعی بازیافتی با بستری از مواد چسبنده منجر به تولید مصنوعاتی ویژه باکارکردهای متنوع شده است.

در این ترکیبات معمولا از رزین‌ها به عنوان مواد چسبنده یا بستر استفاده می‌شود. مواد طبیعی بازیافتی موادی هستند که پس از یک پرسه (فرآیند تولیدی) غیرقابل استفاده و بازیافت شده است. از خصوصیات کامپوزیت‌ها (مواد ترکیبی) می‌توان به مقاومت بالا، ضربه‌پذیری خوب، فشارپذیری ایده‌آل و وزن پایین اشاره کرد.
کامپوزیت‌های ایمنی، مارپیچی و معدنی نمونه این ترکیبات هستند. به طور مثال کامپوزیت‌های ایمنی، از ترکیب الیاف بازیافتی به عنوان ماتریس و رزین‌های پلی‌استر به عنوان بستر تولید می‌شوند. همین‌طور کامپوزیت‌های معدنی، از ترکیب مواد معدنی بازیافتی با رزین‌ها حاصل می‌شوند که نمونه بارز آن، سنگ‌های مصنوعی هستند. سنگ مصنوعی از بازیافت ضایعات سنگ طبیعی تحت پرس و فشار در مرحله اول و در نهایت پخت در مرحله دوم تولید می‌شوند. فرآیند پخت، مهم‌ترین مرحله تولید سنگ‌های مصنوعی است. در این فاز، رزین‌های مختلف با سنگ‌های بازیافتی ترکیب و در حرارت و فشار کنترل‌شده پخت می‌شوند.
با توجه به فرآیندهای رنگ‌پذیری و شکل‌دهی، انواع سنگ‌ها با مدل، طرح و رنگ‌های گوناگون تولید می‌شوند.
انواع سنگ‌های مصنوعی به شرح زیر است:
1 - سنگ با سطوح صاف شامل صیقلی، مات و نیمه‌مات
2 - سنگ با نقوش برجسته
همچنین انواع طرح‌های سنگ‌های مصنوعی به قرار زیر است:
1 - سبک سفال
2 - سبک معرق
3 - سبک مس
4 - سبک مشبک
5 - سبک کاشی
6 - سبک گچبری
7 - سبک چرم
8 - سبک فرش
9 - سبک چوب
همچنین انواع سنگ‌های صاف با طرح‌های بادبر، تیشی، سنگ‌پله، درپوش و لاشه‌ای تولید می‌شود.
از ویژگی‌های سنگ‌مصنوعی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
1 - تنوع در رنگ با قابلیت اجرای طرح‌های مختلف و دلخواه
2 - سبک‌تر از سنگ‌های طبیعی و با وزن مخصوص 1600 تا 1700 کیلوگرم بر مترمکعب است که همین امر باعث وزن کمتر ساختمان و در نتیجه کاهش اثر زلزله بر ساختمان می‌شود.
3 - قابلیت جذب آب در حد صفر
4 - عدم محدودیت در ابعاد تولیدی با نصبی همانند سنگ طبیعی
5 - استقامت (کشش و فشار) بالاتر از سنگ‌های طبیعی
6 - اسکوب سرخود است. بدین معنی که برخلاف سنگ‌های طبیعی در اثر عوامل جوی و عدم چسبندگی به مرور زمان از بدنه ساختمان جدا نمی‌شود، از آشناترین معایب سنگ طبیعی، همین جدا شدن تدریجی از بدنه ساختمان است.
7 - مقاومت بالا در برابر عوامل جوی
8 - استحکام و انسجام بالا
9 - تنوع‌پذیری بالا
10 - نصب راحت و بدون دردسر
بدون شک می‌توان گفت که تولید سنگ مصنوعی در کشور، اشتغالزا و درآمدزا است، چرا که با احداث و راه‌اندازی خطوط تولید این محصول، نیروی انسانی قابل ملاحظه‌ای مشغول به کار شده و درآمدزایی مطلوب حاصل می‌شود.
قطعا با حمایت‌های دولت و مشارکت بخش‌خصوصی تولید سنگ مصنوعی گسترش چشمگیری در آینده‌ای نزدیک داشته و به صنعتی سودآور بدل خواهد شد. آری، سنگ مصنوعی جایگزین مناسبی برای سنگ طبیعی است.
سنگبری و تکنیک‌های آن
بریدن نقوش و خط نگاره‌ها به صورت مسطح برای پرداخت و تزئین طرح و زمینه با استفاده از ابزار برش را «سنگبری» یا «برش سنگ» می‌نامند. معرق و مشبک، از انواع این روش هستند.
معرق‌کاری
بریدن، کنار هم چیدن و چسباندن سنگ‌های رنگارنگ لایه شده برای ایجاد طرح و نقش با ابزار برش و سایش را معرق‌کاری سنگ می‌گویند. از معرق سنگ برای تزئینات بنا مانند اندازه و کف و همچنین انواع سطوح مانند صفحه میز استفاده می‌شود.
معرق سنگ بیشتر بر سطوح تخت و گسترده اجرا می‌شود. در این هنر می‌توان از تسمه‌های برنجی و نوارهای سنگی پهن و باریک به منظور ایجاد قاب به دور نقش اصلی معرق (شبیه جدول‌کشی در تذهیب و نگارگری) نیز استفاده کرد.
نقوش مورد استفاده در معرق سنگ شامل طرح‌ها، نقوس سنتی (اسلیمی و ختایی، گره‌ها و خط نگاره‌ها) و طرح‌های متنوع دیگر است.
مشبک‌کاری
بریدن بخش‌هایی از لایه سنگ براساس طرح به وسیله ابزار برش و ایجاد شبکه و روزنه را مشبک‌کار سنگ می‌گویند. از مشبک سنگ برای ساخت نورگیر، هواکش و جداکننده فضاها در بنا استفاده می‌شود، این جداکننده‌ها غالبا به شکل مسطح بوده و حجم، ابعاد و اندازه متناسب با کاربرد دارند.
نقوش رایج در مشبک سنگ علاوه بر طرح‌های مهندسی مانند گره، نقوش اسلیمی و ختایی، طرح‌های جانوری و خط نگاره‌ها نیز هست. با این تفاوت که در برخی طرح‌ها مانند گره‌ها، پراکندگی شبکه‌ها در سطح کار متعادل است. بدین معنی که نقوش ما بین خطوط اصلی گره، برش خورده و خالی می‌شوند. ولی در مورد نقوشی مانند گرفت و گیر، طرح اصلی ثابت بوده و شبکه تنها بر روی زمینه ایجاد می‌شود. لازم به ذکر است که نقوش استفاده شده در مشبک باید به یکدیگر پیوسته باشند تا ساختار شبکه متعادل و پایدار بماند.