شما وارد حساب خود نشده و یا ثبت نام نکرده اید. لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید تا بتوانید از تمامی امکانات انجمن استفاده کنید.
سلام مهمان گرامی ، خوش آمدید. آیا این نخستین بازدید شماست ؟ وارد شوید یا عضو شوید

انجمن عمران و معماری سیویلتکت

ملت دیزاین = ارزان ، متفاوت ، حرفه ای

تابلو اعلانات و تبلیغات

    نکته مهندسی تصادفی:

افراد آنلاین در چت سیویلتکت

[-]
آخرین ارسالی ها
معرفی پارتیشن با پرده کرکره
شروع کننده:partitionsaz آخرین ارسال توسط:partitionsaz پاسخ ها:0 معماری داخلی و دکوراسیون مشاهده:81 زمان:07-27-2014
محاسبات آنلاین هیدرولیک
شروع کننده:webca آخرین ارسال توسط:webca پاسخ ها:0 آب مشاهده:24 زمان:07-27-2014
دانلود کتاب آموزش تصویری اتوکد 2012
شروع کننده:webca آخرین ارسال توسط:webca پاسخ ها:0 دانلود کتاب و آیین نامه مشاهده:33 زمان:07-27-2014
طرح جدید زاها حدید برای برجهای اداری سیتی لایف میلان
شروع کننده:webca آخرین ارسال توسط:webca پاسخ ها:0 معرفی برترین سازه ها از جنبه معماری مشاهده:20 زمان:07-27-2014
تصاویر بسیار زیبا از بازسازی موزه فیلادلفیا توسط فرانک گری
شروع کننده:webca آخرین ارسال توسط:webca پاسخ ها:0 معرفی برترین سازه ها از جنبه معماری مشاهده:14 زمان:07-27-2014
طراحی آشپز خانه های مدرن ایتالیایی از Snaidero
شروع کننده:masoudfn آخرین ارسال توسط:webca پاسخ ها:1 آشپزخانه مشاهده:381 زمان:07-27-2014
اموزش کاشی کاری اجرچینی یا آرماتور بندی و ....
شروع کننده:کریم کریمی سید بیگلو آخرین ارسال توسط:sattar 2014 پاسخ ها:1 درخواست جزوه مشاهده:167 زمان:07-27-2014
معرفی 2 نمونه پروژه های طراحی شهری در سال 2013
شروع کننده:sketchgod آخرین ارسال توسط:sketchgod پاسخ ها:0 شهرسازی مشاهده:375 زمان:07-09-2014
بهترین کتاب آموزش نرم افزار Etabs , Safe . اتوکد
شروع کننده:mahdi-mo آخرین ارسال توسط:rpg1361 پاسخ ها:1 مباحث مربوط به نرم افزارهای مهندسی عمران مشاهده:235 زمان:07-05-2014
آزمون نظام مهندسی 93
شروع کننده:Bermuda آخرین ارسال توسط:کریم کریمی سید بیگلو پاسخ ها:6 گفتگوی آزاد مشاهده:1184 زمان:06-28-2014
Plugin By Hamed



12-05-2011, 10:25 AM (آخرین ویرایش در این ارسال: 12-05-2011 10:29 AM، توسط علیرضا.)
ارسال: #1
پروفایل شما آفلاین
علیرضا


متداول ترین سیستم های سازه ای آسمانخراشها و برجهای بلند
احتمالا برای شما نیز این سوال پیش آمده است که سیستم سازه ای آسمانخراشها یا به قول معروف (اما اصطلاح اشتباه!) اسکلت سازه ای آسمانخراشها چگونه هستند. مطمئنا نمیتوان با اسکلتهای سازه ای معمولی که برای ساختمانهای کوتاه و یا میان مرتبه استفاده میشود آسمانخراشهای بلندمرتبه را ساخت. بلکه نیاز به تکنولوژی جدیدتری هست. من در اینترنت تحقیق زیادی در این رابطه کردم و به صورت تصادفی به یک مقاله رسیدم که برایم بسیار جالب بود و گفتم برای شما دوستان عزیز نیز بگذارم. اگر اشتباه نکنم تهیه کنندگان این عبدالامير كربلايي و سارا مظاهري هستند.



اهمیت اثر نیروی جانبی با بالا رفتن ارتفاع ساختمان با سرعت زیادی افزایش می یابد. در ارتفاع معینی تغییر مکان جانبی ساختمان چنان زیاد می شود که ملاحظات سختی کنترل کننده طرح می گردند تا اینکه مقاومت مصالح سازه ای . درجه سختی اساسا بستگی به نوع سیستم سازه دارد . بعلاوه بازده هر سیستم خاصی مستقیما با مقدار مصالح مصرف شده ارتباط دارد.بنابراین از بهینه کردن سازه برای شرایط فضایی معینی باید با حداقل وزن حداکثر سختی حاصل شود . این عمل منجربه ابداع سیستم های سازه ای مناسب برای حدود ارتفاعات معین میگردد. بعضی از عواملی که در توسعه این سیستم های تازه نقش مهمی داشته اند عبارتند از:
* مصالح سازه ای با مقاومت زیاد.
* عمل مرکب بین عناصر سازه ای ساخته شده از دو یا چند نوع مصالح.
* روش های جدید اتصال قطعات.
* تخمین رفتار پیچیده سازه ها به وسیله ماشین های حسابگر الکترونیک(کامپیو تر).
* استفاده از مصالح ساختمانی سبک تر.
* روش های اجرایی جدید.
در بخش های زیر متداول ترین سیستم های سازه ای مورد بحث قرار می گیرند.در این بحث ها طرح های هندسی نمونه،رفتار سازه ها تحت بار گذاری،و بازده سیستم ها مورد تأکید می باشند.
* سازه دیوار باربر
* سازه هسته برشی
* سازه تیر دیواری
سازه دیوار باربر
از لحاظ تاریخی سازه های ضخیم و سنگین ساخته شده از مصالح بنایی بوده اند.وزن زیاد و انعطاف ناپذیری آنها در طرح افقی باعث عدم استفاده مؤثر از آنها در ساختمان های بلند گردید.اما پیشرفت تکنولوژی جدید در استفاده از مصالح بنائی مهندسی ساخته شده و قطعات بتنی ساخته مفهوم دیوار باربر را برای ساختمان های با ارتفاع متوسط اقتصادی ساخته است.
این سیستم برای انواعی از ساختمان ها که در آنها تقسیمات مکرر فضا لازم است مانند آپارتمان ها و هتل ها قابل استفاده می باشد. روش دیوار باربر برای انواع طرح و شکل ساختمان ها مناسب است.نقشه های افقی این طرح ها از شکل های مستطیلی ساده تا شکل های دایره ای و مثلثی متغییر می باشند.
سازه های دیوار باربر عموماً شامل مجموعه ای از دیوارهای خطی می باشند.بر اساس نحوه قرار گرفتن این دیوارها در ساختمان آنها را می توان به سه گروه اصلی تقسیم نمود:
* سیستم دیوار عرضی که شامل دیوار های خطی در امتداد عمود بر طول ساختمان می باشد و در نتیجه مانع نما کاری نمای اصلی نمی گردد.
* سیستم دیوار طولی که شامل دیوارهای خطی موازی طول ساختمان می باشد این رو دیوار نمای اصلی را تشکیل می دهد.
* سیستم دو طرفه که شامل دیوارهای موازی عرض و طول ساختمان می باشد.
همچنبن ممکن است ساختمان را بطور مشخصی به قسمت های سازه ای مختلف تقسیم کرد بطوریکه هر قسمت سیستم دیوار جداگانه ای را به کار ببرد.
ترتیب قرار گرفتن دیوارها که در اینجا بحث شد در مورد ساختمان های مستطیلی ممکن است به وضوح قابل بیان باشد،اما در مورد ساختمان های با تصاویر افقی پیچیده تر طبقه بندی کردن ممکن است تا حدودی مشکل باشد.
رفتار سازه دیوار بار بر تحت بار گذاری بستگی به مصالح مصرف شده و نحوه اثر متقابل صفحه افقی کف و صفحه قائم دیوار دارد.به عبارت دیگر این رفتار تابعی از درجه پیوستگی(اتصال) دیوارها به یکدیگر و به دال های کف می باشد.اتصال سازه کف به دیوارهای پیوسته را باید مفصلی تصور کرد.(با فرض هیچگونه سیستم اتصال خاصی بکار نرفته باشد)،در صورتی که در ساختمان های بتنی در محل ریخته شده ،دال هاو دیوارها بطور واقعی متصل و پیوسته هستند. واضح است که ساختمان بتنی در محل ریخته شده ،با توجه به رفتار سه بعدیش،خیلی سخت تر از ساختمان ساخته شده ار مصالح بنائی یا قطعات پیش ساخته مفصلی می باشد و این نکته بتن را برای ساختمان های بلندتر اقتصادی می سازد.
بارهای قائم با ایجاد خمش از سازه کف مستقیما به دیوارها انتقال می یابند.دهانه های متداول کف ها (یعنی فاصله بین دیوارها ) بسته به ظرفیت حمل بار وصلبیت جانبی سیستم کف و عوامل دیگر بین 12 تا 25 فوت متغیر می باشند.چون دیوار بارها را خیلی شبیه به یک ستون باریک و عریض مقاومت می کند پایداری آن در مقابل کمانش باید کنترل گردد.
تنش های فشاری در دیوار تابعی از دهانه کف،ارتفاع و نوع ساختمان ،و اندازه و ترتیب سوراخ های دیوار(برای در و پنجره و غیره)می باشد. سوراخ های دیوار باید روی یک محور قائم قرار داده شود تا از تمرکز و ترکیب تنش ها در اثر ترتیب متناوب پنجره ها اجتناب گردد.
کف هایی که بصورت خارج از مرکز به دیوارها متصل می باشند لنگرهای خمشی ایجاد می کنند که دیوار باید آنها را نیز مقاومت کند.
نیروهای افقی به وسیله سازه کف که مانند دیافراگمی افقی عمل می کند به دیوارهای برشی موازی امتداد نیرو توزیع می شود. ین دیوارهای برشی به دلیل صلبیت زیاد شان مانند تیرهای با عمق زیاد عمل می کنند و در مقابل برش،خمش و واژگونی مثل آن واکنش نشان می دهند.
در مقابل نیروی باد موازی با جهت کوتاه ساختمان،دیوارها در سیستم دیوار عرضی نه فقط بارهای وزن را تحمل می کنند بلکه در مقابل برش ناشی از باد نیز مقاومت می نمایند. از طرف دیگر سیستم دیوار طولی این دو وظیفه دیوارها را هم جدا می کند. دیوارهای طولی بارهای وزن را تحمل می نمایند و نیروهای باد را به صورت خمش موضعی به دیافراگم کف یا مستقیما به دیوارهای برشی واقع در وسط یا دو انتهای ساختمان منتقل می کنند.
در مورد اثر باد روی ضلع کوتاه ساختمان که اهمیت کمتری دارد، دیوارهای باربر در سیستم دیوار طولی اکنون به صورت دیوار های برشی نیز عمل می کنند. در سیستم دیوار عرضی دیوارهای برشی را ممکن است در امتداد کریدور مرکزی قرار داد. در ساختمان های بتنی در محل ریخته شده، پایداری در اثر رفتار یکپارچه سیستم کف-دیوار که مانند یک واحد صندوقی با خمش واکنش نشان می دهد تامین می گردد.
بنابراین با فرض دیافراگم های کف بی نهایت صلب آنها مستقیماً به نسبت سختی نسبی شان بارهای باد را مقاومت می کنند.اما اگر طرح دیوارها چنان باشد که نیروی برآیند باد از مرکز جرم دیوار های مقاوم عبور نکند،پیچش ایجاد می شود که باعث افزایش برش در بعضی از دیوار ها می گردد.
رفتار دیوار برشی در مقابل بار گذاری جانبی به مقدار زیاد بستگی به شکل آن در تصویر افقی یعنی اینرسی حاصله در مقابل خمش دارد.
دیوارهای برشی به ندرت دیوارهای توپر می باشند زیرا غالبا در آنها سوراخ هایی برای پنجره و غیره تعبیه می شود که باعث ضعیف شدن آنها می گردد. تعداد، اندازه، و ترتیب قرار گرفتن این سوراخ ها ممکن است شدیداً در رفتار دیوار تأثیر داشته باشد.
اگر دیوار فقط دارای سوراخ های پنجره کوچک باشد تحت بار گذاری جانبی مثل دیوار تو پر رفتار می کند. بارهای زیاد وزن چنان فشاری در دیوار تولید می کنند که دوران(خمش) ایجاد شده در اثر باد هرگز قادر به غلبه کردن آن در طرف رو به باد نمی باشد.
با قرار دادن سوراخ های در دریک دیوار برشی داخلی به طور متناوب بطوریکه در آن دیوار به صورت واحد هایی تکرار می شود. نتیجه مشابه ای به دست می آید. اما در منتهی الیه دیگر که در آن سوراخ ها به صورت شکافی دیوار را به دو واحد جدا تقسیم می کنند هر یک از واحد ها به صورت دیوار جداگانه عمل می نمایدو نصف بار را تحمل می کند.در چنین حالتی به دلیل بارهای وزن بالنسبه کم امکان اینکه در دیوار کشش ایجاد شود کاملاً وجود دارد. همچنین برای دیوار برشی داخلی در جایی که پیوستگی در عرض کریدور فقط بوسیله دال کف تامین می شود، با اطمینان می توان فرض نمود که دو قسمت دیوار به صورت جداگانه و انفرادی عمل می کنند ولی به علت وزن مرده بیشتر ممکن است در اثر باد کشش ایجاد نشود.
تعیین رفتار سیستم دیواری که بین حالت های منتهی الیه مورد بحث در بالا قرار دارد نسبتاً مشکل است. رفتار این سیستم های دیواری بستگی به مقدار صلبیت ایجاد شده بوسیله قسمت های فوقانی و تحتانی پنجره ها (یا درها) در مقابل برش قائم دارد. دیوار را ممکن است به صورت دو قطعه جدا تصور نمود که موقع مقاومت کردن بارهای جانبی تا حدودی روی یکدیگر اثر متقابل دارند.
در این بحث فرض شده است که دیوار های بار بر،تو پر و مسطح و در صفحه های قائم باشند. اما دیوارها ممکن است از شبکه ای از عناصر مورب یا اعضاء خطی ستونی در فواصل نزدیک تشکیل شده باشند.آنها همچنین ممکن است منحنی شکل یا تاب دار و در صفحه های مایل قرار گرفته باشند.
سازه هسته برشی
سیستم دیوار خطی بار بر برای ساختمان های آپارتمانی که در آنها وظایف و نحوه استفاده ساختمان ثابت است کاملاً مناسب می باشد. اما برای ساختمان های تجارتی و اداری حداکثر انعطاف پذیری در تقسیم بندی فضا لازم می باشد، از این رو در این ساختمان ها فضاهای باز و وسیع مطلوب است که بتوان آنها را به وسیله جدا کننده های متحرک تقسیم کرد. یک راه حل متداول این است که سیستم های قائم حمل و نقل و توزیع انرژی (مانند آسانسور، پله ها، و مجراهای عبور وسایل مکانیکی) را یک جا جمع کرده تا بسته به اندازه و وظیفه ساختمان تشکیل هسته یا هسته هایی بدهند. این هسته ها به عنوان سیستم های دیوار برشی مورد استفاده قرار می گیرند و پایداری جانبی لازم را برای ساختمان تأمین می کنند. به نظر می رسد که از لحاظ شکل و محل هسته در داخل ساختمان هیچگونه محدودیتی وجود نداشته باشد. خصوصیات سیستم های هسته ی به قرار زیر می باشند:
* شکل هسته
- هسته باز در مقابل هسته بسته
- هسته تنها در مقابل هسته توام با دیوارهای خطی
* تعداد هسته ها: هسته انفرادی در مقابل چندین هسته.
* محل هسته ها: داخلی در مقابل محیطی و در مقابل خارجی
* ترتیب قرار گرفتن هسته ها: متقارن در مقابل نا متقارن
* هندسه ساختمان به عنوان مولد شکل هسته: مولد مستقیم در مقابل مولد غیر مستقیم
هسته ها را می توان از فولاد ، بتن یا ترکیبی از هر دو ساخت. در هسته قابی فولادی برای رسیدن به پایداری جانبی مطلوب ممکن است از خر پای ویراندیل استفاده کرد.سیستم قاب ویراندیل نسبتا انعطاف پذیر است، از این رو فقط برای ساختمان های بالنسبه کوتاه به کار می رود. برای ساختمان های بلند تر در قاب ویراندیل از مهار بندی قطری (به صورت خر پای قائم) استفاده می شود تا سختی لازم برای هسته به دست آید. مزیت هسته های قابی فو لادی در سوار کردن نسبتا سریع قطعات پیش ساخته می باشد.
از طرف دیگر هسته بتنی علاوه بر حمل بارها فضا را نیز محصور می کندو از لحاظ حفاظت در مقابل آتش هیچ گونه ملاحظه اضافی لازم نیست. فقدان شکل پذیری و قابلیت تغییر شکل پلاستیک بتن به عنوان یک ماده ساختمانی از لحاظ بار گذاری زلزله اشکال این نوع هسته ها می باشد.
هسته های برشی را می توان به صورت تیرهای بسیاری مجسم کرد که از زمین طره شده و بارهای جانبی را مقاومت می کنند. بنابراین تنش های خمشی و برشی تولید شده در هسته،با فرض اینکه تاب رفتار یک هسته تحت بارهای جانبی بستگی به شکل، درجه همگن بودن و صلبیت آن و جهت بار دارد. در هر طبقه سوراخ هایی در هسته وجود دارد و مقدار پیوستگی ایجاد شده به وسیله قسمت های فو قانی و تحتانی این سوراخ ها روی رفتار هسته اثر تعیین کننده دارد. هسته بخصوص تحت بار گذاری نا متقارن که پیچش ایجاد می کند ممکن است مانند یک مقطع باز عمل کند و قسمت بالای آن تاب بردارد. بنابراین در قسمت فوقانی هسته تنش های برشی پیچشی اضافی و در پای آن خمش جانبی و برش اضافی در بال ها تولید می شود.
سازه تیر دیواری
* سیستم های فاصله گذاری و خر پای متناوب :
* سیستم های مرکب از قاب و دیوار برشی:
* سیستم های دال مسطح:
* سیستم های مرکب از دیوار برشی و قاب توأم با خرپا های کمر بندی صلب:
* سیستم های لوله ای در سازه برج:
سیستم های فاصله گذاری و خر پای متناوب
در این بخش اساساً تیر های به ارتفاع طبقه که دهانه ها در جهت کو تاه ساختمان می پوشانید مورد نظر ما می باشد .
این تیرها که بر ردیف هائی از ستون ها در امتداد دیوارهای خارجی متکی می باشند ممکن است خرپاهای فولادی یا بتنی ، و یا دیوارهای بتنی تو پر باشند.
متداول ترین سازه های تیر دیواری سیستم های فاصله گذاری و خرپاهای متناوب می باشند. خرپاها یک طبقه در میان به کار برده می شوند. این خرپاها دال های کف را هم در تار فوقامی و هم در تار تحتانیشان نگه می دارند. فضای آزادی که در طببقات متناوب (یک در میان) ایجاد می شود برای بعضی از انواع ساختمان ها که در طرح ریزی فضاهای آنها انعطاف پذیری لازم است سودمند می باشد. ساختمان متشکل از خرپاهای متناوب از سیستم فا صله گذاری خیلی سخت تر می باشد. در اینجا خرپاها در تمام طبقات بکار می روند ولی بصورت متناوب قرار داده می شوند. با به کار بردن تیرهای دیواری به ارتفاع طبقه بطور متناوب، دال های کف فقط نصف فاصله بین خرپاها رامی پوشانند و فضاهای باز نسبتاً بزگی ایجاد می شود. این دال های کف از یک طرف روی تار فوقانی یک خرپا قرار دارند و از طرف دیگر از تار تحتانی خرپای بعدی که در طبقه بالا قرار دارد آویزان می شوند. طرز قرار گرفتن خرپاها در ارتفاع ساختمان تا حدودی شبیه طرح آجر کاری دیوارها می باشد.
سیستم خرپاهای متناوب در موقع مقاومت بارهای افقی و قائم به نحو خیلی مؤثری عمل می کند. این روش در مورد ساختمان های بلند نسبت به قاب هایی که بطور معمولی مهار بندی شده اند در حدود 40 در صد کمتر فولاد مصرف می کند و اتصالات کمتری در محل ساختمان لازم دارد. این سیستم تاکنون برای ساختمان های تا حدود 30 طبقه به کار رفته است.
در سازه های تیر دیواری سیستم فاصله گذاری طبقاتی که دارای خرپا هستند، مانند قطعات صلب، فوق العاده سخت می باشند و به سختی تغییر شکل می دهند. .ولی طبقات باز (طبقاتی که دارای خرپا نمی باشند) فقط ازستون ها می توانند برای تحمل بار جانبی استفاده کنند.
تغییر شکل این ستون ها مشابه تغییر شکل ستون های یک قاب صلب معمولی می باشد.
در سیستم خرپای متناوب فرض می شود که دال های کف مانند دیافراگم های افقی بی نهایت سخت عمل کنند، از این رو همه نقاط واقع در روی هر یک از کف ها تغییر مکان افقی مساوی خواهند داشت. بنا براین قاب های خرپایی مجاور یکدیگر مجبورند که مشترکاً بصورت واحد عمل کنند. به عبارت دیگر از جمع تغییر شکل های جداگانه دو قاب مجاور بطور تقریبی حالت تغییر شکل یافته تمام سیستم بدست می آید. تغییر شکل ساختمان مشابه تغییر شکل یک تیر طره ای صلب می باشد.
منحنی تغییر شکل ساختمان نشان می دهد که لازم نیست ستون ها برای لنگرهای خمشی در امتداد جهت کوتاه ساختمان طرح کردند. بنابراین دال های کف که مانند دیافراگم های صلب عمل می کنند تمام برش ناشی از باد (یابه طور کلی بار های جانبی) را به خر پاها منتقل می کنند و این خرپاها به نوبه خود بارها را به صورت نیروهای محوری به ستون ها انتقال می دهند. چون خر پاها باید برش قائم را مقاومت کنند، هر گونه بازشدگی در تیر های دیواری در آنها تغییر شکل ایجاد می کند وباعث کاهش صلبیت تیرها می گردد.
ستون های خارجی را می توان چرخاند به طوری که جان آنها عمود بر خرپا قرار بگیرد تا بدین وسیله از محور های قوی آنها برای مقاومت نیرو های بار در جهت طولی استفاده شود. سختی جانبی در جهت طول ساختمان را می توان به طرق مختلف از جمله اضافه کردن قطعات سازه ای پیش ساخته در بالاو پایین پنچره ها افزایش داد.
سیستم های مرکب از قاب و دیوار برشی
* 1- سیستم های مرکب از قاب مفصلی و دیوار برشی:
* 2- سیستم های مرکب از قاب مفصلی،قاب ویراندیل و دیوار برشی:
* 3- سیستم های مرکب از قاب صلب و دیوار برشی:
* *تغییر شکل حالت برش قاب صلب:
* *تغییر شکل حالت خمش دیوار برشی:
* *تاثیر متقابل قاب و هسته برشی:
سیستم های قالب صلب خالص برای ساختمان های مرتفع تر از 30طبقه عملی نمی باشد.در چنین مواردی یکی از انواع دیوار برشی نیز در قاب به کار برده می شود تا بارهای جانبی را مقاومت کند. دیوارهای برشی یا بتنی می باشند و یا از مهار بندی فولادی مشبک (خرپایی) تشکیل می گردند. این دیوارها ممکن است هسته های داخلی، بسته مانندهسته های دور محوطه های آسانسورها و پله ها، یا دیوارهای موازی در داخل ساختمان، و یا خرپاهای نمایی قائم باشند.
شکل های گوناگون نقشه های افقی،راه حل های مختلف ممکن را برای طرح های افقی نشان می دهند. سیستم های هسته ای در ارتباط با فرم ساختمان از نقطه نظرهای زیر طبقه بندی شوند.
* محل و موقعیت هسته ها
- هسته های نمایی خارجی
- هسته های داخلی :هسته هایی نمایی،هسته ها در داخل ساختمان
- هسته های خارجی از مرکز
* تعداد هسته ها
- هسته های منفرد
- هسته های شکافته
- هسته های چندتایی
* شکل هسته ها.
- شکل های بسته: مربعي ، مستطيلي، دایره ای و مثلثی.
- شکل های باز: x شکل، I شکل و ناودانی شکل.
- شکل هایی که از فرم ساخمان الهام می گیرند.
سیستم های مرکب از قاب و دیوار برشی بر اساس رفتارشان تحت بارگذاری جانبی دسته بندی می شوند که ممکن است یک از سه نوع زیر باشند.
1- سیستم های مرکب از قاب مفصلی و دیوار برشی: در این سیستم چون اتصالشان تیرهای قاب به ستون ها مفصلی می باشد، قاب فقط می تواند بارهای وزن را تحمل کند. دیوار برشی تمام بارهای جانبی را مقاومت می کند.
2- سیستم های مرکب از قاب مفصلی،قاب ویراندیل و دیوار برشی: نیروهای جانبی به وسیله دیوار برشی و قاب صلب(یعنی قاب ویراندیل) مشترکاً مقاومت می گردند.قاب های داخلی و قاب های نمایی طولی فقط بارهای وزن را تحمل می کنند.
3- سیستم های مرکب از قاب صلب و دیوار برشی: به کار بردن فقط دیوارهای برشی به منظور جذب بارهای جانبی برای ارتفاعات بیش از 500 فوت غیر عملی می باشد.برای اینکه هسته ها به اندازه کافی قوی باشند باید ابعاد آنها خیلی بزرگ انتخاب شود که در این صورت دیگر برای دستگاه های حمل و نقل قائم و توزیع انرژی مناسب نخواهند بود.
به علاوه تغییر شکل آنها ممکن است چنان زیاد باشد که در دیوارهای جدا کننده و پنجره ها ترک ایجاد کند و یا حتی در ساکنین ساختمان واکنش های روانی ناگوار به وجود آورد.با به کار بردن قاب صلب که برای مقاومت نیروهای جانبی با دیوار برشی سهیم می شود بر صلبیت جانبی ساختمان به مقدار زیادی افزوده می گردد.تغییر شکل کل سیستم های متشکل از دیوار برشی و قاب صلب که روی یکدیگر اثر متقابل دارند با جمع کردن حالت های تغییر شکل جداگانه دیوار و قاب بدست می آید.
تغییر شکل حالت برش قاب صلب:
توجه کنید که شیب منحنی تغییر شکل در پای ساختمان در جایی که بیشترین برش اثر می کند حداکثر می باشد.
تغییر شکل حالت خمش دیوار برشی:
دیوار برشی ممکن است یک دیوار بتنی توپر یا یک خر پای فولادی قائم باشد.این دیوار برشی ممکن است یک هسته داخلی،دیوار های داخلی،دیوار های داخلی موازی و یا یک دیوار نمایی باشد. دیوار برشی مانند یک تیر طره ای قائم عمل می کند و مانند آن خم می شود. توجه کنید که شیب منحنی تغییر شکل در بالای ساختمان حداکثر می باشد و این دلالت بر این قسمت ساختمان دیوار برشی در ایجاد سختی کمترین سهم را دارد.
تاثیر متقابل قاب و هسته برشی:
برای یافتن اثر متقابل قاب و دیوار برشی تغییر شکل های دو حالت فوق را با هم جمع می کنیم که یک منحنی s کشیده حاصل می شود. به علت خصوصیات تغییر شکلی مختلف دیوار برشی و قاب، دیواربرشی به وسیله قاب در قسمت بالای ساختمان به عقب کشیده می شود و در قسمت پایین ساختمان به جلو رانده می شود. از این رو برش ناشی از باد (یا زلزله) در قسمت بالای ساختمان اساساً به وسیله قاب و در قسمت پایین ساختمان اساسا به وسیله دیوار برشی گرفته می شود.
سیستم های دال مسطح
سیستم های دال مسطح شامل دال های بتنی کاملاً توپر و یا حجره ای (با حفره هائی در زیر آنها) می باشند که مستقیماً روی ستون ها تکیه دارند و از این رو در این سیستم احتیاج به قاب بندی کف نیست. این سیستم منجر به کمترین ارتفاع برای کف های ساختمان می گردد که یک برتری اقتصادی آشکار می باشد. در این سیستم ها به دلیل تمرکز زیاد برش در حوالی ستون ها غالبا یا از سر ستون ها استفاده می شود و یا بر ضخامت دال ها در نزدیکی ستون ها اضافه می گردد. دال هایی که ضخامت آنها در تمام طول دهانه ثابت است به نام صفحه های مسطح خوانده می شوند.سیستم های دال مسطح برای ساختمان های با نقشه افقی نا منظم قابل وفق و مناسب می باشند.

بعضی از اشکالات سیستم های دال مسطح از قرار زیر می باشند:

* بار مرده زیاد در هنگام مواجهه با شرایط نا مساعد فونداسیون نا مطلوب است.
* وقتی که نسبت عمق به دهانه دال ها کوچک باشد تغییر شکل آنها بیش از اندازه بنظر می رسد.
* دهانه های نسبتاً کوچک این سیستم ها (بین 15 تا 25 فوت و اگر پس کشیده شود تا 35 فوت)کار برد آنها را برای انواعی از ساختمان ها با طرح جدا کننده های مکرر،مانند ساختمان های آپارتمانی ،محدود می کند.
سازه های دال مسطح بسته به نسبت ارتفاع به عرض ساختمان ممکن است به عنوان عناصر باربر فقط ستون داشته باشند، یا ممکن است علاوه بر ستون از دیوارهای برشی نیز برای ازدیاد سختی جانبی در آنها استفاده هد.فرض اینکه بارهای جانبی تماماً به وسیله هسته یا دیوار برشی با صلبیت بیشتر مقاومت شوند و اینکه دال ها و ستون ها در مقاومت جانبی سازها هیچ سهمی ندارند واقع بینانه نیست. شود.
خصوصیت یکپارچگی سازه بتنی باعث می شود که تمام ساختمان در مقابل بارهای جانبی به صورت واحد واکنش نشان د
دال مسطح خودش با وجود اینکه نسبتاً انعطاف پذیری می باشد به دلیل پیوستگیش با دیوار های برشی و ستون ها بر مقاومت سیستم می افزاید. می توان چنین تصور نمود که قسمتی از دال به صورت تیر کم عمقی پیوسته به ستون ها عمل کند و در نتیجه سازه مانند یک قاب صلب رفتار نماید.
بنابراین رفتار سیستم سازه کلی مشابه رفتار سیستم مرکب از هسته و قاب می باشد . نیروهای جانبی در قسمت بالای سازه اساساً به وسیله عمل قاب و در قسمت پایین آن اساساً به وسیله سیستم دیوار برشی یا هسته مقاومت می شوند.

سیستم های لوله ای در سازه برج



در طرح سازه های بلند اخیرا ایده جدیدی ارائه شده است که موسوم به سیستم لوله ای می باشد. در حال حاضر در چهار مورد از پنج ساختمانی که بلندترین ساختمان های دنیا می باشند از این روش استفاده شده است. این ساختمان ها عبارتند از، ساختمان هنکاک برج سیرز و ساختمان استاندارد اویل در شیکاگو و ساختمان مرکز تجارت دنیا در نیویورک . بازده سازه ای سیستم های لوله ای به قدری زیاد می باشدکه در اکثر موارد مقدار مصالح سازه ای مصرف شده برای هر فوت مربع کف (یا سقف) قابل مقایسه با مقدار مصالح مصرف شده در ساختمان های قابی متداول به ارتفاع نصف می باشد. در طرح لوله ای فرض می شود که عناصر سازه ای پیرامونی ساختمان در مقابل بارهای جانبی همچون یک تیر با مقطع صندوقی (جعبه ای) تو خالی که از زمین طره شده است عمل کند. چون دیوارهای خارجی تمام یا بیشتر بار جانبی را تحمل می کنند، مهار بندی های قطری یا دیوارهای برشی داخلی پر هزینه حذف می گردند.
دیوارهای لوله از ستون هایی تشکیل می شوند که به فواصل کم در مجاورت یکدیگر در اطراف محیط ساختمان قرار می گیرند و به یکدیگر با تیرهای با عمق زیاد که در بالا و پایین آنها سوراخ های پنجره قرار دارند متصل می شوند. این سازه نمایی همچون دیواری با سوراخ های متعدد به نظر می رسد. سختی دیوار نما را می توان با افزودن مهار بندی های مورب (قطری) که اثر خر پا مانند ایجاد می کنند زیاد تر نمود. صلبیت لوله چنان زیاد است که در مقابل بارهای جانبی به صورت یک تیر طره ای عمل می کند. لوله خارجی می تواند به تنهایی تمام بارهای جانبی را تحمل کند یا اینکه با افزودن نوعی مهار بندی داخلی می توان لوله را بیشتر تقویت نمود و سخت تر کرد.
در زیر کار بردهای مختلف سیستم لوله ای که تا امروزه به کار رفته اند بررسی می گردند. این بخش به موضوع های زیر تقسیم می شود:
کاربردهای مختلف سیستم لوله ای
* سازه لوله توخالی در ساخت برج
- لوله قابی
- لوله خر پایی شامل
1. لوله خرپایی مرکب از ستون و عناصر قطری
2. لوله خر پایی مشبک
* برج با سازه لوله با مهار بند ی داخلی
- لوله با دیوارهای برشی موازی
- لوله در لوله
- لوله اصلاح شده شامل
1. لوله قابی توأم با قاب های صلب
2. لوله در نیم لوله
* لوله های دسته شده
سازه لوله توخالی در ساخت برج
* لوله قابی
* لوله خرپایی:
* لوله خرپایی مرکب از ستون و عناصر قطری :
* لوله خرپایی مشبک :
لوله قابی
کاربرد نخستین سیستم لوله ای قابی بود که برای اولین بار در ساختمان آپارتمانی 43 طبقه دویت چست نات در شیکاگو (1961) به کار رفت. در این سیستم لوله ای دیوار های خارجی سا ختمان از شبکه ای از تیرهای نزدیک به هم تشکیل می شود که با اتصالات صلب به یکدیگر متصل می باشند(به صورت قاب ویراندیل) و این دیوارهای خارجی به توسط عمل لوله طره شده بدون استفاده از مهار بندی داخلی بارهای جانبی را تحمل می کنند. فرض می شود که ستون های داخلی فقط بارهای وزن را تحمل می نمایند و در سختی لوله خارجی سهمی ندارند. کف های سخت طبقات همچون دیافراگم نیروهای جانبی را به دیوارهای پیرامونی توزیع می کنند.
مثال های دیگری از ساختمان هایی که در آنها از لوله قابی تو خالی استفاده شده عبارتنداز: ساختمان 83 طبقه استاندارد اویل در شیکاگو و ساختمان 110 طبقه مرکز تجارت دنیا در نیویورک با وجود اینکه این ساختمان ها دارای هسته داخلی می باشند مانند لوله های تو خالی عمل می کنند زیرا هسته ها در آنها برای تحمل بارهای جانبی طرح نگردیده اند.
لوله ویراندیلی بطور منطقی از سازه قاب صلب معمولی نتیجه می شود و در حقیقت تکامل یافته آن می باشد. این سیستم دارای سختی جانبی و مقاومت پیچشی بالا می باشد و در عین حال از لحاظ تقسیم بندی فضای داخل آن انعطاف پذیر است.ستون ها و تیرها در شبکه به قدری نزدیک یکدیگر و با فاصله کم قرار داده می شوند که می توان از آنها به عنوان چهار چوب یا قاب پنجره ها استفاده نمود.
در طرح سیستم های لوله ای قابی ایده ال آن است که دیوارهای خارجی به صورت واحد و مشترک عمل کنند و در مقابل بارهای جانبی کاملا مانند یک تیر طره ای خم شوند. در چنین حالتی تمام ستون هایی که لوله را می سازند، مشابه تارهای یک تیر، تحت کشش یا فشار محوری مستقیم خواهند بود.
اما رفتار واقعی لوله در جایی ما بین رفتار تیر طره ای خالص قاب خالص قرار دارد. اضلاعی از لوله که موازی امتداد نیروهای جانبی می باشند، با توجه به انعطاف پذیری تیرها ، تمایل دارند که مانند قاب های صلب چند دهانه و مستقل عمل کنند. این انعطاف پذیری باعث می شود که در قاب تغییر شکل های ناشی از برش ایجاد شود که به نام لنگی برش خوانده می شود. بنابراین در ستون ها و تیرها خمش بوجود می آید.
اثر تغییر شکل برشی در روی عمل لوله منجر به توزیع غیر خطی فشار در امتداد پوش ستون ها می گردد، ستون هایی که در گوشه های ساختمان واقع شده اند مجبور می باشند سهم بیشتری از بار را نسبت به ستون های ما بین آنها تحمل کنند. تغییر شکل کل ساختمان دیگر شباهت به تغییر شکل تیر طره ای نخواهد داشت زیرا تغییر شکل حالت برش اهمیت بیشتری پیدا می کند.
مسئله برش شدیداً در روی کار آیی سیتم های لوله ای تأثیر می گذارد و تمام پیشرفت های بعدی در طرح لوله ای سعی بر بر طرف نمودن این اشکال دارد. چنین به نظر می رسد که روش لوله قابی برای ساختمان های فولادی تا 80 طبقه و برای ساختمان های بتنی تا 60 طبقه اقتصادی باشد.
لوله خرپایی:
ضعف لوله قابی در انعطاف پذیری تیرهای آن قرار دارد. با اضافه نمودن عناصر مورب (قطری) به مقدار زیادی بر صلبیت لوله افزوده می گردد. در این صورت قسمت عمده برش به وسیله عناصر قطری جذب می شود نه به وسیله تیرهایی که در بالا و پایین آنها پنچره قرار دارد. اعضاء قطری مستقیماً بارهای جانبی را اساساً به صورت نیرو های محوری تحمل می کنند. این کاهش تغییر شکل برشی (ناشی از لنگی برش) رفتار خالص طره ای را تامین می کند.
لوله خرپایی مرکب از ستون و عناصر قطری :
در این سیستم از عناصر قطری در داخل شبکه مستطیلی تیرها و ستون ها استفاده می شود. عناصر قطری و تیرها با یکدیگر در مقابل بارهای جانبی صلبیت دیوار مانندی بوجود می آورند. این اعضاء قطری نه فقط قسمت اعظم بارهای جانبی را حمل می کنند بلکه همچون ستون های مایل عمل می نمایند و بار های وزن را نیز تحمل می کنند.
معمولاً کشش ایجاد شده در اثر بار های جانبی بر فشار تولید شده در اثر بارهای ورن غالب نمی آید. وظیفه دوگانه اعضاء قطری این سیستم را برای ساختمان های خیلی بلند (تا حدود 100 طبقه برای ساختمان های فولادی) نسبتاً پر بارده می سازد. استفاده از عناصر قطری موجب می شود که بتوان فاصله ستون ها را خیلی بیشتر از فاصله ستون ها در لوله قابی اختیار کرد.
یک ویژگی اصلی این سیستم قابلیت آن در توزیع یکنواخت بارهای متمرکز در سراسر سازه می باشد.
تیرها بارهای وزن بین ستون ها را حمل می نمایند و مانند مهارهایی از کشیده شدن کف ها جلوگیری می کنند. بدین طریق آنها بر کار آیی عناصر قطری به عنوان سیستم اصلی توزیع بار می افزایند.
روش جالبی برای ایجاد عناصر قطری در دیوارهای خارجی بتنی در پروژه تحصیلی یکی از دانشجویان انستیتوی تکنولوژی ایلی نوی پیشنهاد شده است. در آن عناصر قطری با پر نمودن سوراخ های پنچره در یک طرح مورب بوجود می آید.
لوله خرپایی مشبک :
در این سیستم ، لوله از عناصر مورب نزدیک بهم بدون هیچ ستون قائمی ساخته می شود. اعضاء مورب مانند ستون های مایل عمل می کنند، تمام بارهای وزن را حمل می نمایند و سازه را در مقابل بارهای جانبی سخت تر می سازند. عناصر مورب را ممکن است به وسیله تیرهای افقی به یکدیگر متصل کرد.
عناصر مورب در مقابل بار های جانبی فوق العاده پر بازده می باشند ولی در انتقال بارهای وزن به زمین نسبت به ستون های قائم بازده کمتری دارند. بعلاوه تعداد زیاد اتصالاتی که بین این عناصر مورب لازم می باشد و مشکلات مربوط به جزئیات پنجره ها سیستم خرپای مشبک را به طور کلی چندان عملی و قابل استفاده نمی سازد.
برج با سازه لوله با مهار بندی داخلی
* لوله با دیوارهای برشی موازی:
* لوله در لوله:
* لوله اصلاح شده :
* لوله های دسته شده:
لوله خارجی را ممکن است یا با افزودن عناصر قطری در صفحه های خارجی تقویت نمود و یا آن را از داخل با اضافه نمود دیوار های برشی یا هسته های داخلی تقویت کرد. در قسمت های زیر چند روش برای مهار بندی داخلی بررسی می گردند.
لوله با دیوارهای برشی موازی:
دیوار لوله ای خارجی را می توان با ترکیب نمودن دیوارهای برشی داخلی در نقشه افقی سازه تقویت کرد. دیوار های لوله خارجی را می توان مانند بال های یک تیر تشکیل شده از اعضاء متصل به هم از این تجسم نمود که در آن دیوارهای برشی جان تیر را تشکیل می دهند. تنشها در دیوارهای لوله خارجی اساساً محوری می باشند زیرا لنگی برش در این سیستم حداقل می باشد.
لوله در لوله:
با به کار بردن هسته نه فقط برای بارهای وزن بلکه همچنین برای تحمل بار های جانبی سختی سیستم لوله تو خالی به مقدار خیلی زیادی افزایش می یابد. سازه کف لوله های خارجی و داخلی را به یکدیگر متصل می کند و همگی در مقابل نیرو های جانبی به صورت واحد و مشترک عمل می نمایند.
واکنش یک سیستم لوله در لوله در مقابل بار های جانبی مشابه واکنش ساده مرکب از قاب صلب و دیوار برشی است. اما لوله قابی خارجی خیلی سخت تر از قاب صلب می باشد.
لوله خارجی بیشتر بار جانبی را در قسمت بالا ساختمان مقاومت می کند، در صورتی که هسته بیشتر بار را در قسمت پائین ساختمان تحمل می نماید.
روش لوله در لوله در ساختمان 38 طبقه برانسویک در شیکاگو و ساختمان 52 طبقه شماره 1 میدان شل در هوستون به کار رفته است.
با به کار بردن یک سیستم سه لوله ای تو در تو ، طراحان یک ساختمان 60 طبقه اداری در توکیو سیستم لوله در لوله را یک قدم به جلو بردند. در این سیستم لوله خارجی به تنهایی بارهای باد را تحمل می نماید، ولی هر سه لوله که بوسیله سیستم های کف(دیافراگم ها) به یکدیگر متصل شده اند در تحمل بارهای زلزله که عامل مهمی در ژاپن می باشد شرکت کرده و روی یکدیگر اثر متقابل دارند.
لوله اصلاح شده :
سیستم لوله ای در مورد ساختمان های با نقشه افقی دایره و تقریبا مربع بیشترین بازده را دارد. ساختمان هایی که از این شکل ها منحرف می شوند، در موقع استفاده از سیستم های لوله ای ملاحظات سازه ای ویژه ای را لازم دارند. دو مثال زیر چنین شرایطی را تشریح می کند.
لوله قابی توأم با قاب های صلب :
شکل شش ضلعی ساختمان 40 طبقه اداری در شارلوت واقع در ایالت کارولاینای شمالی طراحان را وادار کرد تا روش لوله ای را اصلاح کنند، گوشه های تیز این ساختمان شش ضلعی لنگی برش زیادی را نشان داد که استفاده موثر از سیستم لوله ای را غیر ممکن می ساخت .
اضافه نمودن قاب های صلب در جهت عرض ساختمان موجب گردید که دیوارهای خارجی به یکدیگر متصل شوند، بدین ترتیب دیوارهای انتهایی در دو انتهای مثلثی شکل ساختمان به وسیله قاب های صلب تقویت گردیدند. با متصل کردن و بستن دیوار های پیرامونی به یکدیگر سیستم لوله ای موثری بدست آمد.
لوله در نیم لوله:
نقشه افقی نا منظم ساختمان 32 طبقه بانک ملی و ستون پنسیلوانیا در پیتسبورگ موجب راه حل ویژه دیگری در طرح لوله ای گردید، در اغلب ساختمان های لوله ای عمل لوله ای به وسیله دیوار های خارجی ایجاد می گردد اما در این ساختمان، دو هشت ضلعی متقاطع یک لوله سازه ای در قسمت مرکزی ساختمان تشکیل می دهند.
دو قسمت انتهایی ساختمان به وسیله سیستم های قاب – دیواری ناودانی شکل تقویت می شوند. نیروهای جانبی (در اینجا باد) مشترکا به توسط لوله داخلی و دیوارهای انتهایی ناودانی شکل بسیار بزرگ مقاومت می گردند.
لوله های دسته شده:
آخرین پیشرفت در طرح روش لوله های دسته شده می باشد. این روش برای ساختمان سیرز در شیکاگو به کار برده شده که در حال حاضر بلندترین ساختمان دنیاست.
لوله قابی خارجی در این روش به وسیله دیافراگم های عرضی داخلی در هر دو جهت تقویت می گردد. بدین ترتیب مجموعه ای از لوله های حجره ای تشکیل می شود. هر یک از این لوله های مستقلاً قوی هستند، بنابراین ممکن است آنها را به هر شکلی دسته کرد و در هر ترازی قطع نمود.برتری دیگر سیستم لوله های دسته شده در محصور کردن سطوح بسیار وسیع طبقات قرار دارد .
دیافراگم های داخلی در موقع مقاومت نیروهای برشی مانند جان های یک تیره طره ای عظیم عمل می کنند و در نتیجه لنگی برش را به حداقل می رسانند. به علاوه این دیافراگم ها در تحمل خمش نیز سهیم می باشند.
دیافراگم هایی که موازی بارهای جانبی هستند(یعنی جان های تیر) برش را جذب می کنند و در نتیجه در نقاط تلاقی با دیوارهای عمود بر آنها (یعنی بال ها) نقاط شش حداکثر ایجاد می شود که نشان دهنده عمل جداگانه هر یک از لوله ها می باشد، به اختلاف توزیع تنش محوری با حالتی که هیچ تقویت کننده داخلی وجود ندارد یعنی فقط یک لوله تنها باشند توجه کنید. با وجود اینکه تا حدودی لنگی برش رخ می دهد، دیافراگم های قائم سعی بر توزیع یکنواخت تنش های محوری دارند. ولی انحراف از رفتار لوله ای ایده آل که با خطوط منقطع در شکل نشان داده شده به نظر نمی رسد که قابل ملاحظه باشد.
* ساختمان های مرکب یا پیوندی :
* ساختمان های مرکب لوله ای :
* پوشش دیواری صفحه ای:
ساختمان های مرکب یا پیوندی
در سازه پیوندی که از پیشرفت های اخیر به منظور ازدیاد سختی جانبی آسمان خراش های قابی می باشد بتن و فولاد مشترکاً به عنوان واحد سازه ای عمل می کنند. این ایده چندین سال است که در مورد اعضاء سازه ای مانند کف ها وستون ها به کار رفته است . اما طرح تمام ساختمان بصورت مرکب روش کاملا جدیدی به شمار می رود. در زیر دو راه حل متمایز به عنوان مثال هایی از کار برد این روش ارائه می شود.
ساختمان های مرکب لوله ای
در سیستمی که به وسیله شرکت اسکیدمور، اوبنگز و مریل طرح و تکمیل شده است قاب فولادی خارجی در مقابل تغییر شکل جانبی به وسیله دیوار پیرامونی مشبک (سوراخ دار) بتنی ریخته شده در محل تقویت می گردد. ساختمانی که بدین ترتیب بر پا می شود شباهت به لوله صلبی دارد که از زمین طره شده باشد. در این روش اجرای سریع و مقاومت زیاد (و در نتیجه انعطاف پذیری فضای داخل) ساختمان فولادی با محفوظ از آتش بودن، عایق بندی، صلب جانبی ، و قالب پذیری دیوار خارجی بتنی ترکیب می شود. این سیستم در ساختمان 36 طبقه گیت وی- 3 در شیکاگو، ساختمان 50 طبقه برج شماره 1 میدان شل در نیواورلئان و ساختمان 24 طبقه سی-دی-سی در هستون که در آن قطعات پیش ساخته نما بعنوان قالب بندی بتن ریخته شده در محل به کار رفتند، مورد استفاده قرار گرفته است.
روش اجرای این سیستم بدین ترتیب است که ابتدا قاب فولادی به اندازه 8 تا 10 طبقه بالا آورده می شود. ستون های خارجی باید بارهای اجرایی را تحمل کنند. برای تأمین پایداری جانبی، قاب خارجی به طور موقت بوسیه کابل مهاربندی می شود. سپس فولادهای کف در محل قرار می گیرد و بتن کف ریخته می شود تا پایداری اسکلت فولادی تأمین گردد و بتوان کار داخل ساختمان را شروع کرد. بعد از اینکه شبکه های فولادی بتن مسلح و قالب های بتن در اطراف ستون ها و برای شاه تیرها در محل قرار داده شد، بتن ریخته می شود تا یک دیوار محیطی پیوسته مشبک (سوراخ دار) تشکیل گردد. این سلسله عملیات در هر 8 تا 10 طبقه ساختمان تکرار می شود.
اما اختلاف حرکت بین ستون های خارجی بتن – فولادی و ستون های داخلی فولادی مشکلی ایجاد می کند، برای اینکه کوتاه شدن نامساوی ستون ها در اثر رفتار ارتجاعی، انقباض و خزش برطرف شود .در جا گذاری شاه تیر ها باید تعدیلی صورت گیرد.
چون جدار لوله ای در این سیستم همه بارهای جانبی را مقاومت می کند، ستون ها شاه تیرهای تشکیل دهنده قاب های هسته تأسیسات ضروری «آسانسور، آب، برق، گاز و غیره) می توانند سبک تر باشند زیرا آنها فقط بارهای وزن را تحمل می کنند. همچنین کف قابل استفاده خالص در طبقات بالا در آنها سطح هسته را می توان کاهش داد افزایش می یابد.
شرکت رید و تاریکس در سانفرانسیسکو سیستم ساختمانی مرکب لوله ای دیگری ابداع کرده است. آنها از شاه تیرهای فولادی و ستون های فولادی لوله ای پر شده با بتن به عنوان سازه نما استفاده می کنند. در این مورد نیز پوش ساختمان سختی کافی برای حمل تمام بارهای جانبی را تأمین می نماید. در این سیستم از قطعات پیش ساخته ای استفاده می شود که هر یک شامل یک ستون لوله ای به ارتفاع دو طبقه و دو شاه تیر فولادی طره ای می باشد. این قطعات پیش ساخته در وسط دهانه شاه تیرها و در وسط ارتفاع ستون ها به یکدیگر پیچ کرده می شود. از لحاظ بار گذاری جانبی این نقاط اتصال تحت کمترین تنش می باشد . پیوستگی طبیعی شاه تیرها در محل ستون ها که تنش ها بیشترین مقدار را دارند از بین نمی رود، شاه تیرها در ستون ها فرو می روند و فقط جان آنها به لوله متصل می شود. بدین ترتیب از تعداد اتصالات ساختمان که تحت تنش های زیاد می باشند به مقدار زیادی کاسته می شود.
پوشش دیواری صفحه ای
روی دیوارهای خارجی سازه های قابی فولادی معمولاً قطعات پیش ساخته دیواری متصل می گردد،این قطعات نا سازه ای می باشند و منحصراً برای حفاظت در مقابل محیط خارج ساختمان به کار می روند.
میس فان در روهه یکی از اولین آرشیتکت هایی بود که از روکش ( پوشش) فولادی در سازه نمای ساختمان های بلند استفاده کرد، در یک ساختمان آپارتمانی، او از صفحات فولادی رنگ شده به ضخامت 5 –16 اینچ برای پوشاندن بتن محافظ قاب فولادی در مقابل آتش سوزی اسفاده نمود. موقعی که پوشش فولادی به توسط بر آمدگی های میخ شکلی به بتن مسلح متصل می گردد، نه فقط در مقابل هوا ، قاب پنجره و نمایش معماری مطلوب بوجود می آورد بلکه سختی سازه ای نیز ایجاد می کند، در اغلب سازه های قاب صلب، قسمت اعظم مقاومت در مقابل تغییر مکان جانبی به وسیله شاه تیرها ایجاد می شود. اما عمل مرکب پوسته فولادی و قاب متشکل از فولاد و بتن مسلح مقاومت جانبی را به قدری زیاد می کند که شاه تیرهای داخلی سختی کمتری لازم دارند. به علاوه بدون افزایش وزن سازه، نوسان (تغییر مکان جانبی) ساختمان 20 تا 50 در صد کاهش می یابد. چون پوشش فولادی نسوز نمی باشد. آیین نامه ها استفاده از آن را برای تحمل بارهای وزن مجاز نمی دانند.
یافتن تمامی ارسال‌های این کاربر
نقل قول این ارسال در یک پاسخ
 سپاس شده توسط pouya ، moha ، Bermuda

12-05-2011, 10:35 AM
ارسال: #2
پروفایل شما آفلاین
علیرضا


RE: متداول ترین سیستم های سازه ای آسمانخراشها و برجهای بلند
ساختمان های مرکب لوله ای
در سیستمی که به وسیله شرکت اسکیدمور، اوبنگز و مریل طرح و تکمیل شده است قاب فولادی خارجی در مقابل تغییر شکل جانبی به وسیله دیوار پیرامونی مشبک (سوراخ دار) بتنی ریخته شده در محل تقویت می گردد. ساختمانی که بدین ترتیب بر پا می شود شباهت به لوله صلبی دارد که از زمین طره شده باشد. در این روش اجرای سریع و مقاومت زیاد (و در نتیجه انعطاف پذیری فضای داخل) ساختمان فولادی با محفوظ از آتش بودن، عایق بندی، صلب جانبی ، و قالب پذیری دیوار خارجی بتنی ترکیب می شود. این سیستم در ساختمان 36 طبقه گیت وی- 3 در شیکاگو، ساختمان 50 طبقه برج شماره 1 میدان شل در نیواورلئان و ساختمان 24 طبقه سی-دی-سی در هستون که در آن قطعات پیش ساخته نما بعنوان قالب بندی بتن ریخته شده در محل به کار رفتند، مورد استفاده قرار گرفته است.
روش اجرای این سیستم بدین ترتیب است که ابتدا قاب فولادی به اندازه 8 تا 10 طبقه بالا آورده می شود. ستون های خارجی باید بارهای اجرایی را تحمل کنند. برای تأمین پایداری جانبی، قاب خارجی به طور موقت بوسیه کابل مهاربندی می شود. سپس فولادهای کف در محل قرار می گیرد و بتن کف ریخته می شود تا پایداری اسکلت فولادی تأمین گردد و بتوان کار داخل ساختمان را شروع کرد. بعد از اینکه شبکه های فولادی بتن مسلح و قالب های بتن در اطراف ستون ها و برای شاه تیرها در محل قرار داده شد، بتن ریخته می شود تا یک دیوار محیطی پیوسته مشبک (سوراخ دار) تشکیل گردد. این سلسله عملیات در هر 8 تا 10 طبقه ساختمان تکرار می شود.
اما اختلاف حرکت بین ستون های خارجی بتن – فولادی و ستون های داخلی فولادی مشکلی ایجاد می کند، برای اینکه کوتاه شدن نامساوی ستون ها در اثر رفتار ارتجاعی، انقباض و خزش برطرف شود .در جا گذاری شاه تیر ها باید تعدیلی صورت گیرد.
چون جدار لوله ای در این سیستم همه بارهای جانبی را مقاومت می کند، ستون ها شاه تیرهای تشکیل دهنده قاب های هسته تأسیسات ضروری «آسانسور، آب، برق، گاز و غیره) می توانند سبک تر باشند زیرا آنها فقط بارهای وزن را تحمل می کنند. همچنین کف قابل استفاده خالص در طبقات بالا در آنها سطح هسته را می توان کاهش داد افزایش می یابد.
شرکت رید و تاریکس در سانفرانسیسکو سیستم ساختمانی مرکب لوله ای دیگری ابداع کرده است. آنها از شاه تیرهای فولادی و ستون های فولادی لوله ای پر شده با بتن به عنوان سازه نما استفاده می کنند. در این مورد نیز پوش ساختمان سختی کافی برای حمل تمام بارهای جانبی را تأمین می نماید. در این سیستم از قطعات پیش ساخته ای استفاده می شود که هر یک شامل یک ستون لوله ای به ارتفاع دو طبقه و دو شاه تیر فولادی طره ای می باشد. این قطعات پیش ساخته در وسط دهانه شاه تیرها و در وسط ارتفاع ستون ها به یکدیگر پیچ کرده می شود. از لحاظ بار گذاری جانبی این نقاط اتصال تحت کمترین تنش می باشد . پیوستگی طبیعی شاه تیرها در محل ستون ها که تنش ها بیشترین مقدار را دارند از بین نمی رود، شاه تیرها در ستون ها فرو می روند و فقط جان آنها به لوله متصل می شود. بدین ترتیب از تعداد اتصالات ساختمان که تحت تنش های زیاد می باشند به مقدار زیادی کاسته می شود.
نكات اجرایی ستون ها
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 زمین انتقال می یابد.
شكل ستونها :
شكل سطح مقطع ستونها معمولا ........
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.
2- مقاطع مركب : هرگاه سطح مقطع و مشخصات یك نیمرخ (پروفیل ) به تنهایی برای ایستایی ( تحمل بار وارد شده و لنگر احتمالی ) یك ستون كافی نباشد ، از اتصال چند پروفیل به یكدیگر ، ستون مناسب آن (مقاطع مركب ) ساخته می شود.
چگونگی ساخت ستون (مقاطع مركب)
ستونها ممكن است بر حسب نیاز با تركیب و اتصالات متنوع از انواع پروفیلهای مختلف ساخته شوند ، اما رایجترین اتصال برای ساخت ستونها سه نوع است :
1- اتصال دو پروفیل به یكدیگر به طریقه دوبله كردن : ابتدا دو تیرآهن را در كنار یكدیگر و بر روی سطح صاف به هم چسبیده گردند ؛ سپس دو سر و وسط ستون را جوش داده و ستون برگردانده شده و مانند قبل جوشكاری صورت می گیرد ؛ آن گاه ستون معكوس و در قسمت وسط ، جوشكاری می شود . همین كار را در سوی دیگر ستون انجام می دهند و به ترتیب جوشكاری ادامه می یابد تا جوش مورد نیاز ستون تامین گردد. این شیوه جوشكاری برای جلوگیری از پیچش ستون در اثر حرارت زیاد جوشكازی ممتد می باشد . در صورتیكه در سرتاسز ستون به جوش نیازی نباشد ، دست كم جوشها باید به این ترتیب اجرا گردد :
الف) حداكثر فاصله بین طولهای جوش در طول ستون به صورت غیر ممتد از 60 سانتیمتر تجاوز نكند.
ب) طول جوش ابتدایی و انتهایی ستون باید برابر بزرگترین عرض مقطع باشد و به طور یكسره انجام گیرد.
ج) طول موثر هر قطعه از جوش منقطع نباید از 4 برابر بعد جوش یا 40 میلیمتر كمتر باشد.
د) تماس میان بدنه دو پروفیل نباید از یك شكاف 5/1 میلیمتری بیشتر ، اما از 6 میلیمتر كمتر باسد ؛ ضمنا بررسیهای فنی نشان دهد مه مساحت كافی برای تماس وجود ندارد ؛ در آن صورت ، این بادخور باید با مصالح پر كننده مناسب شامل تیغه های فولادی با ضخامت ثابت پر شود.
2- اتصال دو پروفیل با یك ورق سراسری روی بالها : در مقاطع مركبی كه ورق اتصال بر روی دو نیمرخ متصل می شود تا مقاطع مركب تشكیل بدهد ؛ فاصله جوشهای مقطع (غیر ممتد) كه ورق را به نیمرخها متصل می كند ، نباید از 30 سانتیمتر بیشتر شود . اندازه حداكثر فاصله فوق الذكر در مورد فولاد معمولی به صورت t22 كه t در آن ضخامت ورق است در می آید.
3- اتصال دو پروفیل با بستهای فلزی (تسمه) : متداولترین نوع ستون در ایران ستونهای مركبی است كه دو تیرآهن به فاصله معین از یكدیگر قرار می گیرد و قیدهای افقی یا چپ و راست این دو نیمرخ را به هم متصل می كند ؛ البته بستهای چپ و راست كه شكلهای مثلثی را به وجود می آورند ، دارای مقاومت بهتری نسبت به قیدهای موازی می باشند.در مورد اینگونه ستونها ، بویژه ستون با قید موازی مسائل زیر را بایستی رعایت كرد :
الف) ابعاد بست (وصله ) افقی ستون كمتر از این مقادیر نباشد:
L : طول وصله حداقل به فاصله مركز تا مركز دو نیمرخ باشد .
B : عرض وصله از 42 درصد طول آن كمتر نباشد .
T : ضخامت وصله از 35/1 طول آن كمتر نباشد.
ب) در اطراف كلیه وصله ها و در سطح تماس با بال نیمرخها عمل جوشكاری انجام گیرد (مجموع طول خط جوش در هر طرف صفحه نباید از طول صفحه كمتر شود) .
ج) فاصله قیدها و ابعاد آن بر اساس محاسبات فنی تعیین می شود.
د) در قسمت انتهایی ستون ، باید حتما از ورق با طول حداقل برابر عرض ستون استفاده كرد تا علاوه بر تقویت پایه ، محل مناسبی برای اتصال بادبندها به ستون به وجود آید.
ه) در محل اتصال تیر یا پل به ستون لازم است قبلا ورق تقویتی به ابعاد كافی روی بالهای ستون جوش شده باشد.
روش نصب نبشی بر روی كف ستونها (بیس پلیت) برای استقرار ستون
هنگام محاسبه ابعاد كف ستونها باید حداقل فاصله میله مهاری از لبه كف ستون و محل جاگذاری نبشی با ضخامت جوش لازم برای نگه داشتن ستون ، همچنین ضخامت پلیت انتهایی ستون و ابعاد ستون را با دقت بررسی كرد ؛ سپس با توجه به موارد یاد شده ، به نصب نبشی و استقرار ستون به این صورت اقدام نمود . بر روی بیس پلیت ها محل كف ستون و محل آكس را كنترل می كنیم ؛ سپس نبشیهای اتصال را به صورت عمود بر هم بر روی بیس پلیت جوش داده ، آنگاه ستون را مستقر و اقدام به نصب دگر نبشیهای لازم كرده و آنها را به بیس پلیت جوش می دهیم . از مزایای عمود بر هم بودن دو نبشی روی بیس پلیت علاوه بر سرعت عمل و استقرار بهتر به علت تماس مستقیم ستون به بال نبشی ، اتصال جوشكاری به گونه ای درست تر و اصولی تر صورت می گیرد . روشن است كه قبل از جوشكاری باید ستونها را هم محور و قائم نموده و عمود بودن در دو جهت كنترل گردد . پس از نصب ستونها با توجه به ارتفاع ستون و آزاد بودن سر ستون ممكن است تا زمان نصب پلها ، ستونها در اثر شدت باد و وزن خود حركتهایی داشته باشند كه احتمالا تاثیر نا مطلوب و ایجاد ضعف در جوشكاری و اتصالات كف ستونها خواهد داشت . به این سبب ، باید پس از نصب ، فورا به مهاربندی موقت ستونها به وسیله میلگرد یا نبشی بصورت ضربدری اقدام كرد.
طویل كردن ستونها :
سازهای فلزی را اغلب در چندین طبقه احداث می كنند ، طول پروفیلها برای ساخت ستون محدود است . با در نظر گرفتن بار وارده و دهانه بین ستونها و نحوه قرار گرفتن ستونهای كناری ، مقاطع مختلفی برای ساخت ستونها به دست می اید. ممكن است در هر طبقه ، ابعاد مقطع ستون با طبقه دیگر تفاوت داشته باشد ؛ بنابراین ، باید اتصال مقاطع با ابعاد مختلف برای طویل كردن با دقت زیادی انجام شود . محل مناسب برای وصله ستونها به هنگام طویل كردن آنها حداقل در ازتفاع 45 تا 60 سانتی متر بالاتر از كف هر طبقه یا 6/1 ارتفاع طبقه می باشد. این ارتفاع اندازه حداقلی است كه از نظر دسترسی به محل اجرای جوش و نصب اتصالات مورد نیاز برای ادامه ستون یا اتصال بادبند لازم است.
نحوه طویل كردن ستونها :
ابتدا سطح تماس دو ستون را به خوبی گونیا می كنند و با سنگ زدن صاف می نمایند تا كاملا در تماس با یكدیگر یا صفحه وصله قرار گیرد . در صورتی كه پروفیل دو ستون یكسان نباسد ، باید اختلاف دو نمره ستون را با گذاردن صفحات لقمه (هم سو كننده) بر ستون فوقانی را پر نمود ؛ سپس صفحه وصله را نصب كرد و جوش لازم لازم را انجام داد . اگر ابعاد مقطع دو نیمرخ كه به یكدیگر متصل می شوند ، تفاوت زیاد داشته باشند ، به طوری كه قسمت بزرگی از سطح آن دو در تماس با یكدیگر قرار نگیرد ، در این صورت باید یك صفحه تقسیم فشار افقی بین دو نیمرخ به كار برد . این صفحه معمولا باید ضخیم انتخاب شود تا بتواند بدون تغییر شكل زیاد ، عمل تقسیم فشار را انجام دهد. كلیه ابعاد و ضخامت صفحه و مقدار جوش لازم را باید طبق محاسبه و بر اساس نقشه های اجرایی انجام داد.
ستونها با مقاطع دایره ای :
معمولا مقاطع لوله ای (دایره ای ) از قطر 2 تا 12 اینچ برای ستونها بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. مقطع لوله در مواقعی كه بوسیله اتصال جوش باشد ، آسانتر به كار می رود . كاربرد لوله بیشتر در پایه های بعضی منابع هوایی ، دكلهای مختلف و خرپاهای سبك است . این مقطعها به طور كلی مقاومترند ، برای اینكه ممان انرسی انها در تمام جهات یكسان است . با تغییر ضخامت مقاطع لوله ای می توان اینرسی های مختلف را به دست آورد.
انحراف مجاز پس از نصب ستون :
همان طور كه گفتم ، ستونها باید كاملا شاغول بوده و علاوه بر آن ، از محور كلی كه در نقشه آكس بندی مشخص شده است ، نباید انحرافی بیش از آنچه در آیین نامه ها تعیین سده داشته باشد. در این جدول میزان انحراف مجاز ستونها در نگام نصب ، مشخص گردیده است :
قطعهساختمانی حداكثرانحراف
ستون با ارتفاعh انحراف موقعیت مكانی
محور ستون از محور انتخاب شده
آن در سطح اتكای ستون 5 -
انحراف محور ستون در انتهای فوقانی آن از خطشاغول 25- <=1000/H
انحراف از خط شاغول در اثر خم شدن ستون (شكمدادن) 15- <=1000/H
آرماتور بندی و نصب صفحه ستونها
آرماتوربندی کاری تخصصی میباشد و دقت و نظارت جدی بر آن الزامی است. در برخی شرایط تمام مقاومت پی را آرماتورها تامین می کنند. مهندسین ناظر موظف هستند قبل از اجرای بتن ریزی از آرماتوربندی فونداسیون بازدید به عمل آورده و تا پایان بتن ریزی نظارت مستمر و مستقیم داشته باشند. ذکر چند مطلب در خصوص آشنایی با نکات اجرایی آرماتوربندی الزامی است :
1- به هیچ عنوان از آرماتورهای زنگ زده و یا آغشته به روغن نباید استفاده شود در صورت آلودگی آرماتورها به روغن یا زنگ زدگی آنها، باید قبل از اجرای آرماتوربندی به پاکسازی آنها اقدام و بعد از تایید دستگاه نظارت به بتن ریزی اقدام گردد.
بیاموزیم: آرماتورها دو دسته طولی (آرماتورهای اصلی) و عرضی (خاموت) هستند. خاموتها وظیفه نگهداری آرماتورهای طولی و جلوگیری از کمانش آنها در هنگام فشارهای زیاد و چند کاربرد بسیار مهم دیگر دارند. لذا اهمیت رعایت ضوابط خاموت گذاری کمتر از آرماتورهای اصلی نیست.
2- فاصله خاموتها از یکدیگر باید حداکثر 20 سانتی متر باشند و دستگاه نظارت موظف است که در صورت عدم رعایت از سوی پیمانکار از اجرای بتن ریزی جلوگیری نماید.
3- خاموتها باید مطابق بوسیله سیم آرماتوربندی به تمام میلگردهای طولی مهار شوند این امر الزامی است و میبایست توسط پیمانکار رعایت گردد و در صورت عدم توجه دستگاه نظارت موظف است از ادامه کار پیمانکار تا رفع نواقص فوق جلوگیری نماید.
4- تمام میلگردها باید توسط قیچی مخصوص بریده شود و جدا از بریدن میلگردها به کمک دستگاه هوا برش خودداری شود . توجه داشته باشید که حرارت موجب افت کیفیت میلگردها میگردد.
5- از خم کردن آرماتور در دمای پایین تر از 5 درجه سانتیگراد خودداری شود و از باز و بسته کردن خمها به منظور شکل دادن مجدد میلگردها جدا خودداری شود در صورت مشاهده چنین مواردی باید به مهندس ناظر اعلام گردد تا مطابق ضوابط اقدام شود .
6- تمام میلگردها باید به صورت سرد و تا حد امکان با دستگاههای مکانیکی خم شوند از خم کردن آرماتورها و بولتهای صفحه های ستون به کمک حرارت ( هوابرش ) جدا خودداری شود.
کل: نحوه صحیح خم کردن آرماتورها به صورت سرد و در دمای معمولی.
7- توجه داشته باشید که آرماتوربندی را که توسط مهندس ناظر تایید شده است نباید قبل از بتن ریزی تغییر داد (خصوصا از خارج کردن میلگردها جدا خودداری نمایید و در صورت مشاهده سریعا به مهندس ناظر گزارش دهید.)
8- فاصله بین میلگردها تا سطح قالب بندی حداقل باید 5/2 سانتی متر باشد تا پوشش بتنی روی میلگردها دارای ضخامت مناسبی باشد و علاوه بر ایجاد پیوستگی بین بتن و میلگرد، محافظت میلگردها در برابر خوردگی و زنگ زدگی انجام شود.
مهم: رعایت نکردن فاصله بین میلگردها و جداره قالب باعث از بین رفتن سریع پی می شود. مهم: فاصله مناسب بین میلگرد و دیواره قالب باعث استحکام و بالارفتن عمر پی و در نتیجه سازه و بالا رفتن مقاومت در برابر زلزله

بررسی رفتار ستونهای قوطی فولادی پرشده با بتن تحت بارگذاری جانبی زلزله در ساختمانهای بلند:
با توجه به کاربرد روزافزون ستونهای قوطی پرشده با بتن در ساختماهای بلند و عملکرد مناسب این ستونها در برابر زلزله از یک طرف و لرزه خیزی اکثر مناطق کشور از طرف دیگر سعی شده است در این مطالعه رفتار این ستونها در برابر بارگذاری جانبی زلزله بررسی شود. در این مطالعه علاوه بر بررسی رفتار خمشی این ستونها در برابر ترکیب بارگذاری ثقلی و جانبی سیکلیک رفتار برشی آنها نیز بررسی شده است. با توجه به اهمیت شکل پذیری و ظرفیت جذب انرژی اعضا سازه ای در برابر زلزله، این مقادیر نیز به طور مفصل مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین با توجه به لزوم پیوستگی و هماهنگی فولاد و بتن در مقاطع مرکب، چسبندگی و پارامترهای مؤثر بر مقاومت چسبندگی در ستونهای مرکب نیز مورد بررسی قرارگرفته است. روشی سازگار با آیین نامه های معتبر برای طراحی ستونهای قوطی پرشده با بتن در هر دو حالت ستون کوتاه و ستون لاغر نیز ارائه گشته است. نشان داده شده است که ستون که ستون قوطی پرشده با بتن علاوه بر مقاومت و رفتار خمشی و برشی مطلوب شکل پذیری خوبی داشته و از ظرفیت جذب انرژی قابل توجه ای نیز برخوردار است. به علاوه از روند طراحی ساده ای برخودار بوده و برای طراحی دفتری کاملاً مناسب است. خصوصیات فوق ستونهای قوطی پرشده با بتن را به صورت اعضا سازه ای بسیار مناسب و ممتاز برای ساختمانهای بلند در مناطق زلزله خیز معرفی می کند.
رفتار خمشی و شکل پذیری و ظرفیت جذب انرژی ستونهای قوطی پرشده با بتن، در فصول دوم و سوم مورد بررسی قرارگرفته است و نشان داده شده است که این مقادیر به پارامترهای زیادی منجمله نسبت عرض به ضخامت ورق فولادی، ضریب لاغری ستون، طول پرشدگی بتن در ستون ، نوع بتن و فولاد، تعداد سیکل بارگذاری، بار محوری، گل میخ برشگیر بر پوسته فولادی بستگی داشته و نحوه ارتباط آنها نیز بررسی شده است.
با توجه به ضخامت قوطی فولادی در ستون مرکب، این ستونها معمولاً ظرفیت برشی بسیار بالایی از خود نشان داده و عمدتاً در مورد خمشی گسیخته می شوند. رفتار برشی ستونهای قوطی پرشده با بتن در ستونهای کوتاه که در آنها برش بیشترین تأثیر را دارد، در فخصل پنجم مورد مطالعه و بررسی قرارگرفته است و نشان داده شده است که حتی در این حالت نیز ستونهای قوطی پرشده با بتن، از نظر برشی رفتار بسیار مناسب از خود نشان می دهند.
با توجه به فرم سازگاری کرنشها در نقاط تماس بتن و فولاد، چسبندگی بین فولاد و بتن در ستونهای مرکب در فصل چهارم بررسی شده است و نحوه تأثیر پارامترهایی چون سن بتن سایز، دما، شرایط نگهداری بتن و انقباض بر مقاومت چسبندگی مشخص شده است. در فصل ششم، سعی شده است روش برای طراحی ستونهای قوطی پرشده با بتن،ارائه شود که علاوه بر هماهنگی با آیین نامه های معتبر، برای طراحی دفاتر مهندسی کاملاً عملی و مناسب باشد. بدین منظور روش گام به گام طراحی ستون قوطی پرشده با بتن در دو حالت ستون کوتاه و ستون لاغر آورده شده است و نشان داده شده است که با استفاده از ستون قوطی فولادی پرشده با بتن در مقایسه با قوطی فولادی از تغییرمکان جانبی کمتر و شکل پذیری بیشتری برخوردار بوده و رفتار لرزه ای مناسبتری از خود نشان می دهند. در بخش پایانی علاوه بر جمع بندی و نتیجه گیری کلی از مطالب ارائه شده در فصول قبل ، نیازهای پژوهشی آینده نیز ارائه گردیده است.
یافتن تمامی ارسال‌های این کاربر
نقل قول این ارسال در یک پاسخ
 سپاس شده توسط moha ، Bermuda

12-05-2011, 10:42 AM
ارسال: #3
پروفایل شما آفلاین
علیرضا


RE: متداول ترین سیستم های سازه ای آسمانخراشها و برجهای بلند
طراحی لرزه ای ساختمانهای فولادی بلند با استفاده از جاذبهای انرژی ویسکوالاستیک ( VEP)

میراگرهای ویسکو الاستیک در بسیاری از کشورها همچون ایالات متحده، ژاپن، تایوان، مورد آزمایش واقع شده اند و در تعدادی از ساختمانهای بزرگ همچون مرکز تجارت جهانی نیویورک، کلمبیا سنتر، برج دوقلوی سی ونت و... به صورت موفقیت آمیزی مورد استفاده واقع شده اند. در ابتدا از این میراگر جهت مقابله با باد استفاده می شده است، اما با تحقیقات حاصله در طول سالیان اخیر، استفاده از این میراگرها در ساختمانها جهت مقابله با زلزله نیز مورد توجه واقع شده است. تحقیقات نشان می دهند که خواص مکانیکی این میراگرها وابستگی شدید به دما، فرکانس بارگذاری و کرنش برشی دارند. این مطالعه جهت بررسی رفتار لرزه ای ساختمانهای مجهز به میراگر صورت گرفته استف بدین منظور ساختمان 22 طبقه فلزی که به صورت ساختمان مقاوم خمشی در شرایط ایران طراحی گردیده است، یکبار جهت مقاوم سازی مجهز به میراگر گردیده است و یکبار با کاهش مقاطع( طرح جدید) به میراگر مجهز گردیده است و رفتار ساختمانهای مزبور در تحلیل خطی و یک قاب از آنها در تحلیل غیر خطی، تحت اثر زلزله های با محتوای فرکانسی متفاوت مورد بررسی واقع شده اند. نتایج نشان می دهند که به گارگیری میراگر باعث کاهش قابل توجه پاسخ ( خصوصاً تغییر شکلها)می گردد و احتمالاً اثر مودهای بالاتر کاهش می یابد و در ساختمان طرح جدید حدود 5/16% کل فولاد، صرفه جویی گردیده است. در بررسی اثر دما بر عملکرد میراگر و پاسخ سازه ، نتیجه گرفته شد که افزایش دما باعث کاهش جدب انرژی در میراگرهای گردیده و نتیجتاً افزاییش پاسخ را نیبت به دماهای پایین به دنبال دارد. همچنین مشاهده گردید که به کارگیری میراگرها در کاهش نیاز شکل پذیر تیرها مؤثر بوده و باعث کاهش قابل توجه این نیاز می گردند. نتایج این مطالعه نشان می دهند که انرژی پسماند سازه به علت رفتار غیر خطی اعضاء، در اثر استفاده از میراگر کاهش چشمگیری داشته است و مفمصلهای پلاستیک تحت اثر دو زلزله طبس و ال سنترو کاهش چشمگیری داشته اند. نتایج این مطالعه نشان می دهند که به گارگیری روشهای طراحی میراگر براساس کنترل میرایی مودی، برای ساختمانهای بلند احتمالاً نامناسب بوده و نتایج غیر اقتصادی به همراه دارد.

مقایسه روشهای خطی و غیر خطی در تعیین آسیب پذیری سازه های موجود

تعیین آسیب پذیری و مقاوم سازی سازه های موجود فصلی است که تقریباً به تازگی ودر دو دهه اخیر مطرح سده و به سرعت پیشرفت کرده است. بسیاری از سازه های موجود ارزش فراوانی داشته و یا به علل مختلفی نمی توان آنها را تخریب کرد و مجدداً ساخت، به همین دلیل نیز باید به مقاوم سازی آنها پس از تعیین نقاط ضعفشان پرداخت. به طور کلی دو روش خطی و غیر خطی در تعیین آسیب پذیری ساختمانها در زلزله وجود دارد. استفاده از روشهای غیر خطی مستلزم صرف زمان و هزینه های زیادی است و از آنجا این برنامه های به بررسی دوبعدی قابهای ساختمان می پردازند، درسازه های با پلان نامنظم که تحت پیچشهای بزرگ قرار دارند ارزیابی با این روشها دقیق نمی باشد. اما روشهای خطی با وجود اینکه رفتار واقعی و الاستوپلاستیک سازه را در نظر نمی گیرند به واسطه نداشتن محدودیت در ابعاد ساختمان سهولت وسرعت در مدلسازی آشنایی کلیه مهندسین با این روشها، امکان تهیه مدل سه بعدی و ملحظ نمودن پیچشها دارای مزایای بسیاری هستند.
هندبوک ATC22 با ارائه ضرائب و تمهیدات خاصی به ارزیابی خسارت پذیری ساختمانهای موجود با استفاده ازروشهای خطی می پردازد که در این پایان نامه با مدلسازی ساختمان جدید موسسه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله به مقایسه روش خطی ATC22 با روش غیر خطی پرداخت شده است. مدلسازی خطی با برنامه SAP90 و آنالیز غیر خطی نیز توسط برنامه DRAIN 2D پرداخته شده است. مقایسه کلیه نتایج در جداول و نمودارهای فصل آخر آورده شده و با توجه به تطابق خوب نتایج دو روش با یکدیگر می توان نتیجه گیری کرد که در تعیین آسیب پذیری ساختمانهای معمولی در زلزله استفاده از روشهای خطی نیز امکان پذیر بوده و نسبت به روشهای غیر خطی سرعت و قابلیتهای بیشتری دارد. البته این مسئله بدین معنی نیست که روشهای خطی نتایج دقیقتری نسبت به روشهای غیر خطی ارائه می کند زیرا همانطور که قبلا نیز اشاره شد بهترین روش مدلسازی رفتار واقعی و الاستو پلاستیک سازه هنگام زلزله می باشد که این امر تنها با آنالیز غیر خطی امکان پذیر بوده و روشهای خطی تنها به واسطه سهولت و عدم محدویت درمدلسازی توصیه می گردند. در این مقایسه و در فصل نتایج با نشان دادن المانهایی که در هر دو روش به عنوان ضعیف شناخته شده اند روی شکل شماتیک قاب، ملاحظه می شودکه تعداد المانهای بادبندی بیشتری در روش خطی دچار ضعف شده اند که این مطلب نشانگر اثرات پیچش در آنالیز خطی می باشد. همچین نمودار مقایسه پوش تغییرمکان طبقات نیز تغییرمکانهای بزرگتری را در روش خطی نشان می دهد که با توجه به قرارگرفتن قابهای تحت بررسی در روش غیر خطی روی محیط پلان، می توان این موضوع را به لحاظ شدن اثرات پیچش در روش خطی نسبت داد چراکه بیشترین تغییرمکان ها در اثر پیچش در دورترین نقطه از مرکز سختی اتفاق می افتد.

بررسی رفتار ستونهای قوطی فولادی پرشده با بتن تحت بارگذاری جانبی زلزله در ساختمانهای بلند
[/b]
با توجه به کاربرد روزافزون ستونهای قوطی پرشده با بتن در ساختماهای بلند و عملکرد مناسب این ستونها در برابر زلزله از یک طرف و لرزه خیزی اکثر مناطق کشور از طرف دیگر سعی شده است در این مطالعه رفتار این ستونها در برابر بارگذاری جانبی زلزله بررسی شود. در این مطالعه علاوه بر بررسی رفتار خمشی این ستونها در برابر ترکیب بارگذاری ثقلی و جانبی سیکلیک رفتار برشی آنها نیز بررسی شده است. با توجه به اهمیت شکل پذیری و ظرفیت جذب انرژی اعضا سازه ای در برابر زلزله، این مقادیر نیز به طور مفصل مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین با توجه به لزوم پیوستگی و هماهنگی فولاد و بتن در مقاطع مرکب، چسبندگی و پارامترهای مؤثر بر مقاومت چسبندگی در ستونهای مرکب نیز مورد بررسی قرارگرفته است.
روشی سازگار با آیین نامه های معتبر برای طراحی ستونهای قوطی پرشده با بتن در هر دو حالت ستون کوتاه و ستون لاغر نیز ارائه گشته است. نشان داده شده است که ستون که ستون قوطی پرشده با بتن علاوه بر مقاومت و رفتار خمشی و برشی مطلوب شکل پذیری خوبی داشته و از ظرفیت جذب انرژی قابل توجه ای نیز برخوردار است. به علاوه از روند طراحی ساده ای برخودار بوده و برای طراحی دفتری کاملاً مناسب است. خصوصیات فوق ستونهای قوطی پرشده با بتن را به صورت اعضا سازه ای بسیار مناسب و ممتاز برای ساختمانهای بلند در مناطق زلزله خیز معرفی می کند. رفتار خمشی و شکل پذیری و ظرفیت جذب انرژی ستونهای قوطی پرشده با بتن، در فصول دوم و سوم مورد بررسی قرارگرفته است و نشان داده شده است که این مقادیر به پارامترهای زیادی منجمله نسبت عرض به ضخامت ورق فولادی، ضریب لاغری ستون، طول پرشدگی بتن در ستون ، نوع بتن و فولاد، تعداد سیکل بارگذاری، بار محوری، گل میخ برشگیر بر پوسته فولادی بستگی داشته و نحوه ارتباط آنها نیز بررسی شده است.
با توجه به ضخامت قوطی فولادی در ستون مرکب، این ستونها معمولاً ظرفیت برشی بسیار بالایی از خود نشان داده و عمدتاً در مورد خمشی گسیخته می شوند. رفتار برشی ستونهای قوطی پرشده با بتن در ستونهای کوتاه که در آنها برش بیشترین تأثیر را دارد، در فخصل پنجم مورد مطالعه و بررسی قرارگرفته است و نشان داده شده است که حتی در این حالت نیز ستونهای قوطی پرشده با بتن، از نظر برشی رفتار بسیار مناسب از خود نشان می دهند. با توجه به فرم سازگاری کرنشها در نقاط تماس بتن و فولاد، چسبندگی بین فولاد و بتن در ستونهای مرکب در فصل چهارم بررسی شده است و نحوه تأثیر پارامترهایی چون سن بتن سایز، دما، شرایط نگهداری بتن و انقباض بر مقاومت چسبندگی مشخص شده است. در فصل ششم، سعی شده است روش برای طراحی ستونهای قوطی پرشده با بتن،ارائه شود که علاوه بر هماهنگی با آیین نامه های معتبر، برای طراحی دفاتر مهندسی کاملاً عملی و مناسب باشد. بدین منظور روش گام به گام طراحی ستون قوطی پرشده با بتن در دو حالت ستون کوتاه و ستون لاغر آورده شده است و نشان داده شده است که با استفاده از ستون قوطی فولادی پرشده با بتن در مقایسه با قوطی فولادی از تغییرمکان جانبی کمتر و شکل پذیری بیشتری برخوردار بوده و رفتار لرزه ای مناسبتری از خود نشان می دهند.
یافتن تمامی ارسال‌های این کاربر
نقل قول این ارسال در یک پاسخ
 سپاس شده توسط shahsavar ، pouya ، moha ، soroush2012 ، شیدا ، Bermuda

12-08-2011, 05:06 PM
ارسال: #4
پروفایل شما آفلاین
pouya


RE: متداول ترین سیستم های سازه ای آسمانخراشها و برجهای بلند
با اینکه طولانی بود ولی خوندم ارزششو داشت
تشکر از شما
یافتن تمامی ارسال‌های این کاربر
نقل قول این ارسال در یک پاسخ
 سپاس شده توسط علیرضا ، shahsavar ، Bermuda

ارسال پاسخ 


پرش به انجمن:


 انتخاب پوسته: