سه شنبه ٣٠ آبان ١٣٩٦
رشته های مهندسی
سيستم های مقاوم سازه ای در ساختمان های بلند

قیمت : 130,000  ریال

سيستم های مقاوم سازه ای در ساختمان های بلند

مولفان : دکتر علی خیرالدین و مهندس سيما آرامش

پیشگفتار

امروزه با توجه به کمبود زمین در شهرهای بزرگ و افزایش روز افزون جمعیت، ساختمان های بلند جایگاه ویژه ای پیدا کرده اند. از طرفی شکل و نمای ساختمان های بلند با گذشته تفاوت دارد و اگر این تغییرات در آینده نیز ادامه یابد، دیری نمی پاید که بشر رؤیای ساخت ساختمان هایی به ارتفاع یک مایل را تحقق بخشد.

     از نظر سازه ای، تعاریف متفاوتی برای ساختمان های بلند وجود دارد. عده ای ساختمانی را بلند مي گويند که ارتفاع آن باعث شود، نيروهاي جانبي (باد و زلزله) بر طراحي آن اثر قابل توجهي گذارند و یا سازهاي را كه پريود آن از 7/0 ثانيه بيشتر باشد؛ سازه بلند ميدانند. برخي هم نسبت ارتفاع به بعد سازه را ملاك اين طبقهبندي دانسته و نسبتهاي ارتفاع به بعد π5/1، π، 2/ πو 3/ πرا به ترتيب مربوط به سازه بسيار بلند، بلند، متوسط و كوتاه ميدانند. لذا باید تأثیر این عوامل از ابتدای مراحل طراحی در نظر گرفته شود.

     سازه هاي بلند بايد علاوه بر اينکه از نظر ايمني، شرايط کارائي، بهره برداري و آسایش تأمين باشند، بايد از نظر فضايابي و زيبایي نيز مشکل نداشته و به گونه اي باشند که ابتدا فرم سازه از طريق معماران و مهندسين ارائه شود و سپس طبق آن فرم، طراحي آغاز گردد.     اهمیت اثر نیروهای جانبی با افزایش ارتفاع ساختمان به سرعت افزایش می یابد. در سازه های بلند تغییر مکان جانبی ساختمان چنان زیاد می شود که ملاحظات سختی کنترل کننده طرح می گردند تا این که مقاومت مصالح سازه ای. میزان سختی اساساً بستگی به نوع سیستم سازه ای دارد. به علاوه بازده هر سیستم سازه ای مستقیماً با مقدار مصالح مصرف شده ارتباط دارد؛ بنابراین جهت بهینه کردن سازه باید با حداقل وزن، حداکثر سختی حاصل گردد. این امر منجر به ابداع سیستم های سازه ای مناسب برای هر محدوده ارتفاعی معین می گردد.

     یک دیدگاه مهم در طراحی ساختمان های بلند، تغییر فرم ساختمان ها به شکل های صلب تر و پایدار تر است که تغییرمکان را محدود می کند و پایداری را افزایش می دهد. به طور کلی رفتار ساختمان ها و آسیب پذیری آنها در طول زلزله به شکل، اندازه، فرم کلی و همچنین نحوه انتقال نیروهای جانبی به زمین بستگی دارد. با توجه به مطالعات انجام گرفته بر روی آسیب پذیری ساختمان ها با فرم های متفاوت در پلان و ارتفاع، مشخص می شود که هر چه پیکربندی سازه، ساده تر و متقارن تر باشد، در اثر زلزله عملکرد مطلوب تری داشته و در نتیجه آسیب پذیری کمتری خواهد داشت.  از طرفی با توجه به اهمیت و ارتباط خصوصیات معماری با سیستم سازه ای در ایفای عملکرد لرزه ای مطلوب ساختمان، انتخاب طرح معماری و سیستم سازه ای سازگار با آن در ساختمان های بلند اهمیت ویژه ای دارد.

     در طول قرون گذشته، سیستم های متعددی برای سازه های بلند طراحی و بر مبنای آن ها ساختمان های بلند متعددی اجرا شده اند. با بکارگیری مصالح بتن آرمه در ساخت و ساز، استفاده از آن در سازه های بلند مرتبه به طور وسیعی گسترش یافته است؛ اگرچه تا قبل از جنگ جهانی اول بیشتر ساختمان های بلند دارای اسکلت فولادی بودند و تنها فونداسیون ها و دال های کف آنها بتنی بوده؛ اما بعد از جنگ جهانی اول ساختمان های بلند مرتبه بتن آرمه به صورت پراکنده به وجود آمدند. در ابتدا سیستم های سازه ای در ساختمان های بلند تنها شامل ستون ها، شاه تیرها، تیرها و دال ها بودند و بیشتر المان های باربر درون ساختمان قرار می گرفتند. به این دسته از سیستم های سازه ای، سازه های داخلی گفته می شود زیرا بیشتر المان های باربر درون ساختمان قرار دارند. اما به مرور زمان یک انقلاب عظیم در ساختمان های بلند در حال شکل گیری بود و سیستم های نوینی همچون سیستم های لوله ای، لوله های مهاربندی شده، لوله های دسته شده، سیستم های شبکه ای و شبکه خارجی تحولی در ساختمان های بلند هم از نظر معماری و هم از نظر سازه ای به وجود آورده اند. این دسته از سیستم های سازه ای، سازه های خارجی نام دارند زیرا المان های باربر در پیرامون ساختمان قرار می گیرند.

     هدف از چاپ این کتاب، بررسی سیستم های مقاوم جانبی در ساختمان های بلند و درک بهتر از رفتار آنها می باشد. به علاوه سیر تکاملی سیستم های لرزه ای و نکات جانبی هر یک از آنها مطرح شده است. مجموعه حاضر دارای مثالهای متعددی می باشد به گونه ای که قسمت های ابتدایی هر بخش، مسائل خاص سازه های بلند را مورد بررسی قرار داده و انتهای هر بخش یک مطالعه موردی بر یک سازه بلند ارائه می دهد. لازم به ذکر است علاقه نویسندگان آن بوده است که جزئیات بیشتری از معماری و سازه بسیاری از برج های بلند برجسته و زیبای جهان ارائه گردد.

     این کتاب شامل سیزده فصل می باشد. در فصل اول، ابتدا تعریف ساختمان های بلند و تاریخچه آنها و سپس انواع سیستم های مقاوم جانبی در ساختمان های بلند و طبقه بندی آنها مطرح شده است. فصل دوم به معرفی سیستم های سازه ای داخلی که المان های باربر آنها درون ساختمان توزیع می گردند؛ اختصاص دارد. در این فصل سیستم هایی همچون قاب خمشی، قاب مهاربندی شده و دیوار برشی مورد توجه قرار می گیرند و در هر مورد نمونه ای از ساختمان های بلند که با این سیستم ها ساخته شده اند؛ ذکر می گردند. فصل سوم به بررسی سایر سیستم های داخلی همانند کمربندهای خرپایی و هسته های مقاوم می پردازد.

     فصل چهارم به بررسی اولین دسته از سیستم های مقاوم سازه ای خارجی که المان های باربر آنها در خطوط پیرامونی ساختمان توزیع می گردند، تخصیص یافته است. در این فصل سیستم لوله قابی مورد مطالعه قرار می گیرد و همچنین به معایب و مزایای سیستم های سازه ای لوله ای همچون پدیده لنگی برش اشاره می شود. در فصل پنجم سیستم های لوله مهاربندی شده تشریح می گردد و در فصل ششم سیستم های لوله در لوله و لوله دسته بندی شده بررسی می شود. همچنین در پایان این فصل مقایسه ای بر روی انواع سیستم های سازه ای لوله ای انجام می گردد.

     در فصل هفتم سیستم های مقاوم سازه ای شبکه قطری که تکامل یافته سیستم های لوله ای اند، تشریح شده اند. در فصل هشتم خواننده با جدیدترین سیستم سازه ای برای ساختمان های بلند آشنا می شود. این سیستم که شبکه خارجی نام دارد؛ هم در سازه های فولادی و هم در سازه های بتنی به کار می رود و تکامل یافته سیستم شبکه قطری است.

     در فصل نهم به بررسی سیستم های مقاوم جانبی برای سازه های بسیار بلند پرداخته می شود. در این فصل سیستم هایی همچون قاب با خرپای فضایی و ابرسازه ها مطرح می گردد. فصل دهم اثرات نیروهای باد بر روی ساختمان های بلند را مورد بررسی قرار می دهد. با توجه به آن که اثرات نیروهای جانبی به ویژه نیروهای باد با افزایش ارتفاع به سرعت افزایش می یابد؛ می توان با اصلاحات ایرودینامیک بر روی فرم ساختمان های بلند و سطح مقطع آنها، اثرات باد را کاهش داد. در این فصل بسیاری از روش های کاهش اثرات باد بر روی ساختمان های بلند برجسته دنیا مطرح شده است. در فصل یازدهم مباحث سازه و معماری بلندترین برج دنیا در حال حاضر (برج خلیفه) مورد بررسی قرار می گیرد.

     فصل دوازدهم به معرفی ساختمان های بلند هزاره سوم (آینده) می پردازد. مشخصات بیست برج بسیار بلند و ویژه دنیا که در قرن سوم ساخته خواهند شد؛ مورد مطالعه قرار گرفته اند. اگرچه بعضی از ساختمان های مذکور تخیلی و رویایی به نظر می رسند؛ ولی با پیشرفت چشمگیر در بخش های آنالیز، طراحی، مصالح و روش های ساخت، اجرای اینگونه ساختمان ها دور از دسترس نیست. همچنین در فصل سیزدهم 20 ساختمان بلندی که تا سال 2020 معرفی می گردند. در انتها منابع و مراجعی که در تهیه این کتاب از آنها استفاده گردیده است، ذکر شده اند.

     نویسندگان ضمن استقبال از دریافت نقطه نظرات و پیشنهادات ارزنده کلیه اندیشمندان، اساتید، مهندسین و دانشجویان رشته های مهندسی عمران و معماری، امیدوارند چاپ این مجموعه گامی هرچند کوچک در زمینه ارتقاء سطح علمی و به روز رسانی دانش متخصصین ذیربط باشد. بدیهی است این اثر خالی از اشتباه نیست، لذا از همکاران گرامی، اساتید ارجمند و دانشجویان عزیز انتظار می رود که اشتباهات و کاستی ها را یادآوری فرمایند.

     مؤلفین در اینجا برخود لازم می دانند تشکر ویژه خود را به جناب آقای دکتر مرتضی زاهدی عضو هیأت علمی دانشگاه علم و صنعت ایران به خاطر ویرایش و بازنگری فصل یازدهم کتاب که در خصوص معرفی بلندترین ساختمان جهان برج خلیفه (برج دبی) می باشد، ابراز نمایند. همچنین از جناب آقای دکتر حسین نادرپور، آقای دکتر عليرضا مرتضايي و دانشجویان دکترا آقایان مهندس علی همتی، مهندس سید روح الله حسینی واعظ، مهندس احمد دالوند، مهندس عباس سیوندی، مهندس روزبه ظهیری و دانشجویان کارشناسی ارشد آقایان مهندس سلیم کریم پور، مهندس سيد مهدي حاجي ميراسمعيلی، مهندس حسین جمشیدی، مهندس سعيد محب شاهدين، مهندس سيد جلال موسوي، مهندس سهيل آصف و سرکار خانم مهندس نیلوفر مشهدی علی تشکر و قدردانی می گردد.  

      از معاونت پژوهشی دانشگاه سمنان و آقای مهندس حمیدرضا مولایی، مسئول انتشارات دانشگاه سمنان که در جهت چاپ و انتشار کتاب همکاری داشته اند، سپاسگزاری می شود. همچنین از زحمات آقای اسماعیل شجاعی در مورد طرح روی جلد و صفحه آرایی تقدیر می شود.

 

                                                   دکتر علی خیرالدین - مهندس سیما آرامش

 
اوقات شرعی
آمار بازدید
 بازدید این صفحه : 158367
 بازدید امروز : 19
 کل بازدید : 489987
 بازدیدکنندگان آنلاين : 9
 زمان بازدید : 0/1895
تقویم
Copyright  © 2014 press.semnan.ac.ir.semnan.ac.ir . All rights reserved