معماری و عمران

1-زیبا و دلپذیر شدن جلوه ظاهری و بیرونی ساختمان و در نهایت دورنما و منظره (View) مناسب و قابل قبولِ شهر یا محلی كه ساختمان در آن واقع شده‌است.

2-كاهش اتلاف انرژی در تمام فصول سال؛ چراكه نما در ساختمان نقش یك عایق حرارتی و برودتی را بازی می‌كند، كه هم از هدر روی انرژی تولیدی سیستمهای گرمایشی و سرمایشی ساختمان ممانعت می‌كند و هم می‌تواند بر حسب جنس، رنگ و میزان سطحی كه دارد، باعث دفع و انعكاس گرما در فصل تابستان خصوصاً در مناطق گرمسیری شود، وعكس همین عملكرد را در فصل زمستان برای جذب انرژی خورشیدی و گرم شدن ساختمانها درمناطق سرد سیری ایفا نماید.

درز انبساط :

براي جلوگيري ازخرابيهاي ناشي از انبساط وانقباض ساختمان بر اثر تغيير درجه

حرارت محيط خارج يا جلوگيري از انتقال بار ساختمان قديمي مجاور به ساختماني كه

جديد احداث مي شود ، همچنين در مواردي كه ساختمان بزرگ است وازچند بلوك متصل

به هم تشكيل مي شود ، بايد به كار بردن درز انبساط در محل مناسب پيش بيني شود .

حداقل فاصله اي از ساختمان با اجزاي ساختماني كه بايد در آن درز انبساط پيش بيني

شود ، به نوع ساختمان ، تعداد طبقات ، مصالح مصرفي و آب وهواي محل بستگي دارد.

بنابراين بايد با مطالعه كافي محل اندازه آن را مهندس طراح تعيين كند . در كليه

ساختمانهاي فلزي كه طول آنها بيشتر از 50 متر باشد ، بايد در طول ساختمان

درزانبساط پيش بيني كرد . اين طول مربوط به ساختمانهاي فلزي وبدون پوشش محافظ

است كه نبايد از 50 متر ويا در ساختمانهايي با پوشش محافظ ودر حالات خاص نبايد از

100 متر تجاوز كند . براي پوشاندن وپركردن فواصل درز انبساط از موادي استفاده

مي كنند

كه قابليت ارتجاعي داشته باشد . بايد دقت شود كه فاصله درز انبساط به هيچ وجه با

مصالح بنايي يا ملات پر نگردد . اگر در هنگام استقرار اسكلت فلزي ، ستونهايي كه در

مجاورت يك درز انبساط قرار دارند به طور موقت به وسيله قطعات فلزي متصل شده اند

، پس از استقرار بايد اين اتصالات بريده شوند تا ساختمان در محل درز انبساط به كلي

از قسمت مجاور خود جدا باشد .

درز انقطاع :

براي جلوگيري از خسارت وكاهش خرابي ناشي از ضربه ساختمانهاي مجاور به يكديگر

، بويژه در زمان وقوع زلزله ، ساختمانهايي كه داراي ارتفاع بيش از 12 متر يا داراي

بيش از 4 طبقه هستند ، بايد به وسيله درز انقطاع از ساختمانهاي مجاور جدا شوند .

همچنين حداقل عرض درز انقطاع در تراز هر طبقه برابر ارتفاع آن تراز از روي

شالوده است . اين فاصله در محلهاي لازم با مصالح كم مقاومت كه در هنگام زلزله در

اثر برخورد دو ساختمان به آساني مصالح مزبور خرد مي شوند ، پر كرد .

نحوه اتصال ستون فلزي با آجر كاري :

هنگامي كه آجر كاري با ضخامت 22 سانتي متر بالاتر در مجاور ستون فلزي قرار مي

گيرد بايد حداقل يك قطعه اتصال در هر متر ارتفاع ديوار به ستون جوشكاري شود و در

داخل ملات قرار گيرد .

ساختمان مسکونی از نظر اسکلت باید نه تنها مقاوم در برابر نیروهاي زلزله ساخته شود، بلکه باید داراي دوام لازم در مدت زمان پیش بینی شده براي بهره برداري از آن نیز باشد. اگرچه از نظر کارکرد اقتصادي می توان بخشهایی از ساختمان را از مصالح سبک بنا نمود، اما اسکلتی که بتواند کارکرد درست داشته باشد معمولاً وزن قابل ملاحظه اي از ساختمان را به خود اختصاص می دهد. با افزایش ارتفاع و به تبع آن نیروهاي حاصل از زلزله مقاطع باربر ساختمان بسیار بزرگ شده و تکانهاي ناشی از نیروي زلزله، در طبقات فوقانی شدید می شود. براي پیشگیری از این رویدادها، روشی تحت عنوان سوپرفریم R.C براي اسکلت ساختمان، در کشور ژاپن، ابداع شده و به عنوان جدیدترین فناوري به مورد اجرا گذاشته شده است. در این روش ضمن کاهش مقاطع باربر، با پیش ساخته نمودن ستون ها و همچنین کنترل حرکات ساختمان در حین زلزله و جذب انرژي به وسیله میراگرهاي هیدرومکانیکی، یک ساختمان مطمئن از نظر رفتار در برابر نیروها و بسیار مناسب براي سکونت ساخته می شود.

فصل اول مقدمه و کلیات

تعیین مشخصات ساختمان هایی که در گروه سازه های بلند قرار می گیرند بسیار مشکل است، زیرا بلندی خود یک حالت نسبی است و ساختمان ها را نمی توان بر حسب ارتفاع یا تعداد طبقات، دسته بندی و تعریف نمود. بلندی یک ساختمان بستگی به شرایط اجتماعی و تصورات فرد از محیط دارد، بنابراین ارائه یک معیار قابل قبول همگانی برای تعریف بلندی سازه غیرممکن است. از نظر مهندسی هنگامی می توان سازه را بلند نامید که ارتفاع آن باعث شود که نیروهای جانبی ناشی از باد و زلزله، بر طراحی آن اثر قابل توجهی گذارند. همچنین نمانند نیروهای ثقلی، تأثیر نیروهای جانبی در سازه ها کاملاً متغیر بوده و به سرعت با افزایش ارتفاع شدت می یابد. سه عامل اساسی که باید در طراحی تمام سازه های بلند در نظر گرفته شوند عبارتند از : 1- مقاومت 2- صلبیت 3- پایداری که در طراحی سازه های بلند سیستم سازه ای باید متناسب با این نیازها باشد. نیاز به مقاومت عامل غالب در طراحی سازه های کوتاه است، اما با افزایش ارتفاع صلبیت و پایداری اهمیت بیشتری می یابد. بنابراین در یک سازه بلند، سیستم مقاوم در برابر بارهای جانبی و قائم بر حسب ارتفاع سازه و نوع کاربری و نیز ماهیت و نوع نیروها متفاوت خواهد بود.

یکی از مسائل مهم در مهندسی عمران مقاوم کردن ساختمان ها در برابر نیروی ناشی از زلزله است. روش های معمول برای این منظور در سازه های فلزی، استفاده از بادبند و در سازه های اسکلت بتنی استفاده از دیوار برشی است. علاوه بر این دو، از توان قاب خمشی نیز در مقاومت در برابر نیروی زلزله بویژه برای سازه های بلند می توان استفاده کرد. آنچه تاکنون بطور جدی بدان پرداخته نشده بطوری که ضوابط آیین نامه ای برای آن وجود داشته باشد استفاده از بادبند در سازه های اسکلت بتنی برای نیروی زلزله است. در مقابل، استفاده از دیوار برشی در ساختمان های اسکلت فلزی رایج است و از نظر آیین نامه زلزله ایران، استاندارد 2800 مورد تأیید است. هر چند استفاده از دیوار برشی به جای بادبند در ساختمان های اسکلت فولادی در سال های اخیر رواج پیدا کرده اما بادبند مقاوم در برابر زلزله، از نظر اقتصادی، سرعت و سهولت اجرا همچنین از دیدگاه معماری و نیز بدلیل شکل پذیری بهتر عناصر فولادی می تواند در بسیاری از موارد، از دیوار برش مناسب تر باشد.

ارزیابی رفتار سازه ها در زمین لرزه هاي بزرگ نمایانگر ایجاد خسارت های قابل توجه حتی در ساختمانهاي طراحی شده بر پایه اصول مهندسی است و این به معناي ناکافی بودن پارامتر مقاومت به ویژه در زمین لرزه هاي بزرگ و در سطح فرو ریزش است. رفتار نامطلوب سازه ها در برابر زمین لرزه محققان را بر آن داشت تا پارامترهاي دیگري در طراحی سازهاي مد نظر قرار دهند. یکی از پارامترها که در نگرش نوین پژوهشگران به رفتار سازه ها مدنظر قرار گرفته است، مفهوم انرژي در سازه ها است. ایده برقراري مطلوب توازن انرژي در سازه از طریق بهینه سازي خسارت در حال گسترش است. خسارت های ناشی از زلزله ها، پژوهشگران را بر آن داشته است تا همواره به دنبال راه حل هایی برای جلوگیری از این خسارت ها باشند. مدت ها پیش در نظر گرفتن قابلیت شکل پذیری و اتلاف انرژی در سازه ها مطرح گشت و خود را توسط ضریبی به نام ضریب رفتار R در آیین نامه ها نشان داد.

زلزله های مختلف آسیب های کم یا زیادی بر حسب مقاومت و پایداری سازه ها در برابر زلزله به سازه ها وارد می سازد، لذا پایدار و مقاوم بودن سازه ها در برابر زلزله برای جلوگیری از تخریب های کلی و یا جزیی سازه ها و همچنین از دست رفتن سرمایه های مالی و جانی افراد از اهمیت زیادی برخوردار می باشد. روش های مختلفی برای پایدار کردن سازه های فلزی در برابر نیروهای جانبی باد و زلزله وجود دارد. در این تحقیق نخست به معرفی و تشریح انواع سازه های باربر در سازه های بلند می پردازیم سپس به تمرکز بر روی سازه های باربر پرکاربرد و معمول در ساختمان های بلند خواهیم پرداخت. سازه هایی که در ساختمان های بویژه فولادی به منظور مقاومت در برابر بارهای جانبی وارد بر ساختمان شامل نیروی باد یا زلزله طراحی می شوند از نظر خواص مصالح مورد استفاده مانند سختی، شکل پذیری، مدول الاستیسیته، مدول پلاستیک یا میزان جذب انرژی زلزله مورد بررسی قرار می گیرند. هر چه سازه باربر جانبی دارای شکل پذیری بیشتری باشد دارای توان جذب انرژی بالاتری می باشد بدین معنا که نیروی جانبی زلزله باعث ایجاد تغییر شکل های بیشتری پیش از گسیختگی در سازه می شود و همین باعث کاهش تلفات جانی ناشی از زلزله می شود.

تجربه طراحان و سازندگان ساختمان های تجاری و اداری بلند در سال های اخیر نشان داده است که استفاده از دیوارهای برشی می تواند به سازه برای مقاومت در برابر نیروی جانبی زلزله کمک کند و با توجه به گسترش اجرای دیوار برشی همراه با قاب خمشی متوسط و ویژه در ساختمان های بلند در سال های اخیر مشکلات مربوط به اجرای آن نیز برطرف شده است و دیگر نمی توان ادعا کرد که اجرای سیستم ترکیبی دیوار برشی همراه با قاب خمشی دشوار است، هر چند هزینه اجرای سیستم ترکیبی زیادتر از اجرای قاب خمشی ویژه است. در این تحقیق می خواهیم رفتار چند سیستم رایج در ساخت و ساز را از لحاظ میزان جذب انرژی و مقاومت در برابر زلزله مورد بررسی قرار دهیم. برای این کار نخست باید به تشریح خواص و ویژگی های سیستم های مختلف باربر در سازه های بلند بپردازیم و نقاط ضعف و قوت آنها را بر می شمریم. در نظر داریم که سیستم های مختلف باربر در سازه های بلند وجود دارد که هر یک ویژگی های خود را دارد. برای نمونه قاب خمشی ویژه با وجود کاربرد کمتر نسبت به قاب خمشی متوسط دارای ضریب رفتار بالاتری است، از این رو می تواند انرژی بیشتری جذب کند و در برابر زلزله مقاومت بیشتری از خود نشان می دهد. اما جریان غالب استفاده از دیوارهای برشی همراه با قاب های خمشی متوسط همراه با آسان شدن اجرای آن در ساختمان ها مانع از مطالعه بیشتر روی قاب های خمشی از لحاظ میزان مقاومت در برابر زلزله گردید.

هدف از انجام تحقیق پیش رو بررسی کارایی سیستم های مقاوم در برابر نیروهای جانبی در ساختمان های بلند شامل قاب های خمشی متوسط و ویژه و سیستم ترکیب دیوارهای برشی و قاب های خمشی، سیستم هاي لوله اي در سازه برج و فن آوري مدرن سوپر فریم R.C در ساختمانهاي بلند مسکونی از لحاظ میزان جذب انرژی و مقاومت در برابر زلزله است. از این رو پس از معرفی اجمالی انواع سیستم های مقاوم در برابر نیروهای جانبی زلزله برای ساختمان ها با کاربری ها و ارتفاع های مختلف، روی سیستم های متداول قاب های خمشی ویژه و ترکیب دیوار برشی تمرکز می کنیم و به بررسی کارایی آنها در مهار نیروهای جانبی زلزله از لحاظ میزان انرژی جذب شده می پردازیم. برای این کار باید به بررسی دقیق تر ویژگی های ساختاری و اجرایی انواع سازه های باربر بپردازیم و نقاط ضعف و قوت هر یک را از لحاظ مقاومت در برابر زلزله و میزان جذب و اتلاف انرژی حاصل از اعمال بارهای جانبی زلزله برشماریم تا از این طریق بتوانیم اولاً آنها را از منظر میزان جذب انرژی و مقاومت در برابر زلزله با یکدیگر مقایسه کنیم ثانیاً راهکارهایی برای تقویت هر یک از لحاظ ساختاری یا نحوه اجرا ارائه کنیم تا بتوانیم به سیستم های مقاوم تر و قابل اعتمادتری در برابر زلزله دست یابیم که دارای قابلیت جذب انرژی زلزله بیشتری باشند.

در این پژوهش به مطالعه سیستم های متداول براي سازه هاي بلند می پردازیم و میزان جذب انرژی و مقاومت در برابر زلزله را در هر یک مورد بررسی قرار می دهیم. همچنین انواع روش های اجرا، اتصال به سازه باربر قائم و محل قرارگیری سیستم باربر در اسکلت فولادی یا بتنی را مورد مطالعه قرار می دهیم و اثر هر یک در تعیین میزان جذب انرژی زلزله را مشخص می کنیم. پس از آن به معرفی سیستم باربر جانبی دیوار برشی می پردازیم و روش های مختلف اجرای دیوار برشی در انواع ساختمان ها، اتصال و محل قرارگیری آن در اسکلت ساختمان را بر می شمریم و اثر هر یک را در میزان جذب انرژی و مقاومت در برابر زلزله مورد بررسی قرار می دهیم.

برای این کار نخست، انواع سيستمهاي مقاوم در برابر بارهای جانبي در سازه های بلند معرفی می گردد. سپس به بررسی کارایی قاب های خمشی و دیوارهای برشی و سیستم ترکیبی از منظر میزان انرژی جذب شده و مقاومت در برابر زلزله می پردازیم. به‌طور کلی عناصر مقاوم در برابر نیروهای زلزله می‌توانند به‌صورت قاب خمشی، دیوار برشی ، بادبند و یا ترکیبی از قاب خمشی با یکی از این دو سیستم باشند. استفاده از قاب خمشی به‌عنوان عنصر مقاوم در برابر زلزله احتیاج به رعایت جزئیات خاصی دارد که شکل‌پذیری قاب را تأمین نماید. این جزئیات از لحاظ اجرائی غالباً دست و پا گیر بوده و در صورتی می‌توان از اجزاء دقیق آنها مطمئن شد که کیفیت اجراء و نظارت در کارگاه بسیار بالا باشد. از این‌رو استفاده از دیوار برشی به‌عنوان روشی مطمئن‌تر برای مقابله با نیروهای جانبی در سازه‌ ها مورد استفاده قرار گرفته است.

انواع مختلف سيستم هاي متداول مقاوم در برابر زلزله عبارتند از : سيستم مهاربندي جانبي، سيستم ديوار برشي، سيستم قاب مقاوم خمشي و سيستم دو گانه. سیستم قاب مقاوم خمشی به خاطر نوع رفتاری که در برابر بارهای جانبی دارد ، در بسیاری از سازه های فولادی بلند به کار برده می شود . مهمترین مشخصه آن، نحوه اتصال اعضاء می باشد، به نحوی که اتصالات در قاب مقاوم خمشی دارای چنان سختی می باشد که زاویه میان اعضاء تحت اثر بار ، بدون تغییر باقی می ماند. قاب خمشی از نظر سختی رفتار مناسبی نداشته آنچنان که برای جوابگویی به نیاز های تغییر شکل نسبی نیاز به مقاطع بزرگ و پر هزینه پیدا می کند.

یکی از متداول ترین روش ها برای مقابله با نیروهای جانبی در سازه هاي فولادي غیربلند استفاده از بادبند است. بادبندها به شکل هاي گوناگونی اجرا می شوند. پیکربندي سیستمهاي مهاربندي عموماً از نوع هم مرکز (هم محور) یا خارج از مرکز (برون محور) می باشد . مهاربندهاي هم مرکز سختی سازه را نسبت به قاب خمشی معادل به شدت افزایش داده و تغییر مکان جانبی سازه را محدود می نمایند. سیستم مهاربندي برون محور دو ویژگی سختی مناسب جانبی و جذب انرژي بالا را با یکدیگر ترکیب کرده و بکار می گیرد. در این سیستم، برون محوري اتصال مهاربندي سبب پدید آمدن لنگرهاي خمشی و نیروهاي برشی بزرگی در ناحیۀ تیر نزدیک به مهار می شود . به این ترتیب، تنشهاي این ناحیه از تیر وارد محدودة غیر ارتجاعی شده و سبب اتلاف انرژي ناشی از زمین لرزه می شود. این ناحیه از تیر، پیوند نام دارد. بادبندها به دلایل مختلف از قبیل سختی زیاد، سادگی اجرا و ارزان بودن، همواره مورد توجه طراحان و سازندگان قرار داشته اند. در سیستم مهاربندی هم محور ، بادبند ها از محل تقاطع تیر و ستون عبور می نمایند و در بعضی از فرم های این نوع مهاربندی، محور دو بادبند در یک نقطه مشترک بر روی تیر با هم تلاقی می کنند . این سیستم دارای سختی جانبی بسیار بالایی بوده و به علت اینکه نیروهای جانبی توسط اعضاء به صورت محوری منتقل می شوند سیستمی اقتصادی می باشند . مهار بندی هم محور علی رغم سختی بالا و مناسب و نیز سهولت طراحی و اجرا دارای اشکالاتی هم می باشد که از جمله مهمترین آن ها محدودیت معماری در مورد درب ها و پنجره ها و نیز شکل پذیری و ظرفیت اتلاف انرژی کم آن به دلیل کمانش بادبند ها می باشد. در قاب بادبندی شده برون محور به جای برخورد بادبند به محل اتصال تیر و ستون یا تقاطع محورهای دو بادبند در یک نقطه، با ایجاد یک انحراف بادبند به تیر متصل می شود. قسمتی از تیر که بین تیر و ستون یا بین دو بادبند قرار می گیرد، تیر پیوند نامیده می شود و به صورت یک فیوز شکل پذیر عمل می نماید. در این سیستم تیر پیوند در حالی که از وارد شدن نیروی بیش از حد به بادبندها و کمانش آن جلوگیری می کند، خود با تغییر شکل های پلاستیک در مود خمشی یا برشی، مقدار زیادی انرژی وارد شده از زلزله را مستهلک می نماید. در واقع می توان گفت که سیستم بادبندی برون محور ترکیب کننده سختی مناسب که خاصیت عمده سیستم بادبندی هم محور است و شکل پذیری بالا که ویژگی عمده قاب خمشی مقاوم می باشد. در بادبندهای واگرا پیوندهای کوتاه با قابلیت تغییر شکل های پلاستیک در خمش یا برش دارای ظرفیت استهلاک انرژی بالایی می باشند. در این سیستم حدود 5 تا 15 درصد از مصرف فولاد در مقایسه با قاب خمشی شکل پذیر کاسته می شود، اما به هر حال سیستم واگرا دارای نقاط ضعفی نیز می باشد. برای نمونه می توان گفت که استهلاک انرژی توسط تیر پیوند که بخشی از اعضای اصلی قاب است، انجام می شود که در نتیجه تعمیر یا تعویض آن بعد از یک زلزله شدید مشکل و پر هزینه خواهد بود. همچنین به منظور فعال کردن تیرهای پیوند، نیاز به اتصالات صلب در قاب می باشد. از دیگر معایب این سیستم می توان به اعوجاج بیش از حد سقف در اثر تغییر شکلهای زیاد تیرهای پیوند اشاره کرد.

در بهسازي لرزه اي سازه ها يكي از روش هاي كاهش نيروي جانبي ناشي از زلزله استفاده از ميراگرها مي باشد. در طي زلزله، انرژي زيادي به سازه اعمال مي گردد. اين انرژي به دو صورت جنبشي و پتانسيل (كرنشي ) بر سازه اعمال مي گردد كه به طريقي جذب يا مستهلك مي گردد. اگر سازه فاقد ميرائي باشد ارتعاش آن پيوسته خواهد بود اما بدليل وجود ميرائي در مصالح، ارتعاش كاهش مي يابد. در سيستم هاي جداسازي لرزه اي، استفاده از سيستمهاي مستهلك كننده انرژي، جايگاه ويژه اي را به خود اختصاص داده اند .افزايش ميرائي با استفاده از روشهاي مختلفي نظير جاري شدن يك فلز نرم، اصطكاك دو فلز بر روي هم، حركت يك پيستون درون يك ماده لزج و يا رفتار ويسكوالاستيك در موادي از جنس شبيه لاستيك امكان پذير مي باشد. در سالهاي اخير تلاشهاي جدي به منظور توسعه مفهوم اتلاف انرژي به عنوان يك تكنولوژي كاربردي جهت مقابله با زلزله صورت گرفته است . اساس روشهاي تحليل و طراحي امروزي بر مقاومت در برابر بارهاي جانبي استوار مي باشد . از ديدگاه انرژي نياز به بازنگري در روشهاي فعلي تحليل و طراحي ضروري مي باشد به نحوي كه مهندس طراح بايستي توجه خود را بر مديريت انرژي ورودي به سازه در اثر زمين لرزه متمركز نمايد.

جهت طراحي سيستم هاي مدرن ، براي يك طرح مقاوم لرزه اي مناسب ابتدا بايد سعي در حداقل نمودن مقدار انرژي هيسترتيك تلف شده در اعضاي اصلي سازه نمود .دو ديدگاه مهم جهت رسيدن به اين هدف وجود دارد. اولين ديدگاه شامل طرح هايي است كه در آن سعي در كاهش انرژي ورودي به سازه داريم كه به عنوان مثال سيستم هاي جداسازي پايه از آن جمله اند. دومين ديدگاه بر روي مكانيزم هاي اتلاف انرژي در خود سازه متمركز است . براي اين منظور از يك سري تجهيزات استفاده مي نماييم . اين تجهيزات به گونه اي طراحي مي شوند كه بخشي از انرژي ورودي به سازه را تلف مي نمايند و در نتيجه خسارت وارده به سازه اصلي كه ناشي از اتلاف انرژي به صورت هيسترتيك مي باشد ، كاهش مي يابد . انواع سيستم هاي مدرن مقاوم در برابر زلزله عبارتند از : 1- سيستم هاي جدا سازي پایه ای 2- سيستمهاي فعال و نيمه فعال 3- سيستمهاي منفعل.

عملکرد کلی پوسته‌ها

پوسته،سازه ای نازک با سطح منحنی می باشد که بارها را بصورت کشش، فشار و برش به تکیه گاه ها منتقل می نماید.سازه های پوسته ای مشابه طاقهای سنتی
می باشد با این تفاوت که سازه ی پوسته ای در برابر نیروهای کششی مقاوم می باشد.اغلب پوسته ها ی معماری از بتن مسلح ساخته شده اند همچنین از تخته ی چند لایی ،فلز پلاستیک های شیشه ای مسلح هم استفاده می شود.پوسته ها به علت شکل منحنی خود مقاومت خوبی در برابر بارهای گسترده ی یکنواخت در سازه هایی مانند سقف دارند اما مقاومت این نوع سازه به علت نازک بودن،در برابر خمش های ناحیه ای که ازطریق بارهای متمرکزتولید شده قابل توجه نمی باشد.

انواع پوسته

پوسته‌ها بر اساس:

نوع شکل گیری
فرم
هندسه
طبقه بندی می‌شوند. در این تقسیم بندی هدف ارائه رفتار و عکس العمل‌های یکسان در گروه‌های مختلف پوسته هاست.

۱)تقسیم بندی از نظر نوع شکل گیری

پوسته‌ها از نظر شکل گیری به پوسته‌های دورانی((چرخش (فیزیک))) و پوسته‌های انتقالی((Transational)) تقسیم می‌شوند. در پوسته‌های دورانی، شکل گیری پوسته ناشی از دوران یک منحنی حول یک محور و در پوسته‌های انتقالی ناشی از انتقال یک منحنی در طول یک خط یا یک منحنی است.

۲)تقسیم بندی از نظر فرم

پوسته‌ها از نظر نوع انحنای پوسته به دو گروه پوسته‌های سین کلاستیک و پوسته‌های آنتی کلاستیک تقسیم می‌شوند. پوسته‌های سین کلاستیک دو منحنی دارند و خطوط انحنا در هر جهت آن‌ها یکسان است. پوسته‌های آنتی کلاستیک((زین اسبی))انحنای مضاعف و خطوط انحنا در جهت‌های مخالف دارند.

۳)تقسیم بندی از نظر هندسه

به

پوسته‌های قابل توسعه
پوسته‌های غیر قابل توسعه
تقسیم می‌شوند

۳-۱)پو

سازه چادری

سازه های چادری

سازه‌های غشایی که سازه چادری یا سازه پارچه‌ای نیز نامیده می‌شود، زیرمجموعه‌ای از سازه‌های فضایی هستند و به دلیل سبکی، شفافیت و انعطاف در خلق فرم‌های زیبا و بدیع، گسترش روزافزونی در ساخت بناهایی با عملکردهای مختلف تجاری، اداری، ورزشی و… و یا به شکل سایه بان در فضاهای عمومی و شهری داشته‌اند.

ویژگی‌های مذکور ارتباط مستقیم با خواص مواد سازنده غشاهای این نوع سازه‌ها دارد. ساخت و تولید مواد کامپوزیت از الیاف و پلیمرها با طیف وسیعی از خواص فیزیکی، مکانیکی و سازه‌ای امکانات متعددی را پیش روی طراحان قرار داده است. این مواد دارای تفاوت‌هایی در اندازه، وزن و خواصی نظیر مقاومت گسیختگی، مقاومت در برابر ترک خمشی، انتشار آتش، گسترش پارگی و همینطور درجه شفافیت، دوام و ضمانتی که کارخانه سازنده می‌دهد، می‌باشند؛ بنابر این شناخت این ویژگی‌ها و تفاوت‌ها جهت انتخاب ماده مناسب از سوی طراحان و مهندسین، امری ضروری می‌نماید

تعریف سازه‌های چادری

غشا ورقه‌ای نازک ازماده است که تنها دربرابر کشش مقاومت دارد و دربرابر فشاروخمش هیچ مقاومتی ندارد، پارچه را می‌توان بهترین نمونه ازغشاهاوسازه چادری نام برد. سازه چادری از دو جزء تشکیل شده است؛

پارچه:پوسته کششی نازکی است که نیروی کششی را انتقال می‌دهد.
عناصر فشاری:قوس‌ها و ستون‌ها که نیروی فشاری را انتقال می‌دهند. لبهٔ چادر همواره تمایل به لرزیدن درمقابلنیروهای باد وسایرنیروهارا دارد، به همین علت معمولاً لبه چادررابه صورت مقعر می‌سازند که همواره درکشش باقی بماند واز پارگی آن جلوگیری شود
تاریخچه سازه چادری

اولین بنای واقعی معماری با این نوع سازه توسط ولادیمر شوخوف طراحی شدکه وی تمامی محاسبات کاربردی تنش‌ها وتغییر شکل‌های حاصل از تنش‌ها راتوسعه داد وپس از آن آنتونیوگائودی با معکوس کردن یک ساختار فشاری یک ساختار معلق کششی به دست‌آورد که درکلیسای ساگرافمیلیا ازآن استفاده کرد. وپس ازآن فرای اتو ازاین سازه در سقف استادیوم المپیک مونیخ۱۹۷۲ استفاده کرد

طراحی سازه‌های چادری

طراحی ساختمان با سازه چادری باطراحی ساختمان‌های ساده بسیار متفاوت می‌باشد درطراحی این سازه‌ها نمی‌توان ابتدا پلان بنارا کشید وسپس آن را اجرا کرد. دراین نوع سازه‌ها، ادرگام اول طرح اولیه‌ای متناسب با عملکرد ارائه می‌شود، درگام بعدی با ساخت ماکتی شکل کلی آن را پیدا می‌کنند وسپس به تحلیل کلی سازه می‌پردازند ودرنهایت تمامی جزئیات سازه را طراحی می‌کنند

مزایای سازه‌های غشایی

دوام وطول عمربالا در شرایط جوی مختلف
در هنگام آتش‌سوزی، باعث کاهش گسترش آتش‌سوزی می‌شود
می‌توان آن را متناسب با شرایط جوی هراقلیم طراحی کرد
سرعت اجرا بالا
وزن متوسط
دارای سطحی براق وصیقلی مناسب برای انعکاس اشعه‌های آفتاب وسایه اندازی خوب
رفتارسازه‌ای

سازه چادری ازجمله سازه‌هایی است که فرم سازه دقیقاً منطبق با عملکرد سازه می‌باشد. با طراحی این سازه‌ها به صورت یک سازه کابلی با انحنای مضاعف توانایی باربری وطول عمر این سازه هابسیار بالا می‌رود

تکیه گاه ها

درحالت کلی دراین نوع سازه‌ها غالباً چادرتوسط ستون مرکزی نگاه داشته می‌شود.(در این حالت برای جلوگیری از پارگی درپارچه ستون بصورت قارچی اجرا می‌شود). درحالت‌های دیگر از قوس‌ها، کابل‌های زنجیرواره، ترکیب سیستم فشاری وکابل‌های زنجیرواره نیز دیده می‌شود.

ترمینال حجاج جده

طراحان هتگام بازدید ازاین منطقه به این مسئله پی بردند که انسان‌های بدوی ساکن دراین منطقه آموخته بودند که زندگی درزیر سایه چتر درگرمای عربستان بهترازماندن در ساختمانی محصور وداغ می‌باشد وهمچنین به عقیده طراحان تهویه مکانیکی هوا ونورپردازی ساختمان موردنیاز ترمینال باتوجه به اوج استفاده دریک دوره کوتاه بسیارگرانقیمت می‌باشد. تمامی این دلایل معماران رابرآن داشت تا ازیک سقف پارچه‌ای نیمه شفاف وپخش کننده نور برای ترمینال استفاده کنند. این فرم طبیعی چادر، در شب باعث انعکاس نورها به بالا می‌شود ومانع از ایجاد خیره گی درشب می‌شود و فرم وارتفاع چادرهاازجریان طبیعی هوا برای ایجادسرما ازطریق تهویه بیرون ودرون از طریق بازشوهای مرکزی درتابستان بهره می‌برند. این چادرها سطحی بیش از ۴۳۰هزارمترمربع راپوشش می‌دهند. مدول اصلی یک پوسته چادری مربع شکل به ضلع ۳۹٫۴مترمی باشد

سازه های پارچه ای نوعی جدیدی از سازه به شمار می آیند که در آنها با استفاده از پوسته های پارچه ای و صنعتی کاملا سبک ، سقفهایی با دهانه های بزرگ و به صرفه ایجاد می شود و بسته به موقتی یا دائمی بودن آنها ،به سازه های مختلفی تقسیم می گردند که خود این دسته ها نیز به به زیر شاخه هایی تقسیم می شوند. وزن سبک پارچه باعث می شود تا ما به پروفیل های فلزی سبکتری نیاز پیدا کنیم و همچنین به علت پیش ساخته بودن کل سیستم سقف ، کل زمان اجرای پروژه به طور قابل توجهی کاهش پیدا می کند . استفاده از این نوع سازه محدودیت زیادی ندارد و می تواند با توجه به شرایط محیطی مختلف ، نوع پوسته مصرفی را تطبیق داد . نوع خاصی از این سازه ، سازه های بادی یا هوانشین هستند که اصطلاحا air-support نامیده می شوند و امکان ساخت ورزشگاه های بزرگ را بدون نیاز به تیرو ستون فراهم ساخته اند. این سازه ها مصرف انرژی را کاهش داده و از مزایای دیگر استفاده از آن ها ، عدم آسیب پذیری سازه در مقابل آتش و زمین لرزه است که هر ساله تلفات زیادی را بر جوامع بشری وارد می سازند

سازه چادری کاوشکام

گروه تولیدی کاوشکام در سال 1384 با محوریت تولید سازه های فلزی تاسیس شد. پس از تجربه ای درخشان در صنایع فلزی و بتن پیش ساخته با حسن شهرت کسب شده در صنعت برق، مخابرات و پتروشیمی ، در داخل و خارج از کشور، با راه اندازی بخش جدید سازه چادری کاوشکام قدم به عرصه ای نوین گذاشته است. سازه چادری کاوشکام با استفاده از ظرفیت بالای صنایع فلزی کاوشکام در ساخت انواع سازه های فلزی با جمع آوری گروهی از مهندسین مجرب و متخصص در طراحی و اجراء سازه های چادری-کششی اعم از سایبان پارچه ای (سایبان چادری ) سقف پارچه ای ، سقف پارکینک پارچه ای ، آلاچیق ساحلی ، آلاچیق پارک ، (آلاچیق پارچه ای ) (آلاچیق چادری ) تولید سازه های چادری ( سازه های پارچه ای ) را در ابعاد گسترده آغاز کرده است

سازه های غشایی در سال 1960 توسط فرانک اوتو رواج دوباره ای گرفت. دو طرح پیشنهادی او عبارتند از:

شبکه سیمی آویخته که در نمایشگاه مونترال و همچنین ورزشگاه المپیک مونیخ استفاده شد که هر دو، جزءعظیم ترین و پیچیده ترین سازه های غشایی هستند.

امروزه با پیشرفت فناوری ها سازه های غشایی به کلی دگرگون و متحول شده اند،هر چند بهبود مصالح موجب بهبودعمکرد پوشش های غشایی شده است، ولی روش های نوین طراحی عامل اصلی بهره وری این سازه ها می باشد .

ویژگی های این سازه ها:

1- ریشه در سنت کهن چادر سازی دارند.

2- به لحاظ ارزانی مصالح، سهولت اجراو سرعت برپایی بسیار جذاب می باشند.

از اولین کاربرد های این نوع چادر ها در سالن های نمایشی و سیرک ها و چادر های ارتش می باشد پیشرفت فن آوری های امروز باعث شده است تا:

1) دوام و طول عمر مصالح بیشتر شود.

2) مقاومت در برابر آتش سوزی بیشتر شود.

3) گسترش حریق و دودهای ساطعه کاهش می یابد.

4) انرژی کمتری برای تنظیم شرایط محیط حاصل می شود.

مثلا در مناطق گرمسیر با استفاده از این غشاء ها می توان مقدار زیادی از نور خورشید را منعکس کرده و دمای ساختمان را با صرف انرژی کمتری تنظیم نمود و در مناطق سردسیر با بهره گیری از لایه های عایق حرارتی که منعطف و مات می شوند با انژری کمتری شرایط مطبوع حاصل می شود.

ویژگی محصولات

درصد اشتعال پایین

دارای عالی ترین خواص فیزیکی

دارای پرداخت صیقلی بالا و براق

استفاده از تارپولین وزن متوسط

دارای خاصیت ضد قارچ یا ضد کپک زدگی

قابلیت جوش ، با تکنوژی هوای گرم و فرکانس بالا

مقاومت بسیار بالا در برابر اشعه های مضر آفتاب (UV)

استفاده از رنگدانه های با کیفیت بالا (ثبات و دوام بالای رنگ)

عدم فرسایش در شرایط مختلف آب و هوایی و طول عمر بسیار بالا

دارای رنگ لاکی (لاک و الکل) اکریلیک و پوشش PVC در هر دو سمت

کلیه سازه ها دارای دفترچه محاسباتی فنی و مهندسی بوده و تمام مراحل طراحی تولید و اجرا زیرنظر مهندسی ناظر صورت می پذیرد.

مقایسه سازه های بیمارستان صحرایی

چادرهای اسکلت فلزی
اسکلت بندی این نوع چادرها لوله های فلزی اکثراً از آلیاژهای آلومینیوم و سبک می باشد و در دو نوع اسکلت داخل و یا اسکلت خارج ساخته میشود.

معایب

محاسن

زمان نصب طولانی تر – بیش از یک ساعت

حجم جمع شده بیشتر

وزن زیادتر نسبت به چادر بادی

عدم امکان تراز بندی کف سازه در زمین شیبدار

مقاوم و ساده

دوام و طول عمر بیشتر نسبت به چادر بادی

قیمت ارزان

اسکلت بندی این نوع چادرها لوله های لاستیکی ضخیم و سبک می باشد که با پمپ هوا باد میشود .

معایب

محاسن

قیمت بالاتر به نسبت چادر اسکلت فلزی

مقاوم و ساده

زمان نصب بسیار کوتاه در حد چند دقیقه

کمترین حجم جمع شده و وزن کم

کانکس ها اتاق های با دیواره های دو جداره با عایق پشم شیشه ( جدار خارجی فلزی و جدار داخلی چوب،MDF یا فوم پلاستیکی ) هستند . عرض تمام این سازه ها به دلیل ضوابط ترافیکی در تمام دنیا 4/2 متر است بطور معمول در سه طول 3 ، 6 و 12 متر ساخته میشوند.

محاسن عمومی : – کانکس ها را به جک های تنظیم ارتفاع مجهز مینمایند تا ترازبندی کف سازه امکان پذیر باشد

– امکان نصب ثابت تجهیزات در داخل کانکس که سرعت عمل شروع بکار گیری را بالا میبرد

– تنظیم دمای داخل آن ساده تر است

کانکس 3 متری (10 فوتی)

کانکس 6 متری (20 فوتی)

کانکس 12 متری (40 فوتی)

کاربرد:

اتاق تزریقات و پانسمان

سرویسهای بهداشتی، آشپزخانه،آزمایشگاه،داروخانه،رادیولوژی، انبار ، رخشوی خانه

سرویسهای بهداشتی، آشپزخانه،آزمایشگاه،داروخانه،رادیولوژی، انبار ، اتاق عمل، ریکاوری ، CSR، رخشوی خانه

معایب

محاسن

معایب

محاسن

معایب

محاسن

اندازه کوچک

وزن کم و

سهولت حمل

قابلیت حمل با هواپیما و بالگرد

عدم قابلیت حمل با بالگرد

– فضای بیشتر برای بکارگیری به عنوان دو واحد جداگانه

کانکس با قابلیت گسترش دو برابر /سه برابر

این کانکس ها اتاق های با دیواره های دو جداره با عایق پشم شیشه هستند . عرض تمام این سازه ها به دلیل ضوابط ترافیکی در تمام دنیا 4/2 متر است. ولی با ایجاد یک یا دو قسمت باز شونده از طرفین عرض این سازه ها به ترتیب به 7/4 متر و 6 متر افزایش میابد بطور معمول در سه طول 3 ، 6 و 12 متر ساخته میشوند.

محاسن عمومی : – فضای داخلی وسیعتری ایجاد میکنند

– کانکس ها را به جک های تنظیم ارتفاع مجهز مینمایند تا ترازبندی کف سازه امکان پذیر باشد

– امکان نصب ثابت تجهیزات در داخل کانکس که سرعت عمل شروع بکار گیری را بالا میبرد

– تنظیم دمای داخل آن ساده تر است

کانکس 3 متری (10 فوتی)

کانکس 6 متری (20 فوتی)

کانکس 12 متری (40 فوتی)

کاربرد: اتاق تزریقات و پانسمان ،

اتاق ایزوله

اتاق عمل، ریکاوری ، ICU

اتاق عمل، ریکاوری ، ICU

این خودرو ها از یک شاسی خودرو با کابین راننده دارای دو صندلی در جلو و یک کابین مجزا در عقب با ابعاد 4/2 عرض و طول از 3 تا 5/4 متر تشکیل شده است . میتوانند بنزینی و یا گازوئیلی باشند . همچنین میتوان انواع شاسی بلند و شاسی کوتاه آن را تهیه نمود.

کاربرد عمومی این خودروها برای اتاق ارتباطات و فرماندهی است.

معایب

محاسن

کف کابین عقب از زمین فاصله زیادی دارد

فضای داخلی کوچک

عدم نیاز به وسیله حمل مجزا

امکان نصب ثابت تجهیزات در داخل کابین

سرعت عمل شروع بکار گیری

امکان بکارگیری تجهیزات حتی در حال حرکت

معماری طبیعی نوعی معماری آمیخته با رنگ است که در اوایل قرن بیستم به عرصه ظهور رسید. معمارانی چون فرانک لوید رایت، آنتونی گادی و رادولف استینر که هر کدام با الهام از طبیعت شیوه ای از این معماری را بنیان گذاشتند. این شیوه معماری به معنای تقلید صرف از طبیعت نیست بلکه در آن خواسته های بشر بعنوان موجودی خلاق و زنده در نظر گرفته می شود، به انسان فردیت می بخشد و به سازگاری انسان با طبیعت پیرامون و مشخصه های فرهنگی وی کمک می کند

معماری طبیعی از توجه صرف به ابعاد فرهنگی و اجتماعی پا را فراتر گذاشته و جنبه های فیزیکی، روحی و روانی بشر و ارتباط وی با دنیای پیرامون را مد نظر قرار می دهد و در زمانی که معماری روز شدیداْ وابسته به اقتصاد، تکنیک و مقررات است معماری طبیعی این موارد را با ابعاد زیستی، فرهنگی و روحی بشر گره می زند.

فری اتو

از چادرهای بزرگ که برروی شبکه های کابلی پیچیده یا دیرکهای عمودی یا مایل فشاری قرار دارند برای ساخت غرفه های نمایشگاهی دائم یا موقت استفاده می شود. یکی از بزرگ ترین این چادرها سطحی به وسعت 7500 متر را در بازیهای المپیک 1972 آلمان می پوشاند.

سقف بالنی (سازه های هوایی یا بادی)

وقتی که غشا ها یک حجم با تعدادی از احجام را کاملا احاطه می کند می تواند به وسیله فشار داخلی خود پیش تنیده شوند. نمونه این سازه غشا یی که شامل یک حجم بسته است در قایقهای پلاستیکی میتوان مشاهده کرد. مو رانا غرفه فوجی را در نمایشگاه بین المللی اوزاکا در 1970 طراحی کرد که با استفاده از لوله های پلاستیکی باد شده است. بالنهای از جنس بافته پلاستیکی که از استخرهای شنا- زمینهای تنیس و سایر تاسیسات موقتی را می پوشاند استادیوم گنبد نقره ای در پونیتاک میشیگان طراحی شده است.

سازه های چادری

چادر یک نوع پوسته کششی یکپارچه نازک است که به وسیله یک ستون یا قوس فشاری نگه داشته می شود.چادر نوع متفاوتی از سازه های کابلی است. در سازه های چادری فرم معماری و عملکردسازه ای یکی هستند. چادر ها معمولا برای استفاده در سازه های موقتی در نظر گرفته می شوند زیرا پارچه مقاومت کمی در برابر خورشید داشته وبه سرعت از بین می رود. پیشرفت اخیر استفاده از قایبر گلاس یا پوششهایی که کمترین فرسایش را در برابر خورشید دارد(تفلون) افزایش داده است. عمر مفید بیش از 20 سال .

ترمینال حج: فرودگاه بین المللی سلطان عبدالعزیز

معمار: اونینگز-اسکید مور- مرپل مهندس سازه:گایگربرگردر1985 به گنجایش 950 هزار نفر زائر خانه خدا طراحی شد.

طراحان هنگام بازدید از منطقه دریافتند که قبایل بدوی آموخته بودند ماندن در زیر سایه یک چتر بر ماندن در یک ساختمان داغ ترجیه دارد. همچنین تهویه و نور پردازی ساختمان بسیار هزینه بر بود پس به یک پارچه نیم شفاف و پخش کننده نورکه در روز نور کافی داشته در شب نورها را منعکس کند احتیاج داشتند. بطور کلی سیستم چادرها تیرک و آسانسور همه به وسیله کابل پایدار گشته اند.کابل ها به پی ساخته شده در زیر آب و بر آمده از آن متصل شده اند.

سازه های کابلی

مشابه بادبان هایی است که در قایق ها و برای حفظ تعادل آن به کار می رود.

مانند مرکزنمایشگاهی دارلینگ – هر دهانه دارای چهار دکل مرکب است-تکیه گاه عمودی اصلی- که هر کدام از چهار ستون فولادی لوله ای تشکیل میشوند. میله ی قطری در بالای دکل ها دو انتهای خرپاهای فضا یی را به صورت معلق نگه می دارند.

پل آ لامیلو

1992 مهندس سازه کالاتروا برای نمایشگاه جهانی اکسپسو 92 ساخته شد که بخش سواره رو این پل دهانه 200 متر را می پوشاند و بوسیله کابل های قطری موازی که همه آن ها از یک طرف به دکل بلندی به ارتفاع 142 متر آویزان هستند نگه داشته می شود.

معماری با الهام از طبیعت

اصل و مبدا معماری طبیعی

با خلق شیوه های نوین معماری بسیاری از معماران بر آن شدند که با تلفیق تکنیک های ساختمان سازی و الهام از طبیعت زندگی بشر امروز، معماری طبیعی را بنیان گذاری کنند.

لوئیس سالیوان (1856_1924): اولین فردی که به تجزیه و تحلیل مفاهیم معماری طبیعی پرداخت. وی در مورد طبیعت تحقیقات بسیاری انجام داد که نتیجه آن اصول نقشه کشی این شیوه معماری بود. او همچنین معمار بنای هندسی (شکل مقابل) است.

فرانک لوید رایت (1869_1956): وی مفاهیم را در جهت تصریح روابط میان طبیعت و معماری گسترش داد و به وضع دستور العمل هایی در خصوص چگونگی ساخت فضاهای داخلی و خارجی بنا و استفاده از مصالح ساختمانی سازگار با طبیعت پیرامون پرداخت

آنتونی گادی (1852_1926): اولین فردی که طرح این شیوه ساخت و ساز را با ارائه صورت ساخته شده بنا بیان کرد و بر چگونگی ساختمان سازی بدین شیوه تاکید داشت . وی در اواخر عمرش معماری هندسی طبیعی را با ساخت دو فضای قوس دار در کلیسای ‘سگرادا فامیلی متحول ساخت

رادولف استینر (1861_1925): وی اصول این سبک متحول شده معماری را بیان کرد. این اصول شامل طبیعت ، فرهنگ و شعور بشر است

دگرگونی مدرنیسم

معماری طبیعی در اواخر قرن بیستم رو به افول نهاد، چندین نفر از پایه گذاران این سبک مردند و در اروپا رکود اقتصادی و شروع جنگ جهانی دوم باعث کساد بازار ساخت و ساز شد. اگرچه در دهه پنجم وششم قرن بیستم این سبک معماری دوباره رواج پیدا کرد. این حیات دوباره معماری طبیعی مدیون تلاش های بنیانگذاران مدرنیسم بود. آنها صورت های تئوری معماری هندسی را عملی کردند. نام برخی ازاین افراد همراه با آثارشان در ذیل آورده شده است

کاخ اعیانی نوتری

معمار: لی کوربوسیر

شهر رونچمپ فرانسه 1950-1955

تالار فنلاند

معمار: آلورآلتو

شهر هلسینکی فنلاند، 1962-1975

سالن کنسرت سمفونی

معمار: هانز شارون

شهر برلین آلمان 1956-1963

با احیای دوباره معماری طبیعی، بسیاری از معماران با الهام از یافته های پیشگامانی چون رایت و استینر و استفاده از تکنیک ها و خلاقیت های فنی اقدام به ساخت و ساز کردند. اما هنوز این شیوه معماری جهانی نشده بود. چند سال بعد در نمایشگاهی 50 آرشیو و پوستر از این پروژه ها در معرض دید عموم قرار گرفت و بدین نحو معماری طبیعی شهرت جهانی یافت .این ساختمانها علاوه بر برخورداری از استحکام و ایمنی نشانگر هویت ملی و فرهنگی مردم یک منطقه بود و بدلیل داشتن رنگ آمیزی ، روشنایی و طرح جذاب بازدیدکنندگان را بر آن می داشت تا این شیوه را شخصا تجربه کنند.

ساختمانی همخوان با باد… یا به سوی یک معماری رندوم:

مایکل یانتسن Michael Jantzen که به با معماری های عجیبش، مثل M-House، شهرت دارد این بار بنایی را در اسپانیا طراحی کرده که با باد می چرخد!احجام منحنی روی هم چیده شده در جهات مختلف و به صورتی رندوم قابلیت حرکت حول یک محور را دارند و نتیجه بنایی است که با وزش باد و البته متاثر از وزن کم سازه اش، پیوسته تغییر شکل می دهد

Wind Shaped Pavilion آنچنان که از نامش برمی اید در جستجوی هویتی بادگونه است؛ جالب است که حرکت قسمت های 6 گانه بنا فرصت تامین انرژی شامگاهی ساختمان را نیز فراهم می کنند.

این عکس ها متعلق به ماکت استخر می باشد که از طرح صدف الهام گرفته است

خانه جنگل هانگی، نماد طبیعت دوستی «شیگرو بان» معمار ژاپنی:

انسان بدون معماری نمی تواند در این کره خاکی به راحتی زندگی کند. محیط زیست طبیعی و محیط زیست مصنوعی (ساختمان) هر دو محیط زیست هستند و هر دو لازم برای زندگی بشری. ولی وقتی به رابطه میان این دو محیط زیست توجه کنیم متوجه می شویم که معمولا معماری در نقطه مقابل حفاظت محیط زیست طبیعی قرار دارد.

سایت این پروژه باغی است با درختان سر به فلک کشیده. هر روز در ده‌ها نقطه از دنیا در زمین‌هایی با شرایط مشابه معماران بدون هیچ شکی درختان را قطع می کنند تا ساختمان مورد نظر خود را بنا کنند. ولی «بان» در این پروژه درختان را قطع نمی کند بلکه ساختمان را در مابین درختان می سازد و یک هم زیستی مسالمت آمیز میان درختان (زیست طبیعی) و ساختمان (محیط زیست مصنوعی) ایجاد می کند که کمتر می توان مانند آن را در دیگر آثار معماری دید. «بان» با این کار خود نه تنها درختان را از سرنوشت تلخ قطع شدن نجات می دهد بلکه فضاهای بسیار غنی معماری را نیز می آفریند.

سالن های چادری شرکت تولیدی مشمع آذرآبادگان از دو بخش اصلی تشکیل شده است :

الف) اسکلت سالن:

این بخش از پروفیل آهن محکم ساخته می شود که درهنگام نصب با پیچ ومهره به یکدیگر متصل می شوند.

ب) پوشش سقف

1) پوشش یک لایه: از جنس پارچه پلی استر وروکش پی.وی.سی جهت کاربریهای گوناگون نظیر انبار،پارکینگ و….

2) پوشش سه لایه(عایق حرارتی): لایه رویه از جنس پارچه پلی استر(تارپولین) و روکش پی.وی.سی، لایه دوم پشم پلی استر ولایه سوم (لایه داخلی) که از جنس لایه اول می باشد و امکان نصب سیستم های گرمایشی،سرمایشی وبخار وامکانات نورپردازی وروشنایی وتهویه را دارد.

از مزایای پوشش های سه لایه ای می توان به موارد زیر اشاره نمود:

a عایق بودن در برابرگرما، سرما،رطوبت، آفتاب ،باران وبرف ؛

a عدم شعله ور شدن(ضد حریق)

a تنوع رنگی وطرحهای گوناگون در داخل و خارج جداره سالن با توجه به نیاز مشتری .

برخی از مزایای این سالنها عبارتند از:

a مقرون به صرفه بودن ازلحاظ اقتصادی در مقایسه با احداث سوله بتونی؛

a سهولت جابجایی و نصب مجدد؛

a ضد آب، زلزله ؛

a امکان طراحی در طول و عرض های مختلف بدون محدودیت ؛

a امکان افزایش طول سوله به اندازه دلخواه بعد از بهره برداری اولیه .

انواع کاربریهای این نوع سالنها عبارتند از:

جلوگیری از خروج گاز های آلوده کننده محیط زیست در استخرهای پساب پتروشیمی؛

سایه بان (پارکینگ های اتومبیل،کالا ها در فضای باز؛

سالن های اجتماعات(نماز خانه،غذاخوری،مراسم ها) ؛

سالن های انبار؛

سالن های ورزشی؛

سالن های نمایشگاهی؛

استخرهای روباز و…..

اختراع سازه جایگزین چادر و کانکس برای اسکان موقت بازماندگان حوادث طبیعی توسط ایران

کیفیت بالا، سرعت در نصب و احساس امنيت و آسايش مطلوب براي بازماندگان حوادثی چون زلزله در استفاده از اين سازه مسکونی دغدغه اصلی مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن در طراحی و ساخت این طرح بوده است.

شاسا. گروه فناوری ساختمانی.

به گزارش شبکه اطلاع رسانی ساختمان ایران شاسا، مشاور طرح ‘سيستم مسکن موقت سريع‌الاحداث’ که به عنوان اولين اختراع مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن به ثبت رسيده است گفت هرچند ساخت مسکن موقت موضوع جديدي نيست ولي سعي ما در ساخت اين سيستم بر آن بوده تا با بالا بردن احساس رضايتمندي، شرايط مناسبي را براي بازماندگان از زلزله که اصلي‌ترين استفاده‌کنندگان از اين سيستم هستند، فراهم کنيم.

وي با اشاره به تجربه اسکان موقت پس از زلزله بم و بررسي‌هاي صورت گرفته جهت ساخت سيستم مسکن موقت سريع‌الاحداث افزود: تجربه نشان داده است که افرادي که در چادر و يا کانکس اسکان مي‌يابند، به دليل محدود بودن فضا و ارتفاع پايين آنها، همواره با نوعي احساس ناامني و عدم آسايش درگير هستند.

بر اساس اين شواهد، در طراحی این سازه جدید سعي شده تا پيش از هر چيز با ايجاد ارتفاع مناسب، زمينه ايجاد آرامش فکري و روحي را در استفاده‌کنندگان آتي از اين مسکن فراهم شود. وي در ادامه افزود: شکل ظاهري اين سيستم هم طوري طراحي شده تا در همان نگاه اول تصويري از يک خانه واقعي را به فرد بدهد. داشتن اتاق خواب مجزا و آشپزخانه و سالن در نظر گرفته شده اين مزيت را فراهم کرده است.

مهندس بيگلري در تشريح ديگر ويژگي‌هاي برجسته اين مسکن موقت خاطرنشان ساخت اتصال اجزاي اين سازه نياز به تخصص خاصي ندارد و سهولت در اجرا يک ويژگي مهم در این طرح به حساب مي‌آيد. در واقع اجزاي اين اختراع مي تواند به صورت بسته‌هاي آماده همراه با دفترچه های راهنما جهت راه‌اندازي ارائه شود تا در زمان حادثه به سرعت مورد استفاده قرار گيرد.

اين کارشناس در خصوص انطباق اين نوع سازه براي نقاط مختلف آب و هوايی کشورمان نيز گفت: پيش‌بيني‌هاي لازم براي استفاده از اين خانه براي همه نقاط ايران به عمل آمده است و براي مثال اگر نياز به استفاده از اين سيستم در مناطق سردسير باشد در عايق‌بندي و پوشش‌هاي آن تغييراتي ايجاد خواهیم کرد ولي اسکلت سازه به همين صورت خواهد بود.

به گزارش شاسا مهندس بيگلري با اشاره به اين موضوع که تا به حال در خصوص توليد انبوه اين سيستم کاري صورت نگرفته است، ابراز امید واری کرد که مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن با حمايت صحيح و ارتباط مناسب با صنعت ساختمان زمينه بهره‌گيري مناسب از اين سيستم را فراهم کند.

وي با اشاره به ضرورت ارتقاء مسکن موقت سريع‌الاحداث گفت: اين سيستم يک طرح پايه است که مي‌تواند با ايجاد تغييرات به صورت کامل‌تري ارائه شود. در حال حاضر نيز در خصوص امکان استفاده از آن در کاربري‌هاي مختلف نظرات و پیشنهادات گوناگوني ارایه شده است از جمله سازمان نوسازي و توسعه و تجهيز مدارس کشور خواستار استفاده از این طرح به عنوان مدرسه عشایری شده است. استفاده از سيستم مسکن موقت سريع‌الاحداث به عنوان غرفه‌هاي نمايشگاهي، ‌استفاده براي افراد عادي، برپايي درمانگاه يا بيمارستان صحرايي و… از جمله ديگر کاربري‌ها می باشد.

منابع:

Belda, E.F. 2003) Constructine Problems in Deployable Structure of Emilio Perez pinero. Transactions on the Built Environment, 21, 141-142.

Buhl, Thomas, Jensen, Frank V. & Pellegrino, S (2004) Shape optimization of cover plates for retractable roof structures. Computers and Structures, 82, 1227-1236.

Chilton, John (2003) Environmental aspects. IN LORENS, J., Textile roof 2003 – Eigth international workshop, Berlin.

Jensen, Frank V. (2005) Concepts for Retractable Roof Structures, Ph.D. Dissertation, University of Cambridge

Melin, Nicholas O’brien (2004) Application of Bennett Mechanisms to Long-Span Shelters, PhD Dissertation, University of Oxford

Mollaert, Marijke (2003) A classification for the application of technical textiles and lightweight structures. IN LORENS, J., Textile roof 2003 – Eigth international workshop, Berlin.

Walter, Vortrag Von Matthias (2006) Convertible Roofs. Ferienakademie.

ایرانی بهبهانی, هما (1382) شاخص ها و ویژگی های باغسازی دوران قاجار در تهران. محیط شناسی ضمیمه 31, 99-81.

چیلتون, جان (1386) سازه‌های مشبک فضایی, تهران, دانشگاه تهران.

در اجراي سازه هاي عظيم علاوه بر مسائل مختلفي كه در محاسبات و طراحي انها مطرح است, تكنولوزي ساخت نيز مسئله مهمي است كه ميتواند بر تمام طرح تاثيرات زيادي داشته باشد. سازه هاي بتن آرمه نيز از اين مسئله مستثني نيستند در ساليان متمادي روشهاي جديد و موثري براي تسهيل در قالب بندي بتن به وجود آمده است. يكي از اين روشها استفاده از قالبهاي لغزنده (Slip From) است كه بيشتر براي اجراي سازه هاي مرتفع مورد استفاده قرار مي گیرد .

استفاده از قالب لغزان با هدف انجام دادن همزمان عملیات قالب بندی آرماتوربندی و بتن ریزی و نیز کوتاه کردن زمان اجرای سازه بتن آرمه در اجرای سازه های غیر مدور است. تجربه نشان داده است که استفاده از این قالبها موثرترین روش اجراتی سازه های بتنی مرتفع با مقطع و ضخامت دایره متغیر همانند برجهای تلویزیونی, سیلوها, برجهای خنک کننده و … می باشد. این قالبها در دو نوع افقی و قائم وجود دارند. که نوع افقی بیشتر در احداث ابنیه و تاسیسات رله که مقطع ثابتی دارند بکار می رود. در این مقاله انواع قالب قائم لغزنده که کاراتی بیشتر و فن آوری پیچیده تری دارند بررسی می شود.

استفاده از قالب لغزان برای اجرای سیلوها سالهاست که در ایران رواج داشته اما استفاده گسترده از آن در اجرای سازه های غیرمدور تنها در سالهای اخیر بیشتر شده است.

این روش اجراتی ابتدا در آمریکا ابداع شد و سپس به اروپا راه یافت. اساس کار آن به این صورت است که قالبی با ارتفاع حدودا یک متر در فواصل زمانی متناوب باذ کشیده می شود و ضمن بالا کشیدن قالب عملیات بتن ریزی آرماتوربندی نیز ادامه دارد و هیچگاه بدن قالب از بتن جدا نمی شود. قالب لغزنده از قطعاتی مانند میل جکها, جکها, پاکردها, سازه تلسکوپی,پمپ هیدرولیک, پشت بند افقی, یوک, داربست, آویز, وینچ و … تشکیل شده است. راهبری قالب لغزان نیازمند بررسی های زیادی از جمله تعیین سرعت حرکت قالبها, اجرای بازشوها, جلوگیری از انبساط بیش از حد بتن و جلوکیری از یخ زدن بتن در زمستان می باشد که هر یک در کیفیت کار بتن ریزی تاثیری بسزا دارد.

در این روش سرعت اجرای سازه ها بسیار بالاست و ساختمانهای بلندتر از 20متر کاملا اقتصادی است. سازه اجرا شده کاملا یکپارچه و عاری از وجود درزهای افقی و مودی است و در صورت دقت در اجرا نمای بتن کاملا خوب و قابل قبول خواهد بود. در مقابل قیمت این نوع قالبها درانتر و نیروی متخصص بیشتری نسبت به روش کلاسیک نیازمند است.

1- اجزای تشکیل دهنده قالب لغزان:

عملکرد قالب لغزان, بستگی به عملکرد مناسب قطعات تشکیل دهنده آن دارد.

1- 1- جکهای قالب لغزنده:

قالب لغزنده عمودی توسط یک سری جک (معمولا هیدرولیکی) به بالا کشیده می شود. این جک ها بر روی میل جک حرکت کرد و به سمت بالا می روند. نحوه حرکت جک ها روی میل جک بسیار شبیه به نحوه بالا رفتن شخص از درخت می باشد.

انواع جک ها عبارتند از:

جکهای دستی, برقی, باید و هیدرولیکی. د حال حاضر استفاده از انواع دستی, برقی و بادی چندان مرسوم نیست و بیشتر از جک های هیدرولیکی استفاده می شود که به یکی از دو نوع فک دندانه ای یا فک ساچمه ای مجهز می باشد. تفاوت این دو نوع بیشتر در نحوه درگیری فک با میل جک است.

خصوصیات فک دندانه ای

الف) درگیری فک با میل جک بسیار خوب است.

ب) استهلاک فک دندانه ای زیاد است.

ج) تیز کردن ک ها نیاز به سنگ کاری دارد.

د) قیمت فک ها گران است.

ه) حساسیت زادی به نوع میل جک ندارد.

خصوصیات فک ساچمه ای

الف) درگیری فک با میل جک از نوع دندانه ای ضعیف تر است.

ب) استهلاک ساچمه ها کم است.

ج ) هیچ نیازی به تیز کردن ندارند.

د) ساچمه ها قیمت چندانی ندارند.

ه) به کیفیت میل جک حساس است.

2- 1- میل جک:

میل جک ها میله ای فوذدی صافی هستند که جک ها بر روی آنها سوار می شود و در واقع این ج ها هستند که نهایتـآ تمام بار وارد بر سیستم قالب بندی را تحمل می کنند. این میله ها در پایین به بتن سخت شده تکیه دارند و همانند ستونی بارای وارده را به پایین منتقل می کنند. بسته به این که جک مورد استفاده از چه نوعی باشد باید به مشخصات فنی ارائه شده از طرف تولید کننده جک مراجعه شده و دقیقآ میل جک مربوطه تهیه شود.

فکهای ساچمه ای به کیفیت میل جک حساس تر هستند. باید میل جک آنها کاملا گرد بوده و از جنس سخت و محم باشد تا ساچمه ها روی آن نلغزند. در مقابل هنگامی که از جک های فک دندانه ای استفاده می شود باید جنس میل جک نرم باشد تا فک ها را از بین نبرد. میل جکها درست در وسط قالب و در قسمتی که بتن تر وجود دارد, د داخل یک لوله توخالی گالوانیزه به نام غلاف جای می گیرند تا بدین ترتیب از تماس بتن تازه با میل جک ممانعت به عمل آید و در پایان کار بتوان میل جک ها را از محل خود خارج کرد. غلاف میل جک نیز همراه سیستم قالب لغزان بالا می رود.

3- 1- دستگاه قدرت هیدرولیکی:

در عملیات قالب لغزنده نیروی لازم برای کارکرد جکها توسط دستگاه قدرت هیدرولیکی (پمپ هیدرولیک) تامین می شود.

این دستگاه روغن را با فشار زیاد به سمت جک ها روانه می کند و جک ها در اثر فشار روغن شروع به بالا رفتن از میل جک ها می کنند . دستگاه قدرت در سیستم قالب لغزنده داتمآ روشن نمی باشد, بلکه در فواصل زمانی معین دستگاه را روشن می کنند و در نتیجه قالب به اندازه یک کورس جک بالا کشیده می شود و سپس دستگاه را تا فاصله زمانی بعدی خاموش می کنند.

4- 1- یوک:

در قالب بندی معمول تحمل فشار جانبی بتن بر عهده تنگهایی است که دو قالب رو به رو به یکدیگر متصل می نمایند. امکان نصب تنگ د قالب لغزنده وجود ندارد, در نتیجه قطعه دیگری به نام یوک روی قالب نصب می شود که دو وظیفه اصی را برعهده دارد:

الف – نگهداری قالب و ممانت از باز شدن و گسیختگی آن در اثر فشار جانبی بتن تازه.

ب – انتقال کلیه بارها از قالبها, سوها و داربست ها به جک ها

یوک از جنس چوب یا فلز ساخته می شود. اکثر یوکهای فعلی فلزی هستند. محل نصب یوکهای در پلان سازه بایستی به دقت انتخاب شود. توزیع یوک ها در پلان سازه باید تا حد امکان متقارن باشد. فاصله بین یوکها بر مبنای نوع آرماتوربندی, محل اجرای قطعات مدفون و دریچه های خالی و همچنین نو بارگذاری تعیین می شود که نیازمند دقت فراوان در طراحی و اجراست.

5- 1- پشت بند افقی:

پشت بند افقی, یکی دیگر از قطعات اصلی سیستم قالب لغزنده است که از جنس چوب, فلز و یا تلفیقی از هر دو ساخته می شود.

محاسبه مقطع این پشت بندها برمبنای فشار جانبی وارد بر سطح قالب و همچنینی فواصل یوکها از یکدیگر است. پشت بند باید در جهت افقی به اندازه کافی سخت بوده و علاوه بر این در جهت قاتم نیز مقاوم باشد تا بتوان وزن قالبها و نیز اصطکاک بین قالب و بتن تازه را تحمل کند و بار را به قالب جکها انتقال دهد.

6- 1- رویه قالب :

در گذشته ارتفاع رویه قالب لغزنده حدود 180 سانتیمتر بوده ولی امروزه ارتفاع قالب را بین 90 الی 120 سانتی متر در نظر می گیرند. زمانی که بتن ریزی در هوای سرد انجام می شود و یا سرعت قالب زیاد باشد. باید ارتفاع قالب را 120 سانتی متر در نظر گرفت. قالبهای مورد استفاده می تواند از جنس چوب و یا ورقهای فوذی (پانل) باشد. در صورتی که رویه قالب چوبی باشد باید از نوع مقاوم و ضد آب استفاده شود. بهترین نوع تخته لایه را فنلاندی ها با ساتفاده از چوب درختی بنام غان تولید می کنند . یکی از مشکلات ساتفاده از تخته, هم کشیدگی و واشیدگی آن در اثر تغییرات رطوبت است. اگر رویه قالب لغزنده از جنس تخته باشد به دلیل تماس داتمی رویه قالب با رطوبت, تخته ها را باید اشتباع نمود.

در نصب تخته های رویه قالب بایستی دقت نمود که ابعاد سازه به دقت رعایت شود. همچنین پشت بندهای افقی قالب باید دقیق نصب شده و دارای تلرانس معقولی باشند.

7- 1- پاگردهای داخلی و خارجی :

کلیه رفت و آمدها و عملیات بتن ریزی و آرماتور بندی و …. بر روی پاگردها انجام می شود معمولا پاگرد داخلی برای عملیات بتن ریزی و آرماتوربندی و پاگرد خارجی برای عملیات کنترل قالب در نظر گرفته می شود.

این سکوها معمولا به دلیل وزن کمتر از چوب ساخته می شوند. مسیر قرار دادن تخته ها باید به سمت قالب باشد تا هنگام ریختن بتن از روی پادرها به داخل قالب مانعی برای بیل کارگر ایجاد نکند. پهنای پاگردها باید به اندازه کافی باشد تا تسهیلات لازم را فراهم آورد.

روی پاگردها بایستی دریچه های لازم برای عبور به طبقه پایین و داربست آویز وجود داشته باشد. در بعضی از مواقع مانند اجرای ساختمانهای چند طبقه, کف پاگردها به عنوان قالب سقف در نظر گرفته می شوند. در چنین مواردی که پاگردها وظیفه مهمتری را برعهده دارند, بایستی کلیه پیش بینی های لازم را انجام داد. به عنوان مثال اگر سقف ساختمان مورد نظر دارای تیرهاتی است که ارتفاع جان آنها از ضخامت سقف بیشتر است, باید کف پاگرها مانند قالب سقف طراحی و ساخته شوند. در بعضی از موارد پاگرها در دو طبقه اجرا می شوند که آرماتورهای عمودی از طبقه بالاتی اجرا می شوند. این پاگردها همچنین به عنوان محلی برای انبار موقت لوازم ساختمانی مورد نیاز می باشد.

8 – 1- داربست آویز:

به منظور انجام عملیاتهای کیورینگ بتن, داربست آویز را به قالب لغزنده متصل می کنند. عملیات کیورینگ به وسیله آب پاش و یا پاشیدن محلول های شیمیاتی مخصوص انجام می پذیرد. داربست آویز از یوکها و یا از پشت بندهای افقی آویزان می شود. پهنای داربست آویز 90-60 سانتیمتر است. داربست آویز باید با سطح بتن کمی فاصله داشته باشد تا بتن خراب نشود. همچنین دارای تخته شیرازه و ان پناه باش و در مقابل بار ناشی از باد مقاومت کافی داشته باشد. ارتفاع آن نیز تا زیر قالب چندان باشد که کاردران مستقر در روی داربست بتوانند به سادگی بتن خارج شده از زیر قالب را تعمیر و یا آب پاشی نمایند. معمولا داربست آویز 180 سانتیمتر پایین تر از قالب نصب می شود. در مواردی که بتن ریزی در هوای سرد انجام می شود, یک پوشش کامل صلب در اطراف داربست آویز به منظور محافظت بتن نصب می شود. علاوه بر موارد بالا از داربست آویز به منظور خارج کردن قطعات مدفون و یا نصب فریمهای لزی به بدنه سازه استفاده میکنند.

9- 1- مهاربندی:

مهاربندی یکی از مهمترین قسمتهای کار قالب لغزان است. اگر مهاربندی قالب کافی نباشند, در جریان بالا کشیدن قالب, در اثر عوامل مختلف, پلاسن سازه از شکل اولیه خود خارج شده و مشکلات زیادی به وجود می آورد.

مهاربندی قالب به چند طریق انجام می شود:

الف) توسط خرپاها و یا تیرهای خمشی زیر پاگردها

ب ) توسط صلب نمودن کنج های سازه قالب

ج ) توسط مهار

10- 1- سازه متحرک تلسکوپی و جکهای افقی:

در ابتدا قالب لغزان برای اجرای سازه هایی مورد استفاده قرار می گرفت که پلان آنها در طول ارتفاع ثابت بود. از آنجا که طراحان سازه های مرتفع سعی دارند به منظور ایجد پایداری بهتر و کاهش میزان ممان وازگونی, این نوع سازه ها را با مقعی متغیر اراته دهند. لدا روش قالب لغزان باید قابلیت اجرای این گونه سازه ها را داشته باش. به کمک سازه متحرک تلسکوپی و چک های افقی می توان قطر سیستم و در نتیجه قطر پلان سازه را تغییر داد. این سازه ها معمولا در قسمت خارجی سکوی کار نصب شده و سپس به قاب جکها متصل می گردد. بدین منظور یک سری جک, شیب قالب داخلی و یک سری جک, موقعیت و شیب خارجی را نسبت به قالب داخلی تعیین می کنند تغییرات در ضخامت و قطر سازه ها بطور پیوسته در هنگام لغزیدن قالب صورت می گیرد.

11- 1- جرثقیل پرچی:

در سیستم قالب لغزان معمولا از یک جرثقیل برجی واقع در مرکز سازه استفاده می شود. عملیات انتقال آرماتور, نصب و پیاده کردن قالبها و تجهیزات مربوطه و دیگر کارهای تکمیلی توسط این جرثقیل انجام می گیرد.

12- 1- وینچ: