محسنات ساختمانهای بنائی


محسنات ساختمانهای بنائی                                            

دراین مقاله با توجه به محسنات ساختماهای سنتی وبنائی، سه ساختمان یک، دو و سه طبقه اسکلت فولادی که مطابق آئین نامه 2800 ایران طراحی و محاسبه شده با یک ساختمان مشابه که بصورت بنائی با سقف تیرچه و بلوک که مطابق آئین نامه ایران طراحی و با استفاده از شناژهای افقی و قائم تقویت شده است از نظر مصرف آهن آلات و هزینه اقتصادی مقایسه گردیده و نشان داده شده است که ساختمانهای بنائی تا سه طبقه از نظر قیمت15 الی 20 درصد ارزانتر و اقتصادی تر تمام میشود وهمچنین از نظر آهن آلات که قسمت عمده آن وارداتی می باشد حدود 52% مصرف کمتر دارد. با عنایت به درصد احداث ساختمانهای1تا3 طبقه در شهرهای بزرگ که در سالهای اخیر بین 50 تا60 درصد کل ساختمانها ودرشهرهای کوچک 80الی90 درصد ساختمانها را تشکیل می دهند در مقاله با یک محاسبه اقتصادی نتیجه این صرفه جوئی برای شهری مثل تبریز با توجه به آمارهای موجود 58 میلیارد ریال وبرای کل کشور 1160 میلیاردریال کاهش هزینه و پانزده هزار تن کاهش مصرف آهن برای تبریز و حدود سیصد وده هزار تن کاهش آهن برای کل ایران بدست آمده است که نتیجه آن احداث 4300 واحد اضافی برای تبریزو 86000 واحد اضافی برای کل ایران خواهد بود.

کلیدواژه:ساختمان های بنایی، مصرف بهینه فولاد، صرفه جویی اقتصادی.                                   

مقدمه

انگیزه مؤلف در ارائه این مقاله با آینده اقتصاد ساختمان سازی در ارتباط می باشد. با توجه به روند افزایش قیمت بی رویه مسکن، بویژه در ساختمانهای اپارتمانی که خرید آنها برای اکثریت جامعه امکان پذیر نیست و در صورت عدم اصلاح روش فعلی، آینده نسل جوان از نظر مسکن و معیشت با دشواری جدی روبرو خواهد بود با عنایت به محسناتی که ساختمانهای بنائی دارد میتوان قسمتی از مشکلات مسکن را حل نمود. با روش های موجود د ر کشور در ساختمان سازی، مقدار آهن آلات مصرفی نقش عمده ای از نظر اقتصادی در موضوع مسکن دارند. متاسفانه به موازات عدم صرفه جویی در مصرف انرژی سوخت آب در ایران که از جمله پر مصرف ترین کشورهای دنیا می باشد – مقدار مصرف آهن آلات نیز در صنعت ساختمان بسیار زیاد بوده و از این بابت کشور را دچار مشکل نموده است. در مهندسی ساختمان در کشور قبلا هیچگونه کنترلی بر ساخت و ساز وجود نداشت. خوشبختانه با ایجاد سازمان نظام مهندسی پروژه های واحد مسکونی از نظر ایمنی و آیین نامه کنترل میشود و در قدم دوم در بعضی شهرها کیفیت اجرای پروژه ها از نظر مطابقت با نقشه های مصوب بازرسی و کنتل می گردد، در این مقاله پیشنهاد شده است سازمانهای مسئول مانند نظام مهندسی یا مسکن و شهر سازی از نظر انتخاب سیستم سازه ها نیز نظارت نموده ومردم را درمورد احداث مسکن ارشاد و راهنمایی نمایند تا از هدر رفتن سرمایه های ملی جلوگیری شود.                                                  

برتری های ساختمانهای بنائی

1.     مصالح سنتی با توجه به سابقه استفاده در کشور به اندازه کافی موجود میباشد، مانند آجر که در اکثر نقاط ایران تولید میشود و کافیست کیفیت آن استناندارد شود.

2.     درمقایسه با بتن و سازه های فولادی تیاز به استاد کار سطح بالا وجود ندارد .

3.     مصالح بنایی در مقایسه با بتن حساسیت کمتری در مقابل سرما و گرما دارد و با کمترین تمهدات قابل اجرا است.

4.     روا داری در سازه های بنایی بیشتر است و با توجه به کنترل کم و نظارت غیر مستمر ساختمانهای مسکونی این مورد یک حسن بشمار می رود.

5.     با توجه به صرفه جویی در مصرف آهن آلات وابستگی ارزی، کم خواهد بود .

6.     آسانی امکان تعمیر و ترمیم در نقاطی از کشور که کیفیت ساختمان سازی پایینی دارند در صورت بروز اشکال، حتی ترمیم مقدور است.

7.     چون در این سیستم از دیوارهای ضخیم تر استفاده می شود از نظر جلوگیری از انتقال حرارت مناسب می باشد که در نتیجه مصرف انرژی سوخت نیز کاهش پیدا خواهد نمود.

8.     تامین آسایش و آرامش نسبی با توجه به اینکه مساله برودتی و گرمایش نسبتا بطور طبیعی تامین می شود، مقایسه بازارهای سنتی با پاساژهای جدید روشنگر موضوع می باشد.

9.     کم بودن احتمال پوسیدگی و زنگ زدگی و مقاومت بیشتر در مقابل آتش سوزی در مقایسه با ساختمانهای فولادی،آجر وسنگ که قسمت اصلی سازه های بنائی را تشکیل می دهند در مقا بل پوسیدگی عمر زیادی دارند و احتمال زنگ زدگی نیز وجود ندارد.

10.وبا لاخره داشتن هزینه کمتر یعنی اقتصادی بودن بعلت مصرف کم آهن آلات.

آمار احداث ساختمانها

درجدول(1) آمار احداث ساختمانهای مسکونی به تفکیک1تا 3 طبقهو بالاتر بر حسب زیر بنائی احداثی از سال 77 تا 80 در شهر تبریز جهت نشان دادن درصد ساختمانهای احداثی آورده شده است(1)ملاحظه میشود بین 51 تا73 درصد ساختمانها را 1تا3 طبقه تشکیل میدهند.

شهر ژاپنی معلق در آسمان دوحه

شهر ژاپنی معلق در آسمان دوحه

آراتا ایسوزاکی در نیمه دوم دهه 1960 مقاله ای با عنوان « شهری که دیده نمی شود» منتشر می کند. او در این مقاله طرح شهری رویایی به فلک کشیده را با نام «شهری در آسمان» و یا «خوشه ای در هوا» (Cluster in the Air) می دهد. ایده این طرح بر اساس دو نظریه متابولیزم ( نظریه که گروهی ازمعماران ژاپنی در ده 60 ارائه دادند. بر اساس آن ساختمان هم مانند گیاهان(موجود زنده) رشد می کند و بزرگ می شوند و با محیط خود تطبیق پیدا می کند) و مگا ستراکچر (سازهای قول پیکر) بود. در این طرح ساختمان ها همچون درختانی است که هر یک قابلیت رشد داشته و هرگز تکمیل نمی شوند. این مجموعه شامل برج های از زمین برخاسته است که تاسیسات زیر بنایی از قبیل خیابان (محل عبور) و خطوط زندگی(lifeline) از قبیل آب، برق و غیره را در خود جای داده است این قسمت به مانند تنه یک درخت می باشد و واحد های ساختمانی مانند شاخه ها ی درخت به برج های مرکزی وصل می شوند. این واحدها را می توان براساس نیاز کم و زیاد کرد. گسترش داد و یا کوچک کرد.اگر یک برج به تنهایی بنا شود تنها یک ساختمان است ولی اگر چندین برج کنار هم ساخته وبا یک دیگر متصل شوند یک شهر ایجاد می شود.

در این طرح با استفاده عمودی از تاسیسات زیربنایی، از فضای روی شهرها بعنوان فضایی بکر و دست نخورده برای ساخت شهری جدید استفاده شده است. در این مدل می توان شهر فرزانه مد نظر ایسوزاکی در دهه 60 را دید. دهه ای که نقطه آغازی برای رشد شتابان اقتصادی ژاپن بود. رشدی که تا اواخر دهه 80 ادامه داشت. درآن دوران معمارهای بسیار طرح هایی از این دست می دادند که در تمام آنها قول ساختمان ها ناجی مشکلات شهرنشینی بودند.

ولی در جامعه امروز ژاپن که از سرعت رشد اقتصادی بسیار کاسته شده است و حتی رشد جمعیت چیزی نزدیک به صفر است. طرح هایی از این دست چیزی بیش از یک تاریخ نیست. و دیگر کسی را نمی توان پیدا کرد که شهر های آینده و فرزانه را در قول ساختمان ها ببیند. این جاست که معمار پیر ژاپنی آرزوی فراموش شده خویش را در کویرهای نفت خیز خاورمیانه تحقق یافته می یابد. این ایده بعد از بیش از 40 سال مورد توجه کارفرمای قطری قرار گرفت و او از ایسوزاکی می خواهد تا مجموعه ای شامل کتابخانه ملی قطر، بانک بین الملی قطر و برج شیخ با این ایده برای او بسازد. کار ساختمانی این مجموعه قرار است در سال2006 به پایان برسد

معماری دوره اسلامی ایران

معماری دوره اسلامی ایران

o    برخی از محققان نظیر پروفسور ویلبر معتقدند که اجرای هر طرح معماری به سه عنصر اجتماعی بستگی دارد. آیا می‎دانید این سه عنصر کدامند؟

þ 1. جامعه‎ای که به آن طرح نیازمند است.

2. شخص یا اشخاصی که از اجرای طرح حمایت می‎کنند و هزینه مالی آن را متعهد می‎شوند.

3. معمار یا استادکارانی که طرح را اجرا می‎کنند.

o    آیا می‎دانید نام کهن‎ترین مسجد ایران چیست و معماری آن از چه عناصر و ویژگی‌هایی برخوردار است؟

þ مسجد جامع فهرج (روستایی در دوازده کیلومتری شرق جاده یزد ـ کرمان) که قدمت آن به قرن اول هجری می‎رسد، کهن‎ترین مسجد ایران است. شکل عمومی بنای این مسجد ساده می‌باشد و تنها نقوش ساده و زیبایی از هنر گچ‎بری زینت‎بخش دیوار شرقی آن است. عناصر اصلی معماری این مسجد عبارتند از: حیاط، شبستان، راهرو و مناره. میانسرای مسجد از جنوب به سه دهانه شبستان، از شرق و غرب هریک به دو دهانه ایوان و از سمت شمال به چهار صفه محدود می‎شود. پوشش صفه‎ها ساده و به شکل نیم‎گنبد است. مناره مسجد را در قرون بعد، احتمالاً قرن چهارم هجری ساخته‎اند. همچنین ورودی اصلی مسجد در کنار مناره، بعدها به مسجد اضافه شده است. ویژگی‎های خاص معماری این مسجد از قبیل شکل طاق‎ها و قوس‎ها، نوع جزییات تزیینی و نیز مصالح بکاررفته در آن که خشت‎هایی به ابعاد 5×32×32 سانتی‎متر هستند، ثابت می‎کند که معماری ساسانی و تزیینات آن، منبع الهام‎ معماران ایرانی قرون اولیه هجری در مسجدسازی بوده است.

o     آیا می‎دانید طراحی و معماری بدیع‎ترین و زیباترین بناهای قدیمی نیمه دوم قرن سیزدهم هجری کاشان که از ظرایف و دقایق چشم‎نوازی برخوردار هستند، بناهایی همچون خانه طباطبایی‎ها، خانه بروجردی‎ها، خانه و کاروانسرای امین‎الدوله، توسط چه کسی انجام گرفته است؟

þ استاد علی مریم کاشانی

o     آیا می‎دانید تزیینات چهارگانه معماری دوره اسلامی ایران کدامند؟

þ سنگ‎کاری، آجرکاری، گچ‎بری و کاشیکاری

o    در معماری دوره اسلامی ایران، قرن پنجم هجری به بعد یادآور روی آوردن هنرمندان کاشیکار به شیوه‎های مختلف تزیینی کاشی در بنا بصورتی بسیار متنوع است. کاشی یکرنگ یکی از این شیوه‎هاست که در اوایل دوره اسلامی زینت‎بخش بسیاری از بناها بوده است. آیا می‎دانید معماران ایرانی به چه صورت از کاشی یکرنگ در معماری این دوره استفاده کرده‎اند؟

þ معماران ایرانی از اوایل دوره اسلامی در پوشش آجر با لعاب یکرنگ پیشقدم و مبتکر بوده‎اند و در رنگ‎آمیزی، کاشی آبی‎رنگ فیروزه‎ای را بیش از سایر رنگ‎ها مورد توجه قرار داده و همراه با آجر از کاشی فیروزه‌رنگ استفاده کرده‎اند و به نحوی مانند نشانیدن نگین انگشتری، تکه‎های رنگین کاشی را به اشکال هندسی در اندازه‎های مختلف میان آجرهای قالب‌زده و یا در بین آجرهای تزیینی به صورت کتیبه‎های کوفی قرار داده‎اند. از نمونه‎های اولیه کاشی لعابدار یکرنگ می‎توان از دو قطعه کاشی باقیمانده از یک کتیبه یاد کرد که از یکی از شهرهای معروف دوره اسلامی به نام «جرجان» به دست آمده و تاریخ آن اواخر قرن چهارم هجری است.

آشنایی با کامپوزیتها

آشنایی با کامپوزیتها

در کاربردهای مهندسی، اغلب به تلفیق خواص مواد نیاز است. به عنوان مثال در صنایع هوافضا، کاربردهای زیر آبی، حمل و نقل و امثال آنها، امکان استفاده از یک نوع ماده که همه خواص مورد نظر را فراهم نماید، وجود ندارد. به عنوان مثال در صنایع هوافضا به موادی نیاز است که ضمن داشتن استحکام بالا، سبک باشند، مقاومت سایشی و UV خوبی داشته باشند و .... از آنجا که نمی توان ماده‌ای یافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد، باید به دنبال چاره‌ای دیگر بود. کلید این مشکل، استفاده از کامپوزیتهاست. کامپوزیتها موادی چند جزئی هستند که خواص آنها در مجموع از هرکدام از اجزاء بهتر است.ضمن آنکه اجزای مختلف، کارایی یکدیگر را بهبود می‌بخشند. اگرچه کامپوزیتهای طبیعی، فلزی و سرامیکی نیز در این بحث می‌گنجند، ولی در اینجا ما تنها به کامپوزیتهای پلیمری می‌پردازیم.

در کامپوزیتهای پلیمری حداقل دو جزء مشاهده می‌شود:

1.       فاز تقویت کننده که درون ماتریس پخش شده است.

2.       فاز ماتریس که فاز دیگر را در بر می‌گیرد و یک پلیمر گرماسخت یا گرمانرم می‌باشد که گاهی قبل از سخت شدن آنرا رزین می‌نامند.

خواص کامپوزیتها به عوامل مختلفی از قبیل نوع مواد تشکیل دهنده و ترکیب درصد آنها، شکل و آرایش تقویت کننده و اتصال دو جزء به یکدیگر بستگی دارد.از نظر فنی، کامپوزیتهای لیفی، مهمترین نوع کامپوزیتها می باشند که خود به دو دستة الیاف کوتاه و بلند تقسیم می‌شوند. الیاف می‌بایست استحکام کششی بسیار بالایی داشته، خواص لیف آن (در قطر کم) از خواص توده ماده بالاتر باشد. در واقع قسمت اعظم نیرو توسط الیاف تحمل می‌شود و ماتریس پلیمری در واقع ضمن حفاظت الیاف از صدمات فیزیکی و شیمیایی، کار انتقال نیرو به الیاف را انجام می‌دهد. ضمناَ ماتریس الیاف را به مانند یک چسب کنار هم نگه می‌دارد و البته گسترش ترک را محدود می‌کند. مدول ماتریس پلیمری باید از الیاف پایینتر باشد و اتصال قوی بین الیاف و ماتریس بوجود بیاورد. خواص کامپوزیت بستگی زیادی به خواص الیاف و پلیمر و نیز جهت و طول الیاف و کیفیت اتصال رزین و الیاف دارد. اگر الیاف از یک حدی که طول بحرانی نامیده می‌شود، کوتاهتر باشند، نمی‌توانند حداکثر نقش تقویت کنندگی خود را ایفا نمایند.

 الیافی که در صنعت کامپوزیت استفاده می‌شوند به دو دسته تقسیم می‌شوند:                  

الف)الیاف مصنوعی    ب)الیاف طبیعی.

کارایی کامپوزیتهای پلیمری مهندسی توسط خواص اجزاء آنها تعیین میشود. اغلب آنها دارای الیاف با مدول بالا هستند که در ماتریسهای پلیمری قرار داده شدهاند و فصل مشترک خوبی نیز بین این دو جزء وجود دارد.ماتریس پلیمری دومین جزء عمده کامپوزیتهای پلیمری است. این بخش عملکردهای بسیار مهمی در کامپوزیت دارد. اول اینکه به عنوان یک بایندر یا چسب الیاف تقویت کننده را نگه میدارد. دوم، ماتریس تحت بار اعمالی تغییر شکل میدهد و تنش را به الیاف محکم و سفت منتقل میکند.                        
سوم، رفتار پلاستیک ماتریس پلیمری، انرژی را جذب کرده، موجب کاهش تمرکز تنش میشود که در نتیجه، رفتار چقرمگی در شکست را بهبود میبخشد.تقویت کنندهها معمولا شکننده هستند و رفتار پلاستیک ماتریس میتواند موجب تغییر مسیر ترکهای موازی با الیاف شود و موجب جلوگیری از شکست الیاف واقع دریک صفحه شود.بحث در مورد مصادیق ماتریسهای پلیمری مورد استفاده درکامپوزیتها به معنای بحث در مورد تمام پلاستیکهای تجاری موجود میباشد. در تئوری تمام گرماسختها و گرمانرمها میتوانند به عنوان ماتریس پلیمری استفاده شوند. در عمل، گروههای مشخصی از پلیمرها به لحاظ فنی و اقتصادی دارای اهمیت هستند.در میان پلیمرهای گرماسخت پلیاستر غیر اشباع، وینیل استر، فنل فرمآلدهید(فنولیک) اپوکسی و رزینهای پلی ایمید بیشترین کاربرد را دارند. در مورد گرمانرمها، اگرچه گرمانرمهای متعددی استفاده میشوند، PEEK ، پلی پروپیلن و نایلون بیشترین زمینه و اهمیت را دارا هستند. همچنین به دلیل اهمیت زیست محیطی، دراین بخش به رزینهای دارای منشا طبیعی و تجدیدپذیر نیز، پرداخته شده است. از الیاف متداول در کامپوزیتها می‌توان به شیشه، کربن و آرامید اشاره نمود. در میان رزینها نیز، پلی استر، وینیل استر، اپوکسی و فنولیک از اهمیت بیشتری برخوردار هستند.