moji5
22nd March 2010, 03:06 PM
احداث ساختمان بمنظور رفع احتياج انسانها صورت گرفته و مهندسين، معماران مسئوليت تهيه اشکال و اجراء مناسب بنا را برعهده دارند، محور اصلي مسئوليت عبارت است از الف ) ايمني ب ) زيبائي ج) اقتصاد.
با توجه به اينکه ساختمان هاي احداثي در کشور ما اکثرا" بصورت فلزي يا بتني بوده و ساختمانهاي بنايي غير مسلح با محدوديت خاص طبق آيين نامه 2800 زلزله ايران ساخته ميشود. آشنايي با مزايا و معايب ساختمانها مي تواند درتصميم گيري مالکين، مهندسين نقش اساسي داشته باشد.
مزاياي ساختمان فلزي :
1- مقاومت زياد : مقاومت قطعات فلزي زياد بوده و نسبت مقاومت به وزن از مصالح بتن بزرگتر است، به اين علت در دهانه هاي بزرگ سوله ها و ساختمان هاي مرتفع، ساختمانهايي که برزمينهاي سست قرارميگيرند، حايز اهميت فراوان ميباشد.
2- خواص يکنواخت : فلز در کارخانجات بزرگ تحت نظارت دقيق تهيه ميشود، يکنواخت بودن خواص آن ميتوان اطمينان کرد و خواص ان بر خلاف بتن با عوامل خارجي تحت تاثير قرار نمي گيرد، اطمينان در يکنواختي خواص مصالح در انتخاب ضريب اطمينان کوچک مؤثر است که خود صرفه جو يي در مصرف مصالح را باعث ميشود.
3- دوام : دوام فولاد بسيار خوب است، ساختمانهاي فلزي که در نگهداري آنها دقت گردد. براي مدت طولاني قابل بهره برداري خواهند بود.
4- خواص ارتجاعي : خواص مفروض ارتجاعي فولاد با تقريبي بسيار خوبي مصداق عملي دارد. فولاد تا تنشهاي بزرگي از قانون هوک بخوبي پيروي مينمايد. مثلآ ممان اينرسي يک مقطع فولادي را ميتوان با اطمينان در محاسبه وارد نمود. حال اينکه در مورد مقطع بتني ارقام مربوطه چندان معين و قابل اطمينان نمي باشد.
5- شکل پذيري : از خاصيت مثبت مصالح فلزي شکل پذيري ان است که قادرند تمرکز تنش را که در واقع علت شروع خرابي است ونيروي ديناميکي و ضربه اي را تحمل نمايد،در حاليکه مصالح بتن ترد و شکننده در مقابل اين نيروها فوق العاده ضعيف اند. يکي از عواملي که در هنگام خرابي،عضو خود خبر داده و ازخرابي ناگهاني وخطرات ان جلوگيري ميکند.
6- پيوستگي مصالح : قطعات فلزي با توجه به مواد متشکه آن پيوسته و همگن مي باشد و ولي در قطعات بتني صدمات وارده در هر زلزله به پوشش بتني روي سلاح ميلگرد وارد ميگردد، ترکهايي که در پوشش بتن پديد مي آيد، قابل کنترل نبوده و احتمالا" ساختمان در پس لرزه يا زلزله بعدي ضعف بيشتر داشته و تخريب شود.
7- مقاومت متعادل مصالح : مصالح فلزي در کشش و فشار يکسان ودر برش نيز خوب و نزديک به کشش وفشار است.در تغيير وضع بارها، نيروي وارده فشاري، کششي قابل تعويض بوده و همچنين مقاطعي که در بار گذاري عادي تنش برشي در انها کوچک است، در بارهاي پيش بيني شده،تحت اثر پيچش و در نتيجه برش ناشي از ان قرار ميگيرند. در ساختمانهاي بتني مسلح مقاومت بتن در فشار خوب، ولي در کشش و يا برش کم است. پس در صورتي که مناطقي احتمالآتحت نيروي کششي قرار گرفته و مسلح نشده باشد توليد ترک و خرابي مينمايد.
8- انفجار : در ساختمانهاي بارهاي وارده توسط اسکلت ساختمان تحمل شده، از قطعات پرکننده مانند تيغه ها و ديواره ها استفاده نمي شود. نيروي تخريبي انفجار سطوح حايل را از اسکلت جدا مي کند و انرژي مخرب آشکار ميشود، ولي ساختمان کلا" ويران نخواهد گرديد. در ساختمانهايي بتن مسلح خرابي ديوارها باعث ويراني ساختمان خواهد شد.
9- تقويت پذيري و امکان مقاوم سازي : اعضاء ضعيف ساختمان فلزي را در اثر محاسبات اشتباه، تغيير مقررات و ضوابط، اجراء و.... ميتوان با جوش يا پرچ يا پيچ کردن قطعات جديد، تقويت نمود و يا قسمت يا دهانه هايي اضافه کرد.
10- شرايط آسان ساخت و نصب : تهيه قطعات فلزي در کارخانجات و نصب آن در موقعيت، شرايط جوي متفاوت با تهميدات لازم قابل اجراء است.
11- سرعت نصب : سرعت نصب قطعات فلزي نسبت به اجراء قطعات بتني مدت زمان کمتري مي طلبد.
12- پرت مصالح : با توجه به تهيه قطعات از کارخانجات، پرت مصالح نسبت به تهيه و بکارگيري بتن کمتر است.
13- وزن کم : ميانگين وزن ساختمان فولادي را مي توان بين 245 تا 390 کيلوگرم بر مترمربع و يا بين 80 تا 128 کيلوگرم بر مترمکعب تخکين زد، درحالي که در ساختمانهاي بتن مسلح اين ارقام به ترتيب بين 480 تا 780 کيلوگرم برمترمربع يا 160 تا 250 کيلوگرم برمترمکعب مي باشد.
14- اشغال فضا : در دو ساختمان مساوي از نظر ارتفاع و ابعاد، ستون و تيرهاي ساختمانهاي فلزي از نظر ابعاد کوچکتر از ساختمانهاي بتني ميباشد، سطح اشغال يا فضا مرده در ساختمانهاي بتني بيشتر ايجاد ميشود.
15- ضريب نيروي لرزه اي : حرکت زمين در اثر زلزله موجب اعمال نيروهاي دروني در اجزاء ساختمان ميشود، بعبارت ديگر ساختمان برروي زميني که بصورت تصادفي و غير همگن در حال ارتعاش است، بايستي ايستايي داشته و ارتعاش زمين را تحمل کند. در قابهاي بتن مسلح که وزن بيشتر دارد، ضريب نيروي لرزه اي بيشتر از قابهاي فلزي است.
تجربه نشان ميدهد که خسارت وارده برساختمانهاي کوتاه و صلب که در زمينهاي محکم ساخته شده اند، زياد است. درحاليکه در ساختمانهاي بلند و انعطاف پذير، آنهايي که در زمينهايي نرم ساخته شده اند، صدمات بيشتري از زلزله ديده اند. بعبارت ديگر در زمينهاي نرم که پريود ارتعاش زمين نسبتا" بزرگ است، ساختمان هاي کوتاه نتايج بهتري داده اند و برعکس در زمينهاي سفت با پريود کوچک، ساختمان بلند احتمال خرابي کمتر دارند. عکس العمل ساختمانها در مقابل حرکت زلزله بستگي به مشخصات خود ساختمان از نظر صلبيت و يا انعطاف پذيري آن دارد و مهمترين مشخصه ساختمان در رفتار آن در مقابل زلزله، پريود طبيعي ارتعاش ساختمان است.
معايب ساختمانهاي فلزي :
1- ضعف در دماي زياد : مقاومت ساختمان فلزي با افزايش دما نقصان مي يابد. اگر دکاي اسکلت فلزي از 500 تا 600 درجه سانتي گراد برسد، تعادل ساختمان به خطر مي افتد.
2- خوردگي و فساد فلز در مقابل عوامل خارجي : قطعات مصرفي در ساختمان فلزي در مقابل عوامل جوي خورده شده و از ابعاد آن کاسته ميشود و مخارج نگهداري و محافظت زياد است.
3- تمايل قطعات فشاري به کمانش : با توجه به اينکه قطعات فلزي زياد و ابعاد مصرفي معمولا" کوچک است، تمايل به کمانش در اين قطعات يک نقطه ضعف بحساب مي رسد.
4- جوش نامناسب : در ساختمانهاي فلري اتصال قطعات به همديگر با جوش، پرچ، پيچ صورت ميگيرد. استفاده از پيچ و مهره وتهيه، ساخت قطعات در کارخانجات اقتصادي ترين، فني ترين کار مي باشد که در کشور ما براي ساختمانهاي متداول چنين امکاناتي مهيا نيست. اتصال با جوش بعلت عدم مهارت جوشکاران، استفاده از ماشين آلات قديمي، عدم کنترل دقيق توسط مهندسين ناظر، گران بودن هزينه آزمايش جوش و...... برزگترين ضعف ميباشد. تجربه ثابت کرده است که سوله هاي ساخته شده در کارخانجات درصورت رعايت مشخصات فني و استاندارد، اين عيب را نداشته و داراي مقاومت سازه ايي بهتر در برابر بارهاي وارده و نيروي زلزله است.
با توجه به اينکه ساختمان هاي احداثي در کشور ما اکثرا" بصورت فلزي يا بتني بوده و ساختمانهاي بنايي غير مسلح با محدوديت خاص طبق آيين نامه 2800 زلزله ايران ساخته ميشود. آشنايي با مزايا و معايب ساختمانها مي تواند درتصميم گيري مالکين، مهندسين نقش اساسي داشته باشد.
مزاياي ساختمان فلزي :
1- مقاومت زياد : مقاومت قطعات فلزي زياد بوده و نسبت مقاومت به وزن از مصالح بتن بزرگتر است، به اين علت در دهانه هاي بزرگ سوله ها و ساختمان هاي مرتفع، ساختمانهايي که برزمينهاي سست قرارميگيرند، حايز اهميت فراوان ميباشد.
2- خواص يکنواخت : فلز در کارخانجات بزرگ تحت نظارت دقيق تهيه ميشود، يکنواخت بودن خواص آن ميتوان اطمينان کرد و خواص ان بر خلاف بتن با عوامل خارجي تحت تاثير قرار نمي گيرد، اطمينان در يکنواختي خواص مصالح در انتخاب ضريب اطمينان کوچک مؤثر است که خود صرفه جو يي در مصرف مصالح را باعث ميشود.
3- دوام : دوام فولاد بسيار خوب است، ساختمانهاي فلزي که در نگهداري آنها دقت گردد. براي مدت طولاني قابل بهره برداري خواهند بود.
4- خواص ارتجاعي : خواص مفروض ارتجاعي فولاد با تقريبي بسيار خوبي مصداق عملي دارد. فولاد تا تنشهاي بزرگي از قانون هوک بخوبي پيروي مينمايد. مثلآ ممان اينرسي يک مقطع فولادي را ميتوان با اطمينان در محاسبه وارد نمود. حال اينکه در مورد مقطع بتني ارقام مربوطه چندان معين و قابل اطمينان نمي باشد.
5- شکل پذيري : از خاصيت مثبت مصالح فلزي شکل پذيري ان است که قادرند تمرکز تنش را که در واقع علت شروع خرابي است ونيروي ديناميکي و ضربه اي را تحمل نمايد،در حاليکه مصالح بتن ترد و شکننده در مقابل اين نيروها فوق العاده ضعيف اند. يکي از عواملي که در هنگام خرابي،عضو خود خبر داده و ازخرابي ناگهاني وخطرات ان جلوگيري ميکند.
6- پيوستگي مصالح : قطعات فلزي با توجه به مواد متشکه آن پيوسته و همگن مي باشد و ولي در قطعات بتني صدمات وارده در هر زلزله به پوشش بتني روي سلاح ميلگرد وارد ميگردد، ترکهايي که در پوشش بتن پديد مي آيد، قابل کنترل نبوده و احتمالا" ساختمان در پس لرزه يا زلزله بعدي ضعف بيشتر داشته و تخريب شود.
7- مقاومت متعادل مصالح : مصالح فلزي در کشش و فشار يکسان ودر برش نيز خوب و نزديک به کشش وفشار است.در تغيير وضع بارها، نيروي وارده فشاري، کششي قابل تعويض بوده و همچنين مقاطعي که در بار گذاري عادي تنش برشي در انها کوچک است، در بارهاي پيش بيني شده،تحت اثر پيچش و در نتيجه برش ناشي از ان قرار ميگيرند. در ساختمانهاي بتني مسلح مقاومت بتن در فشار خوب، ولي در کشش و يا برش کم است. پس در صورتي که مناطقي احتمالآتحت نيروي کششي قرار گرفته و مسلح نشده باشد توليد ترک و خرابي مينمايد.
8- انفجار : در ساختمانهاي بارهاي وارده توسط اسکلت ساختمان تحمل شده، از قطعات پرکننده مانند تيغه ها و ديواره ها استفاده نمي شود. نيروي تخريبي انفجار سطوح حايل را از اسکلت جدا مي کند و انرژي مخرب آشکار ميشود، ولي ساختمان کلا" ويران نخواهد گرديد. در ساختمانهايي بتن مسلح خرابي ديوارها باعث ويراني ساختمان خواهد شد.
9- تقويت پذيري و امکان مقاوم سازي : اعضاء ضعيف ساختمان فلزي را در اثر محاسبات اشتباه، تغيير مقررات و ضوابط، اجراء و.... ميتوان با جوش يا پرچ يا پيچ کردن قطعات جديد، تقويت نمود و يا قسمت يا دهانه هايي اضافه کرد.
10- شرايط آسان ساخت و نصب : تهيه قطعات فلزي در کارخانجات و نصب آن در موقعيت، شرايط جوي متفاوت با تهميدات لازم قابل اجراء است.
11- سرعت نصب : سرعت نصب قطعات فلزي نسبت به اجراء قطعات بتني مدت زمان کمتري مي طلبد.
12- پرت مصالح : با توجه به تهيه قطعات از کارخانجات، پرت مصالح نسبت به تهيه و بکارگيري بتن کمتر است.
13- وزن کم : ميانگين وزن ساختمان فولادي را مي توان بين 245 تا 390 کيلوگرم بر مترمربع و يا بين 80 تا 128 کيلوگرم بر مترمکعب تخکين زد، درحالي که در ساختمانهاي بتن مسلح اين ارقام به ترتيب بين 480 تا 780 کيلوگرم برمترمربع يا 160 تا 250 کيلوگرم برمترمکعب مي باشد.
14- اشغال فضا : در دو ساختمان مساوي از نظر ارتفاع و ابعاد، ستون و تيرهاي ساختمانهاي فلزي از نظر ابعاد کوچکتر از ساختمانهاي بتني ميباشد، سطح اشغال يا فضا مرده در ساختمانهاي بتني بيشتر ايجاد ميشود.
15- ضريب نيروي لرزه اي : حرکت زمين در اثر زلزله موجب اعمال نيروهاي دروني در اجزاء ساختمان ميشود، بعبارت ديگر ساختمان برروي زميني که بصورت تصادفي و غير همگن در حال ارتعاش است، بايستي ايستايي داشته و ارتعاش زمين را تحمل کند. در قابهاي بتن مسلح که وزن بيشتر دارد، ضريب نيروي لرزه اي بيشتر از قابهاي فلزي است.
تجربه نشان ميدهد که خسارت وارده برساختمانهاي کوتاه و صلب که در زمينهاي محکم ساخته شده اند، زياد است. درحاليکه در ساختمانهاي بلند و انعطاف پذير، آنهايي که در زمينهايي نرم ساخته شده اند، صدمات بيشتري از زلزله ديده اند. بعبارت ديگر در زمينهاي نرم که پريود ارتعاش زمين نسبتا" بزرگ است، ساختمان هاي کوتاه نتايج بهتري داده اند و برعکس در زمينهاي سفت با پريود کوچک، ساختمان بلند احتمال خرابي کمتر دارند. عکس العمل ساختمانها در مقابل حرکت زلزله بستگي به مشخصات خود ساختمان از نظر صلبيت و يا انعطاف پذيري آن دارد و مهمترين مشخصه ساختمان در رفتار آن در مقابل زلزله، پريود طبيعي ارتعاش ساختمان است.
معايب ساختمانهاي فلزي :
1- ضعف در دماي زياد : مقاومت ساختمان فلزي با افزايش دما نقصان مي يابد. اگر دکاي اسکلت فلزي از 500 تا 600 درجه سانتي گراد برسد، تعادل ساختمان به خطر مي افتد.
2- خوردگي و فساد فلز در مقابل عوامل خارجي : قطعات مصرفي در ساختمان فلزي در مقابل عوامل جوي خورده شده و از ابعاد آن کاسته ميشود و مخارج نگهداري و محافظت زياد است.
3- تمايل قطعات فشاري به کمانش : با توجه به اينکه قطعات فلزي زياد و ابعاد مصرفي معمولا" کوچک است، تمايل به کمانش در اين قطعات يک نقطه ضعف بحساب مي رسد.
4- جوش نامناسب : در ساختمانهاي فلري اتصال قطعات به همديگر با جوش، پرچ، پيچ صورت ميگيرد. استفاده از پيچ و مهره وتهيه، ساخت قطعات در کارخانجات اقتصادي ترين، فني ترين کار مي باشد که در کشور ما براي ساختمانهاي متداول چنين امکاناتي مهيا نيست. اتصال با جوش بعلت عدم مهارت جوشکاران، استفاده از ماشين آلات قديمي، عدم کنترل دقيق توسط مهندسين ناظر، گران بودن هزينه آزمايش جوش و...... برزگترين ضعف ميباشد. تجربه ثابت کرده است که سوله هاي ساخته شده در کارخانجات درصورت رعايت مشخصات فني و استاندارد، اين عيب را نداشته و داراي مقاومت سازه ايي بهتر در برابر بارهاي وارده و نيروي زلزله است.