پاورپوینت-سازه های بتونی و روش اجرای آنها- در 40اسلاید-powerpoin-ppt

اختصاصی از فایلکو پاورپوینت-سازه های بتونی و روش اجرای آنها- در 40اسلاید-powerpoin-ppt دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

اجرای ستونها ی بتنی 
ستونها اعضای فشاری هستند که جهت انتقال بار ساختمان به زمین مورد استفاده قرار می گیرند و ستونها ی بتنی که در محل اجرا می شوند شکلهای مختلفی می توانند داشته باشند 
1) مربعی شکل 
2) مستطیلی شکل 
3) دایره ای شکل 
4) چند ضلعی 
حداقل میلگرد ها برای یک چند گوشه یک میلگرد به ازای هر گوشه می باشد و برای مقطع دایره ای شکل حداقل میلگرد ها 6 عدد می باشد فاضله میلگرد ها در ستونها از هم حداقل 5 سانتی متر و حداکثر 25 سانتی متر است نسبت سطح مقطع میلگرد ها به سطح مقطع ستون حداقل 0.8% و حداکثر 4% و 6% در شرایط خاص می باشد و حداقل سایز میلگرد 14 می باشد پوشش بتن برای عناصر فولادی حدود 5-2.5سانتی متر است . 
در یک ستون به ازای هر متر 4 عدد خاموت بسته می شود ، معمولا به ازای هر 25 سانتی متر یک خاموت بطور استاندارد است ، در 1/6طول ستون از پائین و بالا فشرده می شود و می تواند 15 سانتی متر کمتر شود و به ازای هر 15 سانتی متر جهت تقویت در مقابل کمانش بسته شوند بطور مثال اگر طول ستون 3 متر باشد در نیم متر از پائین و بالای ستون خاموتها باید فشرده شوند . 
برای اینکه محور میلگردها ی ستون ثابت بماند و بعد ستون کوچک نشود میلگردها را خم می کنند و خم آنها به اندازه 40 برابر قطر میلگرد است . 
البته شماره و طول میلگردهای ستون و اینکه میلگردها چقدر باید از سقف بالا تر باشند تا میلگرد انتظار برای ستون طبقه بعد باشند در نقشه مربوط به ستون بتنی داده شده است . 
پس میلگردها را به طولعای مشخص بریده و به میلگردهای انتظار بسته ودر فواصل مشخص در نقشه خاموتها را می بندند و سپس تا تراز سقف قالب بندی را انجام می دهند و همانطوریکه قبلا هم در مورد قالب بندی بحث شد از انواع قالب با توجه به شکل ستون می توان برای قالب بندی استفاده کرد که بیشتر از قالب چوبی استفاده می کنند و سپس عملیات بتن ریزی را انجام می دهند و با ضربه زدن به قالب در حین بتن ریزی کار ویبراتور را نیز انجام می دهند . 
بعد از اینکه اجرای ستونها پایان یافت نوبت به اجرای تیرهای اصلی اتصال است که ستونها را به هم وصل کنند که تیرهای اصلی هم همزمان با سقف قالبندی می شوند و بطور همذمان اجرا می گردنند. 

اجرای تیر و سقف ساختمان بتنی 
ابعاد مربوط به مقطع تیر وتعداد میلگردها و میلگردهای تقویتی در تیر در نقشه داده شده است و در تیرها خاموتها کار مقابله با نیروهای برشی دارند که مثل ستون در ابتدا و انتها تیر فشرده می شوند . 
میلگردهای تقویتی در ابتدا و انتها تیر در بالای تیر و برای مقابله با نیروهای فشاری در نظر گرفته می شوند و در وسط تیر در پائین تیر و برای تحمل نیروهای کششی لحاظ می شوند و چون برش تحت زاویه 45 درجه ماکزیمم است زیرا با توجه به دایره موهر تنشها ، تنش برشی که برابربا تحت زاویه 45 درجه ماکزیمم است . به همین خلطر آرماتورهای تقویتی را تحت زاویه 45 درجه بهم وصل می کنند . 
قالب بندی مربوط به تیرها پس از بستن آرماتورهای مربوط به آن همزمان با سقف اننجام می گیرد و در زیر همزمان با سقف تیرچه بلوک شرح داده خواهد شد . 
اجرای سقف تیرچه بلوک 
سقف تیرچه بلوک شامل تیرچه و بلوک است که تیرچه کار تیر فرعی و بلوک بعنوان قالب برای بتن ریزی و عایق صوتی عمل می کند و به دلیل فضاهای خالی داخل آن موجب سبک شدن سقف می گردد . بطوری که در عمل به سقف تیرچه بلوک سقف سبک هم می گویند . 
انواع بلوک : 
- بلوک سفالی 
- بلوک سیمانی 
بلوکهای سفالی در کارخانه تولید میشود و جهت اجرا به محل حمل می شوند و بلوکهای سیمانی در کارگاههای محلی اجرا می شوند و نسبت به بلوکهای سفالی ارزانتر تمام می شوند و چون مقاومت بلوک در سقف در نظر اساسی قرار نمی گیرد هیچ اولویتی برای بلوکهای سفالی نسبت به بلوکهای سیمانی نمی تواند قائل شد و به همین خاطراست که برای پروژه های معمولی از بل.کهای بتنی استفاده می شود . 
تیرچه های سقف معمولاً در کارگاههای محلی تولید می شوند و با توجه به محاسبات مربوط به تیرچه ها و دتایلهای مخصوص سقف تیرچه بلوک شماره میلگردهای پائینی و بالای تیرچه مشخص شده است که باتوجه به طول تیرچه منظور شده اند . شماره میلگردهای پائینی بطور معمول 14و16 و ... و شماره میلگرد بالایی که مونتاژ نامیده می شود کمتر از میلگردهای پائینی است که بعنوان میلگرد حرارتی هم عمل می کند . 
نحوه اجرا 
ابتدا قالب بندی تیرها که معمولاً قالب تخته ای است انجام می شود و عرض قالبها از عرض تیر بیشتر است و در قسمتهایی که قرار است تیرچه ها به تیرها متصل شوند تخته هایی به عرض حدود 10 - 5 سانتی متر بر حسب ضخامت تیر قرار می دهند تا تیرچه ها هنگام اتصال به تیر روی میلگردهای طولی قرار نگیرند و بر آنها بار منفرد وارد نکنند . دور از اینکه در فاصله بین تیرها قرارگرفتند توسط بلوک فاصله دوطرف تیرچه تنظیم می گردد و بعد از آن شمع بندی زیر تیرچه شروع می شو دکه یطور متوسط از هر 15 - 1 متر ، یک ردیف شمع برای تیرچه های سقف در نظر گرفته می شود . 

انواع شمع : 
شمع فلزی 
شمع چوبی 
شمعهای فلزی دارای پیچهایی هستند که برای نگه داشتن تخته هایی که زیر تیرچه ها قرار می گیرند . در قسمت فوقانی دارای یک صفحه گیر دار هستند که به این تخته ها در اصطلاح بنایی کش می گویند . بعد از اینکه کش ها را روی شمعها قرار می دهند توسط پیچهایی که در وسط شمع شمع فلزی قرار دارد ، کش ها را به تیرچه ها اتصال داده و به تیرچه ها یک خیز منفی اعمال می کنند تا بعد از بتن ریزی سطح زیرسقف دارای خیز به طرف پائین نباشد . 
بعد از آنکه قالب بندی و شمع بندی پایان گرفت فاصله بین تیرچه را با بلوک پر کرده و شروع به بستن میلگردهای حرارتی می کنند که فاصله میلگردهای حراراتی در طول ( به موازات ) تیرچه ها از هم 50 سانتی متر و در عرض ( عمود بر ) تیرچه ها 25 سانتی متر است و علت فاصله زیاد میلگردهای حرارتی موازی تیرچه ها این است که میلگردهای بالای تیرچه ها بعنوان میلگرد حرارتی عمل می کنند . پس از آن که آرماتوربندی ها تمام شد نوبت به بتن ریزی می رسد که اصولاً باید یکپارچه انجام گیرد ، ولی در عمل پائین آوردن هزینه و یا نبود کارگاه بتن از بتونر برای ساختن بتن استفاده می کنن دکه به علت سرعت پائین آن و اینکه اکثراً دانه بندی هاب صورت تخمینی و آنچنان در قبل عنوان صورت می پذیرد یعنی 35 بیل شن ،40 بیل ماسه و یک کیسه سیمان و دو سطل آب و کیفیت بتن حداقل از لحاظ دانه بندی سیار نامناسب می شود و نسبت آب به سیمان در آن دعایت نمی شود . 
پس از آنکه بتن در داخل بتونر آماده می شود توسط بالا بر یا دست به بالای سقف هدایت می شود و چون حجم بتن ساخته شده در واحد زمان نسبت به حجم سقف کم است ، پس ازآنکه بتن یک قسمت ریخته می شود حداقل نیم ساعت الی یک ساعت و نیم طول می کشد تا بتن بعدی در کنار آن ریخته شود و این عامل باعث عدم چسبندگی بتن تازه به بتن که گیرش اولیه را انجام داده میشود . که در عکس ها کاملاً مشهود است . 
پس ازاتمام بتن ریزی پس از آن که بتن کاملاً گیرش را انجام داد نوبت به شیب بندی وایزولاسیون سقف می رسد که برای تمام انواع ساختمانها یکسان صورت می گیرد و همزمان قسمتهای داخلی ساختمان نیزاجرا می گردند . 

عملیات صورت گرفته در سازه های بتنی : 

بتن ریزی 
قبل از بتن‎ریزی باید کلیه آرماتورها با نقشه کنترل شود، ‌مخصوصاً دقت شود که آرماتورها به هم دیگر با سیم آرماتوربندی بسته شده باشد و اگر جای فراموش شده باشد مجددا بسته شود. فاصله آرماتورها یکنواخت باشد زیرا اغلب اتفاق می‎افتد که در تیرهای اصلی که آرماتورها نزدیک همدیگر بسته می‎شود فاصله بین آرماتورها یکنواخت نباشد،‌ بعضی ازآنها به هم چسبیده و بعضی با فاصله ازهم دیگر قرار می‎گیرند. این موضوع باعث می‎شود که بتن نتواند کلیه میلگردها را احاطه نموده و قطعه همگن و توپری به وجود بیاورد. باید محل بتن‎ریزی عاری از خاک و مواد زائد باشد، اگر بین اتمام کارآرماتوربندی و بتن ریزی چند روز فاصله باشد حتماً می‎باید محل کار با دقت بیشتری بازدید شود. 
کلیه قسمتهای قالب بندی باید با دقت بازدید شود واز استحکام تیرها و دستک‎ها و قالب‎ها باید مطمئمن بشویم زیرا تا چند روز کلیه وزن بتن و آرماتورهای آنرا همین قالب تحمل خواهدنمود واگر نقطعه ضعفی درآن باشد که نتواند بتن را تحمل نماید و در موقع بتن‎ریزی شکسته وفرو ریزد ضر رمالی بزرگی به کار وارد خواهد شد. زیرا درروز بتن‎ریزی که رفت وآمد روی قالب زیاد بوده و هر کس به کاری مشغول می‎باشد مشکل به توان اقدام به تعمیر کفراژ نمود. درتمام روز بتن‎ریزی حتماً باید یک نفر کارگر با تجربه مدام قالب‎ها را اززیرکنترل نموده و اثرات اضافه شدن وزن را روی آنها درنظر داشته باشد و درموقع بروز خطرفور افراد دیگر را مطلع نماید. 

ویبره کردن بتن 
معمولاً درتیرها ودالها بتن را با دستگاه ویبراتور، متراکم می نمایند ویبراتور دستگاهی است که به شیلنگ بلندی ختم شده واین شیلنگ بوسیله موتور برقی ویا بنزینی مرتعش می‎شود که با قراردادن این شیلنگ در داخل بتن آن را مرتعش نموده و باعث هدایت آن به تمام گوشه های قالب می‎شوند با توجه به اینکه ویبره کردن بتن مخصوصاً در دالها و تیرهای اصلی لازم می‎باشد ولی باید متوجه بود که ویبره کردن بتن بیش ا ز اندازه باعث می‎شود که دانه‎های ریزتر و دوغاب سیمان بالا آمده ودانه‎های درشت‎تر به ته قالب هدایت بشود که این خود باعث مجزا شدن اجزاء بتن گردیده و موجب ضعف قطعه ریخته شده خواهد شد. بهتر است که درضمن ویبره کردن بتن بوسیله ضربه زدن به بدنه قالب و یا کوبیدن خود بتن آنرا بخوبی متراکم نموده و نقاط تجمع هوا و فضاهای خالی را به خوبی ‎پر نماییم.
درموقع ویبره کردن بتن شیلنگ ویبراتور باید حتی‎المقدور دروضع قائم نگاهداشته شود و درامتداد محورش جابه جا گردیده وخیلی آرام درحال کارکردن از بتن بیرون کشیده شود. اگر بتن را ویبره می‎نماییم باید زمانی که شیلنگ ویبراتور داخل بتن قرارمی‎گیرد به دفعات بوده وهربار ازیک دقیقه تجاوز نکند وبعداز یک دقیقه باید آنرا دربتن جابجا نماییم . 

آرماتوربندی 
آرماتوربندی از حساترین و با دقت ترین قسمتهای ساختمان بتنی می‎باشد زیرا کلیه نیروهای کششی در ساختمان بوسیله میلگردها تحمل می‎شود بدین لحاظ دراجرا آرماتوربندی ساختمانهای بتنی باید نهایت دقت به عمل آید. 
خم‎کردن آرماتور : 
آرماتورهای تا قطر 12 میلی متر را می‎توان با دست خم نمود ولی آرماتورهای بزرگتر از 12 میلمتر بهتر است با دستگاه مکانیکی مجهز به فلکه خم شود قطر فلکه خم، متناسب با قطر آرماتور بوده و باید به وسیله مهندس محاسب و مهندسی کارگاه تعیین گردد. 
وصله کردن آرماتورها : 
با توجه به اینکه طول میلگرد که به بازارها عرضه می‎شود 12 متر است و دراغلب قسمتهای ساختمان ها مخصوصاً د رشناژها میلگردهائی با طول بیشتر مورد نیاز می‎باشد و هم این طور قطعات باقی مانده از شاخه‎های بلند که بالاخره باید مصرف شود. ناگریز از وصالی میلگردها هستیم، بهتر است دقت شود حتی‎المقدور این وصالی به حداقل برسد یعنی درموقع برش‎کاری طوری اندازه‎ها را هم جور کنیم که ریزش آرماتورها زیاد نباشد و درصورت اجبار محل مصرف آرماتورهای وصله‎دار با نظر مهندسی ناظر در جائی باشد که تنش‎ها درآن جا حداقل است و باید توجه شود که دریک مقطع کلیه آرماتورها وصالی شده نباشد. 

قالب بندی 
قالبهای که برای بتن ساخته می‎شود اغلب چوبی بوده ولی برای کارهای سری ‎سازی از قالبهای فلزی نیز استفاده می‎شود. 
قالبها وداربست های زیر آن علاوه بر شکل دادن به بتن وزن آنرا نیز تا زمان سخت شدن تحمل می‎نمایند. بدین لحاظ اگر دراجرای آن دقت کافی نشود ممکن است در موقع بتن‎ریزی واژگون شده موجب خسارت شود. در ساختمانهای بزرگ برای قالب‎بندی نیز باید محاسبه انجام گرفته و نقشه اجرایی تهیه گردد ولی درساختمانهای کوچک به علت کمی حجم بتن احتیاج به محاسبه وتهیه نقشه برای قالب بندی وداربست آن ندارد. 
شکل قطعات بتنی با اندازه آنها که باید ریخته شود باید به وسیله قالب تهیه شود. تخته و چوبی که برای قالب‎بندی مصرف می‎شود باید کاملاً خشک بوده و در برابر رطوبت تغییر شکل ندهد زیرا تغییر شکل قالب موجب تغییر شکل بتن گشته و در شکل تیرها و ستونها و همچنین ممانهای وارده برآنها موثر می‎باشد. در ایران معمولاً ‌ از تخته‎ای که به نام چوب روسی معروف می‎باشد برای قالب‎بندی استفاده می‎نمایند. 

انواع قالب 
1) قالب‎بندی پی‎ها 
درساختمانهای کوچک که معمولاً برای قالب‎بندی پی‎ها از آجر استفاده می‎کنند. بدین طریق که بعد از خاکبرداری و تعیین محورها اندازه پی‎ها را با آجر چیده و بعد آجرچینی قالب شناژها را نیز به آن متصل می‎نمایند. 

مشکل اساسی دراین نوع قالب بندی آن است که آجر، آب بتنی مجاور خودرا مکیده و آنرا خشک نموده و فعل وانفعالات شیمیایی را درآن متوقف می‎نماید و در نتیجه حداقل به ضخامت 5 سانتیمتر بتن مجاور خود را فاسد می‎کند برای جلوگیری از این کار بهتر است که رویه آجر با یک ورقه نایلون پوشانیده شود تا آجر و بتن مستقیماً درتماس نباشند. مزیت دیگر این ورقه نایلون آن ا ست که بعد از سخت شدن بتن آجرها به راحتی از قالب جداشده و می‎تواند درمحل های دیگر مورد استفاده قرارگیرد. 

2) قالب بندی ستونها 
اغلب ستونها بصورت چهارضلعی (مربع یا مستطیل) می‎باشد گاهی نیز ممکن است آرشیتکت ساختمان از نظر زیبائی مقاطع دیگری را از جمله دایره – بیضی و غیره پیشنهاد نماید برای قالب بندی ستونها ابتدا ابعاد ستون را از روی نقشه تعیین نموده و دو ضلع قالب را به همان میزان از تخته‎های مناسب بریده و به چوبهای چهارتراش که به آن" پشت بند" می‎گویند میخ می‎نمایند. 
درمورد ستونها معمولاً به محض آن که بتن حالت روانی خود را از دست بدهد و بتواند شکل هندسی خود را حفظ کند قالب آن را باز می‎کنند و این درحدود 48 ساعت بعد از بتن‎ریزی می‎باشد درمواقع بازکردن قالب باید توجه شود که قالب را با احتیاط طوری از بتن جدا نمایند که گوشه‎های تیز ستون خراب نشود برای جلوگیری از این کار بهتر است درگوشه‎های قالب فتیله‎هائی مثلثی شکل نصب نمایند تا در داخل قالب پختی کوچکی ایجاد گردد تا بتن ریخته شده درقالب تیز گوشه نبوده و درنتیجه شکننده نباشد. قالب ستون باید حتماً بعد از48 ساعت باز شود زیرا در غیراین صورت آب دادن به بتن به راحتی میسر نیست و ممکن است بتن خشک شده و به سوزد. 

3) قالب‎بندی تیرهای اصلی 
دراغلب موارد بتن تیرهای اصلی و سقف یک پارچه ریخته است وآرماتورهای سقف و تیرهای اصلی به یکدیگر متصل می‎باشد. اگر ضخامت تیرهای اصلی از سقف بیشتر باشد گاهی این تفاوت ضخامت را از پائین منظور نموده و آنگاه آنرا با سقف کاذب اصلاح می‎نمایند وگاهی نیز این تفاوت ضخامت را از بالا منظور نموده برای هم سطح کردن کف و فرش نمودن اطاقها این اختلاف ارتفاع را با بتن سبک پر می‎نمایند. 
درمورد اول قالب تیرهای اصلی از دوقسمت تشکیل می‎شود که این دو قسمت عبارتند از کف قالب وگونه‎های چپ و راست قالب ازپائین ولی اگر ضخامت تیرهای اصلی و سقف مساوی باشد و یا اختلاف ضخامت در بالا منظور شود در نتیجه قالب تیرهای اصلی فقط احتیاج به کف دارد. 

4) قالب بندی سقف 
درمورد سقف ساختمانهای بتنی آنچه که درایران معمول است اغلب تیرچه بلوک می‎باشد. گاهی نیز از دال بتنی پیش ساخته و یا بتن شده در محل استفاده می‎نمایند درمورد دال بتنی پیش ساخته احتیاج به قالب بندی نیست زیرا کارخانه سازنده با توجه به دهانه و بارهای مرده و زنده دال‎های مورد لزوم را به عرض حدود یک متر ریخته و با چرنقیل در محل روی تیرهای اصلی که قبلاً ریخته شده و کاملا سخت گردیده است قرارمی‎دهد ولی درمورد سقفهای بتنی ریخته شده درمحل و سقف‎های تیرچه بلوک برای هرکدام احتیاج به قالب بندی مخصوصی می‎باشد برای سقف‎های بتنی که احتیاج به قالب بندی مفصل‎تر و محکم‎تر دارد معمولا ازبه هم میخ کردن تخته‎ها و تشکیل صفحه‎ای به ابعاد مورد نیاز استفاده می‎کنند که این تخته‎ها را روی داربست‎های چوبی قرارداده آنگاه شبکه‎های فلزی (آرماتوربندی) را روی آن قرار می‎دهند وبتن‎ریزی می‎نمایند. 
برای تنظیم قالب بندی وسهولت درقالب برداری ازگوه استفاده می‎نمایند. گوه قطعه چوبی یا سطح شیب‎دار است که درقالب بندی ساختمان‎های بتنی برای رگلاژ سقف زیر تیرهای چوبی قرار می‎دهند. 

سازه بتنی سازه‌ای است که در ساخت آن از بتن یا به طور معمول بتن آرمه (سیمان، شن، ماسه و پولاد به صورت میلگرد ساده یا آجدار) استفاده شده باشد. در ساختمان در صورت استفاده از بتن آرمه در قسمت ستون‌ها و شاه تیرها و پی، آن ساختمان یک سازه بتنی محسوب می‌شود.

امروزه بسیاری از پلها را از بتن آرمه می سازند. برای استفاده از پل های بلندتر و بیشتر شدن فاصله پایه پلها از تیر پیشتنیده استفاده می شود.

مزایای سازه‌های بتنی

۱- ماده اصلی بتن که شن و ماسه می‌باشد ارزان و قابل دسترسی است.

۲- سازه‌های بتنی که مطابق با اصول آیین نامه‌ای طراحی و اجرا شده اند، در مقابل شرایط محیطی سخت، مقاومتر از سازه‌های ساخته شده با مصالح دیگر هستند.

۳- به علت قابلیت شکل پذیری بالای بتن، امکان ساخت انواع سازه‌های بتنی نظیر پل، ستون و ... به اشکال مختلف میسر است.[۱]

۴- سازه‌های بتنی در مقابل حرارت زیاد ناشی از آتش سوزی بسیار مقاوم اند. آزمایش‌های نشان داده اند که در صورت ایجاد حرارتی معادل ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد برای یک نمونه بتن آرمه، حداقل یک ساعت طول می‌کشد تا دمای فولاد داخل بتن، که با یک لایه بتنی با ضخامت ۲٫۵ سانتی متر پوشیده شده است، به ۵۰۰ درجه سانتی گراد برسد.

روش‌های طراحی سازه‌های بتن آرمه

به طور کلی هدف از طراحی یک سازه، تامین ایمنی در مقابل فروریختگی و تضمین عملکرد مناسب در زمان بهره برداری است. چنانچه مقاومت واقعی یک سازه بطور دقیق قابل پیش بینی بود و در صورتی که بارهای وارد بر سازه و اثرات داخلی آنها نیز با همان دقت قابل تعیین بودند، تامین ایمنی تنها با ایجاد ظرفیت باربری به میزان جزئی بیش از مقدار بارهای وارده ممکن می گشت. لیکن عوامل نامشخص و خطاهای احتمالی متعددی در آنالیز، طراحی و ساخت سازه‌ها وجود دارند که یک حاشیه ایمنی را در طراحی سازه‌ها طلب می‌کنند. مهمترین ریشه‌ها و منابع این خطاها عبارتند از:

الف: بارهایی که در عمل به سازه وارد می‌شوند و همچنین توزیع واقعی آنها ممکن است با آنچه در بارگذاری سازه فرض شده است متفاوت باشند.

ب: رفتار واقعی سازه ممکن است با رفتار تئوریک سازه، که بر اساس آن نیروهای داخلی اعضا محاسبه می‌شوند، تفاوت داشته باشد.

ج: مقاومت واقعی مصالح به کار رفته در ساخت سازه ممکن است متفاوت از مقادیر فرض شده در محاسبات باشد.

د: ابعاد قطعات و محل واقعی میلگردها ممکن است دقیقاً مطابق آنچه طراح در محاسبات خود فرض کرده نباشد.

بنابراین، انتخاب یک حاشیه ایمنی مناسب امر بسیار دشواری است که نحوه منظور نمودن آن، به صورت یکی از مشخصه‌های اساسی روش‌های طراحی در آمده است. به طور کلی طراحی سازه‌های بتن آرمه به سه روش زیر صورت می‌گیرد[۲]:

۱: تنش مجاز

۲: مقاومت نهایی

۳: روش طراحی بر مبنای حالات حدی

روش تنش مجاز

این روش که قبلاً روش تنش بهره برداری یا روش تنش بار سرویس نامیده می‌شد، اولین روشی است که بصورت مدون برای طراحی سازه‌های بتن آرمه بکارگرفته شد. در این روش یک عضو سازه‌ای به نحوی طراحی می‌شود که تنش‌های ناشی از اثر بارهای بهره برداری (یا سرویس)، که به کمک تئوری‌های خطی مکانیک جامدات محاسبه می‌شوند، از مقادیر مجاز تنش‌ها تجاوز نکنند. منظور از بارهای بهره برداری یا سرویس بارهایی نظیر: بار زنده، بار مرده، بار برف و بار زلزله هستند. این بارها توسط آیین نامه‌های بارگذاری، مانند مبحث ششم مقررات ملی ساختمان تعیین می‌شوند. در این روش منظور از تنش مجاز تنشی است که از تقسیم تنش حدی ماده، نظیر مقاومت فشاری برای بتن و مقاومت تسلیم برای فولاد، بر ضریب بزرگتر از واحد، به نام ضریب اطمینان به دست می‌آید. تنش‌های مجاز مصالح توسط آیین نامه‌های محاسباتی تعیین می‌شوند. به عنوان مثال مطابق آیین نامه ACI مقدار تنش فشاری مجاز بتن {\displaystyle f'} c ۰٫۴۵می باشد.

بدین ترتیب مراحل این روش بطور خلاصه به ترتیب زیر هستند:

۱: تعیین بارهای وارد بر سازه

۲: آنالیز سازه و تعیین تنش‌ها در مقاطع مختلف به کمک تئوری‌های کلاسیک اجسام الاستیک

۳: تعیین تنش‌های مجاز با استفاده از یک آیین نامه محاسباتی

۴: طراحی نهایی مقطع با این محدودیت که در هیچ نقطه‌ای از سازه تنش‌های ایجاد شده از تنش‌های مجاز تجاوز نکنند

این روش به دلیل سادگی و سهولت کاربرد تا چندی قبل به عنوان قابل استفاده‌ترین روش طراحی سازه‌های بتن آرمه مطرح بود. لیکن نقاط ضعف این روش استفاده از آن را محدود کرده است. مهمترین این نقاط ضعف عبارتند از:

الف: در این روش ایمنی به کمک تنها یک ضریب (ضریب اطمینان) و در یک مرحله منظور می‌شود، از آنجا که عواملی که لزوم تامین یک حاشیه ایمنی را ایجاب می‌کنند دارای ریشه‌ها و شدت‌های متفاوت هستند، در نظر گرفتن آنها تنها با کمک یک ضریب غیر منطقی است.

ب: بتن ماده‌ای است که تنها تا تنش‌های معادل نصف مقاومت فشاری آن به صورت الاستیک و خطی عمل می‌کند. بنابراین با بکار بردن درصدی از مقاومت فشاری بتن در محاسبات نمی‌توان اطلاعی از ضریب اطمینان کلی سازه در مقابل فروریختگی به دست آورد.

ج: به کار بردن این روش در طراحی بعضی مقاطع با اشکالات تئوریک مواجه است. به عنوان مثال در مقاطع خمشی تنش واقعی فولاد غالباً کمتر از مقداری است که با این روش محاسبه می‌شود.

تا سال ۱۹۵۶ میلادی روش تنش‌های مجاز مبنای محاسبات در آیین نامه ACI بود. این روش از سال ۱۹۷۷ تنها در قسمت ضمائم آیین نامه و تحت عنوان روش دیگر طراحی جا داده شد

روش مقاومت نهایی

روش مقاومت نهایی که در آیین نامه ACI به نام روش طراحی بر مبنای مقاومت موسوم است، حاصل مطالعات گسترده روی رفتار غیر خطی بتن و تحلیل دقیق مسئله ایمنی در سازه‌های بتن آرمه می‌باشد. روند طراحی در این روش را می‌توان به صورت زیر خلاصه نمود:

۱: باربهره برداری به وسیله ضریبی موسوم به ضریب بار افزایش داده می‌شود، بار حاصله را اصطلاحاً بار ضریبدار یا بار نهایی می نامند.

۲: بارهای ضریبدار بر سازه اعمال می‌شوند و به کمک روش‌های خطی آنالیز سازه ها، نیروی داخلی مقاطع محاسبه می‌شود. به این نیروی داخلی اصطلاحاً مقاومت لازم گفته می‌شود. مقاومت لازم در یک مقطع شامل: مقاومت خمشی لازم، مقاومت برشی لازم، مقاومت پیچشی لازم و مقاومت بار محوری لازم است.

۳: برای هر مقطع، مقاومت طراحی آن از حاصلضرب مقاومت اسمی در ضریبی کوچکتر از واحد به نام ضریب کاهش مقاومت به دست می‌آید. مقاومت اسمی، حداکثر مقاومتی است که مقطع قبل از گسیختگی از خود نشان می‌دهد. مقاومت اسمی یک مقطع مشتمل است از: مقاومت خمشی اسمی، مقاومت برشی اسمی، مقاومت پیچشی اسمی و مقاومت بار محوری اسمی.

۴: طراحی مقطع به نحوی که در آن مقاومت لازم از مقاومت طراحی کمتر باشد.

روش طراحی بر مبنای مقاومت، امروزه اساس کار طراحی سازه‌های بتن آرمه می‌باشد.[۴]

روش طراحی بر مبنای حالات حدی

به منظور تکامل روش مقاومت نهایی، به ویژه از نظر نحوه منظور نمودن ایمنی، روش طراحی بر مبتای حالات حدی ابداع گردید. این روش هم اکنون مبنای طراحی در تعدادی از آیین نامه‌های اروپایی است، با این حال این روش هنوز نتوانسته است جای روش مقاومت نهایی را در آیین نامه ACI بگیرد. این روش از نظر اصول محاسبات مربوط به مقاومت، مشابه روش طراحی بر مبنای مقاومت است و تفاوت عمده آن با روش قبل، در نحوه ارزیابی منطقی تر ظرفیت باربری و احتمال ایمنی اعضا می‌باشد. در این روش نیازهای طراحی با مشخص کردن حالات حدی تعیین می‌شوند. منظور از حالات حدی شرایطی است که در آنها سازه مورد نظر خواسته‌های طرح را تامین نمی‌کند. طراحی سازه با توجه به سه حالت حدی زیر صورت می‌گیرد[۵]:

۱: حالت حدی نهایی، که مربوط به ظرفیت باربری می‌شود.

۲: حالت حدی تغییر شکل (مانند تغییر مکان و ارتعاش اعضا)

۳: حالت حدی ترک خوردگی یا بازشدن ترک ها

مدل سازی سازه

امروزه در کشورهای صنعتی و پیشرفته با تعریف کاتالوگ محصولات از فولاد و بتن تا سنگ نما در نرم افزارهای مدل سازی اطلاعات ساختمان BIM سازنده،طراح و مالک به سادگی در مراحل ابتدایی با انتخاب محصول مشخص شده و جایگذاری آن در مدل با خصوصیات و رفتار ناشی از قرارگیری هر المان در ساختمان آشنا شده و میتواند به صرفه ترین انتخاب از لحاظ اقتصای،انرژی و مقاومت را انجام دهد

پاورپوینت-سازه های دینامیکی- در 47 اسلاید-powerpoint-ppt

اختصاصی از فایلکو پاورپوینت-سازه های دینامیکی- در 47 اسلاید-powerpoint-ppt دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

دینامیک سازه‌ها

دینامیک سازه‌ها (به انگلیسی: Structural dynamics) زیر شاخه‌ای ست از تحلیل سازه‌ها و تئوری ارتعاشات است که به آنالیز و مطالعه رفتار سازه‌ها تحت اثر بارهای دینامیکی می‌پردازد.

مقدمه[ویرایش]

بارهای وارده بر سازه در بعضی موارد ممکن است از نظر مقدار، جهت و موقعیت تغییراتی نسبت به زمان داشته باشند. این بارها را اصطلاحاً بارهای دینامیکی گویند. در چنین حالتی رفتار سازه «مقادیر تغییر شکلها، نیروهای داخلی و تنشها» وابسته به زمان خواهد بود؛ بنابراین رفتار سازه در این حالت بر عکس رفتار استاتیکی آن جواب منحصربه‌فردی نخواهد داشت، بلکه در هر لحظه از زمان، رفتار خاصی برای آن موجود خواهد بود که به آن رفتار دینامیکی می‌گویند.

در اثر اعمال بارهای دینامیکی، تغییر مکان حاصله همراه با سرعت و شتاب خواهد بود. جهت مقابله با شتاب وارده، نیرویی به نام نیروی لختی در اثر جرم و جهت مقابله با سرعت، نیروی میرایی در اثر اصطکاک بین ذرات، لقی اتصالات و غیره بوجود می‌آید؛ بنابراین نیروهای داخلی سازه نه تنها می‌باید با بارگذاری اعمال شده بر آن در تعادل باشند، بلکه نیروهای لختی ناشی از شتاب و میرایی ناشی از سرعت نیز در تعادل مؤثر می‌باشند. از جمله اثرات دینامیکی وارد بر سازه‌ها و ساختمان‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:[۱]

1. اثر زلزله
2. نیروی باد
3. نیروی ناشی از امواج بر سازه‌های دریایی
4. اثر انفجارها
5. بارهای متحرک ترافیکی
6. پی ماشین آلات

اجزای تشکیل دهنده یک سیستم ارتعاشی شامل جرم، فنر، میرا کننده و نیروی محرک است که برای سیستم‌های حقیقی معمولاً پیوسته هستند؛ ولی در بیشتر مواقع با جایگزین کردن خواص پیوسته به صورت ناپیوسته ممکن است تجزیه و تحلیل را ساده‌تر نمود. بعد از آنکه خصوصیات مکانیکی هر جزء تعیین گردید، آنالیست در وضعیتی می‌باشد که می‌تواند یک مدل ریاضی تشکیل دهد که نمایانگر سیستم حقیقی است.
با توجه به مطالب ذکر شده، سیستم‌های ارتعاشی را می‌توان بر حسب نوع مدل ریاضی به دو دسته طبقه‌بندی نمود؛ مدل‌های پیوسته دارای تعداد درجات آزادی معینی هستند، حال آنکه سیستم‌های ناپیوسته دارای بی‌نهایت درجه آزادی هستند. طبق تعریف درجه آزادی عبارتست از تعداد مختصات مستقل برای توصیف حرکت یک سیستم.
[۲]

معادلات حرکت سیستم‌های یک درجه آزادی[ویرایش]

کلیات[ویرایش]

معادلات حرکت، روابط ریاضی حاکم بر تغییر مکانهای دینامیکی دستگاه‌ها می‌باشد. معادلات حرکت به طور کلی از سه روش مختلف بدست می‌آیند که هرکدام از آن‌ها در حالت خاص ممکن است از دو روش دیگر مناسبتر باشد.

1. قوانین حرکت نیوتن(اصل دالامبر)
2. اصل هامیلتون
3. اصل کار مجازی

روش تعادل دینامیکی (اصل دالامبر)[ویرایش]

نیروی لختی که نمایانگر مقاومت جسم در مقابل شتاب حرکت می‌باشد از رابط زیر بر حسب شتاب حرکت حاصل می‌گردد:

به کمک این اصل معادلات حرکت اجسام را می‌توان با در نظر گرفتن نیروی لختی به شکل مشابه تعادل استاتیکی اجسام بدست آورد. به عبارت دیگر اگر نیروی اینرسی را به عنوان نیروی مقاوم در برابر شتاب گرفتن و در خلاف جهت حرکت، وارد پیکره آزاد جسم نماییم معادله حرکت آن را می‌توان با نوشتن معادله تعادل کلیه نیروهای موجود در پیکره آزاد جسم به سادگی بدست آورد. نیروی (P(t نیز می‌تواند نیروی خارجی، نیروی ارتجاعی و یا نیروی میرایی باشد.

اصل هامیلتون[ویرایش]

در برخی موارد به کار بردن روش انرژی که بر اساس کمیت‌های عددی انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل دستگاه می‌باشد، نسبت به روش برداری مناسب تر است. این روش که مبتنی بر اصل هامیلتون می‌باشد، معمولاً به صورت زیر نوشته می‌شود:

که در این رابطه:
T: انرژی جنبشی
V: انرژی پتانسیل
W: کار انجام شده توسط نیروهای غیرپتانسیل نظیر نیروی میرایی و بارهای خارجی دلخواه
: نشان دهنده تغییرات این انرژیها
اصل هامیلتون بیان می‌دارد:

مجموع تغییرات انرژی‌های جنبشی و پتانسیل دستگاه و کار انجام شده توسط نیروهای غیرپتانسیل در فاصله زمانی  برابر صفر است.

اصل کار مجازی[ویرایش]

اصل کار مجازی بیان می‌دارد:

کار مجازی انجام شده توسط نیروهای فعال خارجی بر روی یک مجموعه مکانیکی ایده‌آل در حد تعادل به ازای هرگونه جابجایی مجازی سازگار با قیود مجموعه مساوی صفر است.
شرط تعادل سیستم هم ارز با صفر بودن نیروها در یک تغییر مکان مجازی می‌باشد. طرز به کار بردن این اصل برای دستیابی به معادله حرکت دستگاه به این ترتیب است که ابتدا باید کلیه نیروهای وارده بر جرم‌های متمرکز شده دستگاه را مشخص نمود. به ویژه نیروهای لختی که طبق اصل دالامبر بدست آمده‌اند، سپس در هر درجه آزادی دستگاه تغییر مکان نسبی ایجاد کرده و کار انجام شده توسط نیروهای متعادل کننده را برابر صفر قرار می‌دهیم. به این ترتیب برای n درجه آزادی n معادله تعادل می‌توان نوشت که به n معادله حرکت دستگاه منتهی می‌گردد. اگر دستگاه شامل تعداد زیادی جرم متمرکز باشد روش‌های انرژی یا مکان‌های مجازی مناسبتر می‌باشد.

نیروهای مؤثر در معادلات حرکت[ویرایش]

نیروهای مؤثر در معادله حرکت دستگاه‌هایی که به صورت یک درجه آزادی مدل شده‌اند، عبارت از نیروهای مقاوم در مقابل تغییر مکان، سرعت و شتاب می‌باشد. عاملی که تغییرمکان را به نیرو مربوط می‌کند معمولاً به شکل فنر مدل می‌شود.
نیروی فنر fs همواره در امتداد محور فنر عمل می‌کند، در محدوده تغییر طول‌های کوچک رابطه نیرو و تغییر طول فنر را به صورت خطی در نظر می‌گیریم، از آنجا که تغییر طول مدلی از تغییر شکل واقعی سازه می‌باشد با توجه به خطی بودن رابطه نیرو- تغییر مکان در محدودهٔ تغییر شکلهای کوچک سازه طبق قانون هوک، این فرض کاملاً منطقی است؛ لذا می‌توان نوشت:

که در آن k ثابت فنر نامیده شده و واحد آن عبارتست از واحد نیرو بر واحد طول .
در یک سازهٔ تغییر شکل یافته به غیر از جذب انرژی ناشی از تغییر شکل ارتجاعی آن که با فنر بالا مدل می‌شود، مقداری انرژی نیز تلف می‌گردد. به عبارت دیگر در هنگام تغییر شکل سازه، مکانیزم‌های میرایی در آن بوجود می‌آید. مدل تحلیلی متداولی که برای میرایی در تحلیل‌های دینامیکی در نظر گرفته می‌شود، کمک فنر ویسکوز می‌باشد. ثابت تناسب نیروی میرایی با سرعت، ضریب میرایی نامیده شده و با C نمایش داده می‌شود؛ بنابراین نیروی میرایی را می‌توان با رابطه زیر در معادله تعادل منظور نمود.

واحد C در دستگاه SI برابر  است.

تعیین کردن و منظور کردن نیروهای لختی در معادلات حرکت شاید مهمترین بخش از مراحل تعیین این معادلات باشد. نیروی لختی ذره از معادله حرکت نیوتن بدست می‌آید:

در این رابطه m جرم ذره و شتاب آن نسبت به دستگاه مختصات ماند می‌باشد که به شکل یک دستگاه متعامد واقع در یک نقطه از فضا و بدون حرکات انتقالی و چرخشی فرض می‌شود. علامت منفی نمایانگر این است که نیروی لختی در جهت عکس شتاب حرکتی منظور می‌گردد. معادل تعادل دینامیکی را می‌توان به شکل زیر نوشت.

یعنی نیروی لختی را از حاصلضرب جرم ذره در شتاب حرکت آن بدست آورده و در خلال جهت بردار شتاب وارد معادله تعادل نیروها می‌نماییم.

معادلات حرکت سیستم‌های n درجه آزادی[ویرایش]

روش دیگری که می‌توان با آن معادلات حرکت را بدست آورد استفاده از ضریب تأثیر است. هدف از ارائه این روش تفهیم تعبیر فیزیکی عناصر ماتریسهای ضرایب است که در معادلات حرکت ظاهر می‌شود.

دراین معادله دیفرانسیل برداری، هر مختصه  مشخصه یک درجه آزادی سیستم است. در هر مختصه یک نیروی خارجی معلوم  اعمال می‌شود که در حالت تعادل این نیرو باید به وسیله نیروهای داخلی وارده در آن نقطه متعادل شود. این نیروهای داخلی عبارتند از:نیروی اینرسی ، نیروی میرائی  و نیروی الاستیک .مکانیک مهندسی هم شالوده و هم چارچوب اغلب شاخه های مهندسی است. بسیاری از مباحث در رشته هایی مانند: مهندسی عمران، مهندسی مکانیک،مهندسی هوا فضا، مهندسی کشاورزی و البته در خود مهندسی مکانیک، مبتنی بر دروس استاتیک و دینامیک است حتی در حوزه هایی مانند برق، دست اندرکاران حرفه ای در جریان بررسی اجزای الکتریکی یک دستگاه رباتی و یا یک فرایند ساخت، ممکن است ابتدا به تحلیل مکانیکی نیاز پیدا کنند.

 بنابراین درس های مکانیک مهندسی در برنامه های درسی رشته های مهندسی نقش مهمی پیدا می کند مخصوصاً رشته ی عمران و سازه که ما در این پروژه با آن سروکار داریم. این درس نه تنها درس مهمی می باشد بلکه به دانش آموزان و کاربران این امکان را می دهد که سازه ها را کاملاً درک کنند و در نقشه کشی و تحلیل آن ها صاحب نظر شوند و از قدرت بیش تری در تحلیل سازه بهره مند شوند.

هدف بعدی از مطالعه ی علم مکانیک مهندسی که جزیی از آن استاتیک می باشد، پرورش قدرت پیش بینی

پاورپوینت-سازه های نگهبان و گودبرداری- در 110 اسلاید-powerpoint

اختصاصی از فایلکو پاورپوینت-سازه های نگهبان و گودبرداری- در 110 اسلاید-powerpoint دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

 

اهداف اصلی ایمن سازی جداره های گود با استفاده از سازه های نگهبان عبارتند از : حفظ جان انسانهای خارج و داخل گود ، حفظ اموال خارج و داخل گود و نیز فراهم آوردن شرایط امن و مطمئن برای اجرای کار.

موضوع گودبرداری و طراحی و اجرای سازه های نگهبان در مهندسی عمران دارای گستره وسیعی است و نیاز به بررسی ها و مطالعات و ملاحظات ژئوتکنیکی، سازه ای ، مواد و مصالح، تکنولوژیکی و اجرایی و اقتصادی و اجتماعی دارد. در نتیجه می توان گفت که انتخاب روش مناسب بستگی به جمیع شرایط تأثیرگذار دارد و می توان در شرایط مختلف، به صورت های گوناگونی باشد. از سوی دیگر، تئوری ها و روش های اجرایی گود برداری و سازه های نگهبان، هم مبتنی بر اصول تئوریک و هم متأثر از ملاحظات اجرایی و تجربی، توأماً است.

گودبرداری اصولی و سازه نگهبان

تخریب و گودبرداری یک ساختمان فرسوده برای ساخت مجدد از مراحلی است که در بافت فرسوده انجام می شود. و

گودبرداری یکی از فعالیتهای عمرانی است که معمولا به منظورهای مختلف مثل رسیدن به تراز بکر و حفاظت فوندانسیونها در برابر یخبندان یا احداث کانالها و مخازن زیر زمینی یا احداث پارکینگ و ... انجام میشود حال برای جلوگیری از تخریب دیوار های گود مجبور به اجرای سازه هایی هستیم که نیروهای مقاوم در برابر تخریب دیوار ها را تقویت نماید .

ضوابط و دستورالعمل های گودبرداری به عنوان بخشی از مقررات ملی ساختمان

عملیات خاکی

1 - عملیات خاکی شامل مراحل خاکبرداری، خاکریزی، تسطیح زمین، گودبرداری، پی کنی ساختمان ها، حفر شیارها، کانال ها و مجاری آب و فاضلاب و حفر چاه های آب و فاضلاب با وسایل دستی یا ماشین آلات است.

قبل از اینکه عملیات خاکی شروع شود اقدامات زیر باید انجام شود:

الف: زمین موردنظر از لحاظ استحکام و جنس خاک به طور دقیق مورد بررسی قرار گیرد.

ب: موقعیت تاسیسات زیرزمینی از قبیل کانال های فاضلاب، قنوات قدیمی، لوله کشی آب و گاز، کابل های برق، تلفن و غیره که ممکن است در حین عملیات گودبرداری و خاکبرداری موجب بروز خطر و حادثه یا خود دچار خسارت شوند، بررسی و شناسایی شوند و با همکاری سازمان های ذی ربط، نسبت به تغییر مسیر دائم یا موقت و همچنین در صورت قطع جریان آنها اقدام شود.

ج: در صورتی که تغییر مسیر یا قطع جریان برخی از تاسیسات مندرج در بند ب امکان پذیر نباشد، باید با همکاری سازمان های مربوطه و به طرق مقتضی نسبت به حفاظت آنها اقدام شود.

د: چنانچه محل گودبرداری در نزدیکی یا مجاورت یکی از ایستگاه های خدمات عمومی از قبیل آتش نشانی، اورژانس و غیره و یا در مسیر اتومبیل های مربوطه باشد، باید از قبل مراتب به اطلاع مسوولان ذی ربط رسانده شود تا در سرویس رسانی عمومی وقفه ای ایجاد نشود.

ه: کلیه اشیای زاید از قبیل تخته سنگ، ضایعات ساختمانی یا بقایای درخت که ممکن است مانع انجام کار شده یا موجب بروز حادثه شود، از زمین موردنظر خارج شوند.

3 - تمام کارگرانی که در عملیات خاکی مشغول به کار می شوند باید تجربه کافی داشته باشند و اشخاص ذی صلاح بر کار آنان نظارت کنند. همچنین سایر افراد از جمله رانندگان و اپراتورهای ماشین آلات و تجهیزات مربوطه، باید از اشخاص ذی صلاح باشند.

4 - در صورتی که در عملیات خاکی از دستگاه های برقی مانند الکتروموتور برای هوادهی، تخلیه آب و نظایر آن استفاده شود، باید با رعایت مفاد به کار گرفته شده در این ضوابط نسبت به تجهیز وسایل حفاظتی مناسب اقدام کنند.

5 - چنانچه محل موردنظر برای عملیات خاکی نظیر حفر چاه در معابر عمومی یا محل هایی که احتمال رفت و آمد افراد متفرقه وجود داشته باشد، باید با اقدامات احتیاطی از قبیل محصور کردن محوطه حفاری، نصب علائم هشداردهنده و وسایل کنترل مسیر، از ورود افراد به نزدیکی منطقه حفاری جلوگیری شود.

حفر طبقات زیرزمین و پی کنی ساختمان ها

1 - در صورتی که در عملیات گودبرداری و خاک برداری احتمال خطری برای پایداری دیوارها و ساختمان های مجاور وجود داشته باشد، باید از طریق نصب شمع، سپر و مهارهای مناسب، رعایت فاصله مناسب و ایمن برای گودبرداری و در صورت لزوم با اجرای سازه های نگهبان قبل از شروع عملیات، ایمنی و پایداری آنها تامین شود.

2 - در خاکبرداری های با عمق بیش از 120سانتیمتر که احتمال ریزش یا لغزش دیوارها وجود دارد، باید با نصب شمع، سپر و مهارهای محکم و مناسب برای حفاظت دیوارها اقدام شود، مگر آنکه شیب دیواره از زاویه شیب طبیعی خاک کمتر باشد.

3 - در مواردی که عملیات گودبرداری در مجاورت بزرگراه ها، خطوط راه آهن و مراکز یا تاسیسات دارای ارتعاش انجام می شود، باید برای جلوگیری از لغزش یا ریزش دیواره ها اقدامات لازم صورت گیرد.

4 - در موارد زیر باید دیواره های محل گودبرداری به طور دقیق مورد بررسی و بازدید قرار گرفته و در نقاطی که خطر ریزش یا لغزش دیواره ها ایجاد شده، وجود مهارها و وسایل ایمنی لازم از قبیل شمع، سپر و غیره نصب و با مهارهای موجود تقویت شوند:

الف: بعد از بارندگی های شدید

ب: بعد از وقوع توفان های شدید، سیل و زلزله

ج: بعد از یخبندان های شدید

د: بعد از هر گونه عملیات انفجاری

ه: بعد از ریزش های ناگهانی

و: بعد از وارد آمدن صدمات اساسی به مهار ها

ز: بعد از هر گونه ایجاد وقفه در فعالیت ساختمانی

5 - برای جلوگیری از بروز خطرهایی نظیر پرتاب سنگ، سقوط افراد، حیوانات، مصالح ساختمانی و ماشین آلات و سرازیر شدن آب به داخل گود و نیز برخورد افراد و وسایط نقلیه با کارگران و وسایل و ماشین آلات حفاری و خاک برداری، باید اطراف محل حفاری و خاک برداری با رعایت ضوابط و دستور العمل گودبرداری به نحو مناسب حصارکشی و محافظت شود. در مجاورت معابر و فضاهای عمومی، محل حفاری و خاک برداری باید با علائم هشداردهنده که در شب و روز قابل رویت باشد، مجهز شود.

در گودبرداری هایی که عملیات اجرایی به علت محدودیت ابعاد آن با مشکل نور و تهویه مواجه می شود، لازم است نسبت به تامین وسایل روشنایی و تهویه اقدام لازم به عمل آید.

7 - خاک و مصالح حاصل از گودبرداری نباید به فاصله کمتر از نیم متر از لبه گود ریخته شود. همچنین این مصالح نباید در پیاده روها و معابر عمومی به نحوی انباشته شود که مانع عبور و مرور شده یا به بروز حادثه منجر شود.

8 - قبل از استقرار ماشین آلات و وسایل مکانیکی از قبیل، جرثقیل، بیل مکانیکی، لودر، کامیون و غیره یا انباشتن خاک های حاصل از گودبرداری یا مصالح ساختمانی در مجاورت گود، ضمن رعایت فاصله مناسب از لبه گود، نسبت به تامین پایداری دیواره های گود نیز باید اقدام شود.

9 - در گودهایی که عمق آنها بیش از یک متر است، نباید کارگر به تنهایی در محل به کار گمارده شود.

10 - در محل گودبرداری های عمیق و وسیع، باید یک نفر نگهبان عهده دار مسوولیت نظارت بر ورود و خروج کامیون ها و ماشین آلات سنگین باشد و نیز برای آگاهی کارگران و سایر افراد، علائم هشداردهنده در معبر و محل ورود و خروج کامیون ها و ماشین آلات مذکور نصب شود.

بررسی‌ مسائل ایمنی در تخریب، گودبرداری و اجرای سازه‌ی نگهبان در مناطق

یکی از مسائل مهم در ساخت و سازه‌های شهری، ایجاد پایداری‌ مناسب در هنگام تخریب،گودبرداری و اجرای سازه‌ی نگهبان است. عدم رعایت مسائل فنی و ایمنی درتخریب، گودبرداری و ساخت سازه‌های نگهبان باعث تخریب برخی ساختمان‌های مجاور گودبرداری در ساخت و ساز‌های شهری شد‌ه‌است. یکی از متداول‌ترین انواع سازه‌های نگهبان، "دیوار‌های توکار" است. در این نوع سازه‌ی نگهبان نیروی فعال خاک به یک دیوار نازک منتقل می‌گردد و دیوار از طریق ستون‌هایی که در فواصل معینی در آن قرار دارد، نیرو‌ها را به مهاربند، دستک و پشت‌بند منتقل می‌کند. تکیه‌گاه مهاربند که در خاک قرار دارد به کمک نیروهای رانش مقاوم خاک، در برابر نیروهای مهاربند و در نتیجه نیروهای فعال خاک وارد بر دیواره‌ی مقابله می‌نماید. معمولاً دیوارها از جنس بتن مسلح، صفحه‌های فلزی یا الوارمی‌باشند

برای پایدار نمودن دیواره‌ی گودبرداری‌ها در مناطق شهری از انواع عناصر ساختمانی که ازترکیب خاک و سنگ تشکیل یافته‌اند، دیوار‌ها و سیستم‌های نگهبان ساخته می‌شود که اصطلاحاً "سازه‌ی نگهبان" نامیده می‌شود. در تخریب، گودبرداری‌و اجرای سازه‌های نگهبان، یکی از مهمترین نکات لازم حفظ ایمنی کارگاه است.

سازه‌های نگهبان مشتمل بر سه نوع هستند که "دیوار‌های نگهبان وزنی"، "دیوار‌های توکار" و "سازه‌های نگهبان ترکیبی" نامیده می‌شوند.

3- سازه‌های نگهبان با عناصر "دیوار توکار" و پشت بند خرپای فلزی

این سازه متشکل از یک دیوار بتن مسلح است که در فواصل مشخصی در درون آن یک ستون فلزی یا بتنی قراردارد و شبکه‌ی آرماتور‌های دیوار بتن مسلح به نحو مطلوبی در درون ستون‌های بتنی مهار و یا به ستون فلزی جوش شده ‌است. ستون‌ها در فواصل قائم مناسب بوسیله‌ی تیر‌های بتنی یا فلزی به‌هم متصل شد‌ه‌اند. دیوار به وسیله‌ی پشت بند خرپایی درداخل خاک مهارشده و نیرو‌های فعال خاک وارد برسازه‌ی نگهبان توسط نیروی رانش مقاوم خاک، تحمل می‌شود. پشت بند‌های خرپایی در فواصل قائم مناسب توسط عناصر افقی و ضربدری به یکدیگر متصل می‌گردند تا از حرکت جانبی یا کمانش صفحه‌ای آن‌ها جلوگیری به عمل آید.

سازه‌ی نگهبان و عناصر ساز‌های آن

1-   شمع زیر ستون،

2-   شمع تأمین کننده رانش مقاوم خاک،

3-   ستون خرپای پشت بند،

4-  خرپای سازه‌ی نگهبان،

5-    چاه آب یا فاضلاب ساختمان مجاور،

6-  دیوار توکار،

7- دیوار مقاوم کننده ساختمان مجاور،

8- دیوار مرزی ساختمان مجاور،

9- شمع‌های انتقال نیروی سقف به کف،

10- عمق گودبرداری،

11-فاصله توقف گودبرداری،

12- عنصر ضربدری کاهش دهنده طول کمانش جانبی خرپا،

13- تکیه گاه تأمین کننده رانش مقاوم خاک،

14- عنصر کاهش دهنده‌ی طول کمانش جانبی خرپا،

15- دیواره‌ی گودبرداری،

16- چاه تعبییه شده جهت نصب ستون‌های پشت بند،

17- ساختمان مجاور

الف) پلان سازه نگهبان

ب) نمای سازه نگهبان

4- ساختمان‌های مصالح بنایی فاقد عناصر مناسب مقاوم در برابر زلزله

منظور از ساختمان‌های مصالح بنّایی ،ساختمان‌هایی است که ‌ازمصالح سنگی یا آجری با ملات ماسه سیمان یا ملات دیگری ساخته شده و فاقد کلاف‌های افقی و قائم بوده و مصالح آجر و ملات استفاده شده درآن دارای مشخصات فنی مناسب نبوده، بعضاً دارای سقف دیافراگم صلب یکپارچه نیز نیست. علاوه برآن به دلیل قدمت زیاد، مصالح استفاده شده در آن دچار پوسیدگی، فرسایش و هوازدگی شده‌است. معمولاً اینگونه ساختمان‌ها دارای دیوارنسبی[3] مناسبی نبوده و ازشالوده منسجم وکافی نیز بهرمند نیستند. دراینگونه ساختمان‌ها سیستم فاضلاب بصورت چاه جذبی بوده و به صورت یک یا دو طبقه ساخته شد‌ه‌اند. دربرخی موارد بخشی از دیوار‌های مرزی این ساختمان‌ها با ساختمان‌های ساختگاه پروژه مشترک بوده و یا دارای ضخامت کم و یا بازشو‌های بزرگ می‌باشد.

5- مسائل ایمنی کارگاه قبل از گودبرداری

قبل از هرگونه گودبرداری مسائل ایمنی مربوط به تخریب یا گودبرداری ساختگاه پروژه و ساختمان‌های مجاور باید در زمان طراحی و اجرا به شرح مندرج دربند 5-1 و 5-5 مد نظر قرارگیرد.

5-1- تأمین مسائل ایمنی درطرح سازه‌ی نگهبان

رعایت مسائل ایمنی در طراحی سازه‌ی نگهبان شامل در نظر گرفتن کلیه‌ی شرایط موجود، اعم از شرایط هندسی، بارگذاری و ژئوتکنیکی است. در تحلیل و طراحی سازه‌های نگهبان کلیه مفاد مطرح در آیین‌نامه‌های بارگذاری و طراحی سازه‌ی نگهبان [2و4] باید رعایت گردد. یک طرح مناسب دارای مرحله‌بندی ترتیب انجام عملیات تخریب،گودبرداری و اجرای سازه‌ی نگهبان است و توسط مهندس محاسب ذیصلاح که دارای تخصص ژئوتکنیک است انجام می‌پذیرد. در بند‌های ذیل این موارد به صورت مجزا پیشنهاد شده که درطراحی سازه‌ی نگهبان لازم است درنظرگرفته شود.

5-1-1- طراحی جهت جلوگیری از فقدان پایداری کلی،

5-1-2- طراحی در برابر گسیختگی یکی از عناصر سازه‌ای مانند، دیوار، ستون، تیر، مهارت پشت بند، اعضای افقی کاهش دهنده‌ی طول کمانش جانبی پشت‌بند‌ها، شالوده‌ی تأمین‌کننده‌ی نیرو‌های رانش مقاوم و شالوده‌ی ستون‌ها. این طرح باید دربرگیرنده‌ی تهیه‌ی نقشه‌ی کلیه‌ی عناصر سازه‌ی نگهبان، تیپ‌های مختلف عناصر و اتصالات و مرحله‌بندی اجرای آن و تعیین پیش‌ساخته یا درجا بودن آن باشد. حتی‌المقدور قسمت عمده‌ی عناصر بصورت پیش ساخته‌ی طراحی شود تا کمترین عملیات اجرایی درمحل نصب صورت پذیرد،

5-1-3- طراحی و ارائه‌ی نقشه‌های اجرایی مرحله‌بندی شده تخریب، گودبرداری و اجرای سازه‌ی نگهبان،

5-1-4- طراحی دربرابر گسیختگی توأم درزمین و عناصر سازه‌ای،

5-1-5- طراحی برای جلوگیری از حرکات سازه‌ی نگهبان که ممکن است موجب فروریختن یا ایجاد تغییرات در شکل ظاهری یا تضعیف عملکرد سازه‌ای یا تأسیساتی ساختمان مجاور گردد،

5-1-6- طراحی برای مقابله با نشست غیرقابل قبول از پشت یا زیر دیوار،

5-1-7- طراحی برای جلوگیری از تغییر غیرقابل درجریان آب‌های زیرزمینی،

5-1-8- طراحی درمقابل گسیختگی براثرچرخش یا استفاده‌ی دیوار یا بخش‌هایی ازآن،

5-1-9- طراحی برای مقابله با گسیختگی براثرعدم تعادل عمودی دیوار و نشست‌های ستون‌ها، یا حرکت تکیه‌گاه‌های ایجاد کننده‌ی نیروی رانش مقاوم خاک،

5-1-10- طراحی و ارائه‌ی نقشه‌های اجرایی مرحله‌بندی شده‌ی تخریب، گودبرداری و اجرای سازه‌ی نگهبان.

5-2- طراحی برای مقابله با مشکلات سازه‌ای موجود در ساختمان مجاور

برای ساختمان مجاور حتی‌المقدور موارد ذیل طراحی و اجرا گردد.

5-2-1- طراحی برای مقاوم‌سازی دیوار‌های مجاور گودبرداری، ایجاد دیوارکمکی جدید درسمت داخل ساختمان مجاور ویا درسمت بیرون آن و بصورت بخشی از سازه‌ی نگهبان با ارتفاع مورد نیاز ازتراز زمین طبیعی،

5-2-2- طراحی برای مقابله با تمرکز تنش‌های ناشی از بارسقف وارد بر دیوار مجاور گودبرداری، ازطریق طراحی شمع در زیر سقف‌ها، به تعداد مورد نیاز و انتقال نیروی آن به کف زمین که ضروری است برای همة طبقات ساختمان مجاور انجام شود،

5-2-3- طراحی برای ایجاد یکپارچگی مورد نیاز درسقف و دیوار ساختمان مجاور درمحدودة نزدیک گودبرداری که وسعت آن با توجه به عمق گودبرداری تعیین می‌گردد. این موضوع در شرایطی که سقف‌های مجاور گودبرداری دارای ابعاد بزرگتری هستند ضرورت بیشتری دارد.

5-2-4- طراحی درجهت جلوگیری از افزایش رطوبت موضعی در فواصل نزدیک مرز دیواره‌ی گودبرداری و انتقال آن به فواصل دورتر از آن، ازطریق جلوگیری تجمع رواناب ریزش‌های جوی، آبیاری باغچه و فضای سبز، ریزش آب و فاضلاب به درون چاه‌های مجاور گودبرداری و نشت سیستم‌های انتقال آب و فاضلاب،

5-2-5- طراحی دربرابرتأثیر سربارسازه‌های مجاور، مصالح دپوشده، ماشین آلات، وسایل درحال تردد یا پارک شده

5-2-7- طراحی دربرابر فشارآب هیدرواستاتیکی آب زیرزمینی و فشار آب حفره‌ای چاه‌های فاضلاب موجود، نفوذ روان‌آب ریزش‌های جوی، آبیاری باغچه و فضای سبز و ... که امکان انتقال آن به فواصل مناسب دورتر مرز گودبرداری نبوده است و تأثیرموضعی وکلی آن برروی عناصر مختلف سازه‌ی نگهبان.

5-2-8- طراحی در برابر اثر پدیده‌های خاص ژئوتکنیکی مجاور گودبرداری از قبیل وجود گودال‌های قدیمی، خاک‌های دست‌ریز، چاه‌های قنوات و ...

5-2-9- طراحی در برابر پدیده‌ی یخبندان و ذوب یخ خاک‌های دیواره‌ی گودبرداری، خصوصاً در هنگام بارش برف و چند روز پس از آن که برف‌ها  آب می‌شوند.

5-3- مسائل ایمنی مهم در طرح مرحله‌بندی گودبرداری

برای خاکبرداری لازم است طرح مرحله‌بندی مناسب با در نظر گرفتن کلیه‌ی مسائل ایمنی کار تهیه و به مورد اجرا گذاشته شود. یک طرح خوب باید به صورتی باشد که ایمنی کارگاه در هیچ مرحله‌ای تهدید نگردد. مراحل اجرای یک سازه‌ی نگهبان و  برخی مسائل ایمنی مهم آن به صورت ذیل پیشنهاد می‌گردد.

مرحله‌ی 1- پرکردن کلیه‌ی چاههای فاضلاب مجاور گودبرداری درداخل ساختگاه با بتن مگر

مرحله‌ی 2- حفرچاههای اطراف زمین به منظور اجرای شمع: ایمنی کارگران در برابر ازسقوط اشیاء و افراد به داخل چاه، در برابرتخریب دیواره‌ی چاه درحین حفاری و بعد از آن، خصوصاً درمواقع افزایش رطوبت دیواره‌ی چاه و حفاری درتراز زیرآب زیرزمینی

مرحله‌ی 3- نصب ستون های پیش ساخته یا درجا دردرون چاه‌ها:  ایمنی حمل، جابجایی و نصب.

مرحله‌ی 4- بتن ریزی پی ستون دردرون چاه: مسائل ایمنی مرحله‌ی 2.

مرحله‌ی 5- پرکردن داخل چاهها برای ستونهای پیش ساخته: مسائل ایمنی مرحله‌ی 2.

مرحله‌ی 6- مقاوم سازی دیوار مرزی یا اجرای دیوار مناسب پشت ساختمان مجاور، در تراز زمین طبیعی (این دیوار جهت جلوگیری از دوران دیوار مجاور ساخته می‌شود و برروی تیرها یا شناژهای متصل به ستونها اجرا و به عنوان بخشی ازسازه‌ی نگهبان تلقی می‌گردد). ایمنی افراد در سقوط اجسام در موقع دیوارچینی.

مرحله‌ی 7- خاکبرداری بوسیله‌ی ماشین‌آلات تا فاصله‌ی توقف گودبرداری. ایمنی افراد در برابر خطر حفاری با شیب نامناسب دیواره، دربرابر خطر خاکبرداری محل چاهها ی موجود در ساختگاه، خطر سقوط افراد، اشیاء به داخل گود، خطر عدم رعایت فاصله‌ی توقف مناسب، خطر وجود چاه فاضلاب درفاصله‌ی توقف.

مرحله‌ی 8- پی کنی و اجرای تکیه‌گاه پشت‌بند در تراز کف گود برای ایجاد رانش مقاوم خاک: ایمنی کارگران در برابر خطر تخریب دیواره‌ی گود.

مرحله‌ی 9- نصب عضو مورب پشت بند: مسائل ایمنی مرحله‌ی 3.

مرحله‌ی 10 – خاکبرداری فاصله‌ی توقف به روش دستی تا عمق مطلوب (حدود 5/1 متر): ایمنی افراد در برابر خطر سقوط به داخل گود، خطر زه آب به داخل گود، خطر ناپایداری دیواره‌ی گود در اثر وجود چاه در فاصله‌ی توقف.

مرحله‌ی 11- نصب تیرهای افقی در تراز بالایی فاصله‌ی توقف و اجرای دیوار بتنی: مسائل ایمنی مرحله‌ی 3.

مرحله‌ی 12- آرماتوربندی، قالب بندی و بتن ریزی دیوار سازه‌ی نگهبان: مسائل ایمنی مرحله‌ی 3.

مرحله‌ی 13- اجرای عناصر مورب و افقی درون صفحه‌ای پشت‌بند: مسائل ایمنی مرحله‌ی 3.

مرحله‌ی 14- اجرای مراحل 10 تا 13تا زمان اتمام کامل گودبرداری و نصب عناصر سازه‌ی پشت‌بند و دیوار توکار.

مرحله‌ی 15- نصب عناصر کاهنده طول کمانش جانبی خرپا

مرحله‌ی 16- آرماتور‌بندی، قالب‌بندی و بتن‌ریزی فونداسیون و ایجاد اتصال آن با پشت‌بند خرپایی.

مرحله‌ی 17- اجرای اسکلت سازه و سقف طبقه اول

مرحله 18- بریدن خرپای سازه نگهبان و ایجاد اتصال لازم بین آن و سقف سازه

مرحله‌ی 19- مراقبت از مسائل تهدید کننده‌ی پایداری دیواره‌ و ساختمان مجاور در تمام طول مدت گودبرداری وبعد از آن.

5-4- مسائل ایمنی ساختگاه پروژه قبل از گودبرداری

5-4-1- قبل از تخریب ساختمان ساختگاه پروژه چگونگی اتصال ساختمان‌های مجاور به ساختمان ساختگاه مورد بررسی قرارگرفته و دیوار‌های مشترک مرزی، مکان و نحوه‌ی ‌اتصال دیوار‌های مرزی به ‌هم، تیر‌ها یا سقف‌های مشترک دو ساختمان مجاور، وجود بازشو‌ها و نعل درگاه‌ها و لوله‌های دودکش یا داکت‌های تأسیساتی واقع دردیوار‌های مرزی، نوع مصالح آجر و 5-4-2- با ساخت سقف‌های ایمن با استفاده از داربست‌های فلزی که بر روی آن به کمک توری‌های مناسب پوشیده شده، قبل از تخریب ساختمان ساختگاه، ایمنی کافی را دربرابر سقوط احتمالی اجسام و مصالح برسقف، دیوار، حیاط و معابر مجاور ساخته ‌ایجاد نمود.

5-4-3- قبل از انجام عملیات تخریب در ساختگاه پروژه، چاه‌های فاضلاب موجود درآن راشناسائی وآن‌ها رابا مواد مناسب پر نمود. چنانچه عمق این چاه‌ها بیش ازعمق گودبرداری ساختگاه باشد لازم است این چاه‌ها با مصالح بتن کم مایه یا بتن غوطه‌ای، حداقل تا 50 سانتی‌متر بالاتر از تراز کف گودبرداری پرگردد و سپس روی آن با مواد مناسب دیگر تا سطح زمین پر شود. محل این چاه‌ها باید درنقشه‌های نهایی سازه‌ی نگهبان ترسیم و به عنوان بخشی از شرایط مسأله در طراحی شرایط ایمنی گودبرداری لحاظ گردد.

5-4-4- انتخاب روش تخریب باید با دقت انجام پذیرفته و عملیات تخریب ساختمان ساخت