بتن هاي تخصصي

 

موضوع مورد بحث بتن هايي هستند كه در انواع مختلف سازه ها مورد مصرف قرار ميگيرند اما بتن هاي مخصوصي نيز وجود دارند كه براي كاربردهاي ويژه جالب توجه مي باشند.

اولين گروه از اين بتن ها ،بتن مسلح شده با الياف است كه مصالح مركبي شامل خمير سيمان،ملات يا بتن يا الياف آزبست ،شيشه،پلاستيك ويا فولاد مي باشد.در موارديكه مقدار انرژي زيادي بايد جذب گردد(براي مثال بارهاي ناشي از انفجارات)ومقاومت كششي زياد،وكاهش ترك خوردگي مورد نياز است ويا حتي در موارديكه بعلت شكل عضو بتني نمي توان بتن مسلح معمولي مصرف نمود،اين نوع  بتن مسلح شده با الياف مفيد واقع مي گردد.الياف ،مقاومت ضربه اي را افزايش مي دهند ،توسعه ترك را محدود مي سازند وسبب افزايش ظرفيت تحمل تغيير شكل نسبي ماده مركب مي گردند،زيرا پس از ترك خوردن خمير سيمان باعث ايجاد مقاومت ميشوند.مسائل مختلفي در رابطه با انواع الياف وجود دارند و لذا معلومات تخصصي براي كاربرد آنها لازم است.وليكن ممكنست ذكر اين نكته مفيد باشد كه در ساليان اخير سيمان تقويت شده با الياف شيشه (با نام GRC)به ميزان وسيعي توسعه يافته است.اين جسم مركب مخلوطي است از سيمان ،ماسه و الياف شيشه (5تا6درصدوزني)كه با روشهاي پاشيدن ،ريخته گري يا برون راندن ساخته شده و بصورت ورقه هاي نازك (به ضخامت 3تا12ميليمتر)فشرده ميشودومي توان آنرا به شكل دلخواه خم نمود.مشكلات اوليه مربوط به واكنشهاي شيميائي بين شيشه وقليائيها را با بكار بردن الياف شيشه اي از جنس zirconosilicateاز بين برده اند واخيرا پيشرفتهاي قابل توجهي در اين زمينه بدست آمده است.    

                                                تاليف  پروفسور نويل     ترجمه:دكتر فاميلي

                                     ادامه اين موضوع را در روزهاي آتي بخوانيد

رفتار و طراحي سازه اي ساختمانهاي بلند(دكتر ناطقي الهي –مهندس كاكاوند اسدي)

 

 

1-ريشه تاريخي ايجاد مسكن در ارتفاع

 

ساختن ساختمان به سمت آسمان نوعي حس ابتدايي را در بشر ارضاء مي كند و نياز به مسلط بودن و مقابله در برابر خطر را نشان مي دهد.همان نيروهايي كه موجب ساخته شدن شكلهاي ابتدايي اين نوع ساختمانها در بابل شده است امروزه سبب ساخته شدن بناهاي مرتفع مدرن شده اند.انگيزه انسان براي ساختن ساختمانهايي كه به ابرها برسند،تنها بر اساس سود رساني نبوده است،هوس هنرمندانه نيز به تنهايي موجب ساخته شدن چنين ساختمانهايي نشده است،آنچه موجب شد ساختمانها بلندتر از درختان رشد كنند انگيزه والاي انسان براي رسيدن به برتري وابراز قدرت بوده است.اولين ساختمانهاي مرتفع در دنياي جديد در حدود 1860ميلادي شكل گرفتندواين زماني بود كه اروپا به عنوان يك ابر قدرت در تمام دنيا شهرهاي خود را گسترش داده بود.يك بازرگان ومالك چندين فروشگاه و سوپرماركت با ساختن فروشگاهي كه ارتفاع آن از بقيه بلندتر بود ،رقباي خود را كنار زد.اما ساختمان مرتفع وي تنها ساختمان مرتفع باقي نماند.قيمت زياد زمين ،كمبود زمين ،توليد متمركزوعوامل ديگر موجب افزايش آسمانخراشها شد.

ابتدا نياز به توفق وبرتري بود كه موجب شكل گيري وساخت اولين ساختمانهاي مرتفع شد .

حداقل در شروع كار در امريكا ،آسمانخراشها براي نشان دادن قدرت اقتصادي شكل گرفتند.اروپا نيز قبل از جنگ جهاني دوم چندين نمونه از ساختمانهاي مرتفع را ساخت.اين ساختمانها شامل ساختمان مرتفع دفتري در دوسلدروف(1924ميلادي)وساختمان شيكيد( shiekade)در روتردام (1929ميلادي)وساختمان بل-اير(Bel-Air)در لوزان بودند.آنها از مدلهاي آمريكايي الهام نگرفته بودند بلكه بدليل نياز به جلب نظر منطقه اي بوجود آمده بودند.

تغييرات اساسي وكلي در ساختمانهاي مرتفع پس از جنگ جهاني دوم بوجود آمد.متخصصان وطراحان پس از جنگ با دستمايه هايي متفاوت شروع به ساخت آسمانخراشها كردند.آنها علاقه نداشتند كه در بين گروهها مشخص شوند ونمي خواستند قدرتي را به نمايش بگذارند.

بلكه صرفا مي خواستند با ايجاد عنصر فضاي عمودي ،رشد خانه هاي مبتذل و افقي را كه در تمام شهرهاي بزرگ در حال گسترش بودند،متوقف نمايند.طراحان اميدوار بودند كه باساخت ساختمانهاي متمايز وبرجسته ،ارزشهاي انساني را اهميت بخشندودراين كار موفق شدند.

ساخت آسمانخراشها با فعاليتهاي گوناگوني وسپس دوره هاي طولاني ركود ويژگي يافته است.اولين دوره بزرگ با تكميل برج وول ورث پيش از جنگ جهاني اول خاتمه يافت. عمليات اجرايي امپاير استيت در سال 1931ميلادي پايان يافت و ارتفاع آن به1250پا رسيد وبعد از آن برج سيرز كه در سال 1974ميلادي ساخته شد،بلندترين آسمانخراش را در پي داشت.

پس از دو دهه كه طي آن آسمانخراشها تا حدي مشابه ويكنواخت ساخته مي شدند ونهايتا بصورت جعبه اي ساده در آمده بودند مانند برج AT&tچيپ اندال در سال 1984ميلادي در نيويورك با فرم كاملا قابل شناسايي كه تاثيري بمراتب بيشتر از ساختمانهاي بلندتر وكسالت آورتر بود .واينك در دهه 90به نحو غير قابل انتظاري شاهد اشتياق جديدي براي ارتفاع هستيم.  

ساختمانهای چوبی

سيستم  ساختمانهاي اسكلت چوبي

در طي قرن گذشته با توليد وتوسعه صفحات پوشش چوبي و تركيب آن با سيستم سازه هاي خرپا،منجر به پيدايش نسل جديدي از ساختمانهاي اسكلت چوبي شده است.در ساخت بناهاي چوبي نيروهاي محوري در المانهاي ديوار،سقف وكف طبقات توسط مقاطع الوار چوبي تحمل مي شود.

از طرف ديگر صفحات پوششي چوبي با مقاومت برشي علاوه بر سختي اجزا ساختماني(ديوارها وسقفها)سختي كل سازه را تامين مي كنند.

در اسكلت سازه هاي چوبي ميتوان هر يك از اجزا سازه را به راحتي در پيكر بندي آن جابجا كرد.فضاي ما بين چوبها ميتوان با مواد عايق پر كرد.بدين وسيله اعضاي باربر عايق حرارتي وصوتي لازم و مناسب را دارا مي باشند.

فاصله ما بين ستونها وتيرهاي ساختمانهاي چوبي بستگي به ابعاد صفحات پوششي چوبي دارد.توسعه مواد با كيفيت بالا سهم مهمي در بهبود ساختمانهاي چوبي دارد.دقيقا نمي توان عمر چوب را تعيين نمود زيرا عمر چوب به خيلي از مسايل مربوط است مانند:جنس چوب،وزن مخصوص چوب خصوصا محلي كه چوب مصرف ميشود.

ولي به طور كلي مي توان گفت اگر چوب در شرايط ثابت از نظر آب وهوا ورطوبت قرارگيرد عمر آن از چند صد سال نيز متجاوز خواهد بود.

اين سازه ها سبك، مقاوم ، شكل پذير وداراي خاصيت الاستيسيته مناسبي است.عملكرد خوب سيستم چوبي محدود به ساختمانهي دو طبقه نمي شود. لذا با در نظر گرفتن طرح و اجراي مناسب مي توان تا چند طبقه ساختمان نيز بنا نمود.

عناصر باربر سازه تركيبي است از تيرها و صفحات پوششي ديوارها ،كه با هم تشكيل سيستمي را مي دهند كه از لحاظ بار بري چند برابر ظرفيت هر يك از آنها به تنهايي مي باشد.صفحات پوششي ديوار مانع از كمانش تيرها شده وهمزمان تيرها هم از كمانش صفحات پوششي جلوگيري مي كنند.اتصالات آن شامل ميخ،گيره،پيچ و...

مي شود. از قابليتهاي مثبت قابل ذكر ميتوان به اجرا در كارگاه يا اجراي كامل يك ساختمان به صورت پيش ساخته و مقاومت مناسب در برابر زلزله به دليل داشتن ضريب الاستيسيته بالا اشاره نمود.

مراحل ساخت

1-اجراي فونداسيون بتن آرمه وپيش بيني اتصالات مناسب

2-بعد از نصب بستر اوليه ،تيرها بر روي شالوده در محل مناسب متصل مي شوند

3-در اين مرحله ديوارها به تيرهاي موجود بستر متصل مي شوند.(ديوارها از تير پاييني،ستونها،تيربالايي وصفحات پوششي تشكيل شده اند.

4-طي اين مرحله المانهاي سقفي وهمچنين يك به يك تيرها جا گذاري مي شوند ومتعاقبا با به كار بردن صفحات پوششي  طبقه صلب حاصل مي شود.

5- بعد از اتمام سقف ، عمليات تكميلي تاسيسات وبرق ساختمان انجام مي شود.