معرفی سازه :
پیشرفت جوامع و توسعه آن، امروزه مرهون و مدیون بسیاری از صنایع و افراد در گذشته میباشد. چراکه بسیاری از تکنولوژیهایی که امروزه با آن سر و کار داریم، اختراع و یا استفاده از آن، ریشه در سالهای بسیار دور دارد. به عنوان مثال، سازهها در زندگی شهری امروز نقش مهمی را دارا میباشند و قدمت استفاده از آنها به زمانهای دور برمیگردد.اگرچه سازهها در گذشته به شکل امروزی وجود نداشتند، اما جرقه ساخت و استفاده از آنها مربوط به آن زمان است. در مقاله پیش رو قصد داریم به بررسی آنکه سازه چیست، کاربرد سازه چیست و انواع آن کدام است، بپردازیم. در این مقاله با شاهین فلز سپاهان همراه شوید.
تاریخچه مهندسی سازه به چه زمان بازمیگردد؟
تاریخچه مهندسی سازه حداقل به ۲۷۰۰ سال قبل از میلاد برمیگردد، هنگامی که هرم پلکانی فرعون جوزر توسط ایمهوتپ (اولین معمار تاریخ که به نام شناخته میشد)، ساخته شد. این اهرام متداولترین سازههای عظیمی بودند که توسط تمدنهای باستانی ساخته میشد؛ چراکه شکل ساختاری هرم ذاتا پایدار است و میتواند به اندازه تقریبا بینهایت مقیاس گردد.یکی دیگر از شاهکارهای مهندسی قابل توجه از دوران باستان که امروزه همچنان مورد استفاده قرار میگیرد، سیستم مدیریت آب قنات است. فناوری قنات در زمان مادها، پیشینیان شاهنشاهی هخامنشی، توسعه یافت و به فرهنگهای دیگر نیز سرایت کرد و با ایرانیان ارتباط داشته است.در طول تاریخ باستان و قرون وسطی، بیشتر طراحی و ساخت و ساز معماری توسط صنعتگرانی مانند سنگتراشها و نجاران انجام شده است. در آن زمان هیچ تئوریای در مورد ساختارها وجود نداشت و درک چگونگی ایستادگی ساختارها بسیار محدود بود.
سازه چیست؟
سازه به انگلیسی Structure نام دارد و در تعریف میتوان اینگونه گفت که سازه مهندسی مجموعهای از چند عضو متصل به یک دیگر است که برای نگهداری و یا انتقال نیرو و برای تحمل بارهای وارده، ساخته شده است. در تحلیل نیرویی سازهها لازم است که اعضای سازه را از یکدیگر جدا نماییم و دیاگرام آزاد هر یک از اعضای مجموعهای از آنها را تحلیل کنیم تا نیروهای داخلی به دست آیند.مجموعه اعضای سازه یک ساختمان شامل سقف، تیر، ستون و شالوده (قسمتی از سازه ساختمان که غالبا پایینتر از سطح زمین قرار گرفته و نیروهای وارده را به خاک یا بستر سنگی پی انتقال میدهد) میشود.بارهای وارده به سازه چیست؟عمدهترین بارهای وارده به سازه ساختمان شامل موارد زیر میباشد:بارهای ناشی از وزن سازه بارهای مردهبارهای ناشی از اجزای متحرک بار زندهبارهای زلزلهانواع سازه کدام است؟پیشتر به بررسی آنکه سازه چیست، پرداختیم. حال به معرفی انواع و کاربردهای آن خواهیم پرداخت:سازه فولادییکی از کاربردهای فولاد، بکارگیری آن در ساخت سیستمهای سازهای است. سیستم سازهای در حقیقت مجموعهای از المانهای فولادی بوده که به یکدیگر متصل شدهاند و توانایی تحمل بار وارده را خواهند داشت. طراحی این سیستم همانطور که انتظار میرود، بر عهده مهندسین خواهد بود.
انواع سازه فولادی کدام است؟انواع سازههای فولادی شامل مواردی همچون سازه فولادی معلق، قابی، خرپایی و پوستهای میشود. از انواع سازههای فولادی به علت برخورداری از مزایایی همچون توانایی جذب انرژی بالا، سرعت ساخت و ساز قابل توجه و غیره استفاده بسیاری میشود.سازه ساختمانیبه یک ساختار معماری یا مهندسی ثابت که مجزا از دیگر ساختارها قابل تشخیص باشد، سازه ساختمانی گفته میشود. سازه بخشی از حجم است که بارهای وارده را تحمل و به محیط اطراف منتقل مینماید. لازم به ذکر است که در سازههای ساختمانی، بارها از طریق تیرچهها به تیر اصلی و از تیر اصلی به ستونها و از ستونها به پی منتقل میشوند و پیها نیروها را به خاک منتقل میکنند. به عبارت دیگر، سازه حفظ کننده فرم خارجی اجسام در برابر بارهای وارده است. امروزه مدلسازی اطلاعات ساختمان تغییر شگرفی در صنعت ساختمان کشورهای پیشرفته به وجود آورده و منجر به افزایش بهرهوری این بخش گردیده است.
انواع سازه ساختمانی
انواع سازههای ساختمانی از لحاظ متریال مصرفی و روش تولید به شرح زیر میباشند:سازه ساختمانی آی سی اف (ICF)این سازهها به عنوان عایق ماندگار شناخته میشوند و در آن از دیوارهای بتنی که شامل قالب بتنی دائم میباشد، استفاده میکنند. این قالبها پس از آنکه بتنریزی انجام شد، بخشی از دیوار به حساب میآیند و نقش عایق حرارتی را دارا هستند.سازه ساختمانی ال اس اف (LSF)ال اس اف به معنای قالب فولادی سبک است که یکی از انواع سازه ساختمانی به حساب میآید. این سازه ساختمانی به صورت پیش ساخته است و در کارخانه ساخته شده و به محل نصب ارسال میشود. سپس بر اساس نقشه از پیش مشخص شده، این اجزا به یکدیگر متصل میگردند.در این مدل از سازههای ساختمانی، از ورقهای فولادی با ضخامت کم و پوشش گالوانیزه استفاده میشود که در برابر زلزله مقاوم بوده و از طرفی هم جزو انواع سازه سبک هستند.سازههای ساختمانی پانلیاین سازه نوعی از ساختمانهای بتن آرمه هستند که به جای تیر و ستون در آنها، از دیوار باربر نیمه پیشساخته به روش قالبهای عایق ماندگار استفاده میشود. قطعات این سازههای آماده ساختمانی، از پیش ساخته شده و به محل نصب انتقال داده میشوند.پس از اینکه دیوار و سقف اجرا شد، طرفین آنها با بتن، عایق میگردد. چون در این سیستم دیوارها و سقف یکپارچه هستند، توزیع بار و مقاومت در برابر نیروهای خارجی مانند زلزله تقریبا یکنواخت و همگن است.سازه ساختمانی پیش تنیدهبتن با اینکه مقاومت فشاری بالایی دارد، اما در برابر تنشهای کششی عملکرد خوبی ندارد. به همین علت از بتن، بیشتر به عنوان مصالح بنایی استفاده میگردد. در تئوری پیشتنیدگی، از اعمال فشار دائمی، قبل از اعمال بارهای بهرهبرداری، برای کاهش و یا از بین بردن تنشهای کششی استفاده میشود.با کابل کشیده شده فولادی و مهار کردن آن از دو طرف، تنش فشاری دائمی در بتن ایجاد میشود. در بخشهای پیش تنیده، با جابهجایی موقعیت کابل، مقدار و توزیع تنش فشاری قابل کنترل میباشد