اجرای سیستم های نوین فولادی
در سال های اخیر با پیشرفت علوم و تکنولوژی که علوم مهندسی عمران نیز از آن مستثنا نبوده است، بسیاری از کمپانی ها، مراکزپژوهشی و محققین اقدام به ابداع و معرفی روشها و المانهای جدید در مهندسی عمران و بخصوص مسئله ساختمان نموده اند. این روشها که عموماً بر پایه اصول ساده مکانیک و مقاومت مصالح استوار است، روش-هایی است که شاید از لحاظ هزینه های مستقیم نسبت به سایر روشهای سنتی مقرون به صرفه نباشد، لکن صرفه جویی ناشی از کاربرد آنها در صنعت ساختمان در هزینه های غیرمستقیم، بسیار چشمگیر بوده است. اگرچه توجیه کارفرمایان به استفاده از این روشها به دلایلی مانند عدم اشراف فنی آنها بر موضوعات علمی ساختمان و همچنین عدم اطمینان آنها از مزیت های روشهای نوین، بعضاً مشکل است، لکن گسترش استفاده از این روشها در سطح جهانی و بالتبع در سطح داخلی، امیدها را در افزایش رویکرد به این موارد بیشتر کرده است.
سازه های فولادی به دلیل برخی مزایایی که نسبت به سایر مصالح دارند، همواره مورد توجه پژوهشگران بوده است. برخی از دستاوردهای نوین در این عرصه که زمینه های اجرای آن در داخل کشور نیز وجود دارد، عبارتست از:
- قابهای جدار نازک فولادی سرد نورد شده (LSF)
- دیوار برشی فولادی
- مهاربندهای کمانش تاب (BRBF)
- ستونهای مرکب و...
با توجه به ماهیت نو بودن سیستم هایی همانند موارد فوق که بعضاً اشراف علمی و اجرایی چندانی در جامعه مهندسی مشاهده نمی شود، اهمیت استفاده و بکارگیری این سیستمها توسط مجموعه هایی که چه از لحاظ اصول و مبانی طراحی و چه از لحاظ روش اجرا تسلط کافی بر موضوع داشته باشند، بسیار زیاد است. به بیان دیگر اگر اشراف کافی در طراحی و اجرای سیستم های نوین وجود نداشته باشد، اثر مورد انتظار از یک سیستم بر آورده نخواهد شد و احتمال بروز صدمات غیرقبال جبران در سازه وجود خواهد داشت.
از آنجا که بدنه پرسنل و کادر مهندسی و فنی در گروه مهندسین داریان، از دانش آموختگان دانشگاه های تراز اول کشور و افراد مطلع و صاحب صلاحیت در مباحث فنی و اجرایی تشکیل شده است، اشراف کامل بر موضوعات نوین در سازه های فولادی به طور کامل وجود دارد. بسیاری از پرسنل این شرکت در طی دوران پژوهشی خود در دانشگاه-ها، مطالعات خود را به صورت مستقیم بر سیستم های نوین متمرکز کرده و در این خصوص مقالات متعددی نیز منتشر کرده اند. از طرف دیگر به دلیل حساسیت روش های نوین در بخش اجرا، متناسب با روش نوین مورد استفاده، تیم های کارگری ماهر و آموزش دیده در اختیار این شرکت قرار دارند.
در ادامه مقالات و مشخصات فنی برخی از فناوری ها و روش های نوین را که دانش و تخصص طراحی و اجرای آن ها در گروه مهندسین داریان وجود دارد، می توانید مشاهده نمایید
(با کلیک روی هر عنوان، مقاله مربوط به آن را دانلود نمایید)
قاب های جدارنازک فولادی سرد نورد شده(LSF) 
سیستم ساختمانی LSF با استفاده از ورقهای فولادی نازک فرم داده شده در حالت سرد Cold Formed Steel )CFS) و با استفاده از روش تولید صنعتی و پیش ساخته تولید می شود. در این سیستم ها مکانیزم کلی انتقال نیروهای ثقلی و جانبی به صورت سقف – دیوار توسط المان های جدارنازک فولادی انجام می پذیرد.
سازه های فولادی سرد نوردشده - قاب خمشی پیچی ویژه (CFS-SBMF)
سازه های فولادی سرد نورد شده - قاب خمشی پیچی ویژه، که با نام اختصاری CFS-SBMF شناخته می شوند، یک تکنولوژی نوین ساخت سریع، آسان و سبک سازه به صورت پیش ساخته می باشد. سازه های CFS-SBMFدارای سیستم قاب خمشی در دو جهت می باشند که از اعضای سرد نورد شده گالوانیزه فولادی با مقاومت بالا ساخته می شوند. این سیستم با مقاومت خمشی در دو جهت به حذف دیوارهای برشی و باربر و همچنین مهاربندی تسمه ای منجر می گردد که در نهایت با توجه به ویژگی های منحصر به فرد این سیستم از لحاظ سازه ای به طرح های زیبای معماری نیز می توان دست یافت.
این سیستم ساخت ساختمانهای یک طبقه مسکونی، اداری، تجاری و ویلاهای تفریحی با مشخصات معماری خاص با ارتفاع طبقه تا 10 متر، این تکنولوژی را بسیار مناسب و خاص می سازد. علاوه بر این ویژگی هایی چون امکان نصب سریع، سبک سازی و پیش ساختگی و همچنین امکان مونتاژ و دمونتاژ سازه برای دفعات متعدد، بگارگیری آن را در بسیاری از پروژه ها مطلوب میسازد.
دیوار برشی فولادی (SPSw) (Steel Plate Shear wall)
نمونه های اجرا شده دیوار برشی فولادی
دیوارهای برشی فولادی (SPSW) برای گرفتن نیروهای جانبی زلزله و باد در ساختمان ها، بویژه در ساختمان های بلند در سه دهه اخیر مطرح و مورد توجه قرار گرفته اند. این دیوارها از ورق فولادی که توسط تیرها و ستون ها احاطه شده است، تشکیل گردیده اند که دارای همه خصوصیات خوب سیستم های مهاربندهای متمرکز (CBF) مانند X و V شکل و سیستم های خارج از مرکز (EBF) بوده و در بسیاری از موارد بهتر عمل می کند.
دیوار برشی فولادی مرکب (Steel Plate-Reinforced Concrete) (SPRC)
این سیستم شامل پانلهای مجزاست که هر پانل در داخل دو تیر و ستون جانبی قرار گرفته است. مقاومت مجموعه نیز پس از کمانش ورق فولادی از طریق عمل میدان کشش قطری بوجود آمده در ورق فولادی در ترکیب با عمل خمشی قاب تامین می شود. این سیستم نوین در عین حال که قابلیت سایر سیستمهای مقاوم در برابر بارهای جانبی، مانند قاب خمشی، مهاربندی هم محور و مهاربندی برونمحور را دارا میباشد به لحاظ میزان مصرف فولاد و همچنین اجرای ساده تر و سطح تمام شده تمیزتر برتر از سایر سیستمها می باشد.
ستونهای مرکب فولادی - بتنی (CFT)
این سیستم را با عباراتی چون سیستم مركب و یا دوگانه معرفی می كنند. امروزه سیستم های مركب به صورت موفقیت آمیزی در ستون ها، تیرها و دالهای با دهانه های متوسط و بزرگ در ساختمان ها و همچنین در پایه و تیرهای پلها مورد استفاده قرار می گیرند. ستون های مركب نه تنها مزایای بسیاری در ساخت (بخصوص سرعت و اقتصاد) دارند بلكه باعث بهبود قابل توجهی در خواص مكانیكی اعضای سازه ای در مقایسه با اعضای بتن مسلح و فولادی تنها می شوند.
بادبندهای کمانش تاب (BRB) (Buckling Restrained Brace)
قابهای مهاربندی کمانش تاب (BRBFs) نوع خاصی از قابهای مهاربندی همگرا هستند که از کمانش مهاربند در آنها با تمهیدات خاصی جلوگیری شده است. این نوع مهاربندها هسته ای فولادی و شکل پذیر است که برای جاری شدن در فشار و کششی طراحی شده است و برای حذف کمانش کلی در فشار، هسته فولادی آن درون غلافی از جنس فولاد قرار می گیرد و درون این غلاف با ملات یا بتن پر می شود.
جداسازهای لرزه ای (Base Isolation)
جداساز لرزه ای، یک روش طراحی لرزه ای مقاوم است که به جای افزایش ظرفیت لرزه ای سازه، بر مبنای مفهوم کاهش نیاز لرزه ای قرار دارد. استفاده صحیح از این فناوری سبب بهبود رفتار سازه ها شده و رفتار سازه در حین زمینلرزه های بزرگ، عمدتاً در محدوده ی ارتجاعی باقی می ماند. در این سیستم به جای مقابله با زلزله در ساختمان ها، سازه را با زلزله همراه میکنیم. یعنی در مواقعی که زلزله به وقوع می پیوندد، سازه به جای اینکه مثل یک جسم صلب با نیروهای زلزله مقابله کند، در ارتعاشات با زلزله همراه می شود ، نیروهای زلزله را جذب می کند و در حقیقت سازه میرا می شود. به این نوع سازه ها، سازه های دینامیکی می گویند. امروزه در جهان سازه های دینامیکی فراوانی وجود دارد که خود انواع مختلفی دارند.
جداسازهای اصطکاکی آونگی (FPS) (Friction Pendulum System)
جداسازهای اصطکاکی آونگی از خصوصیات آونگ برای افزایش دوره تناوب سازه و جلوگیری از تشدید نیروهای زلزله استفاده می کنند. دوره تناوب این جداساز به سادگی با انتخاب شعاع انحنای سطح مقعر بدست می آید و مستقل از جرم سازه می باشد. در این جداساز حرکات پیچشی سازه به حداقل ممکن می رسد، زیرا مرکز سختی جداسازها بطور اتوماتیک در محل مرکز جرم سازه قرار می گیرد. این جداسازها دارای خواص تطبیق پذیری هستند که می تواند پاسخگوی نیازهای متفاوت ساختمان ها، پل ها و تجهیزات صنعتی باشد.
جداسازهای اصطکاکی نواری
جداگر اصطکاکی آونگی نواری شکل ساده شده جداگرهای اصطکاکی آونگی است که ساخت آن ساده تر بوده و القای برخی خصوصیات مفید مانند تحمل نیروی برکنش در آنها آسان تر می باشد.
میراگرها (مبانی و تئوری) (Dampers)
در سالهای اخیر استفاده از سیستمهای جاذب انرژی (میراگرها) به عنوان سیستم های قابل اعتماد در طرح مقاوم لرزه ای در بعضی از کشورها نظیر آمریکا، مکزیک، ایتالیا و نیوزلند مرسوم شده است. سیستم های جاذب یا مستهلک کننده انرژی بر پایه افزایش میرایی ساختمان بنا شده اند. مهمترین تاثیر میرایی،کاهش دامنه نوسان و پاسخ ساختمان نسبت به نیروهای وارده است و بدین وسیله قسمت عمده ای از انرژی ارتعاشی را قبل ازرسیدن پاسخ سازه به حد نهایی به هدر می دهند.
یکی از انواع میراگرهای استفاده شده در سازه ها برای میرا کردن انرژی ورودی به سازه به خصوص انرژی ناشی از نیروی باد، میراگر جرمی تنظیم شده (Tuned Mass Damper) می باشد.یراگرهای جرمی سیستم هایی هستند متشکل از سه جزء جرم داخلی و فنرداخلی و دمپینگ که به صورت سیستم دینامیکی با یک درجه آزادی بر بالای سازه قرار می گیرند و به هنگام ارتعاش سازه این سیستم نیز شروع به ارتعاشی با فاز مخالف فرکانس ارتعاشی سازه می کند و نیروهای اینرسی آن باعث استهلاک ارتعاشات سازه می شود.
میراگرهای اصطكاكی یكی از انواع وسایل اتلاف انرژی است كه عملكرد خوبی در كاهش نیروهای دینامیكی ورودی به سازه داشته و از جمله اقتصادی ترین آنها نیز به شمار می آیند. این میراگر در حقیقت یك اتصال ساده با پیچ اصطكاكی است كه سوراخهای آن لوبیایی شكل با طول بلند است. بدیهی است اصطكاك موجود مابین سطوح تماس، مانع از حركت اتصال می شود. اما هنگامی كه اتصال لغزش كند، درصدی از انرژی ورودی صرف مقابله با نیروی اصطكاك شده و تولید انرژی گرمایی و حرارت می كند. به عبارت دیگر درصدی از انرژی ورودی در اتصال مستهلك می گردد.
