نشریه مطالعات مهندسی انتظامی
پیاپی 8 (پاییز 1389)

در چند دهه اخیر استفاده از مصالح سبک، مقاوم و به صرفه از لحاظ اقتصادی در جهان و از جمله ایران مورد مطالعه محققین و پژوهشگران زیادی قرار گرفته که از این میان فولاد به عنوان یکی از اصلی ترین و پرکاربرد ترین مصالح در صنعت ساختمان سازی مورد توجه ویژه می باشد. در این مقاله توجیه پذیری استفاده از فولاد های پر استحکام کم آلیاژ از دیدگاه های مهندسی و اقتصادی مورد بحث قرار گرفته است. از دیدگاه مهندسی، استحکام بالای این گونه فولادها سبب کاهش قابل توجه وزن فولاد مصرفی شده و ارزش اقتصادی بالاتر این محصولات سبب ایجاد رقابت بسیار سازنده با تولیدکنندگان فولاد های نرمه معمولی خواهد شد. با تامین احتیاجات صنعت با میزان فولاد کمتر و ارزش افزوده بالاتر، اقتصاد ملی قوت گرفته و علاوه بر افزایش تولید و رشد اقتصادی، در جهات توسعه چشم گیر صنعت فولاد را به همراه خواهد داشت. میزان مصرف سالیانه فولاد های میکروآلیاژی در حدود 15‏درصد کل فولاد تولید شده در سطح جهان می باشد از این رو فضای بسیار مناسبی جهت رشد و توسعه فولاد های پر استحکام در جهان وجود دارد]1[. هدف اصلی از تهیه این مقاله بررسی مزیت های استفاده از فولاد های پر استحکام کم آلیاژ در ساخت سازه های عمرانی در سطح کشور و ارایه راهکارهای مناسب جهت ترویج تولید، توزیع و استفاده از فولاد های پراستحکام در صنعت ساختمان می باشد. در ابتدای این مقاله، به صورت خلاصه توضیحاتی راجع به انواع فولاد های ساختمانی و مقایسه خواص فولاد های پر استحکام کم آلیاژ با فولاد های معمول داده شده و سپس تاثیر افزایش استحکام فولاد با در نظرگرفتن معیارهای طراحی و نوع باربری اعضاء در سازه های فولادی مورد بحث قرار گرفته است. با ارایه نتایج آنالیز و طراحی برای ده سازه ساختمانی مختلف، توجیه پذیری استفاده از فولاد های پر استحکام در حالات واقعی بررسی و در نهایت با مقایسه خواص محصولات فولادی پر استحکام موجود در کشور با ضوابط و مقررات فنی موجود، امکان دستیابی به فولاد های پر استحکام در سطح کشور و راهکارهای مناسب در جهت نزدیک تر کردن هرچه بیشتر منافع دست اندرکاران تولید، عرضه و مصرف محصولات فولادی جهت ترویج استفاده از فولاد های پر استحکام در سطح کشور خواهد شد.

قابلیت اجرای سریع، رفتار سازه ای قابل پیش بینی، نسبت مقاومت به وزن مناسب، جزییات مناسب از نظر معماری در کنار امکان کنترل دقیق، سازه های فولادی، فولاد را به عنوان مصالحی شکل پذیر، مقاوم و پایدار در پروژه های ساختمانی مطرح کرده است. سهولت ساخت و نصب سازه های فولادی یکی از عوامل تعیین کننده در اقتصاد طراحی است. اگر چه مهندسین طراح اطلاع چندانی از جزییات ساخت و نصب سازه ها ندارند ولی واقف بودن آنها به روش ها و نحوه عملیات لازم جهت ساخت و نصب سازه های فولادی امری الزامی است. در برخی از طرح ها ترجیح داده می شود به منظور پایین آوردن وزن فولاد لازم و یا تقلیل ابعاد مورد نیاز از فولادی با استحکام بالاتر استفاده کرد. گرچه در این موارد وزن فولاد پایین می آید ولی عموما هزینه ساخت و نصب تغییر نمی کند زیرا در اغلب عملیات لازم جهت ساخت و نصب استقلال کافی از عامل وزن قطعه وجود دارد. انتخاب نوع مقطع، روش ساخت، روش بهره برداری و محل ساخت ساختمان خصوصیات و ویژگی های متنوعی برای ساخت اسکلت باربر یک ساختمان بوجود می آورد. مزیت های هر سیستم سازه ای و مصالح مورد نیاز آن سیستم را در صورتی می توان بکار برد که خصوصیات و ویژگی های آن مصالح و سیستم ها در مرحله طراحی به حساب آورده شود و طراح باید در مورد هر یک از مصالح به درستی قضاوت کند. این موضوع بویژه در ساختمان هایی که اسکلت فولادی دارند ضروری است.

تمامی ساختمان ها پس از ساخت نیاز به تعمیر و نگهداری دارند. نحوه تعمیر و نگهداری نقش بسزایی در افزایش هزینه های ساختمان در زمان بهره برداری دارد. در اثراعمال سیستم مناسب نگهداری از انجام تعمیر در سطح وسیع جلوگیری شده و در نتیجه از هزینه قابل توجه تعمیر در سطح وسیع کاسته می شود. به کارگیری یک سیستم مدیریتی برای انجام نگهداری ساختمان ها بسیار با اهمیت است زیرا بدون داشتن سیستم مناسب کار نگهداری سلیقه ای بوده و بازده لازم را نخواهد داشت. تمامی این عوامل ایجاب می کند که یک سیستم مدیریتی از مرحله مناقصه تا مرحله اجرا در عملیات تعمیر و نگهداری ایجاد شود.

با توجه به نیاز روزافزون مسکن، جوامع مختلف با بهره گیری از تکنولوژی نوین با استفاده از دستگاه ها و تجهیزات پیشرفته و نیروهای کارآمد و با تجربه، اقدام به تولید انبوه ساختمان و مسکن می نمایند. اصول حاکم بر کلیه سازه های بتن مسلح با هم یکسان است. با این حال بسته به توانایی های اجرایی، اقتصاد طرح، سرعت عمل لازم و... می توان از روش های مختلف ساخت استفاده کرد. به طور کلی دو سیستم عمده برای اجرای سازه های بتن مسلح وجود دارد: سیستم اجرایی درجا و سیستم پیش ساختگی. سیستم پیش ساخته بتنی یکی از روش هایی است که به این منظور مورد استفاده قرار می گیرد. مشخصه بارز این سیستم سهولت و سرعت اجرا و در نتیجه کاهش فاصله زمانی میان سرمایه گذاری تا بهره برداری است. این سیستم در سال های 1950 تا 1960 در اروپا به نحو گسترده ای مورد استفاده قرار گرفت و سپس در نقاط مختلف دنیا گسترش یافت. در این سیستم قطعات بتنی بر اساس نقشه ها و مشخصات مورد نظر به صورت پیش ساخته از کارخانه سازنده به محل کارگاه حمل می شوند. با توجه به تولید قطعات در کارخانه، کیفیت ساخت آنها نسبت به قطعات تولید شده در کارگاه بالاتر بوده و از نظر زمان اجرا نیز، نسبت به سیستم های متداول سریع تر است. به طور معمول قطعات مورد نیاز در سه گروه قطعات سقف، دیوار و قطعات متفرقه با استفاده از تجهیزات و امکانات مکانیزه در کارخانه های سازنده تولید می شوند.

با توجه به بحران انرژی و افزایش روز افزون تقاضای انرژی، همچنین ضرورت کاهش آلاینده های زیست محیطی، استفاده از سیستم های تولید در محل مصرف، علاوه بر توجه به وارد مذکور می تواند مدیریت مصرف انرژی را به همراه داشته باشد. با توجه به نیاز همزمان انرژی الکتریکی و انرژی حرارتی درساختمان و تاسیسات می توان از سیستم های تولید همزمان برق و حرارت بهره برداری نمود. در این تحقیق اهمیت استفاده از سیستم های تولید همزمان برق و حرارت و مزایا و کاربردهای آن مورد بررسی قرار می گیرد و اقداماتی که در این رابطه در کشورمان انجام پذیرفته بیان می گردد.

سال های زیادی است که بتن به عنوان یک ماده ساختمانی مهم در ساخت سازه های بتنی چون ساختمان، سدها، پل ها، تونل ها و سازه های خاص دیگر کاربرد دارد. در اکثر موارد به بتن به عنوان ماده ای مقاوم در برابر نیروهای فشاری نگریسته شده است. انجام پروژه های وسیع تحقیقاتی بر روی مواد مختلف تشکیل دهنده بتن و آزمایش بتن های مختلف با مواد جدید در سال های اخیر منجر به پیدایش بتن هایی شده است که علاوه بر تامین مقاومت خواص دیگری از این ماده نظیر دوام، کارآیی و نرمی و مقاومت در برابر عواملی چون آتش و محیط و هوازدگی دست خوش تغییرات اساسی شده است.

از مدتها پیش انسانها آرزوی طراحی خانه هوشمندی را داشتند که در آن بتوان با فشار دادن یک دکمه به کنترل کردن سیستم روشنایی ، گرمایشی ، امنیتی ، صوتی و تصویری آن پرداخت . حال این رویا محقق گردیده است . ساختمانهای هوشمند با توجه به اجزای خود می توانند برای ما افزایش ضریب امنیت ، کنترل حریق ، دما ، کنترل از راه دور و... را به ارمغان بیاورند . برای دستیابی به این مهم از سیستم مدیریت هوشمند در ساختمان BMS استفاده می شود . متاسفانه با توجه به قیمت بالای تمام شده ی این ساختمانها و ارزان بودن انرژی و در نتیجه عدم تلاش برای جلوگیری از هدر رفت آن استقبال از این سیستمها در کشور ما کم بوده است که با انبوه سازی و فرهنگ سازی و چه بسا با برداشتن یارانه های بخش انرژی می توان رفته رفته به استقبال از آن امیدوار گشت .

بشر پس از مدتی غارنشینی بین سنگ های بند با ایجاد آتش و گذاشتن سنگ های آهکی دور اجاق و ریختن سنگ های داغ شده آنها و سفت کردن ماسه و خاک اطراف طاق زدن را یاد گرفت. بعد به ملات آهکی دست یافت و گویا در روسیه تیرچه را از نی درست کرده با ملات آهک تیرریزی می کردند و به جای بلوک توخالی نی می بافته اند. سقف های قدیمی عبارت بودند از تیر چوبی با پوشش حصیر و رویه خاک رسس و روکش کاهگل که در صورت داشتن 10% شیب در مناطق کویری و عایق کاری و تهیه ناودان اطراف عایق و هدایت از داخل ساختمان بسیار خوب عمل می کند. داشتن شیب باعث حداقل ضخامت عایق کاری شده و با جاگذاری چوب داخل دیوارها اتصالات کامل شده و در مقابل باد و زلزله مقاومت پیدا می کند.