دانلود تحقیق ساخت و ساز

پایه و اساس هر ساخت و ساز را شناخت مواد و مصالح سازنده آن تشکیل می دهد.

یعنی اینکه مصالح ساختمانی چیست و چگونه ساخته شده و شکل گرفته است به چه ترتیب با یکدیگر جفت و جور میشوند، مقاومت آن چیست، چطور می شکند و آتش می گیرد و اساساً در برابر عوامل مخربی که مدام آن را تحت تاثیر قرار می دهند چگونه مقاومت کرده و می ایستند و بالاخره پس از طی عمر به چه نحوی فروریخته و از بین می رود.

نبوغ و مهارت مهندس در اینست که درک و شناختی را که از مصالح و سازه دارد بصورتی که بکار ببرد که مصالح بکار رفته ضمن ظاهر نمودن ماهیت و ذات خود باعث جلب توجه بیننده گردیده، آنها راعلاقه مند سازد تا به ساختمان نزدیک شوند و مصالح توجه بیننده گردیده، آنها راعلاقه مند سازد تا به ساختمان نزدیک شوند و مصالح را لمس کنند.

بعلاوه ساختمان بایدنشانه ها و اطلاعاتی از طراحان و سازندگان خود به همراه داشته و بتواند آنها را آشکار کند.

اگر چه جزئیات احتمالی در حد واندازه و سرعت ابزار تجزیه و تحلیل نیافته اما در این زمینه هم پیشرفت های قابل ملاحظه ای صورت گرفته است.

با احیاء فن آوری ریخته گری فولاد و استفاده از آن بجای جوشکاری ضمن اینکه از تمرکز تنش ها در اتصالات کاسته شده این اتصالات توانسته اند با اشکال ساده تراش دار، منحنی و زیبا و حیات سازه های غشایی را نیز بهتر منعکس سازند.

استفاده از آلومینیوم هم توانسته از طریق نسبت ها و صفحات اتصالی شکیل لبه های نرم و چشم نوازی به غشاء بدهد.

این قطعات که از جنس آلومینیوم از حدیده گذاشته اند.

ضمن زیبا نمودن لبه های غشاء باعث می شود تا پیچ ها و قطعات ضخیم و زشت اتصالی که قبلاً مرسوم بوده است حذف شود.

اگر چه اتصالات آلومینیوم از حدیده گذشته باعث شده اتصالات و باربری در هماهنگی کامل و بصورت چشم نوازی صورت گیرد اما نمایش قطعات اتصالی چون کفشکها و پیچ و مهره های ضخیم نیز به نوبه خود بسیار
اگر چه اتصالات آلومینیوم از حدیده گذشته باعث شده اتصالات و باربری در هماهنگی کامل و بصورت چشم نوازی صورت گیرد اما نمایش قطعات اتصالی چون کفشکها و پیچ و مهره های ضخیم نیز به نوبه خود بسیار مرسوم بوده و طرفدارانی نیز دارد.

زیرا به این ترتیب و در این سبک معماری سازه مورد نظر در محل اتصالات به اصطلاح عضلانی شده خاطر بیننده را از ایمنی باربری مطمئن می سازد.

در سازه های غشائی سازه همان قدم و شکل است درهیچ معماری این دو تا این اندازه یکی نیستند.

در ضمن جزئیات اتصالی را نیز پرکننده سقفی و یا قطعات نهایی نمی پوشاند.

خلاصه با تحولات و فن آوری هایی که در برش، دوخت و دوز و همین طور تجزیه و تحلیل و کنترل پایداری و ساخت پوشش های غشایی بوجود آمده و همین طور روند تکامل چشم گیر اتصالات در معماری سازه های غشایی دگرگونی و تحول اساسی رخ داده است.

آهان دیگر موقتی نبوده مشکل آتش سوزی ندارند و در اقلیم های مختلف قابل استفاده اند.

دیگر اشکال ساده و تکداری نداشته از نظر تجزیه و تحلیل و ساخت نیز برای آن هیچ محدودیتی قابل تصور نیست.

کابل عضو کنشی نازکی است که ضمن مقاومت کششی در برابر نیروها در برابر فشار مقاومتی ندارد.

سیم فلزی، طناب و میله باریک بعنوان کابل به شمار می آیند.

در کارخانجات ذوب آهن و فولاد ساخته می شوند در ابتدا بصورت کابلهای نه چندان ضخیم که بصورت رشته های نازک متغیر به قطر 2 میلی متر تا 12 میلی متر ساخته شده و بنابه موارد استفاده که تعیین کننده مقدارضخامت کابل است تعداد معینی از این رشته ها با هم در درون یک دستگاه قرارداده می شوند و در این دستگاه به هم پیچیده شده و تشکیل یک کابل ضخیم تر را می دهند سپس این عمل بازهم برای کابلهای ضخیم تر تکرار شده تا جایی که مقطع کابل مقاومت لازم را به ما بدهد سپس کابلها در حوضچه هایی که در آنها مواد ضد اشتعال و ضد زنگ قرار دارد وارد شده و بعد از خشک شدن برای استفاده مهیا می شوند.

بهترین مهندس سازه در دنیای حیوانات عنکبوت است تار عنکبوت مانند آب لطیف و همچون درختان قابل انعطاف و سازه ای شگفت انگیز است که تمامی مهارتها در آن بکار رفته است.

نیروهای وارده بر کابل طول و قطر آن کاملاً به نسبت چند به دهانه بستگی دارد این نسبت ارتفاع ستونهای اصلی، نیروهای فشاری و میانگین مقاومت داخلی فشاری که در کابل بوجود می آید رانیز تعیین می کنند.

معمولاً نیروهای کابلی نسبت عکس با خیز دارند.

با کاهش طول کابل قطر کابل افزایش می یابد این مسئله در به حداقل رساندن مجموع فولاد بکار رفته در کابل مورد استفاده قرار میگیرد.یک کابل باخیز بسیار زیاد می تواند قطر کوچکی برای تحمل نیروهای کششی کم داشته باشد یک کابل کوتاه باحداقل خیر بعلت وجود نیروهای کششی بسیار بزرگ به قطر زیادی نیاز دارد.

زیبایی سازه های کششی به دلیل تناسب عملکردی و زیبایی شناسانه آنهاست.

غالباً سیستمهای مهار شده با کابل به گونه ای طراحی می شوند که دکل های نگهدارنده آنها با اتصال صلب به پی متصل شده اند.

برای ایجاد مقاومت اضافی در برابر رانش، کابلهای اضافی درجهات مختلف کشیده می شوند.

در سازه های بزرگ، اقتصادی ترین روش استفاده از مهارهای متقارن در اطراف دکل های قائم است.

وجود تقارن بارهای افقی روی دکل را متعادل کرده و خمش را به حداقل می رساند.

هنگامی که یک اتصال سازه ای قابل مشاهده است بیان کننده ویژگی ها و مشخصات سازنده آن می باشد.

حال برای آشنایی بیشتر با سازه های کابلی و نحوه استفاده از آنها و همچنین نقشی که در بوجود آوردن یک اثر معمارانه و زیبا دارند به بررسی تعدادی از بناهای معروف و بزرگ که در آنها از این فن آوری استفاده شده می پردازیم.

پت سنتر(pat center) : این ساختمان باهدف ایجاد حداکثر انعطاف پذیری در ارتباطات داخلی، گردش فعالیت ها و استفاده از فضاها بعنوان دفاتر، آزمایشگاهها و سرویس هیا خدماتی طراحی شده بود.

چنین هدفی با استفاده از فضاهای آزاد بدون ستون تأمین گردید.

سازه نمایان و آشکار این ساختمان کاملاً با نظریات کارفرما برای یک حضور بصری قوی، گرایش به فن آوری جدید را مورد تأکید قرار می دهد.

ایده اصلی طرح: یک ستون فقرات مرکزی به عرض (9متر) و ایجاد مجموعه ای از سازه های شکل A شکل که سیستم تأسیساتی ساختمان بطور مستقیم روی قسمت مرکزی ساختمان و قابهای معلقی که از سازه اصلی ساختمان آویزان هستند، قرار گرفته اند.

دو طرف این انعطاف پذیری کامل در بخش های تحقیقاتی از یک سازه کابلی خاص بازیابی بصری که دهانه های سقف را می پوشاند استفاده شده است.

در سازه اصلی یک قاب فولادی مستطیل شکل به عرض m 5/7 بعنوان پایه ای برای تیر A شکل به ارتفاع m 5/7 بعنوان پایه ای برای تیر A شکل به ارتفاع m 5 عمل میکند.

پت سنتر(1986 : پریسنتون،نپوبرسی،مهندس معمار : ریچارد راجرز و همکاران مهندس سازه: اووآدوپ و همکاران) مرکز نمایشگاهی بندرگاه دارلینگ(Darling harbar) (1986 : سیدنی، استرالیا، مهندس معمار: فیلیپ کوکس و همکاران مهندس سازه: اووآدپ و همکاران) هر دهانه چهار دکل مرکب است هر دکل در پی به یک دال ینن پیچ و مهره شده است، میله ها در بالای دکل دو انتهای خرپاهای اصلی را نگه می دارند.

خرپاها دهانه هایی برابر با 15 متر را می پوشانند.

خرپاهای فرعی در دهانه‌های 3/26 متر عمود بر خرپاهای اصلی هستند و برای فراهم نمودن امکان تخلیه آب باران در بام دارای کمی انحنا می باشند.

دکل ها که در گوشه های ساختمان قرار دارند، دارای مهارهای قطری از بالا برای توازن نیروی کششی در کابل نگهدارنده بام هستند.

کابلهای مهاری به لبه بیرونی خرپا اتصال دارند و در نهایت میله های انتهای خرپای فضایی سقف بوسیله کابل های عمودی مهارکننده به زمین متصل می شوند.

پل های معلق با فرم منحنی طنابی(نمونه های اولیه آن در چین، هند و آمریکای جنوبی شناسایی شده اند) اشکال این پل ها واکنش به بار وارده متحرک بود که روی آن قرار می گرفت سطح سخن شده پل که در سال 1801 بوسیله جیمز فایندلی مورد استفاده قرار گرفت، کلید پیشرفت در سیر تکاملی پل معلق بود.

پل تاکومانروز که در اثر وزش بادهای جانبی بادی با سرعت km/h68 فرو ریخت از آنجایی که پل با قابلیت انعطاف پذیری محدودی طراحی شده بود و آن چه که مهندسان در پیش بینی آن دچار اشتباه شدند لرزش آئرودینامیکی پل بود.

زمین ورزشی رالی: سقف زین اسبی ساختمان نه تنها پاسخی به نیروهای سازه ای است که به آن وارد می شوند، بلکه پاسخی به نیاز به فضایی سرپوشیده که 5500 نفر را درخود جای دهد نیز می باشد.

به خلاف گنبد، این نوع سقف فضای بیشتری را برای حداقل تا حداکثر تعداد تماشاچی فراهم می کند.

بعلاوه، حداکثر نور نیز از بالای جایگاه فراهم می شود.

کابلهای اصلی معلق دهانه ای به طول(1/9 متر) بین قوس ها را می پوشانند، قطر آنها بین (18 تا 32 میلی متر) و فاصله آنها از هم (8/1 متر) می باشد.

کابل های ثانویه(تثبیت کننده) در جهت مخالف قرار گرفته اند و نیروی روبه بالای باد را کاهش می دهند.

قطر آنها بین (12 و 18 میلی متر) است و همچنین فاصله ای برابر (8/1 متر) از یکدیگر دارند.

کابل های ثانویه برای اجتناب از تغییر شکل در هوای گرم پیش کشیده شده اند سطح فلزی موجدار بام فاصله بین کابلهای اصلی را می پوشاند و با عایق سختی به ضخامت (7/3) سانتی متر پوشانده شده است کل این مجموعه سقف ساختمان را تشکیل می دهد.

ترمینال حج : (1982: جده، عربستان سعودی، مهندس معمار : اوئنگز،اسکیدمورو مویل، مهندس سازه گایگربرگر و همکاران) به گنجایش 950هزار زائر در سال 1985 در طراحی این ترمینال معماران از سازه چادرهای سنتی چادرنشینان منطقه الهام گرفته اند استفاده از چادر در صحراهای عربستان بوسیله اعراب همچنین بهینه سازی انرژی در مدت زمان بیشتری از سال باعث شد که از یک سقف پارچه ای نیمه شفاف استفاده کنند.

ترکیب این سازه های چادری، سطحی بیش از 430 هزار متر مربع را پوشش می دهد که بزرگتر از هر سقفی در دنیاست.

هر مدول متشکل از یک چادر نیمه مخروطی می باشد که بر یک حلقه کششی فولادی به قطر (96/13 متصل می گردد و در اطراف به کابلهای پیرامونی مهار شده است و چهار گوشه به نیمه ارتفاع ستونهای نگهدارنده سازه متصل می شوند.

حلقه کششی بوسیله کابهای مضاعف به بالای هر یک از ستونهای تکیه گاهی آویزان شده اند.

پوسته فایبرگلاس با پوشش تفلون برای عمر 25 سال در نظر گرفته شده است.

پوسته بوسیله 32 عدد کابل فولادی که بصورت شعاعی از حلقه کششی به کابلهای پیرامونی کشیده شده اند مسلح گردیده است.

این کابل های نیروی کششی اصلی را انتقال می دهند.

در حالی که پوسته فاصله بین کابلها را می پوشاند.

در حالت کشش این مجموعه به صورت یک فرم زین اسبی نیمه مخروط با انحنای مضاعف دیده می شود.

که در برابر نیروی باد نیز مقاومت میکند ستونهای تکیه گاهی یا تیرهای اصلی از لوله های فولادی مدور به ارتفاع (46متر) و قطری برابر (5/2متر) در پایه و 1 متر در بالا تشکیل شده اند.

ستون ها باعث تعادل در آنها می شوند.

درلبه مجموعه چادرها جایی که هیچ گونه چادری وجود ندارد و برای ایجاد تعادل نیروهای رانش داخلی در پایه چادر در میانه چادر و حلقه فشاری نگهدارنده کابل ها در بالای ستون به شکل مضاعف شده است و بوسیله پانل های برشی برای ایجاد یک قاب و پرندیل دو بعدی جهت مقاومت در برابر نیروهای جانبی غیر متعادل به هم متصل شده اند.

در گوشه های مجموعه چادرها، این بارهای رانشی در دو جهت اتفاق می افتد.

چهار ستون برای ایجاد یک قاب سه بعدی به هم متصل شده اند.

استادیوم المپیک مونیخ: (1972 : مونیخ مهندس معمار: بهنیش و همکاران مهندس سازه فرای اوتو) هستیم سازه ای سقف این استادیوم کابل مضاعف است که در ظاهر رفتاری مانند سازه های چادری دارد.

سقف های کابلی، یک بخش مرکزی برای مسابقات و یک فضای وسیع با ایجاد سایبان در محوطه را فراهم می سازند.

با مساحت 74 هزار متر مربع یکی از بزرگترین سازه های کششی در زمان خود به شمار می آید.

این ساختمان دارای سازه ای باکابل پیش تنیده است که خصوصیات کابلهای مضاعف برای مقاومت در برابر نیروی بادرا نیز دارد و متشکل از کابل های فولادی با قطر مختلف می باشد.

شبکه عریض بام متشکل از کابهایی با قطر 25 میلی متر می‌باشد که به صورت جفت های 50 میلی متری با فاصله 76 سانتی متر از یکدیگر در هر جهت با یک اتصال گیره ای در نقاط تقاطع به یکدیگر مهار شده اند.

این اتصال برای نصب پانل های اکرلیک نیز استفاده شده است که در مجموع 137 هزار عدد از آنها مورد نیاز بوده است.

قطر کابلهای مورب کناری برابر 80 میلیمتر می باشد.

قطر بزرگترین این کابلها(120 میلیمتر) و بعنوان طناب برای اتصال کابل کناری به پی، مهارها، اتصال خط الرأس ها به بالای دکل ها و کابل زنجیره واری اصلی با طول 1440 فوت که به لبه جلو پی را نگه می دارد.

بکار رفته است.

کابل کشتی اصلی برای تحمل بارکششی بیشتر از 5000 تن طراحی شده است و متشکل طراحی شده است ومتشکل از یک دسته ده تایی از کابل های بزرگ می باشد.

تکیه‌گاه اصلی عمودی 12 ستون با لوله فولادی با ارتفاع متغیر از (50 تا 80) متر و با قطری بیش از 75 میلی متر طراحی شده است.

این ستون های عظیم در پشت جایگاه تماشاچیان به منظور ایجاد دید مناسب قرار گرفته اند.

کابل های مهار از بالای هر ستون به خط الرأس شبکه کابلی کشیده شده اند.

شبکه کابلی از این خط الرأس ها برروی جایگاه ایجاد می شود که به نظر می رسد بدون هیچ گونه تکیه گاه نمایانی شناور می باشد.

سقف در جهت مخالف بر روی جایگاه قرار دارد که فاصله آنها در پشت جایگاه کمتر می شود.

دو مسئله مهم در حین پوشش پلی وینیل کلراید بود که سقف معلق پلی استر در زیر شبکه کابل را می پوشاند گرچه مسأله دوم نوع اتصال در پی ها بود از ابتدای کار مهندسین فرض کردند که کابلهای سازه ای در زمین باید بوسیله اتصالات پیش تنیده نگه داشته شوند که راه حلی قابل قبول حتی برای سازه های دائمی بود ولی ساختمان های محلی نیاز به پی های سنگین و هزینه زیاد دارند.

پایه های بتنی غول پیکر بیش از 3/18 متر و عرض 1/6متر.

‌[دورتر از استادیوم الپیک مونیخ سقف آن شبیه به باله نهنگ به نظر می رسد.

با پوسته ای عظیم که در زیر نور خورشید شبیه سطحی پهناور از ژلاتین دیده می‌شود هشت ستون عظیم آن بطور مشخص حالت کششی را در آن نشان می دهد]