انتخاب بهترین نوع سازه در طرح های ساختمان سازی و انبوه سازی

نویسنده : مهندس سید رسول صالحی

انتخاب بهترین نوع سازه در طرح های ساختمان سازی و انبوه سازی
دهها سال است که بحث و اختلاف سلیقه در بین ساختمان سازان و مهندسین سازه در انتخاب و برتری سازه های فولادی و بتنی نسبت به یکدیگر باعث گردیده که این سئوال و ابهام همواره ذهن متخصصین و حتی مردم عادی رابه خود جلب نماید و بهمین دلیل کارفرمایان و سازندگان بعضاً تا آخرین لحظات قبل از طراحی سازه خود در انتخاب نوع سازه با تردید مواجه شوند . 
شاید استمرار این ابهام به این دلیل باشد که اصولاً انتخاب نوع سازه تابعی است از مسائل اقتصادی ، اقلیمی ، فنی ، اجرایی و دلایل دیگر و به عبارتی هیچکدام از این نوع سازه ها برتری مطلقی نسبت به یکدیگر نداشته بلکه در هر شرایطی هر کدام به یک برتری نسبی بر دیگری دست می یابند لذا هدف اصلی ما در حقیقت آگاهی سازندگان با عوامل موثر بر انتخاب بهترین نوع سازه در شرایط مختلف می باشد و اطمینان داریم انبوه سازان و کارفرمایان صنعت ساختمان با مطالعه این مقاله که نتیجه مطالعات علمی و تجربیات چندین ساله در این زمینه است بتواند با اطمینان بیشتر ،مناسب ترین سازه را با اگاهی از شرایط  اقتصادی و فنی و محیطی انتخاب نمایند . 
در ابتدا یک تقسیم بندی کلی از سازه های متداول در کشور نموده و سپس به تجزیه و تحلیل خصوصیات و نقاط ضعف و قوت این سازه ها می پردازیم :
الف) سازه های سنتی 
ب) سازه های فلزی
ج) سازه های بتنی
د) سازه های صنعتی

الف) سازه های سنتی :  
 همانگونه که از نام این نوع سازه ها پیداست این روش را باید در مقابل روشهای علمی مطرح نمود و به عبارتی تفاوت این روش با سایر روشها در این است که طراحی و محاسابت در این نوع سازه ها بر خلاف سازه های بتنی و فلزی بیشتر از اینکه محاسباتی و علمی باشد تجربی بوده و آئین نامه ها و محدودیت های اجرایی در این نوع سازه هانیز بر اساس نمونه های آماری و تجربی تعیین گردیده است . 
حداکثر طبقات مجاز در این نوع سازه در تمام شرایط و مناطق دو طبقه حداکثر ارتفاع مجاز هشت متر از سطح زمین می باشد بعلاوه در طراحی و اجرای پلان معماری باید محدودیت و ضوابط مربوطه به این نوع سازه ها رعایت گردد . 
در این نوع سازه ها وظیفه تحمل بارهای قائم بر عهده دیوارها می باشد وکلاف و شناژهای قائم و افقی نیز با دو هدف ذیل اجرامیشوند الف ) زنجیر کردن و اتصال تمام اعضاء افقی و عمودی سازه شامل دیوارها و سقف به یکدیگر ب) ایجاد اتصال مناسب و تراز و توزیع مناسب بار سقف بر روی دیوار که این وظیفه بیشتر توسط کلاف یا شناژ های افقی ، تأمین می گردد .
علی ایحال با توجه به تجربی بودن دستورالعمل ها و آئین نامه های اجرایی در این روش ، مطمئناً هیچ مرجع علمی قادر به تضمین این نوع سازه های نیست .
بخصوص در شرایطی که روشهای صنعتی با قابلیت های بالا و رعایت استانداردهای فنی و انرژی وارد بازار صنعت ساختمان گردیده است و تنها توصیه اجرای این نوع سازه ها در مناطق محرم جهان با محدودیت های فنی و تکنولوژی می باشد . 
ب ) سازه های فلزی
قبل از پرداختن به شرایط اجرایی و اقتصادی و نقاط ضعف و قوت این نوع سازه ها ، به روشهای مختلف طراحی این نوع سازه ها می پردازیم .
1- روش الاستیک : تا سال 1950این نوع سازه ها براساس روش ASD یا تنش مجاز طراحی می شدند و به عبارت دیگر طراحی اعضاء فلزی این نوع سازه بگونه ای صورت می گرفت که اعضاء براثر بارهای وارده از حد الاستیک خود خارج نشوند و استفاده از این روش تاکنون نیز در اکثر کشورهای جهان از جمله ایران ادامه داشته و آئین نامه های داخلی کشور ایران و فصل دهم مقررات ملی ساختمان نیز براساس این روش تدوین گردیده است . 
ضریب اطمینان بارهای وارده و مقاومت در این روش طراحی به شکل زیر است :
 
 = ضریب مقاومت
 = ضریب بار
برای مثال ضریب اطمینان مقاومت کششی فولاد 0.6 یعنی fb=0.6fy می باشد . 
2- روش پلاستیک یا خمیری
از سال 1980 با افزایش کیفیت مصالح و ارتقاء سطح کیفی اجرا ، روش پلاستیک یا مقاومت نهایی LRFD بعنوان یک روش علمی ترو اقتصادی تر در بعضی از کشورها جایگزین روش ASD یا الاستیک گردید . 
در این روش به اعضاء سازه ها اجازه داده می شود براثر بار وارده ناشی از بارگذاری از حد الاستیک خود خارج و به حد پلاستیک یا خمیری خود برسند و همین موضوع باعث افزایش مقاومت اعضاء و کاهش هزینه ساخت و اقتصادی تر شدن سازه می گردد . 
ضریب اطمینان بارهای وارده در بارگذاری این نوع سازه های و ضریب اطمینان مقاومت به شکل زیر می باشد :
 
 = ضریب مقاومت
 = ضریب بار
همانگونه که می بینیم ضرایب تنها در بار اعمال می شوند .
این روش بدلیل نیاز به رعایت استانداردهای مصالح و افزایش کیفیت اجرا در بیشتر کشورها از جمله ایران مورد استفاده قرار نگرفته است و اجرای این روش طراحی می بایست متناسب با افزایش کیفیت مصالح و ارتقاء کیفی اجرایی سازه های فلزی در کشورهای مختلف صورت گیرد . 
حال پس از یک بررسی اجمالی از روشهای طراحی این نوع سازه به بررسی نقاط ضعف و قوت سازه های فلزی از نظر اقتصادی می پردازیم :                                                                                                                                                                 
مزایا :
1- سازه های فلزی بعلت امکان مونتاژ اسکلت قبل از نصب و لزوم اجرای همزمان و بدون وقفه اسکلت ، در مقایسه با سایر سازه ها از سرعت عمل بالاتری برخوردار می باشد . 
2- بدلیل همگن بودن تیروستون و بادبند بعنوان اعضاء اصلی، اسکلت این نوع سازه ها دارای یکپارچگی مناسبت تری نسبت به سایر سازه های میباشد و بهمین دلیلی نیز نتیجه محاسبات سازه ای فاصله نزدیکتری به مقاومت واقعی این نوع سازه ها دارد . 
3- بدلیل نوع اتصال اعضاء تیر و ستون ، امکان توسعه طبقات در این نوع سازه های به شکل مناسبتر و قابل قبول تری وجود دارد . 
معایب :
1- تجربه و مطالعات بعمل آمده بر روی زلزله های  دهه های اخیر در نقاط مختلف دنیا این نتیجه را در برداشته است که علی رغم اینکه از نظر طراحی و محاسبات ، سازه های فلزی مطلوبتر و مقاوم تر از سازه های دیگر بنظر می رسند و لیکن در عمل بیشتر 
تخریب های ناشی از زلزله متوجه این نوع سازه ها بوده است و براساس این تحقیقات دلیل اصلی ضعف این نوع سازه ها در مقابل زلزله عدم اجرای صحیح اتصالات بوده است چرا که اجرای جوش در تمام اتصالات براساس محاسبات مربوط و رعایت آئین نامه اجرای جوش شامل انتخاب نوع باری ، آمپر مناسب ، شرایط آب و هوا و تخصص کافی جوشکاران ، مخصوصاً در مناطق محروم و کشورهای در حال توسعه تقریباً غیر ممکن بنظر می رسد و بر همین اساس اتصالات جوش را در سازه های فلزی باید بعنوان ضعف اصلی این نوع سازه ها به حساب آورد و راهکار برطرف نمودن این نقطه ضعف اساسی ، استقاده از پیچ و مهره در اتصالات این نوع سازه ها می باشد . 
2- با توجه به اینکه تیرو ستون و باد بند این نوع سازه ها فلزی بوده و لیکن دیافراگم سقف بصورت بتنی دال یک طرفه یا دو طرفه اجرا می گردد این موضوع باعث ایجاد یک نوع ناهمگنی میان تیر و سقف گردیده که اتصال صحیح و کامل آنها را با مشکل مواجه می نماید و جهت رفع این نقص می بایست تمام نکات فنی و آئین نامه ای محل اتصال تیر و سقف رعایت گردد . 
3- بدلیل تأثیر شرایط آب و هوایی بر کیفیت جوش و افزایش سرعت زنگ زدگی اسکلت و لزوم اجرای اتصالات در شرایط مناسب آب و هوایی ، معمولاً اجرای اسکلت این نوع 
سازه ها با یک محدودیت آب و هوایی مواجه می گردد . 
4- بدلیل تغییر شکل اسکلت فلزی در حرارت بالا ، در زمان آتش سوزی این نوع سازه ها با یک تغییر شکل و تخریب ناشی از آن مواجه خواهند شد . 
5- بدلیل زنگ زدگی و پوسیدگی ناشی از اکسید شدن ، این نوع سازه ها در دراز مدت دچار پوسیدگی عمیق و کاهش سطح مقطع شده وبا کاهش مقاومت این نوع سازه ها نسبت به بارهای وارده مواجه خواهند شد . 
نتیجه بررسی فنی و اقتصادی سازه های فلزی :
با بررسی مباحث مربوط به نحوه طراحی و خصوصیات اسکلت های فلزی می توان به این نتیجه رسید که در صورتی که اتصالات این نوع سازه کاملاً مطابق آئین نامه و اصول فنی و یا با استفاده از پیچ و مهره اجرا شود و بعلاوه از پوشش های مناسب ضد رنگ و خوردگی استفاده شود و ضوابط فنی اتصال دیافراگم سقف با تیرهای باربر بخوبی رعایت شود این نوع سازه ها نسبت به سایر سازه ها از یک مزیت نسبی مقاومت سازه ای برخوردار خواهند بود و لیکن این در صورتی است که از نظر اقتصادی نیز کاملاً بررسی شوند چرا که قبل از تصمیم گیری در مورد انتخاب نوع سازه باید قیمت تمام شده پروفیل فولادی مورد نیاز جهت اجرای سازه فلزی را بررسی نمود .
ج ) سازه های بتنی :
سازه های بتنی طی چند سال گذشته به دلایلی که بعداً به آن اشاره خواهد شد با یک اقبال عمومی مواجه گردیده و بیشتر سازندگان این سازه را به سازه های فلزی ترجیح می دهند که از دلایل این امر می توان به نوسان در قیمت پروفیل های فولادی ، هزینه کرد یکنواخت در اجرای سازه های بتنی ، فراوانی مصالح سیمان و سنگی ، مقاومت در مقابل شرایط آب و هوایی در صورت تأخیر در اجرا اشاره نمود . 
طراحی این سازه ها در کشور به روش های حدی نهایی بوده که در این روش ضرایب تقلیل بار   بترتیب به مقاومت بتن و قولاد اعمال می گردد و ضرایب افزایش بار نیز براساس ترکیب بار منظور می گردد . 
حال با این مقدمه به بررسی مزایا و معایب این نوع سازه ها می پردازیم :
1- مزایا : بدلیل امکان شکل پذیری آرماتور و بتن تازه و قالب ، اعضاء این سازه ها را می توان در مقاطع مختلف اجرا نمود . 
2- این سازه ها در مقابل آتش سوزی از خود مقاومت نشان می دهند .
3- این سازه ها در مقابل شرایط مختلف آب و هوایی مقاوم بوده ودر صورت اجرای صحیح پوشش بتن ، رطوبت هیچ آسیبی به آن وارد نخواهد کرد . 
4- این سازه ها نسبت به سازه های فلزی از یک صلبیت بیشتری برخوردار هستند . 
5- مصالح سنگی و سیمان معمولاً آسان تر از سایر مصالح در دسترس می باشد .
6- عمر این سازه ها بدلیل مقاومت در مقابل شرایط آب و هوا ، معمولاً بیشتراز سایر سازه بوده است . 
7- اتصال تیر و دیافراگم سقف بدلیل همگن بودن مناسب تر از سایر سازه ها می باشد . 
معایب :
1- اجرای آرماتور بندی و قالب بندی در این سازه ها نیاز به تخصص و صرف زمان بیشتری نسبت به سایر سازه ها دارد .
2- بدلیل افزایش مقطع اعضاء این سازه ها ، وزن آن بیشتر از سازه های فلزی می باشد .
3- بدلیل نیاز به آزمایش مستمر بتن ، در محل اجرای این سازه ها باید آزمایشگاه های مکانیک خاک در دسترس باشد . 
د ) سازه های صنعتی و صنعتی سازی در ساختمان :
شاید تصور رایج در خصوص سازه های صنعتی اصولا باتعریف واقعی آن مقداری فاصله داشته باشد و اگر بخواهیم تعریفی واقعی تر از سازه های صنعتی یاصنعتی سازی درساختمان داشته باشیم می توان گفت ، ابداع هر نوع روش جدید در ساختمان سازی باهدف تولید انبوه وکاهش انرژی های مختلف شامل کارگری ، حرارتی و سرمایشی و ... را صنعتی سازی می گویند . و بر این اساس می توان گفت اصولاً سازه های صنعتی سازی را نمی توان به عنوان یک نوع اسکلت مستقل در نظر گرفت چرا که این سازه ها از نظر نوع اسکلت معمولاً یا بصورت فلزی و یا بتنی و یا تلفیقی از سازه های فلزی و بتنی اجرا می گردند . بعنوان مثال روش های Lsf و B&N جزو سازه های فلزی و روش های ICF ، TFC و D2 ،LOCRETEجزو سازه های بتنی و روش SCS تلفیقی از دو نوع سازه بتنی و فلزی می باشد . 
حال با توجه به تعاریف فوق می خواهیم به ارزیابی فنی و اقتصادی انواع روش های رایج صنعتی سازی درکشور پرداخته و به ارائه راهکارهای مناسب جهت انتخاب روش مناسب صنعتی سازی با در نظر گرفتن شرایط اقلیمی ، اقتصادی ، اجتماعی ، تکنولوژیکی مناطق مختلف بپردازیم .
قبل از هر چیز بهتراست  بدانیم که هدف و معیار ارزیابی فنی و اقتصادی در بررسی این نوع سازه ها چیست . و بر همین اساس در بررسی فنی ، به امکان تهیه تکنولوژِی اجرای این نوع سازه ها و میزان مصرف انرژی کارگری ، حرارتی و غیره خواهیم پرداخت ضمن اینکه باید به این نکته توجه داشت که کاهش مصرف انرژی ها مخصوصا انرژی فسیلی از مهمترین سیاست های جهانی به حساب آمده و براساس مطالعات انجام شده شیشه های خارجی ، دیوارها و سقف در طبقه فوقانی بیشترین نقش را تبادل حرارتی و صوتی ایفا می کنند و لذا طراحان باید بیشترین توجه را به اجرای شیشه های دو جداره و استفاده از مصالح عایق در سقف و دیوار بعمل آورند.
1- قاب های سبک فلزی Light weight steel frame ((LSF)) : 
 اجزاء اصلی این سازه از نوع ورق های فولادی سرد نورد شده با اتصالات پیچ و مهره و دیوارهای آن از نوع پانل های گچی می باشد و سقف آن نیز از تیرچه های فولادی سرد نورد شده با فواصل معین و با استفاده از قطعات چوبی یا بتنی درجا یا آماده جهت پو و اتصال تیرچه ها می باشد . 
از معایب و محدودیت های این نوع سازه ها این است که اجرای آن در مناطق زلزله خیز ممنوع بوده و در سایر مناطق نیز مناطق نیز اجرای آن تا دو طبقه مجاز می باشد و لیکن در صورت تقویت اسکلت و اجرای دیوار برشی مناسب در مناطق با خطر زلزله متوسط و کم، اجرای این نوع سازه ها تا چهار طبقه امکان پذیر می باشد و از مزایای این نوع سازه ها نیز امکان اجرای ترکیبی آن بصورت فلزی – بتنی و وزن پائین آن می باشد ، همچنین از نظر مصرف انرژی صوتی و حرارتی نیز در حد متوسط می باشند . 
حال با این توضیحات اگر بخواهیم این نوع سازه ها را از نظر فنی و اقتصادی بررسی کنیم خواهیم دید که بدلیل استفاده از ورق های فولادی نورد شده سرد با اتصالات پیچ و مهره تهیه و اجرای آن مشکل بوده و از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه نمی باشد ، بعلاوه از نظر عایق صوتی و حرارتی نیز در حد متوسط می باشد . 
2- روش های قالب عایق ماندگار : ((ICF)) Insulting concrete forms 
روش ICF یکی از متداول ترین روش های کنونی در صنعتی سازی سازه ها می باشد ، این روش که دارای سازه ای کاملاً بتنی است ، دارای دیوارهای بتن مسلح باربر با قالب دو طرف دیوار از نوع پلی استایرن می باشد ، که قالب های پلی استایرن که در سازه باقی می مانند علاوه بر نقش قالب در بتن ریزی دیوارها ، بعنوان عایق صوتی و حرارتی در کاهش مصرف انرژی و مطابق با مبحث 19 مقررات طی ساختمان عمل می کنند . حداکثر ارتفاع مجاز در این روش 15 متر و 4 طبقه و حداقل ضخامت دیوارها 15 سانتیمتر ر مناطق مختلف 
می باشد . 
حال با این مقدمه اگر بخواهیم این روش را از نظر اقتصادی مورد ارزیابی قرار دهیم ، خواهیم دید هزینه اجرای این نوع ساختمان بیش از سازه های بتنی و فلزی بوده و از نظر طبقات نیز دارای محدودیت بوده و بعلاوه ضخامت بیشتر دیوارها با احتساب بتن و 
قالب های پلی استایرن نسبت به سازه های فلزی و بتنی و سایر روش های صنعتی باعث کاهش سطح مفید ساختمان می گردد و می توان صرفه جوی انرژی بدلیل کاربرد دو لایه  پلی استایرن دردیوارها را بعنوان نقطه قوت وعدم اتصال مناسب لایه نازک کاری به پلی استایرن ونرم بودن زیر آن ومشکلات ناشی از قرار گرفتن لایه نرم پلی استایرن در زیر سفید کاری رانقطه ضعف اصلی این نوع سازه ها به حساب آورد.که همین مسایل نیز باعث میگرددکاربرداین روش کمی غیر منطقی بنظر برسد. 
3- روش های قالب های تونلی (TCF)) Tunnel form concrete cons
این روش صنعتی سازی یک نوع سازه کاملاً بتنی بوده که دیوارها و سقف آن بصورت بتن مسلح همزمان و طبقه به طبقه آرماتور بندی قالب بندی و بتن ریزی می شوند که نتیجه نهایی یک سازه کاملاً یکپارچه بوده که بیشترین مقاومت را در برابر زلزله نسبت به سایر روش های صنعتی و غیر صنعتی خواهد داشت . و معمولاً دیوارهای غیر باربر و راه پله ها را می توان بصورت پیش ساخته اجرا و پس از بتن ریزی دیوارهای باربر و سقف نصب نمود .
هزینه اجرا در این روش با توجه به اجرای تمام سازه اصلی بصورت بتن مسلح بیشتر از سایر  روش های صنعتی و غیر صنعتی می باشد و لیکن از نظر مقاومت دارای مقاومت بیشتری نسبت به روش ها ی  دیگرمی باشد و بدلیل اجرای تمام دیوارها به شکل بتن مسلح و همزمان، می بایست تأسیسات و درب و پنجره، قبل از بتن ریزی نصب گردد . چرا که پس از اجرا ، اصلاح و جابجایی در آن تقریباً غیر ممکن می باشد . بعلاوه این سازه ها از نظر 
صرفه جویی در انرژی از نظر صوتی و حرارتی با توجه به مبحث نوزدهم مقررات ضعیف تر از سایر سازه ها بوده و به همین دلیل مناسب مناطق سردسیر و گرمسیر نمیباشد . 
ودریک جمع بندی نهایی با توجه به اهداف صنعتی سازی در ایران،اجرای این روش نیز در طرح های انبوه سازی توصیه نمی شود.

4- روش سازه فلزی با اتصالات پیچ و مهره(Bolt nut structures) " B  & N" :
این روش در حقیقت یک نوع روش سازه فلزی بوده که در آن بجای اتصالات جوشی از اتصالات پیچ و مهره استفاده می گردد و در حقیقت این روش یک روش سازه صنعتی است و نه ساختمان صنعتی و به عبارتی در این روش اشاره ای به نحوه اجرای دیوارها  و سقف نمی شود . حال همانگونه در مبحث سازه های فلزی اشاره کردیم ضعف اصلی سازه های فلزی اتصالات جوشی آن می باشد که در روش پیچ ومهره این نقص برطرف می گردد . 
هزینه اجرای این روش ، بدلیل نیاز به تهیه پروفیل های  فلزی استاندارد و مونتاژ پیچ و مهره اتصالات ،اندکی بیشتر از سازه های فلزی معمولی می باشد و لیکن این افزایش قیمت شاید در هزینه کل ساختمان کمتر از 3%  باشد . و با توجه به اینکه در این روش انتخاب دیوارهای داخلی و خارجی بعهده مشاور و مجری طرح می باشد می توان جهت رعایت هر چه بهتر مبحث نوزدهم مقررات ملی جهت صرفه جویی انرژی از بلوک های سبک گازی مانند((هبلکس)) یا لیکا وحتی پانل های گچی وقطعات 3D ، بعنوان دیوار استفاده نمود . 
5- روش 3D پانل:
در این روش پیش ساخته با یک لایه میانی پلی استایرن به ضخامت 5 تا 9 سانت بعنوان عایق صوتی و حرارتی و شبکه میلگرد به قطر کوچک در دو طرف آن در محل براساس نقشه ساختمان نصب و سپس دو طرف آن بتن پاشی می گردد . 
اجرای این نوع ساختمان بصورت متقارن تا ارتفاع 7 متر دو طبقه در تمام مناطق امکان پذیر بوده و لیکن در صورت ترکیب آن با سازه های فلزی یا بتنی تعداد طبقات آن را 
می توان افزایش داد . 
هزینه اجرای نوع سازه نسبتاً بالا بوده و از نظر طبقات و ارتفاع نیز محدودیت دارند و لیکن از نظر رعایت صرفه جویی انرژی تقریباً در حد روش ICFبوده ، با این تفاوت که مشکلات مشکلات اشاره شده در روش IcF در این روش مشاهده نمی شود .وبه همین دلیل صرفه نظر از مسایل اقتصادی می توان این روش را به روش ICFترجیع داد.
6- مصالح صنعتی بلوک بتن گازی سبک ، لیکا  و  Q Panel 
همانگونه که قبلاً اشاره شد منظور از صنعتی سازی در ساختمان تنها ، اجرای ساختمان بصورت صنعتی نیست بلکه تهیه مصالح صنعتی نیز جزو مباحث صنعتی سازی در ساختمان به حساب می آید بر همین اساس در این قسمت به بررسی بعضی از مصالح مناسب صنعتی که معمولاً بعنوان دیوار غیر باربر مورد استفاده قرار می گیرند 
می پردازیم .
بلوک بتن گازی سبک 
این نوع قطعات بتنی که در ایران یک نوع آن با نام تجاری هبلکس شناخته می شوند نوعی بتن سبک متخلل با ترکیب آب ، اهک ، آلومینیوم ، سیلیس و سیمان می باشد که وزن مخصوص آن تا یک پنجم بتن وملات معمولی می باشد و بدلیل وجود حباب های هوای متعدد غیر متصل درون ان از نظر عایق صوتی و حرارتی بسیار مطلوب و مناسب بوده و در مقابل آتش سوزی  نیز مقاوم می باشد و بدلیل داشتن وزن مخصوص پایین ودر نتیجه  کاهش وزن ساختمان ، باعث افزایش مقاومت ساختمان در مقابل زلزله می گردد و در زمان اجرا و بعد از آن نیز امکان تعبیه تأسیسات و برش کاری و سوراخ کردن آن نیز می باشد و لیکن بدلیل تولید  پایین این محصول در ایران، هزینه تمام شده آن نسبت به سایر بلوک و مصالح دیواری بالا بوده و همچنین متخلل بودن آن باعث می گردد آب گچ اجرا شده بر روی آن جذب گردیده و همین امر نیز باعث جمع شدن گچ کاری و نمایان شدن درزهای بین بلوک ها بعد از مدتی گردد که برای برطرف نمودن آن می بایست گچ کاری در دو لایه اجرا شده که لایه اول یا آستر باید با استفاده از گچ سفت و مقدار کمی سیمان سفید اجرا گردد و بعلاوه استفاده از چسب مخصوص جهت اتصال بلوک ها باعث جلوگیری از مشخص شدن درزها بعد از سفید کاری می گردد . 
Q Panel
دیوارهای غیر باربر Q Panel متشکل از یک لایه بتن سبک فومی میانی و دو لایه روکش سیمان الیافی در طرفین می باشد که صرفاً بعنوان دیوارهای جدا کننده داخلی ساختمان قابل استفاده می باشد که در قطعات 6/0 ×3 متری و با وزن تقریبی 50 کیلوگرم تهیه و اجرا می گردد. و از نظر وزن و صرفه جویی انرژی شرایط مناسبی جهت اجرا در ساختمانها بعنوان دیوار دارند . 
لیکا : Clay Aggegate))  ((Light Expandedدانه رس منبسط شده 
بلوک و به عبارت بهتر دانه های لیکا که بلوک دیواری و سقفی یکی از محصولات و کاربردهای آن می باشد بدلیل وزن مخصوص پائین 450 – 350 کیلوگرم بر متر مکعب و ضریب هدایت حرارتی 2/0 -1/0 و جذب صوت 50 % یکی از مصالح ایده آل جهت اجرای دیواری می باشد
 نحوه تولید این دانه های متخلل رسی به این گونه است که ابتدا دانه های رسی به کارخانه حمل وپس از انجام عملیات خلوص و گرفتن ناخالصی بصورت گل رس در کوره گردان قرار می گیرد و در حرارت 1200 درجه سانتی گراد بدلیل گازهای ایجاد شده درون آن منبسط می گردد که نتیجه نهایی دانه های گرد متخلل لیکا در اندازه های مختلف 
می باشد .
این دانه ها کاربرد متعددی بعنوان بلوک دیواری و سقفی ، شیب بندی بام و کفسازی ، راهسازی و ساخت بتن سبک سازه ای داشته و بدلیل صرفه جویی مناسب در انرژی و سرعت عمل اجرا امکان اجرای مناسب تر و کم هزینه تر نازک کاری، برای اجرای دیوار بسیار مناسب می باشند .

در انتهای این بحث قصد داریم با استفاده از مطالب ذکر شده که براساس تجربیات علمی و عملی تهیه گردیده با اشاره به این که بیشتر مناطق کشور بدلیل شرایط آب و هوایی و زلزله خیزی نیاز به انتخاب سازه های مقاوم در برابر زلزله و کاهش مصرف انرژی دارند به یک نتیجه علمی و منطقی جهت انتخاب نوع سازه مناسب در طرح های ساختمان سازی کشور بپردازیم . 
همانگونه که گفته شد از نظر مقاومت در برابر زلزله سازه های پیچ و مهره فلزی و تونلی و بتنی بدون محدودیت ارتفاع و روش های Lsf  و  Icf با محدودیت ارتفاع بیشترین مقاومت در برابر زلزله را از خود نشان می دهند.
همچنین از نظر اقتصادی نیز سازه های فلزی ارزان تر از سایر سازه ها می باشند وازجهت  صرفه جویی در انرژی نیز روش های Icf و 3D پانل و بلوک های بتن  سبک گازی، Q Panel و لیکا ، بهترین عایق صوتی و حرارتی به حساب می آید . 
حال در یک جمع بندی می توان سازه های فلزی پیچ و مهره ای و بتنی با دیوارهای هبلکس وسایربلوک های بتن گازی یا لیکا یا Q Panel را بهترین نوع سازه با در نظر گرفتن شرایط اقتصادی ، فنی و انرژی در کشور به حساب آورد .
در انتها امید آن داریم توانسته باشیم در راستای حرکت صحیح صنعت ساختمان در کشور ایران گامی موثر برداریم . 
   

بلوك هاي يونوليتي پلي استايرن

مقدمه:

بلوك هاي يونوليتي «پلي استايرن» مدتي است كه براي ساختمان سازي در تهران و در آپارتمان هاي بلند به دليل سبكي و كم هزينه بودن مورد استقبال انبوه سازان (بساز بفروش هاي سابق) قرار گرفته است. اين بلوك ها در دو نوع «قابل اشتعال» و «غير قابل اشتعال» در بازار عرضه مي شوند. 
وزن هر قطعه بلوك سيماني كه در ساختمان سازي به كار مي رود، ۱۵ كيلوگرم است، در حالي كه وزن بلوك هاي يونوليتي بسيار ناچيز است و تا اندازه بسيار زيادي موجب پايين آوردن وزن ساختمان مي شود. 
با وجود پوشش نسوزي كه زير و روي اين بلوك را محصور كرده است، در صورت آتش سوزي در ساختمان، اين بلوك ها تنها تا ۲۰ دقيقه تاب مقاومت در برابر حرارت را دارند. ايمني اماكن مسكوني در برابر حريق و حادثه از جمله مواردي است كه بايد از نظر ايمني شهري مورد توجه قرار گيرد. در ايمني يك ساختمان موارد زيادي نقش دارد كه مي توان به مصالح به كار رفته در آن به عنوان يكي از مهم ترين موارد اشاره كرد. 
معاون امور عملياتي سازمان آتش نشاني و خدمات ايمني تهران در اين باره مي گويد: بسياري از مهندسين معمار بلوك هاي يونوليتي «پلي استايرن» را به خاطر مقاوم بودن در برابر زلزله، عايق بندي و افت صدا در ساختمان سازي به كار مي برند و اين يونوليت ها به دليل كم حجم بودن و هزينه پايين در قسمت هاي مختلف ساختمان و به خصوص در كف سقف ها به كار برده مي شوند. ولي مواد شيميايي به كار رفته در اين بلوك ها غير استاندارد و بسيار زيان آور است. 


گويا سازمان آتش نشاني، غيراستاندارد و خطرناك بودن اين بلوك ها را طي مكاتباتي به وزارت مسكن و مركز تحقيقات مسكن اعلام كرد تا جلوي كاربرد و استفاده آن در ساختمان سازي گرفته شود. ولي طي دو سال اخير شاهد خسارات مالي و جاني ناشي از استفاده از اين بلوك ها بوده ايم. 
بلوك هاي «پلي استايرن» به دليل سبكي وزن خود، وزن نهايي ساختمان را كم مي كنند، به همين دليل در ساختمان سازي مورد استفاده قرار مي گيرند. بلوك هاي مذكور نقش باروري ندارند و به همين دليل در برابر زلزله ايمن هستند. اما اين بلوك ها، در برابر آتش به راحتي حجم خود را از دست مي دهند و تنها اشكال اين بلوك ها، كمي مقاومت در برابر حرارت و شعله وري آنها است. در صورتي كه از جنس مرغوب اين بلوك ها در ساختمان سازي استفاده شود، در برابر آتش مقاوم تر خواهند بود. 

ممنوع يا مجاز:

سعيد بختياري عضو هيأت علمي «مركز تحقيقات ساختمان و مسكن» در خصوص كاربرد اين بلوك ها در ساختمان سازي به خبرنگار ايرنا، گفت: هنوز ما تجربه لازم و كافي در زمينه استاندارد بلوك هاي يونوليتي «پلي استايرن» نداريم و چون به نتيجه قطعي در اين زمينه نرسيده ايم، نمي توانيم ادعا كنيم كاربرد اين مصالح در تمامي ساختمان ها ممنوع و يا مجاز است و در حال حاضر استانداردها، ضوابط، تجهيزات و آزمايشگاه هاي مربوط به استاندارد كردن اين بلوك ها فراهم شده است. 
در ايران نه تنها اين نوع از مصالح ساختماني بلكه تعداد بي شماري از مصالح ساختماني مورد استفاده قرار مي گيرد كه از استانداردهاي اجباري برخوردار نيستند و همچنان در ساختمان سازي به كار مي روند. 
با توجه به بحران خيز بودن تهران در ساختمان سازي نبايد از بلوك هاي قابل اشتعال استفاده شود و نوع غيرقابل اشتعال اين بلوك ها نيز با رعايت ضوابط محدود شود تا از حريق هاي گسترده در ساختمان ها جلوگيري شود. همچنين انبار و نگهداري اين مواد به دليل واكنش هايي كه ممكن است داشته باشند،بسيار خطرناك است و تاكنون شاهد مواردي از حريق انبار اين بلوك ها بوده ايم. 
جالب اينكه اين بلوك ها برخلاف تصور و ذهنيت برخي از كارشناسان، به دليل يكپارچه نبودن در برابر ضربه كوبه اي اثرات مثبت ندارند و بر عكس در تقويت صدا اثرگذار خوبي هستند. 

ترديد در عايق بودن

يك مقام مسئول در موسسه استاندارد نيز در خصوص وضعيت استاندارد بلوك هاي «پلي استايرن» گفت: تدوين استاندارد اين بلوك هاي ساختماني به دليل تاييد خطرناك و سمي بودن، در اولويت كاري برنامه هاي اين موسسه قرار گرفته است. 
او مي گويد: نشست ها و جلسات متعددي در خصوص بررسي اين موضوع تاكنون با حضور موسسه استاندارد، وزارت مسكن و وزارت صنايع در مركز تحقيقات وزارت مسكن برگزار شده است و در جلسه نهايي كه به همين منظور در اوايل خرداد ماه سال جاري در اين مركز تشكيل شد، تصميمات قطعي و نهايي در خصوص اجباري شدن استاندارد بلوك هاي «پلي استايرن» گرفته و اعلام شد. 
اين مقام مسئول در موسسه استاندارد افزود: در صورت اجباري شدن استاندارد اين بلوك ها، وزارت مسكن اخطار لازم را به كليه سازمان هاي درگير با كاربرد اين مصالح خواهد داد تا جلوي استفاده و كاربرد اين بلوك ها گرفته شود. 
مسئول گروه كارشناسان صوت مركز تحقيقات وزارت مسكن نيز در خصوص كاربرد بلوك هاي يونوليتي «پلي استايرن» در ساختمان با انگيزه كاهش و افت صدا مي گويد: اين بلوك ها نمي توانند تاثيري در كاهش صدا داشته باشند اگر چه در ساخت اين بلوك ها يونوليت به كار رفته است ولي تنها به اين دليل نمي تواند عايق صوت باشد و شاهديم كه به راحتي صدا را از خود عبور مي دهند. براي كاهش صوت به چگالي نياز است وبلوك هاي سيماني از چگالي بالايي برخوردار هستند. يونوليت جاذب صوتي بهتري نسبت به بتون است و عايق صوت برتري محسوب نمي شود و به همين دليل يونوليت به تنهايي تاثيري در افت صوت ندارد. 
به گفته كارشناسان تنها در صورتي كه بين ديوار دو جداره يونوليت به كار رود، افت صوتي افزايش مي يابد. 
همچنين عايق هاي حرارتي هم به تنهايي عايق صوت نيستند و در صورتي كه داخل سيستم قرار بگيرند، مي توانند موجب كاهش صوت شوند

طرح و ساخت قاب سبک فولادی (LSF)

خلاصه:
 امروزه سبک سازي يكي از مفاهيم كاربردي در زمينه ايمني در زمان وقوع زلزله به شمار مي رود . اصلي ترين هدف سبک سازي در ساختمان ها، كاهش نيروي وارده به ساختمان در هنگام وقوع زلزله است. براي رسيدن به اين هدف بايد سبک سازي هم در عناصر سازه اي و هم در عناصر غير سازه اي يك ساختمان لحاظ شود. در اکثر ساختمان ها در ايران ، وزن عناصر غير سازه اي از وزن عناصر سازه اي بيشتر مي باشد . بنابراين براي سبک سازي توجه به اجزاي غير سازه اي يك ساختمان كه معمولا قسمت بيشتري از وزن يك بنا را تشكيل مي دهند، مهم تر از بخش اجزا سازه اي مي باشد.در اين مقاله با توجه به ضرورت و راهكارهاي كاهش وزن ساختمان، ملاحظاتي جهت طرح و ساخت قاب سبک فولادی (LSF) با استفاده از مصالح سازه اي سبك ارائه شده است. كه توجه به آنها می توان گام بلندی در جهت حفظ و بهره وري منابع ، مواد ، انرژي وحفظ سرمايه ها وثروت ملي و جلوگیری از تلف شدن انرژی برداشت.

1 . مقدمه : 
در ساختمانهای رایج، سازه علی رغم طراحی پیشرفته ، معمولاً از اجرای ضعیفی در ایران برخوردار است . به این معنی که رفتار واقعی سازه در مواقع سرویس دهی با آنچه طراحی شده کاملاً متفاوت است. لذا نظارت دقیق بر کیفیت اجرا و تطابق با جزئیات محاسبه شده امری کاملا ضروری می باشد. از این رو ساختمانهای پیش ساخته شده در کارخانه به دلیل طی نمودن مراحل کنترل کیفیت و تولید مطابق با نقشه های محاسباتی ر فتار مناسب سازه را در مواقع سرویس دهی خواهد داشت . در این بین قابهای فولادی سبک ( LSF ) با کیفیت ساخت کارخانه ای و اتصالات ساده ، مطمئن، مستحکم و سریع از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند. استفاده از سیستم LSF به دلیل مزایای فراوانی که در ذیل به آن اشاره شده درسالهای اخیر در بسیاری از کشورهای جهان رواج قابل توجهی پیدا کرده است . سيستم LSF كه از اعضاي فولادي سرد نورد شده ساخته مي شود از سال 1946 وارد صنعت ساختمان شد، اما به دليل اقتصادي نبودن كاربرد محدودي يافت. از سال 1990 به دلايل زياد از جمله افزايش قيمت چوب و محدود بودن منابع تهيه آن در این سالها در کشورهایی مانند آمریکا ، آلمان و ... رواج یافت . استفاده از اعضاي فولاد سرد نوردشده از دهه 1850 ميلادي آغاز گرديد. ولي استفاده از آن تا انتشار اولين ضوابط انجمن امريكايي آهن در1946گسترش زيادي پيدا نكرد. اولين استاندارد طراحي بر مبناي تحقيقات انجام يافته در دانشگاه كرنل سال 1939 و با پشتيباني AISI تدوين گرديد. امروزه بدليل كيفيت مناسب ساخت و سرعت بالا و مقاومت بالا در برابر زلزله از آن در كشورهاي انگلستان، امريكا، كانادا، استراليا، ژاپن و... استفاده مي كنند. 
2 . سیستم قاب سبک فولادی:
 سیستم ساخت قاب سبک فولادی Lightweight Steel Framing که به اختصار LSF می نامند، یک سیستم ساختمانی است، که برای اجرای ساختمان های عمدتاً کوتاه مرتبه و میان مرتبه (حداکثر تا 5 طبقه) استفاده می شود و از سیستم های مورد تایید مهندسان عمران در کشورهای توسعه یافته و مدرن می باشد. این سیستم که شباهت زیادی به روش های ساخت ساختمان های چوبی دارد، بر اساس کاربرد اجزایی به نام استاد (Stud) یا وادار و تراک (Track) یا رانر شکل گرفته است و از ترکیب نیمرخ های فولادی گالوانیزه سرد نورد شده، ساختار اصلی ساختمان برپا می شود . مقاطع مورد استفاده در این سیستم U,C و Z است، که معمولاً با اتصالات سرد به یکدیگر متصل می شوند. هر دیوار از تعدادی اجزای عمومی C شکل (استاد) به فواصل 40 تا 60 سانتی متر، که در بالا و پایین به اجزای افقی ناودانی U یا C شکل (تراک یا رانر) متصل شده اند، تشکیل می شود. در صورتی که از مقاطع C شکل به عنوان تراک (رانر) استفاده شود، لازم است برش هایی در محل نصب استاد انجام گیرد. مابین پانل پیش ساخته LSF و بتن سبک از پرلیت پر می شود. در اين بخش اجزا اصلي سيستم LSF به همراه نحوه ي اجراي هر قسمت به اختصار معرفي شده است.
 1.2. شالوده:
 براي نصب ديوارها و برپايي سيستم LSF  شالوده نواري به عمق 40 تا 50 سانتي متر اجرا مي شود. جهت نصب رانرهاي افقي بر روي شالوده نواري انكربول تها در فواصل 40 يا 60 سانتي متري داخل شالوده كار گذاشته مي شوند.
 2.2سیستم کف:
 سیستم کف می تواند از عضو C شکل به صورت تیرکهای متصل به ستون حامل ساخته شود. تیرک های کف می توانند در رنج سایزهای عضوهای C شکل بسته به پارامترهای بارگذاری طراحی شود. سیستم های کف با تیرهای به صورت مشبک کف مستحکم تری را تشکیل می دهند. این می تواند صداهای ناهنجار در اثر خوب بسته نشدن کف به تیرها را حذف کند. این همچنین عایق کاری صوتی بهتری بین طبقه همکف و بالایی انجام می دهد این سیستم کف می تواند روی سازه مسطح یا جایی که کف چند تکه می باشد انجام شود.
 3.2 سیستم بام:
 سازه بام مجموعاً یک سیستم خرپای فولادی است که می تواند با ورقه های فلزی یا پنل ها طراحی شود این یک سیستم خرپای بام است که شامل C75 و C100 به عنوان عضو های مورب و اعضای خرپا استفاده شود. سیستم بام فولادی می تواند تمامی انواع Hip- Gable-Dutchadable و ورق های بام فولادی را انجام دهد و می تواند به طور مستقیم به قاب دیواره متصل شود در هنگام استفاده از تایل خرپای بام چوبی استفاده می شود با عبور دادن Purlins از روی تایل ها فیت کردن آنها انجام می شود.
 3 .فواید سیستم:
 1 - از نظر زیست محیطی، این سیستم ساختمانی در زمره سیستم هایی است که انرژی اندکی برای ساخت اجزای آن مصرف می شود. 2 - فولاد از مصالح محـکم است و شـکل دادن آن راحت می باشد 3 - اینرسی حرارتی کم این سیستم آن را برای ساختمان های اداری، تجاری و دیگر ساختمان های با کاربری منقطع، بسیار مناسب می سازد. 4 - سازگاری مواد و مصالح با شرایط اقلیمی مناطق مختلف ایران 5 - در سازه نیازی به آجر ، بلوک ، سفال ، تیرچه ، کاشی نیست. 6 - عدم استفاده از موادی که برای سلامتی انسان مضر باشد. 7 - کاهش هزینه تمام شده نسبت به ساختمان سنتی ساز وهزینه تعمیر آن در طول زمان نسبت به مصالح دیگر خیلی کم می باشد. 8 - ایزولاسیون در برابر سرما ـ گرما ـ رطوبت و صوت 9 - مقاومت بالا در برابر اشعه خورشید و مقاومت در برابر آتش سوزی 10 - قسمت های حامل بار در اسـکلت فولادی بار بیـشتری را تحمل می کنندو در مقابل آتش و زلزله مقاوم می باشد. 11 - طول عمر حداقل یکصد سال 12 - به علت عدم تاثیر پذیری از رطوبت ،ماهیت قطعات فلزی به هیچ وجه تغییر نمی کند ، برای اینکه جنس سازه گالوانیزه می باشد و امکان پوسیدگی وجود ندارد 13 - با توجه به اتصالات محکم احتمال صدمه دیدن به واسطه طوفان خیلی کم می باشد.
 1.3بررسی نقاط قوت و ضعف سیستم قاب سبک فولادی:
 عوامل مربوط به هزینه این سیستم ساخت، نیازمند نیروی انسانی ماهر، ولی به تعداد کم و در زمان کم است. لذا مجموعه هزینه نیروی انسانی در این سیستم، کمتر از روش های سنتی است. ابزار مورد استفاده نیز نسبتاً کم هزینه هستند، ولی هزینه های بالای تامین مصالح، به خصوص در دوره ای که رواج چندانی نیافته است، این سیستم را جزو سیستم های گران قیمت دسته بندی می کند. این سیستم نیاز به مخارج ادواری خاصی ندارد و هزینه تعمیرات احتمالی آن بسته به نوع خرابی، می تواند خیلی متفاوت باشد. 
2.3عوامل مربوط به زمان:
 از نظر سرعت اجرا، تجربیات سایر کشور ها نشان داده است که این سیستم در زمان کمی برپا می شود و سرعت اجرا نسبت به شیوه های سنتی و حتی صنعتی سنگین بسیار بالاتر است. نسبت فرآوری محصول در کارخانه نسبت به سایت در این سیستم ساخت، بر اساس نوع اجرا و مقدار پیش ساخته سازی، می تواند بسیار متغیر و متفاوت باشد. این سیستم قابلیت اجرا در تمام شرایط جوی را دارد و با تغییرات شرایط جوی، مشکلات جدی در اجرا به وجود نخواهد آمد. . 3.3 مقاومت در برابر زمین لرزه:
 وزن کم این سیستم ساختمانی (در حدود 60 درصد وزن واحد سطح سیستم های رایج ساخت و ساز) باعث می شود نیرو های اعمال شده در صورت وقوع زمین لرزه به طور قابل توجهی نسبت به ساختمان های متداول کمتر باشد، تا حدی که در اکثر موارد، اثر نیرو های اعمال شده توسط باد بیشتر و تعیین کننده تر از نیرو های ناشی از زمین لرزه است. در ضمن، وزن کم این سیستم باعث می شود به عنوان گزینه ای مناسب برای مناطق با مقاومت خاک کم، تلقی شود همچنین قسمت های حامل بار در اسـکلت فولادی بار بیـشتری را تحمل می کنند و در مقابل آتش و زلزله مقاوم می باشد. با توجه به اینکه اتصال اجزاء ساختمان های فولادی مطمئن می باشد کمترین صدمه را از حرکت های جانبی می بیند بنابراین ضایعات زلزله به حداقل می رسد. 
4 .ایرادات سیستم:
 1 - در صورتی که در اجرا تمامی نکات فنی مورد رعایت قرار نگیرد، خطر ایجاد صدا در حالت های انقباض و انبساط است. 2 - اینرسی حرارتی کم این سیستم، آن را برای استفاده دائم مانند مسکونی، با مشکلاتی رو به رو می سازد. 3 - مواد تشکیل دهنده LSF بار حریق ندارند، ولی پروفیل های سرد فرم داده شده مقاومت کمی در برابر حریق دارند و باید به خوبی محافظت شوند. یکی از دلایل اصلی کاربرد گچ به عنوان پوشش داخلی این سیستم ها دستیابی به این هدف است. 7 برتری های ساختمان های شبکه فلزی و فواید آن برای طبیعت - درصد بازیافت فولاد از بازیافت آلومینیم، پلاستیک و شیشه بیشتر می باشد؛ درصد بازیافت صنعتی فولاد در حدود 68% می باشد. - بازیافت فولاد به اندازه 5/1 برابر انرژی مورد استفاده خانواده های ایرانی در طول یک سال صرفه جویی انرژی دارد. - به خاطر خواص ذاتی فولاد تشخیص بازیافت آن از مصالح دیگر راحت تر می باشد. - 88% فلز ساختمان های تجاری تخریب شده در سال 1998 در امریکا بازیافت شده است.
 5 .نتیجه گیری:
 با توجه به مباحث مطرح شده در قسمت هاي قبل، و مثال هايي كه از اجراي پروژه هاي مختلف با استفاده از سيستم LSF و سيستم هاي فولادي و بتني ارائه شد، از اين مقاله نتايج زير به دست مي آيد: بر اساس آمار هاي ارائه شده در مورد تعداد واحد هاي مسكوني مورد نياز در كشور توسط سازمان ها و نهاد هاي مربوطه، براي تأمين مسكن مورد نياز در كشور بايد سالانه در حدود 1.5 ميليون واحد مسكوني ساخته شود كه رسيدن به اين رقم با استفاده از روش هاي سنتي ساخت ، به دليل كارايي و سرعت كم اين روش ها مقدور نمي باشد بنابراين لازم است دولت با توجه ويژه به اين مسئله با ايجاد كارخان هها و تجهيزات مورد نياز ، زمينه ي را براي به كارگيري فناوري هاي پيشرفته و رو شهاي نوين در صنعت ساخت و ساز كشور فراهم نمايد. 
منبع :
 1.Winter, G., “Development of Cold-Formed Light Gage Steel Structures”, AISI regional technical paper, 2. Wei-Wen Yu, “Cold-formed steel Design”, Third Edition, 2000. 3. باقري صباغ، عليرضا، ” كاربرد مقاطع جدار نازك سرد نورد شده در ساختمان هاي ميان مرتبه وكوتاه مرتبه پيش ساخته“ ، دانشكده فني، دانشگاه تهران. 4. سازمان گسترش و نوسازي صنايع ايران سیستم قاب سبک فولادی، دکتر بهروز محمدکاری - دکتر رسول احمدی، مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، 1387 5. NAHB Research Center, “Steel Frame House Construction”, third printing 2005. 6. Landolfo, R., et al. “Seismic behavior of sheathed cold-formed structures: physical tests”. Journal of Structural Engineering, ASCE 2006; 132(4):570–81. 7. Serrette, R., Encalada, J., Matchen, B., Nguyen, H., and Williams, A. “Additional shear wall values for light weight steel framing.” Rep. No. LGSRG-1-97, Light Gauge Steel Research Group, Dept. of Civil Engineering, Santa Clara Univ., Santa Clara, Calif. 1997b. 8. American Society of Civil Engineers, “Bracing Cold-Formed Steel Structures”. 9. American Iron and Steel Institute, "Specification for the Design of Cold-Formed Steel Structural Members", 1998. 10 . ” آئين نامه طراحي ساختما نها در برابر زلزله، استاندارد 2800 ، (ويرايش سوم)“. 11. U.S. Army Corps of Engineers, Engineering and Construction Division Directorate of Military Programs Washington, “Design of Cold-Formed Load Bearing Steel Systems and Masonry Veneer / Steel Stud Walls”, 1998. در ساخت و ساز سريع“ ، همايش LSF 12 . مستاجران گورتاني،آرش.، آذري، آرين دخت.، وثوقي فر، حميدرضا.،” بررسي كاربرد فناوري نوين . فناوري هاي نوين در صنعت ساختمان، فرهنگسراي جوان قم، تابستان 1387 13. Moghimi, H., Ronagh, R., “Performance of light-gauge cold-formed steel strap-braced stud walls subjected to cyclic loading”.Journal of engineering structures, 2008.

ارسال شده توسط کاربر: mohammadrezazare

ارسال پیغام خصوصی به کاربر

آیازلزله خوزستان راتهدید می کند

نویسنده: رسول صالحی 
  

قبل ازپرداختن به موضوع تهدیدزلزله برای خوزستان ،به تحلیلی اجمالی وکارشناسی به ماهیت وجودی زلزله میپردازیم.اصولا زلزله به لغزش وخرد شدن سنگهای محل تلاقی دو صفحه ازصفحات کره زمین به هم اطلاق می شود،حال می خواهیم  بدانیم که منظوراز صفحات ومحل اتصال این صفحات به هم چیست؟دریک توضیح ساده اگر کره زمین رابه یک توپ شیشه ای یایک تخم مرغ تشبیه کنیم وترکهایی بر روی سطح آن ایجاد نماییم، هرکدام از صفحات وسطح های ایجاد شده برروی آن یک صفحه ومحل اتصال صفحات به هم که بصورت زیگزاک میباشد گسل نامیده میشود.حال به این نکته می رسیم که دلیل لغزش و اصولاً حرکت صفحات کره زمین چیست؟و تکان زمین و زلزله چگونه و در چه نقاطی اتفاق می افتد؟

کره زمین از سه لایه یعنی پوسته،گوشته و هسته تشکیل گردیده است.

پوسته که ضخامت و عمق آن تا 100 کیلومتر می باشد لایه رویی و سخت و سنگی زمین را تشکیل می دهد،گوشته لایه نیمه مذاب در زیر لایه پوسته و هسته لایه مذاب«سنگهایی که بدلیل فشار لایه های رویی و گرمای ناشی از فشار مذاب می باشند»درونی زمین می باشد.پوسته یا لایه رویی زمین به و صفحات تشکیل دهنده آن دلیل نیمه مذاب و سیال بودن لایه زیرین یا گوشته حرکتهایی را نسبت به همدیگر داشته بطوریکه بر اساس یک نظریه،تمام قاره های زمین در میلیاردها سال پیش یک سطح پیوسته را تشکیل می دادند و بر این اساس وقتی یک صفحه در حین حرکت به یک صفحه دیگر برخورد می نماید صفحه مجاور جلوی حرکت صفحه در حال حرکت را گرفته تا جایی که نیروی فشاری صفحه در حال حرکت به حدی برسد که در محل اتصال سنگهای محل اتصال دو صفحه که گسل نامیده  
 
 
 
 
 

میشود را خرد و دچار لغزش و حرکت نماید که فرایند این موضوع دو نوع امواج طولی و عرضی است که 

قسمت مخرب زلزله ناشی از امواج عرضی برخورد و خرد شدن سنگهای ما بین دو صفحه می باشد.

حال می خواهیم به سوالاتی که همواره در ذهن مردم خوزستان است بپردازیم. 
 
 

آیا زلزله قابل پیش بینی است؟

چرا زلزله در ایران بیشتر از نقاط دیگر مانند ژاپن خرابی در بر دارد؟

کدام شهرها در مسیر گسل قرار داشته و عرض گسل چند متر یا کیلومتر است؟

چه شهرهایی در استان زلزله خیز می باشند؟

در خصوص پیش بینی زمان زلزله باید گفت:تا کنون هیچ علم و تکنولوژی در جهان نتوانسته زمان زلزله را پیش بینی کند و اولین علامت بروز زلزله معمولاً چند ثانیه قبل از وقوع آن بدلیل رسیدن امواج طولی آن به زمین که سرعت بالایی داشته و غیر مخرب می باشند قابل تشخیص است که این امواج تنها توسط حیوانات و دستگاههای زلزله نگار قابل درک است.

اما این امیدواری وجود دارد با پیشرفت علم در سالهای آتی با مطالعه بر روی انرژی فشاری زخیره شده در گسلها و مقاومت و ضخامت سنگهای آن زمان تقریبی آن قابل پیش بینی شود.

همچنین در خصوص این موضوع که چرا بعضی زلزله ها با بزرگی مثلاً 6 ریشتر در کشور ژاپن دو کشته داشته و همین زلزله در شهرهای ایران دهها هزار نفر،باید گفت:میزان تلفات و خرابی یک زلزله تابع چند پارامتر است و نمی توان شدت زلزله را معیار خرابی و تلفات زلزله دانست که این پارامترها عبارتند از:

1)عمق و نوع زلزله از سطح زمین:زلزله ها از نظر عمق وقوع،به سه دسته زلزله های سطحی با 40 کیلومتر عمق،زلزله های نیمه عمیق تا 60 کیلومتر عمق و زلزله های عمیق تا 100 کیلومتر عمق تقسیم می شوند و مسلماً زلزله ای در عمق 100 کیلومتر از سطح زمین رخ دهد امواج آن قبل از رسیدن به زمین تمام انرژی خود را از دست داده و شاید یک زلزله 7 ریشتری را در حد یک زلزله بسیار ملایم ضعیف نماید.در صورتیکه یک زلزله در عمق 15 کیلومتری«بم» با شدت کمتر دهها هزار نفر تلفات در بر خواهد داشت که البته بدلیل جوان و کم قطر بودن صفحه ایران معمولاً تمام زلزله ها در ایران از نوع سطحی خواهد بود.

2)مدت زمان زلزله:

دومین پارامتر در میزان خرابی زلزله مدت زمان زلزله زمین می باشد.بعنوان مثال یک زلزله  6 ریشتری با زمان 20 ثانیه خرابی بیشتری از یک زلزله 7 ریشتری با زمان 5 ثانیه خواهد داشت،چرا که ساختمانها در زمان زلزله بر اساس سختی بنا مدتی در مقابل خرابی مقاومت می نماید و هر چه زمان بیشتر شود ساختمانهای بیشتری مقاومتشان به پایان خواهد  رسید.

3)نوع مصالح و طراحی و نحوه اجرای ساختمانها:

هر چند در زمینه طراحی مهندسی با وجود برنامه های پیشرفته در ایران قابل رقابت با طراحیهای جهان هستیم و از نظر مصالح نیز فاصله زیادی با استانداردهای جهانی نداریم اما متاسفانه در زمان اجرا ساختمانها یا بدون طراحی و محاسبه اجرا می شوند و یا نکات اجرایی را در نظر نمی گیریم.حال به پاسخ سوال دیگر می پردازیم یعنی کدام شهرها خطر وقوع زلزله بیشتری را دارند؟

همانگونه که گفته شد،زلزله بدلیل لغزش سنگها در محل اتصال درصفحه«گسل» ایجاد می شود پس مسلماً شهرهایی که بر روی گسل واقع شده اند خطرات بیشتری نسبت به سایر شهرهای استان و کشور دارند و بر همین اساس شهرهایی که بر روی گسل اتصال دو صفحه ایران و عربستان واقع شده اند بیشترین خطر وقوع زلزله را در کمین خواهند داشت که شهرهای ایذه،مسجد سلیمان و لالی تقریباً در همین مسیر واقع شده اندودراین شهرهامیبایست ازساخت وساز در مسیر گسل به اندازه عرض گسل اجتناب ورزیده و شهرها را از روی گسل خارج نمود و ساختمانهای ایجاد شده موجود بر روی گسلها را مقاوم سازی نمود.

روش های نوین جمع آوری فاضلاب

باکتری های موجود در فاضلاب با تکثیر خود در زمان توقف فاضلاب در سپتیک عمل هضم را انجام می دهد و مواد جامد فاضلاب را به لجن تبدیل می کند.

این مایع با سر ریز از سپتیک تانک خارج شده و به حوضچه پخش می ریزد و از طریق دیوار های مشبک حوضچه جذب زمین می گردد . البته این روش در آمریکا مجاز است ولی در ایران باید مایع فاضلاب پس از خروج از سپتیک در حوضچه کلر زنی , کلر زنی گردد و سپس دفع شود .

فاضلاب پس از ورود به انباره به دلیل کاهش سرعت جریان آن قسمتی از مواد معلق خود را به صورت ته نشینی از دست می دهد و از سوی دیگر انباره بیرون می رود و مواد ته نشین شده به صورت لجن در کف انباره جمع می شوند. این لجن حاوی ارگانیسم های زنده مفیدی می باشد. این ارگانیسم ها از فاضلاب ورودی به عنوان غذا استفاده کرده و بدین ترتیب فاضلاب را تصفیه می کنند و به این دلیل حجم لجن در این سیستم تقریباً ثابت بوده و تا چند سالی نیاز به تصفیه لجن ندارد.

محاسن سپتیک تانک:

سرعت اجرا.

مناسب برای زمین های دژ و یا زمین هایی که قدرت جذب بسیار کمی دارند و یا مناطقی که سطح آبهای زیر زمینی در آن بالا باشد.

به دلیل استقرار در زمین فضایی را اشغال نمی نماید.

هزینه بسیار مناسب.

بدلیل عدم استفاده از تجهیزات الکترومکانیکال نیازی به تعمیر و هزینه نگهداری و اپراتور ندارد.

‌ که سپتینک تانک ها در چند روش بکار می روند:

1) روش سپتیک تانک ثقلی( Septic Tank Effluent Gravity STEG)

در این روش یک پیش تصفیه بر روی فاضلاب صورت می گیرد و مشکلی جهت تامین سرعت خودشستشویی وجود ندارد چون مواد جامد معلق درشت در سپتیک تانک مانده و اختلالی در تامین سرعت خودشستشویی ایجاد نمی کنند. در سپتیک تانک لازم نیست که قطر لوله 200 mm و یا بالاتر انتخاب گردد.

این روش برای جوامع کوچک کاربرد دارند و چون قطرها کوچک هستند، می توان از لوله های پلاستیکی استفاده نمود زیرا خوردگی این نوع لوله ها کمتر است و مشکل نشتاب وجود ندارد.

فاضلاب بدون هیچ پیش تصفیه ای وارد شبکه جمع آوری شده و به صورت ثقلی به سمت تصفیه خانه حرکت می کند. حداقل قطر لازم 150 تا 200 mm است. جهت جلوگیری از رسوب جامدات معلق، حداقل قطر 6/ متر بر ثانیه حفظ باید گردد. جهت تمیز کردن آنها وجود منهول الزامیست. بدلیل آب بند نبودن کامل شبکه جمع آوری سنتی، یکی از مشکلات اصلی Infiltration یا نشتاب به داخل و Exfiltration یا نشتاب به خارج می باشد. در این روش قطر شبکه کم است ( حدود 25 تا 50 mm ) و لوله های پلاستیکی مورد استفاده قرار می گیرند.

لوله های خروجی از منازل، در ابتدا وارد سپتیک تانک می گردند. بدلیل اینکه در این حالت مواد جامد قابل ته نشینی وجود ندارد. سیستم با قطر کم و شیب کمتر قادر به انتقال فاضلاب خواهد بود. این سیستم به دلیل اینکه کاملا آب بند می باشد، امکان نشتاب به داخل و یا خارج وجود ندارد. عمق کارگذاری لوله ها در این سیستم حدود 9/ متر می باشد.

2) روش سپتیک تانک با پمپ ( Septik Tank Effluent Pump )

این روش، شامل شبکه تحت فشار می باشد. در این روش، سپتیک تانک مجهز به صافی و پمپ با فشار بالاست. فاضلاب خروجی توسط لوله هایی با قطر کم، که تحت فشار می باشند، پمپاژ می شود. شبکه جمع آوری فاضلاب اصلی نیز در این روش تحت فشار می باشد.

قطر لوله های تخلیه در این سیستم 25تا38 mm است. قطر لوله های اصلی حداقل 50 mm می باشد. مانند سیستم STEG مشکل نشتاب در این سیستم نیز وجود ندارد. در این سیستم شبکه در عمق بسیار کم گذارده می شود و لوله ها دارای انعطاف کافی هستند، به همین دلیل نیاز به شیب دهی نیست.تنها مشکله مربوطه، زمانی است که سطح آب زیرزمینی بالاست و منطقه سنگلاخی است. این سیستم اولین بار در سال 1968 و در

آمریکا بکار برده شد.

3) Pressure Sever With Grinder Pump

این سیستم شبیه روش دوم است ولی بجای استفاده از پمپ ساده از پمپی استفاده می شود که قدرت بیشتری دارد. در این سیستم برای شبکه جمع آوری از سپتیک تانک استفاده نمی شود و بجای آن از یک پمپ خردکننده برای خرد کردن جامدات استفاده می شود. بنابراین می توان از شبکه هایی با قطر کوچک استفاده کرد. مانند روش STEP این شبکه نیز با قطر کم و عمق کارگذاری کم استفاده می شود ولی در این روش به دلیل عدم استفاده از پیش تصفیه مقدار جامدات معلق، چربی و روغن بیشتر خواهد بود.

4) روش خلا

در این سیستم از شبکه ای استفاده می گردد که تحت فشار منفی و خلا قرار دارد. در این روش جایگزین نیز مانند حالت های قبلی، قطر لوله ها کم، عمق کارگذاری شبکه نیز کم و شتاب نیز وجود ندارد.

روش های جایگزین مورد بحث عموما برای جوامع کوچک و غیر متمرکز استفاده می شود. از بین این روشها تنها سیستم STEG قابل استفاده است.

منبع:http://www.ast.co.ir