برجهای هزاره سوم ( از پروژه های مهم در حال ساخت تهران )

 

سيستم سازه اي برج‌هاي هزاره سوم

در تشريح سيستم سازه‌اي اين برج‌ها لازم است به دونكته اصلي توجه شود. در واقع اين سيستم از دو بخش تقريباً مجزاي ثقلي و لرزه بر تشكيل شده است. اصطلاحات لرزه بر و ثقلي بر اساس مقدار جذب برش نيروي زلزله توسط هر يك از سيستم‌ها، به آنها نسبت داده شده است.

الف) سيستم لرزه بر: در طرح اين برج‌ها از دو سيستم لوله اي متداخل، به اضافه مهاربندي همگرا به عنوان بخش لرزه بر

ساختمان استفاده شده است . قاب‌هاي سيستم لرزه بر در پيرامون سازه قرار گرفته‌اند؛ ضمن آنكه دو قاب لرزه بر مياني هم در يك جهت موجود مي‌باشند

ب) سيستم ثقلي:

سيستم ثقلي كه ميان بخش لرزه بر محصور شده است، بر روي ستون‌هاي مياني كه تقريباً با راندمان 100% بطور ثقلي عمل مي‌كنند، قرار گرفته است و تيرهايي كه اين ستون‌ها را به سيستم لرزه بر پيراموني مرتبط مي‌كنند عموماً - به جز سه طبقه پايين - با اتصال ساده طرح شده‌اند. با توجه به توضيحات فوق ملاحظه مي‌شود، سختي اين تيرها نقشي در نحوه توزيع بارهاي جانبي نخواهد داشت و به اين جهت در مدل، ساده سازي صورت گرفته است.

استفاده از تيرهاي با مقطع متغير در طرح تيرهاي ثقلي علا‌وه بر صرفه‌جويي در مصالح، به جهت ايجاد مسيري مناسب براي عبور لوله‌هاي تأسيساتي صورت گرفته است و به اين ترتيب نيازي به افزايش بيشتر ارتفاع طبقه نمي باشد.

سيستم سقف برج‌هاي هزاره سوم

سقف اين برج‌ها از نوع كامپوزيت است و عملكرد دال‌هاي آن به صورت دوطرفه مي‌باشد.

همان‌طور كه در گزارش مندرج در شماره پنجم ذكر شده مطالعات ژئوتكنيك، ژئوفيزيك، تهيه طبف ويژهِ ساختگاه، زهكشي و كنترل كيفيت عمليات بتني اين پروژه توسط مهندسان مشاور دريا خاك پي در دست انجام است.

مطالعات ژئوتكنيكي در محدوده احداث برج‌ها

مطالعات ژئوتكنيكي به منظور تعيين خصوصيات خاك و لايه‌هاي زمين در محدوده احداث برج‌ها به شرح زير انجام پذيرفته است:

الف) مطالعات ژئوتكنيك اكتشافي تكميلي‌

‌‌تعيين مشخصات فيزيكي و مكانيكي لايه هاي خاك 

تعيين پارامترهاي موثر در پايداري و تغيير شكل پذيري لايه هاي خاك 

تعيين ظرفيت باربري و نشست خاك و پيشنهاد گزينه هاي مناسب پي‌

تعيين مشخصه هاي خاك جهت برآورد نيروي زلزله 

شناسايي شرايط هيدروژئولوژيكي و آبگذاراني لايه هاي خاك 

بررسي امكان وجود نابهنجاري هاي ژئوتكنيكي در محدوده مورد نظر

ب) مطالعات تهيه طيف ويژه ساختگاه

تعيين لرزه خيزي ساختگاه 

تعيين مشخصات هندسي ديناميكي لايه هاي آبرفتي 

انجام تحليل بزرگنمايي حاصل از اثر وجود آبرفت 

تهيه شتاب نگاشت طراحي در سطوح مختلف‌

تهيه طيف طراحي در سطوح مختلف لرزه اي در رقوم‌هاي موردنظر

بررسي نشست سازه

در بررسي نشست سازه شالوده گسترده در وسط ساختگاه، داده هاي مورد نياز براي انجام اين تحليل‌ها با استفاده از آزمايش‌هاي برجا و آزمايشگاهي تعيين گرديد.

اثر لايه سطحي خاك كم مقاومت در كف گود، با در نظر گرفتن يك لايه جديد با ضريب ارتجاعي نسبتاً كمتر مدل گرديد.

با توجه به يكنواختي بافت زير سازه، حداكثر نشست مجاز ساختمان 100 ميليمتر در نظر گرفته شده است. مقايسه نتايج محاسبات نشست بااستفاده از نرم‌افزار Plaxis نشان مي‌دهد كه حداكثر ميزان نشست محاسبه شده از نشست مجاز (100 ميليمتر كمتر) مي‌باشد.

سيستم پي‌

با توجه به نوع سيستم باربر جانبي براي برج‌هاي شمالي، مركزي و جنوبي كه سيستم لوله اي درجداره خارجي هريك از برج‌ها مي‌باشد دو گزينه زير براي پي برج‌ها قابل بررسي است:

الف) سيستم پي گسترده براي هريك از برج‌هاي شمالي، جنوبي و مركزي؛ به طوري‌كه با درزهاي انقطاع از يكديگر مجزا گرديده باشند.

ب) سيستم پي گسترده يكپارچه و بدون درز انقطاع براي هر سه برج شمالي، جنوبي و مركزي.

در سيستم گزينه الف با توجه به يكسان بودن برج‌ها به لحاظ مشخصه هاي ديناميكي بروي خاك ناحيه درز به صورتي است كه فشار زياد برج مركزي موجب مي گردد كه خاك زير برج شمالي تحت اثر فشار قرار گرفته و پي برج شمالي تمايل به بلند شدن از روي آن داشته باشد.در صورتي‌كه از گزينه (ب) استفاده شود، 2 نيروي فشاري و كششي با يكديگر متعادل گرديد وتنش‌ها در زير پي و روي خاك توزيع يكنواخت تر خواهد داشت، لذا استفاده از پي گسترده يكپارچه براي بارهاي جانبي منطقي‌تر مي‌باشد. از طرف ديگر طولاني بودن پي موجب مي‌گردد كه تنش‌هاي ناشي از درجه حرارت و جمع شدگي، باعث تأثيرات نامطلوبي در پي گردد و علاوه بر آن، چنانچه تحت اثر بارهاي ثقلي غير همزمان قرار گيرد، در پي، ايجاد تنش هاي زياد بنمايد. بنابراين بتن ريزي در زير هر يك از برج‌ها بصورت مجزا ودر عرض به فاصله 30 الي 50 سانتيمتر انجام گرديده است و پس از اعمال كليه بارهاي ثقلي و مرتفع شدن اثرات جمع شدگي ودرجه حرارت، اين فاصله‌ها با بتن مرغوب به همراه مواد منبسط شونده پر مي‌گردند.

بررسي مخاطره پذيري لرزه‌اي منطقه

گستره تهران در كوهپايه‌هاي جنوبي كوه‌هاي البرز مركزي قرار گرفته و شمالي‌ترين فرونشست ايران مركزي به حساب مي‌آيد. كوه‌هاي البرز در شمال تهران متشكل از يك سري چين خوردگي‌هاي با امتداد شرقي- غربي است و شدت دگرريختي در دو كناره شمالي گسله تهران به بيشترين مقدار خود رسيده و بلندي‌هاي البرز به ترتيب بر دشت كناري خزر در شمال و دشت تهران در جنوب رانده شده است.

از مهمترين گسل‌هايي كه نزديكترين فاصله تقريبي آنها از ساختگاه حدود كمتر از 10 كيلومتر مي‌باشد مي‌توان موارد زير را نام برد: گسل شمال تهران، گسل امامزاده داوود، پورگان ورديج، نياوران، محموديه، طرشت، عباس آباد، گسل تلويزيون، باغ فيض، نارمك و در محدوده ساختگاه موردنظر باتوجه به خاكبرداري قابل توجهي كه انجام شده بود آثار گسلي مشاهده نگرديد.

بررسي روند لرزه خيزي

بررسي روند لرزه خيزي اين گستره بااستفاده از به كارگيري روش kijko در سه حالت انجام گرفته است:

حالت اول: بادر نظر گرفتن فقط لرزه هاي تاريخي‌

حالت دوم: با منظور نمودن لرزه‌هاي سده بيستم

حالت سوم: تركيبي از مجموع حالت‌هاي اول و دوم با در نظر گرفتن لرزه هاي تاريخي و لرزه هاي سده بيستم

احتمال عدم رويداد لرزه اي با بزرگي 7 ريشتر در طول مدت 50سال يا 100 سال به ترتيب حدود 60 و 35 درصد مي باشد؛ يعني براي سازه اي باعمر مفيد 50 يا 100 سال مي توان اين احتمال عدم رويداد را در نظر گرفت.

بيشينه مقادير شتاب قائم و افقي زمين

در مطالعات انجام شده با استفاده از برنامه seisrisk III بيشينه مقادير شتاب زمين محاسبه شده‌اند. اطلاعات ديگري نظير رابطه طول گسلش و بزرگي مورد نياز بوده است كه آن نيز با استفاده از روابط شناخته شده جهاني (رابطه ولز - كاپراسميت) به دست آمده‌اند. بر اساس اين محاسبات مقادير شتاب افقي و قائم در سازه هاي زماني مختلف (30، 50، 75 و 100سال) با احتمال فزوني خاص (50%، 37 %، 10%) برآورد شده‌اند.

در صورتي‌كه عمر مفيد سازه 50 سال فرض شود با در نظر گرفتن احتمال فزوني 37 درصد، مقادير شتاب افقي و قائم به ترتيب0/63 g و0/72 g برآورد شده است.

بررسي پاسخ ديناميكي آبرفت‌

به اين منظور به عنوان يك روش اندازه‌گيري سريع و اقتصادي در محل ساختگاه چهارگمانه با عمق هاي 65/75, 50 , 50 , 65/75 متر حفر گرديد و لايه‌هاي آبرفت مورد آزمايش محل S.P.T قرارگرفته و نمونه هاي حاصله تحت آزمون‌هاي آزمايشگاهي قرار گرفتند. اين روش با دقت قابل قبولي سرعت انتشار امواج را در لايه‌هاي خاك به دست مي دهد.

با استفاده از نتايج آزمايش محلي و نفوذ استانداردS .P.T از طريق روابط تجربي موجود براي درك رفتار ديناميكي توده آبرفت در محل ساختگاه تحت اثر حركات لرزه‌اي، طيف‌هاي پاسخ آبرفت براي سطوح شتاب (5/0,35/0,3/0,25/0,23/0,2/0,15/0,1/0) برابر شتاب ثقل محاسبه شده‌اند. براي اين محاسبات از نرم‌افزارEER استفاده شده است. A سطح شتاب مبنا(D.B .L ) براي سنگ بستر براساس تحقيقات موجود، 36/0 شتاب ثقل و سطح شتاب بيشينه طراحيM.D0/5 ( . ) شتاب ثقل ملحوظ گرديده است لكن براي مشاهده تغييرات پاسخ آبرفت به سطوح شتاب مختلف، دامنه‌اي از سطوح شتاب از 1/0 تا 5/0 شتاب ثقل مورد تحليل قرار گرفته است.

اثرات توپوگرافيك‌

به دليل قرارگيري ساختگاه در مناطق مسطح، اثرات توپوگرافي عملاً تأثير چنداني بر روي طيف پاسخ ساختگاه ندارد.

طيف طراحي زلزله

بررسي‌ها نشان مي‌دهد كه اثر آبرفت به طور مشخص طيف پاسخ سنگ را تحت تاثير قرارداده است ، به‌طوري‌كه در پريودهاي پائين (كمتر از نيم ثانيه) باعث كاهش مقادير طيفي شده است. روند فوق مبين اين موضوع است كه اثر وجود آبرفت باخصوصيات غيرخطي پريود اصلي طيف پاسخ را به مقادير پريودهاي بزرگتر انتقال داده است .

همچنين پهناي مقدار حداكثر طيفي به مقدار قابل توجهي افزايش يافته و طيف وسيعتري از پريود ها را دربرگرفته است كه چنانچه پريود اصلي سازه در اين محدوده قرار بگيرد به علت بروز پديده تشديد، بيشترين شتاب پاسخ طيفي در سازه به وجود خواهد آمد كه ملاحظات لازم بايد در نظر گرفته شود.

با توجه به مطالب فوق، طيف پيشنهادي DBL حداكثر مقادير طيفي را بين پريودهاي 04/1و 27/0 ثانيه برابر 0/85 g دارد و طيف پيشنهادي MDL حداكثر مقادير طيفي خود را در محدوده بين پريودهاي 44/0 تا 84/0 ثانيه برابر با 0/38 g دارد.

در نتيجه در هر سطح شتاب طراحي سازه به نحوي انجام شده است كه پريود اصلي سازه در محدوده شتاب حداكثر طيفي قرار نگرفته است و پديده تشديد اتفاق نيفتاده است.

كنترل كيفيت مصالح و نظارت اجرايي‌

از آنجا كه طراحي مناسب توا‡م با اجراي دقيق و كنترل كيفيت مصالح، مقاوم‌سازي سازه را در برابر نيروهاي وارده امكان‌پذير مي‌سازد، در اين پروژه نسبت به كنترل كيفيت مصالح بكار رفته اقدامات زير انجام مي‌گيرد:

1. كيفيت بتن :

به منظور دسترسي به كيفيت مطلوب و جلوگيري از نابودي خواص بتن - در حين حمل - نسبت به دايركردن بچينگ پلنت در محل كارگاه مبادرت نموده و در تمام مدت اقدامات لازم نظير تست مواد سنگي، سيمان و آزمايش‌هاي مربوطه با استقرار آزمايشگاه محلي انجام مي‌شود.

2. كيفيت مصالح فولادي:

براي بررسي كيفيت مصالح فولادي تمام مصالح قبل از ورود به كارخانه ساخت تحت آزمايش‌هاي مربوطه قرار گرفته و بعد از حصول اطمينان از تطابق مشخصات مواد فلزي با موارد در نظر گرفته شده در طراحي، اجازه حمل داده مي‌شود.

همچنين در كارگاه ساخت با استقرار يك اكيپ (Q.C ) تمام آزمايش‌هاي مربوط به جوش نظير آزمايشات ذرات مغناطيسي( M.T ) اولتراسونيك(U.T ) ، رنگ‌هاي نافذ( P.T) و راديوگرافي( R.T) و همچنين اجراي دقيق روند جوشكاري(W.P.S ) جهت جلوگيري از ايجاد تنش‌هاي پسماند بعد از جوشكاري كنترل مي‌گردد.

از آنجا كه اين سازه داراي اتصالات پيچ و مهره اي (اصطكاكي و اتكايي) مي‌باشد، تمام آزمايش‌هاي مربوط به پيچ نظير آزمايش تركيب شيميايي كوانتومتري، سختي سنجي، كنترل ابعادي، كشش كلگي، ريز‌سختي‌سنجي و ... نيز انجام مي‌گيرد. دركارگاه نصب هم ضمن نظارت كافي به لحاظ اطمينان از انجام اتصالات اصطكاكي ضمن استفاده از تركمتر از واشرهاي D.T.I جهت كنترل مضاعف ايجاد اصطكاك لازم در اتصالات استفاده مي‌گردد.

منبع : سایت ساختمان و کامپیوتر

نمای بی هویت ،شهر را بی هویت می کند

نماي هر ساختمان در شكل‌دهي به مجموعه شهري كه در آن حضور دارد، موثر است. اگر به نماي يك ساختمان بدون در نظر گرفتن نماي ديگر ساختمان‌هاي شهر توجه شود، همگوني نماي شهري در مجموع از بين مي‌رود. 
به نقل از پايگاه اطلاع رساني شهرسازي و معماري، بررسي آماري نشان دهنده اين موضوع است كه در هر سال 50 ميليون نفر به جمعيت شهر نشين كشورهاي در حال توسعه اضافه مي‌شود. در ايران نيز شهر نشيني طي دهه‌هاي گذشته با شتاب فزاينده اي گسترش يافته و همچنان اين روند ادامه دارد. 

رشد سريع جمعيت و گرايش مردم به شهر نشيني، تقاضاي فزاينده‌اي را براي تهيه مسكن به دنبال داشته كه اين موضوع در پي خود مشكلات عديده اي در زمينه توسعه شهري بوجود آورده است. ناتواني در پاسخگويي مطلوب و مناسب به اين مساله، وضعيت نا مطلوبي را به صورت بي مسكني، بد مسكني و تنگ مسكني براي بسياري از اقشار جامعه به همراه آورده است.

مسكن به عنوان يكي از نيازهاي نخستين بشر، ابتدايي ترين سوالي بوده كه انسان سعي در يافتن پاسخي مناسب و معقول براي آن بوده است، اما هميشه در برنامه ريزي‌هاي ملي به مسكن نه به عنوان محلي براي آسايش ساكنان در ابعاد عيني و ذهني، بلكه به عنوان يك مشكل اقتصادي و فقط از اين بعد بر خورد شده است.

سازندگان و توليدكنندگان مسكن آزاد به‌دليل اينكه به‌دنبال فروش سريع و بازگشت سرمايه خود هستند، سعي در هر چه بيشتر مطرح كردن خود در محله مسكوني و نمايشي متمايز از بناي خود دارند و به همين دليل يكي از دلايل عمده ناهماهنگي نماي ساختمان‌ها در سطح شهر هستند.

در رابطه با مسكن تعاوني شرايط بدتري وجود دارد. به دليل وضعيت مالي ضعيف سازندگان و اينكه ساكنان و مالكان به‌دنبال فروش ساختمان نيستند، بدون انجام عمليات پاياني نظير نماسازي مورد استفاده قرار مي گيرند و يا با كمترين هزينه و بدون طراحي نما، حجم و كالبد ساختمان رها مي‌شود. البته در سال‌هاي اخير در شهر تهران هيچ ساختماني بدون نماسازي نبوده است، ليكن اين مساله در شهرستان‌ها همچنان انجام مي‌شود.

چگونه به موضوع نما در معماري بينديشيم؟

نما در لغت نامه دهخدا به معناي صورت ظاهري هر چيزي، آنچه كه در معرض ديد و برابر 

چشم است، آنچه از بيرون سوي ديده مي شود، منظره خارجي بنا و عمارت،‌ قسمت خارجي ساختمان و نماسازي، فن روسازي ساختمان و ساختن نماي عمارت است.

در سال‌هاي اخير پس از مطرح شدن دوباره اهميت فضاهاي عمومي و ارزش زندگي شهري، نما اهميت دوباره اي يافته است. نما در عمل درون ساختمان را از بيرون و فضاي خصوصي را از فضاي عمومي جدا مي كند. نما حاكي از موقعيت فرهنگي سازندگان ساختمان است و نشانگر ميزان نظم طرح ساختمان، امكانات و ذوق تزيين و خانه آرايي طراح و مالك است. يك نما به مثابه معرفي وضعيت ساكنان ساختمان در بين عموم است. نما در واقع صورت ساختمان و بهترين بيان حالتي است كه فرد طراح يا مالك از خود در برابر بيرون دارد. نماهاي داخل ساختمان بيشتر جنبه خصوصي دارند، ليكن نماهايي كه به سمت كوچه و بافت شهر باز مي‌شوند، جنبه عمومي تر دارند. 

بنابراين وجوه پشت و جلوي ساختمان از يك طرف داراي نمود اجتماعي و از طرف ديگر نمود مشخص ساكنان خود است بنابراين نماي هر ساختمان بايد هم با فضاي عمومي همبستگي داشته باشد و هم بتواند حجم داخلي ساختمان را بيان نمايد.

نماي هر ساختمان موثر در مجموعه شهري است كه در آن حضور دارد و اين تاثير را در بدنه خيابان‌ها يا ميدان‌ها كه در آن قرار گرفته است مي گذارد. اگر به نماي ساختمان واحدي، بدون در نظر گرفتن نماي ديگر ساختمانها فكر شود، همگوني نماي شهري در كليت از بين مي‌رود. 

تناقض بين جنبه شهري و بيان فردي نما در صورتي مي‌تواند از بين رود كه ساختمان جزيي از شهر در نظر گرفته شود و ارتباطات آن با محيط اطراف چند جانبه باشد. نماي رو به كوچه و خيابان بايد تابع عوامل همبستگي بين نماهاي اطراف باشد. اما در عين حال بر اساس تركيبي از اجزا مختلف بر حسب عملكرد، ابعاد و مصالحشان شخصيت خاص خود را دارد. 

نما در واقع يك سطح صاف و تخت نيست بلكه آن سطح انتقالي بين فضاي داخل و خارج است كه با عقب نشستگي و پيش آمدگي، تراس و غيره با فضاي داخل مسكن ارتباط پيدا مي‌كند. 

براي اينكه نماي ساختمان حريم خصوصي ساكنان خود را حفظ كند بايد نسبت به خيابان بسته‌تر و محفوظتر باشد.

نماي ساختمان بايد به‌دنبال خلق يك كليت هماهنگ به‌وسيله تناسب خوب پنجره ها، بازشوهاي در، سايبان و محدوده سقف‌ها،‌ سازه عمودي و افقي، مصالح، رنگ، عناصر تزييني و... باشد. پنجره‌ها همواره با ديگر عناصر ديوار، ‌سطوح باز و بسته، تيره وروشن، صاف و ناهموار را بوجود مي آورند. به علت تكرار دوره اي پنجره ها، در ساختمان‌هاي چند طبقه، نظم كاملي به چشم مي‌خورد. اما گاه به‌علت افزايش نور در طبقات بالاتر كاهش داده مي‌شود و اين نظم آهنگ خود را از دست مي‌دهد.

جداسازي عناصر افقي و عمودي تاثير كلي در نما دارد. تناسبات عناصر ساختمان لازم است با كل ابعاد ساختمان مطابقت داشته باشد. براي مثال در ساختمان‌هاي كوتاه عريض، ابعاد عرضي غالب خواهد بود. در ساختمان‌هاي بلند عناصر باريك برتري خود رانشان مي‌دهند. در و پنجره و نعل درگاه‌ها تاثير خاصي در نما مي‌گذارند. ناودان‌ها، سايه بانها، پيش آمدگي‌هاي سقف و بالكن‌ها ايجاد سايه هاي خاصي بر روي نما مي‌كنند.

تفاوت سطح ها بايد در نما مشخص باشد. براي مثال بين طبقه همكف، ساير طبقات و طبقه انتهايي بايد يك تفاوت اساسي وجود داشته باشد. تركيب كلي نما در واقع نظم در اين تفاوت‌ها است. 

عناصر اصلي نما مثل پنجره، در، سطوح و محدوده پاياني سقف و غيره در شكل، رنگ، و مصالحشان با يكديگر اختلاف دارند. اين عناصر معناهاي متفاوتي دارند. مثلا نمي‌توان بالا و پايين پنجره و در را با هم هم‌رديف كرد. اگر ارتفاع اين بازشوها يكسان نباشد مي توان از ضرايب مشترك و يا رنگهاي يكسان استفاده نمود. نسبت‌هاي هندسي نقش تعيين كننده اي در هماهنگ سازي ظاهر نما دارند. مي‌توان پنجره ها را در گروه‌هاي كوچكتر تركيب شده كه شكل مشخصي را ايجاد مي‌كنند دسته بندي كرد. نماها مي توانند از نظر مصالح نيز با يكديگر متفاوت باشند.

مصالح نما در رنگ، شكل، زبري و خشني نما تاثير مي گذارد. مصالح بومي نشان مي‌دهد كه نما مربوط به چه منطقه اي است.

تركيب پنجره ها، ايوان‌ها، درها و به‌طور كلي بازشوها، همچنين بافت و جنس نما و كمپوزسيون آن در هر عصر متفاوت است و در عين حال در يك تداوم شهري تغيير مي‌كند. طراح مي‌تواند نما را به عاليترين حد تركيب معماري برساند و يا آنرا تا حد يك سطح بدون طراحي و فكر رها كند. 

در اعصار مختلف بازشوها به شكل مشابهي در سطح نما قرار مي‌گيرند و تنوع در قرار گيري آنها تابع عوامل داخلي چون بزرگي ساختمان، عريض بودن آن و يا عوامل اقليمي چون جهت قرارگيري و محل قرارگيري است. در پهناي ديوار نما تعبيه پنجره دو جداره، آفتاب‌شكن، سايبان و ... نقش تنظيم كننده شرايط آب و هوايي فضاهاي داخلي را خواهد داشت. 

در ديوارهاي باريك معاصر اين عمل با جلو و عقب آمدن ساختمان انجام مي‌شود. يكي از عوامل ضروري درهويت نما تعيين محدوده نما است. نمايي مي تواند در طرح خود موفق باشد كه به اين سوال‌ها پاسخ گويد. محدوده عمودي جانبي ساختمان كجاست؟ خط پاياني افقي ساختماني چگونه است و مرز ساختمان در آسمان به چه شكل است؟ انتهاي ساختمان چگونه به پايان مي‌رسد؟ گوشه‌هاي ساختمان چه وضعي دارد؟ اگر ساختمان همسايه اي دارد ارتباط نماي ساختمان فعلي با نماي همسايه چگونه به پايان مي رسد؟ گوشه هاي ساختمان چه وضعي دارد؟ اگر ساختمان همسايه دارد ارتباط نماي همسايه چگونه است و اگر در فضا قطع مي شود اين ارتباط چگونه است.

محدوده هاي افقي ساختمان عبارتند از نقطه اتصال به آسمان ( محدوده پاياني ساختمان) نقطه اتصال به زمين (محل نشستن ساختمان بر زمين) و پوشش ساختمان مثل بام و شيرواني. محدوده پاياني ساختمان بايد معناي اتمام ساختمان را با خود داشته باشد و طبقه همكف ساختمان را با خود داشته باشد و طبقه همكف ساختمان بايد مفهوم نشستن ساختمان بر زمين را برساند. طبقه همكف بايد در محدوده قد افراد كشش لازم را بر عابر پياده و بيننده ايجاد كند.

كنج يا گوشه نما در واقع محل برخورد دو نماي عمود بر هم است. كنج مي‌تواند حالت عمود 90 درجه، نيم دايره يا سه وجهي را داشته باشد و هر كدام مي تواند تاثيرات متفاوتي را در نما بگذارد. در يك ميدان يا چهارراه هماهنگي كنجهاي ساختمان هايي كه در چهار طرف آن قرار گرفته است مي تواند در نماي شهري تاثير زيبايي داشته باشد.

نماي ساختمان خالق نماي شهري است

نماي شهري از مجموعه نماهاي مشرف به فضاي عمومي به‌دست مي آيد. اين نماها از جهتي همگن و از جهتي ناهمگن هستند. مي‌توانند همگن باشند چون با استفاده از زباني مشترك روي بدنه اجزا شهر اجرا مي شوند و اما از آنجا كه هر كدام از اين فضاها به كمك اين زبان، مقاصد و نيازهاي خود را بيان مي‌كند، ناهمگن هستند. در شهرهاي ما زبان مشتركي بين نماها وجود ندارد. نه فرهنگ مشتركي براي بيان دارند، نه مصالح يكساني به‌كار گرفته اند و نه سبك مشخصي را دنبال مي‌كنند.

در واقع هر يك از نماها در شهر نشانه وضعيت اقتصادي و اجتماعي سازنده و نحوه تفكر و نگرش او به مسايل مختلف است.

نماي شهري در واقع تركيبي از اجزا متفاوت است كه بر اساس اتفاقاتي كه در خيابان‌ها ومعابر مي‌افتد شكل مي گيرد.

اين اجزا در صورت رعايت مسايلي كه پيش از اين نيز به آن پرداخته شد مي‌توانند با يكديگر نقاط اشتراك جالبي داشته باشند كه نمي توان وجود آنها را نفي كرد. 

عناصر پراهميت درنما

ورودي يكي از عناصر حايز اهميت نما در ساختمان است كه محل و اهميت طراحي آن به شكل مستقيم نمايانگر نقش و عملكرد ساختمان است. در ورودي نشانه گذر از فضاي عمومي خارجي به فضاي خصوصي داخلي و يكي از مهم ترين عناصري است كه مي‌توان به عنوان نشانه ساختمان از آن نام برد.

ليكن به‌دليل اهميت اقتصادي كه سطوح ساخته شده داخلي براي سازندگان دارند، اغلب ورودي‌ها به فضاهاي كم اهميتي تنزل يافته اند. سرمايه گذاران ساختماني هم فقط به رعايت ضوابط ضروري طراحي ساختمان بسنده مي‌كنند. 

بيشترين مشكل زماني است كه ورودي وسايل نقليه به حياط پاركينگ با ورودي خود ساختمان يكي شود. در اين حالت فرد وارد شونده به ساختمان فقط يك راه باريك كنار ديوار برايش باقي مي‌ماند. گاه نيز ورودي يك ساختمان مسكوني بيش از حد پرتجمل است، به‌نحوي كه عملكرد ساختمان را دگرگون مي‌سازد. زماني هم ورودي به يك بناي بزرگ تنها با روزنه‌اي امكان پذير مي‌شود. تناسب ورودي و حجم ساختمان مي تواند نقش مهمي در توجيه عملكرد و شكل ساختمان داشته باشد.

از آنجا كه طبقه همكف ساختمان قسمت اتصال به زمين يا كف پياده رو است، به صورت قابل توجهي در معرض ديد قرار مي‌گيرد. طبقه همكف اهميت ويژه اي در زندگي شهري دارد، به اين علت كه عابران پياده اين قسمت را به‌طور مستقيم مي‌بينند. از اين رو نماي اين قسمت پر اهميت است و مصالح مورد استفاده در اين قسمت بايد نسبت به بقيه ساختمان با دوامتر و مستحكم تر باشد تا عابر در نگاه به نماي ساختمان احساس ثبات كند. ساختمان‌هايي كه طبقه همكف آنها عملكرد تجاري دارد، به‌دليل تغيير دكوراسيون واحدهاي تجاري دايما دستخوش دگرگوني مي‌شوند. همين موضوع موجب مي‌شود كه ساختمان مذكور شخصيت ثابت خود را از دست داده و داراي نماي شناخته شده ثابتي نباشد.

تراس‌ها چشم اندازهاي جديدي نسبت به فضاهاي بيرون براي ساختمان فراهم مي‌آورند. بالكن‌ها نبايد حالت موقت و ناپايداري كه در بيننده تصور به‌راحتي جدا شدن از بدنه ساختمان القا شود را داشته باشند.

لبه بام حد و مرز ساختمان و آسمان است و از نظر بصري بام انتهاي نماست. بام پوسته‌اي است كه بر سر ساختمان قرار دارد. بنابراين لبه بام نمي‌‌تواند بدون تفاوت با ديگر قسمت ها در آسمان رها شود. 

صورت ظاهر ساختمان و آنچه كه در برابر ديد عموم قرار دارد، در واقع پر اهميت ترين قسمت ساختمان در برابر عابران و ساير افراد غير استفاده كننده از ساختمان است. همان‌طور كه عنوان شد نماي ساختمان‌ها، نماي شهري را ايجاد مي كند، اما به‌دليل ضعف قوانين موظف كننده طراح و سازنده در اين ارتباط، نماي ساختمان در كمترين اهميت قرار گرفته است. 

در بسياري از شهر هاي بزرگ جهان، ضوابط و مقررات ويژه‌اي در ارتباط با سيما و كالبد شهر وجود دارد و گروهي از برجسته‌ترين افراد با تخصص‌‌هاي مرتبط هنر زيبا سازي و زيبايي شناسي به كنترل طرح هاي بزرگ و كوچك معماري و شهري از نقطه نظر هماهنگي نماي بيروني ساختمان‌ها و محيط شهري يعني از جنبه هاي رنگ، حجم، مصالح مناسب، فضاي پر و خالي نما، رعايت اصول هماهنگي و تناسبات و... مي پردازند. 

آنچه براي علاقه‌مندان به اين موضوع نگران كننده است، پاسخگويي با شتاب به نيازي كاملا محسوس است. در اين ساخت و ساز پر شتاب نياز به بررسي طرح‌هاي ارايه شده توسط جمعي از صاحب نظران و مسوولان در مراكز تاييد پروانه‌هاي ساختماني ضروري به نظر مي‌رسد. بررسي ميداني طرح ساختمانها با بناهاي اطراف از لحاظ كيفيت طرح معماري، نماي ساختمان، تناسب حجم آن با ساختمان‌هاي اطراف، زيبايي طرح و مصا لح مورد استفاده و... نيز گامي موثر در بالا بردن كيفيت نماهاي شهري است. با در نظر گرفتن موارد ذكر شده و القا آن توسط شهرداري هر شهر، مي توان شاهد ارتقا كيفيت شهرها و زيباسازي نماي شهرها بود. 
به نقل از http://www.persiangeo.com/

برج میلاد ، نماد تهران

مردم تهران هر روز عمارت بلند مرتبه ای را که در میان هاله ای از دود و مه نشسته بر صورت شهر از دور نمایان است می بینند ، ساختمان بلندی که می گویند چهارمین برج مخابراتی جهان است .

ایده ساختن یک نماد جدید برای شهر تهران از اوایل دهه 70 ایجاد شد از همان دوران بود که شهرداری تهران تحقیقات گسترده ای را برای پیدا کردن محلی مناسب برای ساختن این نماد جدید و طراحی آن آغاز کرد و سرانجام پس از بررسی و مطالعه 17 نقطه شهر تهران مانند تپه های عباس آباد و کوی بی بی شهربانو سرانجام تپه های کوی نصر ( گیشا ) برای آن انتخاب شد.

انتخاب محل برج میلاد

انتخاب این محل از چند منظر حائز اهمیت بود ، زمینی که برای ساختن این نماد سنگین و بلند مرتبه در نظر گرفته شد می بایست از نظر داشتن خصوصیات ژئو فیزیکی و لرزه نگاری قابلیت نگهداری چنین سازه عظیمی را داشته باشد در عین حال باتوجه به کاربرد تلویزیونی و مخابراتی آن بتواند پوشش مخابراتی بیشتری داشته باشد ، این بود که فضای باز و دست نخورده تپه های گیشا در میان چهار بزرگراه استراتژیک رسالت ، همت ، شیخ فضل الله نوری و شهید چمران برگزیده شد.

متخصصان وکارشناسان شهرداری تهران از سال74 کار مطالعه و طراحی برج میلاد را آغاز کردند برجی که با 435 متر ارتفاع پس از سه برج تورنتو در کانادا با ارتفاع 535 مترو برجهای مسکو و شانگهای چین چهارمین برج بلند جهان است، طراحی های فنی این برج از همان سال آغاز شد و اسفند ماه 76 بود که با بتن ریزی کف این برج عملیات اجرایی آن آغاز شد.

احداث برج میلاد با مشخصات منحصر به فرد آن در شهر بزرگی مانند تهران که با انواع مشکلات ، کمبودها و ناهنجاری های مختلف دست به گریبان است از همان ابتدا با مخالفتها و موافقتهای فراوان رو به رو شد.

موافقان و مخالفان

مخالفان اجرای این طرح عظیم با اشاره به وجود میدان آزادی به عنوان نماد قدیمی شهر تهران و لزوم حفاظت و نگهداری آن به عنوان یک نماد قدیمی ، صرف هزینه های گزاف از بودجه ملی برای ساختن این برج بزرگ که شاید کاربرد موثری در کاهش مسائل و رفع دغدغه های شهروندان تهران نداشته باشد را کاملا غیرضروری و هدر رفتن بودجه ملی می دانستند.

در عوض موافقان بسیاری بودند که لزوم احداث یک نماد جدید برای تهران جدید را گوشزد می کردند و احداث برج مخابراتی - تلویزیونی میلاد را که علاوه بر کابرد فنی و مخابراتی آن به عنوان یک مجموعه بزرگ و آبرومند و مجهز به تکنولوژی روز و فن آوری جدید که می تواند راه ارتباطی ایران را با جهان پیشرفته تسهیل می کند را گوشزد می کردند.

پس از بحثها و جنجالهای فراوان سرانجام احداث مجموعه ارتباطات بین المللی یادمان تهران با محوریت برج میلاد به تصویب رسید که در کنار آن چند مجموعه مهم دیگر مانند مرکز جشنواره ها و همایشهای بین المللی ، هتل پنچ ستاره بین المللی ، مرکز تجارت جهانی و پارک فن آوری اطلاعات و ارتباطات ساخته می شود .

برج میلاد از پنج قسمت پی ، ساختمان پایه برج ، بدنه اصلی ، راس و آنتن مخابراتی تشکیل می شود که در مجموع 435 متر ارتفاع دارد.

سازه برج میلاد

سازه برج میلاد یک گستره دایره ای شکل به قطر 66 متر است که از 22 هزار مترمکعب بتن تنیده به عمق 14 متر ساخته شده ، این نوع بتن از هفت رشته سیم بافته کششی ساخته شده که توانایی مقاومت در برابر زلزله و بادهای شدید را دارد ، این فضا پس از انجام عملیات کشش غلافها، با آب و هوای پر فشار شست و شو شده و فضای اطراف آن با ملات گروت پر شده است .

ساختمان شش طبقه پای برج نیز از فضاهایی با کاربری اداری ، مراکز هنری و غرفه های خرید به وسعت کلی 15 هزار متر مربع تشکیل شده است، این ساختمان کاسه ای شکل برگرفته از معماری سنتی ایرانی تا ارتفاع 4/ 28 متری برج میلاد را در بر می گیرد.

طراحی بدنه اصلی برج به ارتفاع کلی 315 متر به شکل هشت ضلعی طراحی شده است که با استفاده از بتن مسلح به میله های فلزی ساخته شده و شکل هندسی هشت ضلعی آن بر گرفته از معماری اسلامی و قدیمی ایران است و این خصوصیت ویژه ، برج میلاد را از سایر برجهای مشابه در جهان که به شکل دایره ای ساخته شده متمایز می کند.

مهندس محمد رحمانی مدیر فنی پروژه برج میلاد در مورد اجرای این پایه برج میلاد و میزان خطای آن می گوید : ساخت بدنه اصلی این برج با استفاده از پیشترفته ترین روشهای موجود در جهان و با استفاده از سه شاقول لیزری با دقت سه میلیمتر ساخته شده و 120 دستگاه ابزار دقیق به طور مداوم کار نقشه برداری و میزان تنش وارد شده به بتن و آرماتورهای آن را کنترل می کردند.

حدود 35 هزار متر مکعب بتن در ساختمان بدنه اصلی این برج به کار می رود ، کار اجرای پروژه بدنه این برج توسط یکی از شرکتهای داخلی از دی ماه 77 آغاز شد و 315 متر بنای بتی این سازه که ستون اصلی برج محسوب می شود به پایان رسیده است .

ساخت بدنه این برج نیازمند دقت بسیار بالایی بود به طوری که به ازای هر یک هفته عملیات اجرایی سه هفته برای کنترل و تغییرات قالبها مصرف می شد.

قسمت بعدی برج که در واقع مهمترین بخش آن است ساختمان راس برج است که از جنس اسکلت فلزی از ارتقاع 245 متری تا 315 متری این سازه را در بر می گیرد، این ساختمان 12 طبقه،2100 تن وزن دارد و با زیر بنای 12 هزار متر مربع بزرگترین سازه راس برجهای مخابراتی جهان است.

سازه راس برج میلاد از دو بخش اصلی سبد فلزی به وزن 1700 تن و گنبد آسمان به وزن 400 تن تشکیل می شود ، سبد فلزی این سازه در چهار مرحله انجام می شود که سه مرحله آن به روش بالابری سنگین و با استفاده از 48 جک پیشرفته اجرا می شود.

مرحله اول نصب راس این برج به وزن 600 تن اوایل سال 82 اجرا شد و دومین مرحله نصب این سازه عظیم به وزن 450 تن در همان سال اجرا شد . بر اساس برنامه زمان بندی تعیین شده اسفند ماه 82 با نصب مرحله سوم این سازه فلزی به وزن 550 تن شکل کلی سازه راس این برج مشخص شد .

سازه راس برج میلاد از 12 طبقه تشکیل شده که طبقه اول آن اختصاص به فضای ایمنی آتش نشانی دارد که در مواقع بروز خطر آتش سوزی می تواند به عنوان یک جان پناه امن مورد استفاده قرار گیرد و طبقات بعدی این سازه به ترتیب فضاهایی برای تاسیسات مکانیکی ، سالن و تریای دید سربسته ، گالری دید آزاد هنری ، رستوران گردان با سکوی دید رو باز ، دو طبقه برای تجهزات مخابرات و تلویزیون ، رستوران ویژه ، اتاق آسانسورها و گنبد آسمان ساخته می شود .

رستوران این برج بزرگترین رستوران گردان جهان است وتاکنون رستورانی بزرگترازآن در سطح جهان شناسایی نشده است ، مراجعه کنندگان به این رستوران می توانند هنگام صرف غذا از ارتفاع 260 متری به تماشای شهر تهران بپردازند.

پس از سازه راس برج آنتن مخابراتی آن به ارتفاع 120 متر بر روی آن نصب می شود که در واقع کاربرد اصلی برج را برای پوشش مخابراتی و تلویزیونی شهر تهران تامین می کند.

امکانات مخابراتی

مدیر روابط عمومی شرکت مجری پروژه میلاد معتقد است : پوشش مخابراتی و تلویزیونی برج میلاد مهمترین کاربرد فنی برج میلاد است که در واقع با توجه به اختلالاتی که در پخش امواج ماکروویو و تلویزیونی در سطح تهران وجود دارد با نصب یک آنتن مخابراتی در ارتفاع 400 متر از سطح زمین می تواند این مشکل را حل کند .

احداث این آنتن مخابراتی یک پتانسیل ارتفاعی است که با توجه به پیشرفت تکنولوژی فنی می تواند کاربردهای جدیدتری داشته باشد ، به عنوان مثال پوشش اینترنتی ارزان و فراگیر در تهران در مراحل اولیه جز اهداف این طرح نبود در حالی که در زمان حاضر می تواند در این مورد نیز کاربرد داشته باشد .

وی می افزاید : استفاده از این پتانسیل مخابراتی می تواند زمینه ساز تشکیل شهر الکترونیک در تهران باشد و با اتصال بانکها ، وزارتخانه ها و سازمانهای دولتی موجب کاهش رفت و آمد در سطح شهر می شود و بر اساس پیش بینی کارشناسان در صورت همکاری ارگانها و دستگاههای اجرای می توان تا 60 درصد ترافیک شهر تهران را کاهش دهد.

بر اساس برآوردهای انجام شده اجرای این پروژه تاکنون 33 میلیارد تومان هزینه داشته و اجرای مراحل باقیمانده مانند نازک کاری ، نصب آسانسور و امکانات تفریحی و علمی آن 20 میلیارد تومان دیگر هزینه دارد.

نازک کاری

پس از پایان نصب سازه راس این برج مراحل نازک کاری و نصب آسانسور این برج آغاز گردید و با توجه به حساسیت و اهمیت این برج به خصوص لزوم استفاده از وسایل خاص و ویژه که در شرایط فشار کم در ارتفاع آسیب نبیند ، تامین این وسایل هزینه سنگینی تحمیل می کند.

برج میلاد علاوه بر داشتن یک پله اضطراری ، از شش آسانسور ویژه با سرعت هفت متر بر ثانیه بهره مند است که می تواند در هر مرحله 21 نفر در مدت یک دقیقه به بالای برج منتقل کند.

یکی از ویژگی های برج میلاد که آن را از سایر برجهای مشابه در جهان متمایز می کند بهره گیری از شیوه معماری اسلامی و ایرانی دراین سازه است و در حالی که بیشتر برجهای مشابه در سطح جهان به شکل دایره این و تقریبا یک شکل هستند ، برج میلاد با نمای هشت ضلعی پایه آن که یکی از خصوصیتهای معماری ایرانی و اسلامی است متمایز می شود .

معماری اسلامی

طراحی برج میلاد را محمد رضا حافظی استاد دانشگاه هنر به عهده داشته وتلاش شده به بهره گیری از ویژگی های معماری بومی و اسلامی ایران نمای ویژه ای برای نماد پایتخت ایران طراحی شود به عنوان مثال نمای سازه راس برج میلاد در قسمت پایین آن برگرفته از سقف خانه بروجردی ها در کاشان است و در واقع شکل وارونه آن است همچنین خطوط متقاطع سازه پای برج و شکل متقارن آن با استفاده از اصول معماری سنتی ایرانی شکل گرفته است .

در پای برج میلاد نیز یک مجموعه بزرگ فرهنگی ، تجاری و تفریحی ساخته می شود که در فضایی به وسعت 28 هزار متر مربع بنا می شود.

در این مجموعه یک سالن برگزاری همایشهای بین المللی به ظرفیت سه هزار نفر دایر می شود که شامل یک سالن اصلی به گنجایش 1600 نفر و هشت سالن فرعی دیگر است ، در کنار این مرکز یک هتل بین المللی پنج ستاره ساخته می شود که در جوار مرکز همایشها، یک مجموعه مرتبط به نام " هتل گردهمایی" را تشکیل می دهد.

در ضلع شمالی مجموعه مرکز ارتباطات بین المللی یادمان، یک مرکز تجارت الکترونیک و یک پارک فن آوری اطلاعات و ارتباطات به شکل متقارن ساخته می شود که زمینه ساز تحقق شهر الکترونیک است و در میان آن، از پای برج تا بزرگراه همت یک آبنمای بزرگ بنا می شود که برگرفته از آبنمای باغ ماهان در استان کرمان است و معماری سنتی و اسلامی این مجموعه را تکمیل می کند .

منبع : خبرگزاری مهر

تحلیل کامپیوتری سازه‌ها

صرف در اختیار داشتن نرم‎افزار قدرتمند، توجیه‎کننده استفاده از آن نبوده بلکه این مغز متفکر مهندس محاسب است که می‏‎باید از این نرم‎افزارها، بجا و به‎موقع مانند یک ابزار بهره‎برداری نماید. هدف از این مقاله، آشناکردن دانشجویان و مهندسین گرامی با سرچشمه های خطا در تحلیل کامپیوتری سازه ها بوده و اینکه در چه مواردی نباید به نتایج خروجی برنامه های کامپیوتری اعتماد کرد.

● در چه مواردی می‏‎توان از کامپیوتر استفاده نمود: 
جاییکه برآورد مجهولات مستلزم محاسبات وقتگیر عددی است. 
جاییکه مجموعه‎ای از عملیات به دفعات و به تکرار انجام می‏‎شوند. 
جاییکه علیرغم تعداد کم تکرار در عملیات با پردازش داده‎های فراوانی سروکار داریم. 
● در چه مواردی نباید از کامپیوتر استفاده نمود: 
هنگامی که فرضیات بکار گرفته شده در برنامه کامپیوتری با مسئله مورد نظر سازگاری ندارد. 
هنگامی که جوابهای وابسته به فرآیند کامپیوتری براساس اطلاعاتی هستند که صحت چندانی ندارند. 
هنگامی که هیچ شناختی نسبت به جوابهای خروجی مسئله نداریم. 
به‎طور خلاصه: 
▪ باید نتایج خروجی کامپیوتر همواره بررسی و چک شوند. این یکی از وظایف کاربر است. 
باید معلومات کاربر کامپیوتر از مجموعه معلوماتی که تحت عنوان برنامه کامپیوتری مورد استفاده قرار می‏‎دهد، وسیع‎تر باشد. 
▪ باید ذهن استفاده‎کننده همواره در تکاپو باشد و هر لحظه احتمال بروز خطا را بدهد. 
نباید هیچگاه اطمینان کامل به نتایج خروجی شود. صرف محاسبات کامپیوتری دلیلی بر دقت و کیفیت نیست. 
▪ نباید به صرف در اختیار بودن وسیله روش تعریف شود. هر مسئله‎ای روشی دارد و برای حل آن هم راه‎حل بهینه‎ای وجود دارد. 
▪ نباید هیچگاه تسلیم شرایط و محدودیت‎هایی شد که کامپیوتر بر کاربر تحمیل می‏‎کند. هنر یک مهندس محاسب آنست که با اتکا به دانش فنی خود و در اختیار گرفتن ابزار مناسب، مسائل مهندسی را در حیطه صلاحیت خویش حل و فصل نماید. 
● سرچشمه‎های خطا در تحلیل کامپیوتری سازها 
۱- مدل سازی مصالح: 
مدل‎های ریاضی موجود برای مصالح مختلف ساختمانی، تنها یک تقریب ساده شده از رفتار واقعی مصالح می‏‎‏باشند. این مدل‎های ریاضی عموماً به طبیعت بارگذاری (استاتیکی، دینامیکی) شدت بارگذاری و جهت آن (مدل‎های خطی و غیرخطی) و شرایط تکیه‎گاهی نیز وابسته می‏‎باشند. در عین حال رفتار اختصاصی مصالح که ممکن است ناشی از رفتار غیرهمگن آن تحت مولفه‎های مختلف تنشی باشد نیز در این میان موثر است. درحالت کلی می‏‎توان برای مدل‎های ریاضی موجود در برنامه‎های کامپیوتری، حوزه کاربردی را منظور داشت. بدین ترتیب که مثلاً تا هنگامی‏که تغییر شکل ها کوچک باشند و مصالح در تغییر شکل‎های کوچک وارد فاز رفتار خمیری نشود و همگن باشد، می‏‎توان از مدل ارتجاعی بهره گرفت. کنترل موجه و معتبر بودن فرضیات بکارگرفته شده در تحلیل کامپیوتری می‏‎باید پس از اخذ نتایج توسط مهندس محاسب انجام شود و در صورت مغایرت به اصلاح مدل اقدام گردد. 
۲- مدل‎سازی هندسی سازه: 
در مدل‎سازی هندسی سازه‎های متداول معمولاً تقریبهایی بکارگرفته می‏‎شوند که منجر به ساده‎تر شدن مسئله می‏‎گردند. به‎عنوان مثال در مدل‎سازی اعضای تیری یا ستونی، از ابعاد مقطع در برابر طول آن صرف‎نظر شده و المان به‎صورت خطی با بعد صفر منظور می‏‎گردد و محل این المان خطی نیز در مرکز ثقل المان انتخاب می‏‎گردد. این انتخاب هنگامی صحیح می‏‎باشد که بتوان توزیع تنش‎های موجود در مقطع المان را با یک تابع ریاضی مشخص تعریف نمود. معمول است که این توزیع به‎صورت خطی انتخاب می‏‎گردد و در برنامه‎های کامپیوتری فرض توزیع خطی تنش و کرنش معمولاً فرض متداولی می‏‎باشد. هرگاه به هر دلیلی (مانند تیرهای عمیق بتنی) این فرض اعتبار خود را از دست بدهد، استفاده از این نوع المانها منجر به بروز خطا در نتایج خروجی خواهد شد. با این وجود همواره در انتخاب مکان المانی خطی، هنگامی‎که المانهای با ابعاد مختلف با یکدیگر تقاطع می‏‎کنند، خطای Offset وجود دارد. به‎عنوان نمونه‎ای دیگر از خطاهای متداول می‏‎توان به محل برخورد تیرها و ستونها (گره) در سازه واقعی و اختلاف آن با سازه ریاضی ایده‏آل شده اشاره نمود. 
۳- مدل سازی بارگذاری: 
تقریب در شدت بارگذاری و جهت آن در انواع مختلف بارگذاری متفاوت است. مثلاً در تعیین بارهای مرده وارد بر ساختمان می‏‎توان شدت بار را با دقت مناسبی برآورد نمود، حال آنکه شدت بار زنده و چگونگی توزیع آن در اکثر سازه‎ها قابل پیش‎‏بینی نبوده و در یک چنین مواردی انتخاب حداکثر شدت ممکن بارگذاری و یک توزیع بحرانی ازآن به عهده مهندس محاسب می‏‎باشد. موارد ذکر شده در بالا مربوط به بارهایی هستند که در مقدار آنها عدم قطعیت وجود ندارد. میزان تقریب در مورد بارهایی که شامل عدم قطعیت نیز می‏‎باشند (مانند بارگذاری زلزله و یا باد) به مراتب بیشتر است و شدت بارگذاری در یک چنین مواردی معمولاً از طریق برآوردهای آماری تعیین می‏‎شوند. در این گونه موارد همواره باید توجه شود که عدم قطعیت‎های موجود در نتایج خروجی نیز منعکس شده و در حقیقت نتایج خروجی نیز برآوردی آماری از خروجی‎های محتمل می‏‎باشند. 
۴- فرضیات استفاده شده در فرمول‎بندی المانی 
در برنامه‎های کامپیوتری به روش اجزای محدود که کاربرد عمومی دارند (نظیر ANSYS)، نمونه‎های متعددی از المانهای ظاهراً مشابه معرفی شده‎اند. علیرغم ظاهر مشابه این المان‎ها، معادلات رفتاری آنها که رابطه بین تغییر شکل‎ها و مقدار و توزیع تنش را در درون المان تعریف می‏‎کنند، با یکدیگر متفاوت بوده و بسته به نوع کاربرد می‏‎باید از آنها استفاده نمود. به‎عنوان مثال می‏‏‎توان به‎منظور کردن تغییر شکل‎های برشی، محوری، خمشی و اثرات اندرکنشی آنها اشاره نمود. به‎عنوان مثال دیگر، بعضی از المانهای اجزاء محدود برای برآورد تغییر شکل‎های کوچک ساخته‎ شده‎اند ولی المان‎هایی نیز وجود دارند که می‏‎توان از آن‎ها در تحلیل تغییر شکل‎های بزرگ بهره جست. سئوالی که پیش می‏‎آید آنست که آیا نمی‎توان از المان‎های کاملتر که مثلاً تغییر شکل‎های بزرگ را منظور می‏‎نمایند برای تحلیل تغییر شکل‎های کوچک نیز استفاده کرد؟ در این صورت فایده استفاده از المان‎های دیگر چیست؟ 
جواب آنست که با اینکه می‏‎دانیم اره و چاقو هر دو برای بریدن استفاده می‏‎شوند و اره قدرت بیشتری در بریدن قطعات سخت‎تر دارد، با اینحال هیچگاه برای پوست کندن سیب از اره استفاده نمی‎نماییم! به‎عبارت دیگر هر کاری وسیله مناسب خودش را دارد و در واقع هنر مهندس محاسب در استفاده‎ی مناسب از ابزارهایی است که در اختیار وی می‏‎باشد. در مورد تحلیل کامپیوتری سازه‎ها باید گفت که زمان محاسباتی لازم برای تحلیل درصورتی که از المانهای پیچیده استفاده شود به مراتب بیشتر از المان‎های ساده‎تر می‏‎باشد. به‎عنوان یک قانون کلی باید گفت که همواره ساده‎ترین راه، بهترین راه است (البته راهی که ما را به مقصود می‏‎رساند). 
۵- فرضیات بکار گرفته شده در مدل‎سازی شرایط خروجی 
در تحلیل کلاسیک سازه‎ها، تکیه‎گاههای سازه معمولاً به‎صورت یکی از حالات ایده‎آل ساده، گیردار ویا انعطاف‎پذیر مورد نظر قرار می‏‎گیرند. در برنامه‎های موجود تحلیل کامپیوتری سازه‌‎ها نیز این مسئله وجود دارد. باید توجه داشت که موارد بسیار محدودی وجود دارد که در آن موارد، تکیه‎گاه ایده‎آل می‏‎باشد. در اغلب حالات متداول، وضعیت تکیه‎گاهها کاملاً مشابه حالات ایده‎آل نیست. 
به‎عنوان مثال می‏‎توان به ‌فرض گیرداری پای ستونهای ساختمان در وضعیت واقعی آن اشاره کرد. در اغلب ساختمانهای معمولی که در آنها از شالوده مستقر روی خاک استفاده شده است، شالوده تحت بارهای اعمال شده از طرف اسکلت‎سازه دچار تغییر شکل‎های متعددی از قبیل افت، چرخش و غیره می‏‎شود. مقدار این تغییر شکل‎ها به وضعیت سازه و بارگذاری، صلبیت شالوده و وضعیت خاک زیر پی ‏بستگی مستقیم دارد. تغییر شکل‎های ایجاد شده در شالوده منجر به بازتوزیع تنش‎های داخلی شده و ممکن در مواردی باعث ناپایداری سازه نیز گردد. به‎عنوان مثال دیگر می‏‎توان به تکیه‎گاههای با اصطکاک خشک اشاره نمود (نظیر پدیده لغزش فونداسیون‎ها). در این گونه موارد مادامیکه نیروی رانشی از آستانه اصطکاک خشک فراتر نرود،‌ تکیه‎گاه را می‏‎توان به‎صورت گیردار محسوب نمود. هرگاه این نیرو فراتر رود، فونداسیون دچار رانش جانبی می‏‎شود که نیروی فعال موثر در این رانش برابر اختلاف بین نیروی رانشی و نیروی اصطکاک می‏‎باشد. 
در موارد ذکر شده در بالا نمی‎توان تکیه‎گاه را به‎صورت کاملاً ایده‎آل منظور نمود. 
۶- فرضیات بکارگیری شده در روش تحلیل 
همانطور که می‏‎دانیم روشهای مختلف تحلیل سازه‎ها مبتنی بر یک‎سری فرضیات اولیه هستند. در این راه، این وظیفه خطیر مهندس محاسب است که با انتخاب روش مناسب تحلیل بتواند پاسخهای مورد نظر خود را دریافت نماید. توجه به این نکته ضروری است که خطای منعکس شده در نتایج خروجی (مانند تغییر شکل، نیروها، تنش‎ها، مودهای نوسانی و غیره) برای همگی یکسان نمی‎باشد و می‏‎باید دقت عملیات را برحسب نیاز نوع پاسخ مورد نظر انتخاب نمود. به‎عنوان مثال از تحلیل‎های مرتبه اول ارتجاعی نمی‎توان برای بررسی رفتار واقعی سازه وبرآورد میزان خسارت احتمالی آن تحت زلزله‎های شدید استفاده نمود، یا نمی‎توان از تحلیل‎های استاتیکی مرتبه اول برای بررسی پایداری سازه استفاده کرد. 
۷- خطاهای عددی 
آخرین بخش از خطاهای موجود در نتایج خروجی، خطاهای عددی است که جزء لاینفک کلیه برنامه‎های کامپیوتری می‏‎باشد. البته باید اذعان داشت که برنامه‎های کامپیوتری امروزی برای به حداقل رساندن این خطاها در نتایج خروجی بهینه شده‎اند ولی با این حال این خطاها (مانند خطای گردکردن و بریده شدن اعداد) ممکن است باعث واگرا شدن نتایج خروجی از مقادیر مورد انتظار گردیده به‎طوری‎که در بعضی موارد باعث ناپایداری عددی سازه گردد. به‎عنوان مثال می‏‎توان به اختلاف قابل ملاحظه بین سختی یکی از المانهای سازه‎ای با دیگر المان‎ها اشاره نمود. با در نظر گرفتن خطاهای هفت گانه که در بالا ذکر گردید مشاهده می‏‎شود که درصورتی که کنترلی روی این موارد از طرف مهندس محاسب وجود نداشته باشد، ممکن است نتایج حاصل شده از تحلیل کاملاً بی‎ارزش و غیرقابل استفاده شوند. توجه داشته باشید که صرف در اختیار داشتن ابزار مناسب به منزله ارائه کار بی‎عیب و نقص و یا کار اشتباه نمی‎باشد، بلکه باید کاربر با در اختیار داشتن دانش خود، سرچشمه‎های خطا را شناسایی،‌ کنترل و مهار نماید.

● در مدل‌سازی سازه‌ها باید به موارد زیر توجه داشت: 
۱) مدل سازی تنها یک شبیه‎سازی یا بهتر بگوئیم تلاشی برای شبیه‎سازی سازه واقعی می‏‎باشد. 
۲) فرآیند شبیه‎سازی بسته به نوع واکنش مورد نظر متفاوت بوده و می‏‎تواند بسیار متفاوت باشد. 
۳) فرآیند شبیه‎سازی بستگی مستقیمی به نوع بارگذاری و شرایط مرزی سازه‌ی مورد نظر دارد. 
سه مورد فوق به همراه تکنیک‎های مدل‎سازی ریاضی که جزو امکانات نرم‎افزار مورد استفاده هستند می‏‎بایست در فضای تقریب یا فضای دقت پیاده‎سازی شوند. باید توجه داشت که سازه واقعی دارای بینهایت درجه آزادی می‏‎باشد. به‎دلیل محدودیت‎های نرم‎افزاری، سخت‎افزاری و یا هزینه‎های اجرا (زمان و غیره) معمولاً ‌ترجیح دارد که سازه با حداقل تعداد ممکن درجات آزادی بررسی شود. در این صورت خروجی نرم‎افزارهای تحلیل توأم با خطاهایی ناشی از این امر خواهد بود. در عین حال دقت مورد نیاز در مهندسی کاربردی با مهندسی پژوهشی متفاوت بوده و بسته به حساسیت واکنش‎های مورد نظر دقت تحلیل و در نتیجه درجات آزادی مورد نظر تعیین می‏‎شوند. این‎که دقت یک تحلیل به‎خصوص سازه‎ای چقدر باید باشد، یک مطلب کاملاً تخصصی و دور از حوصله این نوشتار است. توصیه می‏‎شود کاربران محترم (خوانندگان محترم) در این رابطه از افراد با تجربه کمک بگیرند. 
تکنیک‎های مدل‎‎سازی شامل روش‎های استاندارد و کمکی مدل‎سازی سازه‎ای در نرم‎افزارهای شاخصی نظیر STAAD.Pro، SAP۲۰۰۰ و ETABS می‏‎باشند. معمولاً افرادی که با نرم‎افزارهای ترسیمی برداری نظیر اتوکد در فضای سه بعدی کارکرده‎اند، با این تکنیک‏ها آشنا هستند. محیط ارائه شده برای ترسیم هندسی‎سازه در نرم‎افزارهای STAAD.Pro، SAP۲۰۰۰ و ETABSمانند محیط اتوکد می‏‎باشد. این محیط در حقیقت یک فضای مجازی سه بعدی است که کاربر می‏‎تواند در این فضا با استفاده از سه عنصر اولیه نقطه، خط و صفحه، کالبدسازه‎ای موردنظر خود را ترسیم نماید. علاوه بر ترسیم مستقیم این عناصر می‏‎توان با استفاده از دستورات کمکی نظیر Move ، Replicate با جابجایی و کپی از عناصر اولیه به ترکیبات پیچیده‎تر نیز دست یافت. امکانات ارائه شده در برنامه‌های ذکر شده نظیر برنامه اتوکد می‏‎باشد با این تفاوت که در برنامه اتوکد می‏‎توان دستورات ترسیم و غیره را از طریق نوار دستورات (Command Line) نیز وارد نمود و حال آنکه این برنامه‎ها تنها از طریق جعبه ابزار(Toolbar)‎ های به‎خصوصی قابل دسترسی هستند. (به استثنای برنامه‌ی STAAD.Pro که به کمک برنامه‌ی از پیش تعیین شده‌ی STAAD Editor امکان واردکردن مستقیم دستورات ترسیم، بارگذاری، تحلیل و پس پردازش سازه را به راحتی مهیا نموده است). 
استفاده از امکاناتی نظیر واردکردن مستقیم دستورات از طریق صفحه کلید (Keyboard) می‏‎تواند سرعت و تسلط کاربر ماهر را چندین برابر کند. از این‎رو انتظار می‏‎رود این امکان در نسخه‎های آتی این نرم افزارها گنجانیده شود. استفاده مفید و موثر از دستورات کمکی یاد شده در فوق برای ترسیم هندسی سازه، مستلزم تمرین و مهارت کاربر در تجزیه سازهٔ پیچیده به اجزاء ساده‎تر می‏‎باشد. در این راه کاربر می‏‎بایست تجزیه را به‎اندازه کافی انجام دهد تا در کمترین زمان ممکن به حجم کلی سازه دست یابد. معمولاً در سازه‎های متداول نظیر ساختمان‎های مسکونی، برج‎ها، پل‎ها، تونل‎ها و یا حتی در سازه‎های پیچیده‎تر نظیر برج‎های خنک‎کن و سازه‏های صنعتی تشابه به برخی از اجزاء به‎‏‏صورت تشابه مستقیم و یا تشابه معکوس وجود دارد. به‎عنوان مثال در ساختمان‎های مسکونی معمولی، طبقات مختلف به‏لحاظ سازه‎ای و معماری ممکن است مشابه یکدیگر باشند. به‎عنوان مثالی دیگر می‏‎توان به سازه‎های قرینه‌ی محوری نظیر سیلوها، برج خنک‎کننده و غیره اشاره داشت. این‎گونه سازه‎ها با ترسیم اولیه مسیر هادی و سپس چرخاندن آن به حول محور دوران پدید می‏‎آیند. 
کاربران حرفه‏ای نرم‎افزارهای تحلیل و طراحی اغلب تمایل دارند تا از امکانات وسیعی که در دیگر نرم‎‏‏افزارها ارائه شده است نیز بهره بگیرند. به‎عنوان مثال بعضی از کاربران تمایل دارند تا از نرم‎افزارهای محاسباتی نظیر MathCAD و یا از نرم‎افزارهای صفحه گسترده نظیر Excel برای تولید مختصات گره‎ها و یا توالی المانها استفاده نمایند. استفاده از امکانات محاسباتی اینگونه نرم‎افزارها می‏‎تواند کمک شایانی در تولید اطلاعات سازه‎های پارامتریک نماید. طراحان برنامه‎های STAAD.Pro، SAP۲۰۰۰ و ETABS با علم به این موضوع امکانی را در این برنامه‎ها پیش‎بینی کرده‎اند که بتوان اطلاعات کلی هندسه‌ی سازه نظیر گره‎ها و المانها را با کپی(Copy) و برچسب ((Paste ساده بین محیط این برنامه‎ها و محیط Excel رد و بدل نمود. یکی دیگر از امکاناتی که در نسخه‎های اولیه این برنامه‌ها گنجانده شده است امکان واردکردن فایل‎های با فرمت DXF است. فرمت DXF مخفف (Drawing Interchange Format) یا فرمت تبادل ترسیمات در سیستم اتوکد است. فایل‏های با این فرمت را می‏‎توان در دیگر برنامه‎ها نیز به‎کار گرفت و یا اینکه توسط دیگر برنامه‎های کمکی اتوکد تولید نمود. 
از آنجایی‎که این فایل‎ها با فرمت نوشتاری ASCII - American Standard Code for Information Interchange تولید می‏‎شوند، استفاده از آن بسیار ساده بوده و از این‎روست که برنامه‎های جانبی اتوکد و یا دیگر سیستم‎هایی که به نوعی تبادل اطلاعات می‏‎کنند، اغلب از این فرمت استفاده می‏‎نمایند. فایل‎های با این فرمت کلیهٔ اطلاعات ترسیمات انجام شده در اتوکد را دارا می‏‎باشد و در حقیقت معادل مستقیم فایل‎های استاندارد اتوکد با فرمت DWG هستند. توانایی ترسیمات سه بعدی در نرم‎افزار اتوکد بسیار وسیع و کامل است و می‏‎تواند در مدل‎‎سازی سازه‎های پیچیده بسیار موثر واقع گردد. از این‎رو قویاً توصیه می‏‎گردد تا با تمرین فراوان و کسب مهارت و تسلط برروی این نرم‏افزار و نحوهٔ ورود و خروج اطلاعات به برنامه‎های تحلیل‎سازه، توانایی مدل‎سازی خود را افزایش دهید. 
از دیگر روش‎های تولید هندسی سازه، برنامه‎نویسی مستقیم می‏‎باشد. با این روش می‏‎توان فایل حاوی اطلاعات هندسی سازه‎های پارامتریک را به فرمت Excel یا DXF و یا هر فرمت مناسب دیگری تولید نمود. البته با وجود امکانات برنامه‎‏ریزی بسیار ساده‎ای که در نرم‏افزارهای محاسباتی و یا صفحه گسترده ارائه شده است، معمولاً کمتر پیش می‏‎آید که امروزه مهندسان تمایل به برنامه‎ریزی مستقیم از خود نشان دهند ولی با این وجود این روش کماکان در موارد خاص کارآیی خود را خواهد داشت. روش‎هایی که در بالا توضیح داده شدند، تنها روش‎های ترسیم هندسی معادلِ ریاضی یا شبیه‎سازی شده از سازه‌ی واقعی هستند. 
گاهی اوقات در سازه‌ی حقیقی شرایطی وجود دارد که این معادل‎سازی را قدری دشوار می‏‎کند، به‎‎عنوان مثال می‏‎توان به موارد زیر اشاره داشت: 
۱- تیرهای عمیق و یا عریض: 
در این صورت علاوه بر اینکه فرض استفاده از المان خطی با بعد صفر تا حدودی زیر سؤال می‏‏رود، سؤالی که پیش می‏‎آید آن است که تراز مشترک تیرهای واقع در یک طبقه کجا باید انتخاب شود و اینکه اثر این خروج از محوریت چه مقدار است و در چه شرایطی قابل اغماض می‏‎باشد و در چه شرایطی و چگونه می‏‎توان آنرا برآورد نمود؟ 
۲- اثر گره‎ها: 
فصل مشترک اتصال بین تیرها و ستون‎های متقاطع با یکدیگر را گره می‏نامیم. در اغلب برنامه‎های کامپیوتری که برای مدل‎سازی المان‎های نظیر تیرها و ستون‎ها، از المان‎های خطی استفاده می‏‎شود، گره به یک نقطه بدون بعد بدل می‏‎شود. اینکه اثرات تغییر شکل‎‏‏های داخلی گره و یا جاری شدگی‎ها و ترک‎خوردن‎ها تا چه حد باعث دور شدن گره از یک گره‌ی ایده‎آل (که فرض می‏‎شود هیچ تغییر شکل نسبی در آن اتفاق نمی‎افتد) می‏‎شود، بحث مهمی است که در حد حوصله این نوشتار نیست ولیکن باید به‎خاطر داشت که تحت شرایطی این فرض دیگر صحیح نبوده و ممکن است پاسخ‎ها را کم ارزش نماید. 
۳- احجام توپر نظیر دال‎ها، فونداسیون‎ها و دیوارها: 
در خصوص مدل‎سازی این قبیل اجزا سازه‎ای نکاتی چند را باید در نظر داشت: 
۳-۱) معادله رفتاری مناسب برای این جزء چیست؟ همانطور که می‏‎دانیم این معادله رفتاری به سه صورت غشایی، خمشی و پوسته‎ای (حاصل جمع غشایی و خمشی) در این برنامه‎ها معرفی شده است. انتخاب صحیح معادله رفتاری بسیار مهم بوده و هرگاه این انتخاب به درستی صورت نگیرد منجر به بی‎اعتباری پاسخ‎های دریافت شده می‏‎گردد. 
۳-۲) کفایت مش بندی - در مدل‎سازی به روش اجزاء محدود، روش تجزیه یک محیط پیوسته نامحدود با توزیع تنش و کرنش پیچیده و نامشخص به یک سری المان‎های محدود، به کمک توابع رفتاری مشخص و توزیع تنش و کرنش قابل پیش‏بینی در سطح المان انجام می‏‎گیرد. 
درست مانند آنکه بخواهیم یک منحنی پیچیده و نامعلوم را با سری خطوط راست تقریب بزنیم. در این صورت به لحاظ ریاضی می‏‎توان گفت که هر چقدر این تقسیم‎بندی بیشتر انجام شود، ‌به جواب واقعی نزدیکتر می‏‎شویم. در عمل محدودیت‎های دیگری نیز وجود دارند که تعداد المان‎های سازه‎ای را محدود می‏‎کنند، از آن جمله می‏‎توان به افزایش خطای عددی و در بعضی اوقات ناپایداری عددی سازه و به زمان انجام تحلیل و محدودیت‎های نرم‎افزاری و سخت‎افزاری و مهمتر از همه به هزینه‎های تحلیل اشاره کرد. در عین حال همانطور که پیشتر در بحث فضای دقت گفته شد، دقت می‏‎بایست متناسب با نوع کاربرد تنظیم شود چه درغیر اینصورت منجر به تلف شدن سرمایه خواهد گردید. باید بخاطر داشت که تعداد بهینه المان‎ها آن حداقلی است که بتواندپاسخ‎های مورد نظر را در حوزه دقت مورد نیاز در زمان مناسب و متناسب با امکانات موجود فراهم نماید. انتخاب این تعداد از طرفی بستگی به نوع بارگذاری،‌ شرایط تکیه‎گاهی و نوع تحلیل نیز داشته و دستورالعمل کلی برای آن وجود ندارد و می‏‎بایست به تجربه و از طریق آزمایش تعیین گردد. در بخش‌های آینده مثال‎هایی از المان‎بندی و خطاهای ایجاد شده ارائه خواهد گردید.

آلايندگي پساب شهري در خاكهاي كشاورزي

اثرات MTBE در آلودگي منابع آب
محمد كوشافر،كارشناس ارشد خاكشناسي و عضو هيئت علمي دانشگاه آزاد اسلامي

چكيده: 
MTBE(متيل ترسيو – بوتيل اتر) يك ماده آلي اكسيژن دار است كه امروزه در ايران و برخي كشورهاي جهان به صورت گسترده در بنزين بدون سرب استفاده مي شود در ابتداي انتخاب و استفاد ه از اين ماده در سوخت مزاياي زيست محيطي آن مورد توجه بود ولي اكنون پس از گذشت چند سال از مصرف آن در دنيا مشخص شده است كه MTBE داراي امكان تاثيرات سوء روي انسان بوده و داراي پتانسيل آلودگي محيط زيست است. ورود MTBE به منابع آب و خاك به روشهاي مختلف انجام مي گيرد .MTBE در خاك بسيار متحرك است و حركت آن در آب تابع قوانين حركت آب در خاك است. MTBE مقاومت زيادي به تخريب زيستي دارد و نيمه عمر آن در آب بالاست ، جذب آنها توسط ذرات خاك ضعيف است ،حلاليت بالايي در آب دارد و بسيار متحرك است . اين عوامل باعث حركت MTBE به سمت آبهاي زير زميني و جمع اين ماده در اين آبها مي گردد و از آنجا كه آبهاي زيرزميني در شرب و كشاورزي استفاده دارند با تهديد سلامتي انسان و طبيعت باعث معضلات زيست محيطي مي گردد درحال حاضر USEPA حد مجاز اين ماده در آبهاي آشاميدني راpb 40-20 تعيين كرده است. با توجه به مصرف گسترده MTBE در ايران قبل از آنكه اين ماده به معضل زيست محيطي در كشور تبديل گردد بايد راهكارهي مناسب ادامه و ا عدم مصرف آن مشخص شود. 
واژه هاي كليدي : MTBE ،آلودگي آبهاي سطحي ،آلودگي آبهاي زير زميني 

مقدمه: 

متيل ترسيو يک ماده آلی مصنوعی اکسيژن دار است که پس از اثبات جنبه های سوء بهداشتی و زيست محيطی سرب بعنوان جايگزين آن معرفی و امروزه در ايران و برخی از کشورای جهان بصورت گسترده در بنزينهای بدون سرب استفاده می شود.توجه به اين ماده در دهه ۷۰ ميلادی آغاز و مصرف آن در دهه ۸۰ و ۹۰ ميلادی در جهان افزايش يافت. در ابتدای انتخاب و استفاده از اين ماده در سوخت مزايای زيست محيطی آن مورد توجه بود که مهمترين آنها افزايش عدد اکتان بنزين٫ کاهش نشر گازهای آلاينده منتشر از اگزوز خودرو مانند منواکسيد کربن و ازن ٫ حذف سرب از بنزين به همراه تاثير بهبود نسبی کيفيت هوا ٫توليد آسان و سهولت اختلاط با بنزين می باشد ولی اکنون پس از گذشت چند سال از مصرف آن در دنيا مشخص شده است که MTBE دارای امکان تاثيرات سوء روی بدن انسان و مضرات زيست محيطی بودند و آلودگی آبها زير زمينی از مهمترين جنبه های زيست محيطی آن می باشد . در آمريکا از سال ۱۹۹۷ تا ۲۰۰۱ ميلادی دو سيستم تامين کننده نياز آب شرب شهری بخاطر آلودگی MTBE برای اين منظور غير قابل استفاده شدند.در سانتامونيکای آمريکا حداقل ۵۰ درصد از کل آب شهری که از منابع زيرزمينی تامين می شدبرای شرب غير قابل استفاده گرديد بطوريکه ۵/۳ ميليون دلار برای جايگزينو تامين آب شرب منطقه هزينه شد. وجود MTBE در کاليفرنيا در نمونه های شهری عموما با مقادير کمتر از ۲mg/l گزارش شده است. در شرايط خاص در جاهايی که قايقهای موتوری استفاده می شد غلظت اين ماده در آن آبها به۱۲ppm هم می رسد. در تحقيقی که در سال۱۹۹۶ توسط USGS در ۱۶ شهر آمريکا انجام شد ٫ مقدار MTBE موجود در آبهای سطحی بين µg/L 100-2/0 گزارش شد که غلظتهای بيشتر بين ماه های اکتبر تا مارس واقع شده است.(۳).در آمريکا به خاطر تاثيرات اين ماده در انسان و محيط زيست به ويژه آلودگی منابع آب اعتراضات فراوانی نسبت به ادامه مصرف آن وجود دارد ودر بعضی مناطق استفاده از MTBEممنوع شده است در اين مقاله برسی توانايی MTBEدر آلودگی منابع آب سه محور اصلی مورد توجه است تاثيرات MTBE روی سلامتی انسان چگونگی ورود MTBE به منابع آب وسرنوشت MTBE در منابع آب 
خصوصيات MTBE :
متيل ترسيو بوتيلاتر يک ترکيب آلی با فرمول شيميايی C5H12O می باشد در دما وفشار استاندارد مايعی بی بيرنگ ٫ قابل اشتعال و قابل احتراق است . جرم مولکولی آن ۱۵/۸۸ بوده و دارای نقطه ذوب ۹-ـ درجه سانتی گراد ونقطه جوش ۶/۵۳ - ۲/۵۵ درجه سانتی گراد می باشد . چگالی اين ماده ۷۴۴/۰ ۷۵۸/۰ گزارش شده است . انحلال پذيری MTBE در آب بسيار بالاست 540mg/L گرارش شده است 
تاثيرات MTBE روي سلامت انسان: 
انسان از سه طريق خوردن يا آشاميدن ، اشتنشاق وتماس پوستي مي تواند در معرض MTBE قرار گيرد و سلامتي او تهديد گردد كه از اين بين بلع مهمترين راه ورود اين ماده به بدن انسان است و عمدتاً از طريق آشاميدن آب آلوده انجام مي شود، ضمن آنكه استحمام با آب گرم آلوده نيز فراريت آن را افزايش داده و باعث استنشاق اين ماده مي گردد . تاثيرات اين ماده روي بدن به دو قسمت سرطانيو غير سرطاني تقسيم مي شود . به دليل زمان نسبتاً كوتاه از آغاز مصرف گسترده اين ماده تحقيقات ومطالعات كافي براي برسي تاثيرات سرطان زائي در انسان انجام نشده است ولي اين موضوع هنگاميكه حيوانات آزمايشگاهي به صور مختلف در معرض مقادير بالاي MTBE قرار گرفتند اثبات گرديد. در يك آزمايش در آثر بلعيدن MTBE در موشهاي صحرايي ماده به مقدار mg 1000 به ازاء هر كيلوگرم وزن بدن در روز طي يك دوره 104 روزهاين موشها به سرطان خون مبتلا شدند وهمين تيمار در موشهاي صحرايي نر در دوره فوق باعث بروز تومورهاي بيضوي در آنها گرديد. طي تحقيقاتي در يك دوره18 ماهه ، استنشاق اين ماده توسط موشهاي صحرايي نر وماده صورت گرفت و خاصيت سرطان زايي MTBE در اين حيوانات آزمايشگاهي مشاهده گرديد . بر همين اساس USEPA اين ماده را در گروه داراي امكانم سرطان زائي قرار داده است . در مورد تا ثيرات غير سرطاني MTBE، از مهمترين وشايعترين عوارض تنفس آندر انسان سردرد ،سرگيجه،تهوع،آلرژي و مشكلات تنفسي مي باشد در آزمايشي روي موش صحرايي با بلعيدن mg 70 به ازاء هر كيلوگرم وزن بدن در روز تاثيري مشاهده نشد واز mg 100 به ازاء هر كيلوگرم وزن بدن در روزعوارض آن مشاهده گرديد(2). براي ارزيابي صحيح از سميت اين ماده بر روي آنسان نياز به مطالعات وتحقيقات بيشتري مي باشد . ضمن آنكه در مواردي مانند تاثير روي ژنتيك ،توليد مثلو رشد اطلاعات بسيار محدود است . 
ورود MTBE به منابع آب:
اولين مرحله در آلودگي منابع آب به MTBE ورود اين ماده به اجزاء محيط زيست مي باشد . مهمترين منابع ورود MTBE به محيط زيست نشت از تانكها وذخاير زير زميني ،لوله ها واتصالات ،وسائل وجايگاههاي سوخت گيري ، وسائل نقليه موتوري با سوخت بنزين ، قايق هاي موتوري و وسائل حمل و نقل MTBE مي باشند كه بر حسب جايگاه و نوع منبع ، اين ماده مي تواند وارد هوا خاك و آب گردد. MTBE موجد در هوا، شستشوي سطوح ذرات آلوده به مواد حاوي اين ماده ، تخليه مستقيم MTBE يا بنزين حاوي اين ماده به آبورود اين ماده به آبهاي سطحي شده و ورود MTBE به آبهاي زير زميني نيز از طريق آبهي سطحي ، شكافها و عوارض زمين ، چاهها و خاك قابل انجام است ورود MTBE به هوااز طريق تبخير در جايگاههاي سوخت گيري و سوخت رساني ، خروج از خودروها ، تبخير از لكه هاي بنزين روي سطح زمين و استفاده هاي متفرقه انجام مي گردد . در نتيجه يك تحقيق پيك غلظت MTBE در هواي نزديك به پمپهاي بنزين به ppbv 1400 در اندازه گيريهاي كوتاه مدت رسيده است و ميانگين آن در همين مكان در محدوده ppbv 100-10 قرار داشته است . ميانگين غلظت MTBE در هوا در محيطهاي غير از پمپ بنزين ppbv 25/0 ،66/0 و82/0 گزارش شده است .(4) MTBE موجود در هوا با انحلال در ترولات آسماني به همراه بارندگي وارد سطح زمين ، خاك ويا آبهاي سطحي مي گردد.(3و4) اين اتفاق در مناطقي كه ترافيك سنگين دارد به ويژه در هواي سرد بيشتر مشهود است . در يك تحقيق در كاليفرنيا هنگاميكه غلظت متوسط MTBE در دماي 25 درجه سانتي گراد در هوا ppbv 2 بود غلظت تعادلي اين ماده در آب باران ppbv (70%) اندازه گيري شد . همچنين در تحقيقي در آلمان گزارش شده است كه 20 درصد از MTBE موجود در روان آبهاي شهري پس از بارندگي مربوط به MTBE ورودي از هوادر اثر بارش مي باشد بنابراين MTBE موجود در هوا يكي از منابع ورود به منابع آب مي باشد. ورود MTBE به خاك هم از طريق مختلف قابل انجام است. MTBE ورودي به هوا از طريق نزولات آسماني ، روانابهاي سطحي حاوي MTBE ، نشت از مخازن ،اتصلات،تانكرها و جايگا ه هاي سوختگيري و نشت از تانكهاي زيرزميني از مهمترين منابع ورود اين ماده به خاك مي باشد. نحوه حركت MTBE در خاك عامل مهمي در آلوده شدن آبهاي زيرزميني به اين ماده مي باشد. در حركت وجابجايي اين ماده در خاك خصوصيات فيزيكي و شيميايي خاك اهميت زيادي دارد . از مهمترين خصوصيات فيزيكي خاك در اين ارتباط تخلخل ،نفوذ پذيري خاك ،بافت، ساختمان و عمق خاك مي باشند.بافت سبك و تخلخل بالا با افزايش نفوذپذيري خاك حركت اين ماده را در خاك تسهيل مي نمايد . در مورد خصوصيات شيميائي خاك جذب سطحي و دفع از مهمترين اين خصوصيات است كه آلاينده هاي آلي را در خاك تحت تاثير قرار ميدهد. در خاك كلوئيدهاي رس و مواد آلي عوامل اصلي جذب سطحي MTBE مي باشند هرچه قابليت يك ماده براي جذب سطحي شدن به ذرات خاك بيشتر باشد تحرك آن ماده در خاك كمتر است . براي اين منظور در برآورد حركت MTBE در خاك از ضريب جذب سطحي (Kd) استفاده مي نمايند. 
فرمول شماره يك:
غلظت جذب سطحي شده ماده مورد نظر روي سطح خاك بر حسب mg/kg يا (g يا μ)=Kd غلظت ماده مورد نظر در فاز محلول (آب خاك) بر حسب mg/Kg يا (µg/kg) بر اين اساس (1993)Howard ماده، MTBE را در خاك بسيار متحرك معرفي مي كند(2). جذب MTBE به ذرات خاك ضعيف بوده و حلاليت آن در آب بسيار بالاست بنابراين به راحتي در خاك به همراه آب به سمت پايين حركت كرده و در نهايت آبهاي زير زميني را آلوده مي نمايد . اين حركت تابع قوانين حركت آب در خاك مي باشد. 
سرنوشت MTBE در منابع آب: 
تخريب زيستي MTBE در آب بسيار كند است . MTBE توسط جمعي از دانشمندان در گروه مقاوم به تخريب زيستي قرار گرفته است اين ماده در هر دو حالت بي هوازي و هوازي به تجزيه ميكروبي مقاومت مي كند ولي گزارشاتي مبني بر تجزيه آن توسط ميكروبها در شرايط خاص موجود است. اين مقاومت به تجزيه ميكروبي مربوط به رفتار اتم كربن ترشيايي در ساخمان اتر و يا پيوند غير فعال اتر مي باشد. در آبهاي زيرزميني كه تخريب MTBE رخ داده است ماده ترسيو بوتيل اتر الكل تشكيل شده است كه خود مي تواند داراي خاصيت سرطان زائي باشد. مقاومت به تخريب توسط MTBE باعث حضور اين ماده در آب مي گردد كه طي مطالعات مختلف اثبات شده است . نيمه عمر MTBE در آبها سطحي بسته به وضعيت آب متغير است. عوامل مؤثر در نيمه عمر MTBE در اين آبها سرعت آب، عمق حضور ماده و دماي آب مي باشد. كاهش عمق،افزايش دماي آب و افزايش سرعت آب باعث كاهش نيمه عمر MTBE در آب مي گردد. نيمه عمر MTBE در آبها سطحي در حدود 9 ساعت مي باشدكه بسته به وضعيت آب مي تواند در محدوده 4 هفته تا 6 ماه قرار گيرد . در درياچه و آبهاي ساكن اين مقدار بيشتر و در رودخانه ها و جريانات متلاطم كمتر است. نيمه عمر MTBE در آبها زيرزميني به خاطر سرع كمتر آب و عدم وجود نور نسبت به آبها سطحي بسيار بيشتر است بطوريكه غلظت هاي حدود mg/l 200 نيز در آبهاي زيرزميني گزارش شده است. بخاطر حلاليت بالاي MTBE موجود در آب حركت و انقال اين ماده در منابع آب تابعي از اين آبها بوده و در آبهاي زير زميني از قانون دارسي پيروي مي نمايد. 
فرمول شماره 2 فرمول دارسي Q=-kAi:
كه A سطح مقطع منطقه ، I شيب هيدروليكي و k هدايت هيدروليكي بستر مي باشد . در اين معادلهI=Δh/Δs بطوريكه Δh اختلاف پتانسيل هيدروليكي و Δs فاصله حركت مي باشد.هدايت هيدروليكي بستر تابعي از خصوصيات نوعي سنگ ، رسوب يا خاك بستر بوده و تخلخل و نفوذ پذيري دو خصوصيت مهم بستر هستند كه روي آب موثرند. از آنجا كه MTBE به راحتي جذب سطحي ذرات بستر نمي گردد حركت آن با آب تسهيل مي شود. 
نتيجه:
MTBE با خصوصيات خود شامل تاثير روي سلامتي انسان توانايي بالاي حركت در منابع آب وخاك ، مقاومت به تخريب طبيعي و حلاليت بالا قادر است از مسيرهاي مختلف وارد منابع آبي شده و در آن حضور داشته و مدت زيادي در آن مانده و باعث آلودگي منابع آب گردد . آلودگي آبهاي زير زميني به اين ماده يكي از مهمترين جنبه هاي زيست محيطي MTBE تلقي مي شود زيرا بيش از 90% آب شهرها و حدود 40% آب مورد نياز بخش كشاورزي در جهان از اين منابع تامين مي شود و اين آبها به طور مستقيم و غير مستقيم مي تواند به مصرف انسان رسيده و روي سلامتي او تاثير گذار باشد . در غلظتهاي ppb 15- 5 بو و مزه آن در آب مي تواند شكايت مصرف كننده را در بر داشته باشد (2)،USEPA حداكثر مجاز اين ماده را در آب آشاميدني ppb 40- 20 پيشنهاد نموده است . با توجه به مصرف MTBE در ايران قبل از آنكه اين ماده به يك معضل زيست محيطي تبديل گردد با مطالعات و تحقيقات كافي راهكارهاي مناسب مصرف و عدم مصرف آن مشخص گردد.يافتن جايگزين مناسب براي MTBE از مهمترين اين راهكارها مي باشد هم اكنون در بعضي از كشورهاي جهان از برخي از انواع الكلها به عنوان جايگزين اين ماده در بنزين استفاده مي گردد.

به نقل از http://www.parsbiology.com/