پاورپوینت-اصول اجرای ساختمانهای بلند- در 100 اسلاید-powerpoin-ppt

دسته بندي : فنی و مهندسی » معماری








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:


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.


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


رفتار سیستم های مختلف باربر در سازه های بلند


اهمیت موضوع


با توجه به خسارات و تلفات ناشی از زلزله در کشورهاي زلزله خیز، لزوم طراحی سازه هاي مقاوم در برابر زلزله امري انکار ناپذیر است. براي طرح یک ساختمان در مقابل زلزله لازم است اطلاعاتی جامع و کامل از رفتار آن در مقابل نیروهاي ناشی از زلزله در دست باشد. باید دانست که رعایت ضوابط و مقررات مندرج در آیین نامه ها تضمین کنندة مقاوم شدن کامل ساختمانها در برابر نیروهاي ناشی از زلزله نیست. به همین جهت باید رفتار سازه ها را به طور کلی و به دقت مورد توجه قرار داد. شکل پذیري یکی از خواص بسیار مهم سازه هایی است که اگر تحت تأثیر نیروهاي لرزه اي واقع شوند، باید از خود بروز دهند. هر سازة پایدار یا مقاوم در برابر زلزله باید هم به صورت کلی و یک مجموعۀ کامل، شکل پذیر باشد و هم اعضاي آن به تفکیک شکل پذیر باشند. بنابراین با توجه به نوع سازه اي که براي مناطق زلزله خیز طراحی می شود، باید مصالح به کار رفته در آنها به نحوي اختیار و ترکیب شوند که نتیجۀ رفتار آنها، شکل پذیر بودن را تأمین نماید.


با تکیه بر روشهاي سنتی، نمی توان سازه بلندی ساخت که در برابر زلزله هاي مخرب مقاوم باشد. حتی اگر همه ضوابط آیین نامه زلزله از نظر طراحی و محاسبات رعایت شده باشد، با اجراي سنتی و دخالت انسان در اجزاي مقاوم کننده ساختمان همانند بتن ریزي ها و جوشکاري ها هرگز نمی توان به یک سازه مناسب دست پیدا کرد. فن آوريهاي نو تلاش می کنند تا دخالت انسان را در حین ساختن به حداقل رسانده و با صنعتی کردن اجرا، یک ساختمان همگن و مطمئن بنا نمایند.


ساختمان مسکونی از نظر اسکلت باید نه تنها مقاوم در برابر نیروهاي زلزله ساخته شود، بلکه باید داراي دوام لازم در مدت زمان پیش بینی شده براي بهره برداري از آن نیز باشد. اگرچه از نظر کارکرد اقتصادي می توان بخشهایی از ساختمان را از مصالح سبک بنا نمود، اما اسکلتی که بتواند کارکرد درست داشته باشد معمولاً وزن قابل ملاحظه اي از ساختمان را به خود اختصاص می دهد. با افزایش ارتفاع و به تبع آن نیروهاي حاصل از زلزله مقاطع باربر ساختمان بسیار بزرگ شده و تکانهاي ناشی از نیروي زلزله، در طبقات فوقانی شدید می شود. براي پیشگیری از این رویدادها، روشی تحت عنوان سوپرفریم R.C براي اسکلت ساختمان، در کشور ژاپن، ابداع شده و به عنوان جدیدترین فناوري به مورد اجرا گذاشته شده است. در این روش ضمن کاهش مقاطع باربر، با پیش ساخته نمودن ستون ها و همچنین کنترل حرکات ساختمان در حین زلزله و جذب انرژي به وسیله میراگرهاي هیدرومکانیکی، یک ساختمان مطمئن از نظر رفتار در برابر نیروها و بسیار مناسب براي سکونت ساخته می شود.


فصل اول مقدمه و کلیات

تعیین مشخصات ساختمان هایی که در گروه سازه های بلند قرار می گیرند بسیار مشکل است، زیرا بلندی خود یک حالت نسبی است و ساختمان ها را نمی توان بر حسب ارتفاع یا تعداد طبقات، دسته بندی و تعریف نمود. بلندی یک ساختمان بستگی به شرایط اجتماعی و تصورات فرد از محیط دارد، بنابراین ارائه یک معیار قابل قبول همگانی برای تعریف بلندی سازه غیرممکن است. از نظر مهندسی هنگامی می توان سازه را بلند نامید که ارتفاع آن باعث شود که نیروهای جانبی ناشی از باد و زلزله، بر طراحی آن اثر قابل توجهی گذارند. همچنین نمانند نیروهای ثقلی، تأثیر نیروهای جانبی در سازه ها کاملاً متغیر بوده و به سرعت با افزایش ارتفاع شدت می یابد. سه عامل اساسی که باید در طراحی تمام سازه های بلند در نظر گرفته شوند عبارتند از :