پاورپوینت-اصول اجرای ساختمانهای بلند- در 100 اسلاید-powerpoin-ppt
سیستم سازه ای برج‌های هزاره سوم
در تشریح سیستم سازه‌ای این برج‌ها لازم است به دونکته اصلی توجه شود. در واقع این سیستم از دو بخش تقریباً مجزای ثقلی و لرزه بر تشکیل شده است. اصطلاحات لرزه بر و ثقلی بر اساس مقدار جذب برش نیروی زلزله توسط هر یک از سیستم‌ها، به آنها نسبت داده شده است.
الف) سیستم لرزه بر: در طرح این برج‌ها از دو سیستم لوله ای متداخل، به اضافه مهاربندی همگرا به عنوان بخش لرزه بر
ساختمان استفاده شده است . قاب‌های سیستم لرزه بر در پیرامون سازه قرار گرفته‌اند؛ ضمن آنکه دو قاب لرزه بر میانی هم در یک جهت موجود می‌باشند
ب) سیستم ثقلی:
سیستم ثقلی که میان بخش لرزه بر محصور شده است، بر روی ستون‌های میانی که تقریباً با راندمان 100% بطور ثقلی عمل می‌کنند، قرار گرفته است و تیرهایی که این ستون‌ها را به سیستم لرزه بر پیرامونی مرتبط می‌کنند عموماً - به جز سه طبقه پایین - با اتصال ساده طرح شده‌اند. با توجه به توضیحات فوق ملاحظه می‌شود، سختی این تیرها نقشی در نحوه توزیع بارهای جانبی نخواهد داشت و به این جهت در مدل، ساده سازی صورت گرفته است.
استفاده از تیرهای با مقطع متغیر در طرح تیرهای ثقلی علاوه بر صرفه‌جویی در مصالح، به جهت ایجاد مسیری مناسب برای عبور لوله‌های تأسیساتی صورت گرفته است و به این ترتیب نیازی به افزایش بیشتر ارتفاع طبقه نمی باشد.
سیستم سقف برج‌های هزاره سوم
سقف این برج‌ها از نوع کامپوزیت است و عملکرد دال‌های آن به صورت دوطرفه می‌باشد.
همان‌طور که در گزارش مندرج در شماره پنجم ذکر شده مطالعات ژئوتکنیک، ژئوفیزیک، تهیه طبف ویژهِ ساختگاه، زهکشی و کنترل کیفیت عملیات بتنی این پروژه توسط مهندسان مشاور دریا خاک پی در دست انجام است.
مطالعات ژئوتکنیکی در محدوده احداث برج‌ها
مطالعات ژئوتکنیکی به منظور تعیین خصوصیات خاک و لایه‌های زمین در محدوده احداث برج‌ها به شرح زیر انجام پذیرفته است:
الف) مطالعات ژئوتکنیک اکتشافی تکمیلی
تعیین مشخصات فیزیکی و مکانیکی لایه های خاک
تعیین پارامترهای موثر در پایداری و تغییر شکل پذیری لایه های خاک
تعیین ظرفیت باربری و نشست خاک و پیشنهاد گزینه های مناسب پی
تعیین مشخصه های خاک جهت برآورد نیروی زلزله
شناسایی شرایط هیدروژئولوژیکی و آبگذارانی لایه های خاک
بررسی امکان وجود نابهنجاری های ژئوتکنیکی در محدوده مورد نظر
ب) مطالعات تهیه طیف ویژه ساختگاه
تعیین لرزه خیزی ساختگاه
تعیین مشخصات هندسی دینامیکی لایه های آبرفتی
انجام تحلیل بزرگنمایی حاصل از اثر وجود آبرفت
تهیه شتاب نگاشت طراحی در سطوح مختلف
تهیه طیف طراحی در سطوح مختلف لرزه ای در رقوم‌های موردنظر
بررسی نشست سازه
در بررسی نشست سازه شالوده گسترده در وسط ساختگاه، داده های مورد نیاز برای انجام این تحلیل‌ها با استفاده از آزمایش‌های برجا و آزمایشگاهی تعیین گردید.
اثر لایه سطحی خاک کم مقاومت در کف گود، با در نظر گرفتن یک لایه جدید با ضریب ارتجاعی نسبتاً کمتر مدل گردید.
با توجه به یکنواختی بافت زیر سازه، حداکثر نشست مجاز ساختمان 100 میلیمتر در نظر گرفته شده است. مقایسه نتایج محاسبات نشست بااستفاده از نرم‌افزار Plaxis نشان می‌دهد که حداکثر میزان نشست محاسبه شده از نشست مجاز (100 میلیمتر کمتر) می‌باشد.
سیستم پی
با توجه به نوع سیستم باربر جانبی برای برج‌های شمالی، مرکزی و جنوبی که سیستم لوله ای درجداره خارجی هریک از برج‌ها می‌باشد دو گزینه زیر برای پی برج‌ها قابل بررسی است:
الف) سیستم پی گسترده برای هریک از برج‌های شمالی، جنوبی و مرکزی؛ به طوری‌که با درزهای انقطاع از یکدیگر مجزا گردیده باشند.
ب) سیستم پی گسترده یکپارچه و بدون درز انقطاع برای هر سه برج شمالی، جنوبی و مرکزی.
در سیستم گزینه الف با توجه به یکسان بودن برج‌ها به لحاظ مشخصه های دینامیکی بروی خاک ناحیه درز به صورتی است که فشار زیاد برج مرکزی موجب می گردد که خاک زیر برج شمالی تحت اثر فشار قرار گرفته و پی برج شمالی تمایل به بلند شدن از روی آن داشته باشد.در صورتی‌که از گزینه (ب) استفاده شود، 2 نیروی فشاری و کششی با یکدیگر متعادل گردید وتنش‌ها در زیر پی و روی خاک توزیع یکنواخت تر خواهد داشت، لذا استفاده از پی گسترده یکپارچه برای بارهای جانبی منطقی‌تر می‌باشد. از طرف دیگر طولانی بودن پی موجب می‌گردد که تنش‌های ناشی از درجه حرارت و جمع شدگی، باعث تأثیرات نامطلوبی در پی گردد و علاوه بر آن، چنانچه تحت اثر بارهای ثقلی غیر همزمان قرار گیرد، در پی، ایجاد تنش های زیاد بنماید. بنابراین بتن ریزی در زیر هر یک از برج‌ها بصورت مجزا ودر عرض به فاصله 30 الی 50 سانتیمتر انجام گردیده است و پس از اعمال کلیه بارهای ثقلی و مرتفع شدن اثرات جمع شدگی ودرجه حرارت، این فاصله‌ها با بتن مرغوب به همراه مواد منبسط شونده پر می‌گردند.
بررسی مخاطره پذیری لرزه‌ای منطقه
گستره تهران در کوهپایه‌های جنوبی کوه‌های البرز مرکزی قرار گرفته و شمالی‌ترین فرونشست ایران مرکزی به حساب می‌آید. کوه‌های البرز در شمال تهران متشکل از یک سری چین خوردگی‌های با امتداد شرقی- غربی است و شدت دگرریختی در دو کناره شمالی گسله تهران به بیشترین مقدار خود رسیده و بلندی‌های البرز به ترتیب بر دشت کناری خزر در شمال و دشت تهران در جنوب رانده شده است.
از مهمترین گسل‌هایی که نزدیکترین فاصله تقریبی آنها از ساختگاه حدود کمتر از 10 کیلومتر می‌باشد می‌توان موارد زیر را نام برد: گسل شمال تهران، گسل امامزاده داوود، پورگان وردیج، نیاوران، محمودیه، طرشت، عباس آباد، گسل تلویزیون، باغ فیض، نارمک و در محدوده ساختگاه موردنظر باتوجه به خاکبرداری قابل توجهی که انجام شده بود آثار گسلی مشاهده نگردید.
بررسی روند لرزه خیزی
بررسی روند لرزه خیزی این گستره بااستفاده از به کارگیری روش kijko در سه حالت انجام گرفته است:
حالت اول: بادر نظر گرفتن فقط لرزه های تاریخی
حالت دوم: با منظور نمودن لرزه‌های سده بیستم
حالت سوم: ترکیبی از مجموع حالت‌های اول و دوم با در نظر گرفتن لرزه های تاریخی و لرزه های سده بیستم
احتمال عدم رویداد لرزه ای با بزرگی 7 ریشتر در طول مدت 50سال یا 100 سال به ترتیب حدود 60 و 35 درصد می باشد؛ یعنی برای سازه ای باعمر مفید 50 یا 100 سال می توان این احتمال عدم رویداد را در نظر گرفت.
بیشینه مقادیر شتاب قائم و افقی زمین
در مطالعات انجام شده با استفاده از برنامه seisrisk III بیشینه مقادیر شتاب زمین محاسبه شده‌اند. اطلاعات دیگری نظیر رابطه طول گسلش و بزرگی مورد نیاز بوده است که آن نیز با استفاده از روابط شناخته شده جهانی (رابطه ولز - کاپراسمیت) به دست آمده‌اند. بر اساس این محاسبات مقادیر شتاب افقی و قائم در سازه های زمانی مختلف (30، 50، 75 و 100سال) با احتمال فزونی خاص (50%، 37 %، 10%) برآورد شده‌اند.
در صورتی‌که عمر مفید سازه 50 سال فرض شود با در نظر گرفتن احتمال فزونی 37 درصد، مقادیر شتاب افقی و قائم به ترتیب0/63 g و0/72 g برآورد شده است.
بررسی پاسخ دینامیکی آبرفت
به این منظور به عنوان یک روش اندازه‌گیری سریع و اقتصادی در محل ساختگاه چهارگمانه با عمق های 65/75, 50 , 50 , 65/75 متر حفر گردید و لایه‌های آبرفت مورد آزمایش محل S.P.T قرارگرفته و نمونه های حاصله تحت آزمون‌های آزمایشگاهی قرار گرفتند. این روش با دقت قابل قبولی سرعت انتشار امواج را در لایه‌های خاک به دست می دهد.
با استفاده از نتایج آزمایش محلی و نفوذ استانداردS .P.T از طریق روابط تجربی موجود برای درک رفتار دینامیکی توده آبرفت در محل ساختگاه تحت اثر حرکات لرزه‌ای، طیف‌های پاسخ آبرفت برای سطوح شتاب (5/0,35/0,3/0,25/0,23/0,2/0,15/0,1/0) برابر شتاب ثقل محاسبه شده‌اند. برای این محاسبات از نرم‌افزارEER استفاده شده است. A سطح شتاب مبنا(D.B .L ) برای سنگ بستر براساس تحقیقات موجود، 36/0 شتاب ثقل و سطح شتاب بیشینه طراحیM.D0/5 ( . ) شتاب ثقل ملحوظ گردیده است لکن برای مشاهده تغییرات پاسخ آبرفت به سطوح شتاب مختلف، دامنه‌ای از سطوح شتاب از 1/0 تا 5/0 شتاب ثقل مورد تحلیل قرار گرفته است.
اثرات توپوگرافیک
به دلیل قرارگیری ساختگاه در مناطق مسطح، اثرات توپوگرافی عملاً تأثیر چندانی بر روی طیف پاسخ ساختگاه ندارد.
طیف طراحی زلزله
بررسی‌ها نشان می‌دهد که اثر آبرفت به طور مشخص طیف پاسخ سنگ را تحت تاثیر قرارداده است ، به‌طوری‌که در پریودهای پائین (کمتر از نیم ثانیه) باعث کاهش مقادیر طیفی شده است. روند فوق مبین این موضوع است که اثر وجود آبرفت باخصوصیات غیرخطی پریود اصلی طیف پاسخ را به مقادیر پریودهای بزرگتر انتقال داده است .
همچنین پهنای مقدار حداکثر طیفی به مقدار قابل توجهی افزایش یافته و طیف وسیعتری از پریود ها را دربرگرفته است که چنانچه پریود اصلی سازه در این محدوده قرار بگیرد به علت بروز پدیده تشدید، بیشترین شتاب پاسخ طیفی در سازه به وجود خواهد آمد که ملاحظات لازم باید در نظر گرفته شود.
با توجه به مطالب فوق، طیف پیشنهادی DBL حداکثر مقادیر طیفی را بین پریودهای 04/1و 27/0 ثانیه برابر 0/85 g دارد و طیف پیشنهادی MDL حداکثر مقادیر طیفی خود را در محدوده بین پریودهای 44/0 تا 84/0 ثانیه برابر با 0/38 g دارد.
در نتیجه در هر سطح شتاب طراحی سازه به نحوی انجام شده است که پریود اصلی سازه در محدوده شتاب حداکثر طیفی قرار نگرفته است و پدیده تشدید اتفاق نیفتاده است.
کنترل کیفیت مصالح و نظارت اجرایی
از آنجا که طراحی مناسب توا‡م با اجرای دقیق و کنترل کیفیت مصالح، مقاوم‌سازی سازه را در برابر نیروهای وارده امکان‌پذیر می‌سازد، در این پروژه نسبت به کنترل کیفیت مصالح بکار رفته اقدامات زیر انجام می‌گیرد:
کیفیت بتن :
به منظور دسترسی به کیفیت مطلوب و جلوگیری از نابودی خواص بتن - در حین حمل - نسبت به دایرکردن بچینگ پلنت در محل کارگاه مبادرت نموده و در تمام مدت اقدامات لازم نظیر تست مواد سنگی، سیمان و آزمایش‌های مربوطه با استقرار آزمایشگاه محلی انجام می‌شود.
کیفیت مصالح فولادی:
برای بررسی کیفیت مصالح فولادی تمام مصالح قبل از ورود به کارخانه ساخت تحت آزمایش‌های مربوطه قرار گرفته و بعد از حصول اطمینان از تطابق مشخصات مواد فلزی با موارد در نظر گرفته شده در طراحی، اجازه حمل داده می‌شود.
همچنین در کارگاه ساخت با استقرار یک اکیپ (Q.C ) تمام آزمایش‌های مربوط به جوش نظیر آزمایشات ذرات مغناطیسی( M.T ) اولتراسونیک(U.T ) ، رنگ‌های نافذ( P.T) و رادیوگرافی( R.T) و همچنین اجرای دقیق روند جوشکاری(W.P.S ) جهت جلوگیری از ایجاد تنش‌های پسماند بعد از جوشکاری کنترل می‌گردد.
از آنجا که این سازه دارای اتصالات پیچ و مهره ای (اصطکاکی و اتکایی) می‌باشد، تمام آزمایش‌های مربوط به پیچ نظیر آزمایش ترکیب شیمیایی کوانتومتری، سختی سنجی، کنترل ابعادی، کشش کلگی، ریز‌سختی‌سنجی و ... نیز انجام می‌گیرد. درکارگاه نصب هم ضمن نظارت کافی به لحاظ اطمینان از انجام اتصالات اصطکاکی ضمن استفاده از ترکمتر از واشرهای D.T.I جهت کنترل مضاعف ایجاد اصطکاک لازم در اتصالات استفاده می‌گردد
رفتار سیستم های مختلف باربر در سازه های بلند
اهمیت موضوع
با توجه به خسارات و تلفات ناشی از زلزله در کشورهای زلزله خیز، لزوم طراحی سازه های مقاوم در برابر زلزله امری انکار ناپذیر است. برای طرح یک ساختمان در مقابل زلزله لازم است اطلاعاتی جامع و کامل از رفتار آن در مقابل نیروهای 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 نیروهای ناشی از زلزله نیست. به همین جهت باید رفتار سازه ها را به طور کلی و به دقت مورد توجه قرار داد. شکل پذیری یکی از خواص بسیار مهم سازه هایی است که اگر تحت تأثیر نیروهای لرزه ای 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 اعضای آن به تفکیک شکل پذیر باشند. بنابراین با توجه به نوع سازه ای که برای مناطق زلزله خیز طراحی می شود، باید مصالح به کار رفته در آنها به نحوی اختیار و ترکیب شوند که نتیجۀ رفتار آنها، شکل پذیر بودن را تأمین نماید.
با تکیه بر روشهای سنتی، نمی توان سازه بلندی ساخت که در برابر زلزله های مخرب مقاوم باشد. حتی اگر همه ضوابط آیین نامه زلزله از نظر طراحی و محاسبات رعایت شده باشد، با اجرای سنتی و دخالت انسان در اجزای مقاوم کننده ساختمان همانند بتن ریزی ها و جوشکاری ها هرگز نمی توان به یک سازه مناسب دست پیدا کرد. فن آوریهای 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 نیروهای زلزله ساخته شود، بلکه باید دارای دوام لازم در مدت زمان پیش بینی شده برای بهره برداری از آن نیز باشد. اگرچه از نظر کارکرد اقتصادی می توان بخشهایی از ساختمان را از مصالح سبک بنا نمود، اما اسکلتی که بتواند کارکرد درست داشته باشد معمولاً وزن قابل ملاحظه ای از ساختمان را به خود اختصاص می دهد. با افزایش ارتفاع و به تبع آن نیروهای حاصل از زلزله مقاطع باربر ساختمان بسیار بزرگ شده و تکانهای ناشی از نیروی زلزله، در طبقات فوقانی شدید می شود. برای پیشگیری از این رویدادها، روشی تحت عنوان سوپرفریم R.C برای اسکلت ساختمان، در کشور ژاپن، ابداع شده و به عنوان جدیدترین فناوری 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 انرژی به وسیله میراگرهای هیدرومکانیکی، یک ساختمان مطمئن از نظر رفتار در برابر نیروها و بسیار مناسب برای 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 :