۱- بارگذاري و تحليل سازه‌هاي دريايي و ساحلي

            يكي از مسائل موجود در اسكله‌ها، سكوها و به طور كلي سازه‌هاي ساحلي و دريايي كه در چند دهة اخير بسيار مورد توجه بوده است، تحليل اين نوع سازه‌ها در مقابل بارهاي وارده است. مسئلة عمده‌اي كه اين سازه‌ها را از سازه‌هاي متعارف جدا مي‌سازد، وجود آب در تماس با سازه است. وجود آب نه تنها در ارتعاشات تأثير مي‌گذارد، بلكه خود مي‌تواند به وسيلة امواج، عاملي مهم براي ايجاد نيروهاي خارجي باشد. چنين نيروهايي ممكن است بخش مهمي از بارگذاري اسكله‌ها و سازه‌هاي دريايي را تشكيل دهند. اين مسئله هم بر قسمت‌هاي بالايي سازه و هم بر فونداسيون سازه كه اكثراً به صورت شمع مي‌باشد، تأثير مي‌گذارد.

            در مواردي كه تحليل سازه‌هاي دريايي با ابعاد بزرگ، نظير سكوهاي ثقلي و موج‌شكن‌ها موردنظر باشد، بايد از تئوري پراكندگي (Diffraction theory) براي تعيين اثرات آب استفاده نمود. ليكن براي سازه‌هاي بلند و لاغر كه نسبت ابعاد قسمتي از سازه‌ها كه در معرض امواج قرار دارد به طول موج كوچك باشد، مسئله به صورت ديگري مطرح مي‌شود. در حقيقت در اين موارد، نيروهاي وارده ناشي از اثرات متقابل آب و پايه اغلب تابعي از سرعت‌هاي نسبي بين آب و پايه مي‌باشد. سرعت و شتاب ذرات آب را مي‌توان با استفاده از تئوري موج تعيين نمود؛ لكن تعيين سرعت پايه در لحظات مختلف اساسي‌ترين مشكل را در تحليل ايجاد مي‌كند؛ خصوصاً از اين نظر كه اين نيروها با توان دوم سرعت نسبي بستگي داشته و بايد هم جهت سرعت نسبي در نظر گرفته شوند. به بيان ديگر، در هر لحظه براي آن كه بتوان نيروهاي وارده ناشي از عملكرد آب بر پايه را به‌دست آورد، بايد سرعت نسبي بين آب و پايه را تعيين نموده و نيروي وارده را متناسب با توان دوم اين سرعت و هم‌جهت با آن در نظر گرفت.

            از طرفي از آنجا كه عموماً قسمتي از پايه‌هاي سازه‌هاي دريايي و ساحلي نظير سكوها و اسكله‌ها به صورت شمع در خاك كوبيده مي‌شود، مسئلة عمدة ديگري كه در تحليل ديناميكي اسكله ايجاد مي‌شود، وجود خاك در اطراف شمع و تأثير آن در ارتعاشات اسكله تحت بارهاي ديناميكي است. براي تعيين اثرات خاك مي‌توان از مدل‌هاي گوناگوني كه توسط محققين ارائه شده استفاده نمود. ارزيابي اين مدلها و انتخاب بهترين مدل براي هر نوع سازة خاص، نياز به بررسي مسئله به صورت دقيق و انجام تحليل‌هاي فراوان دارد.

            علاوه بر تحليل ديناميكي سازه‌هاي دريايي و ساحلي تحت امواج، اثرات زلزله بر سازه نيز از اهميت به سزايي برخوردار مي‌شود. اين اثرات را مي‌توان به صورت اثرات زلزله بر آب به صورت توليد موج و بالطبع اثر متقابل آن بر سازه، همچنين اثر زلزله بر جرم سازه و نيز اثر زلزله بر خاكي كه اطراف پايه‌هاي سازه را در برگرفته است، خلاصه نمود. بررسي اين اثرات نيز كار چندان ساده‌اي نبوده و امروزه در هر مورد مدل‌هاي بسيار متنوعي ارائه شده است. انتخاب مدل مناسب در هر مورد و براي هر سازة به خصوص نيز از اهميت بسيار ويژه برخوردار بوده و نياز به انجام تحقيقات مفصل و همچنين كسب تجربه دارد.

2- بارگذاري و تحليل شناورهاي دريايي

            شناورهاي دريايي نظير قايق‌ها، كشتي‌هاي كوچك و بزرگ، بويه‌ها و زيردريايي‌ها نيز از نظر بارگذاري و تحليل در چند دهة اخير بسيار مورد توجه بوده‌اند. بارهاي وارده بر چنين سازه‌ها، علاوه بر بارهاي معمول و متداول كه متأثر از ظرفيت آنها و نيز نحوة استفاده از آنها است؛ شامل بارهاي ناشي از اثرات جريان‌هاي روآبي و زيرآب، اثرات امواج، اثرات متقابل سازه و آب كه در اثر بارهاي ديناميكي ايجاد مي‌شوند، اثر باد، و حتي اثرات انفجار مي‌باشد. شناخت اين بارها به صورت دقيق موضوع تحقيقات گسترده‌اي در چند دهة اخير بوده كه منجر به معادلات و مدل‌هايي گرديده است. لكن كاربرد اين مدل‌ها و روابط در هر منطقه به صورت چشم بسته صحيح نبوده و در هر منطقة خاص نظير خليج‌فارس، بايد اثرات منطقه‌اي را نيز به صورت مناسب لحاظ نمود. پس از شناخت بارهاي وارد بر هر شناور دريايي، لازم است سيستم باربر مناسبي براي آن درنظر گرفته و آن را تحليل نمود. اين سيستم باربر كه در حقيقت اسكلت‌بندي  سازه‌هاي شناور را تشكيل مي‌دهد نيز از يك طرف نيازمند تجربة فراوان و آشنايي با انواع اسكلت‌بندي‌هايي كه امروزه در دنيا به‌كار مي‌رود، و از طرف ديگر نيازمند دانش تئوريك سازه‌اي بالا مي‌باشد. پس از انتخاب سيستم سازه‌اي مناسب شناور دريايي بايد آن را به صورت مناسب تحليل و طراحي نمود. تحليل سيستم را مي‌توان با استفاده از نرم‌افزارهاي قدرتمند موجود انجام داد؛ لكن مسئلة طراحي چنين سازه‌هايي نيز نيازمند تحقيقات فراوان و آشنايي با آئين‌نامه‌هاي مربوطه در كشورهاي مختلف مي‌باشد. چنين تحقيقاتي ممكن است به تهيه و تنظيم دستورالعملها، توصيه‌ها و حتي آئين‌‌نامه‌اي مناسب جهت طراحي سازه‌هاي شناور در شرايط اقليمي خليج‌فارس و بر اساس امكانات و شرايط اجرايي موجود در كشور ما گردد.

3- بررسي و انتخاب مصالح جديد متناسب با شرايط خليج ‌فارس

            مصالحي كه به صورت سنتي در ساخت انواع سازه‌هاي موجود در شرايط اقليمي جنوب ايران و به خصوص شرايط اقليمي ساحلي و دريايي خليج‌فارس به‌كار مي‌رفته، عمدتاً فولاد و بتن بوده است. از طرفي شرايط آب و هوايي خليج‌فارس، شرايطي بسيار خشن و متغير بوده، بتن و به خصوص فولاد را به شدت تحت تهاجم قرار مي‌داده است. در اين راستا ضرورت مقابله با اين تهاجم و حفاظت مصالح به كار رفته در منطقه در مقابل عوامل مخرب از ديرباز مورد نظر بوده و كشورهاي پيشرفتة دنيا تحقيقات گسترده‌اي را در اين ارتباط انجام داده و تكنولوژي‌هاي مناسبي را توسعه داده‌اند. با اين وجود در ايران متأسفانه كمتر به صورت علمي به اين مسئله پرداخته شده است. در همين ارتباط انجام تحقيقاتي به صورت زير بسيار مناسب به نظر مي‌رسد.

الف- حفاظت كاتديك فولاد در سازه‌هاي فولادي و نيز ميلگردهاي فولادي در سازه‌هاي بتني

            اگرچه حفاظت كاتديك فولاد از ديرباز در دنيا مطرح بوده است؛ در ايران و به خصوص در سازه‌هاي دريايي و ساحلي خليج‌فارس اين مسئله كمتر مورد توجه قرار گرفته است. عمده‌ترين حفاظت به كار گرفته شده در ايران معمولاً‌ استفاده از رنگ‌هاي مخصوص بوده كه اين مسئله در مورد ميلگردهاي به كار رفته در سازه‌هاي بتن‌آرمه قابل استفاده نيست. به همين جهت در سازه‌هاي بتن‌آرمة ساحلي و دريايي خليج‌فارس، بزرگترين مسأله، خوردگي ميلگردها و مترادف با آن زوال و خردشدگي بتن بوده است؛ به طوري كه گاه عمر سازة بتن‌آرمه را به كمتر از 5 سال نيز تقليل داده است. تحقيقات مناسب در اين ارتباط و تنظيم توصيه‌نامه و دستورالعمل مناسب در جهت حفاظت كاتديك فولاد به خصوص در سازه‌هاي بتن‌آرمه، مي‌تواند در اين راستا بسيار راهگشا باشد. اجباري كردن رعايت چنين دستورالعمل‌هايي در سازه‌هاي بتن‌آرمة ساحلي و دريايي جنوب توسط مقامات ذيصلاح، به صرفه‌جويي كلاني در سرمايه‌هاي كشور منجر خواهد شد.

ب- استفاده از مصالح جديد به جاي فولاد

            استفاده از مصالح جديد و به خصوص كامپوزيت‌ها به جاي فولاد در دهة اخير در دنيا به شدت مورد علاقه بوده است. كامپوزيت‌ها از يك مادة چسباننده (اكثراً اپوكسي) و مقدار مناسبي الياف تشكيل يافته است. اين الياف ممكن است از نوع كربن، شيشه، آراميد و ... باشند، كه كامپوزيت حاصله به ترتيب، به نام
 AFRP, GFRP, CFRP خوانده مي‌شود. مهمترين حسن كامپوزيت‌ها، مقاومت بسيار عالي آنها در مقابل خوردگي است. به همين دليل كاربرد كامپوزيت‌هاي FRP در بتن‌آرمه به جاي ميلگردهاي فولادي، بسيار مورد توجه قرار گرفته است.

لازم به ذكر است كه خوردگي ميلگرد در بتن مسلح به فولاد به عنوان يك مسئلة بسيار جدي تلقي مي‌گردد. تاكنون بسياري از سازه‌هاي بتن‌آرمه در اثر تماس و مجاورت با سولفاتها، كلرورها و ساير عوامل خورنده دچار آسيب جدي گرديده‌اند، چنانچه فولاد به كار رفته در بتن تحت تنش‌هاي بالاتر در شرايط بارهاي سرويس قرار گيرند، اين مسئله به مراتب بحراني‌تر خواهد بود. يك سازة بتن‌آرمة معمولي كه به ميلگردهاي فولادي مسلح است، چنانچه در زمان طولاني در مجاورت عوامل خورنده نظير نمك‌ها، اسيدها و كلرورها قرار مي‌گيرد، قسمتي از مقاومت خود را از دست خواهد داد. به علاوه فولادي كه در داخل بتن زنگ مي‌زند، بر بتن اطراف خود فشار آورده و باعث خرد شدن آن و ريختن پوستة بتن مي‌گردد.

            تاكنون تكنيك‌هايي جهت جلوگيري از خوردگي فولاد در بتن‌آرمه توسعه داده شده و به كار رفته است كه در اين ارتباط مي‌توان به پوشش ميلگردها توسط اپوكسي، تزريق پليمر به سطح بتن و يا حفاظت كاتديك اشاره نمود. با اين وجود هر يك از اين روش‌ها تا حدودي و فقط در بعضي از زمينه‌ها موفق بوده‌اند. به همين جهت به منظور حذف كامل خوردگي ميلگردها، توجه محققين و متخصصين  بتن‌آرمه به حذف كامل فولاد و جايگزيني آن با مواد مقاوم در مقابل خوردگي معطوف گرديده است. در همين راستا كامپوزيت‌هاي FRP (پلاستيك‌هاي مسلح به الياف) از آنجا كه به شدت در محيط‌هاي نمكي و قليايي در مقابل خوردگي مقاوم هستند، موضوع تحقيقات گسترده‌اي به عنوان يك جانشين مناسب براي فولاد در بتن‌آرمه، به خصوص در سازه‌هاي ساحلي و دريايي گرديده‌اند.

            لازم به ذكر است كه اگر چه مزيت اصلي ميلگردهاي از جنس FRP مقاومت آنها در مقابل خوردگي است، با اين وجود خواص ديگر كامپوزيت‌هاي FRP نظير مقاومت كششي بسيار زياد (تا 7 برابر فولاد)، مدول الاستيسيتة قابل قبول، وزن كم ، مقاومت خوب در مقابل خستگي و خزش، عايق بودن در مقابل امواج مغناطيسي و چسبندگي خوب با بتن، مجموعه‌اي از خواص مطلوب را تشكيل مي‌دهد كه به جذابيت كاربرد FRP در بتن‌آرمه افزوده‌اند. اگر چه بعضي از مشكلات نظير مشكلات مربوط به خم كردن آنها و نيز رفتار كاملاً خطي آنها تا نقطة شكست، مشكلاتي از نظر كاربرد آنها فراهم نموده‌اند كه امروزه موضوع تحقيقات گسترده‌‌اي به عنوان يك جانشين مناسب براي فولاد در بتن‌آرمه، به خصوص در سازه‌هاي ساحلي و دريايي گرديده‌اند.

            با توجه به آنچه كه ذكر شد ، بسيار به جاست كه در ارتباط با كاربرد كامپوزيت‌هاي FRP در بتن‌ سازه‌هاي ساحلي و دريايي مناطق جنوبي ايران و به خصوص منطقة خليج‌فارس، تحقيقات گسترده‌اي صورت پذيرد. در همين راستا مناسب است كه تحقيقات مناسبي بر انواع كامپوزيت‌هاي FRP (AFRP, CFRP, GFRP) و ميزان مناسب بودن آنها براي سازه‌هاي دريايي كه در منطقة خليج‌فارس احداث شده است، صورت پذيرد. اين تحقيقات شامل پژوهش‌هاي گستردة تئوريك بر رفتار سازه‌هاي بتن‌آرمة متداول در مناطق دريايي (به شرط آنكه با كامپوزيت‌هاي FRP مسلح شده باشند) خواهد بود. در همين ارتباط لازم است كارهاي تجربي مناسبي نيز بر رفتار خمشي، كششي و فشاري قطعات بتن‌آرمة مسلح به كامپوزيت‌هاي FRP صورت پذيرد.

لازم به ذكر است كه چنين تحقيقاتي در 10 سال اخير در دنيا صورت گرفته كه نتيجة اين تحقيقات منجمله آئين‌نامة ACI-440 است كه در چند سال اخير انتشار يافته است. با اين وجود كامپوزيت‌هاي FRP در ايران كماكان ناشناخته باقي مانده است و به خصوص كاربرد آنها در بتن‌آرمه در سازه‌هاي ساحلي و دريايي كاملاً دور از چشم متخصصين و مهندسين ايراني بوده است. تحقيقاتي كه در اين ارتباط صورت خواهد گرفت، مي‌تواند منجر به تهية دستورالعمل و يا حتي آئين‌نامه‌اي جهت كاربرد FRP در بتن‌آرمه به عنوان يك جسم مقاوم در مقابل خوردگي در سازه‌هاي بندري و دريايي ايران گردد. اين حركت مي‌تواند فرهنگ كاربرد اين مادة جديد در بتن‌آرمة ايران را بنيان گذارد و از طرفي منجر به صرفه‌جويي‌ ميلياردها ريال سرمايه‌اي ‌شود كه متأسفانه همه ساله در سازه‌هاي بتن‌آرمة احداث شده در مناطق جنوبي ايران (به خصوص در مناطق بندري و دريايي)، به جهت خوردگي ميلگردها و تخريب و انهدام سازة بتني، به‌هدر مي‌رود.

ج- افزايش پايايي بتن در محيط خورندة دريايي

            بتن به عنوان يك مادة ساختماني بسيار خوب، در 100 سال گذشته مورد استفاده قرار گرفته است. مقاومت فشاري بسيار خوب بتن و تركيب مناسب آن با فولاد، و نيز شكل‌پذيري مناسب آن به توسط قالب، از عوامل مؤثر در كاربرد بهينة بتن محسوب مي‌شده است. با اين وجود، دوام و پايايي بتن از مسائلي است كه در كنار ساير مسائل مربوط به بتن، مورد توجه قرار مي‌‌گيرد. پايايي بتن در محيط‌هاي خورنده و به خصوص محيط‌هاي ساحلي و دريايي (و بالاخص شرايط بسيار خورندة خليج‌فارس)، از مسائلي است كه كاربرد بتن را در آن شرايط، به صورت جدي مورد ترديد قرار داده است. اين مسئله تا آنجا جلو رفته است كه بتن‌هاي ساخته شده در شرايط آب و هوايي خليج‌فارس، تحت تأثير يون‌هاي كلرور و سولفات، گاه عمري كمتر از يك‌سال از خود بروز داده‌اند.

            تاكنون تحقيقات مفصلي در دنيا در جهت بهبود پايايي بتن در محيط‌هاي خورنده صورت گرفته است. اين تحقيقات شامل مسائل مختلفي از جمله افزودن مواد پوزولاني نظير ميكروسيليس، سرباره و ... به بتن به عنوان جايگزين قسمتي از سيمان، و نيز افزودن مواد شيميايي مضاف مناسب، و حتي انتخاب دانه‌بندي به خصوص مي‌باشد. با اين حال چنين تحقيقاتي هنوز كامل نشده و هنوز هم زمينة گسترده‌اي جهت تحقيقات مفصل‌تر وجود دارد. بدين ترتيب مي‌توان در يك پروژة مستقل، افزايش پايايي و دوام بتن در شرايط محيطي خليج‌فارس را مورد مطالعه قرار داده و با ساخت نمونه‌هايي در شرايط تشديد شده در آزمايشگاه، قابليت اعتماد روش‌هاي پيشنهادي جهت بهبود پايايي بتن در شرايط نامساعد را سنجيد.

4- تعمير بتن در مناطق دريايي

            در مناطق گرمسيري و دريايي، به سبب وجود شرايط محيطي حاد و خورنده، سازه‌هاي بتن‌آرمه در معرض ابتلا به انواع خرابي‌ها قرار دارند. در حال حاضر سالانه براي ترميم خرابي‌هاي آرماتور و خسارت ناشي از آن، ميلياردها دلار در سراسر دنيا هزينه مي‌شود. تعمير بتن در مناطق دريايي شامل تعمير بتن در خارج از آب و تعمير آن در داخل آب مي‌گردد. در خارج از آب عمده‌ترين خرابي‌ها ناشي از خوردگي ميلگرد در بتن، خرابي سولفاتي، واكنش قليايي سنگدانه‌ها و كربناتي‌ شدن بتن مي‌باشد كه سبب خوردگي فولاد مي‌گردد. تعمير سازه‌هاي بتني در زير آب مسائل پيچيده و مشكلي را در بردارد. هر چند كه روش‌هاي تعمير و نوع مصالحي كه به كار مي‌رود شبيه به حالت‌هاي تعمير بتن در خارج از آب است، ولي شرايط سخت محيطي و مشكلاتي كه كار در زير آب و يا در ناحية پاشش آب به همراه دارد، تفاوت‌هاي عمده‌اي را ايجاد مي‌كند. فرسايش و تخريب بتن در نواحي جزر و مد و يا در ناحية پاشش آب نيز يك مسئلة جدي از نقطه‌نظر اقتصادي مي‌باشد. موج آب كه حاوي اكسيژن و املاح متعددي مي‌باشد، اثر تخريبي مؤثري بر سنگدانه‌هاي بتن دارد.

            از نقطه‌نظر اقتصادي، پيشگيري از ايجاد خرابي مقدم بر تعمير بتن مي‌باشد؛ هر چند كه در زماني كه انجام تعميرات اجتناب‌ناپذير است، به‌كارگيري اصول علمي ضرورت مي‌يابد. با توجه به اهميت موضوع، مراكز علمي متعددي در سراسر جهان بر روي نكات علمي و اجرايي تعميرات بتن در حال فعاليت و تحقيق مي‌باشند كه با توجه به وجود هزاران كيلومتر مرز آبي در كشور و وجود بسياري از مراكز اقتصادي و صنعتي در اين نواحي، ضرورت انجام فعاليت‌هاي علمي و تحقيقات، با هدف تهيه و تدوين استانداردها و آئين‌نامه‌هاي علمي، در اين  زمينه به خوبي حس مي‌گردد.

بعضي از زمينه‌هاي تحقيقاتي در اين مورد عبارتند از:

×      بررسي اثر عوامل محيطي بر عملكرد مصالح تعميراتي

×      بررسي رفتار دراز مدت مصالح تعميراتي

×      عوامل مؤثر بر روش‌هاي تعمير

×      كاربرد رزين‌ها در تعميرات بتن

×      كاربرد بتن پليمري در تعميرات بتن

×      تعمير بتن با استفاده از كامپوزيت‌هاي اليافي

×      روش‌هاي علمي ارزيابي تعميرات بتن

5- استفاده از روش‌هاي عددي در طراحي و پيش‌بيني‌ عملكرد سيستم‌هاي حفاظت كاتدي

            با توجه به حجم سنگين سرمايه‌گذاري‌هاي انجام شده بر روي تأسيسات در حوزه‌هاي دريايي كشور، اهميت مسئلة افزايش دوام و عمر مفيد اين تأسيسات بر كسي پوشيده نيست. يكي از مسائل مهم در حفاظت كاتدي سازه‌هاي دريايي، طراحي و نظارت بر عملكرد سيستم حفاظت كاتدي مي‌باشد. در روش سنتي طراحي سيستمهاي حفاظت كاتدي، تنها معيار طراحي شدت جريان الكتريكي مورد نياز مي‌باشد. با توجه به اين كه در شرايط واقعي، پارامترهاي متعدد و متغيري همچون درجة حرارت، شوري و سرعت حركت جريان آب و همچنين شرايط هندسي سازه نيز بر عملكرد سيستم حفاظت كاتدي تأثيرگذار مي‌باشند، بنابراين روش سنتي از دقت كافي برخوردار نمي‌باشد و به ميزان زيادي بستگي به تجربه و مهارت مهندس طراح دارد. پيچيدگي هندسي و شرايط محيطي در اغلب مسائل علمي سبب مي‌گردد كه انجام يك آناليز دقيق بر روي عملكرد يك سيستم حافظت كاتدي بدون استفاده از روش‌هاي عددي، كاري دشوار و تقريباً غير ممكن باشد.

            يكي از پيش‌نيازهاي آناليز عملكرد سيستم حفاظت كاتدي در يك سازة دريايي، دست‌يابي به حل عددي پديدة خوردگي گالوانيكي اين سازه‌ها مي‌باشد. پديدة فيزيكي خوردگي گالوانيكي را مي‌توان يك مسئلة مقدار مرزي در ميدان الكتروليت آب دريا توصيف نمود. چنانچه مشخصة توزيع پتانسيل نسبي هر نقطه نسبت به پتانسيل مرجع به عنوان متغير ميدان و مشخصة شارة جريان پلاريزة سطحي به عنوان شرط مرزي طبيعي فرض گردد، اين مسئلة مقدار مرزي با يك معادلة ديفرانسيل با مشتقات پاره‌اي لاپلاس تبيين مي‌شود.

            در سال‌هاي اخير با توجه به روند رو به رشد كاربرد روش‌هاي عددي در حل مسائل خوردگي، نرم‌افزارهاي متنوعي بر مبناي روش‌هاي تفاوت‌هاي محدود (FD)، اجزاء محدود (FEM) و مرزهاي محدود (BEM) بسط و توسعه داده شده است و فعاليت‌هاي تحقيقاتي در اين زمينه ادامه دارد.

            از جمله مواردي كه به عنوان زمينه‌هاي تحقيقاتي مي‌تواند مورد توجه قرار گيرد، موارد زير مي‌باشند:

×      حل عددي پديدة خوردگي گالوانيكي

×      به‌ كارگيري روش‌هاي عددي در طراحي سيستم‌هاي حفاظت از خوردگي

×      توسعه و بسط نرم‌افزارهاي كاربردي

×      به‌ كارگيري روش‌هاي عددي در پيش‌بيني فرآيند خوردگي در انواع سازه‌ها و شناورهاي دريايي

6- پايداري اجزاء سازه‌اي در مسائل دريايي

الف- مطالعات شكل‌پذيري سازه‌هاي دريايي در مقابل زلزله و واكنش سكو‌هاي دريايي

            هنگامي كه سكوهاي دريايي تحت تأثير نيروهاي سيكلي زلزله قرار مي‌گيرند، ظرفيت جذب انرژي آنها شديداً به شكل‌پذيري سازة آن بستگي پيدا مي‌كند. پارامترهاي مؤثر در اعضاي مختلف سازه‌هاي دريايي مي‌تواند تأثير به سزايي در ظرفيت شكل‌پذيري اين‌گونه سازه‌ها ايفا نمايد. هدف از اين مطالعه بررسي كلي شكل‌پذيري در سكوهاي دريايي و تعيين پاسخ سكو در مقابل نيروهاي ديناميكي ناشي از زلزله است.

ب- كمانش الاستيك و پلاستيك اعضاي سازه‌هاي دريايي

            اعضاي مهاري سكوهاي دريايي در مقابل بارهاي وارده بايد نيروهاي محوري زيادي را تحمل نمايند. اين نيروها همراه با نيروهاي عرضي وارد بر عضو، ظرفيت خمشي مهار سازه‌هاي دريايي را به طور قابل ملاحظه‌اي كاهش مي‌‌دهد. رفتار يك عضو مهاري يك سكوي دريايي مي‌تواند به نواحي قبل و بعد از كمانش الاستيك و غير الاستيك آن كه نهايتاً‌ منجر به كاهش شديد مقاومت آن مي‌گردد، تقسيم‌بندي شود.

            با توجه به مطلوبيت وقوع كمانش غيرالاستيك بعد از تسليم شدن عضو، بررسي كمانش الاستيك و غيرالاستيك اين‌گونه سازه‌ها از مسائل مهم در طراحي اجزاء پلاتفورم‌هاي دريايي است.

ج- روش‌هاي تحليلي در تعيين مقاومت نهايي سازه‌هاي دريايي در اثر زلزله

            روش‌هاي تحليلي گوناگوني با فرضيات خاص جهت تحليل مقاومت نهايي سازه‌هاي دريايي در مقابل نيروهاي سيكلي توسط پژوهشگران ارائه شده است. همة اين روش‌ها بر اساس مدل‌سازي سازه‌اي اعضاي سكوهاي دريايي استوار است كه در نتيجه نمي‌تواند به طور دقيق و صحيح رفتار واقعي آنها را مدل نمايد. از اين رو تعيين مناسب‌ترين روش تحليل در تعيين مقاومت نهايي اهميت ويژه‌اي دارد.

د- تعيين مودهاي انهدامي سازه

            سكوهاي دريايي عمدتاً‌با مودهاي پرتال Portal و به صورت خمشي و يا با مود Strut  به صورت محوري دچار انهدام مي‌گردند. ابعاد و شكل سازه تأثير فراواني در نوع وقوع مود انهدام دارد. در بعضي مواقع به علت نوع سازه و بارگذاري، تركيبي از مودهاي مختلف پارامتر تعيين‌كننده‌اي در انهدام اين‌گونه سازه‌ها است.

            هدف از اين پژوهش تعيين مودهايي از سازه است كه امكان انهدام موضعي و يا كلي سازه در آن محتمل‌تر باشد.

هـ- پايداري الاستيك و غيرالاستيك ورقها و اعضاي سخت‌كننده در سازة دريايي

            ورقها و اعضاي متشكل از ورقهاي لايه‌لايه به دليل دارا بودن مقاومت بالا و وزن كم به طور روزافزون در صنايع دريايي استفاده مي‌شود. بهبود دقت و شايستگي تحليل پايداري الاستيك و غيرالاستيك چنين سازه‌هايي توجه بسياري از محققين را به خود جلب كرده است.

            در اين پژوهش بر اساس روش‌هاي نوارهاي محدود مختلط و با استفاده از تئوري تغيير شكل برشي با مرتبة بالاتر، تئوري ورقها و ورقهاي سخت شدة ضخيم توسعه يافته و منحني‌هاي طراحي براي وقوع تسليم قبل از پديده كمانش ارائه خواهد شد.

و- بررسي رفتار بعد از كمانش عناصر مقاوم سازه‌هاي دريايي در مقابل بارهاي سيكلي

            عناصر مقاوم در سازه‌هاي دريايي هنگامي كه تحت تأثير نيروهاي فشاري زيادي قرار مي‌گيرند، كمانش‌هاي كلي و موضعي در آنها پديد مي‌آيد. در اغلب مواقع كمانش اوليه باعث انهدام سازه نخواهد شد و عضو سازة دريايي قادر خواهد بود نيروهاي بيشتر از مقدار بار بحراني كمانش اولية خود را تحمل نمايد. هدف از اين پژوهش تحليل قدرت بعد از كمانش كلي و موضعي اعضاي تشكيل‌دهندة سازه‌هاي دريايي است.

7- آناليز ديناميكي سازه‌هاي دريايي

            تحليل و طراحي سازه‌هاي ساحلي و دريايي خصوصاً‌ سازه‌هاي سطحي و سازه‌هاي غوطه‌ور در آب‌هاي سطحي و كنار ساحل به روش ديناميكي تقريباً غيرقابل انكار است. به عبارتي به دليل وجود امواج و ضربه‌هاي ناشي از اين امواج و نيز ضربه‌هاي جسم به جسم نظير ضربة ناشي از برخورد كشتي‌ها با سواحل و يا سكوها، آناليز ديناميكي اين‌گونه سازه‌ها اجتناب‌ناپذير است. علاوه بر اين برج‌هاي دريايي كه داراي ارتفاع قابل توجهي در بيرون از آب بوده و پاية آنها در آب قرار مي‌گيرند، تحت بارگذاري ديناميكي باد رفتاري وابسته به زمان دارند كه امكان استفاده از هر نوع راه‌حل استاتيكي و يا شبه ديناميكي را براي رسيدن به جواب منتفي مي‌سازد.

            باد و زلزله نوع ديگري از بارگذاري ديناميكي بر روي سازه‌هاي دريايي است كه اگر چه ممكن است در بعضي از مناطق دريايي تعيين‌كننده نباشد، ليكن در بسياري از مناطق كه در محدوده يا مجاورت نوار لرزه‌خيز اقيانوس‌ها واقع شده است، بعضاً ممكن است نقش تعيين كننده‌ داشته باشد.

            از ويژگي‌هاي تمام انواع بارگذاري‌هاي فوق‌الذكر، طبيعت nondeterministic  بودن آنها است كه اجازة آناليز ديناميكي deterministic را نمي‌دهد و لذا بايد متوسل به راه‌حل‌هاي stochastic شد. بنابراين يكي از مسائل مطرح در آناليز و طراحي سازه‌هاي دريايي، ارائة مدل تصادفي بارگذاري‌هايي نظير بار باد، امواج و زلزله است كه چنانچه اين مدل تصادفي بر اساس آمارهاي چندين ساله با دقت بالا به نحو مطلوب ارائه شود، امكان حصول يك جواب مبتني بر واقعيات تصادفي بودن بارگذاري را ميسر مي‌سازد. واضح است كه در اين آناليز، اطلاعات آماري دو پديدة مهم حركت امواج و وزش باد، و نيز اطلاعات لرزه‌خيزي دوره‌هاي طولاني‌تر منطقه، نقش اساسي را بازي مي‌كند.

            مسئلة اندركنش (Interaction) از مسائل مهم ديگري است كه در مورد سازه‌هاي دريايي، خصوصاً آنهايي كه نيروهاي برخورد امواج، نيروهاي خط مقدم براي آنها محسوب مي‌شوند، بسيار با اهميت جلوه مي‌كند. نيروهاي هيدروديناميكي امواج كه در برخورد با موانع از جمله پايه يا بدنة ‌سازه اهميت پيدا مي‌كند، علاوه بر شكل ظاهري سازه تا حدود زيادي به چگونگي پاسخ سازه كه خود تابعي از آن نيروهاست، بستگي پيدا مي‌كنند. دسترسي به جواب در مورد اين‌گونه مسائل وقتي ميسر است كه كل سيستم شامل سازه و محيط مجاور تحريك‌كننده و مؤثر در حركت سازه به طور پيوسته مدل شوند. مدل اجزاء محدود بسيار مؤثر و كارآ است، مشروط بر اينكه يك اساس منطقي و قابل اتكاء براي مرتبط نمودن متغيرهاي اصلي دو محيط مجاور در گره‌هاي مشترك پايه‌گذاري شود. از جمله اندركنش‌هاي مهم در مورد سازه‌هاي دريايي مي‌توان به اندركنش آب–سازه، خاك–سازه، آب–خاك–سازه، و اندركنش دو سازه كه معمولاً يك يا هردوي آنها متحرك هستند، اشاره نمود.

            با توجه به بحث فوق، محورهاي تحقيقاتي زير كه عمده مسائل علمي اين زمينه را در برمي‌گيرند، معرفي مي‌شوند. واضح است كه هر يك از اين محورها با توجه به سليقه و توانايي پژوهشگران علاقمند قابل تجزيه به پروژه‌هاي خاص با دامنة كاربرد محدود و يا فرضيات مشخص مي‌باشند.

الف- آناليز زلزله سازه‌هاي برون‌ساحلي با درنظر گرفتن اثرات اندركنش آب–سازه

            تاكنون تحقيقات گسترده‌اي در زمينة آناليز زلزلة سازه‌هاي واقع بر زمين انجام شده و نتايج فراوان كاربردي حاصل شده است. همين مسئله در شرايطي كه خاك زير سازه نرم باشد نيز سالهاست مورد توجه محققين واقع شده و نتايج گسترده‌اي از حل آن استخراج شده است. در مسألة اخير، اندركنش خاك–سازه و پيشنهادات مختلف براي مدل نمودن آن مورد توجه واقع شده است. بر خلاف دو مورد فوق، مسئلة آناليز سازه‌هاي برون‌ساحلي تحت اثر حركت لرزه‌اي زمين به دليل پديدة اندركنش آب-سازه كه علاوه بر خواص فيزيكي جرم و سختي سازه، به شكل هندسي و سطح مانع درمقابل آب بستگي پيدا مي‌كند، هنوز با ابهامات زيادي روبرو است. در اين محور تحقيقاتي، پروژه‌هاي متعددي را مي‌توان تعريف نمود كه اگر با موفقيت انجام شود، به گوشه‌اي از ابهامات فوق‌الذكر پاسخ داده مي‌شود.

ب- آناليز غيرخطي سازه‌هاي دريايي با اثر اندركنش آب–سازه

            از آنجا كه روش مؤثر براي آناليز سازه‌هاي دريايي يك روش nondeterministic مبتني بر مدل stochastic بارگذاري است، لذا چنانچه بر اساس ملاحظات اقتصادي انتظار رفتار خطي اين‌گونه سازه‌ها فقط تا حد ميانگين شدن تصادفي بارگذاري برآورده شود، واضح است كه در شرايط خشن امواج يا هر سيستم ديگر اعمال بار، رفتار سيستم سازه، غيرخطي خواهد بود. خوشبختانه طبيعت نوساني بارهايي از نوع بار امواج يا بار باد، طراحي غيرخطي سازه‌ها را در شرايط ويژه توجيه‌پذير مي‌سازد؛ در اين زمينه اگرچه پژوهشگراني فعاليت داشته‌اند، ليكن امكان فعاليت‌هاي تحقيقاتي گسترده بر اساس تعريف پروژه‌هاي متعدد وجود دارد.

ج- بررسي رفتار خستگي اتصالات لوله‌هاي سازه‌هاي دريايي تحت بارهاي ديناميكي امواج

بنا به دلايل متعددي اعضاء فولادي سكوهاي دريايي، مقاطع لوله‌اي شكل هستند كه در محل اتصالات به يكديگر جوش مي‌شوند. به سبب طبيعت چرخه‌اي بودن نيروهاي امواج دريايي و تعداد زياد اين چرخه‌ها در طول عمر مفيد سكوها، خستگي ناشي از اين نيروها باعث شكست اتصالات مي‌شود. شكست اتصالات سكوهاي دريايي بر اثر خستگي ناشي از برخورد امواج با سازه دومين علت عمدة شكست‌هاي گذشته بوده است. با طراحي مدل‌هاي متعدد آزمايشگاهي و دسته‌‌بندي اتصالات متداول در سكوها و قرار دادن اين اتصالات در شرايط آبي شبيه آب دريا براي پديد آوردن محيط خورندگي مناسب، مي‌توان تحقيقات در اين محور را تكامل بخشيد.

د- نظارت بر سلامتي كامل سازه‌هاي دريايي و پيش‌‌بيني خسارت به روش مودال

Health Monitoring and Damage Detection by Model Analysis

با سرمايه‌گذاري هنگفتي كه در طي دهه‌هاي گذشته خصوصاً سه دهة اخير بر روي ساخت سازه‌هاي مختلف انجام شده است؛ اكنون مسئلة رفتار سلامت اين سازه‌ها نظر محققين را به خود جلب نموده است. اطمينان از سلامت رفتار سازه‌هايي نظير پل‌ها، سكوهايي دريايي و ديگر سازه‌هاي مشابه حياتي است و لذا در دهه‌هاي اخير مبحث سلامت رفتار و كشف خرابي نظر پژوهشگران را در گشودن باب جديدي در زمينة مهندسي به خود جلب نموده است. اين موضوع خصوصاً در زمينة بازرسي پل‌ها و اطمينان از سلامت آنها مورد توجه قرار گرفته است و روشي تحت عنوان روش مودال پايه‌گذاري گرديده است. تحقيقات در اين مورد ادامه دارد و عليرغم پيشرفت‌هاي حاصله هنوز راهي طولاني تا رسيدن به نقطه‌اي كه پاسخ مسائل مهم خسارات سازه‌اي پل‌ها از آن استخراج گردد، باقي مانده است. روش مودال بر پاية تغيير خواص ديناميكي سازة نو و خسارت ديده و مقايسة فركانس‌هاي طبيعي مودها شكل گرفته است.

            دور نماي استفاده از روش مودال در كشف خسارات سازه‌هاي دريايي، دورنماي بسيار اميدوار كننده‌اي است كه پيش‌بيني مي‌شود به زودي منجر به ارائة جواب‌هاي كاربردي شود. اين روش و گسترش آن به منظور كشف خسارات سازه‌هاي دريايي مي‌تواند به عنوان يك محور كاملاً نو و مهم مورد توجه قرار گيرد. پيشرفت در اين مورد مستلزم فعاليت همزمان تئوريك و انجام تست‌هاي آزمايشگاهي مي‌باش

 وقتی به یزد سفر می کنی . . .

جغرافياي يزد

1- موقعيت رياضي :

استان يزددر مركز ايران وبين 29 درجه و35 دقيقه تا33 درجه و22 دقيقه عرض شمالي و52 درجه و49 دقيقه تا 56 درجه و40 دقيقه طول شرقي زمين قرار داردكه به طور كامل در طوقه مناطق خشك وبياباني جهان واقع شده است .

يزد از جنوب حدود 6 درجه تامدار رأس السرطان فاصله دارد.از طرف ديگر اين سرزمين درنيمكره شرقي وبين نصف النهار 55و52و27و56واقع است كه گستردگي آن درجهت غرب وشرق حدود 4 درجه است وچنانچه تقريباً هر درجه از سطح زمين را حدود 111كيلومتر در نظر بگيريم پهناي استان يزد حدود 450 كيلومتر خواهد بود.

2-  موقع نسبي :

اين استان چون در واحد طبيعي بيابان مركزي ايران ودر محدوده خشك وبياباني دنيا واقع شده ، محدوديتهاي شديدي در زمينه منابع آب دارد .به علاوه يزد بدليل موقعيت جغرافيايي ويژه اي كه در مركز ايران دارد در طول تاريخ همواره به دور از بحرانها ودرگيريهاوتداخل فرهنگي قرار داشته است.يزد كه در كمربندخشك ونيمه خشك نيمكره شمالي قرار گرفته است با همه كمبودهاي طبيعي ،‌به منزله پل ارتباطي بين مناطق شمالي وجنوبي كشور محسوب مي شود.جاده معروف «سنتو» كه بندرعباس را به تهران متصل مي كنداز ميان اين استان واز شهر يزد مي گذرد.

3- آب وهوا:

استان يزد به سبب موقعيت جغرافيايي اش در فلات مركزي ايران، داراي آب وهواي اقليمي – گرم خشك بياباني است؛اما شرايط محلي ، پاره اي دگرگونيها ي محدود در آن پديد آورده است .از يك سو ارتفاعات شيركوه (با قله 4075متري ) تا شعاع وسيعي از منطقه را تحت تأثير عوامل مثبت خود قرار مي دهد ، به گونه اي كه در دره ها وكوهپايه هاي آن هوا نسبتاً ملايم وداراي ويژگيهاي ييلاقي است .امااز سوي ديگر در مركز و مشرق استان وجودكويرهاي نمك و دشتهاي وسيع لخت وعريان بر ميزان درجه خشكي وشدت شرايط كويري افزوده است .دراين استان ، نوسان دما در تابستان و زمستان و حتي در شب و روز زياد است و اين از ويژگيهاي آب وهوايي منطقه به شمار مي رود؛ به گونه اي كه ميزان دما در طول سال بين حداقل 20 درجه سانتيگراد زير صفر تا 46 درجه سانتيگراد بالاي صفر در نوسان است.

از اين نگاه ، يزد داراي 2 فصل است: فصل بلند گرما ( از اسفند تا مهر ) وفصل كوتاه سرما ( از آبان تا اواخر بهمن ) .

4-  منابع آب :

الف ) آبهاي سطحي : به علت كمي ريزشهاي جوي هيچ گونه رودخانه دائمي در منطقه وجود ندارد.اماتعدادي مسيل – كه بعضي از آنها در سالهاي پرباران از چند ساعت تا يكماه و بيشتر آب دارد – وجود دارند وعبارتند از :

مسيلهاي صادق آباد واسلاميه ، تفت و فخرآبادكه هر دو از ارتفاعات شيركوه سرچشمه مي گيرند ومسيل معروف دوكالي واقع در خرانق

ب ) آبهاي زيرزميني ( قناتها – چاهها) :از روزگار كهن يكي از منابع مهم مورد استفاده مردم يزدآبهاي زيرزميني بوده است .از سال 1333 شمسي كار حفر و بهره برداري از چاههاي عميق ونيمه عميق نيز شروع شده و به علت نياز دائم متأسفانه اين فعاليت به سرعت در منطقه گسترش يافته است ، به گونه اي كه امروزه در اغلب مناطق استان انواع چاههاي عميق ونيمه عميق و امروزه لوله كشي جايگزين قنوات شده است .

5- قناتها :

تعداد كاريزها يا قناتها داير يزد،‌رستاق ، ميبد، اردكان ودشتهاي نيمه كوهستاني مهريز وتفت 367 رشته با تخليه سالانه 210ميليون متر مكعب وقنوات كوهستاني 370 رشته با تخليه سالانه 6 ميليون متر مكعب است .

6-  چاهها :

در استان يزد حدود 3000 حلقه چاه عميق ونيمه عميق مورد بهره برداري است كه حدود 1700 حلقه عميق و حدود 1400 حلقه نيمه عميق است .

7-  جهت گيري مناسب ساختمانهادر استان يزد

     با توجه به تابش خورشيد و وزش باد در شهر يزد مي توان به جهت گيري مناسب ساختمانهاي مختلف پي برد. در رابطه با تابش خورشيد با استفاده از انرژي تابشي محاسبه شده بر روي سطوح مختلف، جهت گيري مناسب بين 20 تا 30 درجه با محور شمال و جنوب در جهت شمال شرقي ـ جنوب غربي مي باشد.

      در رابطه با وزش باد اين جهت گيري بين 20 تا 45 درجه با محور شمال و جنوب در جهت شمال شرقي ـ جنوب غربي است (نمودار 17-2).مابين اين زوايا 20 تا 30درجه با محور شمال ـ جنوب ( تقريباً جهت  قبله در شهر يزد ) مي باشد .

     اين جهت كه از روزگار قدیم شناخته شده و مورد استفاده قرار مي گرفته است از نظر ميزان كل انرژي كه سطوح مختلف يك ساختمان منفرد ، ‌از تابش آفتاب دريافت مي كند، جهت بهينه محسوب مي شود. اين جهت براي ساختمانهايي كه منفرد بوده و يا حياط مركزي نسبتاً وسيعي دارند به اين دليل كه سطوح جانبي ساختمان نيز در معرض تابش آفتاب قرار دارد و انرژي حرارتي را جذب مي نمايد بهترين جهت محسوب مي گردد . در ضمن جهت نسيم خنك تابستان كه از جانب شيركوه مي وزد نيز در همين راستا مي باشد.

8-  تأثيرعوامل اقليمي برمعماري

تاريخچه آهن

بشر از ديرباز با آهن و فولاد و چدن كه امروزه به عنوان پرمصرف ترين فلزات جهان مي باشند آشنا بوده است . استفاده از آليا?هاي آهن در بناها ، حتي به ميزان اندك و محدود در بناهاي قرون گذشته كمتر به چشم مي خورد . اما تنها از اوايل قرن هجدهم با پيشرفت صنعت استفاده از اين فلز رو به فزوني گذاشته است . در ابتدا از آهن براي كارهاي كوچك ، همچون تزئينات و يا كلاف بندي بناهاي سنگي استفاده مي شد ، اما به علت عدم توسعه صنايع تصفيه آهن استفاده از اين فلز محدود بود تا اينكه در اواسط قرن هجدهم در انگلستان قدمهاي شايان توجهي در بهبود و پيشرفت صنعت آهن برداشته شد و اولين .بناهايي كه از آهن در ساخت ساز آنها استفاده شد ، در اواخر قرن هجدهم ساخته شدند و اين آغاز فصل نويني در صنعت ساختمان سازي بود

نحوه توليد آهن و استفاده از آن در ساختمان

توليد آهن در واقع تشكيل شده است از يك سري عمليات وابسته به هم تا رسيدن به توليد نهايي كه در اين روند آهن خام توليد و سپس تبديل به فولاد مذاب و اين فولاد ريخته گري شد ، و به ورق و تسمه و يا پروفيل تبديل ، يا اينكه توسط نورد سرد رولهاي ورق فولادي را به تسمه و پروفيل تبديل مي كنند . همچنين از سرباره (موادي كه به عنوان ناخالصي روي آهن در كوره قرار ميگيرند ) . كوره ذوب آهن به .عنوان موادي با ارزش براي توليد مصالح ساختماني استفاده مي شود كه از آن جمله مي توان در تهيه سيمان مصالح عايق حرارتي مانند پشم سنگ را نام برد

نقش كربن در آهن و انواع آن

كربن موجود در آهن تاثير بخصوصي در ساختار مولكولي آهن گذاشته بنحوي كه تغيير مقدار آن باعث مي شود كه اشكال مختلفي از آن بوجود آيد و خواص فيزيكي متفاوتي داشته باشد . براي شناخت بيشتر .به بررسي انواع آن مي پردازيم

آهن نرم : اين نوع آهن كه در آن 2/0% كربن وجود دارد در قديم براي وسايل و قسمتهايي كه بايد كشش زيادي را تحمل مي كردند به كار ميرفت . اين نوع آهنها انعطاف پذير بوده و به همين خاطر در .كارهاي تزئيني از آن استفاده مي شود و به علت دماي ذوب بالا جوشكاري يا ريخته گري با آن امكان پذير نيست

آهن معمولي : اين آهن حدود 2% كربن در خود دارد و بر خلاف آهن نرم نمي توان روي آن در حالت مذاب كار كرد و عموما يك ماده شكننده است ، اما مقاومت آن در برابر خوردگي را به خوبي در استفاده .آن در ساخت ديگهاي بخار ، هدايت آب باران ناودانها و ديگر وسايل مي توان مشاهده نمود

شناخت چدنها

چدنها كه در واقع همان آهن با درصدهاي مختلف كربن مي باشند را مي توان به انواع مختلفي تهيه كرد مانند چدن خاكستري كه داراي مقادير بيشتري كربن نسبت به انواع ديگر آن است كه همين باعث خصوصيت شكنندگي آن مي شود ، رنگ آن خاكستري بوده و در جاهايي كه بايد بار زيادي را تحمل كرد از آن استفاده مي شود . چدن سفيد كه از سرد كردن سريع مذاب آهن حاصل مي شود را مي توان .نرم كرد تا مقدار شكنندگي آن كاهش يابد و انعطاف پذير گردد . اين چدن به چدن چكش خوار نيز معروف است

ساختار فولاد و تاثير ناخالصي در آن

فولاد ازچدن سفيد تهيه مي كنند و درصد كربن در ان بين 70 تا 71 درصد مي باشد كه با توجه به همين بالا و پايين بودن درصد كربن مصارف مختلفي از آن مي توان كرد و ضمن آنكه بايد گفت وجود كربن بيش از حد فولاد را شكننده مي كند و بر سختي آن
مي افزايد و همچنين عامل پايين آمدن درجه ذوب فولاد است . وجود منگنز و سيليسيوم مقاومت و سختي فولاد را افزايش مي دهد و مانع از چكش خواري و شكل پذيري آن مي شوند . بودن فسفر ، فولاد را شكننده مي كند و همينطور گوگرد عامل پايين آمدن مقاومت آن در برابر ضربه مي باشد . وجود كرم ، كشش فولاد را افزايش داده و مانع از زنگ زدن آن مي شود . مس در فولاد باعث
.مي شود كه زنگ نزده و دير بپوسد

نحوه توليد قطعات از فولاد

يكي از راههاي توليد قطعات ، ريخته گري مي باشد كه در آن فولاد يا آهن مذاب را در قالب مخصوص مي ريزند و پس از سرد شدن قطعه مورد نظر بدست مي آيد كه بعد از عمليات بر روي آن آماده مصرف مي گردد . نورد يكي ديگر از روش هاي توليد قطعات است كه از شكل دادن به شمش فلزي كه از ميان غلتك هاي دوار به صورت مرحله اي عبور مي كند بدست مي آيد . اين روش ممكن است به صورت نورد سرد و يا گرم انجام پذيرد. چكش كاري نيز روشي است كه در آن قطعه فلزي به كمك ضربات مستمر چكس يا پرس به شكل مورد نظر تبديل مي شود و براي ساختن پرچ و ميخ از روش .چكش كاري استفاده مي شود . در واقع اكثر قطعات فولادي مورد مصرف در ساختمانها با استفاده از همين روشها شكل مي گيرند

اشكال مختلف فولاد

از فولاد در صنعت ساختمان به شكلهاي مختلفي استفاده مي كنند كه از آن جمله مي توان به ورق ، تسمه ، اتصالات ، لوله ، پروفيل ، تيرهاي فولادي و يا كابل فولادي اشاره كرد . كه در مودر كابلهاي فولادي بايد گفت از مصارف عمده و خاص فولاد مي باشد كه نحوه توليد آن به اين ترتيب است كه ميله هاي باريك فولاد نرم شده را از روي ديسكهاي روغن كاري شده توسط كربيد تنگستن عبور داده و طول آن را تا 10 برابر افزايش مي دهند و در عين حال باعث مي شود كشش و مقاومت فولاد افزايش و انعطاف پذيري آن كاهش يابد . براي توليد كابلهاي فولادي مخصوص سازه هاي معلق يا بتن فشره يك دسته از كابلها جدا از هم را به هم پيچانده تا يك كلاف درست شود آنگاه يك دسته كلاف را دور يك دسته آهني مي بافند تا يك طناب درست كنند و سپس يك دسته طناب را به هم مي بافند تا كابل مناسب .ايجاد كنند

استفاده از فولاد در كارهاي اجرايي ساختمان

به طور كلي استفاده از فلزات در ساختمان از اهميت فراواني برخوردار است چنانچه از آن در سازه ساختمان ، پوشش ها و تزئينات و يراق آلات استفاده مي شود . در مودر كاربرد فولاد در ساختمان در بحث كارهاي سنگين مي توان به اشكال ورق و لوازم و اتصال مانند پيچ و مهره و پرچ هايي كه در كارهاي فلزي و اسكلت سازي مصرف مي شوند اشاره كرد . همچنين در اينجا بايد گفت كه قطعات فولادي بايد از زنگ زدگي و نواقصي كه به مقاومت و يا شكل ظاهري آنها لطمه مي زند عاري باشند تيرها و ستونها بايد حتي الامكان يكپارچه باشند و از وصله كردن قطعات كوتاه خودداري شود . به كار بردن آهن مصرف شده به طور كلي ممنوع بوده و مگر آنكه در محاسبات به آن توجه شده باشد . اسكلت فلزي را بايد توسط ضد زنگ ، رنگ نمود تا مورد محافظت قرار گيرد . ضمن آنكه بايد گفت اين رنگ زدن در فاصله 5 سانتي متر محل جوش دادن متوقف مي شود و پس از جوشكاري رنگ كردن تكميل مي شود . به قطعات فولادي داخل بتن نبايد رنگ يا روغن زده شود . بايد از مجاورت موادي .مانند گچ و آهك كه باعث پوسيدگي فولاد مي شود جلوگيري كرد

در استفاده از فولاد در كارهاي سبك فلزي مانند در و پنجره ، قابها ، ورقهاي محافظ و تزئيناتي بايد به اين نكات اشاره كرد كه در هنگام ساخت و نصب رعايت قائم بودن و افقي بودن قطعات همچنين بدون تاب بودن صفحات حائز اهميت مي باشد . جوشكاري در روي كار قطعات فلزي بايد مخفي و يا صاف شده باشد . ساخت چارچوبها و لنگرهاي در و پنجره بايد به نحوي باشد كه به خوبي هوا بندي شده و .آب چكان ها به راحتي آب را از سطح پنجره و نقاط قابل نفوذ دور نمايند

آسانسور وسيله حمل و نقل عمودي است كه با سيستم تعليق و تعادل نيروي محركه عمل جابجايي انجام مي دهد . در واقع براي آشنايي بيشتر با اين وسيله بايد گفت كه بشر در قرنهاي گذشته از بالابر استفاده كرده است اما پايه گذار علمي و طراح آسانسور امروزي دانشمند و رياضي دان بزرگ اتوود است كه با ساختن ماشين اتوود كه عبارت بود از دو وزنه كه با يك نخ به هم متصل
.مي شدند و روي قرقره ها بالا و پايين مي رفتند توانست طرح ابتدايي يك آسانسور را ارائه نمايد

اما اولين آسانسور به شكل امروزي كه داراي ترمز ايمني بوده ، توسط اوتيس در امريكا ساخته و آزمايش شده و سپس بعد از آن ديگران نيز به ساخت انواع آسانسور دست زدند و صنعت آسانسور شكل .گرفت

نكاتي درباره ايمني و استفاده از آسانسور

یک ـ آسانسور ، راننده يا خلبان ندارد ( جز در موارد خاص) و بصورت شبانه روز آماده كار مي باشد برخلاف وسايل نقليه ديگر

تاريخچه آسانسور در ايران

آسانسور به صورت امروزي در حدود 50 سال پيش وارد كشور شده است و اولين نمايندگي فروش در كشور مربوط به يك شركت سوئيسي مي باشد كه توسط يك شركت ايراني وارد شد و بعد از آن نيز شركتهاي خارجي ديگر در اين زمينه فعاليت داشتند . اولين كارخانه در ايران توسط وزارت مسكن و شهرسازي در سال 1350 در شهر صنعتي البرز قزوين تحت ليسانس يك شركت سوئيسي بنا گرديد و بعد از آن نيز كارخانجات ديگر توسط شركتهاي خارجي در ايران فعاليت نمودند . ولي با توجه به تحريم وسايل بعد از انقلاب و بر اساس ضرورت و نياز ، شروع به فعاليت هاي توليدي در زمينه ساخت قطعات يدكي آسانسور نمودند و در واقع آسانسور به صورت تلفيقي در كشور توليد و نصب گرديد تا اينكه در دهه هفتاد مجوز واردات آزاد شده و به تبع آن واحد هاي فروش .آسانسور به صورت رسمي و غير رسمي بوجود آمدند

تاريخچه ساخت پله برقي

در سال 1859 ناتان آميز آمريكايي اولين امتياز بت اختراع را بنام خود تقاضا نمود و عنوان آن را پله هاي گردان گذاشت . شكل اين پله ها به صورت مثلث متساوي الاضلاع بود كه از طريق آن مسافر روي يك ضلع سوار شده و در انتها پياده مي گرديد . اما كار بر روي اين اختراع و تكميل آن ادامه يافت تا اينكه در سال 1892 شخصي به نام رنو اختراع خود را در انگليس تحت عنوان آسانسور با پله هاي متوالي ثبت كرد . اختراع او اين نكته را روشن ساخت كه دستگيره ها مي توانند حذف شوند و توجه به سرعتي در حدود 200 فوت در دقيقه معطوف شد اين مقدار از سرعتهايي كه هم اكنون بعنوان .سرعت استاندارد تلقي مي شود بيشتر است . همچنانكه موضوع آسانسورهاي بالابر و پايين بر كه امروزه در فروشگاههاي مدرن بكار مي روند مورد توجه قرار گرفت

ـ طراحي و نصب اولين دستگاه پله برقي : طرح اصلي قسمتهاي پلكاني را هم سطه با پاها قرار داد درست مانند همه نقاله ها ولي بعدها شامل گيره هايي شد كه قابل كاربرد در گروه هاي سه تايي كه پايين .تر از قسمت هدايت كننده و بالاتر از قسمت متحرك بودند و در نظر گرفت . اين كار جاگيري بهتر را براي پاها بهنگام بالا رفتن ايجاد كرد

اولين پله هاي برقي براي لذت جويي و سوار شدن نصب مي شدند تا وسيله اي جدي براي حركت و جابجا نمودن مسافرين در سال 1893 يك پله برقي در شيكاگو براي يك نمايشگاه نصب گرديد و بعد از آن .نيز در سالهاي بعد ، اين پله ها در جاهاي ديگر تفريحي و نمايشگاهي استفاده گرديد . در سال 1911 متروي لندن اولين پله برقي را نصب نمود

.در ساختن يك ساختمان بايد مراحلي را طي نمود و موازيني را اجرا كرد كه بتوان به يك ساختمان استاندارد و مطلوب دست يافت

یک ـ بازديد از زمين و ريشه كني نباتات

.در اين مرحله وضعيت زمين بايستي بررسي شود و اقدام اوليه مانند ريشه كني نباتات بر روي آن انجام شود

دو ـ پياده كردن نقشه

پس از بازديد از محل ، اولين قدم در ساختن يك ساختمان پياده كردن نقشه مي باشد . منظور از پياده كردن نقشه يعني انتقال نقشه ساختمان از روي كاغذ بر روي زمين به ابعاد اصلي است . بطوريكه محل دقيق پي ها ، ستون ها ، ديوارها و زيرزمينها و عرض پي ها روي زمين بخوبي مشخص باشد . براي پياده كردن نقشه ساختمانهاي مهم معمولا از دوربينهاي نقشه برداري و براي پياده كردن نقشه .ساختمانهاي معمولي و كوچك از متر و ريسمان بنايي كه به آن ريسمان كار هم مي گويند استفاده ميگردد

سه ـ گود برداري

بعد از پياده كردن نقشه و كنترل آن در صورت لزوم اقدام به گودبرداري براي آن قسمت از ساختمان انجام مي شود كه در طبقات پايين تر از كف طبيعي زمين ساخته مي شود ، مانند موتورخانه ها ، انبارها .و پاركينگها و غيره . معمولا حداكثر عمق مورد نياز براي گودبرداري تا روي پي مي باشد

چهار ـ پي در ساختمان

براي محافظت پايه ساختمان و جلوگيري از تاثير عوامل جوي در پايه ساختمان بايد پي سازي نماييم . در اين صورت حتي در بهترين زمينها نيز بايد حداقل پي هايي به عمق 40 تا 50 سانتي متر حفر نماييم .. عرض و طول پي ها كاملا بستگي به وزن ساختمان و قدرت تحمل خاك محل ساختمان دارد

پنج ـ وزن ساختمان

منظور از وزن ساختمان وزني است كه بوسيله پي سازي در اثر بار مرده و بار زنده ساختمان به هر سانتيمتر مربع زمين وارد مي شود .

:به طور كلي زمينها را از نظر مقاومت در برابر بار يه چند دسته مي توان تقسيم نمود

.الف ـ زمينهاي خاكريزي شده ( زمينهاي خاك دستي ) : اين زمينها كه بوسيله خاك دستي پر شده اند از مقاومت بساير كمي برخوردار بوده و قدرت مجار انها در حدود 80 گرم بر سانتي متر مربع مي باشد

ب ـ زمينهاي ماسه اي : زمينهاي سواحل دريا از يان نوع مي باشند كه براي ساختمانهاي سبك مناسب مي باشند و در حدود 1 تا 2/1 كيلوگرم بر هر 7 سانتي متر مربع بار را تحمل مي نمايند .

ج ـ زمينهاي شني : زمينهايي مي باشند كه دانه بندي خوبي داشته باشند بطوريكه دانه هاي ريز فضاي خالي بين دانه هاي درشت تر راپ ر نموده و توليد جسم متراكمي را مي نمايند و اين دانه بندي بوسيله ماده چسبنده بهم متصل مي شوند براي ساختمان بسيار مناسب بوده و مقاومت مجاز آن در حدود 5/2 و حتي 5/3 كيلو گرم بر سانتي متر مربع مي باشد به اين گونه زمينها زمين « دج » گفته مي شود .

:د ـ زمينهاي رسي : اين زمينها خود به دو دسته تقسيم مي شوند

.یک ـ زمينهاي رسي خشك : كه فشاري در حدود 5/1 كيلو گرم بر سانتي متر مربع را تحمل مي نمايند

دو ـ زمينهاي رسي تر ( آبدار ) : اي زمينها بواسطه وجود آ ب فراوان داخل خاك داراي سستي هاي زيادي بوده و .قدرت مجاز آن بر حسب درصد آب موجود در آن متفتوت است

پنج ـ انواع پي

:پي ها را با توجه به نوع ساختمان ، مقاومت زمين و وزن آن به انواع مختلف مي توان دسته بندي كرد

یک ـ پي نواري : معموا از اين نوع پي براي ساختمانهاي آجري استفاده مي شود . پي هاي نواري را در امتداد ديوار هاي حمال و ديوار هاي تيغه با عمق و عرض معين حفر مي نمايند . در مورد عمق اين نوع پي بايد گفت كه در زمينهاي خوب در حدود 50 سانتي متر و در زمينهايي كه به خاك بكر دسترسي نباشد بايد عمق پي را تا رسيدن به زمين بكر ادامه داد همچنين در مواردي بايد از شمع كوبي استفاده .نمود . عرض اين نوع پي معمولا قدري بزرگتر از عرض ديوار روي آن ساخته مي شود

: لايه هاي پي نواري

یک ـ شفته ريزي

دو- كرسي چيني

سه ـ شنا

(چهار ـ ملات ماسه سيمان براي ايزولاسيون رطوبتي ( عايق بندي

پنج ـ قيرو گوني براي ايزولاسيون ( عايق بندي ) رطوبتي

شش ـ ملات ماسه سيمان براي پوشش روي قير و گوني

هفت ـ ديوار چيني اصلي

دو ـ پي نقطه اي : پي هاي نقطه اي براي ساختمانهايي كه بار آن بطور متمركز ( نقطه اي ) به زمين منتقل مي شود ساخته مي گردد مانند ساختمانهاي فلزي و يا ساختمانهاي بتني ، پي هاي نقطه اي معمولا به ابعادي كه با توجه به قدرت مجاز تحملي زمين و بار ستون تعيين مي كند ساخته مي شود اينگونه پي ها اغلب با بتن مسلح مي (سازند بتني را مسلح گويند كه داخل آن قطعات فولادي بكار رفته باشد .(مانند ميله گرد آجدار يا ساده

:لايه هاي پي نقطه اي

یک ـ زمين مناسب

دو ـ بتن مگر

سه ـ ميله گرد كف پي

چهار ـ بتن اصلي

پنج ـ صفحه زير ستون يا ميله گردهاي ريشه

سه ـ پي عمومي ( راديه ژنرال ) : از اين نوع پي براي ساختمانهايي كه داراي وزن فوق العاده زياد بوده و يا ساختمانهايي كه در زمينهاي سست ساخته مي شود استفاده مي گردد لينگونه پي ها از بنت مسلح .ساخته مي شود و داراي محاسبات فني مفصل و دقت اجراي فوق العاده مي باشند

چهار ـ شمع كوبي : در زمين هايي كه خيلي سست بوده و به هيچ وجه وقت تحمل بار ساختمان را نداشته باشند مانند خاكهاي دستي و زمينهاي ماسه اي ، يا در محلهايي كه زمين بكر در عمق هاي زياد قرار .داشته و برداشت كليه خاكهاي سطح مقرون به صرفه نباشد از طريق شمع كوبي بار ساختمان را به زمين منتقل مي نمايند

انواع ساختمان

.اصولا ساختمان را از لحاظ مصالح مصرفي و نوع كاربرد آن مي توان به دو دسته تقسيم نمود . حال با توجه به اين نكته ، تقسيم بندي ساختمان از لحاظ مصالح مورد استفاده به چهار دسته انجام مي شود

یک ـ ساختمانهاي بتني

ساختمان بتني ، ساختماني است كه براي اسكلت اصلي آن از بتن آرمه (سيمان ، شن ، ماسه و فولاد بصورت ميله گرد ساده يا آجدار ) استفاده شده باشد . در ساختمانهاي بتني سقفها از دال بتني پوشيده مي .شود يا زا سقفهاي تيرچه و بلوك و يا ساير سقفهاي پيش ساخته استفاده مي گردد . براي ديوارهاي جدا كننده از انواع آجر يا تيغه گچي و يا چوب استفاده مي شود

دو ـ ساختمانهاي فلزي

در اين نوع ساختمانها براي ساختتن ستونها و پلها از پروفيلهاي فولادي استفاده مي شود . در ايران معمولا ستونها را از تير آهن
.مي سازند . سقف اين نوع ساختمانها ممكن است تير آهن و طاق ضربي و يا از انواع ديگر سقفها از قبيل تيرچه بلوك و غيره استفاده گردد

براي ديوارهاي جداكننده مي توان مانند ساختمانهاي بتني از انواع آجر و يا قطعات گچي و يا چوب و سفالهاي تيغه اي استفاده نمود . در هر حال بايد اين ديوارها از مصالح سبك انتخاب شوند . در بعضي از .ممالك بر خلاف كشور ما براي اتصالات از جوش استفاده نكرده و بلكه بيشتر از پرچ و يا پيچ و مهره استفاده مي نمايند ، براي ستونها نيز مي توان به جاي تير آهن از نبشي و يا ناوداني استفاده كرد

سه ـ ساختمانهاي آجري

در ساختمانهاي كمتر از چهار طبقه مي توان از اين نوع ساختمان استفاده نمود . اسكلت اصلي اين نوع ساختمانها آجري مي باشد و براي ساختن سقف آنها در ايران معمولا از پروفيلهاي فولاي و آجر بصورت طاق ضربي استفاده مي گردد و يا از سقف تيرچه بلوك استفاده مي شود . در اين نوع ساختمانها براي مقابله با نيروهاي جانبي مانند زلزله بايد حتمن از شنا?هاي روي كرسي چيني و زير سقفها .استفاده شود . در ساختمانهاي آجري معمولا ديوارهاي حمال در طبقات مختلف روي هم قرار مي گيرند . حداقل ديوار هاي حمال (باربر) نبايد از 35 سانتي متر كمتر باشد

چهار ـ ساختمانهاي خشتي و گلي

در اين نوع ساختمانها اسكلت اصلي از خشت خام و گل مي باشد و تعداد طبقات ان از يك تجاوز نمي كند و درمقابل نيروهاي جانبي بخصوص زلزله به هيچ وجه مقاومتي ندارند . بايد از ساختن اين نوع .ساختمانها مخصوصا در كشور ما كه از مناطق زلزله خيز دنيا است جدا جلوگيري نمود

بجز انواع ساختمانهاي نامبرده شده ميتوان ساختمانها را از مصالحي مانند چوب و سنگ نيز ساخت كه در مناطقي كه جنگل فراوان باشد از چوب و يا در مناطق كوهستاني كه دسترسي به سنگ آسان مي .باشد مي توان ساختمانهاي سنگي بنا نمود

انواع ساختمان از لحاظ مصرف

.ساختمانها از لحاظ كاربرد به انواع ساختمانهاي مسكوني ، اداري ، بيمارستانها ، انبارها ، مدارس و مكانهاي عمومي مانند باشگاهها ، ورزشگاهها و غيره تقسيم مي شود