نظریه نسبیت آلبرت انشتین

نظریه نسبیت آلبرت انیشتین (Theory of Relativity)

تئوری جاذبه ای که نیوتن (Newton) ارائه کرد خیلی زود بدون تقریبآ هیچ سئوالی جدی مورد پذیرش دانشمندان قرار گرفت. تا اینکه در اویل قرن بیستم آلبرت اینشتین (Albert Einstein 1879-1955) با ارائه نظریه نسبیت خاص در سال ۱۹۰۵ و نظریه نسبیت عام در سال ۱۹۱۵ نه تنها قوانین فیزیک و جاذبه عمومی نیوتن بلکه پایه های فیزیک عصر خود را لرزاند.

هر چند قبل از او ماکس پلانک (Max Planck) با ارائه نظریه کوانتم (Quantum) تا حد زیادی فیزیک نیوتنی را زیر سئوال برده بود اما اینشتین با انتشار مقاله های خود راجع به تئوری نسبیت رسما” ثابت کرد که فیزیک نیوتن در حالت های بسیار خاص پاسخگوی پدیده های فیزیکی می باشد.

وی بعد ها با فعالیت هایی که در سالهای ۱۹۲۰ تا ۱۹۲۵ انجام داد بعنوان یکی از پایه گذاران اصلی مکانیک کوانتم نیز شناخته شد.

آلبرت اینشتین طی سالهای ۱۹۳۰ الی ۱۹۵۵ به بررسی رفتار عالم هستی پرداخت و مقالاتی در این باره منتشر کرد. او می خواست با ترکیب تئوری نسبیت و کوانتم به تئوری جامعی برای مدل کردن جهان هستی دست پیدا کند که زندگی این فرصت را برای تکمیل کار به او نداد. اما بعد ها در سال ۱۹۳۳ هابل (Hubble) و هومنسون (Humanson) با تحقیقاتی که در زمینه کهکشانهای مختلف انجام دادند بر نظریه های او را جع به جهان هستی صحه گذاردند.

مقدمه

از همان ابتدای خلقت ، دست یافتن به نظریه ای برای همه چیز دل مشغولی بشر بود ، یافتن جوابی که پاسخ تمامی سئوالات باشد . سئوالاتی که مطرح شده اند و یادر آینده ممکنست مطرح شوند چه سئوالات مربوط به متافیزیک ، چه سئوالات مربوط به جهان ماده .

ناممکن بودن دست یافتن به نظریه ای برای همه چیز در محدوده ی مسائل مادی و غیرمادی بشر را مجبور ساخت تا مشکلات خود را در دو حوضه ی  مجزا مورد مطالعه قرار دهد، در عرصه غیر مادی انسان به سرعت، شاید در همان دوران غارنشینی به نظریه ای برای همه چیز دست یافت اما در حیطه ی مسائل مادی هزاران سال است انسان برای رسیدن به این نظریه تلاش می کند ودر این راستا بشر و طبیعت به زور آزمایی با هم پرداخته اند ، این مبارزه من را به یاد کارتون های افسانه ای می اندازد که پیرمردی با ریش سفید و بلند، عصا به دست (طبیعت) معمایی مطرح می کند و پسربچه ای (انسان) بی تجربه با تحمل مشقات زیاد و کسب تجربه و علم به آن پاسخ می دهد.

این رویارویی پایاپای تاکی ادامه دارد و برنده ی این بازی کیست ؟ انسان یا طبیعت ؟

بیش از صد سال پیش انسان موفق شد همه معما های به جا مانده از گذشته های دور را در قالب فیزیک کلاسیک قدرتمندانه پاسخ دهد و  دانشمندان را در به پایان رسیدن دوران جستجو و کنکاش دلخوش نماید .

در این میان فریادهای مستانه ی دانشمندانی از گوشه و کنار جهان به گوش می رسید که ما دیگر قادر خواهیم بود هرآنچه در آینده ممکنست رخ دهد با مطالعه ی وضع موجود پیش بینی کنیم چرا که راز نظم بنیادین طبیعت را کشف نموده ایم ودر قالب فیزیک کلاسیک فرمول بندی کرده ایم .

ولی چه زود طبیعت به حال خوش آنان (باپیش کشاندن چندین معما نظیر سرعت نور ، تابش جسم سیاه ، اثر کامپتون ، اثر فوتو الکتریک،…)   پایان داد مشکلات پیچیده ای که برای حل آنها دیگر از دست فیزیک کلاسیک کاری بر نمی آمد .

اما دیری نپائید که مسائل لاینحل و آزاردهنده ی پیش روی فیزیک کلاسیک با ابداع نظریه های نسبیت توسط انیشتین بر طرف شد و توپ را انسان برا ی بار دیگر  به زمین طبیعت انداخت .

فیزیک کلاسیک به همراه نسبیت ها  هرچه در زمین و ورای آن رخ می داد را قانونمند ساخت و به سئوالاتی مانند موقعیت یک ذره در آینده ( با مطالعه نیرو های وارد بر آن ) تاریخ کسوف های بعدی ، ماهیت عالم و چگونگی شکل گیری آن و صدها رخداد مشابه از این دست را به دقت پاسخ میداد .

طولی نکشید که ایده ای دیگر سر از تخم تکامل اندیشه ی بشر بیرون آورد . کوانتوم . ایده ای جسورانه، نظریه ای که ریزترین اجزاء طبیعت را مورد مطالعه قرار می دهد ، به یمن دست آورد های فیزیک کوانتومی بود که به ناگاه ذراتی از پس پرده ی نمایان شدند که تا آن زمان طبیعت آنها را از چشم بشر مخفی نگاه داشته بود ،دهها نوع ذره با نامها و رفتارها ی متفاوت ، این کوانتوم بود که معما هایی چون ساختمان اتم و مولکول ها را به انسان شناسانید و او را در شکافتن دل ذرات یاری نمود تا آفتاب  نهان در آنها را به نظاره بنشیند و برای بار دیگر ذهنش را از سئوالات گوناگون رهایی بخشد.

انسان قرن بیستم موفق شد به طور باور نکردنی سئوالات به ارث مانده از پیشینیانش را که طی صدها سال بی پاسخ مانده بود را پاسخ دهد . وتمام جوانب عالم را به کمک نظریه های گوناگون توضیح دهد اگر این نظریه ها را ما به شکل لباسی در نظر بگیریم که انسان تن طبیعت کرده است ،این لباس در عین پوشاندن بدن عریان طبیعت اما از یک ناهمگونی آزاردهنده ای برخودار است ، پیراهن کوانتومی وصله خورده ،کت چروک و گشاد نسبیتی،بهمراه شلوار مرتب اما تنگ و کوتاه کلاسیکی .

 این لباسی که ما به تن طبیعت کردیم به زحمت توانستیم قسمتی از پیراهن کوانتومی را به زیر شلوار کلاسیکی جای دهیم (کنایه از بسط برخی از روابط کوانتومی جهت استفاده در محاسبه وقایع ماکروسکوپی ) و وصله های آن را به زیر کت نسبیتی بپوشانیم (کنایه از اتحاد نسبیت خاص با مکانیک کوانتومی و تدوین نظریه کوانتومی میدان با این اوضاع آیا می توانیم به انجام وظیفه مان خرسند باشیم و بگوییم هرچه طبیعت از ما طلب می کرد ما آن را به انجام رساندیم.

چگونه می توانیم طبیعت را از این پوشش نا مرتب برهانیم ؟ طبیعتی که ما هنوز کفشی به پاهای برهنه اش نکرده ایم (منظورناتوانی در حل معماهای امروزی مانند ماده تاریک، انرژی تاریک ،سرانجام عالم ،ماهیت نوترینو ،…)

آلبرت انیشتین دو نظریه دارد. نسبیت خاص را در سن ۲۵ سالگی بوجود آورد و ده سال بعد توانست نسبیت عام را مطرح کند.

نظریه نسبیت خاص

نسبیت خاص یکی از نظریاتی است که انیشتین مطرح کرده و شامل سه پدیده در سرعت ‌های بالا است .

* انقباض لورنتزی که کاهش طول جسم در مسیر حرکت است
* اتساع زمان که کند شدن زمان است
* افزایش جرم .

نسبیت خاص بطور خلاصه تنها نظریه ایست که در سرعتهای بالا ( در شرایطی که سرعت در خلال حرکت تغییر نکند–سرعت ثابت ( میتوان به اعداد و محاسباتش اعتماد کرد. جهان ما جوریست که در سرعتهای بالا از قوانین عجیبی پیروی می کند که در زندگی ما قابل دیدن نیستند. مثلا وقتی جسمی با سرعت نزدیک سرعت نور حرکت کند زمان برای او بسیار کند می گذرد. و همچنین ابعاد این جسم کوچک تر میشود. جرم جسمی که با سرعت بسیار زیاد حرکت می کند دیگر ثابت نیست بلکه ازدیاد پیدا می کند. اگر جسمی با سرعت نور حرکت کند، زمان برایش متوقف می شود، طولش به صفر میرسد و جرمش بینهایت میشود.

حتی زمان هم نسبی می باشد!

از نتایج جالب تئوری نسبیت خاص می توان به بیان ارتباط میان زمان و و فضا (فاصله) و اینکه تمام موجودیت ها در دنیا با یکدیگر مرتبط بوده و بر یکدیگر اثر می گذارند، اشاره کرد. نیوتن معتقد بود که زمان ثابت است و در تمام نقاط به یک صورت عمل می کند. اما اینشتین نشان داد که اینگونه نیست.

مثال جالبی که معمولا” در این باره بیان می شود آن است که دو برادر دوقلو را در نظر بگیرید. یکی روی زمین می ماند و دیگری با یک فضا پیما با سرعت نزدیک به نور به سمت فضا حرکت می کند. پس از آنکه برادر روی زمین ۱۰۰ سال از عمرش بگذرد، برادری که در فضا پیما می باشد فقط یکسال از عمرش گذشته است!

نظریه نسبیت عام

انیشتین در نوامبر سال ۱۹۱۵ یک سری سخنرانی‌هایی در آکادمی علوم پروس ایراد کرد که در آن نظریه جدید گرانش، موسوم به نسبیت عام را مطرح کرد. او در آخرین سخنرانی ای که ایراد کرد معادله‌ای را مطرح کرد که جانشین قانون جاذبه نیوتون شد، معادله میدان انیشتین. این نظریه قائل به این است که نه تنها کسانی که یا یک سرعت ثابت در حرکتند، بلکه تمامی ناظران یکسان و هم ارز هستند. در نسبیت عام، گرانش دیگر نیرو محسوب نمی‌شود (مانند قانون جاذبه نیوتون)، بلکه آن نتیجه خمیدگی مکان زمان است .

به خاطر جنگ، مقالاتی که انیشتین در مورد نسبیت عام چاپ کرده بود، در خارج از آلمان در دسترس نبود. خبر نظریه جدید انیشتین توسط فیزیک دانهای هلندی هنریک آنتون لورنتز و پل اهرنفست و همکار آنها ویلیام دو سیتر که مدیر رصد خانه لیدن بود، به منجمان انگلیسی زبان در انگلیس و آمریکا رسانده شد. در انگلیس، آرتور استنلی ادینگتون که دبیر انجمن نجوم سلطنتی از دو سیتر خواست تا یک سری مفالاتی به زبان انگلیسی به نفع منجمان بنویسد.

 نظریه جدید او را مجذوب خود ساخته بود و از این رو یکی از مدافعان و مبلغان اصلی نسبیت شد. . اغلب منجمان هندسی سازی گرانش توسط انیشتین را نمی‌پسندیدند و معتقد بودند پیش بینی‌های او در مورد خمیدگی نور و به قرمزی گرایی گرانشی درست از آب در نخواهد آمد. در سال ۱۹۱۷، منجمان رصد خانه ویلسون در کالیفرنیای جنوبی نتایج تحلیل طیف نور را که در ظاهر نشان می‌داد که در پرتو خورشید به قرمزی گرایی گرانشی وجود ندارد، منتشر کردند. .

 در سال ۱۹۱۸، منجمان رصد خانه لیک در شمال کالیفرنیا تصاویری از خورشیدگرفتگی که در ایالات متحده قابل رویت بود گرفتند.پس از پایان جنگ، آنها نتایج بررسی‌های خود را اعلام کردند و مدعی شدند که پیش بینی نسبیت عام انیشتین در خصوص خمیدگی نور اشتباه بوده‌است. با این حال آنها به خاطر خطاهای احتمالی فراوان، هیچگاه اقدام به چاپ نتایجی که به دست آورده بودند نکردند .

آرتور استنلی ادینگتون، طی سفرهایی که درماه می ‌سال، ۱۹۱۹ در زمانی که خورشید گرفتگی در بریتانیا رخ داد، به سوبرال سیارا برزیل و جزیره پرینسیپ در ساحل غربی آفریقا داشت، اندازه گیری خمیدگی گرانشی عدسی نور ستاره را به هنگام عبور از نزدیکی خورشید تحت نظارت داشت و در نهایت به این نتیجه رسید که محل قرار گرفتن ستاره از خورشید دورتر است.

 این حالت عدسی گرایی گرانشی نامیده می‌شود و وضعیت ستاره‌های مشاهده شده دو برابر حالتی بود که فزیک نیوتنی پیش بینی اش را می‌کرد. معهذا، این حالت با پیش بینی هم ارزی میدانی انیشتین (هم ارزی میدانی) نسبیت عام همخوان بود. ادینگتون اعلام کرد که نتایج به دست آمده پیش بینی انیشتین را تایید می‌کند و مجله تایمز در هفتم نوامبر آن سال با اتنخاب تیتر زیر تایید شدن پیش بینی انیشتین را گزارش کرد: “”انقلابی در علم، نظریه‌ای جدید در مورد جهان، ایده‌های نیوتن اعتبار خود را از دست می‌دهد.”" ماکس بورن، برنده جایزه نوبل از نسبیت عام به عنوان ‹‹ بزرگ‌ترین دستاورد و شاهکار تفکر بشری در مورد طبیعت›› بر شمرد و پل دیراک نیز که یکی از برندگان جایزه نوبل است، از آن به عنوان ‹‹ بزرگ ‌ترین اکتشاف علمی آن زمان›› یاد کرد. این اظهار نظرها و تبلیغات متعاقب از آن، باعث شهرت و معروفیت انیشتین شد.او در سطح جهانی معروف شد که موفقیت استثنایی و خاصی برای یک دانشمند محسوب می‌شود.

با این حال هنوز هم بسیاری از دانشمندان به دلایل مختلفی که شامل دلایل علمی (مخالفت با تفسیر انیشتین از آزمایش ‌های انجام شده، اعتقاد به اتر و یا ضرورت وجود ملاک مطلق) و دلایل روانی- اجتماعی (محافظه کاری، یهود ستیزی) می‌شد، نظریات انیشتین را نمی‌پذیرفتند. به نظر انیشتین، اغلب مخالفتهایی که با نظریه او می‌شد، از جانب آزمایش باورانی بود که درک ناچیزی از نظریه مطرح شده داشتند .

شهرتی که انیشتین بعد از چاپ مقاله ۱۹۱۹ دست آورده بود، باعث شد بسیاری از دانشمندان نسبت به ابراز نفرت و انزجار کنند و نفرت و انزجار برخی از آنها حتی تا دهه ۳۰ نیز ادامه یافت. مباحث زیادی در مورد ابراز انزجار نسبت به شهرت و معروفیت انیشتین وجود دارد، بویژه در میان آن دسته: از فیزیک ‌دانان آلمانی که بعد‌ها جنبش ضد انیشتینی ‹‹دویچه فیزیک›› را در مقدمه Klaus Hentschel ؛ یعنی ‹‹ فیزیک و سوسیالسم اجتماعی›› به راه انداختند.

انیشتین در ۳۰ مارس سال ۱۹۲۱، یعنی همان سالی که برنده جایزه نوبل شد، برای ایراد سخنرانی در مورد نظریه جدید نسیبت به نیویورک رفت. اگرچه امروزه انیشتین به خاطر فعالیتهایش د رمورد نسبیت شهرت یافته، اما جایزه نوبل به خاطر کارهای او در مورد اثر فوتوالکتریک به او اعطا شد؛ چرا که در مورد نسبیت عام در آن زمان هنوز اختلاف نظر وجود داشت. هیات نوبل با خود به این نتیجه رسیند که اشاره به آن نظریه انیشتین در نوبل که اختلاف نظر و مخالفت در مورد آن کمتر است، بیشتر مورد قبول جامعه علمی واقع خواهد شد.

نظریه نسبیت عام به زبان ساده
 
نسبیت عام برای حرکتهایی ساخته شده که در خلال حرکت سرعت تغییر می کند یا باصطلاح حرکت شتابدار دارند. شتاب گرانش زمین g که همان عدد ۹.۸۱m/sاست نیز یک نوع شتاب است. پس نسبیت عام با شتابها کار دارد نه با حرکت. نظریه ایست راجع به اجرام ی که شتاب ثقل دارند. کلا هرجا در عالم، جرمی در فضا ی خالی باشد حتما یک شتاب جاذبه در اطراف خود دارد که مقدار عددی آن وابسته به جرم آن جسم می باشد. پس در اطراف هر جسمی شتابی وجود دارد. نسبیت عام با این شتابها سر و کار دارد و بیان می کند که هر جسمی که از سطح یک سیاره دور شود زمان برای او کند تر میشود.

 یعنی مثلا، اگر دوربینی روی ساعت من بگذارند و از عقربه های ساعتم فیلم زنده بگیرند و روی ساعت آدمی که دارد بالا میرود و از سیاره ی زمین جدا میشود هم دوربینی بگذارند و هردو فیلم را کنار هم روی یک صفحه ی تلویزیونی پخش کنند، ملاحظه خواهیم کرد که ساعت من تند تر کار می کند. نسبیت عام نتایج بسیار عجیب و قابل اثبات در آزمایشگاهی دارد.

 مثلا نوری که به اطراف ستاره ای سنگین میرسد کمی بسمت آن ستاره خم میشود. سیاهچاله ها(سیاهچاله ها: اگر یه ستاره چند برابر خورشید باشد و همه سوختش را بسوزاند، از انجا که یک نیروی جاذبه قوی دارد لذا جرم خودش در خودش فشرده میشود و یک حفره سیاه رنگ مثل یه قیف درست میکند که نیروی جاذبه فوق العاده زیادی دارد طوری که حتی نور هم نمیتواند از آن فرار کند) هم بر اساس همین خاصیت است که کار می کنند. جرم انها بقدری زیاد و حجمشان بقدری کم است که نور وقتی از کنار آنها می گذرد به داخل آنها می افتد و هرگز بیرون نمی آید.

همه ما برای یک‌بار هم که شده گذرمان به ساعت‌فروشی افتاده است و ساعتهای بزرگ و کوچک را دیده ایم که روی ساعت ده و ده دقیقه قرار دارند. ولی هیچگاه از خودمان نپرسیده ایم چرا؟ آلبرت انیشتین در نظریه نسبیت خاص با حرکت شتابدار و یا با گرانش کاری نداشت. اولین موضوعات را در نظریه نسبیت عام خود که در ۱۹۱۵ انتشار یافت مورد بحث قرار داد.نظریه نسبیت عام دید گرانشی را بکلی تغییر داد و در این نظریه جدید نیرو ی گرانش را مانند خاصیتی از فضا در نظر گرفت نه مانند نیرو یی بین اجرام ، یعنی برخلاف آنچه که اسحاق نیوتن گفته بود !در نظریه او فضا در مجاورت ماده کمی انحنا پیدا می‌کرد.

در نتیجه حضور ماده اجرام ، مسیر یا به اصطلاح کمترین مقاومت را در میان منحنیها اختیار می‌کردند. با این که فکر آلبرت انیشتین عجیب به نظر می‌رسید می‌توانست چیزی را جواب دهد که قانون ثقل نیوتن از جواب دادن آن عاجز می ماند.سیاره اورانوس در سال ۱۷۸۱ میلادی کشف شده بود و مدارش به دور خورشید اندکی ناجور به نظر می‌رسید و یا به عبارتی کج بود !

نیم قرن مطالعه این موضوع را خدشه ناپذیر کرده بود.بنابر قوانین اسحاق نیوتن می بایست جاذبه ای برآن وارد شود. یعنی باید سیاره ای بزرگ در آن طرف اورانوس وجود داشته باشد تا از طرف آن نیرو یی بر اورانوس وارد شود.در سال ۱۸۴۶ میلادی اختر شناس آلمانی دوربین نجومی خودش را متوجه نقطه ای کرد که « لووریه» گفته بود و بی هیچ تردید سیاره جدیدی را در آنجا دید که از آن پس نپتون نام گرفت.نزدیک ترین نقطه مدار سیاره عطارد به خورشید در هر دور حرکت سالیانه سیاره تغییر میکرد و هیچ گاه دوبار پشت سر هم این تغییر در یک نقطه خاص اتفاق نمی‌افتاد.اختر شناسان بیشتر این بی نظمی ها را به حساب اختلال ناشی از کشش سیاره های مجاور عطارد می دانستند !

مقدار این انحراف برابر ۴۳ ثانیه قوس بود. این حرکت در سال ۱۸۴۵ به وسیله لووریه کشف شد بالاخره با ارائه نظریه نسبیت عام جواب فراهم شد این فرضیه با اتکایی که بر هندسه نااقلیدسی داشت نشان داد که حضیض هر جسم دوران کننده حرکتی دارد علاوه برآنچه اسحاق نیوتن گفته بود.وقتی که فرمولهای آلبرت انیشتین را در مورد سیاره عطارد به کار بردند، دیدند که با تغییر مکان حضیض این سیاره سازگاری کامل دارد.

 سیاره هایی که فاصله شان از خورشید بیشتر از فاصله تیر تا آن است تغییر مکان حضیضی دارند که به طور تصاعدی کوچک می شوند.اثر بخش‌تر از اینها دو پدیده تازه بود که فقط نظریه آلبرت انیشتین آن‌را پیشگویی کرده بود. نخست آنکه آلبرت انیشتین معتقد بود که میدان گرانشی شدید موجب کند شدن ارتعاش اتمها می شود و گواه بر این کند شدن تغییر جای خطوط طیف است به طرف رنگ سرخ! یعنی اینکه اگر ستاره ای بسیار داغ باشد و به طوری که محاسبه می کنیم بگوییم که نور آن باید آبی درخشان باشد در عمل سرخ رنگ به نظر می‌رسد کجا برویم تا این مقدار قوای گرانشی و حرارت ی بالا را داشته باشیم، پاسخ مربوط به کوتوله های سفید است.

دانشمندان به بررسی طیف کوتوله های سفید پرداختند و در حقیقت تغییر مکان پیش بینی شده را با چشم دیدند! اسم این را تغییر مکان آلبرت انیشتینی گذاشتند. آلبرت انیشتین می گفت که میدان گرانشی شعاع های نور را منحرف می‌کند چگونه ممکن بود این مطلب را امتحان کرد.اگر ستاره ای در آسمان آن سوی خورشید درست در امتداد سطح آن واقع باشد و در زمان کسوف خورشید قابل رؤیت باشد اگر وضع آنها را با زمانی که فرض کنیم خورشیدی در کار نباشد مقایسه کنیم خم شدن نور آنها مسلم است.

درست مثل موقعی که انگشت دستتان را جلوی چشمتان در فاصله ۸ سانتیمتری قرار دهید و یکبار فقط با چشم چپ و بار دیگر فقط با چشم راست به آن نگاه کنید به نظر می رسد که انگشت دستتان در مقابل زمینه پشت آن تغییر جا می‌دهد ولی واقعاً انگشت شما که جابجا نشده است!

دانشمندان در موقع کسوف در جزیره پرنسیپ پرتغال واقع در آفریقای غربی دیدند که نور ستاره ها به جای آنکه به خط راست حرکت کنند در مجاورت خورشید و در اثر نیرو ی گرانشی آن خم می شوند و به صورت منحنی در می آیند. یعنی ما وضع ستاره ها را کمی بالاتر از محل واقعیش می‌بینیم.ماهیت تمام پیروزیهای نظریه نسبیت عام آلبرت انیشتین نجومی بود ولی دانشمندان حسرت می کشیدند که ای کاش راهی برای امتحان آن در آزمایشگاه داشتند.

نظریه آلبرت انیشتین به ماده به صورت بسته متراکمی از انرژی نگاه می کرد به همین خاطر می گفت که این دو به هم تبدیل پذیرند یعنی ماده به انرژی و انرژی به ماده تبدیل می شود. E = mc²دانشمندان به ناگاه جواب بسیاری از سؤالها را یافتند. پدیده رادیواکتیوی به راحتی توسط این معادله توجیه شد. کم کم دانشمندان متوجه شدند که هر ذره مادی یک پادماده مساوی خود دارد و در اینجا بود که ماده و انرژی غیر قابل تفکیک شدند.

تا اینکه آلبرت انیشتین طی نامه ای به رئیس جمهور آمریکا نوشت که می توان ماده را به انرژی تبدیل کنیم و یک بمب اتمی درست کنیم و آمریکا دستور تأسیس سازمان عظیمی را داد تا به بمب اتمی دست پیدا کند. برای شکافت هسته اتم اورانیوم ۲۳۵ انتخاب شد. اورانیوم عنصری است که در پوسته زمین بسیار زیاد است. تقریباً ۲ گرم در هر تن سنگ! یعنی از طلا چهارصد مرتبه فراوانتر است اما خیلی پراکنده.در سال ۱۹۴۵ مقدار کافی برای ساخت بمب جمـع شـده بود و ایـن کار یعنی ساختن بمب در آزمایشگاهــی در « لوس آلاموس » به سرپرستی فیزیکدان آمریکایی «رابرت اوپنهایمر» صورت گرفت.

 آزمودن چنین وسیله ای در مقیاس کوچک ناممکن بود. بمب یا باید بالای اندازه بحرانی باشد یا اصلاً نباشد و در نتیجه اولین بمب برای آزمایش منفجر شد. در ساعت ۵/۵ صبح روز ۱۶ ژوئیه ۱۹۴۵ برابر با ۲۵ تیرماه ۱۳۲۴ و نیرو ی انفجاری برابر ۲۰ هزار تنT.N.T آزاد کرده دو بمب دیگر هم تهیه شد. یکی بمب اورانیوم بنام پسرک با سه متر و ۶۰ سانتیمتر طول و به وزن ۵/۴ تن و دیگری مرد چاق که پلوتونیم هم داشت. اولی روی هیروشیما و دومی روی ناکازاکی در ژاپن انداخته شد. صبح روز ۱۶ اوت ۱۹۴۵ در ساعت ۱۰ و ده دقیقه صبح شهر هیروشیما با یک انفجار اتمی به خاک و خون کشیده شد.

با بمباران هیروشیما جهان ناگهان به خود آمد، ۱۶۰۰۰۰ کشته در یک روز وجدان خفته فیزیکدان ها بیدارر شد! « اوپنهایمر» مسئول پروژه بمب و دیگران از شدت عذاب وجدان لب به اعتراض گشودند و به زندان افتادند. آلبرت انیشتین اعلام کرد که اگر روزی بخواهم دوباره به دنیا بیایم دوست دارم یک لوله‌کش بشوم نه یک دانشمند!

برخی نتایج حاصل از نسبیت

اینشتین با نظریه نسبیت خاص خود نشان داد که سه قانون فیزیک نیوتن تنها در شرایط خاصی آنهم بصورت تقریبی صحت دارند و هنگامی که سرعت اجسام زیاد شده و با سرعت نور قابل مقایسه شوند به هیچ وجه نمی توان قوانین نیوتن را در مورد اجسام حتی با تقریب بالا بکار برد. همچنین نظریه نسبیت عام او نشان داد که باز نظریه نیوتن راجع به قانون جاذبه عمومی دقیق نمی باشد و در میدان های جاذبه بسیار قوی فرمول نیوتن جای بحث دارد.

مطالعه حرکت عطارد (Mercury) به دور خورشید از دیر باز مورد علاقه ستاره شناسان و فیزیک دانان بوده است. مشکل اینجا بوجود آمد که مشاهده شد صفحه ای که عطارد در آن به دور خوشید می چرخد خود دارای حرکت می باشد. این حرکت در شکل بوضوح نشان داده شده است.

اندازه گیری ها نشان داد که این حرکت در هر یکصد سال معادل ۴۳ ثانیه (در اینجا منظور از ثانیه واحد اندازه گیری کمان می باشد که معادل ۱/۳۶۰۰ درجه است) می باشد. با وجود آنکه این مقدار حرکت برای هر سال بسیار کم می باشد اما قانون جاذبه عمومی نیوتن از توجیه آن عاجز است.

نیوتن معتقد بود که نور در یک مسیر مستقیم حرکت می کند اما اینشتین نشان داد که اگر جسمی دارای یک میدان جاذبه بزرگ باشد و نور از کنار آن عبور کند دچار انحراف از مسیر مستقیم خود می شود.

دیگر مواردی که از قانون نسبیت عام می توان نتیجه گرفت آن که نور ستارگانی که دارای میدانهای مغناطیسی قوی میباشند در راه رسیدن به زمین تغییر طول موج می دهند. این اثر که به Red Shift مشهور است، باعث می شود طول موج نور این ستاره ها بزرگتر شود. این مسئله که باز با قوانین نیوتن قابل تحلیل نمی باشد توسط معادلات تئوری نسبیت عام بسادگی مدل می شود.

آیا زمین در یک چاله فضا-زمان واقع شده است؟

زمان و فضا بر طبق نظریه نسبیت انیشتین به یکدیگر بافته شده اند و ساختار تار و پودی چهاربعدی به نام فضا-زمان را به وجود آورده اند.جرم قابل توجه زمین ، این ساختار را به شکل یک گودی در می آورد.مانند شخص سنگینی که وسط یک تشک بادی نشسته باشد (هر چند که چنین خمیدگیهای فضا زمان را اغلب در محیط اطراف اجرام بسیار پر جرم تر و فشرده تری مانند سیاهچاله ها، ستاره های نوترونی، و کوتوله های سفید سراغ داریم اما اگر با دقت کافی محیط اطراف اجرام بسیار کم جرم تری مانند زمین را نیز بررسی کنیم خمیدگی فضا-زمان ناشی از جرم زمین را می توانیم بیابیم).

بر طبق نظریه نسبیت عام انیشتین ، حرکت اجسام در ساختار تار و پودی فضا-زمان صورت می گیرد. یعنی جسم در حال حرکت تابع شکل فضا-زمانی است که در آن واقع شده است. بر اساس این نظریه، گرانش باعث تغییر شکل ساختار فضا-زمان می شود و در نتیجه حرکت جسم نیز بر اثر میدان گرانشی تغییر می کند.

می توان گفت که به زبان انیشتین گرانش در اصل حرکت اجسام در مسیر خمیدگی ساختار فضا-زمان در اطراف جسم پرجرم است. یعنی وقتی زمین ر مداری به دور خورشید در گردش است از دید نسبیتی به دلیل انحنای فضا-زمان اطراف خورشید در این مسیر هدایت می شود.

اگر زمین ثابت بود، ضرورتی برای انجام این کاوش نبود، ولی از آنجا که زمین به دور خود حرکت دورانی دارد ، این خمیدگی نیز باید همراه با زمین بچرخد.زمین با پیچ و تاب دادن ساختار فضا زمان به دور خود به آرامی آن را به صورت یک ساختار چرخشی ۴ بعدی در می آورد.این همان چیزی است که ماهواره گرانش کاو یا GP-B برای آزمایش آن به فضا فرستاده شده است.

این آزمایش براساس فکر بسیار ساده ای انجام می شود: یک ژیروسکوپ (گردش نما) در حال چرخش در مداری در نزدیکی زمین قرار می دهند ، در حالی که محور چرخش آن به سمت یک ستاره بسیار دور در نقش یک مرجع ثابت و بدون حرکت- نشانه رفته است. بدون وجود نیروهای خارجی، محور ژیروسکوپ باید تا ابد به سمت همان ستاره ثابت بماند.

ولی چون فضا زمان در نزدیکی زمین خمیده است، جهت محور ژیروسکوپ به مرور زمان تغییر می کند.با اندازه گیری بسیار دقیق تغییرات جهت محور ژیروسکوپ نسبت به ستاره، می توان میزان خمیدگی فضا-زمان را در نزدیکی زمین اندازه گرفت.

اما در عمل این آزمایش بسیار دشوار است :

۴ ژیروسکوپی که در GP-B کار گذاشته شده اند، کامل ترین کره هایی هستند که تا به حال به دست بشر ساخته شده اند.این کره ها که هر کدام به اندازه یک توپ پینگ پونگ اند (به قطر حدود ۴ سانتی متر)، از جنس سیلیکون و کوارتز هستند. هیچ گاه اختلاف آنها با یک کره کامل بیش از ۴۰ لایه اتمی نیست. اگر ژیروسکوپ ها کاملا کروی نبودند، محور چرخش آنها حتی بدون اثرات نسبیتی ‌، حرکت می کرد.

بر طبق محاسبات فضا-زمان انحنا پیدا کرده در نزدیکی زمین باعث می شود تا محور ژیروسکوپ در طول یک سال به اندازه ی ۰.۰۴۱ ثانیه قوس جابه جا شود. یک ثانیه قوس ۳۶۰۰/۱ یک درجه است. برای اندازه گیری دقیق این زاویه، GP-B به دقت سنجش فوق العاده ۰.۰۰۰۵ ثانیه قوس نیاز دارد.این عمل مانند آن است که بخواهیم قطر یک ورق کاغذ را از فاصله ی ۱۵۰ کیلومتری اندازه بگیریم.

محققان GP-B فناوری های کاملا جدیدی را برای این اندازه گیری اختراع کرده اند. آنان ماهواره گرانش کاو را کاملا “بدون لرزش” ساخته اند تا در هنگام حرکت ماهواره در لایه های بالایی جو به ژیروسکوپ ها لرزشی وارد نشود. آنها دریافتند که چگونه از نفوذ میدان مغناطیسی زمین به داخل فضاپیما جلوگیری کنند و همچنین دستگاهی را برای اندازه گیری چرخش ژیروسکوپ ، بدون تماس با آن، اختراع کردند.

فرانسیس اوریت ، استاد فیزیک دانشگاه استنفورد و محقق اصلی پروژه GP-B می گوید: “در جریان انجام آزمایش هیچ حادثه غافلگیر کننده ای اتفاق نیفتاده است.” اکنون که مرحله جمع آوری اطلاعات پایان یافته است ، او می گوید : “دانشمندان GP-B با اشتیاق و علاقه بیشتری به کار خود ادامه می دهند و کار سخت پیش روی خود را نادیده نمی گیرند.”

در مرحله بعدی آنها باید اطلاعات گرفته شده را به طور دقیق و کامل بررسی کنند.اوریت توضیح می دهد که دانشمندان GP-B این کار را در سه مرحله انجام می دهند: در مرحله اول آنان اطلاعات را به صورت روز به روز بررسی می کنند تا بی نظمی های موجود در آنها را بیابند.

سپس اطلاعات را به صورت ماه به ماه در می آورند و در نهایت آنها را به صورت یک مجموعه کامل به دست آمده در طول یک سال، تحلیل می کنند. بدین ترتیب دانشمندان ایرادات موجود در اطلاعات را ، که از طریق یک روش تجزیه و تحلیل ساده نمی توان پیدا کرد، می یابند.

نهایتا دانشمندان از سراسر دنیا نتایج را به دقت بررسی می کنند.اوریت می گوید: “بدین طریق به سخت ترین منتقدان، اجازه شرکت در این پروژه داده می شود.” اگر GP-B بتواند به طور دقیق چاله فضا-زمانی را که انتظار می رود مشخص کند، بدین معنی است که بر اساس باور عمومی فیزیکدانان نظریه انیشتین حقیقت داشته است ولی اگر این گونه نشود، چه اتفاقی رخ خواهد داد؟ شاید ایرادی در نظریه نسبیت عام انیشتین یافته شود. اختلاف کوچکی که ظهور انقلابی بزرگ را در فیزیک عصر جدید اعلام خواهد کرد.

حلقه های انیشتین

شاهد عینی نسبیت عام انیشتین حلقه هایی از نور است که بر اثر خمیده شدن نور کهکشانهای دوردست در گذر از کنار میدان گرانشی نیرومند کهکشان بزرگ یا مجموعه کهکشانهای میان راه پدید آمده اند.

 

در تصاویر بالا که با تلسکوپ فضایی هابل گرفته شده است،اشکال آبی رنگی کــه مانند چشم گاو به نظر می رسند، به حلقه های انیشتین معروف اند و زیباترین جلوه ی پدیده انحنای گرانشی در کیهان هستند. لکه های قرمز مایل به زرد، کهکشان های بیضوی غولپیکری هستند که نقش منحرف کننده نور یا همان عدسی های گرانشی را اجرا می کنند. آنها  ۲ تا ۴ میلیارد سال نوری از ما فاصله دارند و با وجود فتصله زیادشان بسیار نزدیکتر از کهکشانهای منشا حلقه های انیشتین اند.

حلقه معمولا نماد عینی رمز آلود بودن، نماد یک قدرت- مانند داستان معروف ارباب حلقه ها- یا نماد پیوند بین دو انسان است. اما در فضا حلقه ای از نور ، چیزی بیش از یک نماد است.این حلقه یا کمان نورانی ، ما را به ماده نامریی راهنمایی می کند و نوری است که از کهکشان های بسیار دور به ما می رسد.آلبرت انیشتین حدود ۷۰ سال پیش ، وجود چنین حلقه هایی را پیش بینی کرد.

وی در مقاله ای در سال ۱۹۳۶ توصیف کرد که چگونه بر اثر انحراف نور در میدان گرانشی یک جرم عظیم ممکن است نور دوردستی چنان منحرف شود که حلقه ای کامل به نام “حلقه ی انیشتین” بسازد. جرم منحرف کننده نور در بین راه مانند یک عدسی عمل می کند و علاوه بر ایجاد تصویری بزرگتر، هر چند به هم ریخته، از جرم دوردست، همچنین منبع نور را روشن تر می سازد؛ به صورتی که در بعضی موارد این عدسی های عظیم کیهانی کهکشان های بسیار کم نور را قابل مشاهده می نمایند.

آدام بولتون از مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیت سونی (CFA)   می گوید:“حلقه انیشتین یکی از جذاب ترین جلوه های نظریه نسبیت عام در کیهان به شمار می رود و به ما امکان می دهد تا کهکشان های بسیار پرجرم موجود در کیهان را مطالعه کنیم.”

این خطای اپتیکی ایجاد شده بر اثر انحنای فضا به “همگرایی گرانشی” معروف است.درست مانند آنکه یک عدسی بزرگ با بزرگنمایی بالا را در فضا قرار دهیم تا ضمن تشدید نور اجسام دورتر ، به آن انحنا دهد.در همگرایی گرانشی نور کهکشانی دور می تواند بر اثر یک کهکشان در بین راه منحرف شود و یک کمان یا چند تصویر جدا از هم بسازد.هنگامی که هر دو کهکشان ذکر شده نسبت به ما درست در یک خط قرار گیرند، نور به شکل حلقه ای مانند “چشم گاو” در می آید، که به “حلقه انیشتین” معروف است و پیرامون کهکشان نزدیک تر یعنی همان عدسی گرانشی تشکیل می شود.

اخترشناسان در حال حاضر دو منبع قوی برای جمع آوری اطلاعات در این زمینه در اختیار دارند: طرح نقشه برداری دیجیتالی آسمان یا (Sloan Digital Sky Survey( SDSS  و تلسکوپ فضایی هابل که از آنها برای شناسایی ۱۹ مورد مشکوک به پدیده انحنای گرانشی کهکشانی استفاده می کنند. این موارد به ۱۰۰ مورد از قبل شناسایی شده اضافه می شوند. با بررسی این کمان ها و حلقه های تشکیل شده بر اثر انحراف نور، اخترشناسان می توانند به صورت دقیق جرم کهکشان نزدیک تر را محاسبه کنند. در بین این ۱۹ مورد، آنها ۸ مورد از “حلقه های انیشتین” یافته اند که فقط ۳ مورد از آنها قبلا در طیف مریی دیده شده بودند.

این موارد تازه کشف شده، از طرح در حال انجامی به نام « slacs » گرفته شده اند.گروهی از منجمان به سرپرستی آدام بولتون از  «CfA »  و لئون کوپمانس از مؤسسه نجوم کپتین در هلند، نامزدهای پدیده انحنای گرانشی را از میان چند صدهزار طیف مرئی گرفته شده از کهکشان های بیضوی در طرح «SDSS »  انتخاب کردند.آنان برای تایید این انتخاب از چشمان تیزبین دوربین پیشرفته نقشه برداری هابل استفاده کردند.

 بولتون توضیح می دهد که “حجم انبوه اطلاعات « sdss » همراه با کیفیت عکس برداری تلسکوپ فضایی هابل فرصت جدیدی را برای کشف موارد جدیدی از انحنای گرانشی فراهم آورده است. ما موفق شده ایم از هر هزار کهکشان که علائمی از انحنای گرانشی نشان می دادند، فقط یک مورد را از بقیه جدا کنیم.”

علاوه بر ایجاد این اشکال عجیب، پدیده همگرایی گرانشی مستقیم ترین نشانه وجود ماده ی تاریک در کهکشان های بیضوی است.

ماده تاریک شکل نامرئی و بسیار اسرارآمیز ماده است که هنوز به طور مستقیم مشاهده نشده است و اخترشناسان وجود آن را با اندازه گیری تاثیر گرانشی آن بر محیط اطراف نتیجه می گیرند. ماده تاریک در داخل کهکشان ها پخش شده و بیشتر مقدار ماده ی موجود در کیهان را تشکیل می دهد. با بررسی ماده تاریک در کهکشان ها، اختر شناسان امیدوارند تا بینش بهتری نسبت به تشکیل کهکشان ها، که در زمان فشردگی ماده تاریک در عالم اولیه آغاز شده است، به دست آورند.

کوپمانس می گوید:“با مطالعه موارد مختلف پدیده انحنای گرانشی که نور منشا آنها به چندین میلیارد سال پیش بر می گردد، این امکان فراهم می شود تا تغییرات توزیع ماده تاریک و مرئی را در طی زمان از ابتدای عالم تا دوران نزدیک به ما بررسی کنیم. با استفاده از این اطلاعات ، درستی نظریه رایجی که بر طبق آن کهکشان ها از جمع شدن و به هم پیوستن کهکشان های کوچکتر به وجود می آیند، آزمایش می شود.

”طرح تحقیقاتی «Slacs »  که بولتون آن را در دانشگاه « MIT »  آغاز کرد ، کماکان ادامه دارد و تاکنون گروه او از تلسکوپ فضایی هابل برای بررسی ۵۰ کهکشان نامزد به منظور جستجوی پدیده همگرایی گرانشی استفاده کرده است. تعداد کهکشان های مطالعه شده در نهایت بالغ بر ۱۰۰ عدد خواهد بود که در بین آنها موارد وقوع همگرایی گرانشی بیشتری وجود خواهد داشت. یافته های اولیه این تحقیق در مقاله ای در فوریه ۲۰۰۶ در نشریه اخترفیزیک «(Astrophysical Journal) »

مرجع:سایت مرجع آسمان

بهسازی لرزه ای

بهسازی لرزه ای  (Seismic Rehabilitation)

بیانگرمفهومی مرکب از دو مفهوم دیگر به شرح زیر است :
▪ اول، « بهسازی » ، که مفهومی است گسترده و فراگیر و دارای وجوه مختلف و متعدد
▪ دوم، « لرزه ای » که مشخص می کند چه نوع بهسازی مورد نظر است. برای شناخت « بهسازی لرزه ای » باید دو مفهوم فوق مورد بررسی و واکاوی قرار داده شوند تا بتوان با نگاه کردن به امر « بهسازی لرزه ای » از زوایای مختلف، جوهراصلی آن را دریافت.
● بهســـازی
« بهسازی » (Rehabilitation) درلغت به مفهوم بهتر کردن، اصلاح یا بهبود بخشیدن به وضعی یا شرایطی است .
در صنعت ساختمان، بهسازی برحسب تعریف ، ایجاد قابلیت انجام وظیفه یا وظائفی است در ساختمان، سازهٔ ساختمان یا اجزا (Components) و عناصر (Elements) آن ، که در وضع موجود قادر به انجام تمام و کمال آن وظیفه یا وظائف نیستند.
▪ در این تعریف :
- منظور از « ساختمان » (construction) هر فضائی است که برای زیست ، کار ، خدمات ، تولید، ارتباطات ، جابه جا شدن انسانها و حمل ونقل تولیدات صنعتی و کشاورزی حاصل از کار انسانها، ساخته می شود.
- « سازه» (Structure) مجموعه آن « اجزا » (Components) و « عنــــاصـر» (Elements) ساختمان است که بارها و اثر عاملهای دیگر را از قسمتهای مختلف ساختمان گرفته و به زمین منتقل می سازند.
- عدم توانائی ساختمان برای انجام وظیفه، که دراین تعریف مورد اشاره قرارگرفته، ممکن است ناشی از نارسائی طرح، نامناسب بودن اجرا، بهره برداری بی ضابطه یا فروپایگی ساختمان، سازه ساختمان یا اجراو عناصر آن در اثر از دست رفتن مشخصه های مصالح و تجهیزات به دلائل مختلف از جمله اثر فرساینده زمان، سانحه، حادثه یا عوامل دیگر ، یا حاصل تغییر و تحول در شرایط زیست و کار وسنگین تر شدن وظائف مورد انتظار از ساختمان باشد.
اگر بهسازی به منظور جبران فروپایگی و برگرداندن ساختمان، سازه ساختمان یا اجرا وعناصر آن به وضع اولیه باشد، « اعاده کیفیت » یا « اعادهٔ وضع» (Retrofitting) گفته می شود.
اگر بهسازی به منظور پاسخگوئی به تغییر و تحول شرایط بهره برداری و سنگین تر شدن وظائف مورد انتظار از ساختمان باشد، اعم از اینکه در ساختمان ، سازهٔ ساختمان یا اجزا و عناصر آن فروپایگی به جود آمده باشد یا خیر، « ارتقای کیفیت » یا « ارتقای وضع» (Upgrading) نام دارد.
بهسازی طیفی گسترده از خدمات مهندسی و فعالیتهائی را در بر می گیرد که ممکن است به منظورهای مختلف فنی ، اقتصادی، اجتماعی ، فرهنگی، زیبائی شناسی وحتی سیاسی، انجام داده شوند، از جمله:
- نمای ساختمان را به منظور تلطیف منظر یا هماهنگی با محیط اطراف بهسازی می کنند.
- به منظور کم کردن بار ساختمان، دیوارهای جداگر آن را تخریب و با مصالح سبک تر جایگزین
می نمایند.
- دیوارهای ساختمان را به منظور کاهش آلودگی صوتی، بهبود شرایط زیست و افزایش رفاه بهره برداری کنندگان ، عایق بندی صدائی می کنند.
- گردشکار داخلی بنا را به منظور پاسخگوئی به نیازهای جدید و هماهنگ کردن آن با شرایط وتکنولوژی روز تغییر می دهند.
- به منظور کاهش هزینه های تامین شرایط دمائی در داخل ساختمان و کاهش میزان تبادل حرارتی آن با بیرون، دیوارهای ساختمان را عایق بندی حرارتی می نمایند.
- برای بهتر کردن شرایط دمائی در فضاهای داخل ساختمان و کاهش هزینه های گرمایش، خنک کردن وتهویه، موتورخانه ها وسیستمهای تاسیساتی را تعویض و با سیستمهائی کاراتر جایگزین می کنند.
- با تغییر یافتن وضع شبکه های زیربنائی سراسری آب ، فاضلاب ، گاز وبرق، به منظور تامین هماهنگی ، شبکه های داخلی را اصلاح یا تعویض می نمایند.
- به منظور ایجاد قابلیت های لازم در ساختمان برای استفاده از کامپیوتر و سیستمهای ارتباطی و مخابراتی روز آمد، تغییراتی در فضاهای داخل بنا داده می شوند.
- بناهائی را به عنوان میراث فرهنگی باقیمانده از گذشتگان ، احیا، تعمیر یا مرمت می کنند تا بتوان آنها را حفظ کرده وسالم به آیندگان سپرد.
- محتمل است یک بنا را که جنبه ملی و نمادین دارد، مثلا" ساختمانی را که اتفاقی ویژه ومهم در آن رخ داده، منزل یک رهبر سیاسی، یک دانشمند یا یک هنرمند را از طریق بهسازی حفظ نمایند.
- ممکن است سازه یک ساختمان و اجزا وعناصر متشکله آن، به منظور افزایش ایمنی و عمر مفید ساختمان، مورد بهسازی قرار داده شوند.
- به منظور « ایمنداشت » (Preservation) یعنی حراست زندگی انسان در مقابل بلاهائی که خود به وجود آورده ، نظیر خطرات امواج الکترو مغناطیسی ، تابشهای رادیو اکتیو و آلودگیهای زیست محیطی، محتمل است که تغییراتی کوچک یا بزرگ در اجزا و عناصر ساختمان داده شوند.
- بهسازی صرفنظر از نوع و گستردگی آن ، مستلزم «دخالت » (Intervention) در وضع موجود ساختمان است و همانطور که بهسازی، طیفی گسترده را شامل می شود، میزان دخالت در وضع ساختان،اجزا و عناصر آن نیز طیفی گسترده از بسیار کم تا بسیار زیاد را پوشش می دهد که از ترمیم (Make up, Clean up) آغاز شده و پس از عبور از تعمیر (Repair) ، تقویت (Strengthening)، باز پیرائی (تعمیر و رنگ) (Refurbishing) ، نوکاری (تعمیر و رنگ کلی) (Renovation) ، تعمیرسازگاری (Adaptation)،
(تعمیر اساسی)(Reconditioning)، تغییرنوع بهره برداری و گردشکار (Remodeling) ، بازسازی (Rebuilding) ، جـــایگزینی (Substitution) یـا تعویض (Restoration) در ساختمانهای پیش ساخته، به احیای (Restoration) ، بناهای قدیمی می رسد که وارد جزییات آنها نمی شوم . بدیهی است که اگر هیچ یک از این راه حلها وافی به مقصود نبود، اگر ساختمان مزاحمتی نداشت، به حال خود رها می شود یا تخریب و به جای آن بنائی دیگر با مشخصه های دیگر احداث می گردد که « نوسازی» (Reconstruction) گفته می شود.
● مفهوم « لرزه ای»
مفهوم « لرزه ای» از زمانی در نوشته ها وخدمات مهندسی وارد شد ، که مهندسان به تجربه دریافتند که برای تامین ایمنی آنچه می سازند، ناگزیر باید اثر تکانهای شدید زمین را ، که به صورت ادواری حادث می شوند، در نظر بگیرند.
در واقع، لطمات ناشی از زلزله های بزرگ وکوچک و کوشش برای احتراز از این لطمات، محمل اصلی تکوین ورشد روشها و مشخص شدن معیارهای تامین ایمنی ساختمانها در برابر زلزله بوده اند و بطور بدیهی، هرچه مراکز تجمع جمعیت بزرگتر شده اند، به دلیل افزایش آسیب پذیری بالقوه آنها در برابر زلزله، ضرورت تامین ایمنی آنها در برابر زلزله محسوستر وتلاش برای یافتن راه حلی به منظور تامین ایمنی بیشتر شده است. پیشگامان این راه دانشمندان کشور ژاپن و در پی آنان دانشمندان ایالات متحده آمریکا بوده اند.
اولین اقدام عملی در این راه ، انجام پژوهشهائی در دانشگاه توکیو از سالهای ۱۹۱۰ برای شناختن رفتار ساختمانها در موقع زلزله و تامین پایداری آنها ، به ابتکار دکتر ر.سانو (Dr.R.SANO) بوده است.
در ایالات متحده آمریکا پس از زلزله سال ۱۹۰۶ سانفرانسیسکو و حریق فراگیر ناشی از آن در ساختمانهای چوبی ، ابتدا حریق در مرکز توجه قرار گرفت ولی بتدریج توجه به سمت تامین پایداری ساختمانها در برابر زلزله معطوف شد و درسال ۱۹۲۵ پس از زلزله سانتاباربارا ، برای اولین بار ضوابط و معیارهائی برای تامین پایداری ساختمانها در برابر زلزله در آئین نامه متحدالشکل آمریکا U.B.C. مطرح شدند که رعایت آنها اختیاری بود و حدود ۱۰ سال طول کشید که رعایت این ضوابط از حالت اختیاری خارج و اجباری گردد. این امر در سال ۱۹۳۵ در U.B.C. تصریح شد.
تدوین ضوابط برای تامین ایمنی ساختمانها در برابر زلزله، بتدریج در سایر کشورها هم آغاز گردید و هنوز تلاش برای تدقیق و پالایش این ضوابط، بطور گسترده وجهانی ادامه دارد. در کشور ما نیز پس اززلزله ویرانگر بوئین زهرا در سال ۱۳۴۱، تلاش برای تدوین اولین مدرک آئین نامه ای به منظور تامین ایمنی ساختمانها در برابر زلزله ، به ابتکار و هدایت آقای مهندس علی اکبر معین فر در چارچوب دفتر فنی سازمان برنامه آغاز گردید.
با توجه به اینکه تلاش مهندسان برای طراحی ساختمانها در برابر زلزله وقتی شروع شدکه دهها سال از تدوین ضوابط طراحی و تامین ایمنی ساختمانها در مقابل بارهای قائم می گذشت، بطور طبیعی برای طراحی ساختمانها در برابر زلزله، از همان الگوی تامین ایمنی در مقابل بارهای قائم کمک گرفتند و همانطور که تامین ایمنی در مقابل بارهای قائم و گاه بارهای جانبی باد، با برداشتی « یقین اندیشانه» به «تامین مقاومت» اجزا و عناصر سازه ای مشخص، در محیط ارتجاعی ، در مقابل نیروهای مشخص، محدود می شد، کوشش به عمل آمد که اثر زلزله را هم به صورت نیروئی جانبی در نظر گرفته و بر روی ساختمان اثر بدهند.
در اولین ضوابط مربوط به طراحی ساختمانها در برابر زلزله، با این استدلال که در موقع زلزله ، ساختمان تحت اثر(شتاب زمین) شتاب می گیرد واین شتاب به پدید آمدن نیروی اینرسی می انجامد، در صدی از وزن ساختمان و اشیاء، مواد و بارهای دیگر موجود در آن را به صورت نیروئی افقی برساختمان اثر دادند و تصور حاکم این بود که با تامین «مقاومت» اجزا و عناصر سازه ای در برابر این نیرو در محیط ارتجاعی ، می توان ایمنی در برابر زلزله را تامین کرد و مانع خرابی ساختمان شد.
به این ترتیب « طراحی برای مقاومت در برابر زلزله» شکل گرفت . ولی به دلیل قدرت تخریبی زیاد مشاهده شده در زلزله های شدید ونامشخص بودن سقف آن، در هر تجدید نظر، درصد منظور شده در ضوابط افزایش داده می شد و خیلی زودآشکار گردید که با پذیرش رفتار ارتجاعی اجزا و عناصر سازه ای، ابعاد این اجزا وعناصر بطور غیر متعارف بزرگ می شوند وعملا" امکانات موجود انسان پاسخگوی این راه حل نیست. رسوبات ذهنی آن دوره هنوز هم کاملا" از بین نرفته وهنوز هم عده ای از مهندسان، تامین ایمنی در برابر زلزله را به « تامین مقاومت» تعبیر می کنند.
وقتی مهندسان دریافتند که تامین ایمنی ساختمانها در برابر نیروهای زلزله با همان الگوی تامین ایمنی در برابر بارهای قائم عملی نیست، جستجوی راه حلهای دیگر را در دستور کارشان قراردادند.
در اولین پژوهشها، مشخص گردید که باید فرق ماهوی موجود بین بارهای قائم ونیروهای اینرسی ناشی از زلزله را در بررسی ایمنی ساختمانها در برابر زلزله مد نظر داشت. مقادیربارهای قائم در جریان زلزله تغییری
نمی کنند و ثابت اند ولی نیروهای اینرسی تابع شتاب داده شده به ساختمان دراثر زلزله اند و با تغییر مقدار شتاب تغییر می کنند و در واقع نمایانگر انرژی حرکتی القا شده به ساختمان می باشند که باید توسط ساختمان جذب و مستهلک شوند. با عنایت به اینکه بخشی از این انرژی می تواند با تغییر شکلهای ارتجاعی و بخشی دیگر با تغییر شکلهای فرا ارتجاعی جذب شوند واگر ساختمان قادر به جذب و اتلاف انرژی حرکتی از این طریق نباشد، خرابی آن حتمی خواهد بود، مهندسان کوشش کردند با پذیرش خرابیهای محدود قابل کنترل وبا قبول درهم شکستن موضعی بخشهائی از اجزا وعناصر متشکله سازه ساختمان که خرابی آنها باعث فروپاشی ساختمان نمی شود وپس از زلزله، بسادگی قابل بهسازی اند، نیروهای زلزله را جذب و مستهلک نمایند. به عبارت دیگرسعی کردند که اگر نمی توانند از بروزخرابی جلوگیری کنند، آن را به جائی منتقل نمایند که آثار زیانبارش کمتر وجبران آنها پس از زلزله آسانتر باشد.به علاوه برای محدود کردن آثار جانبی خرابی، سعی کردند که پدیدار شدن گسیختگی در اجزا و عناصر سازه حالت ترد و ناگهانی نداشته و به صورت تغییر شکلهای فرا ارتجاعی و تشکیل مفصلهای خمیری باشد. به این ترتیب بتدریج ، اهمیت تغییر شکلهای فرا ارتجاعی برای جذب و اتلاف انرژی القا شده به ساختمان در اثر زلزله ، روشن شد و ابتدا مفهوم « شکل پذیری » در ضوابط طراحی منعکس و سپس «طراحی برای ظرفیت» شکل گرفت.
موضوع محوری « طراحی برای ظرفیت» جذب و اتلاف انرژی حرکتی زلزله به کمک تغییر شکلهای فرا ارتجاعی و تشکیل مفصلهای خمیری در مقاطع و مناطق از پیش تعیین شده سازه می باشد که بطور بدیهی مستلزم آن است که سازه نا معین (هیپرستاتیک) و دارای پیوندهای اضافی مناسب باشد، بطوریکه با از بین رفتن تعدادی از این پیوندها دراثر تغییر شکلهای فرا ارتجاعی ، سازه فرو نریزد.
بموازات این تغییر وتحولات ، اهمیت تغییر مکانهای جانبی نقاط مختلف اجزا و عناصر سازه ای در پایداری سازه ها روشن و محدود کردن این تغییر مکانها به منظورتامین ایمنی در برابر نیروهای زلزله ضرورت یافت، بویژه توجه به این نکته معطوف گردید که گرچه بروز تغییر شکلهای فرا ارتجاعی وتشکیل مفصلهای خمیری کار جذب و اتلاف انرژی حرکتی ناشی از تکانهای شدید زمین را تسهیل می نماید، ولی تغییر مکانهای جانبی سازه نسبت به تغییر مکانهای نظیر رفتار ارتجاعی بیشتر می شوندو این مسئله از لحاظ انطباق با ضوابط و قیود آئین نامه ای مربوط به تغییر مکانهای جانبی باید در طراحی ملحوظ شود.
همچنین بتدریج با توجه به اینکه در همه احوال منظور از طراحی ، تامین و حفظ قابلیت بهره برداری از ساختمان است و سازه فقط بخشی از این قابلیت را فراهم می کندو اجرا و عناصر غیر سازه ای هم در تامین قابلیت
بهره برداری از ساختمان نقش اساسی دارند، بتدریج ضوابط و قیودی، هرچند کمرنگ، در آئین نامه ها وضوابط تایمن ایمنی ساختمانها در برابر زلزله وارد شدند.
● بهسازی لرزه ای
با آنچه در مورد «بهسازی» و مفهوم لرزه ای گفته شد، اکنون می توان «بهسازی لرزه ای » را بررسی کرد.
گفتیم «بهسازی» موقعی صورت می گیرد که نارسائی یا کمبودهای در ساختمان وجود داشته باشد وبرخی از موارد بهسازی را نام بردیم.
همچین دیدیم که مفهوم « لرزه ای» به چه مقولاتی مربوط می شود و بویژه دیدیم که آئین نامه ها در مورد سازهٔ ساختمان، از دیدگاه این مفهوم روی چه نکاتی تاکید می ورزند.
حال می توانیم بگوئیم «بهسازی» وقتی مطرح می شود که ساختمانی، بهر علت، آسیب دیده یا احتمال آسیب دیدنش در شرایط مختلف و به صورت عام وجود داشته باشد. اما بهسازی لرزه بطور عمده موقعی مطرح می شود که کاهش احتمال آسیب پذیری و بروز نارسائیهای کوچک یا بزرگ در ساختمان در اثر زلزله مد نظر باشد.
ذکر این نکته خالی از لطف نیست که گرچه بهسازی به قدمت ساختن و در واقع همزاد آن است، تا چند دهه پیش ، «بهسازی» کار مهندسی محسوب نمی شد و آن را به حرفه مندان رده های پایین ، یعنی معماران (به مفهوم سنتی) و بنایان واگذار می کردند و بطور استثنائی در موارد ویژه و برای ساختمانهای خاص از مهندسان کمک گرفته می شد. کارمهندسان ساختن فضاهای زیست و کار وارتباطات بود ودر واقع مهندسان کالبد فیزیکی زندگی مدنی را می ساختند و اکنون هم می سازند، ولی با پیچیده تر شدن ساختمانها و بالطبع بغرنج شدن بهسازی آنها، بتدریج حضور مهندسان در این عرصه بیشتر شد ووقتی در حدود ربع قرن پیش شورای اقتصادی سازمان ملل متحد در یک اقدام بی سابقه، کتابی در زمینه بهسازی وبرخی ضوابط حاکم بر آن منتشر کرد، مسئله جایگاهی دیگر یافت. بویژه انتشار این کتاب اهمیتی نمادین از لحاظ نشان دادن جایگاه مهم بهسازی در اقتصاد جهان داشت.
حدود بیست سال پیش، وقتی پیشنهاد کردم که «بهسازی» به عنوان درسی مستقل و واحدی اختیاری، برای اولین بار در دانشکده فنی ارائه شود، شاید برخی از همکاران هم به خاطر داشته باشند که می گفتم « اگر قرن بیستم قرن ساختن است، قرن بیست و یکم قرن بهسازی خواهد بود» و در قرن بیست و یکم، «ساختن» و « بهسازی» همعنان و رکاب به رکاب حرکت خواهند کرد. ولی اکنون وضع ازاین هم فراتر رفته و بهسازی جلوتر از ساختن و نوسازی حرکت می کند. یکی از علل عمده این مسئله ، این است که مهندسان در نوسازی بطور عمده در چارچوب مقررات و مفاهیم کلاسیک و متداول باید حرکت کنند ولی در بهسازی امکان مطرح کردن افکار نو و راه حلهای غیر متعارف بیشتر است. یکی از ثمره های بزرگ این نحوهٔ برخورد با مسئله ، «طراحی ساختمانها دربرابر زلزله برمبنای عملکرد» است که اول بار در بهسازی مطرح شد وسپس راه خود را به سمت آئین نامه های ساختن ساختمانهای نوگشود وگسترش یافت.
در اولین کارهای بهسازی که مهندسان به عهده گرفتند، بطور طبیعی تلاشها متوجه تعمیم مقررات تامین ایمنی ساختمانهای نو، بر امر بهسازی ساختمانهای موجود بود ولی تجربیات حاصل نشان دادند که رعایت این مقررات در بهسازی خواه به منظور « اعاده کیفیت» (اعاده وضعیت) ساختمانهای آسیب دیده و خواه به منظور «ارتقای کیفیت» (ارتقای وضعیت) ساختمانهائی که انجام وظیفه یا وظائفی سنگین تر از آنها مورد نظر است ، دخالت بسیار در وضع موجود ساختمان را ایجاب می کند و به مراتب پرهزینه تراز اعمال مقررات مزبور در ساختمانهای در دست طراحی و ساخت است و امکاناتی قابل ملاحظه می طلبد که فراهم کردن این امکانات اگر غیر ممکن نباشد، اغلب بسیار مشکل است بطوریکه دراغلب موارد پافشاری در کاربرد مقررات نوسازی در امر بهسازی ، کار را به بن بست می کشاند. کوشش برای یافتن راه حل ادامه یافت و مهندسان دست اندرکار بهسازی بتدریج به این نتیجه رسیدند که اگر نمی توان باهزینه ای منطقی و معقول ایمنی ساختمانی را تا حد یک ساختمان
نو بالابرد، دلیلی ندارد که آن را به حال خود رها کنیم. بلکه عقل سلیم و منطق مهندسی حکم می کنند که با تساهل و تسامح واختیار کردن میزان دخالت در وضع ساختمان متناسب با امکانات، هرمیزان ایمنی را که دستیابی به آن درچارچوب منطق وامکانات میسر است، تامین کنیم.
اهمیت این راه حل موقعی بیشتر شد که از سوئی ، برمبنای شناخت بیشتر از پدیدهٔ زلزله، آئین نامه های روز آمد تامین ایمنی ساختمانها در برابر زلزله، محدودیتهائی بیشتر برای طراحی ساختمانها در نظر گرفتند و از سوئی دیگر ، توقع جوامع انسانی برای تامین ایمنی، با سرعت رو به افزایش نهاد و « بهسازی لرزه ای ساختمانهای موجود» در دستور روز قرار گرفت. زیرا مسئله از دو حال خارج نبود، یا ساختمانها براساس آئین نامه ای معتبر برای زلزله طراحی نشده بودند یا براساس آئین نامه های پیشین طراحی شده بودند که نیروها و محدودیتهائی کمتر نسبت به آئین نامه های جدیداعمال می کردند ولذا در هر دو حال ، ایمنی ساختمانها در برابر نیروهای زلزله مورد تردیدبود و می بایست مورد واکاوی قرار می گرفت و بطور بدیهی، با توجه به حجم زیاد ساختمانها و محدودیت امکانات، تامین ایمنی همه ساختمانهای موجود در حد ساختمانهای نو میسر نبود و چاره ای جز این نبود که به تامین ایمنی نسبی در حد مقدورات اکتفا شود. وقتی که به این ترتیب بهسازی با تساهل و تسامح برای تامین ایمنی محدود ضرورت یافت ، برای احتراز از اعمال سلیقه های متفاوت و ضابطه مند کردن امر بهسازی با پذیرش ایمنی نسبی، فکر تدوین ضوابطی برای بهسازی ساختمانهای موجود، در مجامع مهندسی پدید آمد.
کار تدوین این ضوابط با تعریف «سطوح عملکرد ساختمان» شامل «سطوح عملکرد سازه ای» و«سطوح عملکرد غیرسازه ای » از یک سو و تعریف سطوح مخاطرات زلزله تهدید کنندهٔ ساختمانها از سوئی دیگر، آغاز شد و بتدریج به تدوین « ضوابط بهسازی لرزه ای ساختمانهای موجود» انجامید.
به این ترتیب، با تجدید نظر در فلسفه بهسازی ، بهسازی از قید آئین نامه های طراحی و ساخت ساختمانهای نو رها گردید.
براساس این ضوابط، «بهسازی لرزه ای» را می توان نوعی « بهینه سازی » در « بهسازی» دانست که شاخصه اصلی آن تامین ایمنی بطور نسبی، متناسب با مقدورات وامکانات ، برای تمام اجزا و عناصر ساختمان، اعم از سازه ای و غیر سازه ای است واین را می توان «جوهر اصلی بهسازی لرزه ای» دانست .
در کشور ما نیز، تقریبا" همزمان با اکثر کشورهای زلزله خیز جهان، این ضوابط توسط «سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور» تدوین و تحت عنوان «دستورالعمل بهسازی ساختمانهای موجود» منتشر گردید و در اختیار دست اندرکاران قرارگرفت .
براساس این دستوالعمل ، وقتی صحبت از بهسازی لرزه ای ساختمانی به میان می آید، مفهومش این است که ساختمان مزبور، کم یا بیش، عملکرد لازم را در برابر زلزله ندارد.
عملکرد ساختمان ، همانطور که دیدیم ، مشتمل بردو مولفه است ، عملکرد سازه ای و عملکرد غیرسازه ای . عملکرد سازه ای بطور بدیهی به سازه ساختمان مربوط می شود و عملکرد غیرسازه ای ،اقلام معماری و تاسیساتی را شامل می گردد.
وقتی می گوئیم سازه یک ساختمان عملکرد لازم ندارد، محتمل است که یکی یا تعدادی از نارسائیهای مشروحه زیررا داشته باشد:
- برخی از اجزای سازه یا کل آن ، « مقاومت»کافی دربرابر نیروهای ناشی اززلزله را نداشته باشند و تلاشها و تنشها در مقاطع مختلف سازه از حد قابل پذیرش فراترروند.
- برخی از اجزای سازه یا کل آن ، فاقد «سختی» مناسب در برابر اثر نیروهای ناشی از زلزله باشند و تغییر مکانهای جانبی سازه از حد قابل پذیرش تجاوز نمایند.
- برخی از اجزای سازه یا کل آن از «شکل پذیری» کافی برخوردار نباشند و نتوانند انرژی منتقله از زلزله به ساختمان را گرفته ، از طریق احراز تغییر شکلهای فرا ارتجاعی در مقاطع واجزای از پیش تعیین شده ، بدون درهم شکستن و فروریختن ساختمان ، تلف نمایند.
وقتی عملکرد غیر سازه ای ساختمانی در برابر زلزله نارسائی داشته باشد، ممکن است در موقع زلزله کاستیهای زیر درآن پدید آیند:
- شبکه برق ساختمان آسیب ببیند و زندگی درداخل ساختمان مختل شود (مثلا" آسانسورها متوقف شوند) یا در اثر اتصالی مدارها و جرقه زدن آنها سبب ایجاد حریق گردد.
- چراغها جداشده ، فروافتاده و گردشکار در داخل ساختمان و راههای خروج اضطراری به دلیل از بین رفتن سیستم تامین روشنائی ، مختل شود.
- در ساختمانهای خاص نظیر بیمارستانها، سیستم تامین و توزیع برق اضطراری آسیب دیده و قادربه انجام وظیفه نباشد.
- شبکه تلفن ، سیستم ارتباطی ومخابراتی، تجهیزات پیام رسانی ، تجهیزات شبکه کامپیوتر ، تجهیزات اعلام حریق و پیشگیری از آن آسیب دیده و کارشان دچار اختلال شود.
- شبکه لوله کشی آب آسیب دیده و آب به داخل فضاها نشت نماید یا حتی لوله ها شکسته و جریان آب قطع گردد.
- لوله کشی فاضلاب آسیب دیده و نشت فاضلاب، بهداشت فضاها را مختل کرده و سلامتی بهره برداران از ساختمان را به مخاطره اندازد.
- لوله کشی گاز آسیب دیده ، گاز به بیرون نشت نماید وخطر انفجار و آتش سوزی درساختمان پدید آید.
- سیستمهای گرمایش ،سرمایش ،تهویه و تعویض هوا و موتورخانه ها آسیب دیده و شرایط نامناسب رفاهی برای زندگی پدیدآورند و سبب پخش شدن موادی نظیر آمونیاک و گازهای هالوژنه شده و بهداشت ساکنان را به مخاطره اندازند.
- تیغه ها و دیوارهای جداگر فروریخته ، باعث لطمات جانی ومالی شده و گردشکارفضاها را برهم زنند.
- سقفهای کاذب فروریخته یا دراثر ضربه زدن به دیوارها و جداگرها وحتی به اجزای سازه ای ، باعث تشدید خرابیهای ناشی اززلزله و افزایش لطمات و تلفات گردند.
- شیشه های درها و پنجره ها شکسته و فضاها غیرقابل استفاده گردند.
- درها و پنجره ها در نتیجه تغییر شکلهای ماندگار ناشی از حرکات زلزله ، بازوبسته نشوند.
از این موارد باز هم می توان یافت ، به عبارت دیگر موارد کاستیهای ناشی از نقص عملکرد سازه ای ، بویژه نقص عملکرد غیرسازه ای به موارد فوق محدود نمی شوند و طبعا" در « بهسازی لرزه ای» بایدبه همه این کاستیها اندیشید و آنها را رفع کرد و توجه داشت که نه با تامین عملکرد سازه ای ساختمان به تنهائی و نه تنها با تامین عملکرد غیره سازه ای ساختمان، عملکرد مورد انتظار ساختمان تامین نمی شود. به عنوان مثال ساختمان بیمارستانی را درنظر بگیرید که سازه آن همه جانبه بهسازی شده بطوریکه در مقابل زلزله خدشه ای به عملکرد آن وارد نیامده است ولی تمام شبکه های آن شامل شبکه آب ، فاضلاب ، برق، گازآسیب دیده ، شیشه های درها و پنجره ها شکسته اند. آیا چنین بیمارستانی می تواند عملکرد مورد انتظار را در موقع زلزله و پس از زلزله داشته باشد؟
با توجه به آنچه گذشت می توان نتیجه گرفت که « مقاوم سازی» جزئی از یک کل به نام« بهسازی لرزه ای» است واطلاق نام جزءبه کل و کاربرد واژه « مقاوم سازی » به جای « بهسازی لرزه ای» گمراه کننده است و این شبهه را ایجاد می کند که همانند یک قرن پیش، هنوز تنها به مقاومت می اندیشیم و می خواهیم سازه و اجزای سازه ای ساختمان موجودی را چنان تقویت کنیم که دربرابر زلزله مقاومت نمایند. این کاراگر غیرممکن نباشد، بسیار مشکل ، پرهزینه و زمان براست ، در حالیکه « بهسازی لرزه ای »جامع نگر و فراگیر است و همه اجزا و عناصر ساختمان، اعم از سازه ای و غیر سازه ای را شامل می شود و می تواند به درجات مختلف صورت گیرد و با رعایت موازین بهسازی لرزه ای، متناسب با امکانات می توان ایمنی راکم یا زیاداختیار نمود و زمان و هزینه لازم برای بهسازی را کاهش یا افزایش داد. به عبارت دیگر، فرق « مقاوم سازی» با « بهسازی لرزه ای» ، فرق موجود بین یک « جزء» محدود و غیر قابل انعطاف با یک «کل» فراگیرو انعطاف پذیر است.
با توجه به تعددساختمانهای موجود در سطح کشور و اینکه بطور طبیعی آئین نامه های جدید طراحی ساختمانها در برابر زلزله ، که ملحوظ داشتن نیروهای بیشتری رادرطراحی ساختمانها طلب می کنند، نمی توانسته اند درطرح واجرای آنها رعایت شوند، حجم عملیات لازم برای «مقاوم سازی » ساختمانهای مزبور زیادو هزینه های مربوطه بقدری گزاف خواهند بودکه عملا" قابل تامین نیستند و صحبت از «مقاوم سازی » آنها ، تعلیق کار به محال است .
ولی می توان براحتی از ایمن سازی فنی وبهسازی لرزه ای صحبت کردزیرا « ایمنی » مقوله ای نسبی است و می توان حتی بدون هزینه یا با هزینه ای ناچیز، از بخشی از لطمات و خسارات جانی و مالی ناشی از زلزله جلوگیری کرد. به عنوان مثال می توان با انتقال بارهای سنگین (مثل بایگانی و آرشیو) از طبقات بالای ساختمان یک اداره به طبقات پائین یا به زیرزمین ، میزان ایمنی دربرابرزلزله را افزود.
یا با بستن قفسه ها، یخچال و غیره به دیوار، آسیب پذیری آنها را کاهش داد. بدیهی است که هرچه امکانات بیشتر باشند، میزان ایمنی را بیشتر می توان افزود و میزان ایمنی را متناسب با عملکرد مورد انتظار از ساختمان ، زیاد یا کم اختیار کرد.
برای حسن ختام یادآوری می شود که وقتی سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور، بابررسی جوانب امر، نام جامع و مانع « بهسازی لرزه ای » را برای تامین ایمنی ساختمانهای موجوددربرابر زلزله اختیار کرده است ، اصلح آن است که این نام را بپذیریم و با کاربردواژه های نارسا، ایجاد اغتشاش فکری نکنیم .

میراگر (ADAS)

 

میراگر (ADAS)

 

مقدمه

با توجه به زلزله هاي اخير کشور و غير مقاوم بودن بخش وسيعي از ساختمان هاي موجود در کشور و با توجه به اهميت زياد و مسئله مقاوم سازي ساختمانها درمقابل لرزه هاي نيرو هاي لرزه اي و طراحي بهينه ساختمان ها در مقابل زلزله ، بحث جديدي که در سالهاي اخير ميان دانشمندان علوم ژئو تکنيک و مهندسين طراح سازه ها مطرح شده است طراحي نوع جديدي از ساختمانها است که شامل يک سيستم مهاربند لرزه اي باشند که فقط در مقابل ارتعاشات مختلف ناشي از زلزله عمل نموده و در تحمل بارهاي استاتيکي هيچ نقشي نداشته باشند که اين مسئله باعث ساده سازي پيش بيني رفتار سازه تحت بارگذاري لرزه اي مي شود . با تعريف اعضا جديدي در سازه با نام ميراگر (Damper) که عامل اتلاف انرژي لرزه اي وارد به ساختمان هستند و به کار بستن انها در ساختمانها مي توانيم يک ساختمان بهينه سازي شده داشته باشيم که در مقابل انواع بار هاي ديناميکيناشي از زلزله رفتاري مناسب و مطلوب از خود ارائه مي دهد .با پيشرفت علم مهندسي عمران و شروع طراحي سازه هاي مقاوم در برابر زلزله و مقاوم سازي ساختمانهاي موجود ، ايده هاي مختلفي توسط صاحبان عقيده در اين مورد بيان شده . تحقيقات بسيار وسيعي در کشورهايي نظير ژاپن ، نيوزلند و ايالات متحده انجام شد و نتيج اين تحقيقات در قالب ايده اي جديد مقاوم سازي لرزه اي ساختمانها اعلام شد . در اين روشها که از اوايل دهه 1960 پايه ريزي شد ، ممانعت از لرزش ساختمانها در هنگام زلزله در رأس کار قرار داشت . سيستم هايي که ارائه شد ، بر اين پايه استوار بودند که سازه را در مقابل زلزله جداسازي کنند . هدف اصلي در اين روشها جلوگيري از انتقال مستقيم نيروي زلزله از پي به سازه مي باشد . در اين روشها اگر درست اجرا شوند مي توانيم نتايج قابل قبولي داشته باشيم که مزيت اصلي اين شيوه در مقابل شيوه هاي معمول مقاوم سازي از قبيل نصب بادبندها – قابهاي خمشي – ديوارهاي برشي و .... که همگي در صلب کردن بيشتر سازه ها در مقابل نيروهاي زلزله تلاش مي منند مي باشد . در اين روش چون نيروي زلزله به سازه وارد نمي شود و يا سهم اندکي از آن به سازع منتقل مي شود نتايج زير را مي توان انتظار داشت :

-         تغيير مکان  طبقات و تغيير مکانهاي نسبي طبقات (drift) کاهش يابد

-         کاهش قابل ملاحظه اي در شتاب طبقات بوجود ايد

-         خسارات سازه اي و نيز خسارات غير سازه اي به مقدار محسوس کاهش يابد

-         از مشکلات معماري در طراحي ساختمانها کاسته شود .

-         هزينه اجراي سازه ها بدليل استفاده از مقاطع با ظرفيت کمتر کاهش يابد .

همان طور که گفته شد اولين تلاشها در اين زمينه از اوائل دهه 1960 ميلادي صورت گرفت در اين زمان سيستمهاي انتخاب شده براي جداسازي لرزه اي بسيار محدود بودند اين سيستمها شامل ميراگرهاي تير فولادي و قطعات لاستيک لايه اي که در پي ساختمان نصب مي شوند بودند . در همان زمان با تحقيق در رفتار فلزات سيستم جديدي که بر پايه رفتار پلاستيک سرب بنا شده بود معرفي شد که انرا سيستم ميراگر سربي – تزريقي ناميدند و اولين بار در پل تقاطع يکي از خيابانهاي نيوزلند استفاده شد . روش منطقي ديگري که همزمان پيشنهاد شد استفاده از تغيير شکل پلاستيک تيرهاي فولادي براي ايجاد ميرايي داخلي لخت در ساختمان بود . اين روش در سال 1966 توسط پوپوف ارائه شد . اولين ميراگرهاي تيري فولادي که نسبت به اعضاء فولادي ديگر مقاومت بيشتري در مقابل پديده خستگي دارند با تلاشهايي که توسط کلي و هکاران در سال 1972 اسکينر 1974 و تيلور و همکاران در سال 1991 معرفي شدند . اصولا سه نوع ميراگر تير فولادي در ان سالها ارائه شد که عبارت بودند از ميراگرهاي پيچيشي – ميراگرهاي تيري با مقطع متغيير و ميراگرهاي با لنگر يکنواخت . در همه اين ميراگرها با استفاده از فولاد مناسب تر و شکل مناسب تر تيرها و جوشکاري در محلهايي دور  از ناحيه تغيير شکل پلاستيک ميرايي قابل قبولي حاصل مي شد . بررسي ديگري در سالهاي 1994 و 1995 توسط دانشمندان ژاپني صورت گرفت که در انها با انجام ازمايشات مختلفي روي ميراگرها و رسم منحني هسيترزيس انها اقدام به پايه ريزي سيستمهاي اتلاف انرژي کردند . تلاشهاي ديگري نيز در اين زمينه توسط محقيقن ژاپني و امريکايي و نيزلندي انجام شده است .

1-1  ميراگر چيست :

اصلاً در مورد همه ي مواردي که در طبيعت وجود دارند يکي از خصوصيات ذاتي ماده ، ميرايي ماده مي باشد. همانطور که با دانستن ضريب الاستيستيه يک ماده مي توانيم محاسبات مربوط به مصالح تشکيل شده از ان ماده را انجام دهيم ، با دانستن ميرايي يک ماده نيز مي توانيم به تحليل دقيقتري از سيستم هاي متشکل از ان ماده دستيابي کنيم . با توجه به اينکه ميرايي داخلي (که به جنس ماده بستگي دارد) در جامدات تحت تاثير عوامل مختلفي نظير تاثيرات حرارتي ، پديده خستگي و پديده باوشينگر تغيير مي کند براي اينکه بتواني مصالح با ميرايي معلوم داشته باشيم بايستي تاثيرات اين عوامل را در مصالح مورد نظر به حداقل برسانيم . روشهاي مختلفي براي توليد مصالح داراي ميرايي معلوم که اصطلاحاً ميراگر ناميده مي شوند ، وجود دارد که ذيلاً به بررسي انواع اين روشها و نشان دادن ميراگرهاي توليد شده به وسيله ي اين روشها مي پردازيم البته با توجه به اينکه ميراگرها به عنوان عوامل اتلاف انرژي زلزله در سازه ها استفاده مي شوند لازم است ابتدا توضيح مختصري پيرامون انواع کلي سيستمهاي اتلاف انرژي داده شود .

ميرايي و انواع ميراگرها

 با توجه به اينکه هر سازه يا سيستم سازه اي ، به تناسب شکل و اجراي تشکيل دهنده ي آن داراي ميرايي خاص خود مي باشد ابتدا بايستي انواع ميرايي را شناخته و سپس درباره اعضايي که اين انواع ميرايي را تامين مي کنند بحث کنيم .

2-1) انواع ميرايي :

ميرايي سازه ها تحت تحريکات زلزله به صورت ترکيبي از ميرايي خارجي ويسکوز (لخت) ، ميرايي داخلي ويسکوز (لخت) ، ميرايي اصطکاکي ، ميرايي هيستريزيس و ميرايي تشعشعي مي باشد که در زير ، اين انواع ميراي را شرح مي دهيم .

2-1-1) ميرايي خارجي ويسکوز (لخت) :

نوعي از ميرايي است که توسط هوا ، آب و شرايط محيطي اطراف يک سازه بوجود مي ايد . و در طرف مقايسه با انواع ديگر ميرايي ها بسيار کوچک و در اکثر اوقات با تقريب خوبي قابل صرف نظر است .

2-1-2) ميرايي داخلي ويسکوز (لخت) :

اين ميرايي حاصل خاصيت ويسکوزيته (لختي) ماده بوده و متناسب با سرعت است به نحوي که نسبت ميراي متناسب با فرکانس طبيعي ساختمان افزايش مي يابد . ميرايي داخلي لخت به سادگي و عمدتاً در در روابط i و ii در تحليل ديناميکي مي تواند منظور شود . اين نوع ميرايي غالباً براي ارائه هر نوع ميرايي ديگر به کار مي رود و معروفترين نوع ميرايي است.

2-1-3) ميرايي اصطکاکي :

اين ميرايي که ميرايي کلمب هم ناميده مي شود به علت وجود اصطکاک در اتصالات و يا نقاط تکيه گاهي پديد مي ايد . بدون توجه به سرعت و جا به جايي ثابت است و بسته به مقدار جا به جايي به دو نحو با ان برخورد مي شود . اگرمقدار جا به جاي ها کوچک باشد به عنوان يک ميرايي داخلي لخت و اگر مقدار جا به جايي بزرگ باشد به عنوان يک ميراي هسترزيس در نظر گرفته مي شود . يک مثال در مورد اين ميرايي راجع به ديوارهاي مصالح بناتي ميانقاب است که در هنگام ترک خوردن ديوار ، اصطکاک جسمي زياد شده و مقاومت موثري در مقابل ارتعاشات به وجود مي ايد . بحث راجع به ميراگرهاي که از اين ميرايي بهره مي گيرند را در فصل آينده بررسي مي کنيم .

2-1-4) ميرايي هيسترزيس :

اين ميرايي هنگامي اتفاق مي افتد که رفتار ماده تحت بار رفت و برگشتي در محدوده الاستيک قرار مي گيرد مساحت چرخه ي هيسترزيس در واقع بيان گر مقدار انرژي اتلاف شده در هر سيکل از بارگذاري مي باشد . همان طور که در شکل II)) مشاهده مي کنيم با تزريق انرژي از نقطه D تا A و حرکت سازه از  D تا A انرژي زير سطح BAE حذف مي شود . با تعميم همين مسئله براي فواصل B تا C و  C تا Dنتيجه مي گيريم که اتلاف انرژي در هر سيکل از بارگذاري معادل سطح ABCDمي باشد .  تحليل چگونگي عملکرد اين سيستم و مدل کردن آن از طرق مختلفي لنجام مي شود که بيان آنها نيازمند حجم بالايي از مطالب است .

2-1-5) ميرايي تشعشعي :

هنگامي که يک سازه ساختماني ارتعاش مي کند ، امواج الاستيک در محيط نامتناهي زمين زير ساختمان منتشر مي شود . انرژي تزريق شده به سازه از همين طريق ميرا مي شود . اين ميرايي تابعي از ضريب الاستيک يانگ (خطي) ، نسبت پواسون (U) و چگالي (P) زمين بوده و نيز به جرم بر واحد سطح سازه (A/M) و ضريب سختي به جرم ان (m/k) بستگي دارد .

 

انواع سيستمهاي اتلاف انرژي

 

3-1) سيستم غير فعال (Dissipation energy Passive)

در اين سيستم هرگونه واکنش سيستم ، متناسب با مقدار کنش وارده به سيستم مي باشد .

3-2) سيستم نيمه فعال (Semi active Energy Dissipation)

در اين سيستم مي توانيم ميزان واکنش را توسط کنترل کننده هايي مهار کنيم .

3-3) سيستم فعال (active Energy dissapation)

دراين سيستم توسط اعضاء مخصوص که روي سازه نصب مي شوند مي توانيم نيروهايي را به سازه وارد کنيم اين نيروها مي تواند در خلاف جهت نيروهاي مخرب به سازه وارد شده و نقش ميراگر را بازي کنند . کنترل اين سيستم نيازمند محاسبات رياضي پيچيده و کامپيوتر هاي کنترلر دقيق مي باشد .

3-4) سيستم  دوگانه : (Hybrid system)

اصولاً در صورتي که در مهار بندي از دو سيستم فعال و غير فعال به صورت همزمان استفاده مي کنيم ، سيستم دگانه به وجود مي ايد . در نگاه اول ، اين سيستم از همه ي سيستمهايي که تا کنون معرفي کرديم بهتر است اما با دقت بيشتر متوجه مي شويم که مثلاً در صورتي که سيستم کنترل فعال ، نيرويي را در جهتي که به پايداري سازه کمک مي کند به سيستم وارد کند و انرژي اين نيرو توسط سيستم غيرفعال اتلاف شود ، تضادي در سيستم پديدار مي شود . با توجه به جديد بودن مسئله و اينکه دانشمندان زيادي هم اکنون مشغول مطالعه و بررسي موضع هستند ، بررسي بيشتر را به اينده موکول مي کنيم .

ساير سيستمهاي اتلاف انرژي

در مقوله تحليل مکانيکي و طراحي سازه هاي مقاوم در برابر زلزله ، بحث هاي بسياري مطرح شده است . در زمينه اتلاف انرژي مي توانيم به سيستمهاي جداساز اشاره کنيم که باعث اتلاف زلزله در پي سازه و مانع از ارتعاش سازه مي شوند .

انواع ميراگرها به عنوان عامل اتلاف انرژي غير فعال

4-1) ميراگر فلزي تسليم (Metallic yield damper) :

با دانستن ساختمان کريستالي فلزات مختلف مي توانيم رفتار ميرايي اين فلزات را در شرايط بارگذاري تناوبي بررسي نموده و خواص ميرايي مطلوب در محدوده قبل از نقطه تنش تسليم (poin yield t) مشاهده کنيم . مي توانيم با فرم دادن يک قطعه فلز به حالتي که در بارگذاري ديناميکي سازه رفتار ميراي از خود نشان دهد (عموماً به شکل مثلث متساوي الساقين) و قرار دادن ان در محل اتصال اعضاء سازه به يکديگر از اين خاصيت به نحو مطلوب در اتلاف و پراکنده سازي انرژي زلزله استفاده نماييم .همان طور که در تعريف ميراگر گفته شد بايستي جنس و شکل و محل استفاده اين دسته از ميراگرها را طوري انتخاب کنيم که در طول عمر سازه ، خواص ميرايي انها تحت عوامل مختلف تاپير گذارنده دچار اختلال نگردد . فلزي که براي ساخت اينگونه ميراگرها به کار مي رود ، عموماً بايستي داراي رفتار مناسب تغيير هيسترزيس ، دامنه خستگي بالا ، استحکام نسبي بالا و عدم حساسسيت زياد نسبت به تغييرات درجه حرارت باشد . اصولا ميراگرهاي فلزي ، با تکيه بر تغيير شکلهاي الاستيک فلز و ميرايي ناشي از اتلاف انرژي به صورت اصطکاک داخلي کريستالها مي شود . در پايان اين طور به نظر مي رسد که استفاده از اين گونه ميراگرها در سازه به عنوان تنها سيستم مهار بندي داراي ريسک زياد باشد اما به عنوان يک سيستم تکميلي در تعامل با سيستم هاي مهار بندي معمول مي تواند مفيد واقع شوند .

4-2) ميراگرهاي ويسکوالاستيک (Viscoelastic Dampers)

اين گونه ميراگرها از نظر عامليت ميرايي دقيقا مانند ميراگرهاي فلزي عمل مي کنند با اين تفاوت که به دليل ساختمان کوپوليمري يا کريستالي خود و خواص ايزوتروپيکي که دارند در بارگذاري هاي مختلف ، از طريق تغيير شکلهاي برشي باعث اتلاف انرژي مي شوند . اينگونه ميراگرها را عموما طوري در سيستم نصب مي کنند که تنشهاي وارد به انها نوع برشي باشد تا خاصيت ميرايي خود را نشان بدهند . کاربرد عمومي اين گونه ميراگرها در سازه پلهاي بلند مي باشد . اين ميراگرها باعث جلوگيري از ايجاد پديده مخرب تشديد در ساختمان پل شده و مانع از تخريب پل در اثر بارهاي باد مي شود . اين گونه ميراگرها اکثر ميراگرهاي ديگر به دليل تاثير گذاري عوامل مختلف روي ميزان ميرايي از تاريخ مصرف برخوردارند و در پايان تاريخ مصرفشان بايستي تعويض شوند . ممکن است در طول عمر يک سازه ، چندين بار تعويض ميراگرها صورت گيرد که بزرگترين نقطه ضعف اينگونه ميراگرها همين امر مي باشد شکل شماتيکي و نمودار رفتار هيستر زيس نمونه اي از .

 4-3) ميراگرهاي اصطکاکي (Friction Dampers)

خواص ميرايي يک ماده ، همان طور که گفته شد جزيي از ذات ماده مي باشد که با بوجود امدن برخي شرايط و تحت تاثير برخي از پديده ها ، دچار اختلال مي شود . در صورتي که اين اختلال براي سيستمي که ميراگرهايي با خواص ميرايي دروني در ان وجود دارند ايجاد شود ، سيستم دچار اشکال مي شود که اين مسئله بزرگترين نقطه ضعف ميراگرهاي ويسکوالاستيک و متاليک مي باشد . با تحقيقات نسبتاً خوبي که در سال 1980 توسط پال و همکاران صورت گرفت طرحي جديد که بيانگر نسل جديد سيستمهاي اتلاف انرژي غير فعال بود ارائه شد . در اين سيستم ميرايي توسط اصطکاک خطي موجود ميان ورقه هاي فلزي روي هم سوار شده به وجود ميايد اين نوع از ميراگرها به دليل اينکه به خصوصيات دروني ماده بستگي ندارد مي توانند حالتي ايده آل باشند که با دانستن فاکتور اصطکاک خطي موجو ميان سطوح مختلف ، ضرايب ميراي ميراگرها را حاصل مي کند . به عنوان اولين ميراگر سازه اي تجارتي شرکت هاي آمريکايي اقدام به طراحي و ساخت انواع مختلف اين ميراگرها نمودند که بسته به تقاضاي مشتري در نقاط دلخواه از سازه قابل نصب مي باشد . اين دسته از ميراگرها به دليل اينکه طول عمري تقريباً برابر با اعضائ سازنده دارند ، مشکل تعويض و خرابي را نيز تا حدود قابل قبولي مرتفع کرده اند . در شکل (IV) انواع مختلف اين ميراگرها را مشاهده مي کنيم . ميرايي در کليه اين ميراگرها از طريق ايجاد اصطکاک مابين ورقه هاي متصل به هم پين به وجود مي ايد اين پديده اولين بار توسط پال در سال 1980 تدوين و ارائه شد . مهمترين ويژگي ميراگرهي اصطکاکي اين است که مي توانيم توسط انها انواع ديگر ميراگر را شبيه سازي و مدل کنيم . .

 الف. ميراگر نصب شده به پايه پل راه اهن شهري در نيوزلند .

ب. ميراگر طراحي شده براي استفاده

ج. نوعي ميراگر مناسب جهت استفاده در محل اتصال تير به ستون .

د. ميراگر اصطکاکي مخصوص نيروهاي برشي .

ه. نوع جالبس از ميراگر اصطکاکي .

و. ميراگر مناسب براي استفاده در سازه هاي حساس .

4-4) ميراگرهاي مايع لزج (Viscous fluid Damper)

ايده اين دسته از ميراگرها نيز همان طور که ايده ميراگرهاي اصطکاکي از ترمز اتومبيل گرفته شده است از اتومبيل سرچشمه مي گيرد . سيستم تعليق اتومبيل از يک نفر و يک کمک فنر (ميراگر) استفاده مي کند که در تعامل با يکديگر ، ضربان وارده به اتومبيل از سوي زمين را جذب و انرژي استفاده مي کند که در تعامل با يکديگر ، ضربات وارده به اتومبيل از سوي زمين را جذب و انرژي انها را اتلاف مي کنند . اگر ستونهاي يک سازه را به عنوان فنر در نظر بگيريم ، در واقع با ايجاد کمک فنر (ميراگر) در کنار انها مي تونيم انرژِي وارده به سازه در اثر زلزله را اتلاف کنيم . ساختمان ميراگرهاي مايع لزج عموماً از يک پيستون و يک سيلندر تشکيل شده است مايع لزج داخل سيلندر توسط پيستون فشرده مي شود ، با توجه به اينکه درون پيستون ، سيلندر ديگري وجود دارد . که به وسيله سوراخهاي ريزي مي تواند مايع را به درون پمپ کند ، با اعمال فشار به سيستم مايع لزج با سرعت کمي بين دوسيلندر مبادله مي شود و مقدار زيادي انرژي را اتلاف مي کند . ساختمان کلي اين ميراگرها در شکل (V) نشان داده شده است . استفاده از اين نوع ميراگر مدتي است که در کشورهاي آمريکا و نيوزلند و ژاپن در ساختمانهاي مختلف رايج شده است . لازم به ذکر است که اين ميراگر حساسيتي نسبت به تغييرات حرارتي نداشته و به دليل عدم دارا بوده و ساختمان جامد مورد اثر پديده هاي خستگي و اثر باوشينگر قرار نخواهد گرفت اما طول عمر آن نسبت به طول عمر سازه کم است .

 

شکل (V) . ساختمان ميراگر سيال لزج

4-5) ميراگر جرم هماهنگ شده (Tuned mass damper)

در اين ميراگر ، سازه و ميراگر نقش يک سيستم دو قسمتي را باز مي کنند . جرم ميراگر ، روي سازه قرار مي گيرد ولي ميراگر توسط غلتک هايي مي تواند در جهت افقي حرکت آزادانه داشته باشد . در هنگام زلزله ، طبق رابطه زير ، نيروي جديدي توسط ميراگر در جهت ميراسازي انرژي زلزله به سيستم اعمال مي شود .

 4-6) ميراگر سيال هماهنگ شده (Tuned liquid dampers)

با توجه با حالت سختي و رفتار مايع سيالات ، اگر يک ظرف بزرگ محتوي يک سيال سخت را روي سازه قرار دهيم با ارتعاش سازه ، مقدار زيادي انرژي توسط رفتار لخت سيال و نيروهاي هيدرو ديناميکي ناشي از ان اتلاف مي شود . اکنون با شناختي از انواع ميراگرها و نحوه عملکرد آنها داريم مي توانيم در جهت تدوين سيستمهايي که بر مبناي اين اصول بنيادين طراحي مي شوند گام برداريم .

 

اصول مهندسي سد

 اصول مهندسي سد

مقدمه:

صنعت سد سازي به عنوان يكي از قديمي ترين و پيچيده ترين فعاليت هاي ساختماني همواره مد نظر جوامع مختلف بوده و از نظر اقتصادي نيز يكي از منابع مهم اقتصادي هر كشور و منطقه محسوب مي شده است. مهندسي سد را مي توان مجموعه اي از علوم فني و پايه مهمي دانست كه در كنار يكديگر طراحي و اجراي سد را ممكن مي سازد و سازه سد را از نظر بارگذاري هاي وارده و مقاومت در برابر عوامل مخرب مورد بررسي قرار مي دهند. طراحي و اجراي سدها به گونه اي است كه اگر عواملي مثل رسوب گذاري مخزن و غيره وجود نداشته باشد، محدوديتي در عمر و محدوده زماني بهره برداري از سد وجود نخواهد داشت. آنچه مسلم است با توجه به گستردگي فنون و علوم مرتبط با سدسازي ، تنها اشاره به اصول كلي مهندسي سد نيز مقوله قابل توجهي خواهد بود. لذا در مجموعه حاضر پس از بررسي تاريخچه صنعت سدسازي ، به بررسي تقسيم بندي سدها از جنبه هاي مختلف پرداخته خواهد شد و سپس با آشنائي مختصر در رابطه با مطالعات اوليه مورد نياز ، به اصول كلي طراحي سد اشاره مي گردد.

تاريخچه سدسازي در جهان:

همواره سد سازي يا بند سازي به عنوان يكي از مهمترين فعاليتهاي مهندسي مطرح بوده است بطوريكه ساكنين مناطق مختلف بنا به شرائط جغرافيايي و ضرورت هاي ايجاد شده نسبت به احداث سدها يا آبگر يهاي مختلف با مصالح و مشخصات گوناگون ، اقدام نموده اند. در اين راستا نيازهايي از جمله تأمين آبياري و آبرساني مطرح بوده و يا در مناطقي نيز به خاطر پايين بودن سطح آب هاي رودخانه ها يا نياز جهت تغيير مسير رود ، سد سازي انجام مي گرفته تا بتوانند سطح آب را بالا آورده و براي نيازهاي كشاورزي و عمراني از آن استفاده كنند. در سرزمين هاي باستاني و كهن كه از قديم در معرض سيلاب و طغيان رودخانه ها قرار داشته اند ، ساخت بندهاي متفاوت در طول مسير رودخانه ها و يا مناطق سيل خيز به جلوگيري از خسارات كمك فراواني كرده است. تاريخ سد سازي در ايران ، مصر و بين النهرين قدمتي بسيار طولاني دارد و هنوز هم مي توان نشانه هايي از آنها را در اين سرزمين ها يافت. به طور كلي سدسازي و نيز لايروبي و مرمت آنها از دير باز مانند ساير كارهاي عام المنفعه و پروژه هاي بزرگ معمولا به دست حكومت ها و پادشاهاني كه به امور آباداني و آبادي علاقه بيشتري داشتند انجام مي گرفته است و در اين ميان رونق اقتصادي و پيشرفت آبادي ها و شهرهاي مرتبط با سيستم هاي آبياري و آبرساني نيز بستگي بسيار زيادي با مقوله سد و سد سازي و اهميت حكمرانان به اين مسايل داشته است. در مصر باشد كه تاريخ ساخت آن به 2600 سال قبل از ميلاد « الكافرا » شايد اولين سدي كه به دست بشر ساخته شده است، سد مسيح بر مي گردد . اين سد كه از نوع خاكي بوده، با هسته خاكي و پوسته سنگريزه اي و پوشش حفاظتي سنگچين با ارتفاع 14 متر ساخته شده است. همچنين پس از آن، تعداد بيشماري سد توسط تمدن هاي كهن، در مناطق مختلف خاورميانه از جمله ايران، عراق و عربستان احداث شده است. ارتفاعي ،« كسيس لگو » اولين سد مهم ساخته شده با ملات و سنگ نيز در دوران مشابهي در تركيه ساخته شد، كه اين سد با نام حدود 10 متر دارد. پس از آن دوره، ساخت سدهاي مدرن تر، از قرن دهم بعد از ميلاد، شروع و ارتفاع سدهاي ساخته شده افزايش پيدا كرد . بالاخره در سال 1780 با طلوع اولين انقلاب صنعتي و شروع صنعت كانال سازي، توجه به صنعت سد و سد سازي بيشتر شد در انگلستان به عنوان اولين سد مدرن در سال 1838 به اتمام رسيد. اين سد كه اولين « انت ديستل » و به عنوان مثال كار اجراي سد سد در نوع خود بوده است، ارتفاعي در حدود 30 متر داشت.

تاريخچه سدسازي در ايران:

در ايران به جهت وجود مشكلات ناشي از كمبود آب و شرايط اقليمي خاص ، همواره آب به عنوان م اده اي بسيار ارزشمند و استراتژيك مد نظر بوده است بطوريكه اين موضوع سبب گرديده است تا بندسازي ، سد سازي و احداث ديگر تأسيسات ذخيره سازي و انتقال آب در آثار به جا مانده در فرهنگ و تمدن ايراني ، نمود خاصي داشته باشد. پادشاهان هخامنشي به واسطه نياز جغرافيايي كشور ايران و علاقه اي كه در گسترش و آباداني سرزمين تحت فرمانروايي از خود نشان مي دادند ، در زمان امپراتوري خود سدها و بندهاي زيادي در بخش هاي جنوب غربي و جنوبي ايران ساختند. بسياري از سيستم هاي آبرساني و آبياري كه تا سال هاي متمادي نيز در ايران از آنها استفاده شد مرهون تلاش مهندسان و صنعتگران ايراني است كه در زمان هاي بسيار دور تلاش نمودند تا نيازها و كمبودها را در زمينه هاي عمراني و آبادي بر طرف نمايند و آثار و شواهد آن را نيز مي توان در نقاط مختلف ايران درك نمود. علاوه بر آن بسياري از آثار به جا مانده از اين دوران ها در سرزمين هاي تابعه حكومت هاي ايران باستان نيز قابل مشاهده است.

شكل 1: نمايي از بند قديمي امير شكل 2: نمايي از بند قديمي بهمن

شكل 3: نمايي از بند قديمي شاه عباسي شكل 4: نمايي از بند قديمي فريمان

تقسيم بندي سدها از نظر كاربرد:

در طراحي سدهاي مختلف كاربردهاي گوناگوني از جمله تأمين آب مورد نياز آبياري دشتهاي منطقه ، تأمين آب شرب، توليد نيروي برقآبي، مهار سيل و ... مد نظر مي باشد كه اين اهداف با توجه به نياز و نوع طراحي مي تواند به صورت تنها و يا همزمان مورد توجه قرار گيرد. در اين راستا مي توان تقسيم بندي زير را بر اساس كاربردهاي مختلف سدهاي مختلف مد نظر قرار داد:

الف) سدهاي مخزني: اين سدها به منظور ذخيره آب جهت أ تمين مصارف شرب، كشاورزي و صنعت احداث مي گردد. حجم مخزن اين سدها بسيار بزرگ است. اين نوع سدها شامل سدهاي بتني دو قوسي و بتني وزني و سدهاي خاكي مي شوند.

ب) سدهاي تنظيمي: هدف از ساخت اين سدها تنظيم دبي ثابتي براي رودخانه مي باشد.اين نوع سدها در پائين دست سدهاي مخزني بزرگ احداث مي گردند.ارتفاع آنها كم و ميزان حجم آبي كه در آن ها ذخيره مي شود، كم مي باشد.جنس اين سدها اكثرا بتني با حاشيه هاي سنگريزه اي مي باشد.

ج) سدهاي انحرافي: اين سدها براي منحرف كردن آب مورد استفاده قرار مي گيرند، اين سدها در مسير رودخانه ها احداث مي گردند و با افزايش هد آب باعث سوار شدن آب بر زمين هاي مجاور مي گردد. همچنين از اين سدها براي منحرف كردن آب قبل و بعد از محل هاي ساخت سدهاي بزرگ استفاده مي شود.

د) سدهاي رسوبگير: اين نوع سدها داراي ارتفاع كمي مي باشد و جنس آنها بتن و سنگ مي باشد.هدف ازاين سدها براي جلوگيري از ورود رسوبات به داخل سدهاي بزرگ مي باشد و قبل از اين سدها احداث مي شوند.

ه) سدهاي برقآبي: اين نوع سدها را كه مي توان از نوع سدهاي انحرافي نيز دانست، با تأمين هد آب مورد نياز نيروگاه هاي برقآبي ، جهت تأمين نيروي برق طراحي و اجرا مي گردند.

تقسيم بندي سدها از نظر جنس مصالح مصرفي:

از نظر نوع مصالح مصرفي مي توان سدها رو به دو گروه اصلي زير تقسيم بندي نمود:

الف) سدهاي خاكي يا سنگريزه اي:

اين سدها با مصالح خاكي يا پاره سنگي اجرا شده و معمولاً با مقاطع ذوزنقه اي شكل، طراحي و با شيب هاي ملايم در بالا دست و پايين دست به صورت عريض اجرا مي گردند. بنابراين مي توان گفت سدهاي خاكي و سنگريزه اي به سدهايي اطلاق مي گردد كه از مصالح طبيعي موجود در طبيعت از قبيل خاك، سنگ، سنگريزه و ... تشكيل شده باشد و از هيچ گونه مصالح چسباننده طبيعي و غير طبيعي در آن ها استفاده نشود و مقاومت كافي در برابر نيروها و تراوش آب از آن ها تنها با تراكم مصالح به وجود آيد. وبا توجه به اينكه در سدهاي ذكر شده، هم از مصالح خاكي و هم از مصالح سنگريزه اي استفاده مي شود، تنها با توجه به درصد مصرفي هر يك از اين مصالح، نوع سد مشخص مي شود و وجه تمايز مشخصي را نمي توان براي آن مشخص كرد. با اين توصيف معمولا اگر بيش از 50 % از حجم مواد جايگذاري شده سد را خاك متراكم تشكيل دهد، آن را سد خاكي گويند و در اين گونه سدها، معمولاًَ تراوش و نفوذ آب توسط هسته هاي نفوذ ناپذير و يا توسط خود بدنه كنترل و جلوگيري مي شود، ولي در سدهاي سنگريزه اي با توجه به اينكه نفوذ آب در بدنه سد قابل كنترل نيست، اين عمل توسط الماني ديگر كه بر روي بدنه به عنوان المان ناتراوا و يا غشاي نفوذ ناپذير ساخته مي شود، در نظر گرفته مي شود. اين المان ممكن است از مصالح مختلفي مثل بتن ريخته شده، بلوك هاي بتني، آسفالت، ژئوممبرين و غيره باشد. در اين گونه سدها، بدنه سد كه از سنگريزه تشكيل شده است توسط غلتك هاي سنگين در لايه هاي كم ضخامت به شدت متراكم شوند. با توجه به خصوصيات مكانيك خاكي مصالح سنگريزه اي از جمله بالا بودن زاويه اصطكاك نسبت به مصالح خاكي مي توان شيب شيرواني هاي بالا دست و يا مقاومت سدهاي سنگريزه اي را كمتر از سدهاي خاكي در نظر گرفت، به طوري كه در سدهاي خاكي اين 1:1.5 مي تواند ~ 1:2 باشد، در حالي كه در سدهاي سنگريزه اي اين مقدار ممكن است حتي تا حدود 2 ~ شيب ممكن است بين 3.5 كاهش يابد.

شكل 5: مقطع عرضي و نمايي از يك سد خاكي

ب) سدهاي بتني:

در زمان هاي قديم براي ساخت سدهاي نسبتاً بلند، از تركيب مصالح شني درشت دانه و ملات استفاده مي شد و گاهي به جاي سنگ از آجر نيز بهره گرفته مي شد. با گذشت زمان به جاي مصالح فوق از بتن استفاده شد و به اين ترتيب اجراي طرح هاي مختلف براي سدها آسان تر و اجراي سدهاي قوسي امكان پذير گرديد و پس از سال 1950 ميلادي، مخلوط كردن بتن با محصولات و مواد اضافه و زائد مثل سرباره كوره يا پودر خاكستر زغال سنگ متداول گرديده تا علاوه بر كاهش هزينه، مشكلات جانبي اجرائي مختلف نيز برطرف گردد.

سدهاي بتني ممكن است به يكي از روش هاي زير ساخته شود:

- سدهاي وزني: اين سدها كه معمولاً با مقطع مثلثي يا ذوزنقه اي ساخته مي شوند، در بالا دست تقريباً به صورت قائم و در پايين دست با شيب تندي ساخته مي شوند. پايداري اين سدها تنها از طريق نيروي وزن آن ها تأمين مي گردد. گاهي اوقات اين سدها در طول به صورت قوسي اجرا شده تا علاوه بر زيبايي، در پايداري سد نيز كمك كرده و در نتيجه سد وزني قوسي را به وجود آورند. در اين حالت معمولاً ضخامت سد نسبت به حالت اول لاغرتر مي شود.

شكل 6: نما ، پلان و مقطع عرضي سدهاي بتني وزني

- سدهاي پشت بنددار: در اين نوع سدها، يك نماي بتني به كمك تعدادي پشت بند كه در فاصله هاي منظم قرار دارند، پايدار شده و در برابر نيروهاي وارده از آب مقاومت مي كنند. در اين نوع سدهامعمولاً وزن بدنه سد نسبت به حالت وزني كاهش مي يابد. نحوه اجرا نيز ممكن است مختلف باشد كه به عنوان نمونه مي توان به روش اجرايي كه در شكل زير آمده است، اشاره نمود.

شكل 7: نما ، پلان و مقطع عرضي سدهاي بتني پشت بنددار

- سدهاي قوسي: همان طور كه گفته شد، گاهي اوقات سدهاي وزني در پلان به صورت قوسي ساخته مي شوند كه به آن ها سدهاي يك قوسي گويند و در برخي اوقات جهت كمك به انتقال از نيروي آب به تكيه گاه هاي طرفين از قوس هاي در مقطع و پلان به طور همزمان استفاده مي شود كه در اين صورت سدهاي دو قوسي به وجود مي آيند كه حالتي گنبدي را به وجود مي آورند و همانند يك پوسته بايد مورد تحليل قرار گيرند.

شكل 8: نما ، پلان و مقطع عرضي سدهاي بتني قوسي

به جز موارد فوق مي توان به انواع ديگري از جمله سدهاي وزني توخالي، سدهاي پشت بنددار كفه اي، سدهاي پشت بنددار تخت، سدهاي قوسي مركب و ... اشاره نمود كه هر يك داراي ويژگي ها و محاسن مربوط به خود و شرايط محيط اجرا دارند.

شكل 9: نما ، پلان و مقطع عرضي سدهاي بتني قوسي پشت بنددار

حجم بتن مصرفي درسدهاي بتني قوسي در مقايسه با سد وزني در حدود 50 % كمتر مي باشد. سدهاي قوسي هم در جهت شعاعي و هم در جهت مماسي باربري دارند. سدهاي دو قوسي در دره هاي باريك و با تكيه گاههاي سنگي بنا مي شوند.(چون قسمت اعظم نيرو شكل مي باشد. V به تكيه گاهها وارد مي شود. اين دره ها تقريبا به حالت سدهاي بتني وزني داراي سازه اي تقريبا صلب و سنگين مي باشند كه توسط وزن خود در مقابل نيروهاي واردده مقاومت مي كنند. اين سدها معمولا در پلان مستقيم مي باشند. سدهاي پايدار وزني علاوه بر وزن خود از وزن آب نيز در بالادست نيز براي ايجاد پايداري استفاده ميكنند. سدهاي بتني وزني در محل هايي كه داراي پي مستحكم باشند،احداث مي شوند. اين سدها در شكل ساخته مي شوند. جاگذاري يا نصب تجهيزات نيروگاهي در اين نوع سدها راحت مي باشد و قسمت آبگير و پنستاك U دره هاي به راحتي در داخل بدنه جا مي گيرد. سدهاي بتني در پايين دست داراي شيب يكنواخت در حدود 7% تا 8% افقي و 1 در حالت عمودي مي باشند. رويه بالادست در حالت عادي عمودي است و عرض تاج به گونه اي انتخاب مي شود كه يك جاده بتواند روي آن قرار گيرد. المان هاي اصلي يك سد پا ه ي دار عبارتند از عرشه ، شيب بالادست ، پايه ها و يا ديواره هاي قائم و نيز ي سستم گالري ها، سوراخ ها ، اتاقك ها و شفت ها كه در داخل بدنه سد جهت دسترسي و بازديد جمع آوري آب زهكشي ، نصب ابزارهاي اندازه گيري و وسايل جنبي و كنترلي در بدنه تعبيه مي گردد. در سدهاي بتني تنها در نواحي خاص كه نيروي كشش وارد مي شود از آرماتور استفاده مي شود و در قسمت هايي كه صرفاً نيروي فشاري وارد مي شود از آرماتور استفاده نمي شود. لذا با توجه به اينكه در سدهاي بتني وزني پا ه ي دار مقاطع بتن معمولا فشاري است، در اين حالت آرماتور استفاده نمي شود ولي با اين وجود در مناطق بحراني و تمركز تنش هاي فشاري و نواحي فشار كم و كششي از آرماتور استفاده مي گردد . لازم به ذكر است كه در تمام مجاري هاي بدون پوشش كه در معرض فشار داخلي آب هستند و نيز در پائين دست دريچه ها و سريزها از آرماتور استفاده مي شود.

شكل 10 : نمايي از سدهاي بتني

لازم به ذكر است كه در قديم نيز سدهايي كوچك (بند) با روش هاي بنايي و ملات و سنگ و آهك ساخته مي شده است كه از نظر رده بندي مي توان آن ها را جز گروه دوم در نظر گرفت.

ب) سدهاي لاستيكي:

تكنولوژي نسبتاً جديدي كه براي مهار آب هاي سطحي به كار گرفته شده است تكنولوژي ساخت سدهاي لاستيكي مي باشد. قبل از اين نوع سدها براي مهار و هدايت آب به سوي زمين هاي وسيع و آبروها، از دريچه هاي فولادي و تخته هاي چوبي استفاده مي شد كه در جلوي دريچه ها قرار مي گرفت تا آب با فشار بيشتري جريان داشته باشد. در اين كار نيز به نيروي انساني نياز بود و اگر در باز كردن اين دريچه ها تأخيري روي مي داد سيل ايجاد مي شد و دريچه را با خود مي برد. ايده استفاده از سدهاي لاستيكي اولين بار در سال 1950 توسط ايمبرسون مطرح شد. در سال 1965 اولين سد لاستيكي بادي در ژاپن براي ذخيره سازي آب به بهره برداري رسيد. هم اكنون در حدود 100 سد لاستيكي در آمريكاي شمالي، بيش از 1000 سد  لاستيكي در ژاپن و خاور دور، و در مجموع 2600 سد در نقاط مختلف جهان به طور موفقيت آميز در دست بهره برداري مي باشند.

ا كربردها و مزاياي سدهاي لاستيكي را مي توان به شرح زيربيان نمود:

-كنترل سيلاب ها و تنظيم جريان رودخانه : اين كار توسط دستگاه هاي الكترونيكي در اتاق كنترل و به طور خودكار انجام مي گيرد. پايين آمدن رقوم سطح آب از يك سطح مشخص به معناي پايان سيلاب است، كه در اين صورت دستگاه الكترونيكي كنترل، دستور افراشتن سد را اعلام مي دارد كه با اين اعلام كمپرسور هوا به كار افتاده و سد را باد مي كند.

-كنترل رسوب رودخانه : از آن جا كه سكوي بتني محل استقرار سد لاستيكي، در كف رودخانه و هم تراز با بستر آن كار گذاشته مي شود، در هنگام خواباندن سد، شرايط رودخانه مانند شرايط قبل از احداث سد لاستيكي است. اين ويژگي باعث مي شود كه پشت سدهاي لاستيكي را رسوب پر نكند، زيرا در هنگام وقوع سيل كه بيشترين بار رسوب گذاري رودخانه است، سد به صورت اتوماتيك به حالت خوابيده در مي آيد و رودخانه شرايط طبيعي پيدا مي كند. سدهاي لاستيكي داراي ارتفاع كمي ( حدود 3 تا 15 متر) مي باشند. اين سدها براي افزايش هد آب و همچنين انحراف آب مورد استفاده قرار مي گيرند . از مزيت هاي اين سد اين است كه در مواقع سيلابي هواي آنها تخليه شده و اين سد در بستر رودخانه قرار گرفته و رسوبات ناشي از سيلاب در پشت آن جمع نمي شود. همچنين از معايب اين سد نيز مي توان به مشكلات ناشي از احتمال سوراخ شدن آن اشاره نمود . براي پركردن اين سدها از كمپرسور هاي خاص استفاده مي شود كه مي تواند داخل اين سدها را به سرعت با هوا پر كند. از جمله دلايل استفاده از سدهاي لاستيكي مي توان به كنترل سد و حفاظت ساحلي در برابر فرسايش ، نصب بر روي بندها و سدها به منظور افزايش ارتفاع آنها و كمك به توليد برق ، كاهش آلودگي آب ، افزايش ظرفيت ذخيرة سدها ، مسائل تفريحي از قبيل شنا، قايقراني و ... و جلوگيري از نفوذ آب شور دريا به هنگام مد به ساحل ، اشاره نمود. از جمله مزاياي اقتصادي اين سد ها نسبت به موارد جايگزين شده عدم نياز سدهاي لاستيكي به فونداسيون پيچيده ، امكان احداث تا دهانه هاي 100 متر ، نياز به حداقل حفاظت و نگهداري ، انعطاف پذيري سد در مقابل زلزله و نصب و ساختن بسيار سريع مي باشد.

سدهاي لاستيكي از يك تيوپ هوا كه به يك بستر متصل مي شود تشكيل شده است . ساختمان سدهاي لاستيكي را مي توان متشكل از سه بخش بدنة سد ، بستر سد و تجهيزات مهار و سيستم كنترل و بهره برداري دانست.

شكل 11 : نما و مقطعي از سدهاي لاستيكي

محاسن و معايب سدهاي خاكي و بتني:

با توجه به موارد ذكر شده، مي توان براي سدهاي ساخته شده با مصالح خاكي و بتني، خصوصياتي را ذكر نمود كه با در نظر گرفتن آن خصوصيات و نيز با لحاظ نمودن شرايط منطقه، نوع مناسب را مي توان انتخاب نمود.

مزايا و محاسن سدهاي خاكي:

-از نظر شرايط توپوگرافي محل اجرا، عريض بودن يا تنگ بودن دره محل احداث، مشكلي ايجاد نمي كند.

-داشتن خصوصيات انطباق پذيري بيشتر مصالح مصرفي بدنه سد با مصالح بستر (چه سنگي باشد و چه خاكي) نسبت به سدهاي ساخته شده با مصالح ديگر.

-فراواني و كم هزينه بودن مصالح مصرفي در سدهاي خاكي نيز به دليل استفاده از مصالح طبيعي داراي امتياز مي باشد.

-به دليل استفاده از مصالح خاكي و سنگريزه اي، بدنه سد و اجزاي داخلي آن داراي خاصيت انعطاف پذيري مي گردند.

-عمليات اجرايي به صورت پيوسته قابل اجرا مي باشد.

معايب سدهاي خاكي:

-در هنگام سيلاب و افزايش ارتفاع آب، اگر روگذري سيل اتفاق افتد، سد نمي تواند مقاومت كافي از خود نشان دهد و دچار انهدام مي شود.

-در صورت بروز نشت پنهان در سد و فرسايش دروني سد يا پي، احتمال خراب شدن سد زياد خواهد بود.

مزايا و محاسن سدهاي بتني:

-برخلاف سدهاي خاكي، اين سدها در مقابل روگذري سيل از خود مقاومت نشان داده و حتي سرريز مي تواند بر روي تاج سد در نظر گرفته شود كه در برخي موارد اين سرريز تمام طول سد را در بر مي گيرد.

-تجهيزات هيدروليكي مثل لوله هاي آبگير از مخزن، دريچه ها، شير آلات و تجهيزات و تأسيسات مربوطه را مي توان در اتاقك هاي مناسب يا دالان هاي احداث شده در بدنه سد بتني در نظر گرفت.

-در هنگام زلزله، مقاومت سدهاي بتني بدون وجود خطر فروپاشي عمده، بيشتر از سدهاي ديگر است.

-به جز سدهاي تك قوسي و دو قوسي به شرط وجود بستر سنگي در ساختگاه، احداث انواع ديگر سدهاي بتني در دره هاي عريض و باريك قابل اجراست.

معايب سدهاي بتني:

-ساختگاه سدهاي بتني بايد از بستر سنگي با مقاومت كافي تشكيل شده باشد.

-مصالح مورد نياز مانند مصالح طبيعي، شن و ماسه و نيز مصالح مصنوعي مثل سيمان بايد از نظر كيفيت در حد قابل قبول بوده و به اندازه كافي نزديك به محل اجرا، انبار و نگهداري شود.

-عمليات بتن ريزي در سدها پيوسته نبوده و به تخصص هاي مختلفي مثل قالب بندي، بتن سازي بتن ريزي و ... نياز دارد.

-از نظر هزينه تمام شده، هزينه سدهاي بتني به مراتب بيشتر از سدهاي خاكي است.

با توجه به آمار موجود، مشخص مي شود كه بيش از 85 % از سدهاي ساخته شده در جهان از نوع اول يا سدهاي ساخته شده با مصالح خاكي و سنگريزه اي مي باشد. از مهمترين دلايل انتخاب اين نوع سدها مي توان دلايلي چون انطباق پذيري بيشتر مصالح خاكي با محيط اطراف و به ويژه با بستر و ساختگاه سد، بيشتر در دسترس بودن مصالح مصرفي و بالاخره تكنولوژي كنترل و اجراي ساده تر سدهاي خاكي نسبت به سدهاي بتني را ذكر كرد.

با توجه به توضيحات داه شده، در وهله اول طراحي هر سد نياز به انتخاب نوع سد، با توجه به شرايط موجود مي باشد. سدهاي مختلف از نظر شرايط مختلف محيطي، توپوگرافي درياچه، گراديان هيدروليكي نشت ساختگاه سد، تنش انتقالي به پي، تغيير شكل پذيري در پي، گود پذيري پي و ... متفاوت بوده و با توجه به تمامي اين موارد مي توان يك انتخاب بهينه انجام داد.

طبقه بندي سدها از نظر بزرگي:

كه توسط كميسيون جهاني سدهاي ( International Commission On Large Dam) ICOLD بر اساس نظر آئين نامه بزرگ تنظيم گرديده است ، سدهايي را كه ارتفاع بيش از 15 متر داشته باشند را سدهاي بزرگ شناخته و همچنين سدهايي كه ارتفاع 10 متر بوده، ولي حجم مخزن آنها بيش از يك ميليون متر مكعب باشد و يا سرريزي با ظرفيت بيش از 2000 متر مكعب - آن ها 15 در ثانيه داشته باشند را نيز به عنوان سدهاي بزرگ مي شناسد.

تأسيسات جانبي مهم سدها:

در كنار بدنه سد (چه خاكي و چه بتني) بايد تأسيسات ديگري نيز طراحي و اجرا گردد تا بهره برداري و كنترل آب مهار شده ميسر گردد. در اين راستا تأسيساتي مثل سرريز و آبگيرهاي سد را مي توان به عنوان دو المان مهم سد نام برد كه طراحي و اجراي آن ها در هر سدي ضروري است. در كنار اين دو المان، تأسيسات ديگري مثل زه كش ها، دالان ها، كليدهاي مهاري و نيروگاه ها و ... را مي توان به عنوان تأسيسات كمكي در كنار بدنه سد و تأسيسات ضروري در نظر گرفت. در ادامه سعي خواهد شد در مورد هر يك از تأسيسات فوق الذگر توضيحي اجمالي داده شود.

سرريزها: سرريزها تأسيساتي مي باشند كه در هنگام سيلاب كه سطح تراز آب پشت بند از حد نرمال بيشتر مي شود، شروع به كار كرده، آب اضافه را به خارج درياچه سد انتقال مي دهند. همان طوري كه گفته شد، اين المان ها يك المان ضروري هر سدي است، در سدهاي خاكي به صورت جانبي يا تنوره اي در كنار بدنه اصلي سد و يا با فاصله از آن احداث مي شود، ولي در سدهاي بتني مي تواند بر روي بدنه اصلي سد به صورت يك لبه آبريز، ادغام گردد. سرريزها معمولاً شامل دو قسمت عمده مي باشند. يكي قسمت كنترل و يا آستانه كنترل كننده است كه كار كنترل جريان ورودي سرريز را بر عهده داشته و پس از آن ممكن است بلافاصله جريان آب را به قسمت بعد انتقال دهد و يا به كمك دريچه هاي كنترل جريان ورودي به سرريز را كنترل و نگهداري نمايد و پس از اين قسمت، آبراهه سرريز وجود دارد كه ممكن است به صورت مصنوعي ساخته شود و يا از مسيرهاي طبيعي استفاده شود و در پايان اين مسير ممكن است براي مهار فشار آب از تأسيسات استهلاك كننده انرژي آب مثل حوضچه هاي آرامش استفاده شود. در كنار اين سرريزها ممكن است سرريزهاي ديگري مثل سرريزهاي خاكي به عنوان كمك به سرريز اصلي در مواقع اضطراري، طراحي و اجرا گردد.

شكل 12 : سرريزهاي مختلف در سدهاي خاكي و بتني

آبگيرها: از مهمترين اهداف ساخت سدها، آبگيري از آن ها پس از بهره برداري جهت مصارف كشاورزي و شرب مي باشد كه اين عمل توسط پستانك ها و لوله هاي تخليه به همراه شيرهاي كنترل و تأسيسات وابسته آن ها صورت مي گيرد، در سدهاي خاكي جهت بازرسي و كنترل بهتر اين تأسيسات معمولاً برج هايي به نام برج هاي ميزان يا آبگير در ابتداي اين تأسيسات و در خارج از بدنه سد احداث مي شود.

شكل 13 : آبگير در سدهاي مختلف

تونل هاي انحراف: قبل از شروع اجراي بدنه سد، لازم است مسير رودخانه به طريقي منحرف شود تا محل اجراي سد كاملاً خشك باشد و جهت دست يابي به اين امر معمولاً از تونل هاي انحراف كه در ديواره هاي كناري ساختگاه سد حفر مي شود، استفاده شده و آب به پايين دست منتقل مي گردد تا كار اجراي بدنه سد دچار مشكل نگردد و پس از اجراي سد، از تونل هاي ذكر شده مي توان به عنوان تخليه كننده نيز در زمان بهره برداري استفاده نمود.

شكل 14 : نمايي از تونل هاي انحراف در سدهاي خاكي

پرده آب بند يا كليد مهاري: اين المان را كه مي توان الماني از بدنه اصلي سد نيز در نظر گرفت، در زير بدنه اصلي جهت جلوگيري از نشت آب از بستر، ساخته مي شود و به صورت پرده ناتراوا جلوي نفوذ آب را مي گيرد.

گالري بازديد و دالان ها: در سدهاي بتني جهت انتقال زه و امكان بازرسي داخلي و در سدهاي خاكي جهت بازديد و تزريق بتن، دالان ها و گالري هايي تأسيس مي گردد. اين دالان ها در سدهاي بتني در گاهي اوقات مكان مناسبي براي جايگيري دريچه ها و شيرآلات به عنوان شيرخانه، محسوب مي شوند.

بارگذاري سدها و انواع بارهاي وارده:

بارهاي وارده به سدها را مي توان به سه گروه كلي اصلي، ثانويه و استثنايي تقسيم نمود. بارهاي اصلي، بارهايي مي باشند كه بيشترين اهميت را در تمامي سدها شامل مي شوند. بارهاي ثانويه به بارهايي اطلاق مي گردند كه داراي اهميت كمتري بوده و تنها در برخي موارد مي تواند پراهميت گردد و بالاخره در بارهاي استثنايي، احتمال وقوع كمتري براي اعمال اين نوع بارها وجود دارد. با توجه به دسته بندي فوق براي انواع بارها در ادامه سعي خواهد شد به عنوان مثال هايي از بارهاي وارده در هر يك از انواع ذكر شده پرداخته شود.

الف) بار هاي اصلي:

-بار آب: بار آب به صورت يك فشار هيدرواستاتيك بر سطح بالا دست سد وارد مي شود كه برآيند آن به صورت يك نيروي افقي قابل محاسبه مي باشد. در صورتي كه سطح بالا دست داراي شيب باشد، برآيند مذكور علاوه بر برآيند افقي، شامل يك برآيند قائم نيز بر روي سطح شيب دار بالا دست نيز مي گردد.

-بار وزن جسم سد: بار وزن جسم نيز به عنوان يك نيرو، با برآيند قائم قابل بررسي است كه بر مركز ثقل مقطع مورد بررسي وارد مي گردد.

-بار زه آب: به دليل نشت آب به درون سد، يكسري بار ناشي از زه آب در بدنه به وجود مي آيد كه ناشي از فشار منفذي آب در خلل و فرج مي باشد. اين بار كه به صورت قائم مي باشد، به طرف بالا بوده و بر خلاف بار وزن بر مقاطع مختلف وارد مي شود.

ب) بارهاي ثانويه:

-بار رسوب: در اثر گذشت زمان، مقداري رسوب از مواد معلق موجود در آب درياچه، در پشت سد جمع شده و يك نيروي افقي بر سطح بالا دست وارد مي نمايد.

-بار هيدروديناميكي موج: بار ناشي از ضربه موج به بدنه سد نيز ممكن است حائز اهميت باشد، ولي معمولاً در طراحي سدها ممكن است تنها تأثير امواج بر روي پوشش بالا دست بررسي شود.

-بار ناشي از يخ: اين نوع بار تنها در مناطق سردسير مد نظر مي باشد كه به صورت يك بار متمركز در قسمت فوقاني وارد مي شود.

-بار حرارتي: اين نوع بار كه معمولاً در سدهاي بتني مطرح مي باشد، در اثر انبساط و انقباض حجمي بدنه سد، تحت تأثير تغيير دماي محيط و يا دماي ناشي از فرآيند آبگيري سيمان به وجود مي آيد.

-اثرات اندركنشي: اين بار بيشتر ناشي از سختي نسبي بدنه سد و تغيير شكل هاي غير يكنواخت سد و پي آن مي باشد.

-بار هيدرواستاتيك تكيه گاهي: اين بار كه بيشتر در سدهاي قوسي و گنبدي مطرح مي باشد، بار زه دروني در توده سنگ بستر مي باشد.

ج) بارهاي استثنايي:

-بار زمين لرزه: اين بار بايد با بررسي تأثير مشترك بارهاي اينرسي قائم و افقي بدنه سد و آب درياچه با يكديگر مورد نظر قرار گيرد كه تأثير آن ها در اثر تداخل بيشتر يا كمتر مي گردد.

-اثرات تكنوتيكي: در اثر گودبرداري هاي عميق در بستر سنگي ممكن است اشباع شدن يا بهم ريختگي به وجود آمده و در اثر حركت هاي آهسته تكنوتيكي، يكسري بار بدنه اعمال گردد.

مطالعات اوليه محل احداث سد و ارزيابي ساختگاه:

با توجه به پارامترهاي ذكر شده براي انتخاب نوع سد و موارد ديگري چون هيدرولوژي حوزه آبريز، حجم ذخيره، بلنداي آب موجود و ... ممكن است چند محل براي احداث سد مد نظر قرار گيرد كه بايد با مطالعات دقيق و اساسي محل بهينه را انتخاب و با انتخاب نوع سد، مراحل بعدي را آغاز نمود. در پايان مرحله شناسايي، كارشناسان با تحليل دقيق به نتيجه گيري پرداخته و امكان پذيري طرح در منطقه را مورد ارزيابي قرار مي دهند. پس از اين مرحله با كمك نقشه هاي توپوگرافيك دقيق مربوط به مخزن سد، يكپارچگي، آب بندي و حجم مورد نياز مخزن مورد بررسي قرار مي گيرد. بررسي و مطالعه دقيق بر روي ساختگاه سد يكي از مهمترين مطالعات اوليه بوده و نسبتاً هزينه بردار نيز مي باشد. گاهي اوقات هزينه اين مرحله تا 5% هزينه كل طرح نيز مي رسد. آزمايش هاي مختلف بر روي نمونه هاي برداشته شده از بستر در عمق هاي مختلف، از جمله ضريب تراوايي، مقاومت و تغيير شكل پذيري و نيز بررسي عمق سنگ هوازده و نامناسب از مهمترين مراحل اين مطالعه مي باشد. پس از انجام آزمايشات مربوطه، مناسب بودن و شايستگي پي با كمك پايداري، ظرفيت باربري، تغيير شكل پذيري و ناتراوايي مؤثر قابل تعيين مي باشد و از نظر اقتصادي نيز، با توجه به هزينه هاي آماده سازي بستر و مصالح ساختماني مصرفي نيز، قابل بررسي بوده و مناسب بودن طرح از نظر ايجاد راه دسترسي يا محدوديت محلي نيز قابل برآورد مي گردد. براي H اگر به صورت تقريبي بخواهيم يك محدوده براي انجام كاوش هاي صحرايي بر روي ساختگاه را مشخص كنيم، با فرض ارتفاع سدي كه ساخته خواهد شد مي توان محدوده بررسيهاي دقيق را به صورت زير در نظر گرفت: در مرحله بعدي كاوش، بايد در يك محدوده كوچكتر از ساختگاه و به ويژه در پاي شيرواني سد و نيز زير تاج سد، كاوش هاي بسيار دقيق تر به همراه حفاري ها و گمانه برداري هاي بسيار عميقي انجام گيرد و سپس در محل مخزن سد نيز حفاري ها و آزمايشات مربوطه آغاز گردد.

شكل 15 : محدوده كاوشهاي دقيق صحرائي در زير ساختگاه سد

در مورد كاوش هاي مربوط به مخزن سد در وهله اول بايد با انجام حفاري هاي استاندارد، فشار آب منفذي در نقاط مختلف انجام گرفته و با روش مثلث بندي و فشارهاي بدست آمده مربوط به چاه هاي پيزومتريك، خطوطي موسوم به ايزوپيز كه خطوط هم فشار آب مي باشند را رسم نمود. در مرحله بعد لازم است كه از تمامي نقاط نمونه برداري شده و آزمايشات مختلفي از جمله آزمايشات نفوذ استاندارد)، درصد عبوري از الك 200 # و ... انجام گرفته و سپس با توجه به اطلاعات بدست ) SPT ، حدود اتربرگ، جنس خاك آمده، نقشه هاي زون بندي شده در مورد نتايج هر يك از آزمايشات انجام گرفته و محل مخزن سد، تهيه و ترسيم گردد. در مورد وضعيت ژئوتكنيكي محل احداث سد نيز بايد چند نكته مهم در نظر گرفته شود كه عبارتند از:

شيب لايه هاي سنگي ديواره ها: اگر شيب لايه هاي سنگي به طرف مخزن باشد، امكان لغزش وجود داشته و اگر به طرف بالا باشد، امكان نشت آب وجود خواهد داشت كه بايد در هر حال مورد بررسي دقيق قرار گيرد.

شكل 16 : وضعيت شيب لايه هاي سنگي در مخزن سد

بررسي خردشدگي سنگ ها و گسل ها: در صورت وجود گسل با توجه به نوع آن (نرمال يا معكوس) بايد بررسي هاي دقيقي انجام گيرد و با توجه به زاويه شيب گسل بايد تصميم گيري مناسب صورت گيرد.

شكل دره و محل احداث سد بر روي چين خوردگي ها: همان طور كه قبلاً نيز گفته شد، شكل دره از نظر انتخاب نوع سد حائز اهميت مي باشد. در اينجا بايد اضافه كرد كه شكل دره علاوه بر مورد فوق بايد شرايط مناسب براي گيرداري كافي با بدنه سد را داشته و در مواردي كه سد بر روي چين خوردگي ساخته شده باشد، بايد دقت كرد كه محل دره موجود بر روي چين خوردگي در اثر فرسايش در طاقديس به وجود نيامده باشد، چرا كه در اين حالت به علت نيروهاي داخلي بين لايه هاي چين خوردگي، امكان نشت فراوان آب وجود دارد، در حالي كه دره در محل ناوديس باشد، بهترين حالت خواهد بود و مشكلي به وجود نخواهد آمد.

شكل 17 : وضعيت شكل دره بر روي چين خوردگي ها

طراحي سدهاي خاكي و سنگريزه اي:

همانطور كه قبلاً نيز گفته شد، سدهاي ساخته شده با مصالح خاكي به دو دسته كلي سدهاي خاكي و سنگريزه اي تقسيم مي شوند. از نظر نحوه استفاده مصالح مختلف نيز مي توان اين سدها را به دو دسته همگن و غيرهمگن(هسته دار) تقسيم بندي كرد كه در حالت اول تقريباً مي توان گفت بدنه سد داراي يكنواختي در نوع مصالح مصرفي مي باشد و جلوگيري از نفوذ آب به سد مي بايست توسط يك غشاء نفوذناپذير صورت گيرد. در نوع دوم در مواردي مصالح داراي گوناگوني بوده كه مهمترين اين موارد، هسته اجرا شده در سدهاي هسته دار مي باشد كه مصالح مصرفي مربوطه از مصالح ريزدانه تري تشكيل مي شود تا از نفوذ آب جلوگيري گردد.

شكل 18 : مقطع كلي سدهاي غير همگن با هسته رسي شكل 19 : مقطع كلي سدهاي همگن با غشاء نفوذناپذير

شكل 20 : نمونه اي از مقطع يك سد خاكي با هسته رسي

بخشهاي مهم يك سد خاكي كه عمدتاً در طراحي ها ممكن است به عنوان اجزاء اصلي سد منظر قرار گيرد را مي توان به شرح ذيل معرفي نمود:

هسته(Core):

در سدهاي خاكي غير همگن و هسته دار به عنوان يك عضو نفوذ ناپذير در برابر جريان آب در نظر گرفته شده و  ممكن است به صورت قائم و يا مايل اجرا گردد.

پوسته (Shell):

كه بدنه كلي سد را شامل شده و ممكن است خود از يك، دو و يا چندين مصالح مختلف ديگر تشكيل گردد.

تاج (Crest) :

قسمت فوقاني بدنه سد را شامل مي شود.

قشر انتقال (Beding Layer):

 عمل انتقال نيرو را به زمين از سد انجام داده و ممكن است خاكي يا سنگي باشد.

شيرواني بالا دست (Up Stream Slope) :

شيرواني سد كه در تماس با درياچه سد بوده و تحت تأثير امواج قرار مي گيرد.

شيرواني پايين دست (Down Stream Slope):

شيرواني سد كه تنها در معرض باد، باران و ... قرار مي گيرد.

زهكش (Drain):

به منظور هدايت آب هاي نشتي به محل خروج مناسب در نظر گرفته مي شود.

لوله جمع كننده آب زهكش (Collector Pipe ):

عمل هدايت آب هاي جمع شده توسط زهكش را به سمت يك محل مركزي انجام مي دهد.

فيلتر(Filter):

 لايه انتقالي كه بين مصالح ريزدانه و درشت دانه و در نقاط مختلف در بين تمام اجزاي سد ممكن است قرار گيرد و  از شستگي مصالح ريزدانه به سمت مصالح درشت دانه جلوگيري مي كند.

گالري بازديد (Gallery ) :

عبارت است از يك تونل (معمولاً بتني) كه جهت بازديد، بازرسي، تزريق بتن، ابزار بندي و ... در زير هسته رسي و در راستاي زير تاج سد اجرا مي گردد.

پرده آب بند(Cut Off):

از جنس هاي مختلف مثل بتن پلاستيك، رس و بنتونيت در زير تاج سد ساخته شده و در بسترهاي غير سنگي، كار كاهش فشار آب و جلوگيري از نفوذ آن به پايين دست را انجام مي دهد.

پوشش شيرواني بالا دست سد (Up Stream Slope Protection ):

جهت محافظت بدنه سد در مقابل شكستگي پوسته و خرابي در اثر نيروي امواج ساخته مي شود و در برخي از انواع آن مثل پوشش هاي بتني، در سدهاي سنگريزه اي مي تواند حكم آب بند را نيز اجرا نمايد.

پوشش شيرواني پايين دست (Down Stream Slope Protection):

كه بيشتر جنبه تزييني داشته و تنها از شستگي پايين دست در مقابل باران، سيلاب و ... جلوگيري مي نمايد.

پله روي شيرواني (Berm ):

معمولاً در سدهاي مرتفع تر از 30 متر جهت تردد ماشين آلات، ابزار بندي و پايداري بيشتر شيرواني ها و ... طراحي و اجرا مي گردد.

ارتفاع تراز نرمال آب درياچه (N.W.L):

ترازي است كه سد براي آن طراحي مي شود و منطبق بر تراز كف سرريز مي باشد.

تراز ماكزيمم آب درياچه (Max.W.L) :

ترازي است كه سرريز با حداكثر ظرفيت خود مشغول به تخليه آب درياچه مي گردد.

تراز مينيمم آب درياچه (Min.W.L):

ترازي است كه در آن حجم آب درياچه، حجم مرده و غير فعال مي شود.

ارتفاع آزاد (Free Board):

 ارتفاع سطح آب از تاج سد است و جهت جلوگيري از تأثير منفي امواج، طراحي و اجرا مي گردد.

 اصول طراحي اجزاي سدهاي خاكي:

در طراحي اجزاي سدهاي خاكي ، مي بايست با استفاده از آيين نامه هاي مختلف معتبر كه مورد استفاده مي باشد ، مشخصات بخشهاي مختلف سدهاي خاكي را طراحي نمود. در اين راستا آئين نامه هاي متعددي جهت استفاده در طراحي سدهاي مختلف مورد نظر مي باشد كه مهمترين آن ها عبارتند از:

(ICOLD: (International Commission On Large Dam

(ANCOLD: (Australian National Commission On Large Dam

(IRCOLD: (IRanian Commission On Large Dam

مي باشد. در ايران نيز از سوي كميته ملي سدهاي بزرگ ايران، نشرياتي ICOLD ، مشهورترين و معتبرترين آيين نامه هاي جهان جهت برخي از ضوابط مربوط به طراحي سدها به چاپ رسيده است كه مي تواند در طراحي ها مد نظر قرار گيرد.

 

ادامه نوشته

طراحی پیشرفته سازه ها

از لینک زیر مشاهده و دانلود نمایید

طراحی پیشرفته تیرها

 آلبرت انیشتن

هشت موضوع شگفت انگیز از زندگی آلبرت انیشتن

هشت موضوع شگفت انگیز از زندگی آلبرت انیشتن، که شما هیچ گاه آنان را نمی دانستید. بله،همگی ما می دانیم که انیشتن این  فرمول [e=mc2] را کشف کرد. اما واقعیت آن است که چیز های کمی در مورد زندگی خصوصی اش می دانیم،خودتان را بااین هشت مورد،شگفت زده کنید!

1 - اوبا سر بزرگ متولد شد

وقتی انیشتن به دنیا آمد او خیلی چاق بود و سرش خیلی بزرگ تا آنجایی که مادر وی تصور می کرد، فرزندش ناقص است،اما او بعد از چند ماه سر و بدن او به اندازه های طبیعی بازگشت.

2 - حافظه اش به خوبی آنچه تصور می شود، نبود

مطمئنا انیشتن می توانسته کتابهای مملو از فرمول و قوانین را حفظ کند،اما برای به یاد آوری چیز های معمولی واقعا حافظه ضعیفی داشته است. او یکی از بدترین اشخاص در به یاد آوردن سالروز تولد عزیزان بود و عذر و بهانه اش برای این فراموشکاری، مختص دانستن آن [تولد ]برای بچه های کوچک بود.

3 - او ازداستانهای علمی-تخیلی متنفر بود

انیشتن از داستانهای تخیلی بیزار بود. زیرا که احساس می کرد ،آنها باعث تغییر درک عامه مردم ازعلم می شوند و در عوض به آنها توهم باطلی از چیز هایی که حقیقتا نمی توانند اتفاق بیفتند میدهد.
به بیان او "من هرگزدر مورد آینده فکر نمی کنم،زیراکه آن به زودی می آید. به این دلیل او احساس می کرد کسانی که بطور مثال بشقاب پرنده ها را می بینند باید تجربه هایشان را برای خود نگه دارند.

4 - او در آزمون ورودی دانشگاه رد شد

درسال 1895 در سن 17 سالگی،انیشتن که قطعا یکی از بزرگترین نوابغی است،که تا کنون متولد شده،در آزمون ورودی دانشگاه فدرال پلی تکنیک سوییس رد شد.
در واقع او بخش علوم وریاضیات را پشت سر گذاشت ولی در بخش های باقیمانده، مثل تاریخ و جغرافی رد شد.وقتی که بعدها از او در این رابطه سوال شد؛ او گفت:آنها بی نهایت کسل کننده بودند، و او تمایلی برای پاسخ دادن به این سوالات را در خود آحساس نمی کرد.

 5 - علاقه ای به پوشیدن جوراب نداشت

انیشتن در سنین جوانی یافته بود که شصت پا باعث ایجاد سوراخ در جوراب می شود.سپس تصمیم گرفت که دیگر جوراب به پا نکند و این عادت تا زمان مرگش ادامه داشت.
علاوه بر این او هرگز برای خوشایند و عدم خوشایند دیگران لباس نمی پوشید، او عقیده داشت یا مردم اورا می شناسند و یا نمی شناسند.پس این مورد قبول واقع شدن[آن هم از روی پوشش] چه اهمیتی میتواند داشته باشد؟

6 - او فقط یکبار رانندگی کرد

انیشتن برای رفتن به سخنرانی ها و تدریس در دانشگاه، از راننده مورد اطمینان اش کمک می گرفت. راننده وی نه تنها ماشین اورا هدایت می کرد، بلکه همیشه در طول سخنرانی ها در میان،شنوندگان حضور داشت.
انیشتن، سخنرانی مخصوص به خود را انجام می داد و بیشتر اوقات راننده اش، بطور دقیقی آنها را حفظ می کرد.
یک روز انیشتن در حالی که در راه دانشگاه بود، باصدای بلند در ماشین پرسید:چه کسی احساس خستگی می کند؟
راننده اش پیشنهاد داد که آنها جایشان را عوض کنند و او جای انیشتن سخنرانی کند،سپس انیشتن بعنوان راننده او را به خانه بازگرداند.
عدم شباهت آنها مسئله خاصی نبود.انیشتن تنها در یک دانشگاه استاد بود، و در دانشگاهی که وقتی برای سخنرانی داشت، کسی او را نمی شناخت و طبعا نمی توانست او را از راننده اصلی تمییز دهد.
او قبول کرد، اماکمی تردید در مورد اینکه اگر پس از سخنرانی سوالات سختی از راننده اش پرسیده شود، او چه پاسخی خواهد داد، در درونش داشت.
به هر حال سخنرانی به نحوی عالی انجام شد، ولی تصور انیشتن درست از آب در آمد.دانشجویان در پایان سخنرانی انیتشن جعلی شروع به مطرح کردن سوالات خود کردند.
در این حین راننده باهوش گفت "سوالات بقدری ساده هستند که حتی راننده من نیز می تواند به آنها پاسخ گوید"سپس انیشتن از میان حضار برخواست وبه راحتی به سوالات پاسخ داد،به حدی که باعث شگفتی حضار شد.

7 - الهام گر او یک قطب نما بود

انیشتن در سنین نوجوانی یک قطب نمابه عنوان هدیه تولد از پدرش دریافت کرده بود.
وقتی که او طرز کار قطب نما را مشاهده می نمود، سعی می کرد طرز کار آن را درک کند. او بعد از انجام این کار بسیار شگفت زده شد.بنابر این تصمیم گرفت علت نیروهای مختلف در طبیعت را درک کند.

8 - راز نهفته در نبوغ او

بعد از مرگ انیشتن در 1955 مغز او توسط توماس تولتز هاروی برای تحقیقات برداشته شد.
اما اینکار بصورت غیر قانونی انجام شد. بعدها پسر انیشتن به او اجازه تحقیقات در مورد هوش فوق العاده پدرش را داد.
هاروی تکه هایی از مغز انیشتن را برای دانشمندان مختلف در سراسر جهان فرستاد. از این مطالعات دریافت می شود که مغز انیشتن در مقایسه با میانگین متوسط انسانها،مقدار بسیار زیادی سلولهای گلیال که مسئول ساخت اطلاعات هستند داشته است.همچنین مغز انیشتن مقدار کمی چین خوردگی حقیقی موسوم به شیار سیلویوس داشته، که این مسئله امکان ارتباط آسان تر سلولهای عصبی را بایکدیگر فراهم می سازد.
علاوه بر اینها مغز او دارای تراکم و چگالی زیادی بوده است و همینطور قطعه آهیانه پایینی دارای توانایی همکاری بیشتر با بخش تجزیه و تحلیل ریاضیات است.

تکنولوژی بتن ريزي در دماي ١٨ درجه زير صفر

تکنولوژی بتن ريزي در دماي ١٨ درجه زير صفر

---

پژوهشگران ايراني براي اولين بار در جهان به فناوري توليد بتني دست يافتند كه قابليت استفاده در دماي ١٨ درجه زير صفر را دارد.مهندس حسين الزماني، مدير پروژه، با اعلام اين خبر مي افزايد: اين فناوري منحصر به فرد كه در داخل ثبت شده است، مراحل ثبت جهاني در آمريكا را مي گذراند.
با استفاده از اين فناوري، بتن در نصف مدت معمول لازم يعني ١٤ روز به مقاومتي
٥/٢ برابر بتن هاي معمول مي رسد. بتن هايي كه در حال حاضر استفاده مي شود، فقط در دماي بالاي ١٦ درجه سانتي گراد قابل ساخت است و عمل آوري نيز ٢٨ روز به طول مي انجامد. عضو مركز تحقيقات صنايع دفاعي با اشاره به اين مسئله كه به اذعان كارشناسان داخلي و خارجي، اين بتن باعث ايجاد انقلابي در صنعت ساختمان سازي و پروژه هاي عمراني مثل ساخت سد و فرودگاه در مناطق سردسير مي شود، مي افزايد: دستيابي به اين فناوري ،شگفتي ناسا را نيز برانگيخته به طوري كه اين سازمان فضايي از آن به عنوان گامي در جهت ساخت سازه هاي فضايي در خارج از جو زمين و كرات ديگر نام برده است. اين بتن كه از انجمن هاي تخصصي ايراني و نيز انجمن بتن آلمان تاييديه گرفته، توجه مقامات روسي را نيز به خود جلب كرده است چرا كه روسيه با تلاش هاي بسيار توانسته است بتن ريزي را فقط در دماي ٤ درجه زير صفر امكان پذير سازد.�الزماني� كه دارنده مقام اول تاليف در رشته بتن است، تصريح مي كند: كه باوجود داشتن ١٨ مقام كشوري در زمينه بتن هنوز نتوانسته است از بنياد ملي نخبگان معرفي نامه اي براي گذراندن خدمت سربازي در مركز تحقيقات صنايع دفاعي و ادامه پروژه هايش در اين مركز بگيرد.
مهندس حسين الزماني، متخصص بتن و مدير معاونت پژوهش مركز ملي مقاوم سازي مي گويد: كار روي ساخت بتن منحصر به فردي كه در دماي ١٨ درجه سانتي گراد زير صفر قابليت استفاده در پروژه هاي ساختماني را دارد، ٣ و نيم سال پيش آغاز شد. اكنون كسب اين موفقيت يكي از دستاوردهاي جنبي پروژه است. نتيجه اصلي پروژه حدود ٢ سال ديگر مشخص مي شود كه مربوط به يك پروژه بزرگ نظامي است.

وي كه در مركز تحقيقات وزارت دفاع نيز پروژه هاي عظيم ديگري را در دست اجرا دارد، مي افزايد: در اين پروژه، سيماني با نرمي بالا و پودري توليد شده است كه آن را با مواد و عناصري مانند سيليس فعال و غني سازي كرده ايم كه اين امر باعث شده است بتن در ١٨ درجه سانتي گراد زیر صفر هم قابل عمل آوري با حفظ تمامي خواص باشد چون بتن هاي معمولي فقط در دماي بالاي ١٦ درجه سانتي گراد فعال است و در پايين تر از اين دما مهندسان ناظر اجازه بتن ريزي نمي دهند، چون چسبندگي آن كم مي شود. بتن براي سخت شدن نياز به دمايي به نام هيدراتاسيون دارد كه در اين دما فعل و انفعالات شيميايي باعث سخت شدن آن مي شود. بعد كه قالب ها از بتن باز شود، مدت ٢٨ روز طول مي كشد تا بتن به طور كامل سفت و سخت شود كه به اين مرحله عمل آوري بتن مي گويند. در طول اين مدت براي ايجاد حرارت و واكنش هاي لازم آب به بتن اضافه مي شود بعد از اين ٢٨ روز بتن، سختي لازم را براي انجام كارهاي ديگر ساختمان سازي پيدا كرده است. براي عمل آوري بتن مدت زمان لازم و استاندارد براي ساختمان سازي ٢٨ روز است. چرا كه در كمتر از اين مدت و همچنين پايين تر از دماي ١٦ درجه سانتي گراد بتن مقاومت لازم را كه ٢٤٠ كيلوگرم بر سانتي مترمربع است، پيدا نمي كند. ٣٠ تا ٤٠ درصد مقاومت بتن بستگي به دماي مناسب آن يعني بالاتر از ١٦ درجه سانتي گراد دارد. اما بتن جديد ابداعي محققان ايراني علاوه بر اين كه در دماي ١٨ درجه سانتي گراد زير صفر قابليت عمل آوري را دارد، در مدت ١٤ روز به سختي و مقاومت لازم مي رسد.

وي تاكيد مي كند: تاكنون تنها روسيه توانسته است با ساخت سيماني خاص دماي بتن ريزي را فقط تا ٤ درجه سانتي گراد زير صفر كاهش دهد. در مناطق سردسير و يخ بندان هزينه بتن ريزي بسيار بالا مي رود، چون بايد از امكانات و ابزار لازم براي فراهم كردن دماي هيدراتاسيون بتن استفاده كرد. در حالي كه ما براي نخستين بار در جهان با ساخت يك سيمان غني شده، دماي بتن ريزي را تا ١٨ درجه سانتي گراد زير صفر كاهش داده ايم و اهميت اين دستاورد به حدي بود كه فيلمي از مراحل مختلف پروژه در شبكه ٢ روسيه پخش شد. همچنين زماني كه مستندات پروژه را به موسسه بتن آلمان ارسال كرديم، اين موسسه پس از تاييد آن، به من به عنوان مدير پروژه، دكتراي افتخاري در اين زمينه اعطا كرد.

مهندس الزماني مي افزايد: مركز تحقيقات ملي مقاوم سازي ايران پس از ٢ ماه با انجام آزمايش هايي، پروژه را مورد تاييد قرار داد. اين پروژه به دليل اهميت بالا و منحصر به فرد بودن، در حال حاضر مراحل ثبت جهاني را در آمريكا مي گذراند. البته ناگفته نماند كه اختراع مذكور ثبت داخل شده است.

عضو مركز تحقيقات صنايع دفاعي در خصوص ميزان حمايت وزارت خانه هايي مثل علوم، از اين پروژه مي گويد: در مورد اين پروژه هيچ نهادي كمك نكرده است و تاكنون ٢٣ ميليون تومان هزينه آن را خود پرداخته ام.

الزماني كه ٤ مقاله در كنفرانس جامعه مهندسان عمران آ مريكا ارائه كرده است، مي گويد: پس از ١٢ سال اولين ايراني بودم كه موفق شدم در اين سازمان مقاله ارائه دهم. هر چند پذيرفته شدن اين مقاله ها بازتاب خوبي در داخل داشت ولي هنوز هيچ نهادي كاري براي من انجام نداده است. به عنوان مثال من از ابتداي اسفند بايد خدمت سربازي بروم كه اين امر مشكل بزرگي براي ادامه پروژه هايم محسوب مي شود. در حال حاضر از آ مريكا، آلمان، چين و روسيه دعوت نامه براي ادامه تحصيل و فرصت تحقيقاتي دارم ولي مي خواهم كارهايم را در ايران انجام دهد. مسئولان در ايران از حمايت نخبگان و پژوهشگران بسيار سخن مي گويند ولي وقتي به مرحله عمل مي رسد، از انجام كوچك ترين كاري خودداري مي كنند.

من ٢ پروژه ملي را به انجام رسانده ام كه نمي توانم به دلايل امنيتي آن ها را بازگو كنم ولي با اين حال هنوز نتوانسته ام از بنياد نخبگان معافيت سربازي بگيرم. هر چند حاضر شده ام در مركز تحقيقات صنايع دفاعي علاوه بر گذراندن سربازي پروژه هايم را نيز ادامه بدهم. وزارت دفاع از من حمايت مي كند ولي بنياد نخبگان هنوز كاري انجام نداده و تسهيلاتي فراهم نكرده است.

حتي به من معرفي نامه اي نمي دهد كه بتوانم در مركز تحقيقات وزارت دفاع پروژه ام را در دوران سربازي ادامه دهم.

الزماني كه داراي جايگاه اول تاليف در كشور در زمينه بتن نيز مي باشد، در خصوص پروژه اش مي گويد: اين پروژه يك بار با شكست كامل مواجه شد ولي دوباره آن را با كمك متخصصاني در رشته شيمي، معدن و هسته اي آغاز كردم و با وجود مخالفت هاي بسيار ادامه دادم و بالاخره به نتيجه رسيدم.در حال حاضر به دليل سردي هوا در غرب و شمال غرب كشور، بسياري از پروژه هاي ساختماني مي خوابد. حتي در برخي از مناطق فقط ٢ ماه از سال امكان كار وجود دارد ولي با استفاده از اين سيمان در ١٢ ماه سال مي توان پروژه هاي عمراني را با موفقيت اجرايي كرد.

به گفته الزماني، براي اولين بار در جهان با توليد اين سيمان غني شده توانسته ايم بتن سازي را در دماي ١٨ درجه سانتي گراد زير صفر امكان پذير كنيم. البته با اضافه كردن موادي به اين بتن مثل ضديخ، امكان فعال سازي آن در دما هاي پايين تر از ١٨- درجه سانتي گراد هم امكان پذير است.

با سيمان پودري ابداعي مي توان طي حداكثر ١٤ روز (نه ٢٨ روز) مقاومت بتن را به حد مناسب رساند. با استفاده از يك سري افزودني ها و اضافه كردن آن ها به اين سيمان پودري در اين درجه حرارت پايين، واكنش ها به قدري گرمازا مي شود كه دماي لازم براي هيدراتاسيون بتن فراهم مي شود. از سوي ديگر استفاده از اين سيمان در بتن ريزي مقاومت آن را ٥/٢ برابر افزايش و ميزان سايش بتن را در برابر عوامل فيزيكي و شيميايي كاهش مي دهد. بنابراين مشكلاتي كه هم اكنون در دريچه هاي سد، سازه هاي نظامي و باندهاي فرودگاه ها، در اثر سايش بتن به وجود مي آيد، بسيار كم مي شود.

عضو مركز تحقيقات صنايع دفاعي مي گويد: ناسا از اين طرح پژوهشي به عنوان گامي در جهت تحقق ساخت سازه هاي فضايي در خارج از جو زمين ياد و تقاضاي ارسال مستنداتي از آ ن براي انتشار در سايت ناسا كرده است.

وي كه داراي ١٨ مقام كشوري در عرصه بتن است ، خواستار حمايت بيشتر مقام ها و مسئولان دولتي از پژوهشگران براي تجاري سازي پروژه ها مي شود و مي افزايد: اگر پروژه هاي پژوهشي كاربردي نشود، تاثيري در بهبود وضعيت جامعه نخواهد داشت.

منبع:سایت دکتر کشاورز

ده نکته یادگرفتنی از ژاپن

ده نکته یادگرفتنی از ژاپن

در ژاپن اتفاقي بسيار مهيب و مصيبتي وحشتناك اتفاق ميافتد و ميليارد ها دلار خسارات و هزاران نفر كشته و زخمي ميدهد،اما واكنش و رفتار عمومي به اين فاجعه در جامعه ژاپن بسيار درس اموز و در واقع يك كلاس آموزشي عملي رفتارهاي انساني در برابر دنيا قرار ميگيرد.

1) آرامش
حتی یک مورد سوگواری شدید یا زدن به سروصورت دیده نشد. میزان تاثر و اندوه بطور خود بخود بالا رفته بود.

2) وقار
صفوف منظم برای آب و غذا. بدون هیچ حرف زننده یا رفتار خشن.

3) توانمندی
بعنوان نمونه معماری باورنکردنی بطوریکه ساختمانها به طرفین پیچ و تاب میخوردند ولی فرو نمی ریختند.

4) رحم و شفقت
مردم فقط اقلام مورد نیاز روزانه خود را تهیه کردند و این باعث شد همه بتوانند مقداری آذوقه تهیه کنند.

5) نظم
غارتگری دیده نشد. زورگویی یا ازدست دیگران ربودن دیده نشد. فقط تفاهم بود.

6) ایثار
پنجاه نفر از کارگران نیروگاه های اتمی ماندند تا به خنک کردن دستگاهها ادامه دهند.
7) مهربانی
رستورانها قیمتها را کاهش دادند. یک خودپرداز بدون محافظ دست نخورده ماند. دستگیری فراوان از افراد ناتوان

8) آموزش
از بچه تا پیر همه دقیقا میدانستند باید چکار کنند و دقیقا همان کار را کردند.

9) وسایل ارتباط جمعی
در انتشار اخبار بسیار خوددار بودند. از گزارشات مغرضانه خبری نبود. فقط گزارشات آرامبخش.

10) وجدان
هنگامی که در یک فروشگاه برق رفت، مردم اجناس را برگرداندند سرجایشان و به آرامی فروشگاه را ترک کردند.

در دنيا هيچ چيزي به اندازه آموختن براي ساختن يك زندگي انساني اهميت ندارد و اين آموزش از هر قوم و مليتي ميتواند باشد.

ده نکته یادگرفتنی از ژاپن

ده نکته یادگرفتنی از ژاپن

1) آرامش
حتی یک مورد سوگواری شدید یا زدن به سروصورت دیده نشد. میزان تاثر و اندوه بطور خود بخود بالا رفته بود.

2) وقار
صفوف منظم برای آب و غذا. بدون هیچ حرف زننده یا رفتار خشن.

3) توانمندی
بعنوان نمونه معماری باورنکردنی بطوریکه ساختمانها به طرفین پیچ و تاب میخوردند ولی فرو نمی ریختند.

4) رحم و شفقت
مردم فقط اقلام مورد نیاز روزانه خود را تهیه کردند و این باعث شد همه بتوانند مقداری آذوقه تهیه کنند.

5) نظم
غارتگری دیده نشد. زورگویی یا ازدست دیگران ربودن دیده نشد. فقط تفاهم بود.

6) ایثار
پنجاه نفر از کارگران نیروگاه های اتمی ماندند تا به خنک کردن دستگاهها ادامه دهند.
7) مهربانی
رستورانها قیمتها را کاهش دادند. یک خودپرداز بدون محافظ دست نخورده ماند. دستگیری فراوان از افراد ناتوان

8) آموزش
از بچه تا پیر همه دقیقا میدانستند باید چکار کنند و دقیقا همان کار را کردند.

9) وسایل ارتباط جمعی
در انتشار اخبار بسیار خوددار بودند. از گزارشات مغرضانه خبری نبود. فقط گزارشات آرامبخش.

10) وجدان
هنگامی که در یک فروشگاه برق رفت، مردم اجناس را برگرداندند سرجایشان و به آرامی فروشگاه را ترک کردند.

در دنيا هيچ چيزي به اندازه آموختن براي ساختن يك زندگي انساني اهميت ندارد و اين آموزش از هر قوم و مليتي ميتواند باشد.

انواع سدهاي بتني

انواع سدهاي بتني

طبقه بندي سدها از نظر مصالح ساختماني:

1)سدهايي كه توسط مواد متصل به هم ساخته ميشوند(سدهاي بتني)

سدهاي بتني:
شامل :

الف)سدهای قوسی
ب)سدهای وزنی

سدهای قوسی دو نوع هستند:

1-سدهای تک قوسی
2-سدهای دو قوسی

سدهای وزنی نیز دو نوع هستند:

1-سدهای وزنی
2-سدهای وزنی پایدار

سدهاي بتني تك قوسي در جهت افق(پلان)و سدهاي دو قوسي هم در جهت افق و هم در جهت قايم (مقاطع)داراي قوس ميباشند.پايداري اين سدها مربوط به شكل آنهاست.
حجم بتن مصرفي درسدهاي بتني قوسي در مقايسه با سد وزني در حدود 50% كمتر ميباشد.
سدهاي قوسي هم در جهت شعاعي و هم در جهت مماسي باربري دارند.
سدهاي دو قوسي در دره هاي بارك و با تكيه گاههاي سنگي بنا ميشوند.(چون قسمت اعظم نيرو به تكيه گاهها وارد ميشود)شكل اين دره ها تقريبا به حالت 7 شكل ميباشد.
سدهاي بتني وزني سازه اي تقريبا صلب و سنگين ميباشند كه توسط وزن خود در مقابل نيروهاي واردده مقاومت ميكنند.اين سدها معمولا در پلان مستقيم ميباشند.
سدهاي پايدار وزني علاوه بر وزن خود از وزن آب نيز در بالادست نيز براي ايجاد پايداري استفاده ميكنند.سدهاي بتني وزني در محل هايي كه داراي پي مستحكم باشند،احداث ميشوند.اين سدها در دره هاي u شكل ساخته ميشوند.
جاگذاري يا نصب تجهيزات نيروگاهي در اين نوع سدها راحت ميباشدو قسمت آبگير و پن استاك به راحتي در داخل بدنه جا ميگيرد.سدهاي بتني در پايين دست داراي شيب يكنواخت در حدود 7% تا 8% افقي و 1 در حالت عمودي مي باشند.
رويه بالادست در حالت عادي عمودي است وعرض تاج به گونه اي انتخاب ميشود كه يك جاده بتواند روي آن قرار گيرد.
المان هاي اصلي يك سد پايدار عبارتند از :
1) عرشه
2) شيب بالادست
3) پايه ها و يا ديواره هاي قايم
يك سيستم از گالري ها، سوراخ ها ، اتاقك ها و شفت ها در داخل بدنه سد جهت دسترسي و بازديد جمع آوري آب زهكشي ، نصب ابزارهاي اندازه گيري و وسايل جنبي و كنترلي د ربدنه تعبيه ميگردد.
در سدهاي بتني د رجاهايي كه نيروي كشش وارد ميشود از آرماتور استفاده ميشود و در قسمت هايي كه نيروي فشاري وارد ميشود استفاده نميشود.
در سدهاي بتني وزني پايدار مقاطع بتن معمولا فشاري است و در اين حالت آرماتور استفاده نميشود با اين وجود در مناطق بحراني و تمركز تنش هاي فشاري و نواحي فشار كم و كششي از آرماتور استفاده مي گردد.
در تمام مجاري هاي بدون پوشش كه در معرض فشار داخلي آب هستند و نيز در پائين دست دريچه ها و سريزها از آرماتور استفاده ميشود.(چون سرعت آب زياد بود نيروي وارده زياد است)

2) سدهاي كه از مواد غير متصل بهم تشكيل مي شوند:
( سدهاي خاكي ، سدهاي سنگريزه اي )

3 ) سدهايي كه از مصالح خاص استفاده مي شود:
( سد لاستيكي ، سد زير زميني )
سدهاي لاستيكي داراي ارتفاع كمي مي باشند بين 3 تا 15 متر اين سدها براي افزايش هد آب و همچنين انحراف آب مورد استفاده قرار مي گيرند.
از مزيت هاي اين سد اين است كه در مواقع سيلابي هواي آنها تخليه شده و اين سد در بستر رودخانه قرار مي گيرد و رسوبات ناشي از سيلاب در پشت آن جمع نمي شود.از معايب اين سد نيز ميتوان به سوراخ شدن آن اشاره نمود.

براي پركردن اين سدها از كمپرسور استفاده مي شود كه مي تواند
داخل آن را با هوا پر كند.

معايب سدهاي مخزني بزرگ:
1) از بين رفتن زمين هاي اطراف رودخانه
2) جابجايي ساكنين حاشيه رودخانه
3) افزايش ميزان تبخير
4) جمع شدن رسوبات در طول عمر مفيد سد باعث پر شدن مخزن سد مي گردد.چون سد در مناسبترين موقعيت توپوگرافي احداث شده است،يافتن محل جديد براي احداث سد بسيار مشكل مي باشد.

براي احداث سدهاي زيرزميني بايد مطالعات زمين شناسي و حركت آب هاي زيرزميني در حال احداث و حوضچه آن در محل احداث به طور كامل مورد بررسي قرار گيردتا محل دقيق احداث سد پيدا شود.
از مزاياي اين سدها ميتوان به تبخير كمتر ، جابجا نشدن ساكنين ، عدم از بين رفتن زمين هاي كشاورزي و حاصلخيز و مشكلات ناشي از رسوب را نام برد.
مشكل اصلي اين سدها در صورتي بوجود مي آيد كه مطالعات حوضچه آن بطور دقيق صورت نگرفته باشد و در زيرزمين نيز خروجي هاي ديگر نيز وجود داشته باشد.
انواع سدها از نظر كاربرد:
1) سدهاي مخزني:به منظور ذخيره آب براي تاءمين مصارف شرب، كشاورزي و صنعت احداث مي گردد.حجم مخزن اين سدها بسيار بزرگ است.اين نوع سدها شامل سدهاي بتني دو قوسي و بتني وزني و سدهاي خاكي مي شوند.
2) سدهاي تنظيمي:هدف از ساخت اين سدها تنظيم دبي ثابتي براي رودخانه مي باشد.اين نوع سدها در پائين دست سدهاي مخزني بزرگ احداث مي گردند.ارتفاع آنها كم و ميزان حجم آبي كه در آن ها ذخيره مي شود، كم مي باشد.جنس اين سدها اكثرا بتني با حاشيه هاي سنگريزه اي مي باشد.

3)سدهاي انحرافي:براي منحرف كردن آب مورد استفاده قرار مي گيرند،اين سدها در مسير رودخانه ها احداث مي گردند و با افزايش هد آب باعث سوار شدن آب بر زمين هاي مجاور مي گردد.همچنين از اين سدها براي منحرف كردن آب قبل و بعد از محل هاي ساخت سدهاي بزرگ استفاده مي شود.

4)سدهاي رسوبگير
اين نوع سدها داراي ارتفاع كمي مي باشد و جنس آنها بتن و سنگ مي باشد.هدف ازاين سدها براي جلوگيري از ورود رسوبات به داخل سدهاي بزرگ مي باشد و قبل از اين سدها احداث مي شوند.

سازه هاي وابسته به سد

سازه هاي وابسته به سد

پي ها وتكيه گاهها : از اركان بسيار مهم سدها مي باشند كه نياز به پايداري در طول ساخت و بهره برداري دارند.
اگرچه اغلب سدهاي بتني چه از نوع وزني و پايدار و چه از نوع قوسي بر روي بسترهاي سنگي مقاوم ساخته مي شوند، ولي نياز به كنترل مخصوصا مقاومت لغزشي و تراوشي دارند
سدهاي بتني قوسي نياز به پي و تكيه گاههاي مقاوم دارند و سدهاي بتني وزني بايد از نظر پي مقاوم باشند ولي اهميت پي و ديواره در سدهاي خاكي بسيار كمتر مي باشد.
گالري ها ، اتاقك ها و شفت ها:
اين سازه ها جهت حفاري ، تزريق،جمع آوري زهكش ها،نصب و راه اندازي و نگهداري وسايل جنبي در سدهابه كار مي روندو قسمتي از ساختمان سد مي باشند.
پائين ترين گالري در ديواره سد كه عموما در داخل پي قرار دارد، گالري زهكش ناميده مي شود و كليه آبهاي نشتي و زه ابهاي خروجي از زهكش ها وارد اين گالري مي شود و سپس از آن تخليه مي گردد.

سريزها:
سريزها سازه هاي تنظيم كننده مانند دريچه ها و سازه هاي آرام كننده جريان مانند حوضچه آرامش از تاسيسات وابسته به سد هستند و در سدهاي بتني عموما بر زاويه پائين دست بدنه سد قرار مي گيرند.

تخليه كننده ها :
جهت انتقال آب از درياچه سد به پائين دست آن به كار مي روند و اجزاء آن عبارتند از:
كانل ورودي
آبراه
اتاقك دريچه
شوت و سرسره
انرژي گير
از سازه هاي وابسته به سد هستند كه كنترل رفتار و اطمينان از عملكرد آن در رفتار سد بسيار مهم است.
دريچه ها:
تمام دريچه ها و شير آلات نصبي از تاسيسات وابسته به شمار مي روند.


نيروهاي وارد بر سد:

1 ) نيروي فشار منفذي
2 ) نيروي وزن سد
3 ) نيروي افقي آب در بالادست
4) نيروي عمودي آب در بالادست

موارد كنترل در سدهاي بتني:
تراز آب مخزن :
تراز آب مخزن با ذكر تاريخ اندازه گيري نوشته مي شود و به صورت روزانه اندازه گيري مي گردد.
تمام پارامترها از قبيل تغيير شكل ها و جابجايي هاو تاثير درجه حرارت و تنش ها،كرنش ها و نيروي uplift تابع تراز آب مي باشد.
دما :
اندازه گيري هاي دما شامل دماي آب و دماي هوا و دماي بتن در ترازها ئ نقاط مختلف است.
تراز آب بيشتر باشد بر دماي بتن تاثير درجه حرارت كمتر است چون خود يك عايق است.
تغيير شكل ها :

تغيير جابجايي ها و،تغيير مكان هاي افقي و قائم و تغيير شكل هاي داخلي و دوراني
فشار منفذي :
كه اين فشار توسط پيزومتر بدست مي آيد.
( پيزومتر براي بدست آوردن فشار نقطه اي در خاك است‌.)
فشار ناشي از آب در خاك زيري كه به سمت بالا وارد مي شود را فشار منفذي گويند و با نصب پيزومترها در جهت سراب به پاياب در پي سد مي توانيم فشار در هر نقطه را مشخص نماييم.علاوه بر آن از پيزومترها براي كاهش فشار منفذي استفاده مي گردد.
نشت آب :
اگر نشت زياد شود يعني ديواره در حال ريزش است.

حركات كل سد
زلزله :
با استفاده از دستگاه هاي زلزله نگار
بدنه،پي تكيه گاهها و سنگ بستر :
در طول عمر مفيد سد حالات مختلفي اتفاق مي افتد كه بايد سد در مقابل تمام اين حالات پايدار و ايمن باشد.اين حالات شامل وضعيت زمان ساخت اولين آبگيري در طولاني مدت تخليه سريع،شرايط سيلابي و زلزله مي باشد.
در تمام شرايط بايستي سد در مقابل واژگوني در هر يك از صفحات افقي در مقاطع مياني سد ، در كف و صفحه هاي پائين تر از كف ايمن باشدو نيز صفحات مياني بدنه و صفحات پي و يا تركيبي از آن ها لغزش رخ ندهد و بالاخره تنش ها در حد مجاز باشد.
در مورد سدهاي قوسي رفتار سد به صورت انتقال نيرو از طريق قوس ها به تكيه گاه هاو انتقال بخشي ديگر به پي مي باشد.
عموما رفتار سد در مواقع سيلابي و زلزله بايد پيش بيني گردد.پاسخ سد در مواقع زلزله به مشخصات حركت زمين در عرض و ارتفاع بستگي دارد.
حركت آب مخزن در اثر زلزله تغيير شكل پذيري سنگ كف و تاثير متقابل حركات آب ، سد و بستر بايد بررسي گردد.

اثر بارها و نيروهاي خارجي بر جسم سد به صورت هاي زير در رفتار سد ظاهر مي شود:
1) تغيير شكل سد به صورتشعاعي در جهت افق و مماسي از سراب به پاياب در سدهاي قوسي و به صورت افقي و قائم در سدهاي وزني و خاكي مي باشد
2) تغيير شكل سنگ كه شامل تراكم،تورم و يا چرخش مي شود.
3) تغييرات در درزهاي اتصال افقي
4) تغييرات كرنش و تنش در بتن
5) چرخش بدنه سد يا سنگ بستر
6) ايجاد فشار uplift
7) نشت آب
8) ايجاد ترك در بدنه و تكيه گاه ها

 

محل هاي كنترل در سدهاي بتني:
1) وجه بالادست بدنه سد:
كنترل درزها و ترك،وضعيت بتن از نظر فرسايش و خوردگي
2) وجه پائين دست:
كنترل درزها و ترك،شوره زدگي بتن (اگر زياد باشد علاوه بر نشت آب املاح بتن نيز در حال شسته شدن است)و وضعيت خود بتن
3) تاج سد:
كنترل سواره و پياده رو از لحاظ خوردگي و فرسايش عوامل طبيعي ترك و وضعيت نقاط ثابت پنج مارك
) گالري هاي بدنه سد :
نشت و ترك هاي احتمالي و درزها و وضعيت زهكش ها(در گالري تحتاني)بايد كنترل شود.
5) وضعيت پي در پنجه:
كنترل نشت آب،ترك و فرسايش بتن
6) گالري تحتاني :
كنترل ترك ها وضعيت نشت آب و زهكش ها كنترل سطح بتن و شوره زدگي
7) سريزها:
كنترل دريچه و عملكرد آن،تكيه گاهها و كابل ها و زنگ زدگي ديواره دريچه،كنترل درزها و ترك در رويه بالادست سريز،فرسايش بتن در آبگذر و تاج سريز كنترل بتن در كانال هوادهي

8)حوضچه آرامش:
حوضچه آرامش از لحاظ رسوب گذاري،فرسايش لبه ها،ديواره و كف حوضچه و وضعيت بتن
بلوك هاي ضربه گير در داخل حوضچه آرامش باعث ايجاد پرش هيدروليكي در حوضچه مي گردد.ايجاد پرش هيدروليكي و افزايش عمق ثانويه باعث افت انرژي جريان مي گردد.
9) آبگير :
كنترل سطح بتن و لبه هافوضعيت آشغال گيرها،خوردگي و زنگ زدگي
آبگير محل هايي هستند كه براي انتقال آب از درياچه سد به پائين دست و يا انتقال آب از درياچه سد كه نيروگاهها از آن ها استفاده مي شود.

براي جلوگيري از ورود آشغال ها،تنه درختان به داخل آبراهه و همچنين نيروگاهها،از آشغالگيرهايي در ورودي آن ها استفاده مي شودكه نياز به كنترل و مراقبت دارد.
10)تكيه گاهها و بستر زمين:
تكيه گاهها و پي سد يكي از مهمترين موارد كنترل در سدسازي مي باشد.به خاطر اينكه تكيه گاهها يا پي در اثر نيروهاي وارد به آنها مي توانند جابجا شوند و اين جابجايي در مقياس زياد باعث از بين رفتن سد مي گردد.بنابراين بايد تغييرات آن بطور مداوم مورد بررسي قرار گيرد.


بررسي درزها و شكاف هاي ايجاد شده در پي و ديواره و شكاف ها
در محل پي و تكيه گاههاي سد بررسي شكاف ها در صخره هاي طرفين، بررسي ريزش سنگ،ميزان رسوب گذاري در مخزن درياچه رويش گياهان در تكيه گاه ها،حفره هاي فرسايشي،لايه هاي لغزشي و انحلال در آب از موارد مهم كنترل پي و ديواره مي باشد.
1)كنترل دستگاههاي اندازه گيري و تجهيزات كنترل
ابزارهاي سازه اي،ابزارهاي زهكشي،نشت تجهيزات اندازه گيري فشار uplift زلزله نگار،شير آلات،جرثقيل ها و چراغ ها
همانطور كه اشاره شد كليد كنترل ها و اندازه گيري ها در تمام مقاطع و نقاط سد به دليل وجود نيروها و لارها و تمركز تنش از حساسيت بيشتري برخوردارند.لذا كنترل ها و اندازه گيري ها بايد با دقت بيشتر و دوره زماني كمتري در اين نقاط صورت گيرد.
اين محل هاي كنترل در سدهاي بتني وزني پايه دار با سدهاي قوسي تفاوت دارد كه به شرح زير مي باشد:

·     سدهاي پايه دار وزني:

مهمترين تغيير مكان در اين سدها در جهت سراب به پاياب (شعاعي) مي باشددر حال يكه تغيير مكان ها در جهت چپ به راست(محور سد)از اهميت كمتري برخوردار مي باشد.كليه درزها(درزهاي انقباضي و افقي)كنترل ترك و جابجايي.

·     سدهاي قوسي:

-تغيير مكان سراب به پاياب
-تغيير مكان چپ به راست يا تغيير مكان در جهت محور تاج سد(مماسي).ترك در تكيه گاهها و ترك در تونل هاي افقي و گالري ها
اصول نگهداري و تعميرات:
سدها از بزرگترين طرح هاي عمراني هر كشوري مي باشد كه در رشد و شكوفايي اقتصادي هر جامعه نقش بسزايي دارد و براي ساخت و اجراي آن ها زمان و هزينه بسيار زيادي صرف گرديده است.
حفظ،نگهداري،دوام و تضمين بهره برداري ضرورت بهره برداري محسوب مي گردد.نگهداري مقدم بر تعميرات است و منظور از نگهداري حفظ سلامت و كارايي و نگهداشتن وضعيت سازه به همان شكل اجرا و ساخت اوليه است.
اقدامات اجرايي و پيوسته جهت نگهداشتن و پيشگيري از صدمات ناشي از آسيبات حركتي،نشست و نشت آب،آسيب هاي شيميايي،صدمات زلزله و سيل و ساير صدمات فيزيكي و شيميايي منجر به تضمين سلامتي آن مي گردد.
تعميرات زماني انجام مي شود كه نگهداري جايگاهه در دستگاه بهره بردار نداشته و احتمال خطرات و اثرات سوء و مخرب در پيش باشد.
موضوع مهم در ارتباط با نگهداري و تعميرات تامين هزينه و برآورد دقيق حجم عمليات و و نيز مصالح مصرفي و نيز زمان تعميرات مي باشد.

در مرحله تعميرات پارامترهاي زير مهم مي باشد:
1) آسيب شناسي
2) اثرات حال و آينده ناشي از آسيب ديدگي
3) ضرورت و روش تعمير
4) حجم عمليات ترميم،زمان و هزينه.

آبياري تحت فشار

آبياري تحت فشار
شناخت و کاربرد سیستم های مختلف آبیاری تحت فشار

آبياري باراني و انواع آن
سیستم آبیاری بارانی روشی است که در آن آب تحت تاثیر فشار ایجاد شده به وسیله موتور پمپ ، وارد لوله های مسیر شده و از طریق آب پاشها به اطراف پخش می شود و انواع آن عبارتند از : 1 ) کلاسیک 2 ) ویل مو ( غلطان ) 3 ) قرقره ای 4 ) دوارمرکزی ( سنتر پیوت ) 5 ) لینیر ( سیستم بارانی خطی )
آبیاری بارانی به روش کلاسیک ....
کلاسیک ثابت : در این روش آبیاری پمپ و لوله های اصلی و فرعی و بال های آبیاری و آب پاشها ( کلیه اجزاء سیستم ) ثابت می باشند . در این سیستم ، به تعداد کافی بال آبیاری وجود دارد و نیازی به جابجایی بالهای آبیاری در فصل زراعی نمی باشد و با توجه به شرایط باد منطقه فواصل آبپاش را طوری تنظیم می کنند که همپوشانی کاملی ایجاد گردد . در سیستم های ثابت ممکن است بالهای آبیاری در زیر زمین کار گذاشته شده و همیشه ثابت باشند یا اینکه این بالها در ابتدای فصل رشد در روی زمینی چیده شده و در انتهای فصل رشد جمع شوند که به نوع اول سیستم های ثابت دائمی و به نوع دوم سیستم های فصلی گفته می شود. انتخاب هر یک از این دو نوع سیستم بستگی به نوع گیاه دارد .
کلاسیک ثابت با آبپاش متحرک : در این روش بالهای آبیاری ثابت ولی آب پاش ها متحرک می باشند . برای کاهش هزینه در این سیستم از آب پاشهای بزرگ استفاده می شود که به طور قابل ملاحظه ای از تعداد بالهای آبیاری بارانی ثابت و از لحاظ بهره برداری راحتتر و کم هزینه تر از بقیه سیستم ها با جابهـ جایی متناوب می باشند . از لحاظ عمر مفید تجهیزات و لوله های سیستم نیز بسیار مناسب و در صورتی که لوله ها در زیر زمین کار گذاشته شده باشند از لحاظ خطر سرقت نیز دارای ضریب اطمینان بالایی خواهند بود . علاوه بر این بدلیل فراهم بودن امکان نصب پایه های بلند برای آبپاش ها ، امکان آبیاری گیاهان پا بلند نیز وجود دارد . در مجموع سیستم های آبیاری بارانی با آبپاش متحرک به دلیل ویژگی ها و مزایای فوق الذکر از استقبال قابل توجهی در بین کشاورزان برخوردار گشته و گسترش بیشتری در سالهای اخیر داشته است .

آبیاری به طریقه سیستم موتوری چرخدار یا ویل مو
ویل مو دستگاهی است که بر روی چرخهای آلومینیومی که از دو نیم طوقه تشکیل یافته و با استفاده از موتور بنزینی 8 اسب بخار در زمینی که شکل منظم داشته و با آبگیری از شیرهای هیدرانت توسط شلنگ برزنتی زمین را آبیاری می کند و برای زراعت های چغندر قند ، گندم ، سیب زمینی ، پنبه، سویا و ... مناسب میباشد .
مشخصات فنی دستگاه :
شامل شاسی اصلی ـ موتور بنزین 8 اسب بخار ، لوله های آلومینیومی 4 اینچ ـ 12 متری ، سوپاپ ، کمربند ، وزنه،رایزر ، فواره ، نیم طوقه و چرخ کامل و شلنگ رابط تشکیل یافته است که آب پاشها به فاصله 12 متری از هم قرار گرفته است و سوپاپ ها بعد از خاتمه آبیاری شروع به تخلیه آب داخل لوله های آلومینیومی می نمایند .
نکات ایمنی :
بعد از اتمام هر آبیاری ضروری است به مدت 10 دقیقه صبر کنیم تا آب داخل لوله بطور کامل از طریق سوپاپ ها تخلیه شوند تا در زمان حرکت و انتقال دستگاه به دلیل پر بودن لوله ها از آب ، مشکل پیچش لوله حاصل نگردد و نیز برای جلوگیری از حرکت دستگاه توسط باد منطقه ضروری است با استفاده از طناب و میخ دستگاه مهار شده باشد یا اینکه بر روی چرخهای دستگاه کیسه های شنی قرار داده شود تا سیستم در امان باشد .
مزایا و معایب سیستم :
این سیستم مخصوص مزارع متوسط و بزرگ و با قدرت جابه جایی در هر زمان و انجام آبیاری به هر میزان و در هر مدت با حداقل نیروی انسانی مورد نیاز می باشد و لوله های آلومینیومی هم به عنوان محور و هم به عنوان هدایت کننده آب عمل می کند تا آب را به سر آبپاش ها برسانند و از طرفی در زمین های کاملا رسی کارآیی ندارد . چون به دلیل گلی بودن زمین به علت آبیاری در زمان حرکت دستگاه مشکل پیچش لوله ایجاد می گردد .

 در اين روشها، آب تحت فشار حاصل از کار پمپها يا اختلاف ارتفاع استاتيک در لوله‌هاي اصلي و فرعي جريان يافته و پس از خروج از نقاط خروجي در اختيار گياه قرار مي‌گيرد.
آبياري تحت فشار که به آن آبياري لوله اي (PIPE IRRIGATION) نيز اطلاق مي شود، يکي از روشهاي آبياري است که در آن آب از منبع تا محل مصرف بوسيله لوله و بصورت تحت فشار منتقل مي گردد. اين نوع آبياري به دو روش باراني و قطره اي صورت می گيرد . در روش باراني آب از طريق آبپاشهايي با فشار نسبتاً زياد ، مانند قطرات باران بصورت متناوب بر حسب دور آبياري بر سطح مزرعه پاشيده شده و تقريباً براي انواع محصولات قابل اجرا است. در حاليکه در روش قطره اي که بيشتر براي باغات و محصولات تک بوته اعمال مي شود ، آب لازم از طريق قطره چکان بطور مداوم بر حسب نياز آبي محصول در پاي ساقه گياه تأمين مي گردد. فشار بکار رفته در روش قطره اي معمولاً کمتر از روش باراني و سرمايه گذاري اوليه آن به مراتب بيش از روش باراني است و عموما" براي باغات قابل توصيه است.
در خصوص مزاياي روشهاي مختلف آبياري تحت فشار، عموما " بر راندمان بالاي اين نوع آبياري در مقايسه با روشهاي سطحي تاكيد مي شود

سيستم آبياري باراني (Sprinkler Irrigation)

سيستم آبياري باراني (Sprinkler Irrigation)

در اين روش آب از طريق سوراخهاي ريزي که در لوله‌هاي فرعي تعبيه مي‌شوند و يا از طريق آبپاشها در هوا پخش شده و سپس بصورت قطرات باران به طرف زمين برگشته و از اين طريق رطوبت مورد نياز گياه تأمين مي‌شود. اجزاي اين سيستم شامل پمپ آب، موتور، لوله‌هاي انتقال، لوله اصلي، لوله فرعي، اتصالات، شيرآلات و آبپاشها مي‌باشند.
آبياري باراني را مي توان به دو دسته کلي تقسيم‌بندي نمود که عبارتند از سيستمهاي کلاسيک و ماشينهاي آبياري.
سيستمهاي کلاسيک شامل اجزاي پمپ، لوله‌هاي اصلي و انتقال و فرعي و لترالها، رايزر، آبپاش و اتصالات مربوطه مي‌شوند که بسته به شرايط طرح و موقعيتهاي گوناگون در آن، ممکن است موجود باشند . هر کدام از اين اجزا مي‌توانند ثابت و يا قابل حمل باشند که اين عامل خود موجب تقسيم‌بندي سيستمهاي کلاسيک به سيستمهاي ثابت، نيمه‌متحرک و يا کاملاً متحرک مي‌گردد. سيستمهاي کلاسيک قابليتهاي زيادي براي طراحان بوجود آورده و اين امکان را فراهم مي‌سازند که هنگام بهره‌برداري، تعمير و تعويض اجزاي سيستم امکان‌پذير باشد. درجدول زير انواع روشهابطور خلاصه معرفي شده است .

روشهاي آبياري باراني
سيستمهاي کلاسيک
ماشينهاي آبياري
کاملا متحرک (Fully movable systems)
دستگاه دوار مرکزي (Center pivot)
نيمه متحرک
جابجايي با دست
دستگاه جابجايي خطي (Linear)
(Semi movable systems)
جابجايي با ماشين
دکل متحرک(Travelling Boom)
ثابت (Fixed systems)
خودرو با آبپاش تفنگي

سيستم آبياري قطره اي(Trickle Irrigation)

اين روش آبياری از انواع روشهای آبياری موضعی و در گروه آبياری تحت فشار است و عمدتا برای آبياری درختان و گياهان بوته ای و رديفی کاربرد دارد . در آبياری قطره ای ، آب توسط لوله هايي به مزارع منتقل شده و توسط اجزايي مانند قطره چکان در پای گياه و روی زمين ريخته می شود .
نکته حائز اهميت در روش آبياری قطره ای اينست که آب خروجي از قطره‌چکان با فشار بسيار کمی از آن خارج شده و بر روی زمين ريخته می شود و به همين علت مشکل عمده‌اي که در اين روش وجود دارد ، گرفتگي قطره چکان است. تلفات آب در اين روش بسيار کم بوده و لذا در نقاط کم‌آب که صرفه‌جويي در ميزان آب مصرفي مورد نظر است، بسيار مناسب است. خاکهاي با بافت متوسط مناسب اين روش تشخيص داده شده‌اند.

سيستم آبياري قطره اي و اجزاي آن

آبياري قطره اي سيستمي است كه در آن آب به ميزان اندك در سطح و يا زير خاك در ناحيه ريشه در اختيار گياه قرار مي گيرد . اين سيستم به نوبه خود داراي برخي محدوديتها و مزايايي مي باشد . از جمله برخي مزاياي اين روش مي توان به افزايش راندمان مصرف آب ، كاهش تلفات نفوذ عمقي ، عدم وجود تلفات برگاب و تبخير مستقيم از سطح برگها ، كاهش رويش علفهاي هرز و بيماريها و آفات گياهي ، امكان آبياري با آبهاي شور ، سهولت در رساندن كود به گياه و كاهش هزينه هاي كارگري و ساير موارد اشاره نمود . از طرفي اين سيستم داراي برخي محدوديتها مي باشد كه از جمله اهم آن بايد به مشكلات ناشي از گرفتگي قطره چكان و بروز مشكلات شوري اشاره نمود كه بهترين راه حل براي پيشگيري اين مشكل اعمال مديريت صحيح مي باشد .
تمامي لوله ها ، شيرها ، اتصالات و قطره چكانها در اين سيستم ، تحت فشار عمل
مي نمايند . فشار مورد نياز اين سيستم معمولاً از طريق سيستم پمپاژ و يا درصورت امكان و برخي شرايط خاص از اختلاف ارتفاع منبع تأمين آب با محل مصرف حاصل مي شود . به همين دليل سيستم پمپاژ برای آبياری قطره ای مورد نياز نميباشد .
يك سيستم آبياري قطره اي بطور كلي شامل اجزاي اصلي پمپ ، سيستم *****اسيون ، مجموعه خطوط لوله ، اتصالات و قطره چكانها مي باشد كه ذيلاً شرح مختصري از هر يك
ارائه مي شود .
پمپ

همانگونه كه ذكرشده جريان در قطره چكانها بصورت تحت فشار بوده و در نتيجه عملكرد
آن ، آب با فشار صفر به روي خاك مي ريزد . فشار مورد نياز سرويس قطره چكان ، ‌عمدتاً توسط
پمپ و يا اختلاف ارتفاع منبع و محل مصرف تأمين مي شود . علاوه بر اين افتهاي هيدروليكي در سيستم كنترل مركزي و در لوله ها و اتصالات و افتهاي ناشي از توپوگرافي منطقه نيز توسط پمپ مرتفع مي گردند . پمپهائي كه در سيستم قطره اي مورد استفاده قرار مي گيرند ، غالباً از نوع سانتريفيوژ هستند .
واحد كنترل مركزي

واحد كنترل مركزي از دستگاههايي تشكيل شده كه آب را پس از تصفيه و افزايش كود (درصورت نياز) و با كنترل دقيق ميزان دبي جريان و تنظيم فشار وارد لوله اصلي شبكه آبياري قطره اي مي نمايد .
لوازم بكار رفته در سيستم كنترل مركزي عبارتند از :
- انواع صافيهاي آب شامل صافي توري ، صافي سيكلوني ، صافي شني
- انواع وسايل اندازه گيري ميزان جريان ، شيرهاي خودكار حجمي ، كنتور آب ، شيرهاي خودكار كنترل زماني ، شير يكطرفه و در سيستمهاي مدرن آبياري وسائل كامپيوتري جهت كنترل و قطع و وصل شيرهاي آب قطعات آبياري بصورت اتوماتيك و با برنامه ريزي كامپيوتري
- دستگاه تنظيم كننده فشار
- شير تخليه هوا
- دستگاه تزريق كننده ، تانك كود ، جهت مصرف كود
لوله هاي اصلي و نيمه اصلي

اين لوله ها معمولاً از جنس پلي اتيلن يا P.V.C يا آزبست مي باشند . لوله اصلي آب را از دستگاه كنترل مركزي به لوله هاي نيمه اصلي مي رساند . اين لوله ها در عمق مناسبي در داخل خاك قرار داده مي شوند . در اين طرح جنس لوله ها ، پلی اتيلن انتخاب شده است .
لوله هاي رابط (مانيفولدها)

جنس اين لوله ها از پلي اتيلن و بندرت از P.V.C مي باشد كه در عمق مناسبي از خاك
قرار گرفته و آب را از لوله هاي نيمه اصلي (يا اصلي) گرفته و در لوله هاي فرعي كه در سطح خاك و در جهت رديفهاي كشت قرار دارند پخش مي كنند .
لوله هاي فرعي (لوله هاي آبده)

جنس اين لوله ها از پلي اتيلن نرم بوده و در كنار رديف درختان روي زمين پهن شده و قطره چكانها در محلهاي مناسب روي آن نصب مي گردند .
قطره چكانها

قطره چكانها انواع و اقسام متنوعي دارند و روي لوله هاي فرعي نصب مي گردند وظيفه اصلي قطره چكانها شكستن فشار آب داخل لوله فرعي و ريزش آب بصورت قطره قطره روي خاك مي باشد . برخی از قطره چکانها قابليت توزيع دبی ثابت در فشار کاری 18-8 متر را دارند . تنظيم فشار توسط ديافراگمی که در داخل قطره چکان تعبيه شده است ، صورت می گيرد .
شيرآلات

انواع مختلفي از شيرآلات جهت مصارف گوناگون در سيستم آبياري قطره اي مورد استفاده قرار مي گيرند . شيرهاي نصب شده روي خطوط اصلي و نيمه اصلي عمدتاً‌ از نوع چدني دو سر فلنج بوده و وظيفه قطع و وصل كردن جريان آب در اين لوله ها را بعهده دارند . بطور معمول اين شيرها در داخل حوضچه هائي جهت دسترسي آسان قرارداده مي شوند .
شيرهاي فشارشكن به منظور كنترل فشار و كاهش آن در شبكه مورد استفاده قرار مي گيرند و آن وسيله اي است كه داراي مكانيسم خاصي بوده و افزايش فشار آب بيش از حد مجاز در ورودي خود را كاهش داده و به فشار مورد نظر مي رساند .
شيرهاي قطع و وصل ابتداي خطوط فرعی و مانيفولدها جهت كنترل و قطع و وصل جريان به داخل اين لوله ها و مانيفولدها مورد استفاده قرار مي گيرند . اين شيرها عموماً بر روي رايزر منشعب از لوله نيمه اصلي (يا اصلي) بر روي سطح زمين نصب مي گردند .
شيرهاي يكطرفه نيز عمدتاً در سيستم كنترل مركزي و پمپاژ جهت جلوگيري از جريان معكوس آب تعبيه مي گردند .

 - مزاياي آبياري باراني

- با روش باراني مي توان جريانهاي دائم و کم مثل جريانات ثابت محدود از قنوات و چاهها را بدون ذخيره سازي به شکل مؤثري با راندمان خوب مورد استفاده قرار داد.
- در اراضي پرشيب و با عوارض توپوگرافي زياد از ايجاد رواناب سطحي و فرسايش خاک (که از معايب آبياري سطحي در اين اراضي محسوب مي شوند) مي توان بنحو مؤثري جلوگيري کرد.
- اراضي با عمق خاک محدود که قابل تسطيح نيستند را ميتوان بدون تسطيح آبياري نمود.
- در خاکهاي کم عمق و يا براي برخي محصولات با عمق ريشه کم و نيز در آبياريهاي اوليه که آبياري بايد با عمق کم و در کوتاه مدت انجام شود روشهاي آبياري سطحي راندمان مطلوبي نداشته ولي آبياري باراني را مي توان با راندمان خوبي بکار برد.
- آبياري قبل از کاشت يا اولين آبياريهاي بعد از کاشت و قبل از جوانه زدن محصول را که سبک و با عمق کم هستند و با روش هاي آبياري سطحي باعث جابجائي بذر يا سله بستن خاک مي شوند را مي توان بنحو مؤثري با روش باراني انجام داد و بعد از سبز شدن محصول براي آبياري سنگين بعدي مي توان از روش آبياري سطحي استفاده کرد.
- کارگر آبياري مورد نياز در روشهاي باراني معمولاً کمتر از آبياري با روشهاي سطحي است و در آبياري سطحي معمولاً در تمامي طول آبياري کارگر آبيار حضور دارد در حاليکه در روش باراني کارگر آبيار فقط عمل جابجايي لوله ها را (در روشهاي جابجايي دستي) انجام ميدهد و در برخي روشها نيز اساساً به کارگر آبيار نيازي نيست.
- آبياري باراني را براحتي مي توان تا حد مورد نياز اتوماتيک کرد بنحويکه در سيستمهاي ثابت باراني اصلاً به کارگر و تصميم گيريهاي مديريتي نيازي نباشد.
- در روشهاي باراني مي توان از کارگر غير ماهر آبيار استفاده کرد زيرا که در سيستمهاي جابجائي دستي فقط بايد کار مکانيکي انجام شود و تصميم گيريهاي عمده بوسيله مدير مزرعه و يا طراح سيستم انجام شده است.
- ميتوان شرايط حاد اقليمي را بوسيله آبياري باراني تا حدودي تعديل کرد و اثرات سوء آن بر عملکرد محصول را کاهش داد. مثلاً در حرارت بالا که ممکن است عليرغم وجود رطوبت کافي در خاک محصول دچار پژمردگي موقت شود و نيز در سرماي غير مترقبه در صورتي که يخبندان در ساعات کوتاهي از شب موجب تلف شدن محصول گردد و يا در مورد باغات، گرماي چند روزه در اواخر زمستان ممکن است شکوفه دهي را تسريع کند و يخبندان متعاقب آن سر درختي را بريزد مي توان با سرد کردن يا گرم کردن مصنوعي محيط اطراف، ميزان محصول را افزايش داد.
- با روش باراني مي توان آبشوئي در حين فصل کشت را بطور يکنواخت و مؤثر انجام داد.
- راندمان کاربرد در روش باراني که صحيح طرح شده و مورد بهره برداري قرار گيرد معمولاً از روش آبياري سطحي بالاتر است.
- خصوصيات آبياري باراني

عموما" لازمه كاربرد موفق آبياري باراني مستلزم شناخت شرايط ويژه فني و اجتـماعي مناطق مي باشد كه بشرط تشخيص مناسب وضعيت مي تواند در مقايسه با روشهاي ديگر توجيه پذير باشد . از جمله اين موارد ميتوان به موضوعات زير اشاره نمود .
- آبياري سبک

در روش آبياري باراني چون مي توان آبياري را با عمق خالص کم نيز با راندمان خوبي انجام داد اجراي آن در خاکهاي بافت سبك نتايج رضايت بخش دارد .
- اقليم منطقه

محدوديت ايجاد شده از منظر اقليم برای اين روش آبياری شامل:
- تبخير زياد و رسوب املاح بر روی برگها در نتيجه دمای هوای زياد
-عدم يکنواختی پخش و توزيع آب در نتيجه سرعت باد(معمولا بيشتر از 3 متر در ثانيه)
می باشند.
- شيب و توپوگرافي

يکي از مزاياي آبياري باراني آن است که نياز به احجام زياد تسطيح در اراضي پر شيب و داراي عوارض توپوگرافي را مرتفع ساخته با طراحي صحيح سيستم باراني مي توان از رواناب سطحي و نتيجتاً فرسايش خاک در اين اراضي پيشگيري نمود.
- نفوذ پذيري

آبياري باراني به گونه اي طراحي مي شود که شدت پاشش آب از نفوذپذيري خاک کمتر باشد و گاهي نفوذپذيري نهايي خاک بعنوان ملاک تعيين شدت پاشش آب در نظر گرفته مي شود.

۲۱ کلید طلایی برای کار ساختمان

۲۱ کلید طلایی برای کار ساختمان

۱) کارگران کارگاه‌های ساختمانی باید مجهز به کلاه و کفش ایمنی باشند و بسته به شرایط و نوع کار، سایر وسایل حفاظت فردی همچون دستکش، ماسک، کمربند و طناب نجات نیزمطابق ضوابط آئین نامه مربوط باید در اختیار آنها قرار داده شود.
۲) تمامی معابر، پلکان‌ها، سطوح شیبدار، باز شوها، پرتگاه‌ها و نقاطی که احتمال خطر سقوط افراد را دربر دارند، باید با نرده و پوشش‌های موقت و مناسب حفاظت شوند .
۳ ) از کار کردن کارگران روی بام ساختمان‌ها در هنگام باد و توفان و بارندگی شدید و یا هنگامی که سطح بام پوشیده از یخ باشد ، جلوگیری به عمل آید .
۴ ) در هنگام کار روی بام‌های شیبدار و یا بام‌های پوشیده از صفحات شکننده مانند صفحات موجدار نور گیر و ورق‌های فشرده سیمانی (ایرانیت) باید از نردبان‌ها یا صفحات تراولینگ با عرض حداقل ۲۵سانتیمتر استفاده شود .این نردبان‌ها و صفحات باید محکم و مطمئن نصب شده باشند تا احتمال لغزش آنها در زیر پای کارگران کاهش یابد.
۵ ) در لبه سطوح شیبدار باید موانع مناسب و کافی برای جلوگیری از سقوط کارگر یا ابزار کارپیش بینی شود .
۶ ) کارگرانی که روی بام‌های شیبدار با شیب بیش از ۲۰ درجه کار می کنند باید مجهز به کمربند ایمنی و طناب نجات باشند.
۷ ) معابری که برای عبور فرغون یا چرخ‌های دستی ساخته می‌شود باید دارای سطوح صاف باشد و برای عبور هر فرغون حداقل یک متر عرض در نظر گرفته شود .
۸ ) قالب بتن باید قبل از بتن ریزی مورد بازرسی قرار گرفته و نسبت به استحکام آن اطمینان حاصل شود.
۹ ) هنگام برداشتن قالب بتن باید احتیاط‌های لازم به منظور حفاظت کارگران ازخطر احتمالی سقوط بتن یا قالب بکار برده شود.
۱۰ ) دستگاه‌های بتن ساز باید دارای ضامن باشند تا هنگام تمیز کردن‌، دستگاه را قفل و از حرکت اتفاقی آن جلوگیری شود.
۱۱ ) بالا بردن تیرهای آهن باید با استفاده از کابل یا طناب‌های محکم انجام شود و برای جلوگیری از خم شدن بیش از حد کابل، باید چوب یا وسیله مشابه دیگری بین تیر آهن و کابل قرار داده شود .در این شرایط از زنجیر برای بالا بردن تیر آهن استفاده کنید.
۱۲ ) هنگام نصب ستون‌ها یا تیرهای آهن، قبل از جداکردن نگهدارنده تیر آهن باید حداقل نصف تعداد پیچ و مهره‌ها را بسته یا جوشکاری لازم انجام شده باشد .همچنین قبل از نصب تیر آهن دیگر ، تیر آهن زیرین باید صد در صد پیچ و مهره و یا جوشکاری شده باشد .
۱۳ ) خرپاها باید به ‌وسیله نگهدارنده روی پایه قرار گیرند و پس از نصب مهارهای لازم و اطمینان کامل از پایدار بودن آن، از نگهدارنده جدا شوند .
۱۴ ) در مواردی که ستون‌های آهن روی هم قرار می گیرند نباید بیش از یک طبقه ستون بدون جوشکاری و اتصالات لازم روی ستون زیرین قرار داده شود .
۱۵ ) هنگام بارندگی شدید و وزش بادهای سخت و یخبندان ،از نصب و بر پاداشتن تیرهای فلزی خودداری کنید .
۱۶ ) انجام جوشکاری الکتریکی روی داربست‌های آویزان که با کابل نگهداری می شود مجاز نیست .کابل‌های دستگاه‌های جوشکاری الکتریکی باید دارای روپوش عایق مطمئن و بدون زدگی باشد .
۱۷ ) از گذاشتن بار و تکیه دادن داربست به کارهای بنایی که ملات آن به‌طور کامل سفت نشده خودداری کنید. کارگران را نباید به بالا بردن و پائین آوردن بار و ابزار کار محکم یا سنگین به وسیله نردبان وادار کرد .
۱۸ ) هنگامی که کارهای بنایی در طبقات زیر انجام می شود ، باید سقف یا پوشش مناسبی برای نصب و بر پا داشتن تیر آهن و کارهای بتنی و نصب سنگ در طبقات قرار داده شود تا کارگران از سقوط مصالح از طبقات بالا ایمن باشند.
۱۹ ) ظرف محتوی قیر داغ نباید در محوطه بسته نگهداری شود مگر آنکه قسمتی از محوطه باز بوده و تهویه به‌طور کامل و کافی انجام گیرد .
۲۰ ) بالا بردن آسفالت یا قیر داغ به‌وسیله کارگر و نردبان ممنوع است. شعله‌های باز،مشعل،کبریت مشتعل و وسایل مشابه نیز نباید در مجاورت دهانه‌های مجاری فاضلاب، خطوط اصلی گاز و مجاری مشابه قرار داده شود .
۲۱ ) برای گرم کردن بشکه‌های محتوی قیر باید ابتدا قسمت فوقانی قیر در ظرف ذوب شود. از حرارت دادن و تابش شعله به قسمت‌های زیرین ظرف قیر در ابتدای کار خودداری کنید.

خصوصيات بتن سبك

خصوصيات بتن سبك

بتن سبك ماده اي است با تركيبات جديد و فوق العاده سبك و مقاوم .

مواد تشكيل دهنده بتن سبك عبارت است از ورموكوليت، پرليت، سنگ بازالت و سيمان تيپ 2 و ...

در اين بتن همانند بتنهاي عادي ، از ماسه استفاده نمي شود.

عدم وجود ماسه باعث سبك و همگن شدن ساختار بتن گرديده و باعث مي شود كه مواد تشكيل دهنده كه تقريبا" از يك خانواده مي باشند و بهتر همديگر را جذب كنند .

ساختمان اين بتن متخلخل بوده و اين مسئله پارامتر بسيار موثري است. چون تخلخل موجود در بتن باعث مقاوم شدن در برابر زلزله و عايق شدن در برابر صدا ، گرما و سرما مي گردد .

تركيبات اين بتن به گونه اي عمل مي كند كه حالت ضد رطوبت به خود گرفته و به مانند بتن معمولي كه جذب آب دارد عمل نكرده و آب را از خود دفع مي كند .

اين بتن تحت فشار مستقيم (پرس) ساخته مي شود .

بدليل شكل گيري بتن در فشار، ساختار آن دارا ي يكپارچگي قابل قبولي است .

بتن سبك در قالبهاي طراحي شده توسط متخصصين ، بصورت يكپارچه ريخته مي شود .

بدليل يكپارچگي در نوع ساختمان بتن ، قطعه توليدي از استحكام بالايي برخوردار شده و مقاومت بالايي نيز در برابر زلزله از خود نشان خواهد داد .

براي تقويت اين بتن از يك يا چند لايه شبكه فلزي در داخل بتن استفاده شده كه اين حالت همانند مسلح كردن بتن معمولي بوسيله ميلگرد مي باشد .

هزينه توليد اين نوع بتن از ديگر مواد ساختماني به نسبت ويژگي آن پايينتر است.

زمان بسيار كمتري جهت توليد ديوار هاي بتني سبك يا قطعات ديگر لازم است .

پرت مواد اوليه جهت توليد بتن سبك بسيار كمتر از بتن معمولي است. چون تمام مراحل توليد در محل مشخصي صورت گرفته و جهت توليد پروسه اي طراحي گرديده است .

بدليل طراحي كليه مراحل توليد و وجود نظارت بر تمامي اين مراحل ماده توليدي داراي استاندارد خاصي تعريف شده است . (مهندسي ساز)

خريد مصالح بطور عمده صورت مي گيرد و هزينه كمتري براي سازنده در بر خواهد داشت و در نهايت خانه پيش ساخته با قيمت پائين تري عرضه مي گردد .

قطعات توليدي در كارخانه از آزمايشات كنترل كيفيت گذر كرده و در صورت تائيد به بازار مصرف
عرضه مي گردد .

بتن سبك مسطح بوده كه مي توان با يك ماستيك كاري ساده بر روي آن رنگ آميزي كرد

انواع ترک در ساختمان و تعمیر آن

انواع ترک در ساختمان و تعمیر آن

افت پي بر اثر عواملي همچون رطوبت و فشارهاي وارده از طبقات ، بي مقاومتي خاك و عملكردهاي آن پيش مي آيد . همچنين نوع مصالح مصرفي و اجراي غيرفني ، سبب نشستهاي پي مي شود . در مجموع ، بر اثر حركات زمين ، اسكلت بنا حركت مي كند و شكستهاي مختلف كه شامل تركهاي عميق و يا معمولي و در مواردي به شكل مويي است ، نمايان مي شود.
موقعيت ترك :
تركهاي عميق : اين تركها گاهي به طور دائمي به وجود مي آيد و دليل آن نشست مرتب پي است كه در اين صورت ، بودن ساكنان در ساختمان خطرناك است.
تركهاي ثابت : معمولا پس از نشست پي ، تحرك ساختمان كم مي شود. اين پديده بر اثر قطع رطوبت و فشرده شدن سطح زير پيش مي ايد. در نتيجه ، شكست و افت ديوارها و اسكلت بنا نيز متوقف ، و حالت ترك ثابت مي شود.
موي تركهاي معمولي : اين تركها در اثر افتهاي كوچك در اسكلت بنا و به واسطه نيروها و در مواردي به علت نوع مصالح اندود به وجود مي ايند. رطوبت ، انقباض و انبساط حاصله در مقابل خشك شدن سطوح مرطوب ، باعث ايجاد تركهاي مويي مي شود.
حالتهاي ترك :
ترك را به شكلهاي مختلف مي توان آزمايش كرد. نوع خطرناك و بدون خطر آنها را به شكلهاي زير مي توان شناسايي كرد:
الف) بند دوقسمت ديوار را كه بر اثر تركهاي عميق از يكديگر جدا شده اند ، با گچ دستي طوري كف كش مي كنيم كه ملات فقط دو قسمت جدا شده را پوشش دهد ؛ يعني در تركها نفوذ نكند
پس از خودگيري و خشك شدن ملات گچ ، چنانچه از ديوار جدا شود ، اسكلت در حال نشست و افت كامل است كه بايد در مورد آن با احتياط رفتار كرد.
ب) در موارد ذكر شده در بالا ، مي توان روي ترك دو قسمت جدا شده ديوار را نوار كاغذي از جنس كاهي نازك به ابعاد 30*3 سانتيمتر به شكل ضربدر (*) با پونز نصب كرد. چنانچه كاغذ پاره شود ، شكست و نشست در ساختمان بسيار خطرناك مي باشد. در اين صورت ، ساختمان بايد از سكنه خالي شود.
ج) در نشستهاي خطرناك ، كلاف پنجره بر اثر نيروي فشار ، اهرم و دفرمه مي شود . به علت بالا بودن ضريب شكنندگي ، شيشه پنجره ها ترك مي خورند و مي شكنند.
د) در افتهاي مداوم پي و مواقع سكوت ، صداهاي "تك تك " كه حاصل ترك مصالح و بويژه اجركاري است ، شنيده مي شود.
روش تعمير تركها :
همانطور كه گفتيم ، بر اثر نشست ، تركهايي به وجود مي آيد كه برخي از آنها مويين و ريز هسنتد . با خالي كردن اطراف آنها و با " كشته كشي " و كشيدن پنبه آب روي سطوح تركهاي مويين آنها گرفته و آماده نقاشي مي شوند.
تركهاي نيمه عميق :
بر اثر حركت پذيري سقف توفال كه از انقباض و انبساط رطوبت و حرارت حاصل مي شوند . تركهايي به وجود مي آيد . اين تركها را با نوك كاردك و ماله خالي مي كنيم و پس از " آماده كشي " و پرداخت كشته و پنبه زني ، تركها را مي گيريم و آماده نقاشي ميكنيم.
تركهاي عميق :
اطراف ترك را با تيشه مي تراشيم و سپس درز آن را كاملا خالي مي كنيم. كاربردن گچ دستي و كف كش كردن ، درون ترك را پر و سطح آن را با گچ آماده صاف مي كنيم . سپس با گچ كشته و پنبه اب ، سوح آن را كاملا پرداخت و آماده نقاشي مي كنيم.
توجه شود : چون سطح كشته كشي در بعد بيشتري انجام مي شود تا خطر كپ كردن به وجود نيايد ، بابد اصولي را به كاربرد تا سطح ترك از اطراف به شكل پخ از گچكاري و اندود برداشته شود تا عمق ترك در سطحي عريض پيوند شود. به اين عمل اصطلاحا " پرداخت كردن ، كشته و همسطح كردن با زمينه در گچكاري قديمي " مي گويند.
ترك در تقاطع ديوار :
ديوارها بر اثر نداشتن پيوند با هشت گير ترك مي خورند . در مواقعي نشست و شكست ديوارها ، تركها كاملا باز و رويت مي شوند . در بعضي موارد ، اين تركها بسيار عميق هستند ؛ به طوري كه مي توان دست را در درون آنها حركت داد . در اين حالت ، چنين عمل مي كنيم :
1- سطح ترك را از دو طرف كاملا با تيشه مي تراشيم ، و پس از جارو ، سطوح آن را كاملا مرطوب مي كنيم .
2- چنانچه لازم باشد ، كنارهاي ترك را با قلم و چكش چند سانتيمتر بازتر مي كنيم تا نشست گچ با عمق بيشتري انجام شود.
3- ملات گچ تيزون را شلاقي در درون ترك مي كوبيم تا سطح ترك كاملا پر شود.
4- پس از پر كردن ترك به شكل سرتاسري و كف كش كردن گچ تيزون ، اندود گچ و خاك را اجرا مي كنيم.
5- در صورت نياز ، ترك را شمشه گيري مي كنيم تا در سطح گچكاري يكنواختي به وجود آيد.
6- با گچ آماده و سپس گچ كشته ، سطح اندود را " سفيدكاري" مي كنيم و با پنبه آب زدن براي پرداخت ، گچكاري را خاتمه مي دهيم.
توجه شود: چنانچه در محل تقاطع ديوار ديوار ابزار گرد زده شود ، يعني ماهيچه به وجود آيد ، ترك مجددي پيش نخواهد آمد .
ترك در نعل درگاه :
به علتهاي زير ، نعل درگاه و سوح زير آن مي شكنند :
الف) در اثر نشست ستون زير نعل درگاه ، به علت اهرم شدن آن ، برش افقي به وجود آيد.
ب) برشهاي عمودي به خاطر وجود پيوند و اثر نيروهاي فشاري در امتداد تير نعل درگاه و برشهاي طولي بعد از مقدار گير نعل درگاه به وجود مي آيد كه در هر دو حالت ، جداره تركها را مي تراشيم ، باز مي كنيم و سپس گرد آن را مي گيريم . بهد ، محل مرطوب شده را با اصطلاحا گچ تيزون ( زودگير) پر مي كنيم و زمينه را با كشته كشي آماده مي سازيم و سپس تركها را به ترتيب ترميم و تعمير مي كنيم.

پيوند در تركهاي عميق :
چنانچه ترك عميق باشد ، رجهاي بريده شده را از دو طرف به اندازه يك نيمه ، خالي مي كنيم و با به كاربردن ملات مرغوب و اجرهاي راسته مقاوم ، سطح ترك را در عزض ديوار با رعايت پيوند ، كامل مي گيريم و سپس مبادرت به اندودكاري مي كنيم. در اين صورت ، اثر ترك كلي محو مي شود. در بعضي موارد ترك به حدي است كه از بيرون نور و اشيا قابل رويت مي شود .
به طور مسلم ، اين ترك و شكست و نشست از پي شروع مي شود و تا بالاترين قسمت ساختمان ادامه مي يابد كه براي تعمير ان ، به اينصورت عمل مي كنيم : مسير ترك را در كفسازي دنبال مي كنيم و با برداشتن كفسازي به پي مي رسيم . تعمير از پي شروع مي شود . پاز كرسي چيني ، جداره ترك را جهت به وجود آوردن پيوند خالي مي كنيم . پس از بنايي ترك مذكور ، در عمق ديوار اندود و سفيدكاري انجام مي دهيم.
رفع ترك اطراف ستونهاي فلزي :
در اجراي اسكلت فلزي كنار ستون فلزي ، هر 60 سانتيمتر ، ميلگرد با برگشت به صورت L خوابيده به نام علمي كيليبس به معناي گيره ، چفت و بست ، پهلو گرفتن و سفت كردن است . آهنگر اسكلت ساز آن را اصطلاحا كلمس مي گويد . حدودا به قطر نمره 16 ميليمتر و به طول 50 سانتيمتر و برگشت ( گونيا زاويه 90 درجه ) حدود 12 سانتيمتر پاجوش به قطر كافي اتصال مي شود. اين اجرا ديوار آجري را با ستون فلزي به طور اصولي پيوند و اتصال مي دهد. اجراي اصولي اين روش يه اين شرح است كه كيليپس زا به دو ستون مقابل و در راستاي يكديگر جوش مي دهيم . سپس ، با ميلگرد راستاي هم قطر و با رعايت اورلپ به دو كيليپس جوش مي دهيم . توجه گردد كه چنانچه فاصله دو ستون فلزي مقابل از 3 متر بيشتر باشد ، بايد از وجود وادار ، فلزي مانند سپري جهت نصب بين دو ستون استفاده كنيم. سپس ، كيليپس گذاري بين ستونها و وادار را در راستاي يكديگر انجام دهيم . بهد هم سفتكاري ديوار را اجرا كنيم. باز هم توجه گردد كه چنانچه فاصله تير زيرين و تير فوقاني در قاب ، مرتفع و بيشتر از ارتفاع 3 متر باشد ، بايد از وجود تير فرعي غير باربري مانند نبشي استفاده كنيم . به طور مسلم ، اتصال تير فرعي با وادار و اجراي كليپس گذاري در مجموعه ذكر شده ، سفتكاري را با اسكلت فلزي كاملا درگير مي سازد. با اين روش اولا وجود تركها در موقع نشست از بين خواهد رفت ؛ ثانيا در مقابل زلزله و تحركات زمين ، ديوارهاي ساختمان و به خصوص ديوارهاي خارجي نگهداري مي شوند كه از براي تعمير چنين عمل مي كنيم :
1- سطح اندود رويه ، آستر روي ستون و دو ديوار متصل به ستون فلزي را به عرض 100 سانتيمتر و در شرايط محدود حتي به عرضي كمتر ، جمع اوري مي كنيم .
2- به فاصله و ارتفاع هر 60 سانتيمتر از ذدو ديوار ، كناره ستون را در يك رج افقي به اندازه 50 سانتيمتر خالي مي كنيم.
3- عمل كليپس گذاري را در دو رج خالي شده با ستون فلزي از ميلگرد حداقل نمره 16 با جوش مطمئن و كافي انجام مي دهيم.
4- محل خالي را با ملات مرغوب و آجر نيم لايي آبخور به طور اصولي انجام مي دهيم تا شكاف گرفته شود.
5- پس از جارو زدن سطح تراشيده شده و آب پاشيدن به ان ، ميخ سر كج را به فاصله هر 25 سانتيمتر طوري مي كوبيم كه 5/1 سانتيمتر با سطح ستون و سفتكاري فاصله داشته باشد.
6- توري گالوانيزه به عرض 80 سانتيمتر را توسط سيم آرماتور بندي با قلاب مطمئن و محكم به ميخهاي سركج مي بنديم .
7- اندود آستر را طوري انجام مي دهيم كه توري در وسط ملات قرار گيرد و اندود را مسلح سازد.
8- پس از آستر ، عمل سفيدكاري و لكه گيري و سپس رنگ و روغن را انجام مي دهيم.
با اين روشهايي كه در بالا توضيح دادم چنانچه نشست به وجود آيد ، ديگر ترك در كناره ستون فلزي به وجود نخواهد آمد.

كاربرد درزهاي ساختماني

كاربرد درزهاي ساختماني

در هر توقف عمليات بتن‌ريزي كه موجب سخت شدن بتن مي‌گردد، درز ساخت (درز اجرايي) به وجود مي‌آيد. به طور كلي هرگاه زمان قطع بتن‌ريزي از 30 دقيقه تجاوز كند، بايد آن نقطه را يك درز اجرايي به حساب آورد، مگر آنكه حالت خميري بتن با تدابيري به آن بازگردانده شود. درز ساخت ممكن است داراي وضعيتهاي مختلفي باشد، ولي معمولاً قائم يا افقي است. معمولاً سعي مي‌شود محل درز ساخت به محل يكي ديگر از انواع درزها منطبق گردد. در تيرها و شاه‌تيرها درزهاي ساخت، بايد تقريباً عمود بر محور اين اعضا بوده و هيچگاه با محور عضو موازي نباشد.

درز ساخت مي‌تواند در اعضا و قطعات بتن‌آرمه در محل لنگر خمشي ماكزيمم قرار گيرد، زيرا در اين اعضا تنشهاي كششي توسط فولادهاي كششي تحمل مي‌شوند. درزهاي اجرايي نبايد در محلي كه قرار است بتن تحمل برش نمايد، قرار گيرند. بنابراين در ساخت اعضاي خمشي اگر قرار است بتن‌ريزي در بيش از يك مرحله صورت گيرد، بايد ترتيبي اتخاذ شود كه قطع بتن‌ريزي در مجاورت تكيه‌گاه نبوده، بلكه در نزديكي وسط دهانه باشد.

تيرها، شاه‌تيرها، دالها، سرستونها و مانند آنها همگي قسمتهايي از يك كف به حساب مي‌آيند كه بايد در يك مرحله بتن‌ريزي شوند، بتن‌ريزي ستونها اجباراً در تراز هر طبقه در محل سرستون يا تير متوقف مي‌شود. درزهاي ساخت عموماً در ساختمانهاي بتني كاربرد دارند. درزهاي ساخت بايد در محلهاي مناسب و زير نظر دستگاه نظارت تعبيه شوند.

كاربرد درزهاي حركتي

1 درزهاي انقباضي

اين درزها معمولاً به منظور جلوگيري از بروز تركهاي ناشي از جمع شدن بتن تعبيه مي‌شوند. اگر در فواصل معين درز انقباض در نظر گرفته نشود، روي سطوح پياده‌روها يا ديوارهاي بتني تركهايي پديد خواهد آمد. آرماتورها غالباً مي‌توانند محل بروز تركها را كنترل نمايند، همچنين، وجود درزهاي انقباضي كه محلشان به طور صحيح انتخاب شده باشد، مي‌توانند مانع بروز ترك شوند. عملكرد اين درزها به صورتي است كه انقباض طرفين درز در محل درز متمركز مي‌گردد. در حقيقت اين درزها داراي نوعي عدم پيوستگي عمومي هستند، ليكن شكاف اوليه‌اي بين بتن دو طرف درز وجود ندارد. در روسازيها جايي كه داراي عرض بيش از 75/3 متر نباشد، درزهاي ساختماني بين نوارهاي مجاور جوابگوي نياز براي جمع‌شدگي طولي خواهند بود. براي سنگدانه‌هاي گرانيتي و آهكي فاصله درزهاي روسازي معمولاً بين 6 تا 9 متر است. براي مصالح سنگي سيليسي و روباره‌ها، اين فاصله 8/4 تا 6 متر است. در صورت ترديد بايد فاصله درزها كمتر اختيار شود. در فاصله حدود 30 متر از انتهاي آزاد روسازي و 18 متر از هر درز انبساط، در محلهايي كه قفل و بست دانه‌ها كم باشد، درزهاي انقباض پديد خواهند آمد، در اين نقاط بايد زبانه‌هايي (كه يك طرف آنها به بتن پيوستگي كامل دارد و طرف ديگر در غلافي بدون اصطكاك حركت مي‌كند، يا هر وسيله ديگري كه قابليت انتقال بار در جهت عمود بر زبانه را داشته باشد) تعبيه شود.

درزهاي انقباضي در پياده‌روها و دالهاي كف كه به صورت موزائيكي ساخته مي‌شوند، به طور معمول در فواصل 2/1 تا 8/1 متر و در جان‌پناهها و نرده‌ها در فواصل 3 تا 6 متر در نظر گرفته مي‌شوند.

اگر اعضا و قطعات پيش‌ساخته و يا به صورت واحدهاي مجزا و مستقل كار گذارده شوند و بدين لحاظ در آنها درز انبساط تعبيه نشده باشد، بايد شرايط نصب چنان باشد كه اعضا و قطعات مجاور هنگام انبساط مزاحمتي براي يكديگر ايجاد ننمايد.

2 درزهاي انبساط

اين درزها براي جلوگيري از خراب شدن روسازيها در اثر فشار بيش از حد، فراهم ساختن امكان تعمير قسمتي از جدولهاي بتني پياده‌روها و نظاير آن تعبيه مي‌شوند. به طور كلي اين درزها براي تأمين امكان انقباض و انبساط ناشي از تغييرات درجه حرارت، به طوري كه در نقاط مختلف ساختمان ترك‌خوردگي و در مقاطع سازه تلاشهاي ثانوي زياد، ايجاد نشوند، تعبيه مي‌گردند.

عملكرد اين درزها بايد به گونه‌اي باشد كه انبساط و انقباض طرفين درز كاملاً همساز شوند، لازمه چنين درزهايي اين است كه هيچگونه پيوستگي در طرفين درز برقرار نباشد، چنين درزهايي بايد با كمترين مقاومت در مقابل انقباض و انبساط قادر به باز يا بسته شدن باشند. عموماً اين درزها در تمام قسمتهاي سازه به طور پيوسته قرار گرفته و از كف تا سقف ادامه مي‌يابند، براي حصول اطمينان از جدايي كامل دو قسمت مجاور رعايت اين مسئله ضروريست.

3 درزهاي كنترل

انبساط و انقباض بتن در اثر تغييرات رطوبت و حرارت در آن تنشهايي را به وجود مي‌آورند كه گاه از مقاومت بتن بيشتر بوده و به ترك‌خوردگي منجر مي‌شود. براي حل اين مشكل از درزهاي كنترل كه حركت نسبي دال يا ديوار در صفحه خود را امكانپذير مي‌سازد، استفاده مي‌شود.

براي جدا كردن واحدهاي عظيم مولد برق از قسمتهاي مجاور، به منظور جلوگيري از انتقال ارتعاش، منطقه‌اي كردن و محدود ساختن احتمال خرابي در قسمتهايي از ساختمان، جلوگيري از بروز ترك به علت تمركز تنش در محلهايي كه تغيير مقطع قابل توجهي حادث شده است (نظير بازشو ديوارها)، جداسازي قسمتهاي مختلف يك شالوده به علت تفاوت باربري آنها، جدا ساختن بازوهاي مختلف سازه‌هايي كه شكل پلان آنها U,H,T,L,+ مي‌باشد، از درز كنترل استفاده مي‌شود. محل درزهاي كنترل به ملاحظات معماري و مهندسي بستگي دارد. با تكيه بر تجربيات به دست آمده بهتر است ساختمانهاي بتني بزرگ، مستقل و بدون درز با طول بيش از 18 متر ساخته نشوند.

4 درزهاي نشست

اين درزها براي جلوگيري از نشستهاي نامساوي دو ساختمان مجاور كه داراي دو نوع مصالح، دو نوع پي يا دو ارتفاع متفاوت هستند، مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

5 درزهاي لغزشي

درزهايي هستند كه امكان لغزش دو قسمت مجاور درز بدون انتقال نيروي برشي را فراهم مي‌كنند. اين درزها غالباً در مخازن، به ويژه در مواردي كه تغييرات درجه حرارت محيط زياد است، مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

6 ساير درزها

مشخصات درزهاي جدا كننده، مفصلي و … كه كاربردهاي ويژه دارند، طبق مندرجات مشخصات فني خصوصي خواهد بود.

مصالح مصرفي در درزهاي ساختماني

براي اجراي درزهاي ساختماني معمولاً مصالح زير مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

1مصالح پركننده درز (فيلر)

اين مواد ممكن است در بر دارنده الياف گياهي، لاستيك، تركيبات آسفالتي، چوب‌پنبه و مانند آنها باشند. مواد به كار رفته به عنوان پركننده، بايد داراي ويژگيهاي زير بوده و در هر صورت از مشخصات مندرج در فصل مصالح تبعيت نمايد. اهم ويژگيهاي مصالح پركننده عبارتند از:

الف: برخورداري از دوام زياد

ب: جاگيري و شكل‌گيري در درزها

ج: قابليت ارتجاع و عدم ايجاد اتصال محكم با درز

2مصالح آب‌بندي

مصالح آب‌بندي به منظور نفوذناپذيري در مقابل باد و باران و رطوبت به كار مي‌روند.

مصالح آب‌بندي بايد طبق نقشه‌ها و مشخصات خصوصي و با تأييد دستگاه نظارت به كار گرفته شود. مصالح آب‌بندي بايد از نوعي باشد كه به درز آسيب وارد نياورده و سبب كم و زياد شدن ابعاد آن نشود. براي آب‌بندي انواع مختلف مصالح فلزي، لاستيكي و يا پلاستيكي به كار مي‌رود.

3 مصالح پوشش

مصالح مورد استفاده در پوشش غالباً از نوع مسي، برنزي، آلومينيومي، چوبي، لاستيكي و مانند اينهاست. مشخصات مصالح بايد مطابق مندرجات فصل مصالح و مشخصات فني خصوصي باشد. اين پوششها بايد طوري نصب شوند كه بتوانند جدا از اسكلت فلزي يا بتني و مصالح ديگر منبسط و منقبض گردند.

اجراي درزهاي ساختماني

درزها در تمام سطوح بايد مطابق نقشه‌ها و مشخصات و با عرض مناسب ايجاد شوند، بايد دقت شود كه درزها در حين اجرا با مصالح بنايي، ملات و مانند اينها پر نشده و اجزاي ساختمانهاي مجاور به هيچ عنوان در هيچ نقطه‌اي به يكديگر مربوط نشوند و كاملاً از يكديگر جدا باشند.

1 اجراي درزهاي ساخت

اين درزها در ساختمانهاي بتني كاربرد دارند و آن هنگامي است كه بتن‌ريزي دو قسمت مجاور و چسبيده به هم، در دو زمان مختلف صورت گيرد. به سطح بتن خميري جديد و بتن سفت قديمي، سطح واريز يا درز اجرايي گفته مي‌شود. موقعيت و شكل درز، بايد از قبل پيش‌بيني شده باشد. تعيين محل درز نبايد به تصادف و پيشرفت كار بتن‌ريزي واگذار شود، بلكه بايد قبل از شروع كار و در هنگام تهيه برنامه زمانبندي بتن‌ريزي، تدابير لازم در مورد درز اجرايي اتخاذ شده باشد.

دستيابي به پيوستگي كامل بين دو سطح بتني در يك درز ساختماني ضروري است. از اين رو در درزهاي ساختماني معمولاً سعي مي‌شود در حالي كه بتن ريخته شده يك طرف درز نارس است، يك لايه سطحي از آن برداشته شود، به صورتي كه دانه‌ها نمايان شده و سطحي ناصاف و غيرمنظم حاصل گردد، اين وضع را مي‌توان با پاشيدن آب يا مخلوط آب و هوا، با فشار لازم و استفاده از برس سيمي ايجاد نمود. تا زماني كه قرار است بتن طرف ديگر درز اجرا شود، بايد سطح بتن اوليه مرطوب نگه داشته شود، به جز سطح خود درز كه بايد چند ساعت قبل از عمليات مراقبت از آن قطع گردد، به صورتي كه نوعي خشكي سطحي و كم‌عمق در سطح درز پديد آيد.

در بتن‌ريزيهاي حجيم بايد از سطوح واريز خيلي بزرگ اجتناب شود، اين سطوح بايد به صورت پلكاني يا شكسته احداث شوند. ايجاد سطوح واريز قائم، بايد به وسيله قالب موقت صورت پذيرد. بدين منظور مي‌توان از توري با چشمه ريز كه به وسيله يك شبكه محكم نگهداري مي‌شود، استفاده نمود. توري در توده بتن باقي مانده و يا بموقع كنده مي‌شود. به اين ترتيب سطح خشني به دست مي‌آيد. براي بتن‌ريزي وجه دوم درز بايد سطح واريز كاملاً آماده شود. سطح واريز بايد عاري از آلودگي، روغن، گريس، رنگ و نظاير آن باشد. تميز كردن سطح، بتن تا آنجا ضرورت دارد كه دانه‌هاي ماسه مشخص گردد. بهترين روش براي تميز كردن سطح، ماسه‌پاشي مرطوب با استفاده از آبفشان است، البته روشهاي ديگري نظير اسيدشويي، استفاده از آبفشان و يا استفاده از ابزار دستي، هر كدام بسته به موقعيت درز كاربرد دارند. براي تأمين پيوستگي بتن جديد و قديم پس از زخمي كردن سطح واريز، بايد آن را به مدت طولاني خيس نگاه داشته و قبل از شروع بتن‌ريزي مجدد به كمك هواي فشرده، آب سطحي را از روي بتن زدود. براي تأمين پيوستگي بيشتر مي‌توان با نظر دستگاه نظارت بر مقدار كارايي بتن افزود. اين كار از طريق افزايش اسلامپ، افزايش ماسه و يا كاهش مقداري از درشت‌دانه‌ها صورت مي‌گيرد. براي حصول كامل پيوستگي بهتر است قسمتهاي اوليه بتن جديد به خوبي و با دقت كامل مرتعش گردد.

2 اجراي درزهاي حركتي

درزهاي حركتي در تمام سطوح بايد برابر نقشه‌ها و مشخصات و با عرض مناسب ايجاد گردند. بايد دقت شود كه درزها در حين اجرا با مصالح بنايي و ملات پر نشده و اجزاي ساختمانهاي مجاور در حين اجرا به هم مربوط نشوند و كاملاً از يكديگر جدا باشند.

1 درزهاي حركتي در ساختمانهاي بتن‌آرمه يكپارچه

در اين حالت درزها بايد با بريدن سقف، ديوارها و كف طبقات به طور كامل انجام شود. فاصله درزهاي حركتي در ساختمانهاي بتن‌آرمه به كمك محاسبه تعيين مي‌شود. اين فاصله معمولاً بين 30 تا 60 متر است. با به كار بردن آرماتورهاي طولي، مي‌توان فاصله درزها را تا 90 متر افزايش داد. عرض درزها معمولاً بين 13 تا 37 ميليمتر است كه از طريق محاسبه تعيين مي‌شود.

2 درزهاي حركتي در ساختمانهاي فولادي

در ساختمانهاي فولادي بايد درز انبساط، ساختمان را كاملاً به دو قسمت تقسيم نمايد. اجراي درزها در ساختمانهاي فلزي بسته به اينكه سقف بتني يا فلزي باشد، طبق نقشه‌ها و مشخصات خواهد بود. فاصله درزها از يكديگر بيش از 60 متر نخواهد بود كه در هر حال طبق نقشه‌ها و مشخصات و در محلهاي تعيين شده اجرا خواهند شد.

3 درزهاي حركتي در ساختمانهاي ساخته شده از مصالح بنايي

در ساختمانهاي ساخته شده از مصالح بنايي بايد درزها در نقاط زير تعبيه شوند:

الف: در خط باريك شدن عرض ساختمان

ب: در تقاطع دو ديوار در ساختمانهايي كه به شكل H,U,T,L,+ يا تركيبي از اين شكلها باشند.

پ: در ديوارهاي طويل بسته به موقعيت ديوار و درجه حرارت محيط

ت: در مواردي كه ديوارهاي ساختمانهاي جديد به ساختمانهاي موجود متصل مي‌گردند.

ث: در تقاطع چند ساختمان كه به هم ارتباط دارند.

همچنين براي جلوگيري و كاهش خسارت و خرابي ناشي از ضربه ساختمانهاي مجاور به يكديگر، بايد ساختمانهايي كه داراي ارتفاع بيش از 12 متر و يا داراي بيش از 4 طبقه هستند، به وسيله درز انقطاع از ساختمانهاي مجاور جدا شوند. حداقل عرض درز انقطاع در تراز هر طبقه 1/100 ارتفاع آن تراز از روي شالوده مي‌باشد، اين فاصله را مي‌توان با مصالح كم مقاومت كه در هنگام زلزله به آساني خرد مي‌شوند، پر كرد.

اجراي درزهاي حركتي در ساختمانهاي خاص نياز به مشخصات فني خصوصي خواهد داشت. به طوري كه عرض و فاصله درزها متناسب با مقدار انبساط و انقباض باشند.

انواع پله های ساختمانی

انواع پله های ساختمانی

● مقدمه
طراحی معماری به نیازمند است تا پاسخگوی یک عملکرد مناسب باشد. پلکان وسیله معمول دستر در بین طبقات ساختمان است.پلکان روشها و سیستمهایی را باید طوری ساخت که امکان دسترسی اسان و راحت ساده و ایمنی را توسط پله ها به بالا و پایین فراهم سازد.
● تعریف پله
پلکان یک راه ارتباطی است که دو سطح مختلف را به هم ارتباط می دهد و انسان با انرژی خود ان را طی می کند .در واقع پله تکیه گاهی برای پا هنگام بالا رفتن است.
● انواع پله
▪ فرم پله
▪ جنس پله
▪ کاربری
● فرم پله:
▪ راه پله مستقیم
▪ راه پله با پله های مایل
▪ راه پله ۴/۱ چرخش در بالا
▪ راه پله ۴/۱ چرخش در پایین
▪ راه پله ۴/۱ چرخش در بالا و پایین
▪ راه پله ۴/۱ چرخش در بالا و پایین در جهت مخالف
▪ راه پله مستقیم با پاگرد
▪ راه پله مستقیم با ۴/۱ دور چرخش
▪ راه پله مستقیم با نیم دور چرخش
▪ راه پله پاسگی همراه با چرخش
▪ راه پله با ستون پله باز با پاگرد
▪ راه پله سلطنتی
▪ راه پله با سه پلکان مستقیم و یک پاگرد
▪ راه پله با چهار پلکان
▪ راه پله قوسی
▪ راه پله سبدی با پاگرد
▪ راه پله نیم دور چرخش
▪ راه پله بیضی
▪ راه پله حلزونی یا مارپیچی
▪ راه پله هندسی
● از نظر جنس:
▪ پله های چوبی
▪ پله های فولادی
▪ پله های سنگی
▪ پله های بتنی
▪ پله های پلکسی
▪ پله های چوبی-فلزی
● از نظر کاربری:
در این بخش پله ها از نظر کاربرد در موقعیت مکانی مورد بررسی قرار می گیرند. این مبحث شامل دسته بندی هایی است که در زیر به آن اشاره می کنیم.
▪ پله های آموزشی
▪ پله های اداری
▪ پله های تجاری
▪ پله های فرار
▪ پله های مراکز تفریحی
▪ پله های بیمارستان
▪ پله های هتل
▪ پله های شهری
▪ پله های مسکونی
▪ پله های بیرونی
● اجزاء پله
۱) کف پله:
به سطح فوقانی پله گفته می شود،یعنی محل گذاشتن کف پا برای بالا رفتن یا پایین آمدن از پله.
۲) ارتفاع پله:
فاصله عمودی کف های دو پله متوالی را ارتفاع پله می گویند.میزان تغییرات ارتفاع پله به مکان و موقعیت پله بستگی دارد.
۳) پیشانی پله:
به قطعه عمودی که میان دو کف پله متوالی قرار می گیرد گفته می شود
۴) گونه پله:
سطـح بغـل پلـه را می گوینـد.
۵) عرض پله:
به فاصله بین گونه های پله گفته می شود و به مکان و تعداد استفاده کنندگان از پلکان بستگی دارد.
۶) لب پلـه:
پیش آمدگی کف پله از پیشانی ،لب پله نامیده می شود. وجود آن موحب بزرگ تر شدن کف پلـه می شود.
۷) شیار کف پلـه:
در کف پله شیار هایی در امتداد عرض پله ایجاد می کنند. این شیار ها از لیز خوردن افراد جلوگیری می کنند.
۸) ردیف یا خیز پلکـان :
به مجموعه پله های متوالی بین دو اختلاف سطح ردیف پله گفته می شود. در هر ردیف پله حداقل سه پله متوالی وجود دارد.
۹) خط مسیر پلـه :
این خط محل شروع و ختم پله را مشخص می کند. خط مسیر پله در روی پلان و وسط عرض پله ها مشخص می شود .
۱۰) خط شـیب پلـه :
این خط ، لبه پله های یک ردیف پله را به یکدیگر وصل می کند.
۱۱) زاویه شـیب پلـه :
به زاویه بین شیب پله با افق ، زاویه شیب پله گفته می شود . زاویه شیب پله رابطه مستقیم با ارتفاع پله و رابطه معکوس با کف پله دارد.
۱۲) حجم پلـه :
به ضخامت سقف زیر یک ردیف پله گفته می شود.
۱۳) طول پلـه :
به طول افقی یک ردیف پله گفته می شود یعنی از لبه اولین پله تا انتها کف آخرین پله در یک شیب .
۱۴) پا گـرد :
ایستگاه ما بین پله ها که برای رفع خستگی ساخته می شود به پاگرد پله معروف است و حداقل برابر عرض یک کف پله است.
۱۵) نرده پلـه :
وسیله ای است که برای جلوگیری از سقوط اشخاص ، در طرفین ردیف پله ها نصب می شود.
۱۶) دست انداز پلـه :
این وسیله بر روی نرده و به موازات خط شیب پله نصب می شود .
۱۷) چشم پلـه :
به فاصله بین دو ردیف پله گفته می شود .(یعنی شکاف بین دو بازوی پلکان)
● سیستم ساختاری :
در اینجا پله ها بر حسب جنسیت و پایه و اساس هایی که برای نصب ساختار آنها استفاده می شوند دسته بندی شده اند.
الف) موادی که برای ساختار پلکان استفاده می شوند.
ب) سیستم نصب و نگهداری پله ها
▪ موادی که برای ساختار پلکان استفاده می شود
۱) فولاد
۲) بتن
۳) سنگ
۴) چوب
۵) پلکسی
▪ پله های فولادی:
ساختار فولادی متشکلند از شمشیری هایی که از صفحات فولادی فشرده ساخته شده اند. این پله ها سبکتر از انواع دیگر پله هستند و تنظیم مقاومت در برابر آتش برای این پله ها خیلی مهم است.
▪ پله های بتنی:
شکل معمول پلکان بتن مسلح به صورت پلکان ½ گردش می باشد . در اکثر ساختمان های دو طبقه به عنواع پلکان دسترسی یا فرار استفاده می شود.
▪ پله های سنگی:
امروزه به خاطر کمبود و قیمت بالای سنگ طبیعی این نوع پله ها از سنگ ریختگی یا بتن ساخته می شوند. پله ها را می توان با همان رویه طبیعی سنگی یا بتنی باقی گذاشت اما معمولا از نوعی پوشش استفاده می شود تا سطح ضد لغزشی به وجود آید.
▪ پله های چوبی:
پله های چوبی عمر مفید کوتاهی دارند و در برابر آتش سوزی هم مقاومت کمی دارند اما با روشهای کامل سازی می توان تا حد مشخصی آنها را مقاوم کرد. رشته پلکانهای چوبی در واقع پلکان سنتی خانه های دو یا چند طبقه ای هستند که در آنها مسئله مقاومت در برابر آتش سوزی استفاده از پلکان بتنی را ضروری نمی سازد.

چرا سقف نيروگاه های اتمی گنبدی شکل است؟

چرا سقف نيروگاه های اتمی گنبدی شکل است؟

سوخت يک نيروگاه هسته ای ، اورانيوم است. اورانيوم عنصری است که در اکثر مناطق جهان از زيرزمين استخراج می شود. اورانيوم بعداز مرحله کانه آرايی بصورت قرصهای بسيار کوچکی در داخل ميله های بلند قرار گرفته و داخل رآکتور نيروگاه نصب می شوند. کلمه «Fission» به معنی شکافت است. در داخل رآکتور يک نيروگاه اتمی ، اتمهای اورانيوم تحت يک واکنش زنجيره ای کنترل شده ، شکافته می شوند. در يک واکنش زنجيره ای ، ذرات حاصل از شکافت اتم به ساير اتمهای اورانيوم برخورد کرده و باعث شکافت آنها می گردند. هريک از ذرات آزاد شده مجدداً باعث شکافت ساير اتمها در يک واکنش زنجيره ای می شود. درنيروگاههای هسته ای ، معمولاً از يک سری ميله های کنترل جهت تنظيم سرعت واکنش زنجيره ای استفاده می گردد. عدم کنترل اين واکنشهامی تواند منجربه توليد بمب اتم شود. اما در بمب اتم ، تقريباً ذرات خالص اورانيوم 235 يا پلوتونيوم (باشکل و جرم معينی) بايد با نيروی زيادی در کنارهم قرار گيرند. چنين شرايطی در يک رآکتور هسته ای وجود ندارد.
واکنشهای زنجيره ای همچنين باعث توليد يک سری مواد راديواکتيو می شوند. اين مواد در صورت رهايی می توانند به مردم آسيب برسانند. بنابراين آنها را به شکل جامد نگهداری می کنند. اين مواد در گنبدهای بتنی بسيار قوی نگهداری می شوند تا در صورت بروز حوادث مختلف ، خطری بوجود نيايد .
واکنشهای زنجيره ای باعث توليد انرژی گرمايی می شوند. اين انرژی گرمايی برای جوشاندن آب در قلب رآکتور مورد استفاده قرار می گيرد. بنابراين ، به جای سوزاندن سوخت ، در نيروگاههای هسته ای ، اتمها از طريق واکنش زنجيره ای شکافته شده و انرژی گرمايی توليد می کنند. اين آب از اطراف رآکتور به قسمت ديگری از نيروگاه فرستاده می شود . در اين قسمت که مبدل گرمايی ناميده می شود، لوله های پر از آب حرارت داده شده و بخار توليد می کنند. سپس بخار حاصله باعث گردش توربين و درنتيجه توليد برق میشود.

آيا می دانيد : سقف های گنبدی بسيار محکم تر از سقف های معموليست ؟؟

به گزارش "خبرگزاری مهر”

رئيس شرکت دولتی ايمنی امور نظارت فنی روسيه گفت که نيرو گاه هسته ای توسط روسيه در بوشهر در حال ساخت است بدون هيچ ترديدی ايمن است و همه استانداردهای بين المللی معاصر را برآورده می کند .
ولاديمير کوزلوف رئيس شرکت دولتی ايمنی امور نظارت فنی روسيه (Rostekhnadzor) در گفتگويی با خبرگزاری ايتارتاس گفت که مسئله اصلی در باره ايمنی نيروگاه بوشهر حفاظت آن در مقابل تاثيرات جوی است .
وی گفت : نيرو گاه اتمی بوشهر بايد به طور موثر در يک صدم درصد رطوبت و چهل و پنج درجه دمای هوا کار کند . مثل اينکه در يک حمام روسی دائمی قرار داشته باشد .
اين کارشناس روسی گفت : اين نيروگاه همچنين تمامی اصول ايمنی ديگر را برآورده می کند و بويژه در مقابل زلزله مقاوم است ومی تواند سقوط يک هواپيما از ارتفاع چند هزار کيلو متری را تحمل کند و از تهديدات تروريستی نيز حفاظت می شود .
وی با بيان اين مطلب که واحد های انرژی اتمی اين نيرو گاه که توسط روسيه ساخته شده است يکی از بهترين واحدهايی است که در جهان ساخته شده گفت : در نيرو گاه بوشهر که از هر ده کارشناس آن پنج تن آنها روسی هستند به طور دائم کيفيت اين نيرو گاه در برابر هرگونه نشت و سوراخ کنترل می کنند و هر ساله دهها کارشناس روسی از ساختمان اين سايت بازديد می کنند .
رئيس شرکت (Rostekhnadzor) گفت ما برتوليد تمامی تجهيزات لازم نظارت کامل داريم و بخشهايی ازاين توليدات را به 130 شرکت روسی که در طرحهای بوشهر سهيم هستند واگذار کرديم .
شايان ذکر است ولاديمير کوزلوف که شرکت وی قراردادهای جداگانه ای با ايران برای کمک به امور بازرسی هسته ای اين نيرو گاه امضاء کرده است و اين قرارداد در سال 1996 به امضاء رسيده و از همان سال تا سال 2008 اعتبار دارد . طبق اين قرارداد کارشناسان روسی بازرسی از نقشه و نصب نيروگاه بوشهر ، آموزش پرسنل و تاييد اسناد کنترل کيفی لازم را انجام می دهند.

كاربرد مواد نانو در صنعت بتن

كاربرد مواد نانو در صنعت بتن

مقدمه

مواد نانو به عنوان موادي كه حداقل يكي از ابعاد آن (طول ، عرض ، ضخامت ) زير 100nm باشد تعريف شده اند ، يك نانومتر يك هزارم ميكرون يا حدود 100000 برابر كوچكتر از موي انسان است . به طور كلي ،در يك تقسيم بندي عمومي ، محصولات نانو مواد را مي توان به صورت هاي زير بيان كرد: ·
فيلمهاي نانو لايه ( Nano Layer Thin Films ) براي كاربردهاي عمدتاً الكترونيكي · نانو پوششهاي حفاظتي (Nano Coating ) براي افزايش مقاومت در برابر خوردگي ، حفاظت در مقابل عوامل مخرب محيطي · نانو ذرات به عنوان پيش سازنده (Precursor) يا اصلاح ساز (Modifier) پديده هاي شيميايي و فيزيكي · نانو لوله ها (Nanotubes) منظور از يك ماده نانو ساختار يا واضح تر يك بدنه نانو ساختار ( Nanostructured Solid ) جامدي است كه در آن انتظام اتمي ، اندازه كريستالهاي تشكيل دهنده و تركيب شيميايي در سراسر بدنه در مقياس چند نانو متري گسترده شده باشد .
خواص فيزيكي و شيميايي مواد نانو (در شكل و فرمهاي متعددي كه وجود دارند از جمله ذرات ، الياف ، گلوله و . . . ) در مقايسه با مواد ميكروسكوپي تفاوت اساسي دارند . تغييرات اصولي كه وجود دارد نه تنها از نظر كوچكي اندازه بلكه از نظر خواص جديد آنها در سطح مقياس نانو مي باشد .
هدف نهايي از بررسي مواد در مقياس نانو ، يافتن طبقه جديدي از مصالح ساختماني با عملكرد بالا مي باشد ، كه آنها را مي توان به عنوان مصالحي با عملكرد بالا و چند منظوره اطلاق نمود . منظور از عملكرد چند منظوره ، ظهور خواصي جديد و متفاوت نسبت به خواص مواد معمولي مي باشد به گونه اي كه مصالح بتوانند كاربردهاي گوناگوني را ارائه نمايند .
در مطالب بعدي كه خواهد آمد مواد نانو ساختاري معرفي خواهند شد كه با توجه به نوظهور بودن چنين موادي مي توانند تحولي شگرف در صنعت ساختمان سازي و صنايع وابسته به آن ايجاد كنند

 مواد نانو كمپوزيت
مواد نانو كمپوزيت بر پايه پليمر (ماتريس پليمري ) اولين بار در سالهاي 70 معرفي شده اندكه از تكنولوژي سول- ژل(Sol-Gel) جهت انتشار (Disperse) دادن ذرات نانو كاني درون ماتريس پليمر استفاده شده است .
هرچند تحقيقات انجام شده در دو دهه گذشته براي توسعه تجاري اين مواد توسط شركت تويوتا در ژاپن در اواخر سالهاي 80 صورت گرفته است ، ولي رشته نانو كمپوزيت پليمر هنوز در مرحله جنيني و در آغاز راه مي باشد .
در اين شرايط نانو آلومينا ، بهترين ساختار نانوئي است كه افق جديدي را در صنعت سراميك نويد مي دهد . زيرا كاربرد اين مواد پديده اي است كه از نظر مكانيكي ، الكتريكي و خواص حرارتي به طور مناسب داراي تعادل بوده و در رشته هاي مختلف كاربرد دارد . از جمله مي توان به چند نمونه اشاره كرد:· تكنولوژي نانو فلز آرتونايد كه اخيراً به طور تجاري ، الياف نانويي آلومينا ، انقلابي در رشته سراميك بوجود آورده است . · ذرات نانويي غير فلز مانند:نانو سيليكا ، نانو زيركونيا و مواد ديگر اصلاح كننده سراميك ها مي باشد .
 بتن با عملكرد بالا  
يكي از چالشهايي كه در رشته مصالح ساختماني بوجود آمده است ، بتن با عملكرد بالا(HPC ) مي باشد . اين نوع بتن مقاوم از نوع مصالح كامپوزيت بوده و از نظر دوام جزو مصالح كامپوزيت و چند فازي مركب و پيچيده مي باشد . خواص ، رفتار و عملكرد بتن بستگي به نانو ساختار ماده زمينه بتن و سيماني دارد كه چسبندگي ، پيوستگي و يكپارچگي را بوجود مي آورد .
بنابراين ، مطالعات بتن و خمير سيمان در مقياس نانو براي توسعه مصالح ساختماني جديد و كاربرد آنها بسيار حائز اهميت مي باشد . روش معمولي براي توسعه بتن با عملكرد بالا اغلب شامل پارامترهاي مختلفي از جمله طرح اختلاط بتن معمولي و بتن مسلح با انواع مختلف الياف مي باشد . در مورد بتن به طور خاص ، علاوه بر عملكرد با دوام و خواص مكانيكي بهتر ، بتن با عملكرد بالاي چند منظوره (MHPC) خواص اضافه ديگري را دارا مي باشد ، از جمله مي توان به خاصيت الكترو مغناطيسي ، و قابليت به كار گيري در سازه هاي اتمي (محافظت از تشعشعات ) و افزايش موثر بودن آن در حفظ انرژي ساختمانها و ... را نام برد .

 نانو سيليس آمورف
در صنعت بتن ، سيليس يكي از معروفترين موادي است كه نقش مهمي در چسبندگي و پر كنندگي بتن با عملكرد بالا (HPC) ايفا مي كند .
محصول معمولي همان سليكيافيوم يا ميكرو سيليكا مي باشد كه داراي قطري در حدود 1/0 تا 1 ميلي متر مي باشد و داراي اكسيد سيليس حدود 90% مي باشد . مي توان گفت كه ميكرو سيليكا محصولي است كه در محدوده بالاي اشل اندازه نانو متر جهت افزايش عملكرد كامپوزيت مواد سيماني به كار برده مي شود .
محصول نانو سيليس متشكل از ذراتي هستند كه داراي شكل گلوله اي بوده و با قطر كمتر از 100nm يا بصورت ذرات خشك پودر يا بصورت معلق در مايع محلول قابل انتشار مي باشند ، كه مايع آن معمول ترين نوع محلول نانو سيليس مي باشد ، اين نوع محلول در آزمايشات مشخص در بتن خود تراكم([2]SCC) به كار گرفته شده است . نانو سيليس معلق كاربردهاي چند منظوره از خود نشان مي دهد مانند:
خاصيت ضد سايش
ضد لغزش
ضد حريق
ضد انعكاس سطوح
آزمايشات نشان داده اند كه واكنش مواد نانو سيليس (Colloidal Silica ) با هيدرواكسيد كلسيم در مقايسه با ميكرو سيليكا بسيار سريع تر انجام گرفته و مقدار بسيار كم اين مواد همان تاثير پوزالاني مقدار بسيار بالاي ميكرو سيليكا را در سنين اوليه دارا مي باشد .
تمام كارهاي انجام يافته بر روي كاربرد مواد نانو سيليس كلوئيدي (Colloidal Nano Silica ) در بخش اصلاح خواص ريولوژي ، كار پذيري و مكانيكي خمير سيمان بوده است . آنچه كه در اينجا مطرح است نتايج اوليه محصولات نانو سيليس با قطري در محدوده 5 تا 100 نانومتر مي باشد .
نانو لوله ها(NANOTUBES)
همان گونه كه در مقدمه مقاله مطرح شد معمولاً الياف براي مسلح كردن و اصلاح عملكرد مكانيكي بتن بكار برده مي شوند . امروزه از الياف فلزي ، شيشه اي ، پلي پروپلين ، كربن و . . . در بتن براي مسلح كردن استفاده مي شود و ليكن تحقيقات روي بتن مسلح شده توسط نانو لوله كربني (Carbon Nanotubes ) انتشار نيافته است تا بتوان از نتايج آن براي مسلح كردن بوسيله نانو لوله ها استفاده كرد .
نانو لوله كربني توسط LIJIMA در سال 1991 كشف شده است و كارهاي بسياري بر روي ساختار نانو در بخش فيزيك كوانتوم انجام يافته است بطوري كه تحقيقات نوين بر روي تكنولوژي و مهندسي نانو در سطح جهاني نقش اساسي و اصلي بازي مي كند . كربن 60 و نانو لوله هاي نوين داراي ساختاري هستند كه آنها را از فولاد قوي تر و بسيار سبك مي كند بطوريكه مي توانند خميدگي و كشش را بدون شكستن تحمل نمايند و در آينده جايگزين الياف كربن خواهند شد كه در كامپوزيت ها به كار برده مي شوند .
نانو لوله ها با توجه به تحقيقات انجام شده در مركز تحقيقات بتن( وابسته به موسسه ACI شاخه ايران ) ، داراي مقاومت كششي بيش از هر نوع الياف بتني شناخته شده مي باشند و نيز نانو لوله ها خواص ويژه قابل ملاحظه حرارتي و الكتريكي از خود نشان مي دهند ، بطوريكه هادي بودن حرارت آنها بيش از دو برابر الماس و هادي بودن الكتريكي آنها در حدود 1000 برابر فلز مس مي باشد .
نانو لوله ها طبقه جديدي از محصولات مي باشند كه انقلابي جديد در زمينه مصالح و مواد پيشرفته را بوجود آورده اند . يك نسل جديد از نانو كامپوزيت هاي چند منظوره مي توانند به عنوان نانو لوله هاي كربني در نقش الياف مسلح كننده مناسب آن مواد مورد استفاده قرار گيرند . بنابراين نانو لوله هاي كربني از اجزاي كليدي بدست آوردن هدف اصلي ذكر شده در فوق به عنوان مصالح ساختماني با عملكرد بالاي چند منظوره , بازي مي كنند .

 نتيجه گيري
منظور از مقاله ارائه شده نشان دادن مصالح جديد ساختماني و بيان مزاياي استفاده از اين نوع مواد در صنعت ساختمان مي باشد ، البته به دليل نو بودن اين نوع مصالح زمينه هاي فراواني براي كارهاي نظري و عملي در دانشگاههاي كشور وجود دارد كه اميد است كه با معرفي مصالح با ساختار نانو راه براي گامهاي بلندتر در اين زمينه باز شود .

انتخاب سیمان

انتخاب سیمان
استفاده از سیمانهای با حرارت هیدراتاسیون كم، ممكن است تا حدودی سبب تخفیف اشكالات مربوط به ازدیاد درجه حرارت بتن شود. ولی باید درنظر داشت كه مصرف سیمانهای مذكور پیشگیری های لازم را غیر ضروری نمی سازد. گرچه در درجه حرارتهای معمولی، سیمانهای با حرارت هیدراتاسیون كم، آهسته تر از سیمانهای معمولی هیدراته می شوند ولی میزان هیدراتاسیون آنها با زیاد شدن درجه حرارت افزایش می یابد. هرنوع سیمانی كه مصرف شود وقتی بتن گرم می شود قابلیت كاربردخود را سریعتر از موقعی كه سرد باشد از دست می دهد به علاوه گرچه وقتی سیمان با حرارت زایی كم به كار رود درجه حرارت بتن ممكن است تا حدودی در تمام مراحل پائین تر باشد، ولی در شرایط خشك كننده، تبخیر آب در مراحل اختلاط، حمل، جادادن و عمل آوردن تسریع خواهد شد. اگر بخواهیم عیوبی نظیر ترك خوردگی خمیری یا به عبارتی ترك خوردگی ناشی از باد رخ ندهد، لازم است برای به حداقل رساندن این تبخیر تدابیری اتخاذ گردد.

انبار كردن مصالح سنگی
اقدامات انجام شده در جهت محدود كردن درجه حرارت دانه های سنگی انبار شده بیشترین تأثیر در به حداقل رساندن درجه حرارت بتن تازه را به وجود می آورد. به نظر می رسد سایه انداختن و آب پاشی توده دانه های سنگی انبار شده در اغلب اوقات صرفاً بخاطرحجم مصالح غیر عملی باشد. معهذا مشكلات را ممكن است در بسیاری از مواردبتوان با محدود كردن مقادیر سنگی به ابعاد عملی كاهش داد. به این معنی كه مقادیر به اندازه مصرف در بتن ریزی روز بعد مورد نیاز است می توان در زیر سایه قرار داد و خنك كرد.

آب
بعضی اوقات پیشنهاد اینست كه آب مورد نیاز برای اختلاط را سرد نمائیم، در حالیكه به لحاظ نظری این موضوع مطلوب است ولی در عمل برای بتن ریزی های زیاد، مقادیر یخ مورد تقاضا به ندرت در مدت كوتاه و با نرخ مناسب در دسترس می باشد. در مواردیكه آب مصرفی از مخازن ذخیره آب استفاده می شود بایستی مخازن مذكور را پوشانید و یا از طریق قراردادن آنها در سایه و رنگ آمیزی با رنگهای منعكس كننده در مقابل تششع خورشیدی محافظت نمود.
چنانچه آب مصرفی از لوله آب رسانی و یا شیلنگ های طویل متصل به لوله اصلی شهر بدست می آید، بایستی جذب حرارتی آنها را از طریق گذاردن روپوش و یا كپه كردن خاك روی آنها ودرصورت امكان از طریق دفن لوله به حداقل رسانید.

انبار كردن سیمان
در مواقعی كه هوا معمولی است و آب مورد اختلاط و دانه های سنگی سرد هستند، سهم گرمایی كه بوسیله سیمان گرم در بتن تازه وارد می شود جزئی است معهذا در شرایط واقعاً گرم، استفاده سیمان گرم قدری بیشتر گرمای ناخواسته به بتن تازه داخل می كند. لذا در حد مقدور و امكان بایستی از مصرف سیمان گرم اجتناب نمود. از آنجاكه سرد كردن سیمان به طریق مصنوعی قبل از حمل، غیر ممكن می باشد لذا تداركات سیمان باید قبلاً انجام شود به طوری كه امكان سرد شدن آن در كارگاه و قبل از مصرف وجود داشته باشد. در هر صورت نحوه صحیح انبارداری و جلوگیری از تشعشع مستقیم خورشید به كیسه های سیمان و یا سیلوهای نگهداری سیمان و محافظت صحیح آنها ضروری می باشد كه بایستی مد نظر قرار گیرد.

كیل كردن، اختلاط و حمل
حتی در شرایط مطلوب، نباید تأخیری بی مورد بین ساختن بتن و جادادن آن وجود داشته باشد. در هوای خشك، به حداقل رساندن تأخیرات مهمترین اقدام می باشد. از آنجائیكه در اثر درجه حرارت های زیاد تركیب دو عامل تبخیر آب و سفت شدگی باعث تسریع در كاهش قابلیت كاربرد بتن می شود و چون هیچ كدام از این عوامل را نمی توان متوقف كرد، لذا بهترین و تنها راه مبارزه با آنها، جادادن بتن بلافاصله پس از اختلاط است.
اگر اجازه دهیم كاهش قابلیت كاربرد رخ دهد، به ندرت ممكن است كار خوبی بدون آثار نامطلوب داشته باشیم. برای مثال بتنی كه مدت طولانی در یك مخلوط كن با دیگ دوار رها شده باشد، محتمل است به همان اندازه كه از منبع خارجی نظیر تابش خورشید گرما می گیرد، از اصطحكاك داخلی نیز حرارت جذب كند. به همچنین آب خود را بر اثر تبخیر از دست بدهد. گر چه هر گونه كاهش قابلیت كاربرد را ممكن است با افزودن آب بیشتر قبل از خالی كردن آن از دستگاه تصحیح كرد، ولی افزایش نسبت آب به سیمان ممكن است آثار غیر قابل قبولی بر روی انقباض ناشی از خشك شدن، مقاومت فشاری، مقاومت در مقابل سایش و دوام ایجاد كند. هم چنین اگر به منظور بازیابی كاهش قابلیت كاربرد كه بر اثر سفت شدگی حین حمل ایجاد شده، چنانچه سعی شود بتن با آب اضافی در محل جادادن دوباره خمیر گردد، خواص مذكور ممكن است به طریق مشابه فوق آسیب ببیند.

جادادن و پرداخت سطوح بتنی
وجود شرایط خشك كننده، احتیاج عادی به جادادن سریع و متراكم كردن مؤثر ( ویبره ) را تاكید می نماید. همواره خارج کردن هوای محبوس از یك توده بتنی جا داده شده مشكل می باشد مطلوب آنست كه بتن چنان جا داده شود كه در آخرین مرحله جا گرفتن در قالب سریعاً ویبره شود. در شرایط خشك كننده كه بتن سریعتر از معمول تمایل به سفت شدگی دارد، توجه به این موضوع مهمتر است. به محض متراكم شدن بتن در محل خود، تبخیر آب فقط از سطح آزاد آن صورت می گیرد. لذا در صورت عدم تدابیر مناسب، وجود شرایط خشك كننده ممكن است میزان تبخیر را به حدی زیاد كند كه آب موجود در عمق بیشتر در داخل بتن، نتواند به سرعت كافی به سطح بتن نقل مكان نموده و بنابر این كاهش آب به اندازه زیاد صورت گیرد. در این شرایط سطح بتن منقبض شده و چون بتن خمیری نمی تواند در مقابل تنش مقاومت نماید، لذا ترك ها، بلافاصله پس از جادادن بتن می توانند تشكیل شوند.
هر چند این ترك ها ندرتاً در بتن مسلح از اهمیت سازه ای برخوردار هستند اما این ترك ها گاهی به عمق نفوذ كرده و در اینصورت ممكن است در محل مجاورت با آرماتورها، باعث خوردگی آنها و نهایتاً ضعف پنهانی سازه شود.
لذا توصیه اكید می شود پس از جادادن بتن فوراً تدابیری اتخاذ شود كه تبخیر به صورت مثبتی كاهش داده شود. روشهای پیشنهاد شده عبارتند از ایجاد بادشكن های موقت در سمت وزش باد – آب فشانی ریزمه مانندی جهت بالا بردن میزان رطوبت هوائی كه در تماس با بتن است – پیش بینی روكشهایی كه می توانند فوراً پس از جادادن بتن نصب شوند.

عمل آوردن (مراقبت)
هدفهای عمل آوردن اینست كه آب در میان بتن محبوس شود كه بتواند با سیمان تركیب گردیده و بتن را در درجه حرارتی نگه دارد كه عمل تركیب به میزان قابل قبولی پیشرفت نماید. پوشش سطح بتن با ورقه های نفوذ ناپذیر نظیر پولی تن كه ترجیحاً برای انعكاس تابش خورشید، رنگی آن توصیه شده است چنانچه به درستی مورد استفاده واقع شود می تواند مانع مؤثری در مقابل تبخیر باشد. بهتر است در همان حال كه تكمیل بتن پیشرفت می كند، ورقه های مذكور نصب شود به طوری كه هم سطح بتن تازه خراب نگردد و هم لبه های پوشش طوری محكم شود كه از وزش باد زیر آن ها جلوگیری به عمل آید.
چنانچه باد زیر ورقه ها بوزد، تبخیر افزایش یافته و موضوع عمل آمدن به مخاطره خواهد افتاد. در اینصورت یك ورقه شل ممكن است از نبودنش باعث ایجاد ترك خوردگی خمیری شود.
بعضی روشهای عمل آوردن مانند آب گرفتن، پوشش با ماسه نم دار یا خاك اره نمدار با گونی خیس بهتر است تا موقعی كه سطح بتن به اندازه كافی سخت نشده و استحكام كافی در مقابل آسیب پیدا نكرده است بكار نروند در صورت كاربرد آنها، مراقبت دائمی برای محافظت در مقابل خشك شدن لایه های محافظت فرضی و جلوگیری از بی فایده شدن آنها لازم است. چنانچه لایه های ماسه، خاك اره و گونی خشك شوند، نبودنشان بهتر از وجودشان می باشد زیرا در این حالت مانند فتیله ای رطوبت را از بتن كشیده و تبخیر آن را در هوا تسریع می كند .
در صورت كاربرد آب، درجه حرارت آن باید نظر درجه حرارت خود بتن باشد و باید از یك آب فشان با سوراخ ریز نظیر مه خارج شود.
مه مصنوعی كه بدین شكل ایجاد می شود ممكن است به علت وزش باد از بتن دور شود. لذا لازم است بادشكن های موقت در جهت وزش باد به سمت سطح بتنی كه باید عمل آید، تعبیه شود.
در اكثر موارد، منطقی ترین راه برای رسیدن به نتیجه مطلوب، به حداقل رساندن ضریب زاویه منحنی افزایش درجه حرارت است تا كوشش برای كنترل سطح درجه حرارت بدین معنی كه افت حرارت از قسمت خارجی توده توده بتن باید محدود شود. به قسمتی كه حرارتی كه از سیمان آزاد می شود، قادر باشد درجه حرارت تمام توده بتنی كه در حال عمل آمدن است بصورت یكنواختی بالا ببرد. بدیهی است بتنی كه بدین طریق به عمل آمده است نیز باید حتی الامكان بصورت یكنواختی سرد شود. در غیر اینصورت، در حالی كه قسمت خارجی بتن خیلی سریعتر از داخل آن سرد می شود، تنش كشش ممكن است توسعه یابد. در صورت امكان ساده ترین روش عملی اینست كه قالب عایق شده یا چوبی به كار برده شود و نه تنها تا هنگامی كه بتن در حین سخت شدن و گرم آن است بلید بار شد بلكه تا هنگامی كه درجه حرارت آن به حد محیط اطرافش تنزل پیدا كند، لازم است قالب در محل خود بماند .

بتن عبور دهنده نور

ایتراکان ،Litracon Light Transmiting Concrete ، بتن عبور دهنده نور،

 امروزه به عنوان یک متریال ساختمانی جدید با قابلیت استفاده بالا مطرح است. این متریال ترکیبی از فیبر های نوری و ذرات بتن است و می تواند به عنوان بلوک ها و یا پانل های پیش ساخته ساختمانی مورد استفاده قرار گیرد. فیبر ها بخاطر اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و ترکیبی از یک متریال دانه بندی شده را تشکیل می دهند. به این ترتیب نتیجه کار صرفا ترکیب دو متریال شیشه و بتن نیست، بلکه یک متریال جدید سوم که از لحاظ ساختار درونی و همچنین سطوح بیرونی کامل همگن است، به دست می آید.
فیبر های شیشه باعث نفوذ نور به داخل بلوک ها می شوند. جالب تریت حالت این پدیده نمایش سایه ها در وجه مقابل ضلع نور خورده است. همچنین رنگ نوری که از پشت این بتن دیده می شود ثابت است به عنوان مثال اگر نور سبز به پشت بلوک بتابد در جلوی آن سایه ها سبز دیده می شوند. هزاران فیبر شیشه ای نوری به صورت موازی کنار هم بین دو وجه اصلی بلوک بتنی قرار می گیرند. نسبت فیبر ها بسیار کم و حدود ۴ درصد کل میزان بلوک ها است. علاوه بر این فیبر ها بخاطر اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و تبدیل به یک جزء ساختاری می شوند بنابر این سطح بیرونی بتن همگن و یکنواخت باقی می ماند. در تئوری، ساختار یک دیوار ساخته شده با بتن عبور دهنده نور، می تواند تا چند متر ضخامت داشته باشد زیرا فیبر ها تا ۲۰متر بدون از دست دادن نور عمل می کنند و در دیواری با این ضخامت باز هم عبور نور وجود دارد.
ساختارهای باربر هم می‌توانند از این بلوک‌ها ساخته شوند. زیرا فیبر های شیشه ای هیچ تاثیر منفی روی مقاومت بتن ندارند. بلوکها می توانند در اندازه ها ی متنوع و با عایق حرارتی خاص نصب شده روی آنها تولید شوند.
این متریال در سال ۲۰۰۱ توسط یک معمار مجار به نام «آرون لاسونسزی» اختراع شد و به ثبت رسید. این معمار زمانیکه در سن ۲۷ سالگی در کالج سلطنتی هنر های زیبای استکهلم مشغول به تحصیل بود این ایده را بیان کرد و در سال ۲۰۰۴ شرکت خود را با نام لایتراکان تاسیس کرد و با توجه به نیاز و تمایل جامعه امروز به استفاده از مصالح جدید ساختمانی، از سال ۲۰۰۶ با شرکت های بزرگ صنعتی به توافق رسیده و تولید انبوه آن به زودی آغاز خواهد شد.
● موارد کاربرد
▪ دیوار: به عنوان متداول ترین حالت ممکن این بلوک می تواند در ساختن دیوارها مورد استفاده قرار گیرد. به این ترتیب هر دو سمت و همچنین ضخامت این متریال جدید قابل مشاهده خواهد بود. بنابر این سنگینی و استحکام بتن به عنوان ماده اصلی « لایتراکان» محسوس تر می شود و در عین حال کنتراست بین نور و ماده شدید تر می شود. این متریال می تواند برای دیوارهای داخلی و خارجی مورد استفاده قرار گیرد و استحکام سطح در این مورد بسیار مهم است. اگر نور خورشید به ساختار این دیوار می تابد قرار گیری غربی یا شرقی توصیه می شود تا اشعه آفتاب در حال طلوع یا غروب با زاویه کم به فیبر های نوری برسد و شدت عبور نور بیشتر شود. بخاطر استحکام زیاد این ماده می توان از آن برای ساختن دیوار های باربر هم استفاده کرد. در صورت نیاز، مصلح کردن این متریال نیز ممکن است همچنین انواع دارای عایق حرارتی آن نیز در دست تولید است.
▪ پوشش کف: یکی از جذاب ترین کاربرد ها، استفاده از «لایتراکان» در پوشش کف ها و درخشش آن از پایین است. در طول روز این یک کفپوش از جنس بتن معمولی به نظر می رسد و در هنگام غروب آفتاب بلوک های کف در رنگهای منعکس شده از نور غروب شروع به درخشش می کنند.
▪ طراحی داخلی: همچنین از این نوع بتن عبور دهنده نور می توان برای روکش دیوار ها در طراحی داخلی استفاده کرد به صورتی که از پشت نور پردازی شده باشند و می توان از نور های رنگی متنوع برای ایجاد حس فضایی مورد نظر استفاده کرد.
▪ کاربرد در هنر: بتن ترانسپارانت برای مدتها به عنوان یک آرزو برای معماران و طراحان مطرح بود و با تولید لایتراکان این آرزو به تحقق پیوست. کنتراست موجود در پشت متریال تجربه شگفت آوری را برای مدت طولانی در ذهن بیننده ایجاد می کند. در واقع با نوعی برخورد سورئالیستی محتوای درون در ارتباط با محیط پیرامون قرار می گیرد و به این ترتیب بسیاری از هنرمندان تمایل به استفاده از این متریال در کارهای خود دارند. به طور کلی با پیشرفت های تکنولوژیکی و ارائه خلاقیت طراحان و مجسمه سازان با ابزار های مختلف، پتانسیل و قابلیت بتن توسط هنرمندان گوناگون در تمام جهان مورد استفاده قرار گرفته است.
● بلوکها
▪ مصلح کردن بلوک بتنی عبور دهنده نور: در صورت نیاز به مصلح کردن این بتن شیار هایی در داخل آن تعبیه می شوند. در حین ساختن دیوارها میلگرد ها بصورت عمودی یا افقی در این شیار ها قرار می گیرند و فیبر های اپتیکی بخاطر خاصیت انعطاف پذیری خود در اطراف میلگردها جمع می شوند و به این ترتیب میلگرد ها دیده نمی شوند. از این روش بصورت موفقیت آمیزی در چند پروژه و طراحی نمایشگاه استفاده شده است.
▪ رنگها و بافت ها: با توجه به رنگ خاکستری متداول بتن معمولی، لایتراکان دارای رنگهای متنوعی است و بافت سطوح بیرونی آن نیز می تواند متنوع باشد، به گونه ای که بلوکهای متنوع در کنار هم قرار گیرند و یک ساختار واحد را به وجود آورند.
▪ توزیع فیبرها: اندازه و ترتیب فیبر ها در هر بلوکی می تواند متفاوت باشد و این ترتیب قرار گیری می تواند کاملا منظم یا کاملا ارگانیک مانند مقطع چوب باشد.
● مشخصات تکنیکی:
▪ ترکیبات:بتن و فیبر اپتیکی، میزان فیبر حد اکثر ۵درصد کل بلوک، عبور ۳درصد نور تابیده از هر ۴ درصد کل فیبر موجود، چگالی ۲۴۰۰-۲۱۰۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مکعب، مقاومت فشاری۴۹ نیوتن بر میلی متر مربع در بد ترین حالت و ۵۶نیوتن بر میلی متر مربع در بهترین حالت، مقاومت خمشی معادل ۷/۷ نیوتن بر میلی متر مربع.
▪ اندازه بلوکها: ضخامتmm۵۰۰-۲۵ ، عرض حداکثرmm۶۰۰ ، ارتفاع حد اکثرmm۳۰۰.
● لامپ لایترا کیوبLitracub Lamp
یکی از محصولات موفق لایترا کان در زمینه طراحی، لامپ لایترا کیوب است که در آن بلوکها با قرار گیری روی هم مکعبی را تشکیل می دهند که منبع نور در داخل آن قرار دارد و نور با عبور از بتن به بیرون ساطع می شود.
به این ترتیب این ماده جدید می تواند در عرصه های مختلف طراحی و همچنین در ایجاد فضاهای پویا و انعطاف پذیر داخلی بسیار مورد استفاده قرار گیرد.

معرفی آسانسورهای هیدرولیک آبی روغنی

معرفی آسانسورهای هیدرولیک آبی روغنی

آسانسورهای هیدرولیک کیورینال با گیربکس مستقیم با تجهیزات خود ایستا و طراحی کامل از جنس آلومینیوم و پلی کربنات می‌باشد. بدنهٔ اصلی آن فلزی است که با تجهیزات روی ستون اصلی هیدرولیک از یک طرف به سیلندر و از طرف دیگر به سه ستون دیگر یا دو ستون و یک ستون هیدرولیک وصل می‌شود هم‌چنین دو فلکهٔ فلزی شیاردار به ستون‌ها متصل است که در انواع بزرگ قابل نصب می‌باشد و این‌ها همه به وسیلهٔ اسکلت طراحی شده و خود پروفیل‌های اسکلت به آن متصل شده‌اند و فلکه‌های نگهدارنده نیز در قسمت‌ بالای بدنه اصلی نصب شده‌اند. پروفیل هیدرولیکی از دو چاله تشکیل شده که یکی از آنها پیستون طراحی شده که از همان ستون سیلندر به پمپ روی کابین متصل می‌شود. پاور (موتور) این آسانسور ۱۰ برابر کوچک‌تر از پمپ‌های معمولی است. در قسمت جلوئی یک پوشش جوش داده شده و در قسمت بالا هدایت‌کننده‌ای وجود دارد که توسط اورینگ از نشت مایع متحرک جلوگیری می‌کند.
این آسانسورها تماماً به‌صورت استوانه‌ طراحی گردیده، درهای آن به‌صورت نیم‌دایره بوده و کابین کاملاً گرد می‌باشد و به خاطر خود ایستا بودن در آن‌ به‌جای شیشه از پلی‌کربنات کاملاً شفاف استفاده شده است که در صورت درخواست مشتری می‌توان با مبلغ کمی اضافه‌تر از پلی‌کربنات رنگی نیز استفاده کرد.
● ”چگونگی عملکرد آسانسور“
در پروفیل پیستون هیدرولیکی داخل قسمت جلوئی که به پمپ متصل شده حرکت می‌کند در قسمت بالائی سه مخزن وجود دارد که به وسیله هدایت‌کننده‌ئی که در قسمت بالائی ستون هیدرولیکی است، به قسمت بالائی ستون هیدرولیکی وصل می‌شود. این سه مخزن و فلکهٔ هرزه‌گرد به قسمت بالائی کابین متصل می‌شوند.
به‌منظور حرکت کابین به جهت بالا پمپ به پیستون متصل شده حرکت آن به سمت بالا را موجب می‌شود در نتیجه مخزن بعد از گذشتن از فلکه هرزه‌گرد کابین را به طرف بالا می‌کشد.
به‌منظور به حرکت در آوردن کابین به سمت بالا آسانسورهای کیورینال مجهز به فلکه‌ٔ الکتریکی برای مایع متحرک‌اند که اجازهٔ ورود مایع به پیستون برای حرکت در قسمت جلوئی و برگشت کانال از پروفیل هیدرولیکی را می‌دهد.
آسانسورهای هیدرولیکی کیورینال با گیربکس مستقیم، عملکردی معمولی‌تر از هر نوع آسانسور دیگر دارد. ایستادن در هر طبقه، ایستادن اضطراری کابین و آژیر پر صدا از ویژگی‌های آن می‌باشد. پاراشوت یا چتر نجات امنیتی وسیله‌ئی است که در صورت قطع شدن ارتباط مخزن یا فشار روغن عمل می‌کند بنابراین اگر کابین در حال سقوط باشد پاراشوت سریعاً با حالت فنری به محورها فشار آورده و موجب توقف آرام کابین می‌شود.
در مقابل در انتهای هر محور نیز یک قطعه مکانیکی وجود دارد که با کفشک‌های تفلونی مانع سقوط آسانسور خواهد شد.
فشاری که روی ترمزها اعمال می‌شود دقیقاً برابر وزن کابین است و اگر فشار بالاتر باشد ترمز اضطراری فعال می‌شود بنابراین هیچ خطری متوجه مسافران نخواهد شد.
به‌علاوه هدایت‌کننده توسط سه روزنه یا دهنه به pvc وصل شده که این روزنه‌ها با مواد پلاستیک پلی‌پک پوشانده شده که از نشت مایع هیدرولیکی جلوگیری می‌کند جهت طولانی کردن مقاومت پروفیل هیدرولیکی در کانال‌های خارجی قسمت دهنه‌ها و خارج از این کانال‌ها در مسیر برگشت مکانیزه شده، توسط غلاف با اورینگ مربوطه وصل شده و با واشر و مهره به بدنهٔ اصلی متصل می‌شود.
سیستم موتور از پمپ سه فاز شناور با قدرت سه اسب، با فشار ۵ تا ۱۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر و سه کابل pvc تشکیل شده که نقش انعطاف‌پذیری میله قدرت پیستون را تأمین می‌کند. فلکهٔ فلزی شیاردار توسط پلاستیک محصور شده که عملکرد را نرم‌تر می‌کند و به جهت اصطکاک پائین کابل و فلکه نیاز به تعمیرات ندارد. مایع هیدرولیکی شامل مخلوطی از آب و روغن با چگالی پائین است. قطعات زیرمجموعه باید روغن‌کاری شده و از مایع ضدزنگ که از اکسیده شدن آن جلوگیری می‌کند استفاده شود با توجه به این‌که پیستون آغشته به زینک است درصد ریسک اکسیده شدن قطعات به حداقل می‌رسد بدین‌ لحاظ پیستون ما تحت پوشش کامل زینک بوده و قطعات آن اکسیده نخواهد شد. شرکت آسانسور سینا صعود با تجربهٔ چندین‌ساله و کادر بازرگانی خارجی مجهز و هم‌چنین کادر فنی نمایندگی شرکت کیورینال در ایران آمادهٔ هرگونه خدمات پس از فروش برای آسانسورهای فوق می‌باشد. در صورت نیاز به اطلاعات بیشتر با و کاتالوگ می‌توانید با دفتر این شرکت تماس بگیرید.

نمونه‌ای از بازسازی‌ پس از زلزله

● نمونه‌ای از بازسازی‌ پس از زلزله
شهر سبز عشق‌آباد با تمهیدهای مقاومت به هنگام وقوع زمین لرزه و تأمین امنیت جانی شهروندان از دل خرابه‌ها و ویرانه‌های شهر سربرآورد. در واقع عشق‌‌آباد شهر سبزی است که انسان در دل صحرای قره‌قوم (karakum) ساخته است و لطف و سرسبزی بم پیش از زلزله را به یاد می‌آورد.
در بازسازی این شهر و در ساخت بناها، سیستم‌های سادهٔ مقاوم در برابر زلزله با استفاده از بتن مسلح و صالح ساختمانی مقاوم به‌کار رفته است. اما جدا از بحث مقاومت مصالح که بسیار اساسی و ارزشمند است، در طراحی استخوان‌بندی اصلی شهر، توجه به معیارهای شهر سازانه و کاهش پی‌آمدهای ناشی از زمین‌لرزه نیز اهمیت بسیاری دارد به‌نحوی که شبکه‌ٔ معابر عریض و کارآمد، خیابان‌های بسیار پهن و سبز با توجه به نسبت عرض خیابان و ارتفاع بناهای دنو سوی آن در سرتاسر شهر دیده می‌شود که در پیوندی منطقی با میدان‌های وسیع قرار گرفته است. این امر همراه با طراحی و ساخت پارک‌های بسیار بزرگ و فضاهای باز شهری گسترده در سراسر شهر افزون بر پدید آودن لطف و طراوت، نقش بسیار مهمی در رویاروئی با پی‌آمدهای مختلف زلزله دارد.
● رفتار سیستم‌ ساختمان‌های سنتی در برابر زلزله و مقایسه آن با سیستم فریم بتن مسلح
جربه‌های زلزلهٔ مارمارا (Marmara) در Kocacli و Sakarya و بررسی و ارزیابی زبان‌های آن
زلزلهٔ زیان‌بار مارمارا در تاریخ ۱۷ آگوست ۱۹۹۹ در شمال‌غربی ترکیه روی داد و حدود هفت استان را دربرگرفت (کچالی، ساکاریا، یورسا، استانبول، برلو، اسکیسیر یالوا) زبان‌های مالی و جانی بسیاری به بار آورد.
این زلزله به قدرت ۴/۷ درجه در مقیاس ریشتر پس از زلزله ۱۹۲۳ توکیو، بزرگترین زمین‌لرزهٔ رخ داده در یک منطقهٔ مدرن و صنعتی است. مرکز این زمین‌لرزه در اصلی‌ترین منطقه صنعتی ترکیه بود که بیشتر کارخانه‌های پتروشیمی و ماشین‌سازی در آنجا قرار داشتند. در این حادثه ۱۸۰،۳۷۳ جان خود را از دست دادند، ۴۸۰،۹۰۱ نفر زخمی شدند. ۳،۱۷۰،۴۹۳ واحد مسکونی و ۴۷۰،۴۱۲ محل کار از بین رفت.
حدود ۱۰ روز پس از فاجعه هیئتی کارشناسی از وزارت کار و اسکان، رئیس سوانح طبیعی، بانک استان‌ها و رئیس راه‌ها به محل فاجعه اعزام شدند تا مطالعات سنجشی خود را آغاز کنند. این مبحث سعی بر آن دارد تا تجربه‌های زلزله مارمارا و مطالعات سنجشی زیان‌های آن را بیان کند. در این نوشتار چکیدهٔ دیده‌های نویسنده از مطالعه و ارزیابی خسارت‌هائی که در اثر زلزله بر سیستم ساختمان‌های سنتی و سازه‌های بتن مسلح در حوزهٔ کچالی و ساکاریا وارد آمده است، مطرح می‌شود. براساس نتیجهٔ دیده‌ها، پیشنهادهائی برای ساخت سیستم‌های جدید به‌منظور دوام و استحکام ساختمان‌های سنتی موجود و دادن طرحی عینی برای شهرها داده شد.
▪ هدف‌های اصلی پروژه‌ٔ بازسازی ترکیه از این قرار هستند:
- پدید آوردن سازمان‌های مدیریت بحران در سطح ملی و محلی
- تهیه برنامهٔ بیمهٔ حوادث
- اصلاح قانون‌های بحران در شهرداری‌ها و مناطق عمومی
- افزایش توانائی شهرداری‌ها برای مقاوم‌سازی در برابر رویدادها
- گسترش برنامه‌های اصلی ریسک شهرداری
- ایجاد سیستم اصلاحات در مورد زمین
- برنامهٔ آسیب‌های روحی بزرگسالان
- ساخت سکونتگاه‌های همیشگی
- تعمیر خانه‌ها و مراکز درمانی بازمانده
- بازسازی و تعمیر تأسیسات زیربنائی و شاه‌رگ‌های اصلی اقتصادی
● طبقه‌بندی ساختار سیستم‌ها و خسارت‌های آن
▪ در مطالعات سنجشی منطقه، ساختمان‌های موجود پس از خسارت به‌طور کلی به چهار سیستم ساختاری تقسیم می‌شوند:
- سازه‌های قاب‌دار چوبی
- ساختمان‌های ماسونری و آجری بدون قاب
- سازه‌های قاب‌دار بتن مسلح
- ساختمان‌های بدون قاب با آلمان‌های رابط بتن مسلح سیستم‌های قاب‌دار بتن مسلح به‌عنوان یکی از مناسبترین سیستم‌ها در برابر زلزله شناخته شده است. البته به شرطی که از مهندسی دقیق، تکنیک‌های صحیح ساختاری، دیتیل‌های مناسب، نظارت و کیفیت ساخت خوب برخوردار باشد. هر چند در این ناحیه، بیشتر ضرورت‌های بالا رعایت نشده بود و به همین دلیل خسارت‌های بالا در سازه‌های قاب‌دار بتن مسلح شده پدید آمد. بالاترین درصد خسارت در سیستم‌های قاب‌دار بتن مسلح در ساختمان‌هائی با بیش از ۵ طبقه مشاهده شد. ضریب خسارت با کم شدن طبقات ساختمان، کمتر می‌شد طوری که خسارت در ساختمان‌های قاب‌دار بتن مسلح بین ۱-۴ دقیقه در مقایسه با ۵-۸ طبقه کمتر بود.
افزون بر پائین بودن کیفیت بتن، ریزه‌کاری‌های ضعیف و ضعف در ساخت شرایط نامناسب خاک، تراکم بالا، وجود طبقات ضعیف‌تر در طبقهٔ همکف، از دیگر فاکتورهائی بودند که سطح خسارت را به بیشترین حد رساندند.
● پیشنهادها و نتیجه‌گیری‌ها
نتیجه‌های مطالعات سنجشی از حوزه‌های کچلی و ساکاریا نشان می‌دهد که ساختمان‌های سنتی با ساختار قاب چوبی و یا ساختمان‌های ماسونری آجری بدون قاب، با اینکه از مصالح محلی کم دوام ساخته شده بودند. پایداری خوبی در برابر زلزله از خود نشان دادند. به‌خصوص سازه‌های قاب‌دار چوبی، که سبک و انعطاف‌پذیر هستند. به‌ندرت آسیب دیده بودند. خسارت‌ها معمولاً، متوجه مصالح توپر چون خشت سنگ یا آجر بود در حالی‌که ساختار سیستم قاب‌دار چوبی پایدار باقی مانده بود.
● پیشنهادهائی برای سیستم‌های ساختاری
”بررسی خسارت‌ها و پژوهش‌های سنجشی، نشان داده است که میزان آسیب‌پذیری سازه‌های قاب‌دار بتن مسلح بسیار بالا است. در این شرایط، نیاز به بررسی است که چرا همچنان این سیستم سازه‌ای در چنین سطح وسیعی به‌کار برده می‌شوند. قانون‌های شهری، کدهای ساختمانی و غیره همچنان کارشناسان را به انتخاب سیستم بتن مسلح سوق می‌دهد. بدون آنکه به دیگر آلترنانیوهای سیستم‌های سازه‌ای توجه کند. مقاومت ساختمان‌های سنتی در برابر زلزله (به‌خصوص سازه‌های قاب‌دار چوبی) در زلزلهٔ مارمارا به این حقیقت اشاره دارد که سیستم قاب‌دار بتن مسلح نباید به‌عنوان تنها آلترناتیوسیستم‌های ساختاری معاصر به‌شمار آید.
”سیستم‌های ساختاری مسلح نیازمند بازنگری ریشه‌ای است.
همچنین باید از سیستم‌های ساختاری جانشین استفاده نشود. برای سازه‌های جدید، سیستم‌های سازه‌ای که از آسیب‌پذیری کمتری برخوردار هستند، گزینهٔ بهتری به‌شمار می‌آیند همچون سازه‌هائی با قاب استیل یا ساختمان‌هائی بدون قاب با آلمان‌های رابط با بتن مسلح تخت برای ساختمان‌های بلند و سازه‌هائی با قاب چوبی برای ساختمان‌های کوتاه.
روش‌های استحکام‌بخشی نه تنها برای سازه‌های قاب‌دار بتن مسلح، بلکه باید برای ساختمان‌های سنتی موجود نیز به‌کار گرفته شود. در حوزهٔ نام‌برده، ساختمان‌های سنتی بیشتر توسط صاحبانشان ساخته شده بودند، بدون آنکه از خدمات مهندسان بهره‌ای برده باشند. در ساخت ساختمان‌های مامونری و قاب‌های چوبی جدید و بازسازی ساختمان‌های خسارت‌دیدهٔ موجود، لازم است همگان با برنامه‌های آموزشی چون: حوزهٔ کاربرد مصالح مناسب، تجاری و مانند اینها آموزش ببینند. می‌توان این برنامه‌های آموزشی را توسط نهادهای غیردولتی و یا شوراهای محلی به پیش برد.
نظارت‌های روی سایت می‌بایست در طول روند ساخت و طی مرحله‌های گوناگون صورت گیرد. جزئیات طراحی و ساخت باید از کدهای ساختمانی، قانون‌های تکنیکی و استانداردها پیروی کند.
باید توجه داشت که در سیستم آموزشی فعلی و سیستم ساخت و ساز با بتن مسلح، آموزش معماران و مهندسان سازه به اندازهٔ کاربرد تکنیک‌های صحیح در مقابله با پدیده‌هائی چون زلزله اهمیت دارد.
● طراحی و توسعه شهری
برای داشتن یک شهر ایمن باید نوعی برنامه‌ریزی هدفمند در پیش گرفته شود که هدف مشخصی را دنبال کند و به دنبال آن باید یک برنامهٔ جامع برای تحلیل و ریسک زلزله تدوین شود. در برنامهٔ بازسازی شهر استانبول برنامهٔ جامعی برای تحلیل ریسک زلزله تهیه شده که مهمترین اصول آن از این قرار هستند:
- در نطر گرفتن تحلیل خطر در هر نوع برنامهٔ بازسازی
- شناسائی زمین‌های نااستوار
- ریز پهنه‌بندی خطر زلزله
- توجه به محدودیت‌ها و امکان‌های بالقوه توسعهٔ شهر و سمت و سوهای آن برای بازسازی
- شناسائی خطرها با توجه به فرهنگ هر شهر
- مکان‌یابی نهادها، تجهیزات و تأسیسات شهری با توجه به بستر خطرپذیری.

ناامنی ساختمان‌ها و گناه مهندسان ناظر!

ناامنی ساختمان‌ها و گناه مهندسان ناظر!

آیا مسئولیت درست کار نکردن همهٔ نهادها و عوامل مؤثر در ساخت و ساز تنها بر عهدهٔ مهندس ناظر است؟
هر از چند گاهی پس از وقوع یک زمین‌لرزه یا به بهانهٔ فروریختن یک ساختمان یا رخ‌دادن حادثه‌ای دیگر، بحث ایمن‌سازی، کنترل کیفیت کنترل ساختمان، نظارت بر ساخت و سازها و نقش مدیریت شهری زنده می‌شود و این زخم کهنهٔ چندین ساله سرباز می‌کند. مطبوعات و صدا و سما هر یک به سهم خود اشاره‌ای گذرا به موضوع می‌کنند و پس از چندی باز ماجرا به محاق فراموش می‌رود و مسائل مهم‌تر و عاجل‌تر ذهن ما و صفحات روزنامه‌ها را پر می‌کند و می‌ماند تا رخدادی دیگر. و البته در این اشاره‌های گذرای رسانه‌ها چیزی که بیشتر به‌چشم می‌خورد یا دست کم نظر من را جلب می‌کند مقصر شناختن و محکوم کردن مهندس ناظر است که این روزها خیلی باب شده و رفته رفته توی تاکسی و صف اتوبوس هم وصف بی‌مسئولیتی و ناکارآمدی مهندسان ناظر را می‌شنویم.
به‌عنوان مسئول انجمن صنفی مهندسان و کسی‌که دست کم بیست سال از عمر حرفه‌ای خود را در کار ساخت و سازهای شهری بوده، وظیفهٔ خود می‌دانم برای رعایت انصاف تا حد امکان و در حد معقول از این قشر شریف، زحمت‌کش و محروم دفاعی کرده باشم. به‌نظر من مشکل مهندسی و ساخت و سازها به‌ویژه در شهر تهران در یک کلاع غیبت عنصر خرد، اندیشه و تخصص است به این معنی که ما مسئله‌ای بسیار مهم علمی و تخصصی را در عمل بی‌اهمیت انگاشته، به‌شکلی عامیانه و سنتی به آن می‌پردازیم.
ادامهٔ این روند طی چند دههٔ گذشته و درست کار نکردن مسئولان و عوامل دست‌اندرکار ساختمان کار را به‌جائی رسانده است که تهران رفته رفته به شهری آلوده، شلوغ، بی‌هویت و ناامن بدل گشته است و به‌نظر می‌رسد که دیگر جای مناسبی برای زندگی نیست. برای بررسی دلیل پدید آمدن این وضعیت، نخست باید ببینیم چه عواملی در روند ساخت و سازهای شهری مؤثرند؟ مسئولان و متولیان این بخش چه کسانی‌اند؟ و آیا مجموعهٔ این عوامل در جایگاه درست خود قرار دارند و وظایف خود را به‌درستی انجام می‌دهند یا نه؟
در یک دسته‌بندی گذرا، عوامل مؤثر بر ساخت و سازهای شهری به طور خلاصه از این قرارند:
▪ ضوابط، قوانین، مقررات و آئین‌نامه‌های ناظر بر مهندسی، معماری و شهرسازی
▪ نهادهای مسئول اجراء و نظارت بر اجراء درست این مقررات
▪ تکنولوژی ساخت، عناصر، لوازم و مصالح مورد نیاز ساخت و ساز
▪ نیروی انسانی، شامل مهندسان، کاردان‌های فنی و کارگران ماهر
▪ مردم به‌عنوان مالک، سازنده و بهره‌بردار
▪ فرهنگ عمومی جامعه و نوع نگاه مردم، مسئولان و متخصصان به ساخت و ساز و بهره‌برداری از ساختمان
الف) اصلی‌ترین سند در این مورد قانون نظام مهندسی و کنترل ساختمان مصوب سال ۱۳۷۴ و آئین‌نامهٔ اجرائی آن است که به‌عنوان قانون مادر، نحوهٔ تعامل عوامل دست‌اندرکار ساخت و سازها را روشن کرده است.
هم‌چنین مجموعهٔ مباحث مقررات ملی ساختمان، آئین‌نامهٔ طرح ساختمان‌ها در برابر زلزله، استاندارد ۲۸۰۰، طرح‌های جامع و تفصیلی شهر تهران و مجموعهٔ ضوابط و مقررات معماری و شهرسازی تدوین شده از سوی شهرداری و شورای شهر، مهم‌ترین و تأثیرگذارترین مقررات حاکم بر ساخت و سازهای شهری‌اند. به این ترتیب می‌توان گفت که ما به لحاظ قوانین و مقررات کمبود خاصی نداریم و حتی به‌عنوان مثال جزء نخستین کشورهای زلزله‌خیز جهان‌ایم که از حدود سال ۱۹۶۰ در این مورد دارای آئین‌نامه بوده‌ایم.
به‌رغم کاستی‌هائی که ممکن است در هر یک از قوانین و مقررات یاد شده باشد. ضرورت اصلاح، بازنگری و یا تغییر قوانین در شرایطی که سعی و خطا شایسته‌ای در اجراء آن‌ها نشده است، فعلاً از اولویت برخوردار نیست. در واقع مادام که فکری اساسی برای اجراء قوانین و مقررات موجود نکرده باشیم پرداختن به مسئلهٔ بازنگری و اصلاح قوانین طرحی انحرافی است.
ب) چنان‌که گفته شد مشکل اصلی در بخش ساختمان، ضمانت اجراء و عمل به قوانین و مقررات است. طبق مادهٔ ۳۵ قانون نظام مهندسی و کنترل ساختمان مسئولیت نظارت عالیه بر اجراء ضوابط، مقررات و مقررات ملی ساختمان در طراحی و اجراء ساختمان‌ها بر عهدهٔ وزارت مسکن و شهرسازی است.
هم‌چنین در بندهای ۴ و ۹ مادهٔ ۱۵ قانون یاد شده، همکاری با مراجع مسئول و وزارت مسکن و شهرسازی در زمینهٔ تدوین، اجراء و کنترل مقررات ملی ساختمان، از وظایف هیئت مدیرهٔ سازمان نظام مهندسی ساختمان به‌‌شمار آمده است. ضمن آن‌که بند ۵ همین ماده، نظارت بر حسن انجام خدمات مهندسی توسط اشخاص حقیقی و حقوقی در طرح‌ها و فعالیت‌های غیردولتی را نیز از وظایف نظام مهندسی می‌داند.
و به‌همین ترتیب طبق بند ۱۵ مادهٔ ۱۵ قانون و بند ۱۵ مادهٔ ۷۳ آئین‌نامهٔ اجرائی، پیشنهاد مبانی قیمت‌گذاری خدمات مهندسی به‌عهدهٔ نظام مهندسی و تصویب و ابلاغ آن به‌عهدهٔ وزارت مسکن و شهرسازی است. بندها و مواد دیگری نیز در این قانون بر همکاری سازمان نظام مهندسی و مسئولیت وزارت مسکن و شهرسازی تأکید دارد. حال سئوال این‌جاست که با گذشت بیش از ده‌سال از تصویب قانون و تشکیل سازمان نظام مهندسی، ساز و کار و تشکیلات سازمان نظام مهندسی و وزارت مسکن برای انجام این وظایف چیست؟ تاکنون چه کارهائی و توسط چه افراد یا نهادهائی در این زمینه انجام شده است؟ چه نقشی برای مهندسان و تشکل‌های مهندسی به‌عنوان صاحبان اصلی حرفه در این عرصه در نظر گرفته شده است؟ نحوه و ضمانت همکاری سازمان نظام مهندسی با شهرداری و دیگر نهادهای مدیریت شهری به چه صورت است و تاکنون چگونه بوده است؟
ج) چند قلم از مصالح اصلی ساختمانی تحت پوشش استاندارد هستند؟ به‌جزء آهن و تا حدودی سیمان آیا می‌توان ادعا کرد که دیگر مصالح ساختمانی نظیر بتن تیرچه، بلوک، آجر و... از استانداردهای لازم و مطلوب آئین‌نامه‌های موجود برخوردارند؟
کارگاه‌های کوچک و بزرگی که در گوشه و کنار در کار تولید تیرچه، بلوک و بتون آماده‌اند، تحت نظارت و کنترل کدام نهاد کار می‌کنند؟ و اگر چنین نهادی وجود دارد چرا حاصل این تولید و کنترل، این مصالح غیر قابل اعتماد، نامرغوب و غیراستاندارد است؟
چه نظارت و کنترلی بر بسته‌بندی، نگهداری اصولی و دپوی همین سیمان که گفته می‌شود جزء مصالح استاندارد شده هستند معنی آن این است که تمام کارخانه‌ها و کارگاه‌های تولیدکنندهٔ سیمان و آجر و همهٔ انواع سیمان از پاکت گرفته تا دست پر و فله استاندارد هستند؟
و به این ترتیب شاهد هستیم که دست کم از نظر مصالح، فن‌آوری ساخت و ساز در کشور ما با این مصالح غیراستاندارد، با تکنولوژی ساخت در دنیا حتی در کشورهای همسایه نیز فاصلهٔ زیادی دارد.
د) با وجود آمار به ظاهر بالای شمار مهندسان، کاردان‌های فنی و کارگران ماهر، به‌دلیل سازمان نیافتن این نیروها و توزیع نامناسب کار، همواره کمبود نیروی کار متخصص در ساخت و سازها مشهود بوده است. طبق مادهٔ ۴ قانون نظام مهندسی و کنترل ساختمان، اشتغال اشخاص حقیقی و حقوقی به آن دسته از امور فنی در بخش‌های ساختمان و شهرسازی که توسط وزارت مسکن تعیین می‌شود.
مستلزم داشتن صلاحیت حرفه‌ای است. این صلاحیت در مورد مهندسان از طریق پروانهٔ اشتغال به‌کار مهندسی و در مورد کاردان‌های فنی و معماران تجربی از طریق پروانهٔ اشتغال به‌کار کاردانی یا تجربی و در مورد کارگران ماهر از طریق پروانهٔ مهارت فنی احراز می‌شود. مرجع صدور پروانهٔ اشتغال به‌کار مهندسی و پروانهٔ اشتغال به‌کار کاردانی و تجربی وزارت مسکن و شهرسازی و مرجع صدور پروانهٔ مهارت فنی، وزارت کار و امور اجتماعی است و طبق تبصرهٔ ۱ مادهٔ یاد شده، وزارت مسکن و وزارت کار موظف‌اند حسب مورد ظرف مدت ۱۰ سال از تاریخ ابلاغ قانون، با استفاده از همکاری شهرداری‌ها، مهندسان و سازمان‌ها و تشکل‌های حرفه‌ای صنفی شاغل در این بخش‌ها دامنهٔ اجراء این ماده را به کل کشور توسعه دهند.
در حالی‌که وزیر سابق مسکن و شهرسازی در آخرین روزهای تصدی خود بر بی‌مسئولیتی و ناکارآمدی وزارت کار می‌تازد و آرزو می‌کند که ای‌کاش این‌کار نیز به‌عهدهٔ وزارت مسکن گذاشته شده بود، مسئولان وزارت کار و سازمان آموزش فنی و حرفه‌ای معتقدند که از همان آغاز، تشکیلات لازم را برای آموزش‌های ضروری و صدور کارت مهارت فنی مهیا کرده‌اند اما به سبب فقدان ضمانت اجرائی برای قانون و ناهماهنگی و نارسائی در دیگر نهادها هیچ انگیزه و الزامی برای مراجعهٔ کارگران برای گرفتن کارت مهارت وجود نداشته و به‌ همین سبب نیرو و هزینه‌های انجام شده در این رابطه عملاً به هدر رفته و کاری انجام نشده است.
و اما بهتر بود که وزیر محترم سابق مسکن و شهرسازی پیش از آرزو برای داشتن مسئولیتی دیگر، نخست آن‌چه را که قانون به‌عهده‌اش گذاشته انجام می‌داد. متأسفانه پس از گذشت بیش از ۱۰ سال از تصویب قانون نظام مهندسی و کنترل ساختمان و تأسیس سازمان نظام مهندسی ساختمان هنوز هیچ‌یک از وظایف اصلی که در قانون برای سازمان نظام مهندسی ساختمان تعریف شده عملی نشده است و با توجه به قیمومیت وزارت مسکن و شهرسازی بر نظام مهندسی، دخالت‌های قانونی و فراقانونی این نهاد در امور سازمان و حضور همیشگی تنی چند از کارمندان و وابستگان این وزارت‌خانه در هیئت مدیرهٔ نظام مهندسی، بی‌شک بخش عظیمی از مسئولیت ناکارآمدی و انفعال سازمان نظام مهندسی بر عهدهٔ وزارت مسکن و شهرسازی است. سازمان نظام مهندسی ساختمان استان تهران پس از چهار دوره هنوز نتوانسته تأثیر مشخص و مهمی بر روابط حرفه‌ای مهندسان داشته باشد.
ارتباط نداشتن سازمان با اعضاء و تشکل‌های صنفی حرفه‌ای که طبق قانون باید بخش مهمی از وظایف سازمان را عمل کنند و پرداختن به مسائل حاشیه‌ای و سیاسی‌کاری، سازمان نظام مهندسی را از جریان کار حرفه‌ای دور نگه‌داشته، آن را به‌صورت یک نهاد تشریفاتی و اداری وابسته به وزارت مسکن درآورده است. و همین نیز سبب بی‌اعتنائی و بی‌توجهی مهندسان به این سازمان شده که کم‌ترین نتیجه‌اش مشارکت کمتر از ده درصدی اعضاء در انتخابات نظام مهندسی است. در این شرایط تشکل‌های صنفی حرفه‌ای مهندسی نیز که از حمایت و پشتیبانی دولت و نهادهای مسئول بی‌بهره‌اند، از اقتدار لازم برای انجام وظایف حرفه‌ای خود برخوردار نیستند.
ه) با وجود همهٔ سخنانی که تا امروز گفته شده هنوز در این شهر هرکس به صرف داشتن سند مالکیت این اجازه را دارد که رأساً به شهرداری مراجعه کرده پروانهٔ ساخت بگیرد و به‌رغم همهٔ تعهدات صوری که هنگام صدور پروانه از او می‌گیرند، این اجازه را دارد که به هر شکل که خودش صلاح دانست و در جهت حفظ و افزایش سرمایه‌اش، ساختمان مورد نظر را بسازد، بفروشد و تحویل مردم دهد.
ی) و متأسفانه به‌رغم تمام مشکلات موجود و حوادث متعددی که رخ می‌دهد، افکار عمومی جامعه نسبت به ساخت و ساز و مسئلهٔ مهندسی بسیار بی‌توجه و بی‌اهمیت برخورد می‌کند و فرهنگ عمومی جامعه حساسیتی شایسته نسبت به موضوع ندارد.
در حالی‌که مصرف بی‌رویهٔ یک داروی مسکن به‌شدت از سوی مطبوعات و رسانه‌ها نکوهش می‌شود و عموم مردم چنین رفتاری را نادرست ارزیابی می‌کنند، در مورد ساخت یک سازه که با آسایش، جان و مال مردم و سرمایهٔ ملی سر و کار دارد این حساسیت نه از سوی مردم، نه مسئولان و نه رسانه‌ها احساس نمی‌شود و به میلیون‌ها تن آجر، فولاد و بتون که به‌صورت بمبی قوی بالای سر مردم قرار گرفته و هر لحظه با بروز یک زلزله ممکن است فاجعه‌ای عظیم به بار آورد اعتنا و توجه لازم نمی‌شود.
روزانه شاهد پخش اخبار پزشکی و بهداشتی از صدا و سیما و برنامه‌های ویژهٔ گفت و گو با پزشکان در مورد بیماری‌های گوناگون هستیم و روزنامه‌ها بعضاً صفحات ویژه‌ای را به بهداشت و درمان اختصاص داده‌اند که کار بسیار پسندیده‌ای است؛ ولی به‌رغم اهمیت موضوع، این‌کار در مورد مهندسی و مسائل ساخت و ساز به این نسبت و حساسیت انجام نمی‌شود.
شرح تفصیلی موارد یاد شده در این مختصر نمی‌گنجد و می‌توان در فرصتی دیگر به‌شکلی مشروح به آن پرداخت ولی آن‌چه در این مجال می‌توان کرد طرح چند پرسش است:
با وجود ابعاد گوناگون، پیچیدگی‌های فراوان و کاستی‌ها و کم‌کاری‌ها در امر خطیری چون ساخت و ساز، مقصر جلوه دادن مهندس ناظر که حلقه‌ای کوچک و بی‌اختیار در این سلسلهٔ پر مشکل و مسئله است، آیا سطحی‌نگری، کوچک شمردن موضوع و به‌نوعی فرافکنی و عوام‌فریبی نیست؟
آیا یک مهندس ناظر با ضوابط و مقررات نارسا و بدون ضمانت اجرائی، با نیروی انسان ناکارآزموده و غیرمتخصص، با عناصر و مصالح غیراستاندارد و با کارفرما و مالکی که از حداقل دانش فنی و تعهد حرفه‌ای بی‌بهره است، توان انجام کاری بهتر از این دارد؟ آیا مسئولیت درست کار نکردن همهٔ نهادها و عوامل مؤثر در ساخت و ساز تنها بر عهدهٔ مهندس ناظر است؟

پلی از جنس فولاد ضد زنگ

پلی از جنس فولاد ضد زنگ

نخستین پل جهان که به‌طور کامل از فولاد ضدزنگ ساخته شده در اسپانیا قرار دارد. این پل با ۵۵ متر درازا و ۱۳ متر پهنا در منطقهٔ Cala Galdana که یکی از ساحل‌های بسیار مشهور در جزیره مدیترانه‌ای Menorca است، ساخته شده است.
سازهٔ این پل به‌طور کامل از فولادی ضدزنگ به نام فولاد استحکام بالا از گرید (۲۲۰۵) ساخته شده است این پل جدید جایگزین پل قدیمی بتنی می‌شود که رفته رفته در اثر رطوبت و شرایط محیطی دچارخوردگی شدید شده است.
پل در معرض باد و آب دریا قرار دارد جائی که میزان رطوبت هوا در بیشتر روهای سال بسیار بالا است به این ترتیب انتخاب فولاد ضدزنگ مزایای چشمگیری به همراه داشته و البته ارزش‌های زیبائی‌شناسی نیز در فرآیند انتخاب این مواد نقش داشته است. شرکت سوئدی Outokumpu تأمین‌کننده فولاد مورد یاز این سازهٔ عظیم است، بیش از ۱۰۰۰ قطعه از اجزاء پل در مرکز آماده‌سازی این شرکت رد سوئد توسط پلاسما برش داده شده، و لبه‌های آنها برای جوشکاری آماده شده است.
طراحی این پل Juan Antonio Sobrino است و ساخت آن با هزینه‌ای حدود ۵/۲ میلیون یورو در سال ۲۰۰۵ به پایان رسیده است.
● آزمایشی برای سنجش ویژگی‌ها A test for character
برای تأمین کارائی پیش‌بینی شده در طرح یکی از بخش‌های حیاتی در طراحی و ساخت اطمینان از موادی است که به‌کار رفته، یا بعدها به‌کار خواهد رفت. موادی هم چون آسفالت، بتن و فلز همگی در مناطق مختلف، تحت شرایط گوناگون و در کشورهای متفاوتی به‌کار می‌روند. امروزه کامپکتورهای چرخنده در آزمایشگاه‌های آسفالت کاربرد گسترده‌ای دارند و اهمیت زاویهٔ چرخش دیق در عملکرد آنها بسیار مورد تأکید است. شرکت ایتالیائی Control می‌گوید: اندازه‌گیری زاویهٔ داخلی، دقیق‌ترین روش کالیبراسیون است که توسط استانداردهای بین‌المللی PrEN۱۲۶۹۱۳۱، AASHTOT۳۱۲ تعیین شده است.
این شرکت ادعا می‌کند که از نظر عملی این تنها روشی است که نتایج یکسانی را از کامپکتورهای متفاوت به‌دست می‌دهد. بنا به گفتهٔ شرکت Controls، دستگاه کالیبراسیون Bo۲۵۵ ILS-۷۶ (شبیه ساز بار داخلی - Internal oad Simulator-) تولید شده توسط آنها ویژگی‌های دلخواه برای اندازه‌گیری دقیق زاویه داخلی چرخش را دارد.
ابزار سنجش ILS یک دستگاه الکترومکانیکی است که در آن یک مبدل جابه‌جائی در محفظه‌ای استوائی شکل قرار گرفته و ارتفاع آن مشابه نمونهٔ واقعی است که برای اندازه‌گیری زاویه دالی بین قالب و صفحهٔ بالا و پائین دستگاه به مدت کوتاه (۱۰ دور) به‌کار می‌افتد. هنگام آزمایش مقادیر زاویه در یک حافظهٔ داخلی ذخیره شده پس از آزمایش وارد کامپیوتر شده و برای محاسبه زاویه ارزیابی می‌شود.
مرحله کالیبراسیو در کمتر از یک دقیقه انجام می‌گیرد و آزمایش بسیار سریع و راحت است زیرا در اینجا به مخلوط آسفالت داغ نیازی نیست.
شرکت Controls اظهار می‌درد که با تغییر قطر دو حلقهٔ در حال تماس، می‌توان زاویهٔ خروج از مرکزیت را تغییر داد و با اندازه‌گیری مقدار تغییر زاویه می‌توان سختی قاب کامپکتور چرخشی را ارزیابی کرد. این شرکت می‌گوید: به همین دلیل دستگاه شبیه‌ساز بار داخلی برای آزمایشگاه‌های تحقیقاتی یک ابزار ضروری است و ابزارهای جانبی آن برای کالیبراسیون کامپکتورهای چرخشی در کارگاه‌ها مناسب است.
به‌کارگیری ابزار هیدرولیک در ساخت Skyway Hydraulic help for Sky way work
در آغاز گسترش شبکهٔ بزرگراه‌های آمریکا، برنامه‌ریزان در شیکاگو، بخشی از شبکهٔ ارتباطی با جنوب را ضروری تشخیص دادند و بر این اساس مسئولان شهری تصمیم به ساخت یک جادهٔ عوارضی گرفتند.
این تصمیم به احداث را Chicago Skyway که یک بزرگراه هوائی بود انجامید.
ولی اکنون Sky way که در سال ۱۹۵۸ افتتاح شد، فرسوده شده و نیاز به بازسازی دارد به همین منظور پروژه‌ای توسط بخش حمل‌ونقل شیکاگو (Chicago department of Transportation - CDoT)، با هزینهٔ ۲۵۰ میلیون دلار (دو برابر هزینه اصلی ساخت) در حال انجام است. این پروژهٔ ۴ ساله شامل ساخت دوبارهٔ همهٔ روگذرها، پل‌های دره‌ای، اصلاح جایگاه‌های عوارضی، بازسازی راه جنوبی، عرضهٔ جدید پل، سیستم روشنائی جدید و جایگزینی سازه‌های فولادی فرسوده است. این پل شکل گرفته از ۵۰۰ تن فولاد است و کار بازسازی آن شامل برداشت و جایگزینی تیرهای وتر، تیرهای قطری، تیرهای عمودی، جانبی، حایل و تیرهای کف است و این همه در حالی است که پل باید برای عبور و مرور باز باشد. برای این منظور، بخش‌های حمل‌ونقل شیکاگو، روش هیدرولیک جایگزینی فولاد را ابداع کرد که امکان عبور و مرور پیوستهٔ اتومبیل‌ها حین کار روی پل را می‌دهد.
به این ترتیب که همزمان با جایگزینی وترهای پائینی یک زین به انتهاء بخشی از وتر که باید جایگزین شود محکم می‌شود و سپس کشتن وتر توسط ۸ سیلندر ۱۵۰Enepac تنی مکنده با عملکرد دوگانه به هشت میله منتقل می‌شود. مقدار کشش وارد شده به هر وتر توسط محاسبات تنش در طراحی‌های اصلی تعیین شد که همگی دقیق از آب درآمدند. در فاز دیگری از پروژه بعضی از ستون‌های بتنی و سازه‌های پشتیبان فولادی با پایه‌های بتنی جایگزین شد. در اینجا نیز ابزار هیدرولیک برای کشیدن بار به‌کار گرفته شد و از چهار سیلندر ۶۰۰Enerpac تنی با عملکرد دوگانه برای بلند کردن انتهاء مجاوز تیر به میزان mm ۹/۵ استفاده شد به این ترتیب سازهٔ پشتیبان اصلی برداشته و سپس ستون اصلی تعمیر شد و یک پایهٔ پشتیبان بتنی جدید ساخته شد.
● ساخت سطح‌های ضدلغزش با استفاده از فیبرها
Fiber modifier enhances anti-skid surfaces شرکت EXCEL Fiber Technology نوعی تعدیل‌کنندهٔ فیبری برای ساخت سطوح ضدلغزش عرضه کرده است این محصول در آزمایشگاه تحقیقات حمل و نقل انگلیسی (Laboratory - TRL - Transport Reasearch) در سیستم‌های مقاوم به لغزش رزین اپوکسی / بوکسیت کلسیته آزمایش شده است.
در دههٔ ۱۹۶۰ سطح‌های ضدلغزش با اصطلکاک بالا ابداع شد که بعدها در شبکهٔ جاده‌ای انگلستان به‌کار رفت. اما اخیراً سطح‌هائی با صدای کمتر به شکل پوشش‌های نازک و آسفالت‌های ماستیک سنگی (stone mastic asphalts - SMA -) به بازار معرفی شده‌اند که کارآئی آنها از نظر مقاومت در برابر لغزش افت کرده است. علت این امر طبق گفته‌های EXCEL این است که ویژگی کاهش‌دهندهٔ صدا در این سطوح که ناشی از تخلخل‌های نسبتاً عمیق در سطح سیشی است، موجب می‌شود که با بندر یا چسب‌ها از انواع سطوحی که اصطکاک بالا دارند و به روش‌های شیمیائی مختلف عمل‌آوری شده‌اند به داخل آنها کشیده شوند که در نتیجه ثمربخشی و عمر طولانی سطح ضدلغزش کاهش می‌یابد.
EXCEL برای بررسی کارآئی فیبرهای سلولزی در سیستم‌های مقاوم به لغزش در رزین اپوکسی / بوکسیت کلسینه آزمایش‌هائی انجام داده است. در این سیستم‌ها رزین اپوکسی روی سطح جاده پخش می‌شود سپس سنگ‌ بوکسیت کلسینه اضافه می‌شود و بعد سیستم تحت عمل آوری (curing) قرار می‌گیرد و بوکسیت کلسیته اضافی از سطح برداشته می‌شود. کاربرد بوکسیت کلسیته به‌علت
Polished Stone value) PSV) بالای آن است. هر چه PSV بالاتر باشد مقاومت در برابر لغزش بیشتر می‌شود.
در مقایسهٔ کارآئی سطح ضدلغزش تعدیل شده با فیبر، نسبت به نمونهٔ تعدیل نیافته، معلوم شد که این سطوح هنگامی‌که در معرض آزمایش سایش قرار می‌گیرند ضریب نمایندگی متوسط صفر را نشان می‌دهند در حالی که نوع تعدیل نیافته مقدار ۵/۲ را نشان می‌دهد.
رد پایان آزمایش نمونهٔ بدون فیبر اتلاف ۳/۵۳ درصدی در عمق بافت (تکسچر) را نشان داد در حالی‌که نمونهٔ تعدیل یافته فقط ۳۲ درصد اتلاف در عمق بافت داشت. در آزمایش مقاومت در برابر کنده شدن نیز مشاهده شد که کلیهٔ نقص‌ها در اثر افزایش فیبر، در زیر لایه رخ می‌دهد و نه در سطح میانی زیر لایه / پوشش.

مثال هايي از سيستم‌هاي ميراگرهاي جرمي تنظيم شده موجود

مثال هايي از سيستم‌هاي ميراگر جرمي تنظيم شده موجود

گرچه اكثر كاربردها براي سيستم هاي مكانيكي است ولي ميراگرهاي جرمي تنظيم شده براي بهبود پاسخ سازه‌هاي ساختماني تحت تحريك باد استفاده شده اند. شرح مختصري از انواع مختلف ميراگرها و سازه‌هاي مختلف ساختماني كه شامل ميراگرهاي جرمي تنظيم شده هستند در زير مي‌‌ايد.

ميراگرهاي جرمي تنظيم شده انتقالي

شكل 4-2 ساختار عمومي ميراگر جرمي تنظيم شده انتقالي يك جهته را نشان مي‌دهد. جرم روي يك تكيه گاه كه به عنوان غلتك عمل مي‌نمايد، قرار مي‌گيرد كه به جرم اجازه مي‌دهد به صورت انتقالي - جانبي نسبت به كف حركت نمايد. فنرها و ميراگرها بين جرم و اعضاي تكيه گاهي عمودي مجاور قرار مي‌گيرند كه اين اعضاي تكيه گاهي نيروي جانبي «در فاز مخالف» را به سطح كف و سپس به قاب سازه‌اي انتقال مي‌دهند. ميراگرهاي انتقالي دو جهته به صورت فنر - ميراگر در دو جهت عمودي ساخته مي‌شوند و امكان كنترل حركت سازه در دو صفحه عمودي را فراهم مي آورند. مثال‌هايي از نسخه (Version) هاي اوليه مربوط به اين نوع ميراگر در ادامه توضيح داده مي‌شود.

 
برج جان هنكوك ( John Hancock Tower)
دوميراگر به برج 60 طبقه جان هنكوك در بوستون اضافه شدند تا پاسخ (سازه‌اي) در برابر بارگذاري ناگهاني باد كاهش يابد. ميراگرها در دو انتهاي (مقابل هم) طبقه پنجاه و هشتم كه به اندازه 67 متر جدا شده اند، قرار گرفته‌اند كه با حركت خود، حركت جانبي و پيچشي ناشي از شكل ساختمان راخنثي مي كنند. هر ميراگر 2700 كيلونيوتن وزن دارد و شامل يك جعبه فولادي پرشده با سرب به ابعاد m2/5 (طول و عرض) و عمق 1متر مي‌باشند كه روي يك صفحه فولادي با طول 9 متر قرار گرفته است. وزن پرشده با سرب، به طور جانبي توسط فنرهاي سختي محدود مي‌شود كه اين فنرها نيز به ستون هاي دروني ساختماني مهار مي گردند و توسط «استوانه هاي سروو – هيدروليك (Servo-hydraulic) كنترل مي‌گردند و روي يك تكيه گاه هيدرواستاتيكي به جلو و عقب مي‌لغزد كه اين تكيه گاه از يك لايه نازك روغن كه به حفرات يك صفحه فولادي تزريق شده تشكيل يافته است. هر وقت كه شتاب افقي براي دو سيكل متوالي از g003/0 تجاوز كند، سيستم به طور خودكار فعال مي گردد. اين سيستم توسط Lemessurier Associates/Sci با همكاري MTS System Corp با هزينه حدود 3 ميليون دلار طراحي و ساخته شد و انتظار مي رود كه حركت جانبي ساختمان را به اندازه 40 تا %50 كاهش دهد.

مركزسيتي كورپ  (Citycorp Center)
TMD مربوط به سيتي كورپ (در مانهاتان) توسط همان شركت قبلي طراحي و ساخته شد. ارتفاع اين ساختمان m279 ميباشد كه داراي پريد (دروه تناوب) اصلي حدود 5/6 ثانيه با نسبت ميرايي %1 حول هر محور مي‌باشد. TMD به كار رفته در سيتي كورپ كه در كف (طبقه) 63 در نوك سازه قرار گرفته، جرم 366 مگاگرم دارد و جرم مودال موثر مود اول آن %2 مي‌باشد و در ضمن 250 بار از TMD هاي موجود در زمان نصب بزرگتر مي باشد. اين TMD بدين منظور طراحي گردد كه به صورت دو محوري در سازه ساختمان با پريد كاركردي متغير %20± s25/6 نوسان نمايد و ميرايي خطي قابل تنظيم از 8 تا %14 و تغيير مكان نسبي حداكثر 4/1± متر داشته باشد، در ضمن انتظار مي‌رود كه ميراگر دامنه حركتي ساختمان را حدود %50 كاهش دهد. اين كاهش به افزايش ميرايي پايه سازه به %4 مربوط مي‌شود . بلوك جرم بتني حدود 6/2 متر ارتفاع دارد و مقطع آن m1/9 × m1/9 است و توسط يك سري دوازده تايي از تكيه گاه هاي هيدروليكي Pressure-balanced با قطر 60 سانتي متر نگه داشته مي‌شود. در طول كاركرد، تكيه گاه ها روغن را از يك پمپ هيدروليك جداگانه كه قادر است به اندازه cm2 آن را در بلوك جرمي در مدت زمان كاركردي 3 دقيقه افزايش دهد، دريافت مي‌دارند.هر وقت كه شتاب افقي در دو سيكل متوالي از g003/0 تجاوز كند سيستم ميراگر به طور خودكار فعال مي‌شود و هر وقت كه شتاب ساختمان در هر محور در فاصله زماني 30 دقيقه از g0007/ تجاوز نمايد به طور خودكار خاموش مي گردد. با تخمين Lemessurier هزينه TMD اين ساختمان حدود 5/1 ميليون دلار است كه موجب ذخيره و صرفه جويي 5/3 تا 4 ميليون دلار شده است. اين هزينه ها به 2800 تن فولاد سازه‌اي مربوط مي شود كه براي محدود نمودن تغيير شكل ها (در صورت عدم استفاده از TMD) مورد نياز خواهند بود.

  
برج ملي كانادا (Canadian National Tower)

دكل مخابراتي فولادي 102 متري در بالاي برج ملي كانادا در تورنتو (با ارتفاع 553 متر با آنتن مخابراتي) نيازمند دوميراگر سربي بود كه از حركات اضافي آنتن در برابر تحريك باد جلوگيري بعمل آورد. سيستم ميراگر شامل دو حلقه فولادي به شكل دونات با عرض 35 سانتي متر و عمق 30 سانتي متر و قطر 4/2 و 3 متر مي‌باشد كه در ارتفاع 488 و 503 متري قرار گرفته است. هر حلقه 9 تن سرب را نگهداري مي‌نمايد كه با 3 تير فولادي كه به كناره هاي آنتن متصل شده‌اند حمايت و نگهداري مي‌گردد. 4 اتصال تكيه گاهي كه در همه جهات مي‌چرخند حلقه ها را به تيرها متصل مي‌كنند . به علاوه، 4 ميراگر سيال جداگانه فعال شده هيدروليكي كه به كناره دكل سوار شده‌اند و به مركز هر كدام از اتصالات متصل شده‌اند انرژي را تلف مي‌نمايد. به محض اينكه حلقه‌هاي سربي به سمت جلو و عقب حركت مي‌كنند سيستم ميراگر هيدروليكي انرژي ورودي را تلف مي‌نمايد و پاسخ برج را كاهش مي‌دهد. سيستم ميراگر توسط Dressel, Carrier , Nicolet با همكاري Vibron Acoustics طراحي شد. ميراگرها نسبت به مود دوم و چهارم ارتعاشي تنظيم شده اند تا بارهاي خمشي آنتن را كمينه كنند، مود اول و سوم مشخصات مشابه دارند و سازه بتني پيش تنيده از آنتن نگهداري مي‌نمايد و نيازي به ميرايي اضافي ندارد.

Chiba Port Tower

اين برج كه در سال 1986 تكميل شد و اولين برج در ژاپن بود كه با TMD مجهز گرديد. اين برج يك سازه فولادي با ارتفاع 125 متر و وزن 1950 تن مي‌باشد كه پلان لوزي شكل با طول ضلع 15 متر دارد. پريد‌هاي مود اول و دوم 25/2 و 51/0 ثانيه براي جهت X و 7/2 و 57/0 ثانيه براي جهت Y مي‌باشند. ميرايي مود اصلي %5/0 تخمين زده مي‌شود. نسبت‌هاي ميرايي متناسب با فركانس‌ها براي مودهايي بالاتر در تحليل فرض شدند. هدف از كاربرد TMD افزايش ميرايي مود اول براي هر دو جهت X و Y است. شكل 4-3 سيستم ميراگر را نشان مي‌دهد. اين TMD توسط شركت توليدي Mitsubishi ساخته شد، ميراگر، نسبت جرمي (با توجه به جرم مودي مود اول) حدود 20/1 در جهت X و 80/1 در جهت Y دارد، پريد در جهات X و Y به ترتيب 24/2 و 72/2 ثانيه است و نسبت ميرايي %15 است. حداكثر تغيير مكان نسبي ميرگر نسبت به برج حدود 1± در هر جهت مي‌باشد. كاهش حدود 30 تا %40 در تغيير مكان تلف بالايي و كاهش %30 در ممان بيشينه خمشي مورد انتظار است.

طراحي ساختمانها با استفاده از ميراگرهاي ويسکو الاستيک

طراحي و مقاوم سازي لرزه اي ساختمانها با استفاده از ميراگرهاي ويسکو الاستيک

کليات

روشها و متدهاي مختلفي براي طراحي و مقاوم سازي ساختمانها با کارائي مناسب در برابر زلزله ، مورد ازمايش و تحقيق قرار گرفته است . به واسطه توجه به نحوه توزيع انرژي در يک سازه ، امروزه استفاده از جاذب هاي انرژي (ميراگرهاي الحاقي) در سازه ، مورد توجه است که موجب عکس العمل در مقابل ارتعاش سازه و ميرا نمودن ان مي گردد . اهميت اين مسئله سبب گرديده که در اين قسمت رفتار ميراگرها در جذب انرژي (با به کار گيري هسته مرکزي) و نحوه عملکرد بهينه انها ، مورد بررسي قرار گيرد .سازه استفاده شده در اين تحقيق قاب خمشي دوبعدي چهر طبقه بوده که با نرم افزار DRAIN – 2DX تحليل ديناميکي تاريخچه زماني براي ان انجام شده است . نتايج حاصل از بيانگر اين امر است که علاوه بر مقش ميراگرها در جذب انرژي و کاهش انرژي وارده به سازه ، نحوه چيدمان انها در طبقات مختلف نيز ، در ميزان انرژي باقيمانده در سازه موثر است و مي توان در هنگام زلزله ، رفتار ساختمانهايي را که نياز به مقاوم سازي دارند با افزودن اين سيستمها بهبود بخشيد و عمليات مقاوم سازي را به طور محدودتر و بهينه اي انجام داد .

در طي يک زلزله ، مقدار زيادي انرژي به سازه تحميل مي گردد . اين انرژي ورودي به و صورت جنبشي و پتانسيل (کرنشي) در سازه پديدار مي گردد که مي بايست به طريقي جذب و يا مستهلک شود . اگر هيچ نوع ميرايي در سازه موجود نباشد ، سازه تا بي نهايت به ارتعاش خود ادامه خواهد داد . اما عملا به واسطه خصوصيات سازه، مقداري ميرايي در ان وجود مي ايد که موجب عکس العمل در مقابل ارتعاش سازه و ميرا کردن ان مي گردد . کارائي ساختمان را مي توان با افزودن جاذب هاي انرژي (ميراگر الحاقي) به ساختمان افزايش داد . بدين صورت که اين وسائل قسمتي از انرژي ورودي زلزله را به تنهايي جذب و مستهلک مي نمايند .در روشهاي مرسوم طراحي ، براي اتلاف انرژي ، از رفتار غير الاستيک سازه استفاده مي گردد . به طوريکه به سازه اجازه داده مي شود تا از محدوده الاستيک خارج و به محدوده تغيير شکل غير الاستيک به وجود امده ، مقداري از انرژي زلزله را مستهلک نمايد . اين عمل ، اثر مستقيمي بر مقدار جذب انرژي ناشي از تغيير شکل غي رالاستيک دارد ، در حالي که اثر غير مستقيم آن ، افزايش نرمي ساختمان و در نتيجه تغيير در ميزان انرژي ورودي ساختمان مي باشد . در عمل افزايش شکل پذيري ، خود ، مانند فيلتري مل مي نمايد که مقداري از انرژي زلزله را منعکس کرده و مانع از ورود انرژي به سيستم مي گردد . در سيستم هاي مدرن ، استفاده از سيستمهاي مستهلک کننده انرژي ، جايگاه ويژه اي را به خود اختصاص داده است به همين دليل از سيستمهاي مختلف الحاقي در ساختمان استفاده مي شود . استفاده از سيستمهاي ميراگر الحاقي موجب کاستن پاسخ هاي سازه در برابر زلزله و جلوگيري از تخريب ان مي گردد .در اين روش ، سيستمهاي مکانيکي مختلفي در اسکلت سازه جايسازي مي شوند که در هنگام وقوع زلزله اقدام به جذب و استهلاک انرژي در بدنه سازه مي نمايند [1،2،3]  .

يکي از سيستمهاي مورد استفاده در جذب و استهلاک انرژي ، متصل نمودن سازه اصلي به کمک ميراگرهاي ، ر طبقات مختلف به هسته مرکزي صلب است [4] . در اين بخش سعي شده است رفتار سيستم هايي مشابه سيستم فوق و اثرات ناشي از قرار دهي ميراگرها در ارتفاعات مختلف ، مورد بررسي و اناليز قرار گيرد .

2- مدل و روش تحليلي استفاده شده

در اين بخش ، براي بررسي رفتار سازه ، يکي از قابهاي مياني سازه سه بعدي فرض شده است . بدين منظور از دو قاب فلزي چهر طبقه که سازه اصلي به صورت قاب خمشي و سازه صلب (سازه صلب همان نقش هسته مرکزي را در سيستم هاي مشابه ايفا مي کند) به صورت قاب خمشي و بادبندي (مختلط) عمل مي کند ، استفاده شد است . در اين سازه ، جرم متناسب با قاب دو بعدي به صورت متمرکز در محل اتصال تير ورستون قرار داده شده است به طوريکه جرم سازه اصلي 9 برابر جرم سازه صلب مي باشد . جرم در اين سيستم در همه طبقات يکسان بوده و ارتفاع طبقات نيز در اين سيستم يکسان و برابر 5/3 متر در نظر گرفته شده است .از المانهاي قاب با رفتار ارتجاعي – خميري و با شيب ملايم ناحيه سخت شوندگي يک درصداستفاده شده است . مدل ميرايي مناسب با سختي فرض شده است به طوريکه ضريب β = C / K براي تيرها و ستون ها برابر 2% و براي بادبندها برابر 1% در نظر گرفته شده است . و با توجه به ميراگرهايي با ضرايب β مختلف نسبت به اعضاي سازه ، سيستم در نظر گرفته شده به صورت Non – Classical عمل مي کند .توزيع مقاومت جانبي طبقات براساس الگوي توزيع بار زلزله مطابق آيين نامه UBC – 97 صورت گرفته است .

3– نمونه هاي مورد مطالعه

براي طراحي اوليه سازه ، ضريب زلزله سازه ها با در نظر گرفن طيفهاي ارتجاعي زلزله هاي مورد بررسي بر اساس ايين نامه UBC – 97 ، برابر 18% در نظر گرفته شده است. طراحي اوليه سازه اصلي ، به گونه اي صورت گرفته که 25% نيروي زلزله خود را تحت اناليز ارتجاعي استاتيکي معادل تحمل نموده و نسبت تنش موجود به تنش مجاز در محدوده الاستيک باشد ، سپس با انجام اناليز تحليل ديناميکي مدال ، پريود مد اول سازه اصلي در حدود 2 ثانيه گرديده و سازه صلب به گونه اي طراحي شده که فرکانسي بيش از ده برابر سازه اصلي داشته باشد و علاوه بر نيروي زلزله خود ، حداقل75% نيروي زلزله سازه اصلي را نيز تحمل نمايد .سازه ترکيبي دو سازه فوق نيز با متصل شدن ميراگرها ويسکوالاستيک مختلف يکبار در طبقات اول و سوم (شکل 1) و يکبار رد طبقات دوم و چهرم (شکل 2) اين دو سازه ، حاصل شده است .

 

4-روش تحليل :

براي مدلسازي و انليز ساختمانهاي مورد نظر از برنامه DRAIN – 2DX با Version – 93 اشستفاده شده است . اين نرم افزار قابليت انجام تحليلهاي ديناميکي با دقت کافي را داراست . با استفاده از اين نرم افزار مي توان پاسخ سيستم را در هر گام زماني با فواصل خيلي کم به دست اورد و سيستم را براساس تحليل تاريخچه زماني ، اناليز و بررسي کرد .

3شتابنگاشت از مؤلفه هاي افقي زلزله هاي قوي دنيا ، ثبت شده روي خاکهاي رسوبي انتاخب شده است ، مشخصات محلي و تاريخي شتابنگا شتها مورد استفاده در جدول 1 آورده شده است . ابندا پريود ، ميرائي سيستم و جرم موثر مدي هر سازه در چهر مد اول ان بررسي شده است و سپس براي سيستم ترکيبي انها که با اتصال سازه ها با ميراگرهاي ويسکوالاستيک در دو حالت (يکبار در طبقات اول و سوم و بار ديگر در طبقات دوم و چهارم) ايجاد شده است ، پريودها و ميرائي سيستم و جرم هاي موثر مودي محاسبه گرديده و نتايج با حالات قبل مقايسه شده است ، از اين رو سختي ميراگرها و ضريب ميرايي انها به صورت متغيير از حالت خيلي سخت تا نرم تغيير داده شده (جدول - 2) و درصد جذب انرژي ميراگرها نسبت به انرژي کل سيستم ، برش پايه و لنگر د پاي ستوان سازه اصلي و جا به جايي بام سازه ، تحت سه شتابنگاشت ، بررسي شده و نتيج در جداول پيوست ارائه گرديده است .

1-   بررسي نتايج

همان طور که در جدو.ل 3 مشاهده مي شود سازه اصلي در مد اول داراي پريود 808/1 ثانيه ، ميرايي سيستم 48/3% و جرم موثر مدي مد اول برابر 5/80 % مي باشد . از ان جايي که ميرايي متناسب با سختي فرض شده است و در مدهاي بالاتر به دليل افزيش فرکانس ، سختي سيتم افزايش مي يابد ف لذا ميرايي سيستم نيز در مدهاي بالاتر بيشتر مي گردد. در سازه ترکيبي (جدول 5) همان طور که مشاهده مي شود ، هرچه سختي ميراگر (Dashpot) افازيش يابد ، پريود کامل سيستن کمتر خواهد شد و  در همه حالات پريود سازه اي که ميراگرها طبقه دوم و چهارم دو سازه را به هم متصل مي کنند (سازه -2) کمتر از پريود سازه اي است که ميراگرها طبقات اول و سوم را به هم متصل مي کنند (سازه - 1) و هرچه سختي ميراگرها بيشتر باشد اين تفاوت محسوس تر است . از انجايي که سازه – 2 داراي فرکانس بيشتري است ، لذا انتظار مي رود که ميرايي سيستم نيز در سازه – 2 بيشتر باشد . با توجه به اينکه جرم سازه اصلي 9 برابر جرم سازه صلب مي باشد لذا هرچه سختي ميراگرها کاهش يابد ، سازه اصلي نقش بيشتري ايفا مي کند و درصد مشارکت جرم مد اول در کل سيستم بيشتر خواهد شد و عموما جرم موثر مدي مد اول سازه – 2 در همه حالات ، تا حدودي بيشتر از سازه – 1 مي باشد .

همان طور که در جدول 6 مشاهده مي شود  در سعي اول ، از ميراگرهايي با سختي متفاوت و β = 20 استفاده شده است . نتايج حاکي از ان است که براي K = SE + 01 , K = SE + 02 درصد استهلاک انرژي توسط ميراگرها بيشتر بوده و اختلاف بين انرژي وروي و کار انجام شده توسط ميراگرها ، کمتر است که اين موارد در هر سه زلزله بررسي شده قابل مشاهده است . بنابراي با توجه به نقش ميراگرها در مستهلک نمودن انرژي ورودي ، در سعي دوم به بررسي اين دو سختي با ضرايب متفاوت β پرداخته شده است تا ميراگر ويسکوالاستيک مناسب براي جذب بيشتر انرژي و همچنين ارتجاعي ماندن سازه اصلي حاصل گردد .ابتدا به بررسي K = SE + 01 با β هاي مختلف (از 5 تا 40) مي پردازيم (جدول 7 و شکل 3) .با توجه به جداول و نمودار هاي مربوطه مشاهده مي گردد که در هر سه زلزله چه در حالت سازه – 1 و چه در حالت سازه -2 بيشترين درصد استهلاک انرژي ورودي به ازاي β = 10 رخ مي دهد . از انجايي که سختي و ميرايي ميراگرها و نحو.ه ارايش انها در طبقات در ميزان انرژي ورودي به سازه تاثير گذار سات ، لذا درصد انرژي مستهلک شده ه خوبي گوياي انرژي با قيمانده در سازه نمي باشد بنابراين به بررسي اختلاف انرژي ورودي با کار انجام شده توسط ميراگرها مي پردازيم. همانطور که در و نمودارهاي مربوطه مشاهده مي شود در همه حالات نقاطي با بيشترين درصد استهلاک انرژي (β=10)متناظر با نقاط داراي کمترين اختلاف بين انرژي ورودي و کار انجام شده توسط ميراگرهاست و همچنين مي توان به اين نتيجه رسيد که سازه-2 (سازه ترکيبي که ميراگرها طبقات دوم و چهارم را به هم متصل مي کنند) نسبت به سازه -1 (سازه ترکيبي که ميراگرهاطبقات اول و سوم را به هم متصل مي کنند) در حالت β=10 داراي درصد استهلاک انرژي بيشتري است. نکته جالب توجه ديگر در اين نمودارها تشابه روند تغييرات درصد جذب انرژي ميراگرها و اختلاف انرژي ورودي و ميرا شده در سه زلزله مورد بررسي است.در حالت K=SE+02 با توجه به جدول 8 و شکل 4 مشاهده مي شود که نقطه متناظر باβ=5 داراي بيشترين درصد استهلاک انرژي بوده و کمترين اختلاف بين انرژي ورودي و انرژي مستهلک شده را داراست. در اين حالت نيز سازه -2 در اکثر حالات ،انرژي کمتري را در سازه اصلي باقي مي گذارد. روند تغييرات درصد جذب انرژي توسط ميراگرها در هر سه زلزله نسبتا به هم شبيه است  و با افزايش β، درصد جذب انرژي توسط ميراگرها کاهش مي يابد.

رفتار ميراگرهاي ويسکوالاستيک در ساختمانهاي متداول در ايران

کليات :

در اين بخش رفتار ساختمانهاي متداول در ايران در صورت نصب ميراگر ويسکوالاستيک بر روي انها و مقايسه رفتار انها با حالت بدون ميراگر مورد بررسي قرار گرفته است . ميراگرهاي ويسکواللستيک براساس ويژگي جذب انرژي در موارد ويسکوالاستيک عمل مي کنند ، اين مواد هنگامي که دچار تغيير شکل مي شوند بعد از حذف عامل تغيير شکل مجدداً به حالت اوليه برگشته ، در اين مسير مقداري انرژي به صورت حرارتي تلف مي کنند . استفاده از ميراگر و ويسکوالاتيک در سازه ها دو تاثير مهم را به دنبال دارد

1-   افزايش انرژي استهلاکي

2-   افزيش سختي سازه .

رفتار اين ميراگرها به صورت برشي بوده و براي فعال کردن شدن انها نياز به تغيير مکان نسبي مي باشد . به همين جهت نصب انها در محل هايي با تغيير مکان نسبي کافي امکان پذير است . يکي از مناسب ترين محل ها براي نصب ميراگرهاي ويسکو الاستيک بادبنديها بوده که تغييرمکان نسبي طبقات ، خود موجب فعال کردن انها مي شود . ميراگرهاي ويسکوالاستيک متشکل از دو صفحه T شکل ، يک صفحه مياني و دو لايه مواد ويسکو الاستيک در بين صفحه T شکل صفحه مياني مي باشند که اين مجموعه با استفاده از اتصالات لوبيايي در صفحه مياني به هم متصل مي شوند .نتايج حاصله از ازمايشها نمايانگر هم خواني رفتار ميراگرهاي ويسکوالاستيک با مدل ميرايي لزج است ، به همين علت رفتار اين ميراگرها با استفاده از ميرايي معادل براي سختي مجموعه (سازه و ميراگر) بيان مي شود [1] . بر اين اساس ، رابطه ساده شده ميرايي معادل مدي در ساختمانهاي با ميراگر ويسکوالاستيک با استفاده از روش انرژي کرنشي مدي مي تواند به اساني به دست ايد [2] . بررسي آمار ساخت و ساز در ايران نمايانگر قرارگيري ساختمانهاي فولادي مهندسي ساز متداول در دو سيستم اصلي قاب هاي مفصلي و قاب هاي با اتصالات خورجيني بادبندي شده در گروه ساختمانهاي کوتاه و متوسط (ساختمانهاي کوتاه تر از ده طبقه) است . کاربرد ميراگرها ويسکوالاستيک در اين ساختمانها بسيار ساده و اجرايي است . اين سيستم ها از مزيت سادگي بخصوص در بخش نصب برخوردارند و به راحتي مي توان انها را وارد سيستم بادبندي ساختمان فولادي نمود و رفتار لرزه اي آن را بهبود بخشيد .عوامل محيطي از جمله دما بر روي مواد ويسکوالاستيک موثر بوده و باعث تغييرويژگيهاي انها مي شود . در اين بررسي چون تنها رفتار کلي ميراگرهاي وسيکو الاستيک در سيستم هاي سازه اي بدون توجه به نوع ماده ويسکو الاستيک مورد نظر است از اثر عوامل محيطي بر روي رفتار انها صرف نظر شده است .

مشخصات مدلهاي تحليلي

به عنوان نمونه در اين مطالعه دو سيستم مختلف سازه اي مهاربندي شده

1-    قاب مهار بندي شده با اتصالات خورجيني

2-    قاب مهاربندي شده با اتصالات ساده در دو حالت بدون ميراگر و با ميراگر ويسک الاستيک مدل شده اند . هردو سيستم سازه اي داراي پلاني شکل "شکل 1" مي باشند ولي از نظر تعداد طبقات به منظور پوشش کافي از نظر ارتفاع ، سه حالت 3،5،7 طبقه مورد تجزيه و تحليل قرار گرفته اند  مقايسه نتايج تحليلي اين ساختمانها در جدول و گرافها نشان داده شده است . مقاطع اعضاي قابها براي دو ترکيب بارگذاري :

1-    بارگذاري ثقلي (بار مرده + بار زنده)

2-    بارگذاري جانبي (بار زلزله استاتيکي معادل + بار مرده + بار زنده ) 75/0

طراحي شده اند . جرم متمرکز قاب در طبقات برابر 24/15 تن و جرم بام برابر 4/8 تن مي باشد . نسبت ميراي بحراني براي قاب بدون ميراگر 1% در نظر گرفته شده است ، براي طراحي قاب با ميراگر وسيکوالاستيک  نسبت ميرايي بحراني معادل 15% انتخاب شده و مشخصات ماده ويسکوالاستيکي مصرفي در "جدول 1" امده است . محل قرارگيري ميراگر ويسكوالاستيك بقر روي بادبند بوده و به صورت موازي  با آن عمل مي كند در مدل KV   (قاب با مبيراگر ويسكوالاستيك) براي سطح مقطع افقي از سطح مقطع معادل استفاده مي شود.سطح مقطع معادل برابر سطح مقطع بادند فرضي است كه سختي آن برابر سختي بادبند و ميراگر ويسكوالاستيك در اين قاب باشد، جدول 2 مشخصات ميراگر هاي ويسكو الاستيك در قاب هاي مختلف را نشان مي دهد.

 

جدول 1 : مشخصات اتلافي برشي يک نوع ماده ويسکوالاستيک

ضريب اتلافي	مدول اتلافي برشي (KN/m^2)	مدول ذخيره برشي (KN/m^2)
5/1	7750	5168

                                                  

جدول2: مشخصات ميراگر ويسکوالاستيک در قابهاي 3،5 و 7 طبقه

نسبت ميرايي معادل			ميراگر ويسکوالاستيکي در هر طبقه		قاب
مد سوم	مد دوم	مد اول	ضخامت (cm)	سطح (cm^2)
24%	17%	14%	5/1	600	3 طبقه
33%	25%	14%	5/1	1900	5 طبقه
45%	32%	14%	5/1	5000	7 طبقه

 

تحليل ديناميکي سيستم هاي مختلف سازه اي

استفاده از ميرايي لزج معادل براي رفتر ميراگرهاي ويسکوالاستيک در سازه ها کارايي خود را نشان داده است و براي تحليل انها مي توان از روشهاي متداول ديناميکي بهره جست . بدين منظور هر دو مدل kv , k به روش ديناميکي تاريخچه زماني تحليل شده اند . اين مدل ها جوابگوي حداقل هاي طارحي لرزه اي (آيين نامه 2800 ايران) بوده وانتظار مي رود در برابر زلزله هاي با شدت کم و متوسط بدون وارد شدن اسيب سازه اي قادر به مقاومت باشند [13] . بنابراين مقايسه اين دو مدل در هنگام وقوع زلزله هاي شديد اشکارتر مي شود ، بدين منور براي تحليل ديناميکي تاريخچه زماني ، سه زلزله نسبتا شديد در زير انتخاب گرديد .

1-    شتابنگاشت زلزله ناغان ، با حداکثر شتاب 0/72 g و مدت اثر 5^sec  

2-    شتابنگاشت زلزله طبس ، با حداکثر شتاب 0/93 g و مدت اثر 20^sec

3-    زلزله ال سنترو ، با حداکثر شتاب مقياس شده 1 g و مدت اثر 15^sec

مقايسه رفتار قابهاي ساده بادبندي شده در حالت بدون ميراگر و با ميراگر ويسکوالاستيک

نتايج حاصل از تحليل ، بيانگر بهبود پاسخ لرزه اي قاب مفصلي بادبندي شده در صورت نصب ميراگر است ف به طوريکه حداکثر مقادير تغيير مکان در مدلهاي kv ، جوابگوي محدودين ايين نامه در اين مورد بوده اند ، زيرا اينن نامه حداکثر تغيير مکان جانبي در هر تراز ساختمان را نسبت به تراز بالا و پايين به (%3 / R) ارتفاع طبقه محدود مي کند . نمودار زماني تغيير مکان ، در بام مدل 5 طبقه مطابق براي شتابنگاشت طبس رسم شده است . کاهش در مقادير مکان ، سرعت وشتاب در تمام طول زمان زلزله در قابهاي با ميراگر ويسکوالاستيک  در مقايسه با قابهاي بدون ميراگر ويسکوالاستيک به خوبي نمايان است .[11] .نصب ميراگر ويسکوالاستيک در قاب ، کاهش برش طبقه و لنگر طبقه راهم به دنبال دارد . در شکل 3 نمودار تغييرات برش پايه نسبت به زمان براي شتابنگاشت ال سنترو رسم شده است .در "جدول 3" حداکثربرش، لنگر و تغيير مکان طبقه براي دو مدل قاب بدون ميراگر و قاب ميراگر ويسکوالاستيک در زلزله ناغان نشان شده است . مقايسه اعداد جدول نمايانگر کاهش حداکثر برش طبقه و لنگر به ميزان تقريبي 46% براي قاب با ميراگر ويسکوالاستيک نسبت به قاب بدون ميراگر است .همان طور که از نتايج مشهود است نصب يراگر ويسکوالاستيک بر روي قاب مفصلي بادبندي شده باعث بهبود رفتار ان شده و اين مطالعه ميزان اين بهبود را حدود 40% تا 60% نشان مي دهد . کاهش تغيير مکانها و نيروها خود بيانگر باقي ماندن قاب در محدوده الاستيک است ، يعني قاب بدون تغيير در مقاومت براي مقابله با زلزله هاي بعدي امده  است.

مقايسه رفتار قابهاي خورجيني بادبندي شده در حالت بدون ميراگر و با ويسکو الاستيک

سيستم قاب خورجيني که در ان تيرها و ستونها به صورت پيوسته اجرا مي شود ، اتصال تير به ستون از نوع ساده نبوده و بر اساس جزئيات اتصال ، ظرفيت خمشي /ان متغيير است . در عمل سختي اتصالات خورجيني از صفر (تير ساده) تا بي نهايت (تير صلب) متغيير است . در مدل تحليلي تير و ستون به صورت يکسره عبور کرده و عضوي رابط ، به صورت فنر پيچشي که نمايانگر سختي اتصال تير و ستون است در محل اتصال در نظر گرفته شده است [12] . براي پوشش سختي هاي متفاوت اتصال ، 5 قاب با درصدهاي صلبيت مختلفي از 0 تا 100% مدل شده اند .

 نتايج حاصله از تحليل هاي قاب خورجيني بادبندي شده در حالت بدون ميراگر و با ميراگر ويسکوالاستيک همه بر روي بهبود رفتار اين قابها صورت وجود ميراگرويسکوالاستيک  توافق دارند . حداکثر تغير مکان نسبي جانبي در تمام طبقات قاب خورجيني با ميراگر ويسکوالاستيک کمتر از حدود مجاز ائين نامه اي است . رفتار قابهاي خورجيني در زلزله 31 خرداد 1369 منجيل نمايانگر اين موضوع بود که شکل پذيري انها براي زلزله هاي شديد و حتي متوسط کافي نيست . در صورتي که قاب سختي کافي دارا نباشد و به هنگام زلزله تغيير شکل هاي جانبي شديد در ان رخ دهد . اتصال تحت اثر تغيير شکل هاي جانبي دوره اي با دامنه بلند قرار گرفته ، دچار ترک حوردگي و شکست مي شود . شکست در اين نوع اتصالات از نوع ترد است . بنابراين به نظر مي رسد کنترل تغيير شکل ساختمان باعث بهبود رفتار اين اتصالات مي شود [10] . يکي از نکات قابل توجه ، کاهش تغيير مکان جانبي در قابهاي خورجيني بادبندي شده با ميراگر ويسکو الاستيک است ، تايج حاصله از اين مقايسه براي شتابنگاشتهاي مختلف در جدول 4 امده است .اين حقيقت به معني افزايش ايمني اتصالات خورجيني در زلزله است . از سويي استهلاک انرژي در سازه منجر به کاهش نيروهاي وارده بر اعضاء از جمله اتصالات مي شود .

تاثير نحوه توزيع ميراگر ويسکو الاستيک ها در ارتفاع بر روي رفتار سازه اي

با توجه به ملکرد ميراگرها ، بهبود رفتار قاب با افزايش تعداد ميراگرها از تراز کف تا تراز بام منطقي به نظر مي رسد ، اما از نظر اقتصادي به صرفه نيست که در تمام طبقات از ميراگر استفاده شود ، به همين جهت به منظور بهينه سازي ، رفتار مدل هاي تحليلي با تعداد مختلف ميراگرها مورد بررسي قرار گرفت و مدل اب مفصلي بادبندي شده 5 طبقه (مدل K) با تمام مشخصات ان به عنوان پايه انتخاب گرديد و بر مبناي ان 5 ارايش متفاوت  مطابق شکل 4 براي نصب ميراگرهاي ويسکو الاستيک در اين قاب در نظر گرفته شد . بر اساس نحوه توزيع ميراگرها سطح مقطع بادبندها اصلاح شده و در نهايت ميرايي معادل ويسکو الاستيک براي هر مدا محاسبه شد . تغييرات زماني برش پايه با افزايش تعداد ميراگرها براي مدلهاي K0 تا K5 براي شتابنگاشت ناغان به دست امد که نتايج انها در شکل هاي 5و6 نشان داده شده است .همان طور که از نتايج مشهود است رفتار طبقات با ميراگر به سمت رفتار مشابه در مدل K5 و رفتار و طبقات بدون ميراگر به سمت رفتار مشابه در مدل K0 ميل مي کند ، از مقايسه رفتاري اين مدلها مي توان نتيجه گرفت که تنها نصب ميراگر ويسکوالاستيک تا 60% ارتفاع قاب از پايه تقريباً 90% کارايي حالت نصب ميراگر در تمام ارتفاع قاب را دارد . 

نظارت بر عمليات اجرايي برداشت شن و ماسه از رودخانه‌ها

 

 5- نظارت بر عمليات اجرايي برداشت شن و ماسه از رودخانه‌ها

 

5-1- اصول كلي

·         بايد از تغيير مسير هر كانال فعالي اجتناب گردد.

·  هر نوع عمليات برداشت مصالح بايد به طريق تميز و از نظر محيط زيستي قابل قبول انجام گيرد. بعنوان مثال:

الف – همه سوخت‌ها و مواد آلاينده بايد خارج از سيلابدشت ذخيره شوند.

ب – به منظور كاهش سرريزي و تخليه مواد روغني و نفتي، از هر نوع سوختگيري يا سرويس تجهيزات در سيلابدشت فعال اجتناب گردد.

ج- نگهداري و عملكرد تجهيزات سنگين مربوط به برداشت مصالح در محلهاي زيست گونه هاي آبزي بايستي محدود شود.

د- قبل از برداشت مصالح، بررسي پتانسيل كيفيت وآلودگي رسوب ناشي از برداشت مصالح بايد صورت پذيرد. همچنين سنگدانه هاي برداشتي و مواد معلق نيز نبايد مستقيماً داخل رودخانه يا محيط اطراف رها شوند. ميزان كدورت آب بايد گزارش شود و نبايد از ميزان مجاز براي حيات ماهيها تجاوز نمايد.

ه -  قبل از برداشت شن و ماسه بايد بررسي كاملي از بستر بعمل آورد و از وجود آلودگيهاي نهشته‌هاي سمي در داخل يا نزديك بستر رودخانه (جاييكه عمليات برداشت شن و ماسه پيشنهاد شده، در بالا و پايين دست محل برداشت يا جاييكه رسوبات بستر ممكن است در اثر عمليات برداشت تخريب شوند) اطمينان حاصل كرد. بعلاوه پشته‌هاي شن برداشت شده و رسوبات نبايد مستقيماً شسته شده و هرز آبهاي آنها بداخل رودخانه يا در نواحی حاشيه‌اي رودخانه‌ها رها شوند.

و - لازم است كه سطح شفافيت آب تحت نظارت پيوسته قرار گيرد.  براي  ماهيان  مهاجر و  طعمه‌هاي آنها بايد حداكثر شفافيت مجاز در نظر گرفته شود و اين معيار همواره به مورد اجرا گذاشته شود.

 

·  دسترسي به سيلابدشت‌ها و رفت و آمد‌ها فقط مطابق آنچه در برنامه كاري مصوب معين گرديده، انجام شود.

- جاده هاي دسترسي نبايد اثر نامناسبي بر وضعيت نواحي ساحلي داشته باشند.

·  مناطق حائل نبايد به هر طريقي كه باعث نقص درعملكرد آنها شود دستخورده شوند، بعنوان مثال:

الف – بافت پوشش گياهي، عرض و سواحل مناطق حائل جريان سيلابي نبايد تغيير يابند.

ب – تجهيزات سنگين نبايد بصورت مكرر از روي مناطق حائل جريان كم عبور كنند تا باعث کاهش ارتفاع يا تغيير شکل آنها شوند.

ج- هنگام برداشت در مناطق سيلابدشتي وجود يك نوار حائل به پهناي هفت متر بين نقطه برداشت و مسير رودخانه لازم است. در صورتي كه براي احداث جاده هاي دسترسي اين نوار حائل تخريب شود بايد قسمتهاي تخريب شده به خوبي محافظت شوند.

د-  نوارهاي حائل در سيلاب دشت كه شكل و موقعيت اصلي مجراهاي فعال را حفظ مي كنند بايستي بيش از دودهه نگهداري شوند.

·  برنامه كاري مصوب بايد اجرا شود. اگر به شرايط پيش بيني نشده‌اي در محل برخورد شود، پيمانكار بايد :

الف – فوراً ناظر را از شرايط بوجود آمده و انحراف كاري مورد انتظار مطلع نمايد.

ب – تا هنگام حصول نتايج فني مطالعات تخصصي، به طريقي كه نزديك به دستورالعمل‌هاي ارائه شده در اين مجموعه باشدكار را دنبال كند.

·  عمليات شستشوي مصالح در سيلابدشت، استفاده از حوضچه‌هاي ته نشيني و فعاليتهاي شستشو بايد بر اساس توصيه‌هاي زيرانجام گيرد:

الف – در جائيكه عمليات شستشوي شن وماسه ضرورت داشته باشد، آب حاصل از شسشو بايد بدون تخليه هر گونه مواد زائد به سيلابدشت فعال، بازيافت شود.

ب – اگر حوضچه‌هاي ته نشيني مورد نياز باشد، بايد طوري طراحي شوند كه زمان نگهداری كافي براي شرايط خاص محلی را فراهم نمايد. سازه خروجي بايد در جای بلندی قرار گيرد تا از بدام افتادن ماهيان اجتناب شود.

ج- تمام عمليات جانبي برداشت از قبيل شستن شن وماسه و... بايستي خارج از نواحي ساحلي رود خانه انجام شود.

·  تجهيزات معدنكاري شامل هر گونه ماشين آلات (كاميونها، لودرها، بلدوزرها و …) حق ورود به آب را ندارند.

·  در طي فعاليتهاي استخراج شن و ماسه بايستي از برداشت يا دستخوردگي عوامل ايجاد كننده زبري در رودخانه اجتناب شود و موارديکه دستخورده شده اند بايستي جايگزين يا مرمت شوند.

·  بايستي بر عمليات استخراج شن و ماسه جهت جلوگيري از وارد آمدن خسارت به ديواره هاي رود خانه و محلهاي زيست موجود در نواحي ساحلي آن مديريت مناسبي اعمال شود. در اين خصوص رعايت موارد زير توصيه مي شود:

- از استخراج شن و ماسه در نواحي داراي پوشش گياهي ساحلي بايستي اجتناب شود.

- حفره هاي ناشي از برداشت شن و ماسه در مجاورت سيلاب دشت نبايد بيشتر از تراز سطح سفرة آب زيرزميني حفاري شوند.

- ديواره هاي فرسايش يافته و زيرشوئي شده داراي پوشش گياهي نبايستي تغيير كنند.

بايد از انباشته كردن نخاله‌هاي حاصله از سرند مصالح كه بعضاً براي استفاده از بخش ريزدانه مواد بستر انجام مي‌گيرد احتراز نمود. چه اين عمل تبعات انحراف جريان و تغيير مسير رودخانه را در پي دارد. بعلاوه دپو كردن ته مانده‌هاي الك شده موجب كاهش ظرفيت آبگذري رودخانه گرديده و افزايش خطر سيلابها  را بدنبال دارد. از اينرو لازم است مواد دانه درشت بجا مانده  در بستر رودخانه بصورت يکنواخت پخش گردد و يا عمل سرند کردن مصالح در خارج از بستر و حريم رودخانه انجام گيرد.

- قطعات چوبي بزرگ در نواحي ساحلي بايستي دستنخورده باقي بمانند، در غير اين صورت پس از اتمام عمليات استخراج جايگزين شوند.

- ذخيره كردن مصالح و نخاله هاي گياهي نبايد در نواحي ساحلي رود خانه انجام شود.

·  براي كنترل ابعاد گودالهاي قرضه و همچنين ثبت اثرات ناشي از برداشت مصالح در بازه‌هاي بالادست و پايين دست (نظير افت تراز بستر و سطح آب و يا تغيير مشخصه‌هاي هندسي رودخانه و موارد ديگر) نصب علامتهاي مناسب و از جمله نصب اشل در مقاطع و در فواصل معين كه بر اساس ديد كارشناسي تعيين مي‌شود، ضروري مي‌باشد. با استفاده از اطلاعات حاصله از اين سيستم داده سنجي ضمن بررسي مستمر وضعيت رودخانه مي‌توان در صورت بروز مشكلاتي نظير افت بيش از حد تراز آب و يا آغاز ناپايداري و وقوع جابجايي‌هاي عرضي و طولي و يا مسايل زيست محيطي و غيره ضمن توقف عمليات و انعكاس آن به سازمانهاي مسئول تدابير لازم را به موقع اتخاذ نمود.

 

5-2- اصول خاص

     اصول راهنماي خاص براي عمليات در منطقه برداشت براي رودخانه‌هاي با ابعاد و مشخصات متفاوت و براي محل هاي مختلف نهشته هاي شن و ماسه در هر نوع و اندازه رودخانه تهيه گرديده است. منطقه برداشت بايد تطابق نزديكي با جداول ماتريسي (که در ادامه اين فصل ارائه ميشوند) داشته باشد تا توجه را به اصول راهنماي خاص قابل اعمال به محل‌هاي برداشت سطحی، چاله های حفاري شده و لايروبي شده معطوف كند.

اين بخش در چهار قسمت به شرح زير تنظيم گرديده است:

·         استفاده از ماتريس‌هاي اصول راهنما

·         دستورالعمل هاي خاص

·         اصول راهنما بر اساس نوع رودخانه:

- رودخانه هاي شرياني – ماتريس 1- با توضيحات كلي اصول راهنما

      - رودخانه هاي با كانال دوشاخه - ماتريس 2- با توضيحات كلي اصول راهنما

      - رودخانه‌هاي مئاندري، سينوسي و مستقيم – ماتريس 3 – با توضيحات كلي اصول راهنما

·         اصول راهنماي خاص براساس روش برداشت مصالح

- محل‌هاي برداشت سطحی

      - محل‌هاي حفاري چاله‌ها

      - محل‌هاي لايروبي

 

5-2-1- استفاده از ماتريس اصول راهنما

     براي هر يك از انواع رودخانه ها يك ماتريس (جمعا سه ماتريس) طراحي شده است. اصول راهنماي يك نوع رودخانه با اصول نوع ديگر يكسان نبوده، بنابراين استفاده كننده بايد دقت كند كه ماتريس مناسب براي رودخانه مورد نظر استفاده شود. انواع رودخانه های مطرح در سه ماتريس  عبارتند از:

- رودخانه هاي شرياني (ماتريس 1).

- رودخانه‌هاي با كانال دوشاخه (ماتريس 2).

- رودخانه‌هاي مئاندري، سينوسي و مستقيم (ماتريس 3).

رودخانه‌هاي شرياني: يك رودخانه شرياني معمولاً متشكل از 2 (يا بيشتر) كانال متصل بهم است كه با توده ‌‌هاي شني بدون پوشش گياهي يا جزاير با پوشش گياهي از يكديگر مجزا شده اند، (شكل 5-1-الف). سيلابدشت آن معمولاً پهن بوده و بصورت پراکنده پوششي گياهي دارد و شامل تعداد زيادي كانالهاي جريان بالا مي باشد. تپه هاي جدا كننده كانالها معمولاً كوتاه، با سطح شنی بوده و به راحتي فرسايش مي يابند.

 رودخانه‌هاي با كانال دوشاخه: اين نوع رودخانه‌ها داراي تعداد زيادي جزاير پايدار هستند كه جريان را به دو كانال تقسيم مي‌كنند (شكل 5-1-ب). معمولاً در يك بازه معين بيش از دو كانال وجود ندارد و بازه هاي ديگر داراي يك كانال هستند. سواحل كانال‌ (ها) معمولاً دارای پوشش گياهي و پايدار هستند. سيلابدشتهای اينگونه رودخانه‌ها معمولاً در مقايسه با عرض كانال، باريك هستند.

 رودخانه‌هاي مئاندري، سينوسي و مستقيم: رودخانه‌هاي مئاندري و سينوسي (شكل‌هاي 5-1-ج و5-1-د) يك كانال واحد دارند كه داخل سيلابدشت به جلو و عقب انحناء پيدا ميکند. رودخانه‌هاي مستقيم كمتر انحناء پيدا مي‌كنند. تعداد كمي جزاير در اينگونه رودخانه‌ها يافت مي‌شوند. وجود توده ‌هاي موضعي و توده‌هاي جانبي معمول مي‌باشد (توده‌هاي موضعي بيشتر در رودخانه‌هاي مئاندري و توده‌هاي جانبي در رودخانه‌های مستقيم). سواحل خارجي يك خم در رودخانه معمولاً ناپايدار بوده و بالعكس سواحل رودخانه‌هاي مستقيم نسبتاً پايدار هستند. سيلابدشت رودخانه‌هاي مئاندري و سينوسي معمولاً هم عرض كمربند مئاندر بوده و در نتيجه در رودخانه‌هاي سينوسي باريكتر از رودخانه‌هاي مئاندري هستند. سيلابدشت رودخانه‌هاي مستقيم باريك هستند.

 

5-2-1-1 -آماده سازي الگو

اطلاعات مورد نياز: بعد از اينكه ماتريس مناسب مشخص شد،  الگوی تشريح كننده برنامه كاري را مي‌توان تهيه كرد. يك الگو را مي توان به يكي از دو طريق زير تهيه كرد:

- استفاده از الگوی خالي ارائه شده در انتهاي اين فصل.

- قراردادن يك ورقه كاغذ سفيد زير توضيحات پارامتر‌هاي يكي از ماتريس‌ها و رسم خطوط روي ورقه سفيد تا عناوين ستونها را نشان دهد و هر پارامتر در محل مناسب خودش معين گردد. (الگوی  نمونه در شكل 5-4-الف نشان داده شده است). براي تكميل الگو اطلاعات زير مورد نياز است:

·  اندازه رودخانه ای که قرار است عمليات استخراج روی آن اجرا شود (کوچک، متوسط يا بزرگ).

·  محل (يا محل هاي) برداشت (ها) نسبت به نوع سيلابدشت (فعال، غير فعال يا تراس) (شكل 5-2).

·  نوع كانال (ها) در ارتباط با نهشته‌هاي مورد نظر شن و ماسه (فعال، جريان بالا، رهاشده) (شكل 5-2).

·         نوع نهشته هاي شن و ماسه مورد نظر جهت استخراج (شكل 5-3).

 

5-2-1-2- پر كردن يك الگو

 براي ارزيابي هر الگوی منفرد، فقط يك اندازه رودخانه، محل برداشت و كانال مربوطه قابل استفاده است. هر تعدادي از انواع نهشته ها مادامي كه مرتبط با همان نوع از سيلابدشت و كانال مورد بررسي باشد، قابل استفاده است. برای پر کردن الگو به ترتيب زير اقدام شود.

- در محل‌هاي مربوط به هر پارامتر (مورد بررسي) علامتگذاري شود.

- پس از تكميل الگو، آنرا با ماتريس متناسب مقايسه كنيد (شكل 5-4-ب).

- ماتريس را دنبال كنيد تا موقعيكه اندازه رودخانه، محل برداشت، كانال ذيربط و يك نوع از نهشته‌ها تطبيق يابند (شكل 5-4-ج). شماره توضيحات را ثبت كنيد.

- اگر بيش از يك نوع نهشته‌ علامت گذاري شده است، به پايين‌تر برويد تا يك انطباق ديگر يافت شود. سپس شماره توضيحات را يادداشت كنيد (شكل 5-4-د).

- بعد از اينكه همه انواع نهشته ها تطبيق يافتند، توضيحات اصول راهنماي مربوطه را مطالعه كنيد تا قابليت وچگونگی استخراج شن و ماسه مشخص گردد. سپس به اصول راهنماي مشخص برداشت مراجعه شود.

- مراحل فوق را براي تركيب هاي ديگري ازانواع سيلابدشت وانواع كانال تكرار كنيد.

  

شکل 5-1- مثالهائی از انواع رودخانه‌ها (رودخانه‌های مستقيم شبيه رودخانه‌های سينوسی،

ولی با نسبت سينوسی کمتر)

شکل 5-2- تقسيم بندی مناطق مختلف سيلابدشت

 شکل 5-3- انواع رسوبگذاری

 شکل 5-4- مثال در مورد نحوه تطبيق فرم تکميل شده جهت تعيين در دسترس بودن مصالح

 

 

ماتريس شماره 1- رودخانه های شريانی

 

توضيحات مختصر (توضيحات تفضيلی در صفحات بعدی آمده است).

نوع نهشته

کانال مربوطه

محل برداشت

اندازه رودخانه

سواحل با پوشش گياهی

جزاير با پوشش گياهی

خارج پيچ

داخل پيچ

توده ميانه کانال

توده جانبی

توده موضعی

کف

کانال رهاشده

کانال آب زياد

کانال فعال

تراس

سيلابدشت غير فعال

سيلابدشت فعال

بزرگ

متوسط

کوچک

1-  امکان استحصال با برداشت سطحی يا لايروبی

*

*

*

*

*

*

2-  امکان استحصال با برداشت سطحی

*

*

*

*

*

*

*

3-  امکان استحصال با برداشت سطحی

*

*

*

*

*

*

*

*

*

4-  نبايد شن و ماسه برداشت شود.

*

*

*

*

*

*

*

*

*

5-  نبايد از سواحل برداشت شود.

*

*

*

*

*

*

*

*

6-  امکان استحصال با برداشت سطحی

*

*

*

*

*

*

*

*

7-  امکان استحصال با برداشت سطحی

*

*

*

*

*

*

*

*

*

8-  امکان استحصال با برداشت سطحی يا حفرچاله

*

*

*

*

*

*

*

*

*

 

 

ماتريس شماره 2- رودخانه های با کانال دوشاخه

 

توضيحات مختصر (توضيحات تفضيلی در  صفحات بعدی آمده است).

نوع نهشته

کانال مربوطه

محل برداشت

اندازه رودخانه

سواحل با پوشش گياهی

جزاير با پوشش گياهی

خارج پيچ

داخل پيچ

توده ميانه کانال

توده جانبی

توده موضعی

کف

کانال رهاشده

کانال آب زياد

کانال فعال

تراس

سيلابدشت غير فعال

سيلابدشت فعال

بزرگ

متوسط

کوچک

1-  امکان استحصال با برداشت سطحی يا لايروبی

*

*

*

*

*

2-  امکان استحصال با برداشت سطحی

*

*

*

*

*

*

*

3-  امکان استحصال محدود با برداشت سطحی يا حفاری

*

*

*

*

*

*

*

*

*

4-  نبايد شن و ماسه برداشت شود.

*

*

*

*

*

*

*

*

*

5-  نبايد از سواحل برداشت شود.

*

*

*

*

*

*

*

*

*

6-  امکان استحصال با برداشت سطحی

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

7-  نبايد شن و ماسه برداشت شود.

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

8-  عوما اجتناب شود. مصالح عمده وجود ندارد.

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

9-  امکان استحصال با برداشت سطحی يا حفاری

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

10-  امکان استحصال با برداشت سطحی

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

ماتريس شماره 3- رودخانه های مئاندری، سينوسی و مستقيم

 

توضيحات مختصر (توضيحات تفضيلی در  صفحات بعدی آمده است).

نوع نهشته

کانال مربوطه

محل برداشت

اندازه رودخانه

سواحل با پوشش گياهی

جزاير با پوشش گياهی

خارج پيچ

داخل پيچ

توده ميانه کانال

توده جانبی

توده موضعی

کف

کانال رهاشده

کانال آب زياد

کانال فعال

تراس

سيلابدشت غير فعال

سيلابدشت فعال

بزرگ

متوسط

کوچک

1-  امکان استحصال محدود با  لايروبی

*

*

*

*

*

2-  امکان استحصال با برداشت سطحی

*

*

*

*

*

*

*

3-  امکان استحصال محدود

*

*

*

*

*

*

*

*

*

4-  نبايد شن و ماسه برداشت شود.

*

*

*

*

*

*

*

*

*

5-  نبايد از سواحل برداشت شود.

*

*

*

*

*

*

*

*

*

6-  امکان استحصال با برداشت سطحی

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

7-  نبايد شن و ماسه برداشت شود.

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

8-  عوما اجتناب شود. مصالح عمده وجود ندارد.

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

9-  امکان استحصال با برداشت سطحی يا حفاری

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

 

ادامه نوشته

بررسي طرح برداشت شن و ماسه و برنامه‌ريزي انجام نظارت

 

1- بررسي طرح برداشت شن و ماسه و برنامه‌ريزي انجام نظارت

1-1- مقدمه

طرح برداشت شن و ماسه (با ذكر جزئيات) بايد توسط پيمانكار و با همكاري وزارت نيرو آماده شده و بعنوان بخشي از اطلاعات اوليه به ناظرين تسليم شود. طرح بايد شامل نقشه‌هاي تفصيلی،  عكس‌هاي زميني، نقشه‌هاي توپوگرافي و عكس‌هاي هوايي (در صورت در دسترس بودن) باشد كه موارد زير را نشان دهند:

·        محدوده دقيق محل برداشت

·        محدوده عمليات بطور مجزا برای هر منطقه برداشت

·        محل و مرزهای مناطق حائل (براي هر منطقه كاري مجزا و نيز برای كل منطقه برداشت).

·        محل كل سازه هاي موقت و دائم طراحي شده در سيلابدشت براي عمليات در منطقه برداشت و خاتمه کار (مانند جاده هاي دسترسي، سازه‌هاي مهندسی رودخانه، وسايل حفاظت ازسواحل، دپوها، سازه‌هاي شستشو و پردازش و توده های مصالح اضافی).

·        محل نقاط استفاده از مصالح (مانند جاده هاي دسترسي، باندهاي فرودگاه و...).

ناظرين موظفند نسبت به بررسي مقدماتي طرح ارائه شده اقدام و برنامه‌ريزيهاي نظارتي را براساس آن تدوين نمايند. با توجه به اهميت طرح برداشت شن و ماسه ذيلاً چگونگي تهيه طرح مذكور آورده شده است.

 

1-2- اطلاعات مورد نياز در يك طرح برداشت شن وماسه

اطلاعات لازم براي تهيه و آماده سازي يك طرح برداشت شامل موارد زير مي‌شود:

 فهرست برداري از منابع قرضه، ارزيابي شرايط پيش از استخراج، توصيف روشهاي استخراج با بحث و بررسي نحوه اجراي پروژه و طرح بازسازي و احياي هدفمند.

اين اطلاعات براي تمام طرحهاي برداشت  مورد نياز بوده، اما ميزان جزئيات آنها بستگي به وسعت طرح دارد.

 

1-2-1- فهرست برداري منابع

بدست آوردن اطلاعات كافي در مورد نوع، عمق و شكل و لايه‌هاي سنگدانه در يك منبع براي تهيه يك طرح برداشت ضروري و مهم است. كامل ترين اطلاعات فهرست برداري از طريق گمانه زنی و حفر چاهک آزمايشي بدست مي‌آيند. چاهک و گمانه‌هاي آزمايشي نه تنها اطلاعات لازم در مورد اندازه و كيفيت مصالح را به ما مي‌دهند، بلكه مشخص كننده ضخامت لايه‌هاي قرار گرفته روي مصالح اصلي و همچنين فاصله و عمق تا سطح آب زيرزميني هستند.

اين اطلاعات براي مشخص كردن كلی قرار گيري معدن و امكان توسعه و گسترش آن مفيد می باشند. همچنين فاصله تا سطح آب زيرزميني تعيين كننده استفاده از روشهاي برداشت در زمينهاي خيس يا خشك مي‌باشد.

مناسب است که كانون‌هاي رسوبگذاري و بازه‌ها و شاخه‌هاي پر رسوب موجود در مسير رودخانه با استفاده از عكس‌هاي هوايي و نقشه‌هاي توپوگرافي  و بازديد‌هاي صحرايي شناسايي و بر روي نقشه حوضه آبريز مشخص گردد.

کسب اطلاعات در مورد منبع قرضه در برآورد جنبه هاي اقتصادي طرح نيز ضروري می باشد. ضخامت لايه انباشته سطحي و كيفيت منبع شن و ماسه در كنار فاكتورهاي ديگري نظير فاصله از جاده‌هاي دسترسي از پارامترها و ملاحظات مهم اقتصادي هستند.

 

 

1-2-2- تعيين نوع كاربري مصالح رودخانه‌اي

از آنجايي كه از مصالح رودخانه‌اي در ساختن بتن، زيرسازي راه، تهيه انواع اسفالت، ساختن سازه‌هاي گابيوني (توري سنگي)، گوره‌ها (خاكريزهاي سيل بند)، ايجاد قشر حفاظت( لايه آرمور)، ايجاد فيلترهاي ماسه‌اي و موارد ديگر استفاده مي‌شود، لازم است علاوه بر آزمايش دانه‌بندي، به تناسب هر يك از موارد مصرف، آزمايشهاي متداول براي تعيين خصوصيات مكانيك خاك (نظير درجه سختي، درصد سايش و غيره) و آزمايش تعيين مشخصه‌هاي شيميايي و نوع تركيبات معدنی  و آلي طبق استانداردهاي موجود بر روي نمونه‌هاي تهيه شده انجام گيرد و مشخصات فيزيكي, شيميايي و مكانيكي مصالح تعيين و مناسب بودن مصالح جهت مصرف مورد نظر معين گردد.

 

1-2-3- تعيين ميزان گودافتادگي بستر و تغييرات سطح آب

پيش بيني دقيق تغييرات تراز بستر وسطح آب با استفاده از روشهاي عددي وبه كمك مدلهاي كامپيوتري متداول در هيدروليك محاسباتي در شرايط بسترهاي متحرك عملي مي باشد كه در مرحله انجام مطالعات تخصصي مي‌بايست اين امر انجام گردد.

 

1-3- مشخصه های طرح برداشت

بخش هاي مشخصي از برنامه كاري بايد شامل توضيحات مكتوبي در خصوص موارد زير باشد:

 

1-3-1- توضيح حقوقی

اين نوع توضيح مختصر از پروژه می تواند مشخص كننده موارد زير باشد:

·        نام و آدرس متقاضي و پيمانكاران اصلي (در صورت مشخص بودن).

·        کاربري مصالح، محل استفاده از مصالح و طول عمر پيش بيني شده براي پروژه استفاده كننده از مصالح.

·        عمر منطقه برداشت مصالح.

·        تملك منطقه برداشت مصالح و زمينهاي مجاور.

 

1-3-2 - تشريح فني محل برداشت

اين شرح بايد مشخص كننده موارد زير باشد:

·        اندازه و محل مشخص همه مناطق كاري (بصورت منفرد و تجمعی).

·        فصل، طول مدت و فركانس کار در همه محل‌هاي كاري (به تفكيك مناطق كاري منفرد).

·        محل، ابعاد، نوع پوشش گياهي و تشريح خاك مناطق حائل.

·        روشها، برنامه‌ريزي و محل‌هاي پاکسازی پوشش گياهي و  مصالح اضافی، ذخيره سازي موقت و حمل و جابجايي و تخليه  دائم.

·        مقدار، نوع و استفاده از مصالحي كه از هر منطقه كاري استخراج مي شوند.

·        هم چنين روش برداشت مصالح از هر منطقه كاري، شامل نوع و تعداد دستگاهها و تعيين هر يك از مراحل جابجايي كه در منطقه برداشت مصالح صورت مي گيرد (يعني جمع آوري، انباشتن، دانه‌بندي، شستن، پردازش و حمل و نقل)، محل‌ها و عمليات هر مرحله نيز بايد معين شود.  در تشريح عمليات شستشو بايد روند كنترل لاي مشخص شده ودر عمليات پردازش بايد محل استفاده و ذخيره سازي موادي مانند مواد جامد زائد و افزودني‌هاي سيمان معين گردد.

·        شکل سطح مقطع و محل رقوم هاي پيشرونده كاري به ترتيب فصل يا  پريود‌هاي عمده برنامه زمان بندي پروژه. بعنوان مثال اگر قرار است عمليات به مدت چندين سال در محل به طول انجامد، مقطع و شکل طراحي شده در طي هر  رگبار بهاري و جريان كم تابستاني بايد معين شوند. هم چنين پروفيل و مقطع كاري نهايي و پروفيل و مقطع در هنگام خاتمه کار در محل نيز بايد مشخص شوند.

·        محل قطعي، مشخصات، تركيب مصالح و روش ساخت جاده‌هاي دسترسي، سازه هاي مهندسی رودخانه و سازه هاي كنترل لای.

·        روش‌ها و روند خاتمه کار در منطقه برداشت ( احياء) شامل محل و مشخصات سازه‌هاي دائمي (نظير توده‌های مصالح اضافی). در محل چاله‌ها بايد به اين مسئله كه آيا جاده‌هاي دسترسي‌ها پس از خاتمه کار در منطقه برداشت‌ بايد باقي بمانند يا نه، توجه شود. اين تصميم بر عمر طراحي جاده‌هاي دسترسي تاثير مي گذارد.

·        تشريح روشهاي حمل مصالح، جاده‌هاي عمومي و فركانس جابجائی از (به) منطقه برداشت مصالح.

 

1-3-3 - تشريح زيست محيطي

اين توضيحات از منطقه پروژه بايد مشخص كننده موارد زير باشد:

·        منابع بيولوژيكي شناخته شده محدوده مورد نظر، شامل منابع ماهيان سيستم رودخانه‌اي مورد بررسي.

·        زمان‌بندي وقايع عمده ماهيان و حيات وحش و وجود زيستگاههای منحصر بفرد كه در محدوده منطقه برداشت مصالح واقع مي شود.

·        خصوصيات هيدروليكي، مانند مشخصات کانال و دبي‌ها در محدوده محل مصالح.

 

برنامه كاري تصويب شده بايد بعنوان بخش يكپارچه‌اي از پروژه، هم توسط مجوز گيرنده و هم سازمانهاي مجوز دهنده و ناظر در نظر گرفته شود.

 

1-4- ارزيابي شرايط قبل از برداشت مصالح توسط ناظرين

ارزيابي شرايط قبل از شروع عمليات بسته به هدف هاي طرح‌ممكن است متفاوت باشد. اطلاعاتي كه به عنوان نمونه ممكن است در يك ارزيابي گنجانده شوند عبارتند از: جهت جريان آب و مسير حركت آبهاي سطحي، عمق و مسير حركت آبهاي زيرزميني، شناسايي زمينهاي مرطوب و جنس آنها در محل يا نزديكي منطقه برداشت، دسترسي به محل برداشت از طريق راههاي قديمي يا جديد، خاكبرداريهاي قبلي از محل، پوشش گياهي موجود، استفاده حيوانات وحشي از محل، محل ساختمانها و سازه‌هاي ديگر، سكونت‌هاي مجاور، فاصله تا سيلاب دشتها و نواحي ساحلي، كاربري اراضي همسايه و همچنين بررسي اتفاقات و عوامل طبيعي ديگر.

ارزيابي شرايط پيش از برداشت در شناسايي و كاهش عوارض زيست محيطي و نگرانيهاي عمومي در رابطه با پروژه نقش موثري دارد. به عنوان مثال، اگر مناطق مسكوني نزديك محل كارگاه باشند، اطراف محل برداشت مصالح را مي‌توان با مرزهاي درختكاري و گلكاري طراحي كرد تا هم از سروصدا كاسته شود و هم از نظر چشم‌انداز محل مناسبي باشد.

هم چنين در صورتيکه مناطق مسکوني اطراف از چاههاي ماسه اي كم عمق براي مصرف آب خانگي استفاده كنندو اين چاههااست در محل برداشت مصالح شن و ماسه پيدا شوند، ممكن است در اثر آبكشي هاي مجاور آسيب ببيند. در چنين شرايطي، ارزيابي پيش از برداشت و پيش بيني خسارات ممكن مي‌تواند از پيش آوردن چنين مشكلاتي جلوگيري نمايد.

از جمله اصول برداشت شن وماسه از رودخانه‌ها تعيين موقعيت سازه ‌هاي موازي و متقاطع با رودخانه مي‌باشد. از جمله اين سازه‌ها مي‌توان پل‌ها، بندهاي انحراف آب، سدها، جاده‌ها، ديواره‌هاي سيل‌بند (نظير خاكريزها – گوره‌ها)، سردهنه‌ها و كانالهاي انتقال آب، سيفونها و سازه هاي ساماندهي و تثبيت موقعيت رودخانه‌ را  نام برد. اين عوارض بر روي نقشه شبكه رودخانه مشخص مي‌گردد.

 

 

2- بررسي و نظارت بر طرح برداشت شن و ماسه توسط ناظرين

 

2-1- مقدمه

براي اطمينان از اجراي ضوابط و معيارهاي تدوين شده و محقق شدن ديدگاه‌هاي كارشناسي، حسب مورد ايجاد پستهاي كنترل و انجام بازرسي‌هاي مستمر از محل‌هاي برداشت مصالح ضرورت دارد.  اثرات ناشي از عمليات استخراج مصالح بر روي زندگي آبزيان منطقه و محيط اطراف بايد توسط ناظرين به وزارت نيرو گزارش شده و دستورات لازم از طرف آنها براي روند ادامه كار صادر گردد. در هر برنامه مديريت برداشت مصالح بايد اثرات ناسازگار پروژه با محيط در دراز مدت مد نظر قرارگرفته و در مورد آنها قضاوت صورت گيرد.

 برنامه کنترل و بازرسي، مديريت و گزارش فني و زيست محيطي پروژه كه بخشي از هر پروژه استخراج مصالح است بايد بصورت جدي و مداوم توسط ناظرين صورت گيرد و سازمانهاي مربوطه نيز در جريان آن قرار داشته باشند. براي بازرسي و كنترل پروژه‌هاي برداشت شن وماسه اقدامات و بررسي‌هاي زير مي‌بايست توسط ناظرين صورت پذيرد:

          ·        بررسي شستشو يا فرسايش كانال در منطقه برداشت. آيا بستر كانال نسبت به مشاهده قبلي داراي عمق بيشتري است؟ اگر چنين است، آيا مقدار آن در حد اندازه مجاز است؟

          ·        بررسي و كنترل سلامت محيط زيست و حيات وحش منطقه و پوشش گياهي حاشيه رودخانه.

          ·        بررسي رسوب گذاري غير معمول بستر پايين دست كانال در منطقه برداشت و از بين رفتن محلهاي تخم‌ريزي ماهيها.

          ·        بررسي و مقايسه مقاطع ارائه شده و مشاهده شده در رودخانه.

          ·        كنترل داده‌ها و اطلاعات آبرفت ها و كيفيت آب.

          ·        حدود مناطق دست‌خورده و آسيب ديده در مقايسه با محدوده مجاز.

          ·        بررسی نگهداری سالم نواحي حائل دست نخورده.

          ·        مسائل و مشكلات سازه‌هاي ساخته شده در رودخانه.

          ·        سيستم كنترل و اندازه‌گيري رسوب.

          ·        اگر ميزان عمق برداشت در حد خاصي طراحي شده است، بايد بررسي و كنترل لازم در منطقه برداشت صورت گيرد.

 

در اين بررسي، در صورتيكه منطقه مصالح مستقيماً بر مناطق يا گونه هاي ويژه تاثير مي گذارد، بايد رد يا اصلاح برنامه كاري مد نظر قرار گيرد. مثالهايي از چنين مناطق يا گونه هايي عبارتند از:

- گونه‌هاي در معرض خطر يا در معرض تهديد و زيستگاههاي آنان كه براي بقاء يا احياء آنها ضروري مي باشد.

- زير شويي سواحل دارای پوشش گياهي و نواحي ساحل رودخانه ای مربوطه.

- سواحل دارای پوشش گياهي و نواحي  ساحل رودخانه ای مربوطه، مگر در مواردي كه جاده دسترسی مناسب با خاکريز استفاده گردد.

- چشمه ها.

- كانالهاي فعال در رودخانه‌هاي كوچك مئاندري، سينوسي يا مستقيم.

 

2-2- بازديد محلی مرحله اول

لازم است که قبل از شروع عمليات برداشت، توسط ناظرين بازديدی از منطقه پيشنهادی بعمل آيد. بازديد محلی بايد طی فصل آبی و برای ارزيابی موارد زير انجام پذيرد:

·        کليات امکانپذيری فنی پروژه (با توجه به توضيحات تفصيلی ذکر شده در برنامه کاری).

·        کيفيت عمومی زيستگاههای ماهيان و پرندگانی که مختل خواهد شد.

·        وجود هرگونه مشخصه ای که در مرحله قبلی بررسی (بخش 2-1) نامعين بوده است.

·        خصوصيات هيدروليکی (مانند دبی و تراز) در محدوده محل مصالح.   

 

چنانچه بر اساس قضاوتهای عمومی مشخص شود که برداشت مصالح از محل پيشنهادی بر منطقه تاثير نامطلوب خواهد داشت، بايد از متقاضی خواسته شود تا گزينه های ديگری ارائه دهد.

 

2-3- بازديد مرحله دوم

بايد در هنگام عمليات در منطقه برداشت بازديدهاي ديگری توسط ناظرين ذيربط به منظور ارزيابی موارد زير انجام پذيرد:

- تائيد انجام اقدامات بر اساس برنامه کاری.

- تعيين لزوم انحراف از برنامه اوليه کاری، بعلت حدوث شرايط پيش بينی نشده مهندسی، هيدروليکی يا زيست محيطی.

 

2-4- بازديد مرحله سوم

در آخرين مراحل خاتمه کار و قبل از رها شدن منطقه برداشت و خروج وسائل لازم، بايد سومين بازديد محلی به منظور حصول اطمينان از موارد زير انجام پذيرد:

- تطابق شيب بنديها، تراز بنديها و مشخصات منطقه کاری با مفاد پيش بينی شده در برنامه کاری.

- انجام ساير موارد لازم برای خاتمه کار و ترک کردن محل در شرايط حتی الامکان نزديک به شرايط اوليه.

ممکن است برای اموری نظير پايش کنترل فرسايش، نياز به انجام بازديدهايی پس از خاتمه عمليات نيز وجود داشته باشد.

 

3- نظارت بر طراحي و مديريت محل برداشت

3-1- انتخاب روش برداشت

 اگر روش فني برداشت مصالح در مرحله انتخاب منطقه برداشت تعيين نشده باشد، ناظر مي‌بايست با مرور اصول راهنماي ذكر شده در فصل عمليات در منطقه برداشت نوع روش مورد استفاده بهره‌بردار را اعم از برداشت سطحي، حفاري چاله، لايروبي و يا تركيبي از آنها را قبل از شروع عمليات تأئيد و به بهره‌بردار اعلام نمايد.

 

3-2 – جانمائی محل برداشت

پارامترهاي زير بايد در طراحي  مرزهاي مشخص براي منطقه كار در نظر گرفته شوند.

الف – در شكل منطقه برداشت استفاده ازخطوط مستقيم طولاني پرهيز شده و منطقه برداشت طوري شكل داده شود كه با خصوصيات‌ فيزيكي و مناطق اطراف با توجه به توصيه های ذيل تركيب شود (شكل 3-1):

- برداشت سطحي توده هاي موضعي رودخانه هاي مئاندري  و سينوسي بصورتيكه شيب ها و خطوط  تراز مشابه شيب ها و خطوط تراز توده هاي طبيعي حاصل گردند.

 

- برداشت سطحی توده‌هاي مصالح جانبي و ميانه كانال رودخانه‌هاي شرياني بصورتيكه شكل توده‌هاي شني طبيعي حفظ شود.

- حفر چاله‌ها بصورتيكه خطوط ساحلي نامنظم منحنی الشكل با جزاير و عمق هاي متفاوت خط ساحلي حاصل گردد.

ب – در صورتيكه امكان تهيه مصالح (به ميزان كافي) از نواحي بدون پوشش گياهي  سيلابدشت  وجود

داشته باشد (مشروط بر تامين مناطق حائل مورد نياز) ، نبايد مناطق با پوشش گياهي دستخورده شوند.

 

 

 

شکل3-1- مثالهائی از محل و مشخصات مطلوب منطقه برداشت مصالح

 

ج – هنگامي كه امكان چشم پوشي از نواحي با پوشش گياهي وجود نداشته باشد، مطلوبست كه منطقه برداشت مصالح در نواحي وسيع با پوشش گياهي رشد يافته هموژن در نظر گرفته شوند.

 

د – منطقه برداشت بايد در همان سمتي در نظر گرفته شود كه مصالح مورد استفاده قرار خواهند گرفت. اين امر، نياز به عبور از كانال فعال را به حداقل مي رساند.

 

3-3- زمانبندي

 زمانبندي كار بايد بر اساس پرهيز از برخورد با وقايع حساس  بيولوژيكي و هيدرولوژيكي مفرط (حداكثر و حداقل)وبا توجه به توضيحات ذيل، انجام گيرد.

الف – بطور كلي برنامه زمانبندي كار بايد بصورتي باشد كه از برخورد با وقايع اوج بيولوژيكي، نظير مهاجرت يا تخم ريزي ماهيان محلي و تخم ريزي پرندگان و ….. پرهيز گردد. بعنوان مثال پاكسازي محل از پوشش گياهي بايد در پائيز صورت گيرد تا از فصول حساس بهار و اوائل تابستان پرهيز شود. گاهي اوقات ممكن است لازم باشد تا برداشت مصالح براي جلوگيري از بهم زدن يك واقعه ضروري بيولوژيكي به حالت تعليق در آيد.

ب – در موارديكه محل برداشت در سيلابدشت فعال يا غير فعال واقع شود، زمانبندي بايد به نحوی انجام گيرد که در دوره رگبارهاي بهاري يا وقوع ساير سيلابهاي قابل پيش بيني، اجازه تعليق كار و جابجايي تجهيزات، مصالح و دپوها از سيلابدشت را بدهد.

 

3-4- انجام بررسي اوليه جهت نظارت مناسب

الف – جمع آوري اندازه گيريهاي هيدروليكي نظير دبي، سطح مقطع كانال و دانه بندی مصالح كف به منظور ارزيابي شرايط هيدروليكي كانال طبيعي (رجوع شود به ضميمه ب).

 

ب – تعيين وجود يا عدم وجود زيستگاههاي منحصربفرد ماهي و حيات وحش در محل پروژه. آناليز بايد براساس ضرورتهای ساليانه بيولوژيكي انجام شود (يعني زيستگاههای زمستانی يا تخم ريزی ماهيان).

 

ج – مرزهاي منطقه برداشت و محل مناطق حائل علامت گذاري شوند تا شرايط براي ارزيابی محل توسط ناظرين و سازمانهاي مسئول فراهم گردد.

- مرزهاي منطقه برداشت روي درختان كهن (در نواحي پردرخت) با مصالح كاملاً قابل مشاهده (مانند رنگ) علامتگذاري شوند.

- براي علامت گذاري در فصل‌هاي پرآبی از ميله‌ها يا ستونهای فلزي يك متري(كه تقريباً نيم متر در زمين فرو رفته باشد) و يك پرچم قرمز (با ابعاد در حدود 15×15 سانتيمتر) استفاده شود.

- در محل‌هايي كه قرار است در زمستان شروع بكار شود، همه مناطق كاري (مانند كانال‌هاي فعال، محل مناطق حائل، نواحي داراي پوشش گياهي و نهشته‌هاي شن و ماسه) بايد از نقاط مرجعي كه در طي بازديد اوليه فصل آبی مشخص شده‌اند، نقشه برداري گردند. (شكل 3-2). نقاط مرجع بايد بصورتي انتخاب شوند كه در هنگام پوشش سنگين برف، در طول آماده سازي منطقه برداشت، قابل پيدا كردن باشند. انجام اين نقشه برداري‌ها خسارات اتفاقي به كانال‌هاي فعال و مناطق حائل را كاهش خواهد داد.

 

3-5- اصول راهنماي خاص

برنامه ريزي خاص منطقه برداشت بايد بر اساس روش انتخابي برای برداشت مصالح به شرح زير دنبال شود.

 

3-5-1- برداشت سطحی در سيلابدشتهاي فعال و غير فعال

الف – بايد در مناطق برداشت مصالح، حفاري اکتشافی صورت گيرد تا اطمينان حاصل شود كه  بعد از  برداشت

مصالح، شن و ماسه كافي براي تامين شکل عمومی كانال با جريان كم باقي مي ماند.

ب – از آنجا كه با راندمان‌ترين حالت، كار در محل هاي برداشت سطحی با شرايط خشك مي باشد، عمق متوسط سطح آب زيرزميني در طي پريود مورد نظر براي برداشت و استفاده موثر از سازه هاي مهندسی روخانه بايد ارزيابی شود.

 

3-5-2- حفاري چاله‌ها در سيلابدشتهاي فعال و تراس‌ها

الف – حفر چاله‌ها بايد هنگامي مطرح شود كه مقدار زيادي از مصالح (بيش از 50000 متر مكعب) از رودخانه‌اي فاقد نهشته‌هاي فراوان نمايان مورد نياز باشد. اگر برداشت سطحی در شرايطي انجام شود كه مصالح بيش از ميزانی كه در حدود اصول راهنماي ارائه شده براي برداشت سطحی قابل دستيابی است، مورد نياز باشد، ممكن است برداشت اضافي منجر به تغييرات زيستگاهها و كانال مربوطه شود. در اين شرايط ترجيح داده مي‌شود كه منطقه برداشت به سيلابدشت‌هاي غير فعال يا تراسها  منتقل شده و چاله هاي عميق در آنجا حفر شوند (رجوع شود به ضميمه ج در خصوص طراحي چاله‌ها).

 

 

شکل 3-2- دياگرام شماتيک از نقشه برداری پيشنهادی در محلهائي که در زمستان شروع بکارميکنند

 

ب – چاله‌ها بايد در مناطقي قرار گيرند كه احتمال كمي جهت انحراف كانالها  به منطقه برداشت وجود داشته باشد. اين بدان معني است كه چاله ها روي تراسها، سيلابدشت‌هاي غير فعال يا جزاير پايدار و با مناطق حائل پيشنهادي واقع شوند. به علت كاهش احتمال انحراف كانال، تراسها ترجيح داده مي‌شوند.

 

ج – مطلوبست كه چاله ها در يك محدوده با پوشش گياهي رشد يافته هموژن واقع شوند. اين منطقه شانس تاثير بر زيستگاههای زمينی محدود را كاهش داده و عموماً تنوع  زيستگاهها را افزايش مي دهد.

 

د- در ضمن برنامه ريزي منطقه برداشت، با توجه به توضيحات ذيل بايد در خصوص اتصال چاله به رودخانه پس از عمليات برداشت تصميم گيري شود.

- يك خروجي از چاله مسيري را براي فرار ماهيان بدام افتاده در چاله در حين جريان آب زياد فراهم مي كند. يك چاله متصل (چنانچه به نحو مناسبي طراحي شده باشد) مي تواند امکان پرورش ماهيان را فراهم نمايد. شرايط لازم براي ايجاد زيستگاه مناسب ماهيان شامل تنوع در عمق ها با جريان متوسطي كه احتمال مرگ و مير زمستاني را كاهش دهد، مي باشد.

- يك چاله غير متصل پتانسيل به دام انداختن ماهيان در حين سيلاب را دارا مي باشد. اگر چاله با تامين منطقه حائلی با ارتفاع مناسب  از سيلاب محافظت شود و چنانچه چاله براي ماهيان در نظر گرفته نشده باشد، پيش بينی زيستگاههاي زمستاني لزومي نداشته و عمق متوسط  تعيين کننده نمي باشد. تنوع عمق‌هاي آب براي ايجاد آب كافی برای مرغان آبی و زيستگاههاي پرندگان ساحلی مطلوب مي‌باشد.

3-5-3- لايروبي در كانالهاي فعال رودخانه های متوسط و بزرگ

الف-فقط درشرايطي كه مناطق برداشت سيلابدشتي خارج ازكانال فعال وجودنداشته باشد،لايروبي ازكانال  فعال رودخانه‌هاي متوسط و بزرگ بايد مد نظرقرار گيرد. در اين شرايط منابع غير سيلابدشتي نيزبايد ارزيابي گردند.

ب – بهتر است در مناطق برداشت واقع شده در كانال فعال، موارد زير در نظر گرفته شوند.

- زيستگاههاي آبی كافي در محل برداشت و پايين دست آن

- نگهداري حوضچه‌هاي طبيعي : بهتر است بجز در موارد زير از قسمتهای کم عمق پرهيز گردد:

·        در يك قسمت کم عمق طولانی، حفاري در نزديك وسط محل کم عمق مي‌تواند قابل قبول باشد.

·        هنگامي كه بازيابی سريع منطقه برداشت مطلوب است.

·        هنگامي كه قسمت کم عمق، بعلت نفوذ رسوبات ريز، زيستگاههای آبی را غير موثر می سازد.       

جائيكه عميق كردن خط العقر ممكن است باعث كاهش يا حذف توسعه جريان در هنگام يخبندان شود.

 

3-6- نظارت بر فاصله حفره برداشت شن و ماسه

3-6-1- فاصله از سازه های هيدروليکی

 

- پلها

- هيچگونه برداشت مصالحی در فاصله 160 متری از پل‌ها مجاز نمی‌باشد. اين محدوديت پتانسيل نا پايداری کانال  (که باعث  به خطر افتادن يکپارچگی سازه‌ای پل می‌شود) را محدود می‌سازد.

- برداشت مصالح از فاصله يک کيلومتری بالا دست و پايين دست پل های مهم واقع شده بر روی رودخانه‌ها مجاز نمی باشد. ليكن در صورت انجام مطالعات تخصصي اين فاصله قابل تعيين خواهد بود.

 

- خطوط لوله

خطوط لوله مدفون در بستر رودخانه ها دارای پتانسيل بالايی برای صدمه ديدن به علت اثرات مخرب فعاليت های برداشت مصالح می باشند. اگر فرو افتادگی کف رودخانه باعث ظاهر شدن خط لوله شود، مواردی از قبيل خم شدن، شناوری يا جابجايی خط لوله به پايين دست در اثر تجمع آشغالها ميتواند باعث اعمال خسارت به خط لوله شود. محدوديت‌های زير اين اثرات را محدود مي‌سازد:

الف- هيچگونه حفاری در 60 متری خط لوله ای که به ميزان 3 متر يا بيشتر زير کف رودخانه مدفون شده باشد، مجاز نمي باشد.

ب - هيچگونه حفاری در 150 متری خط لوله‌ای که کمتر از 3 متر زير کف رودخانه مدفون شده باشد، مجاز نمی‌باشد.

ممکن است محدوديت های اضافي برای خطوط لوله ای که روی کف رودخانه يا بالای آن قرار دارند مورد نياز باشد که قاعده کلی برای آنها وجود نداشته و بايد بر اساس هر مورد خاص در مورد آنها تصميم گيری کرد.

هر پيمانکاری مسئول تعيين محل و تراز هر خط لوله ای است که در محدوده مجوز پيشنهادی (در حدود 150 متر بالا دست و پايين دست مرزهای محدوده مجوز) از رودخانه عبور کرده باشد. اين اطلاعات و يا پاسخ منفي (اگر لوله ای وجود نداشته باشد) بايد قبل از صدور مجوز نهايي به سازمان مسئول ارائه شود.

 

- سازه های محافظت از سواحل

هيچگونه برداشت مصالحی در فاصله 60 متری سازه های محافظت از سواحل مجاز نمي باشد. هنگامي که چندين سازه بعنوان اجزايي از يک پروژه احداث  شده باشند، هيچگونه برداشتی از 60 متری سازه های واقع شده در بالا دست و پايين دست پروژه مجاز نمي‌باشد.

 

- خاکريزها

هيچگونه برداشت مصالحی در فاصله 50 متری پنجه (در سمت رودخانه) هر نوع خاکريز طولی فعالي در کناره رودخانه مجاز نمي باشد.

 

- سازه های آبگيرو بندهای انحرافي

هيچگونه برداشت مصالحی در فاصله 150 متری هر سازه آبگير يا بند انحرافي مربوطه مجاز نمی باشد.

 

2-6-2-  محدوديت های مربوط به عوامل طبيعي

- نهشته های سنگ طبيعي

به علت اهميت نهشته های سنگی به عنوان عامل کنترل کف رودخانه و زيستگاه با ارزش برای ماهيان و ساير آبزيان، محدوديت‌های ذيل اعمال گردد:

- فعاليتهای برداشت مصالح در بازه ای از رودخانه که شامل نهشته سنگي باشد مجاز نيست.

- فعاليتهای برداشت مصالح در بالا دست نهشته سنگی، بفاصله 150 متری از نهشته مجاز نمي باشد.

 

- سواحل رودخانه

عمليات برداشت مصالح در نزديکی سواحل رودخانه پتانسيل بالايي برای ايجاد  تاثيرات منفي بر پايداری سواحل دارند (مخصوصاً اگر برداشت در نزديکی ساحل خارجي يک خم  تيز انجام گيرد). بنا بر اين محدوديت های زير برای جلو گيری از اينگونه تاثيرات منفي اعمال گردد:

الف - هيچگونه حفاری در فاصله 100 متری تراز داغ  آب معمولي هر ساحل خارجی رودخانه دارای خم واقع شده در بازه ای که در سالهای اخير تحت تاثير جابجايي عرضی قابل ملاحظه ای قرار گرفته باشد، مجاز نيست.

ب -  هيچگونه حفاری در فاصله 60 متری تراز داغ  آب معمولي هر ساحل خارجی رودخانه دارای خم 

تيز (با شعاع 1200 متر يا کمتر)، مجاز نيست.

ج - محدوديت های مربوط به نواحی از رودخانه که تحت تاثير فرسايش ساحلي شديد واقع شده و در دو شرط بالا نمي گنجند بايد بصورت موردی بررسي شود.

 

د- هيچگونه برداشت مصالح در فاصله 30 متری از تراز آب حد اکثر هر ساحل رودخانه که در دوحالت  الف و ب بالا تعريف نشده باشد، مجاز نمی باشد.

ه -  برداشت مصالح از فاصله کمتر از 10 متراز سواحل رودخانه غيرمجاز مي‌باشد.

 

- جزاير

جزاير با ايجاد تغييرات در عمق و سرعت جريان، تنوع با ارزش اکولوژيکي فراهم مي آورند. همچنين جزاير بعنوان پناهگاهی برای پرندگان و وحوش محسوب مي شوند. بعلت عدم فراواني جزاير و اهميت فوق الذکرآنها، محدوديتهای زير برای برداشت شن و ماسه مي‌بايست اعمال گردد:

الف-  هيچگونه برداشتي در فاصله 30 متری از تراز داغ آب معمولی جزاير مجاز نمي باشد.

ب- از بين بردن پوشش گياهی جزاير داخل رودخانه ها برای تسهيل فعاليت های برداشت تجاری مصالح ممنوع مي باشد.

 

- دهانه سر شاخه ها

هر گونه کاهش تراز کف رودخانه اصلی مي تواند منجر به فرو افتادگي کف سر شاخه های آن شود. اين فرو افتادگی در کف سر شاخه ها باعث خسارات بيشتر نظيرفرسايش ساحلی، تعريض کانال، تغيير زيستگاهها وکا هش پايداری و يکپارچگی سازه های واقع در سر شاخه ها و يا در مجاورت آنها می شود. به همين علت محدوديت های زير برای برداشت مصالح اعمال گردد:

-  هر گونه برداشتی در فاصله 30 متری دهانه سر شاخه ها ممنوع می باشد. ناحيه عدم برداشت به ميزان 30 متر از خط مستقيمی که در عرض دهانه کشيده شده و به داغ آب معمولی سواحل رودخانه اصلی در دو طرف دهانه وصل شده است، امتداد می يابد (شکل 3-3).

 

 

شکل 3-3- برداشت از دهانه سرشاخه

 

 

3-6-2- ساير موارد

الف - منطقه برداشت بايد حداقل دارای فاصله 500 متر از نواحی زير باشد:

·         نواحی با ريسک بالای فرسايش کانال

·         محل های شناخته شده بعنوان محل های تخم ريزی ماهيان

·         آبگيرهای تامين آب شرب يا آبياری

·         نواحي حفاظت شده ساحل رودخانه ای

ب- مقاطعی از رودخانه که دارای جريانی با عمق کم، سرعت زياد و شيب زياد هستند، نبايد برای برداشت مصالح در نظر گرفته شوند.

ج- از فاصله کمتر از 500 متری نواحی مسکونی در کناره رودخانه نبايد برداشت صورت گيرد.

 

 

4- نظارت در مرحله آماده سازي منطقه برداشت

 

4-1- اصول كلي

4-1-1- مناطق برداشت

در مناطق برداشت گشايش يافته در طول مدت بهره‌برداري، همه محدوده‌هاي مناطق كاري كه در طي بازديد‌هاي اوليه از محل مشخص شده‌اند (نظير كانال‌هاي فعال، محل مناطق حائل، نواحي با پوشش گياهي، نهشته هاي شن و ماسه) بايد مورد ارزيابی قرار گيرند تا از خسارات اتفاقي به كانال هاي فعال، مناطق حائل و سواحل با پوشش گياهي جلوگيري شود.

 

4-1-2- طراحي جاده‌هاي دسترسي

اين طراحی بايد شامل نكات زير باشد:

الف- حداقل كردن عبور از زيستگاههاي دارای پوشش گياهي.

ب – اگر عبور از مناطق با پوشش گياهي ضروري باشد، موارد زير رعايت گردد:

- در طول زمستان لايه ارگانيك برداشته نشده و راههاي دسترسي با شن پوشانده نشوند.

- در طول تابستان، لايه‌هاي ارگانيك برداشته نشده، ولي جهت حفاظت در مقابل شکافها و گسيختگی های مکانيکی با شن پوشانده شوند.

ج – حتي‌المقدور دسترسي به سيلابدشت در قسمت داخل مئاندر صورت گيرد تا از  شکافهای ناشی از آمد و شد در سواحل در بخش خارجي مئاندر‌ها اجتناب شود.

د- از عبوراز ديگر سواحل سيلابدشت شکافته شده پرهيز گردد.

ه- هنگامی که عبور از ساحل ضروری باشد بايد ساحل با خاکريز شنی محافظت شود.

و- از عبور از کانالهای فعال پرهيز شود.

ز – در صورت ضرورت، عبور از كانالهاي فعال توسط پل هاي موقتي، گذرهاي هنگام كم آبي يا جاده هاي دسترسي بطور مناسب زهکشی شده انجام گيرد.

ح – جابجايي از سيلابدشت به منطقه كار و بالعكس بايد فقط از طريق جاده‌هاي دسترسي مشخص صورت گيرد.

4-1-3- مناطق حائل

مناطق حائل مناطقي با سطح زميني دست نخورده هستند كه براي حفظ يكپارچگي كانالهاي فعال طراحي مي‌شوند. بطور كلي استفاده از مناطق حائل آب كم و جريان سيلابي در يك منطقه برداشت مي‌بايست اقدام گردد. مناطق حائل آب كم براي عمليات برداشت سطحی روي توده‌هاي شني بدون پوشش گياهي در مجاورت كانال‌هاي فعال توصيه مي شود. مناطق حائل جريان سيلابي بايد براي عمليات برداشت سطحی يا برداشت چاله‌اي كه از كانال‌هاي فعال مجزا هستند مورد استفاده قرار گيرند.

 

الف – منطقه حائل آب كم، نواري از سطح زمين دست نخورده است كه تا سواحل زير سطح آب ادامه دارد (شكل 4-1) و اهداف احداث آن عبارتند از:

- تامين يكپارچگي شکل كانال و

- به حداقل رساندن تغييرات در زيستگاههاي آبي

 

محدوده (مرز)‌هاي اينگونه مناطق حائل به شكل زير تعريف مي شوند (شكل 4-2):

·  حد بالا در هر محلي در طول كانال، نقطه اي از ساحل است كه كمترين موارد زير باشد:

  -  داشتن ترازي كه 5/0 متر بالاتر از تراز سطح آب جريان كم تابستاني باشد.

  -  دارا بودن فاصله افقي تا لبه جريان كم تابستاني كه مساوي نصف عرض بالاي كانال در شرايط جريان پر باشد.

·  حد پائيني در هر محلي در طول كانال، نقطه اي از كف است كه داراي فاصله افقي تا لبه آب به ميزان 10% عرض بالاي جريان كم تابستاني است.

 

ب – منطقه حائل جريان سيلابي: ناحيه اي معمولاً دست نخورده ازسيلابدشت است كه اغلب داراي پوشش گياهي بوده و منطقه برداشت مصالح را از كانال‌ (هاي) فعال مجزا مي‌سازد (شكل 4-3). هدف از احداث آن جلوگيري از انحراف كانال (هاي) فعال به منطقه برداشت مصالح (براي پريودهايي از زمان) است. اگر چه ترجيح دارد كه از مناطق حائل طبيعي با پوشش گياهي استفاده شود، اما در موارديكه مناطق حائل طبيعي وجود نداشته باشند يا خيلي كوتاه باشند، ممكن است از حائلهای مصنوعي به شكل سازه هاي مهندسی رودخانه و وسايل حفاظت سواحل استفاده شود.

ب-1- در طراحي مناطق حائل جريان سيلابي (همانگونه كه در ضميمه الف مطرح شده است) بايد موارد زير را مد نظر داشت:

- موقعيت منطقه حائل نسبت به كانال (هاي) فعال و منطقه برداشت مصالح

-  عرض كافي منطقه حائل جهت مقاومت در مقابل فرسايش‌هاي قابل انتظار (بدون به مخاطره انداختن يكپارچگي منطقه حائل).

- ارتفاع كافي منطقه حائل جهت منحرف كردن سيلابها.

 

 

شکل 4-1- دياگرام شماتيک منطقه حائل جريان کم

 

 

 

شکل 4-2-  دياگرام شماتيک از مرزهای منطقه حائل جريان کم

 

ب-2- متغيرهاي مهم در انتخاب محل، عرض و ارتفاع منطقه حائل شامل موارد زير مي باشند:

·         شکل كانال

·         اندازه رودخانه

·         هيدرولوژي

·         مسير كانال اصلي

·         سواحل يخی           

·         نوع پوشش گياهي

·         تركيب خاك

 

 

شکل 4-3 – دياگرام شماتيک از منطقه حائل جريان سيلابی

 

ب-3-  طراحي پيشنهادي براي مناطق حائل جريان سيلابي براي عمليات برداشت سطحی و حفر چاله ها در زير آمده است.

 

- برداشت سطحی

در اين محل‌ها، منطقه برداشت مي‌بايست براي انحراف كانال، توسط منطقه حائلی براي حداقل 5 تا 8 سال محافظت شود. اين موضوع اجازه مي‌دهد كه پوشش گياهي تجديد شود. جدول ذيل حداقل عرض پيشنهادي منطقه حائل براي رودخانه‌هاي بااندازه‌هاي مختلف را ارائه ميدهد.

 

اندازه رودخانه                      حداقل عرض (متر)

كوچك                                   15

متوسط                                  35

بزرگ                                   50

 

مي توان در انتهاي پائين دست محل برداشت سطحی، عرض را تا نصف مقدار پيشنهادي كاهش داد. تراز منطقه حائل بايد حداقل به ميزان تراز سطح آب در يك سيلاب 5 ساله باشد.

 

- چاله‌ها

 در اين محل‌ها مي‌بايست منطقه برداشت توسط يك منطقه حائل جريان سيلابي براي يك پريود حداقل 20 ساله از انحراف كانال محافظت شود. اين كار حفاظت طولاني مدت تري را براي يك زيستگاه جديدالاحداث فراهم مي آورد. جدول ذيل عرض پيشنهادي براي رودخانه‌هاي به اندازه‌هاي مختلف را ارائه مي دهد.

     اندازه رودخانه                حداقل عرض (متر)

كوچك                                 75

متوسط                                150

بزرگ                                250

مي توان در انتهاي پائين دست چاله، عرض را تا 20% ميزان پيشنهادي كاهش داد. ارتفاع منطقه حائل بايد حداقل به ميزان تراز سطح آب در يك سيلاب 20 ساله باشد.

ب-4- در هر يك از شرايط ذكر شده در ذيل، مناطق حائل جريان سيلابي بايد بر اساس شرايط خاص هر منطقه برداشت و با توجه به اصول راهنماي ذكر شده در ضميمه الف طراحي شوند:

محل مصالح روي يك رودخانه خيلي بزرگ واقع شده است.

فضاي موجود، اجازه احداث منطقه حائل با عرض پيشنهادي را نمي دهد.

ارتفاع منطقه حائل پائين‌تر از ارتفاع طراحي پيشنهادي است.

كانال فعال به سمت ساحل با زاويه‌اي بزرگتر از 30 درجه متمايل شده است.

سواحل عمدتاً از ماسه تشكيل شده و بندرت پوشش گياهي دارند.

در حين بازديد محلي، علائم و شواهدي از فرسايش سواحل فعال مشاهده شده است.

 

4-1-4- خاکريزهای موقت

چنانچه در حين عمليات، منطقه برداشت را سيل فرا می گيرد، بايد باتوجه به توضيحات ذيل، در پيرامون منطقه برداشت خاكريزهاي موقت احداث شوند( شكل 4-4).

الف – بايد اين سازه‌ها به منظور به حداقل رساندن اختلال در كانالهاي جريان كم احداث شوند.

ب – خاكريزها بهتر است با استفاده ازمصالح شن و ماسه موجود در محل احداث شوند.

ج – در همه مدت بايد از  به دام افتادن ماهي ها اجتناب گردد.

 

 

شکل 4-4-  محلهای بالقوه خاکريزهای موقتی که پيرامون محلهای با پتانسيل سيل گيری (در حين عمليات در محل برداشت) احداث ميشوند.

 

4-1-5- پاکسازی پوشش گياهی

در شرايطي كه نتوان از مناطق با پوشش گياهي اجتناب كرد، پاكسازي بايد با توجه به مبانی زير انجام شود:

الف – در صورت امكان در محل‌هاي حاوي پوشش گياهي انبوه، پاكسازي بايد در پريودهايي انجام شود كه با پريودهاي تخم ريزي پرندگان تلاقي نداشته باشد. در اغلب موارد فصل پائيز مناسبترين پريود براي پاكسازي پوشش گياهي مي‌باشد.

 

ب – هنگامي كه درختان کهنسال بايد قطع (بريده) شوند، بهتر است (پس از کسب مجوز از سازمانهای ذيربط برای قطع) آنهارا براي  استفاده‌هاي خصوصي يا تجاري بکار برد. اگر چنين موارد استفاده‌اي مطرح نباشد، بايد با الوارها بصورت زير رفتار نمود:

·         در خارج از سيلابدشت فعال انباشته شود.

·         در بازسازی محل هاي مصالح همجوار استفاده شود.

·         به ناحيه تخليه مشخص حمل شود.

4-1-6- پاکسازی پوششهای ارگانيک

ساير پوششهاي گياهي ارگانيک اضافی را مي‌بايست بصورت مكانيكي پاكسازي كرده و جمع آوري شوند. مناسب است اين مصالح براي استفاده احتمالي در هنگام خاتمه کار ذخيره شوند. در مناطق برداشت واقع در سيلابدشت‌هاي غير فعال يا تراس‌ها، اين مواد بايد در حين خاتمه کار در منطقه برداشت روي سطح زمين پخش شوند. در محل هايي كه فقط درسيلابدشت فعال واقع شده اند، مي‌توان اين مواد را براساس توصيه‌هاي زير در محل انباشته (و نه پخش) كرد. وجود اين مواد در منطقه مصالح (با يك روش قابل قبول) باعث احياء سريعتر پوشش گياهي و احياء جانوران مي شود.

 

الف – اگر منطقه برداشت فقط در يك سيلابدشت غير فعال يا تراس (در رودخانه‌اي با هر اندازه و شكل) واقع شده باشد، مواد بايد موقتاً به يكي از اشكال زير ذخيره شوند:

- بصورت توده ای در داخل يا در مرز منطقه برداشت مصالح

- در يك ناحيه ذخيره‌سازي موقت خارج از منطقه برداشت مصالح (مانند يك ناحيه معين تخليه يا سيلابدشت غير فعال بدون پوشش گياهي).

ب – اگر منطقه برداشت فقط در يك سيلابدشت فعال واقع شده باشد، نخاله های گياهی و مواد ارگانيک اضافی بايد بر اساس مشخصات رودخانه به شرح زير تخليه شوند:

- اگر روي يك رودخانه شرياني واقع شده باشد، نبايد اين مواد در سيلابدشت فعال اين رودخانه‌ها انباشته يا پخش شوند.

- اگر روي رودخانه‌هاي مئاندري، سينوسي، دوشاخه ای يا مستقيم واقع شده باشد، با اين مواد مي‌بايست به شكل زير رفتاركرد:

 - اگر فضاي كافي دور از كانال فعال وجود داشته باشد، اين مواد در داخل منطقه برداشت بصورت توده ای ذخيره شوند. ذخيره سازي در محل  بايد در مكانهايي صورت گيرد كه جابجائی هاي مكرر را كاهش مي دهد. در هنگام ذخيره سازي مي توان مواد را در كوچكترين منطقه ممكن انباشته كرد تا توسعه اضافي منطقه برداشت براي جبران شن پوششی كاهش يابد. اين مواد بايد در محلي و بصورتي انباشته شوند كه شكست شيب و فرسايش باعث به خطر افتادن نهرهاي مجاور نشده و يا اثرات معكوس ديگري نداشته باشد. اين توده‌ها بايد:

·         دور از كانال‌هاي فعال واقع شده باشند.

·         طولاني و باريك باشد.

·         بصورت موازي با جريان، جهت داده شده باشند.

·         داراي تراز كافي و بيش از تراز سيلاب دو ساله باشند.

·         در سمت كانال فعال تسليح شده باشند تا از فرسايش جلوگيري شود (شكل 4-5).

 

- اگر فضاي كافي در محل حفاري و دور از كانال‌هاي فعال وجود نداشته باشد، مي‌بايست اين مواد را در مكانهاي زير ذخيره كرد:

·         يك منطقه تخليه مصوب

·         يك منطقه با تراز بالا

·         ساير مناطق برداشت مصالح

·         سيلابدشت‌هاي غير فعال بدون پوشش گياهي

 

4-1-7- حوضچه های ته نشينی

اگر در نظر است كه مصالح در داخل منطقه برداشت مصالح شستشو شوند، استفاده از حوضچه‌هاي ته‌نشيني صورت پذيرد. حوضچه‌ها بايد با خاكريزهايي كه براي سيلاب 10 ساله طراحي شده‌اند محافظت گردد. اين حوضچه‌ها عموماً بهتر است تا حد امكان دور از كانال فعال واقع گردند.

 

شکل 4-5- تصوير نمونه از ذخيره سازی موقت مصالح اضافی (نشاندهنده شرايط مطلوب برای محل، شکل و محافظت)

 

4-2- اصول راهنماي خاص محل‌هاي برداشت سطحی

  4-2-1- خاکريز

مناطق برداشت‌ مصالح فعال شده در طي فصل پرآبی بايد در مقابل جريانهاي مربوط به سيلاب ‌هاي با دوره

بازگشت حداقل 2 ساله توسط خاكريز‌هاي طراحي شده به منظور مقاومت در مقابل چنين سيلابهابي (بدون فرسايش) محافظت گردند. اين خاكريز‌ها نبايد به مناطق حائل جريان کم تجاوز كنند. هدف از احداث اين خاكريزها كاهش احتمال عبور جريان از ميان منطقه برداشت فعال و در نتيجه كاهش پتانسيل ايجاد غلظت بالاي رسوبات ريز به داخل جريان است كه قادر به حمل آنها به نواحي معمول تخليه نيست.

 

4-2-2- پوشش شن درشت

اگر يك منطقه برداشت بدون پوشش گياهي بوسيله شن هاي درشت يا قلوه سنگ‌هايي كه مشخصات مصالح پروژه را تامين نمي كنند تسليح شده باشد، بايد آنها را يا دپوكرد يا در خاكريزها استفاده كرد و يا براي پخش كردن روي منطقه در هنگام خاتمه کار در محل ذخيره كرد.

 

4-2-3- کانال جانبی فعال

 اگر لازم است كه منطقه برداشت مصالح در يك كانال جانبي فعال در نظر گرفته شود، بايد ابتدا آنرا در دو انتهاي بالا دست و پايين دست با احداث خاکريز بست. خاكريز ها بايد تا ارتفاعي معادل حداقل تراز سيلاب 5 ساله كه فقط در كانال  (هاي) ديگر جاري باشد احداث گردند. وجوه خاكريز‌ها به سمت كانال فعال بايد در مقابل فرسايش در طي چنين سيلابهايي محافظت گردد. سيلابهاي بزرگتر از اين از روي خاكريز‌ها سرريز كرده و در منطقه برداشت مصالح جريان مي يابند. در پي سيلابهاي بزرگ، خاكريز پايين دست بايد شكافته شود تا امكان فرار ماهيان فراهم شود.