عنوان : تعریف ساختمان و مشخصات فیزیکی و هندسی آن
استاد:
دانشجو:
فهرست مطالب
ساختمان چیست؟
مراحل طراحی و اجرای ساختمان
انواع ساختمان
ساختمان های بتنی
ساختمان های فلزی
ساختمان های بنائی
ساختمان های چوبی
ساختمان های خشتی
ساختمان های ترکیبی
ساختمان های آجری
ساختمانهای با اهمیت خیلی زیاد
ساختمانهای با اهمیت زیاد
ساختمانهای با اهمیت متوسط
ساختمانهای با اهمیت کم
گروه بندی ساختمان ها بر حسب نظم کالبدی
ساختمان چیست؟
ساختِمان یا بنا، سازه ایست که برای سکونت و به عنوان سرپناه یا برای کار ساخته می شود که محیط را به دو بخش بیرون و درون تقسیم می کند.
ساختمان هایی که از نظر بلندا از اندازه مشخصی بلندتر باشند ساختمان های بلندمرتبه گفته می شود. در ایران به ساختمان های بیشاز 6 طبقه، بلند مرتبه گفته می شود.
ساختمان های بسیار بلند نیز اصطلاحاً آسمان خراش یا برج نامیده می شوند. به ساختمان های بزرگ و باارزش قدیمی بیشتر عِمارَت گفته می شود.
اهداف طراحی سازه
ایمنی
عملکرد مطلوب
دوام و ایستایی
انواع ساختمان
در معنای کلی هر سازه ای را می توان ساختمان نامید، منظور از ساختمان بناهای ساخته شده با مصالح بنایی (آهن، سیمان، گچ، آجر و …) می باشد.
انواع ساختمان از لحاظ سازه
انواع ساختمان از لحاظ نوع کاربرد و اهمیت
ساختمان های بتنی
ساختمان های فلزی
ساختمان های بنایی
ساختمان های چوبی
ساختمان های خشتی
ساختمان های ترکیبی
ساختمان های آجری
ساختمان بااهمیت خیلی زیاد
ساختمان بااهمیت زیاد
ساختمان بااهمیت متوسط
ساختمان بااهمیت کم
گروه بندی ساختمان ها بر حسب نظم کالبدی
ساختمان منظم
ساختمان نامنظم
ساختمان های بتنی
اسکلت بتنی چیست ؟
سازه های بتنی جزو رایج ترین انواع ساختمان های مدرن به حساب می آیند. این نوع ساختمان ها معمولاً شامل یک چهارچوب یا یک اسکلت بتنی هستند. یک سازه بتنی برای عمری معین طراحی می شود که این عمر ۵۰ یا ۶۰ سال می باشد. بتن با گذشت عمر دچار افت و خزش می شود که نهایتا باعث تاثیر منفی در عملکرد سازه هنگام وقوع زلزله می شود.
آرماتور بندی از حساسترین قسمتهای اجرایی در مقاوم سازی سازه های بتنی است که در صورت عدم رعایت اصول و قوانین در اجرای آن، تحمل سازه در نیروهای برشی، کششی و فشاری، کمتر از مقدار محاسبه شده خواهد بود.
برخی از مزیت های اسکلت بتنی چیست ؟
مقاومت آن در برابر آتش زیاد است.
اجرای سازه بتنی نسبت به سازه فلزی نیاز به تخصص و مهارت و نظارت و کنترل کمتری دارد.
برای آن دسته از کارفرمایانی که مایلند هزینه پروژه را به صورت خرد تر و با توجه به پیشرفت پروژه پرداخت کنند، اسکلت بتنی گزینه مناسب تری خواهد بود.
ساختمان های فلزی
ساختمان ها و در کل سازه های اسکلت فلزی جزو محبوب ترین اسکلت های موجود در صنعت ساختمان سازی به شمار می روند، استفاده از ساختمان های اسکلت فلزی به صورت صنعتی به قرن ۱۸ میلادی باز می گردد که تا امروز به صورت عمده در این صنعت مورداستفاده قرارگرفته است.
مزایای ساختمان های اسکلت فلزی
مقاومت و دوام بالا
پیوستگی مصالح
خواص ارتجاعی
شکل پذیری
سرعت نصب
و…
معایب ساختمان های اسکلت فلزی
ضعف در دمای زیاد
خوردگی و زنگ زدگی
کمانش قطعات فلزی
جوش نامناسب
و…
ساختمان های بنائی
ساختمان با مصالح بنایی کلاف دار، که به اختصار ساختمان بنایی نامیده می شود، ساختمانی است که با آجر، بلوک سیمانی و یا سنگ ساخته شود و در آن تمام یا قسمتی از بارهای قائم و تمامی بار جانبی در هر دو امتداد اصلی ساختمان توسط دیوارهای با مصالح بنایی غیرمسلح تحمل می شود.
وجود میلگردهای انسجا م بخش، دیوار را مسلح نمی کند. ساختمانی که در آن بار جانبی در یک امتداد توسط دیوارهای با مصالح بنایی و در امتداد دیگر توسط عناصری غیر از دیوار تحمل می شود، ساختمان مختلط است و در ردیف ساختمان های با مصالح بنایی قرار نمی گیرد.
ساختمان های بنایی غیر مسلح به دو دسته تقسیم می شوند.
ساختمان بنایی دارای کلاف های افقی و قائم
ساختمان بنایی دارای میلگردهای انسجا م بخش
پلان ساختمان
به طور کلی پلان ساختمان بنایی در هر دو امتداد باید شرایط زیر را برای تحمل یکنواخت نیروهای افقی ناشی از زلزله برآورده نماید.
پلان ساختمان نسبت به هر دو محور اصلی، قرینه یا نزدیک به قرینه باشد.
طول ساختمان نباید از سه برابر عرض آن تجاوز کند.
ابعاد پیش آمدگی در پلان ساختمان، بدون تعبیه درز انقطاع محدود باشد.
ارتفاع و تعداد طبقه های مجاز
حداکثر تعداد طبقات ساختمان بنایی، بدون احتساب زیرزمین، دو طبقه است.
تراز روی بام نسبت به متوسط تراز زمین مجاور نباید از ۸ متر تجاوز کند.
ارتفاع طبقه، از روی کلاف افقی زیرین تا زیر سقف، نباید از ۴ متر بیشتر باشد.
اگر ارتفاع طبقه از ۴ متر بیشتر باشد، علاوه بر کلاف بندی باید یک کلاف افقی اضافی در ارتفاع حداکثر ۴ متر از روی کلاف زیرین دیوارها تعبیه شود. در صورت اخیر می توان ارتفاع طبقه را تا حداکثر ۶ متر افزایش داد.
حداکثر تعداد طبقات زیرزمین یک طبقه است.
ساختمان های چوبی
مزایای خانه چوبی
⦁ سبک سازی و مقاومت بالا در مقابل زلزله ⦁ سرعت در ساخت و بازگشت سریع سرمایه ⦁ عایق بندی و کاهش چشمگیر مصرف انرژی ⦁ عمر طولانی سازه ⦁ کاهش پرت مصالح ساختمانی ⦁ صنعتی سازی و افزایش کنترل کیفیت در کارخانه ⦁ استفاده از نیروی کار حرفه ای ⦁ کاهش آلودگی محیط زیست ⦁ افزایش ایمنی کار ⦁ زیبایی و سازگاری با شرایط مختلف آب و هوا
استفاده از سازه های چوبی از قدیم در همه کشورهای دنیا امری رایج و طبیعی بوده و با گذشت زمان و ارائه مصالح جدید به سمت استفاده از مصالح جدید رفت. امروزه سازه های چوبی یکی از پرطرفدارترین سازه های موجود در دنیا بوده که در حدود بیش از ۲ میلیارد خانه را با کمک این دست از مصالح ساخته شده است.
مشکلات سازه های چوبی
نیاز به نیرو کار حرفه ای
مقاومت کم چوب در برابر آتش
مقاومت کم مصالح چوبی در برابر حشراتی مثل موریانه
نیاز داشتن به جنگل های زیاد یا واردات زیاد چوب
حساس بودن به مقادیر زیاد رطوبت
ساختمان های خشتی
یشترین مصالح مورد استفاده در سازه های سنتی و به طور کلی در مناطق گرم خشت است. در واقـع هـسته ی اصـلی معماری از گذشته خشت بوده است ولی مصالح دیگری مانند آجر و سنگ نیز به نسبت اسـتفاده شده است.
در دسـته بنـدی زیـر سـازه هـای موجـود بـا اسـتفاده از المان هـای خـاص سـازه ای شـامل دیوار (گلی،خشتی،سنگی و آجری) و سقف (قوسی و مسطح) تقسیم بندی شده اند.
حالت کلی آسیب های وارده به سـاختمان های خـشتی بـه دلایل زیر است:
اتصال ضعیف دیوار به دیوار و سقف به دیوار
مقاومت کم دیوارها در مقابل نیروهای خارج از صفحه
سقف های طاق ضربی با طول ناکافی تکیه گاه
کیفیت پائین ملات
ساختمان های ترکیبی
به ساختمانی که از دو یا چند نوع مصالح ساخته شوند مانند فلز و بتن و آجر و …، ساختمان های ترکیبی می گویند.
ساختمان های آجری
برای طراحی ساختمان های کوچک که از 2 طبقه تجاوز نمی نمایند می توان از این نوع ساختمان استفاده نمود. اسکلت اصلی این نوع ساختمان ها آجری بوده و برای ساختن سقف ها در ایران معمولاً از پروفیل های فولادی و آجر به صورت طاق ضربی استفاده می گردد؛ و یا از سقف تیرچه و بلوک استفاده می شود.
در این نوع ساختمان برای مقابله با نیروهای جانبی (نظیر زلزله) باید حتماً از شناژهای روی کرسی چینی و زیر سقف ها استفاده شود؛ همچنین در ساختمان های آجری معمولاً دیوارهای حمال در طبقات مختلف روی هم قرار می گیرند و اغلب پارتیشن ها نیز همین دیوارهای حمال می باشند.
حداقل عرض دیوارهای حمال نباید از ۳۵ سانتی متر کمتر باشد.
ساختمانهای با اهمیت خیلی زیاد
در این گروه , ساختمان هایی قرار دارند که قابل استفاده بودن آنها پس از وقوع زلزله اهمیت خاص دارد و وقفه در بهره برداری از آنها بطور غیرمستقیم موجب افزایش تلفات و خسارات میشود.
مانند: بیمارستانها و درمانگاه ها,مراکز آتش نشانی ,مراکز و تاسیسات آبرسانی,نیروگاه ها و تاسیسات برق رسانی, برج های مراقبت فرودگاه ها,مراکز مخابرات,رادیو و تلویزیون,تاسیسات انتظامی,مراکز کمک رسانی و بطور کلی تمام ساختمانهایی که استفاده از آنها در نجات و امداد موثر می باشد.
ساختمان ها و تاسیساتی که خرابی آنها موجب انتشار گسترده مواد سمی و مضر در کوتاه مدت و دراز مدت برای محیط زیست می شوند جزو این گروه ساختمان ها منظور می گردند.
ساختمانهای با اهمیت زیاد
این گروه شامل سه دسته زیر است :
الف – ساختمان هایی که خرابی آنها موجب تلفات زیاد می شود,مانند : مدارس,مساجد,استادیومها,سینما و تئاترها,سالن اجتماعات,فروشگاه های بزرگ,ترمینال های مسافربری,یا هر فضای سرپوشیده که محل تجمع بیش از 300 نفر در زیر یک سقف باشد.
ب – ساختمان هایی که خرابی آنها سبب از دست رفتن ثروت ملی می گردد,مانند : موزه ها , کتابخانه ها و بطور کلی مراکزی که در آنها اسناد و مدارک ملی و یا آثار پر ارزش نگهداری می شود.
پ – ساختمان ها و تاسیسات صنعتی که خرابی آنها موجب آلودگی محیط زیست و یا آتش سوزی وسیع می شود,مانند : پالایشگاه ها , انبارهای سوخت و مراکز گاز رسانی.
ساختمانهای با اهمیت متوسط
این گروه ساختمان ها شامل کلیه ساختمان های مشمول این بخش, بجز ساختمان های عنوان شده در سه گروه دیگر می باشد, مانند : ساختمان های مسکونی و اداری و تجاری, هتلها,پارکینگ های چند طبقه, انبارها, کارگاه ها, ساختمان های غیر صنعتی و غیره.
ساختمانهای با اهمیت کم
این گروه شامل دو دسته زیر است :
الف – ساختمان هایی که خسارت نسبتا کمی از خرابی آنها حادث می شود و احتمال بروز تلفات در آنها بسیار کم است, مانند انبارهای کشاورزی و سالنهای مرغداری.
ب – ساختمان های موقت که مدت بهره برداری از آنها کمتر از 2 سال است.
گروه بندی ساختمان ها بر حسب نظم کالبدی
ساختمان هایی که به لحاظ خصوصیات کالبدی شامل شکل هندسی، توزیع جرم و توزیع سختی در پلان و در ارتفاع دارای یکی از مشخصات زیر باشند “نامنظم” و در غیر این صورت “منظم” محسوب می شوند.
۱- نامنظمی در پلان
نامنظمی هندسی :
در مواردی که پس رفتگی هم زمان در دو جهت در یکی از گوشه های ساختمان بیشتر از ۲۰ درصد طول پلان در آن جهت باشد.
نامنظمی پیچشی :
در مواردی که حداکثر تغییر مکان نسبی در یک انتهای ساختمان در هر طبقه، با احتساب پیچش تصادفی و با منظور کردن Aj = 1 بیشتر از ۲۰ درصد متوسط تغییر مکان نسبی در دو انتهای ساختمان در آن طبقه باشد. در این موارد نامنظمی”زیاد” و در مواردی که این اختلاف بیشتر از ۴۰ درصد باشد، نامنظمی”شدید” پیچشی توصیف می شود.
نامنظمی در دیافراگم :
در مواردی که تغییر ناگهانی در مساحت دیافراگم، به میزان مجموع سطوح بازشوی بیشتر از ۵۰ درصد سطح طبقه و یا تغییر ناگهانی در سختی دیافراگم، به میزان بیشتر از ۵۰ درصد سختی طبقات مجاور، وجود داشته باشد.
نامنظمی خارج از صفحه :
در مواردی که در سیستم باربر جانبی انقطاعی در مسیر انتقال نیروی جانبی، مانند تغییر صفحه، حداقل در یکی از اجزای باربر جانبی در طبقات، وجود داشته باشد.
نامنظمی سیستم های غیر موازی :
در مواردی که بعضی اجزای قائم باربر جانبی به موازات محورهای متعامد اصلی ساختمان نباشد.
۲- نامنظمی در ارتفاع
نامنظمی هندسی :
در مواردی که ابعاد افقی سیستم باربر جانبی در هر طبقه بیشتر از ۱۳۰ درصد آن در طبقات مجاور باشد.
نامنظمی جرمی :
در مواردی که جرم هر طبقه بیشتر از ۵۰ درصد با جرم های طبقات مجاور تفاوت داشته باشد. طبقات بام و خرپشته از این تعریف مستثنا هستند.
نامنظمی قطع سیستم باربرجانبی :
در مواردی که جزئی از سیستم باربر جانبی در ارتفاع قطع شده باشد، به طوری که آثار ناشی از واژگونی روی تیرها، دال ها، ستون ها و دیوارهای تکیه گاهی تغییراتی ایجاد کند.
نامنظمی مقاومت جانبی :
در مواردی که مقاومت جانبی طبقه از ۸۰ درصد مقاومت جانبی طبقه روی خود کمتر باشد، چنین طبقه ای اصطلاحاً “طبقه ضعیف” نامیده می شود. در مواردی که مقدار فوق به ۶۵ درصد کاهش یابد، طبقه اصطلاحاً “طبقه خیلی ضعیف” توصیف می شود.
نامنظمی سختی جانبی :
در مواردی که سختی جانبی هر طبقه کمتر از ۷۰ درصد سختی جانبی طبقه روی خود و یا کمتر از ۸۰ درصد متوسط سختی های جانبی سه طبقه روی خود باشد. چنین طبقه ای اصطلاحاً “طبقه نرم” نامیده می شود. در مواردی که مقادیر فوق به ترتیب به ۶۰ درصد و ۷۰ درصد کاهش پیدا کنند، طبقه اصطلاحاً “طبقه خیلی نرم” توصیف می شود.
محدودیت در احداث ساختمان های نامنظم
الف- احداث ساختمان های با نامنظمی “طبقه خیلی ضعیف” در مناطق با خطر نسبی متوسط و بالاتر مجاز نیست و در مناطق با خطرنسبی کم، ارتفاع آنها نمی تواند بیش از سه طبقه و یا ۱۰ متر باشد.
ب- احداث ساختمان های با نامنظمی از نوع “طبقه خیلی نرم” و “شدید پیچشی” در مناطق با خطر نسبی متوسط و بالاتر، تنها بر روی زمین های نوع ۱، ۲ و ۳ مجاز است.
.
کانال تلگرامی
بانک پاورپوینت های مهندسی رشته عمران و معماری @Bankpptmohandesi