سد و نیروگاه کارون 3

رودخانه کارون پرآب ترین و طویل‌ترین رود ایران است. طول رودخانه کارون ۹۵۰ کیلومتر و وسعت حوزه آبریز آن ۶۰۰۰۰ کیلومتر مربع است و تنها رود ایران است که بخشی از آن قابل کشتیرانی است. سرچشمه کارون، آب‌کاج، از زرد کوه بختیاری است. این رودخانه از رشته کوه‌های زاگرس سرچشمه گرفته است که پس از عبور از مناطق کوهستانی و پر پیچ و خم، در منطقه‌ای به نام گتوند وارد دشت خوزستان می‌شود. رود کارون در شمال شوشتر به دو شاخه تقسم می‌شود و در جنوب شوشتر به یکدیگر متصل می‌شوند. شاخه مهم کارون، رود دز است که در شمال اهواز به رود کارون ملحق می شود. رود کارون در مرز ایران و عراق به اروند رود پیوسته و روانه خلیج فارس می‌شود.

بتن سبک هوادار

بتن سبک تا کنون ( در ایران ) بصـورت سنتی و با استفاده از دانه های سبک وزن مانند پوکه های معـدنی ،‌پوکه صنـعتی وبتن سبک گازی تولید شده است و هر کدام از نظر جذب رطوبت ، تخریب طبیعت و ... معایبی دارند. ولی در حال حاضر در دنیا نوعی بتن سبک با تزریق حباب هوا به مخلوط ماسه و سیـمان تولید مـی شود که علاوه برهر چه سبکتر شدن بتن ، ساز گاری کامل با طبیعت و محیط زیست را دارا می باشد. امروزه در دنیای صنعت ساختـمان با وجـود بتن سبک دارای تــحولاتی شـده که متاسـفانه در کشـور ما به چشـم نمی خورد.


استفاده از بتن سبک در ساختمان از دو جهت حائز اهمیت است :

سیستم های سازه ای

در این مقاله سعی خواهم کرد تا سیستمهای متداول ساخت و طراحی سازه را معرفی نمایم و به بررسی انان پرداخته شود.

البته به دلیل زیاد بودن مطالب فقط نام برخی از سیستمها با مشخصات خلاصه نوشته میشود و در مقالات اینده به بررسی کلی خواهیم پرداخت. 

معماری غیرخطی , سازه ی غیرخطی

در دو دهه ی اخیر تعدادی از معماران نامی جهان به سبک خاصی از معماری معروف به معماری سیال یا غیر خطی روی آورده اند . فرم های این نوع معماری دارای سه مشخصه ی مشترک هستند :

فرم توپولوژیک دارند. (توپولوژی شاخه ای از ریاضیات است که در مورد احجام و اشکال کلاسیک و خاصه غیر کلاسیک بحث می کند . توپولوژی بیان می کند سطوح غیر هندسی بصورت بداهی از همان سطوح شناخته شده ی مربع ; مثلث و امثال اینها ساخته شده است.)

**در این پروژه ها از ادوات الکتریکی بطور گسترده استفاده می شود به گونه ای که با ورود به داخل این سازه ها احساس حضور در دنیایی مجازی بر دیدگانمان سنگینی می کند و با تنها یک اشاره به دیوارها شاهد تصاویر مبهم و مختلفی مشابه آنچه در صفحات LCD دیده می شود هستیم.

***در طراحی همه ی این سازه ها از نرم افزار های انیمیشن ساز استفاده می شود شایان ذکر است بدون این برنامه ها طراحی ; ساخت و اجرای ساختمان غیرممکن است .

مسلما از لحاظ هنری فرم این معماری فریبنده و مقبول عام است و خود به تنهایی یک جاذبه ی توریستی یدک می کشد اماآنچه حایزاهمیت است زمان محدود استفاده ازاین زیباییست بعبارت دیگر نمی توان در این نوع سازه ها برای طولانی مدت احساس آرامش کرد . به هر حال این نوع معماری توانسته با زشتی و زیبایی توامان خود را عرضه کند .

این سازه ها معمولا به عنوان نمایشگاه موزه سالن اپرا فرودگاه و مانند اینها به جامعه ارایه می شود .

معماری غیر خطی چیست؟

نگاهی اجمالی به علل آسیب دیدگی جاده های آسفالته در کشور

مهمترین عوامل موثر در خرابی و خسارت راه ها و سطوح آسفالتی عبارتند از:

نوع خاک محل احداث راه – حجم ترافیک – شرایط جوی و محیطی از نطر میزان بارندگی و تغییرات درجه حرارت – نوع وسایل نقلیه عبوری – نحوه ساخت راه و اجرای اصولی و فنی تمام مراحل ساختمان لایه های راه شامل: خاکبرداری های اولیه خاکهای کم مقاومت و تراکم زمین طبیعی، اجرای لایه های زیر اساس (Sub base)، اساس(Base ) و در بعضی موارد بلک بیس(Black base )، لایه رویی(Surface ) و در نهایت لایه های آسفالتی سطح راه یعنی بیندر (Binder ) و توپکا(Topeka ).

 – رعایت نشدن اصول مراقبت و حفاظت از راه و ترمیم نشدن آسیب های جزیی و اولیه راه و به اصطلاح به فراموشی سپرده شدن راهداری چه قبل و چه بعد از آسیب دیدگی آن. چرا که برای هر نوع عیب و خرابی، که در سطح راه آسفالته ایجاد می شود، روشی خاصی جهت مراقبت و مرمت آن وجود دارد.

– شیب بندی طولی و عرضی نامناسب راه و در نتیجه باقی ماندن آب بر سطح آسفالت راه در شیب های کمتر از حد استاندارد، باعث تخریب آن می گردد. البته عکس این قضیه نیز صادق است، به این معنی که هر چه شیب راه خصوصاً شیب عرضی از حد مجاز بیشتر باشد، این امر باعث جاری شدن تند آبها بر سطح مسیر می شود که در نهایت با گذر زمان، باعث شسته شدن و خرابی راه می شود. عایق کاری نا مناسب راه و نفوذ آب به داخل ساختمان راه و لایه های زیرین آن و در نهایت تخریب آسفالت و کل راه.

 – استفاده از قیر های غیر استاندارد و با ویسکوزیته(گرانروی) نا مناسب و کمتر یا زیادتر بودن قیر مصرفی از حد مجاز.

 – استفاده خودروها خصوصاً وسایل نقیله سنگین مجهز به لاستیکهای یخ شکن و میخدار در ایام بدون یخبندان و حتی در زمان برفباری های جزیی و نرم در طول سال، همه و همه از عواملی هستند که باعث آسیب دیدگی و در صورت عدم رسیدگی باعث انهدام و از کاربری خارج شدن راه می شوند.

انواع معایب و آسیب دیدگی های راه های آسفالته:

در یک تقسیم بندی خرابی ها را به دو نوع بنیادی(سازه ای) و خرابیهای سطحی(کارکردی) تقسیم بندی می کنند. نوع بنیادی زمانی رخ میدهد که روسازی بعلت نداشتن قدرت باربری کافی در اثر بارهای وارده و صدمه دیدن، دیگر قادر به تحمل بارگذاری بیشتر بدون افزایش خرابی نباشد. در حالی که در خرابی های سطحی، سیستم روسازی قدرت باربری دارد ولی بعلت ناهموار شدن سطح روسازی امکان بهره برداری از آن به سختی امکانپذیر است.

در تقسیم بندی دیگر این خرابی ها به دسته عمده تقسیم بندی می شوند:

معرفی سیستم هیدرولیک و نیوماتیک

هیدرولیکمایعات تقریباً تراکم ناپذیر هستند. این ویژگی سبب شده است که از مایعات به عنوان وسیله مناسبی برای تبدیل و انتقال کار استفاده شود. بنابراین می‌توان از آنها برای طراحی ماشینهایی که در عین سادگی، با نیروی محرک خیلی کم بتواند نیروی مقاوم فوق العاده زیادی را جابجا نماید، استفاده نمود. به این ویژگی و همچنین دانش مطالعه این ویژگی هیدرولیک گفته می‌شود.

امروزه در بسیاری از فرآیندهای صنعتی ، انتقال قدرت آن هم به صورت کم هزینه و با دقت زیاد مورد نظر است در همین راستا بکارگیری سیال تحت فشار در انتقال و کنترل قدرت در تمام شاخه های صنعت رو به گسترش است. استفاده از قدرت سیال به دو شاخه مهم هیدرولیک و نیوماتیک ( که جدیدتر است ) تقسیم می‌شود . از نیوماتیک در مواردی که نیروهای نسبتاً پایین (حدود یک تن) و سرعت های حرکتی بالا مورد نیاز باشد (مانند سیستم‌هایی که در قسمت‌های محرک رباتها بکار می روند) استفاده می‌کنند در صورتیکه کاربردهای سیستم‌های هیدرولیک عمدتاً در مواردی است که قدرتهای بالا و سرعت های کنترل شده دقیق مورد نظر باشد(مانند جک های هیدرولیک ، ترمز و فرمان هیدرولیک و...).

حال این سوال پیش میاید که مزایای یک سیستم هیدرولیک یا نیوماتیک نسبت به سایر سیستم‌های مکانیکی یا الکتریکی چیست؟در جواب می توان به موارد زیر اشاره کرد: ۱) طراحی ساده ۲) قابلیت افزایش نیرو ۳) سادگی و دقت کنترل ۴) انعطاف پذیری ۵) راندمان بالا ۶) اطمینان در سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک نسبت به سایر سیستم‌های مکانیکی قطعات محرک کمتری وجود دارد و میتوان در هر نقطه به حرکتهای خطی یا دورانی با قدرت بالا و کنترل مناسب دست یافت ، چون انتقال قدرت توسط جریان سیال پر فشار در خطوط انتقال (لوله ها و شیلنگ ها) صورت میگیرد ولی در سیستم‌های مکانیکی دیگر برای انتقال قدرت از اجزایی مانند بادامک ، چرخ دنده ، گاردان ، اهرم ، کلاچ و... استفاده می‌کنند. در این سیستم‌ها میتوان با اعمال نیروی کم به نیروی بالا و دقیق دست یافت همچنین میتوان نیرو های بزرگ خروجی را با اعمال نیروی کمی (مانند بازو بسته کردن شیرها و ...) کنترل نمود. استفاده از شیلنگ های انعطاف پذیر ، سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک را به سیستم‌های انعطاف پذیری تبدیل می‌کند که در آنها از محدودیتهای مکانی که برای نصب سیستم‌های دیگر به چشم می خورد خبری نیست. سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک به خاطر اصطکاک کم و هزینه پایین از راندمان بالایی برخوردار هستند همچنین با استفاده از شیرهای اطمینان و سوئیچهای فشاری و حرارتی میتوان سیستمی مقاوم در برابر بارهای ناگهانی ، حرارت یا فشار بیش از حد ساخت که نشان از اطمینان بالای این سیستم‌ها دارد. اکنون که به مزایای سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک پی بردیم به توضیح ساده ای در مورد طرز کار این سیستم‌ها خواهیم پرداخت. برای انتقال قدرت به یک سیال تحت فشار (تراکم پذیر یا تراکم ناپذیر) احتیاج داریم که توسط پمپ های هیدرولیک میتوان نیروی مکانیکی را تبدیل به قدرت سیال تحت فشار نمود. مرحله بعد انتقال نیرو به نقطه دلخواه است که این وظیفه را لوله ها، شیلنگ ها و بست ها به عهده میگیرند . بعد از کنترل فشار و تعیین جهت جریان توسط شیرها سیال تحت فشار به سمت عملگرها (سیلندرها یا موتور های هیدرولیک ) هدایت می‌شوند تا قدرت سیال به نیروی مکانیکی مورد نیاز(به صورت خطی یا دورانی ) تبدیل شود. اساس کار تمام سیستم های هیدرولیکی و نیوماتیکی بر قانون پاسکال استوار است.

نرم افزارهای رشته عمران

نرم افزارهای رشته عمران را میتوان به دو گروه تقسیم کرد:

  1) نرم افزارهای نقشه کشی و معماری که شامل AUTOCAD ,ARCHICAD   میباشند.

  2) نرم افزارهای محاسباتی که شامل  SAP, ETABS ,SAFE  میباشند.

همان طور که شما عزیزان می دانید نرم افزار AUTOCAD  آنقدر کار را راحت کرده است که دیگر نیازی به میز نقشه کشی .خط کش T .گونیا.شابلون.راپید.کاغذ پوستی و کاغذ کالک نیست و با موس و کلیک راست و چپ و چند آیکون کار همه این وسایل را می توان انجام داد البته با دقت و تمیزی بیشتر.

نباید این را فراموش کرد , یک دانشجوی ترم اول عمران نیاز به همه این وسایل دارد چون اصول کار را در نقشه کشی

باید بداند و بعداً با دانستن اصول نقشه کشی می تواند به درستی از این نرم افزار استفاده کند.

البته به دلیل زیاد بودن ساخت وساز مسکونی در شهرهای کشور , و به دلیل زیاد بودن کار در دفاتر و شرکتهای مهندسی , کمتر شرکت یا دفتری به سراغ وسایل دستی میرود. به جرات می توان گفت که روزی در دفاتر مهندسی میز نقشه کشی , از اصلی ترین وسایل موجود در دفتر بوده و بدون آن مشکلاتی بوجود می آمد. ولی هم اکنون کامپیوتر از اساسی ترین وسایل موجود در دفتر مهندسی می باشد.

اساسی ترین نقش کامپیوتر در مهندسی عمران در بخش محاسبات سازه ای می باشد .با افزایش جمعیت , ارتفاع ساختمانها هم تغییر کرده وبجای اینکه ساختمانها افقی رشد کنند عمودی رشد می کنند و این سازه ها نیاز به حجم محاسباتی بسیار پیچیده و زیادی دارند که از حوصله دست خارج است و مشکلاتی را برای مهندس عمران بوجود می آورد. ولی وجود نرم افزارهای محاسباتی برای رشته عمران این مشکلات را حل کرده و می توان گفت: کامپیوتر و نرم افزار عصای دست مهندس عمران می باشد.

(این نکته را نباید فراموش کرد که فهم ودید مهندسی, مهم تر از کامپیوتر و نرم افزار برای یک مهندس می باشد.)

از مهم ترین نرم افزار برای کارهای سازه ای SAP2000  می باشد. ولی اگر بخواهیم فقط در زمینه سازه های ساختمانی کار کنیم بهترین وساده ترین نرم افزار ETABS  می باشد .

این دو نرم افزار توسط,  موسسه کامپیوتر ها و سازه ها (CSI)  در دانشگاه برکلی کالیفرنیا ,تحت سرپرستی پرفسور ویلسون, جهت تسهیل وتسریع عملیات مدل سازی .تحلیل وطراحی به بازار عرضه شد.

از قابلیتهای نرم افزار ETABS   میتوان به چند مورد زیر اشاره کرد:

1)      محاسبه خودکار جرم ومرکز جرم و مرکز سختی ساختمان.

2)      توزیع خودکار هر نوع بار (یکطرفه و دوطرفه ).

3)      تولید و توزیع خودکار بار باد و زلزله .

4)      طراحی ستونهای بتنی و فولادی با هر شکل .

5)      طراحی تیرهای مرکب .

6)      ارتباط دو طرفه با نرم افزار SAFE   (برای طراحی پی و دال ). 

امیدوارم که روزی ما هم بتوانیم در دانشگاههای خود این چنین نرم افزارها را بر اساس آئین نامه های کشور خود داشته باشیم!!!

مشخصات حرکات زمین درحین وقوع زلزله

زلزله یک حرکت طبیعی زمین است که به وسیله عوامل متفاوتی از جمله:  گسترش حرکات تکتونیک، ولکانیسم، زمین‌لغزش، سنگ‌ریزش و انفجارات، بوجود می‌آید. گسترش حرکات تکتونیک همواره در حال ایجاد کوه‌ها و دره‌های اقیانوسی در سطح زمین شده و زلزله را بوجود می‌آورد.

حرکات زمین در حین زلزله و در محل مشخص به وسیله تاریخچه زمانی یا لرزه‌گراف و به صورت شتاب، سرعت و جابجایی مشخص می‌گردد. نمودارهای تاریخچه زمانی شامل اطلاعات کاملی در خصوص حرکات زمین در سه جهت عمود بر هم (دو افقی و یک قائم) و در یک محل مشخص می‌باشد. این نمودارها حرکات شدید زمین را ثبت می‌کنند. در ابتدا به وسیله این شتاب‌نگاشت‌ها، شتاب زمین ثبت گردیده و دو نمودار سرعت و جابجایی به وسیله حل انتگرال عددی از نمودار شتاب، استخراج می‌گردند. رکوردهای شتاب در محل‌هایی که دارای فواصل یکسان از کانون زلزله می‌باشند ممکن است در زمان تحریکات، محتوای فرکانسی و بزرگی متفاوت باشند که این موضوع به دلیل شرایط متفاوت خاک محلی است. شکل1 نشان‌دهنده دو رکورد شتاب مختلف در دو زلزله اخیر می‌باشد.

شیوه های نوین مقاوم سازی پل ها(جداگر و میراگر)

  جداگر ها

جداگر ها به منظور جداسازی سازه از حرکات شدید زمین هنگام زلزله بکار میروند. برخلاف ساختمان که جداسازی آن غالبا از روی فونداسیون انجام میپذیرد ، در پلها این جداسازی مابین روسازه و زیر سازه اعمال میگردد .علت این امر نیروی اینرسی بسیار زیاد قسمت روسازه (که شامل وزن عرشه میشود) و همچنین سهولت اجرای آن میباشد. بطور کلی این جداگرها در پلها به دوصورت الاستومتریک(لاستیکی) و اصطکاکی بکار گرفته می شوند. این جداگر ها به سبب سختی اندک وقتی زیر روسازه تعبیه میگردند موجب افزایش پریود ارتعاش آزاد کل پل گشته و انتظار میرود که این امر باعث کاهش نیروی زلزله وارد به سازه گردد.که معمولا با توجه به طیف پاسخ تغییر مکان این کاهش نیرو با افزایش تییر مکان روسازه پل همراه است

میراگر ها

دراثر اعمال بارهای دینامیکی تغییر مکان حاصله همراه با سرعت و شتاب خواهد بود. جهت مقابله با شتاب وارده نیرویی به عنوان نیروی لختی در اثر جرم آن و جهت مقابله با سرعت نیرویی به نام نیروی میرایی در اثر اصطکاک بین ذرات و لقی اتصالات و غیره به وجود می آید و باعث تلف شدن مقداری انرژی می شود به این  پدیده در اصطلاح میرایی می گویند. با تعبیه میراگر ( دمپر )می توان اثر تخریب دینامیکی  و انتقال جانبی سازه را به حداقل رساند.

افزودن میراگرهای سیال به پایه ها دارای دو اثر می باشد:

- کلیه پایه ها بصورت توزیع شده ای در تحمل بار زلزله سهیم میشوند.

- تغییر مکان نسبی بین عرشه و پایه در میراگر باعث اتلاف انرژی می شود.

عمده جرم سازه ها در تراز عرشه متمرکز شده است و معمولا لازم است که عرشه پلها تحت حملات لرزه ای الاستیک خطی باقی بمانند.جدا کردن عرشه از زیرسازه سبب حفاظت بیشتر عرشه میگردد.

جداکردن عرشه از زیر ساز با استفاده از تکیه گاه های الاستومتری به علت کاهش نیروهای منتقله به زیرسازه در اثر تغییر شکلهای حرارتی عرشه از قدیم مرسوم میباشد.با ایجاد تغییرات اندک در سیستمهای تکیه گاهی و درزهای انبساط میتوان این سیستم را در مورد پل ها بکار گرفت..در این روش ها سیستم ها مکانیکی مختلفی در نشیمن پل و یا در دیافراگم های انتهایی آن جداسازی می گردند که درهنگام وقوع زلزله اقدام به جذب و استهلاک انرژی نماید. استهلاک انرژی در این وسایل عمدتا با استفاده از روش های مختلفی نظیر جاری شدن یک فلز نرم(کار داخلی یا هیستریس) ، اصطکاک مواد بر روی هم ، حرکت یک پیستون درون یک ماده ویسکوز و یا رفتار ویسکو الاستیک در مورادی از جنس شبیه لاستیک می باشد .

کاربرد ژل میکروسیلیس در ساخت بتنهای پردوام

یکی از مشکلات عمده در مورد سازه های بتنی مسئله دوام آنها در مقابل حملات شیمیائی
مانند یون کلر، سولفات و غیره در سواحل دریاها میباشد. حفاظت میلگردها همواره یکی از دغدغه های کارفرمایان پروژه ها بوده است.

امروزه توصیه اکثریت قریب به اتفاق مهندسین مشاور صنعت ساختمان استفاده از دوده سیلیسی(Silica Fume) بهمراه فوق روان کننده (Super Plasticizer) در زمان ساخت بتن میباشد . زیرا آزمایشات علمی نشان داده اند که وجود دوده سیلیس بمیران 7% وزن سیمان در بتن به نحو چشمگیری از نفوذ یون کلر جلوگیری می کند. استفاده از دوده سیلیس بهمراه فوق روان کننده در بتن که بصورت پودر بسیار ریز (کمتر از 1/0 میکرون) با جرم حجمی پائین 0/2Ton/M³ میباشد ، مضراتی از قبیل عدم اختلاط کامل با بتن، مشکلات انبارداری، حمل ونقل، پرت مصرف وهمچنین مشکلات زیست محیطی وخطرات بهداشتی برای پرسنل محیط کار را به همراه دارد. مسائل و مشکلات فوق الذکر و پژوهشهای متعاقب منجر به فرآوری و تولید ژل میکروسیلیس گردیده که اولین باردر ایران توسط شرکت فن آوران بتن ایرانیان(فابیر)  و توسط مخترع این محصول حسین رحیمی درسال 1380 عرضه گردید.

ژل میکروسیلیس درواقع همان سیستم دوده سیلیسی و فوق روان کننده بصورت خمیری شکل و آماده مصرف میباشد که ضمن دارا بودن قابلیت افزایش مقاومتهای شیمیائی و مکانیکی بتن ، مسائل و مشکلات سیستم دو جزئی دوده سیلیسی + فوق روان کننده را هم بطور اساسی حل کرده است.