پاورپوینت بررسی معایب و محاسن ساختمان های بتنی
بخشی از مطلب
معایب و محاسن ساختمان های بتنی
احداث ساختمان بمنظور رفع احتیاج انسانها صورت گرفته و مهندسین، معماران
مسئولیت تهیه اشکال و اجراء مناسب بنا را برعهده دارند؛ محور اصلی مسئولیت
عبارت است از:
الف ) ایمنی ب ) زیبائی ج) اقتصاد
با توجه به اینکه ساختمان های احداثی در کشور ما اکثرا" بصورت فلزی یا بتنی
بوده و ساختمانهای بنایی غیر مسلح با محدودیت خاص طبق آئین نامه 2800
زلزله ایران ساخته میشود، آشنایی با مزایا و معایب ساختمانها می تواند
درتصمیم گیری مالکین ، مهندسین نقش اساسی داشته باشد.
مزایای ساختمان فلزی:
مقاومت زیاد: مقاومت قطعات فلزی زیاد بوده و نسبت مقاومت به وزن از مصالح
بتن بزرگتر است ، به این علت در دهانه های بزرگ سوله ها و ساختمان های
مرتفع ، ساختمانهائی که برزمینهای سست قرارمیگیرند ، حائز اهمیت فراوان
میباشد .
خواص یکنواخت : فلز در کارخانجات بزرگ تحت نظارت دقیق تهیه میشود ، یکنواخت
بودن خواص آن میتوان اطمینان کرد و خواص آن بر خلاف بتن با عوامل خارجی
تحت تاثیر قرار نمی گیرد ، اطمینان در یکنواختی خواص مصالح در انتخاب ضریب
اطمینان کوچک مؤثر است که خود صرفه جو یی در مصرف مصالح را باعث میشود .
دوام : دوام فولاد بسیار خوب است ، ساختمانهای فلزی که در نگهداری آنها دقت
گردد . برای مدت طولانی قابل بهره برداری خواهند بود - خواص ارتجاعی :
خواص مفروض ارتجاعی فولاد با تقریبی بسیار خوبی مصداق عملی دارد . فولاد تا
تنشهای بزرگی از قانون هوک بخوبی پیروی مینماید . مثلآ ممان اینرسی یک
مقطع فولادی را میتوان با اطمینان در محاسبه وارد نمود . حال اینکه در مورد
مقطع بتنی ارقام مربوطه چندان معین و قابل اطمینان نمی باشد .
شکل پذیری : از خاصیت مثبت مصالح فلزی شکل پذیری ان است که قادرند تمرکز
تنش را که در واقع علت شروع خرابی است ونیروی دینامیکی و ضربه ای را تحمل
نماید ،در حالیکه مصالح بتن ترد و شکننده در مقابل این نیروها فوق العاده
ضعیف اند. یکی از عواملی که در هنگام خرابی ،عضو خود خبر داده و ازخرابی
ناگهانی وخطرات ان جلوگیری میکند.
پیوستگی مصالح : قطعات فلزی با توجه به مواد متشکه آن پیوسته و همگن می
باشد و ولی در قطعات بتنی صدمات وارده در هر زلزله به پوشش بتنی روی سلاح
میلگرد وارد میگردد ، ترکهائی که در پوشش بتن پدید می آید ، قابل کنترل
نبوده و احتمالا" ساختمان در پس لرزه یا زلزله بعدی ضعف بیشتر داشته و
تخریب شود .
مقاومت متعادل مصالح،مقاومت : مصالح فلزی در کشش و فشار یکسان ودر برش نیز
خوب و نزدیک به کشش وفشار است .در تغییر وضع بارها، نیروی وارده فشاری ،
کششی قابل تعویض بوده و همچنین مقاطعی که در بار گذاری عادی تنش برشی در
انها کوچک است ، در بارهای پیش بینی شده ،تحت اثر پیچش و در نتیجه برش ناشی
از ان قرار میگیرند. در ساختمانهای بتنی مسلح مقاومت بتن در فشار خوب ،
ولی در کشش و یا برش کم است. پس در صورتی که مناطقی احتمالآتحت نیروی کششی
قرار گرفته و مسلح نشده باشد تولید ترک و خرابی مینماید.
انفجار : در ساختمانهای بارهای وارده توسط اسکلت ساختمان تحمل شده ، از
قطعات پرکننده مانند تیغه ها و دیواره ها استفاده نمی شود . نیروی تخریبی
انفجار سطوح حائل را از اسکلت جدا می کند و انرژی مخرب آشکار میشود ، ولی
ساختمان کلا" ویران نخواهد گردید . در ساختمانهایی بتن مسلح خرابی دیوارها
باعث ویرانی ساختمان خواهد شد .
تقویت پذیری و امکان مقاوم سازی : اعضاء ضعیف ساختمان فلزی را در اثر
محاسبات اشتباه ، تغییر مقررات و ضوابط ، اجراء و .... میتوان با جوش یا
پرچ یا پیچ کردن قطعات جدید ، تقویت نمود و یا قسمت یا دهانه هائی اضافه
کرد .
شرایط آسان ساخت و نصب : تهیه قطعات فلزی در کارخانجات و نصب آن در موقعیت ، شرایط جوی متفاوت با تهمیدات لازم قابل اجراء است .
سرعت نصب : سرعت نصب قطعات فلزی نسبت به اجراء قطعات بتنی مدت زمان کمتری می طلبد .
پرت مصالح : با توجه به تهیه قطعات از کارخانجات ، پرت مصالح نسبت به تهیه و بکارگیری بتن کمتر است .
وزن کم : میانگین وزن ساختمان فولادی را می توان بین 245 تا 390 کیلوگرم
بر مترمربع و یا بین 80 تا 128 کیلوگرم بر مترمکعب تخکین زد ، درحالی که در
ساختمانهای بتن مسلح این ارقام به ترتیب بین 480 تا 780 کیلوگرم برمترمربع
یا 160 تا 250 کیلوگرم برمترمکعب می باشد .
اشغال فضا : در دو ساختمان مساوی از نظر ارتفاع و ابعاد ، ستون و تیرهای
ساختمانهای فلزی از نظر ابعاد کوچکتر از ساختمانهای بتنی میباشد ، سطح
اشغال یا فضا مرده در ساختمانهای بتنی بیشتر ایجاد میشود .
ضریب نیروی لرزه ای : حرکت زمین در اثر زلزله موجب اعمال نیروهای درونی در
اجزاء ساختمان میشود ، بعبارت دیگر ساختمان برروی زمینی که بصورت تصادفی و
غیر همگن در حال ارتعاش است ، بایستی ایستایی داشته و ارتعاش زمین را تحمل
کند . در قابهای بتن مسلح که وزن بیشتر دارد ، ضریب نیروی لرزه ای بیشتر از
قابهای فلزی است . تجربه نشان میدهد که خسارت وارده برساختمانهای کوتاه و
صلب که در زمینهای محکم ساخته شده اند ، زیاد است . درحالیکه در ساختمانهای
بلند و انعطاف پذیر ، آنهائی که در زمینهائی نرم ساخته شده اند ، صدمات
بیشتری از زلزله دیده اند . بعبارت دیگر در زمینهای نرم که پریود ارتعاش
زمین نسبتا" بزرگ است ، ساختمان های کوتاه نتایج بهتری داده اند و برعکس در
زمینهای سفت با پریود کوچک ، ساختمان بلند احتمال خرابی کمتر دارند.
عکس العمل ساختمانها در مقابل حرکت زلزله بستگی به مشخصات خود ساختمان از
نظر صلبیت و یا انعطاف پذیری آن دارد و مهمترین مشخصه ساختمان در رفتار آن
در مقابل زلزله ، پریود طبیعی ارتعاش ساختمان است.
معایب ساختمانهای فلزی:
ضعف در دمای زیاد : مقاومت ساختمان فلزی با افزایش دما نقصان می یابد . اگر
دکای اسکلت فلزی از 500 تا 600 درجه سانتی گراد برسد ، تعادل ساختمان به
خطر می افتد .
خوردگی و فساد فلز در مقابل عوامل خارجی : قطعات مصرفی در ساختمان فلزی در
مقابل عوامل جوی خورده شده و از ابعاد آن کاسته میشود و مخارج نگهداری و
محافظت زیاد است .
تمایل قطعات فشاری به کمانش : با توجه به اینکه قطعات فلزی زیاد و ابعاد
مصرفی معمولا" کوچک است ، تمایل به کمانش در این قطعات یک نقطه ضعف بحساب
می رسد .
جوش نامناسب : در ساختمانهای فلزی اتصال قطعات به همدیگر با جوش ، پرچ ،
پیچ صورت میگیرد . استفاده از پیچ و مهره وتهیه ، ساخت قطعات در کارخانجات
اقتصادی ترین ، فنی ترین کار می باشد که در کشور ما برای ساختمانهای متداول
چنین امکاناتی مهیا نیست . اتصال با جوش بعلت عدم مهارت جوشکاران ،
استفاده از ماشین آلات قدیمی ، عدم کنترل دقیق توسط مهندسین ناظر ، گران
بودن هزینه آزمایش جوش و ...... برزگترین ضعف میباشد.
تجربه ثابت کرده است که سوله های ساخته شده در کارخانجات درصورت رعایت
مشخصات فنی و استاندارد ، این عیب را نداشته و دارای مقاومت سازه ایی بهتر
در برابر بارهای وارده و نیروی زلزله است.
مزایا و معایب ساختمانهای فلزی
الف ) ایمنی ب ) زیبائی ج) اقتصاد
با توجه به اینکه ساختمان های احداثی در کشور ما اکثرا" بصورت فلزی یا بتنی بوده
و ساختمانهای بنایی غیر مسلح با محدودیت خاص طبق آئین نامه ۲۸۰۰ زلزله
ایران ساخته میشود، آشنایی با مزایا و معایب ساختمانها می تواند درتصمیم
گیری مالکین ،
مزایای ساختمان فلزی:
مهندسین نقش اساسی داشته باشد.
مقاومت زیاد: مقاومت قطعات فلزی زیاد بوده و نسبت مقاومت به وزن از مصالح
بتن خواص یکنواخت : فلز در کارخانجات بزرگ تحت نظارت دقیق تهیه میشود
،ساختمانهائی که برزمینهای سست قرارمیگیرند ، حائز اهمیت فراوان میباشد .
یکنواخت بودن خواص آن میتوان اطمینان کرد و خواص آن بر خلاف بتن با عوامل
بزرگتر است ، به این علت در دهانه های بزرگ سوله ها و ساختمان های مرتفع ،
خارجی تحت تاثیر قرار نمی گیرد ، اطمینان در یکنواختی خواص مصالح در انتخاب
ضریب اطمینان کوچک مؤثر است که خود صرفه جو یی در مصرف مصالح را باعث
میشود .
دوام : دوام فولاد بسیار خوب است ، ساختمانهای فلزی که در نگهداری آنها دقت گردد . برای مدت طولانی قابل بهره برداری خواهند بود .
خواص ارتجاعی : خواص مفروض ارتجاعی فولاد با تقریبی بسیار خوبی مصداق عملی
دارد . فولاد تا تنشهای بزرگی از قانون هوک بخوبی پیروی مینماید . مثلآ
ممان مورد مقطع بتنی ارقام مربوطه چندان معین و قابل اطمینان نمی باشد .
اینرسی یک مقطع فولادی را میتوان با اطمینان در محاسبه وارد نمود . حال
اینکه در شکل پذیری : از خاصیت مثبت مصالح فلزی شکل پذیری ان است که
قادرند تمرکز نماید ،در حالیکه مصالح بتن ترد و شکننده در مقابل این نیروها
فوق العاده ضعیف اند.
تنش را که در واقع علت شروع خرابی است ونیروی دینامیکی و ضربه ای را تحمل وخطرات ان جلوگیری میکند.
یکی از عواملی که در هنگام خرابی ،عضو خود خبر داده و ازخرابی ناگهانی
پیوستگی مصالح : قطعات فلزی با توجه به مواد متشکله آن پیوسته و همگن می
باشد
و ولی در قطعات بتنی صدمات وارده در هر زلزله به پوشش بتنی روی سلاح میلگرد
وارد میگردد ، ترکهائی که در پوشش بتن پدید می آید ، قابل کنترل نبوده و
احتمالا" ساختمان در پس لرزه یا زلزله بعدی ضعف بیشتر داشته و تخریب شود
.
مقاومت متعادل مصالح،مقاومت : مصالح فلزی در کشش و فشار یکسان و در برش نیز
خوب و نزدیک به کشش و فشار است .در تغییر وضع بارها، نیروی وارده فشاری
،کششی قابل تعویض بوده و همچنین مقاطعی که در بار گذاری عادی تنش برشی در
انها کوچک است ، در بارهای پیش بینی شده ،تحت اثر پیچش و در نتیجه برش ناشی
از ان قرار میگیرند. در ساختمانهای بتنی مسلح مقاومت بتن در فشار خوب ،
ولی در کشش و یا برش کم است. پس در صورتی که مناطقی احتمالا تحت نیروی کششی
قرار گرفته و مسلح نشده باشد تولید ترک و خرابی مینماید.
انفجار : در ساختمانهای بارهای وارده توسط اسکلت ساختمان تحمل شده ، از
قطعات پرکننده مانند تیغه ها و دیواره ها استفاده نمی شود . نیروی تخریبی
انفجار سطوح حائل را از اسکلت جدا می کند و انرژی مخرب آشکار میشود ، ولی
ساختمان کلا" ویران نخواهد گردید . در ساختمانهایی بتن مسلح خرابی دیوارها
باعث ویرانی ساختمان خواهد شد .
تقویت پذیری و امکان مقاوم سازی : اعضاء ضعیف ساختمان فلزی را در اثر
محاسبات اشتباه ، تغییر مقررات و ضوابط ، اجراء و .... میتوان با جوش یا
پرچ یا پیچ کردن قطعات جدید ، تقویت نمود و یا قسمت یا دهانه هائی اضافه
کرد .
شرایط آسان ساخت و نصب : تهیه قطعات فلزی در کارخانجات و نصب آن در موقعیت ، شرایط جوی متفاوت با تمهیدات لازم قابل اجراء است .
سرعت نصب : سرعت نصب قطعات فلزی نسبت به اجراء قطعات بتنی مدت زمان کمتری می طلبد بکارگیری بتن کمتر است . و
پرت مصالح : با توجه به تهیه قطعات از کارخانجات ، پرت مصالح نسبت به تهیه
وزن کم : میانگین وزن ساختمان فولادی را می توان بین ۲۴۵ تا ۳۹۰ کیلوگرم
بر مترمربع و یا بین ۸۰ تا ۱۲۸ کیلوگرم بر مترمکعب تخمین زد ، درحالی که در
ساختمانهای بتن مسلح این ارقام به ترتیب بین ۴۸۰ تا ۷۸۰ کیلوگرم برمترمربع
یا ۱۶۰ تا ۲۵۰ کیلوگرم برمترمکعب می باشد .
اشغال فضا : در دو ساختمان مساوی از نظر ارتفاع و ابعاد ، ستون و تیرهای
ساختمانهای فلزی از نظر ابعاد کوچکتر از ساختمانهای بتنی میباشد ، سطح
اشغال یا فضا مرده در ساختمانهای بتنی بیشتر ایجاد میشود .
ضریب نیروی لرزه ای : حرکت زمین در اثر زلزله موجب اعمال نیروهای درونی در
غیر همگن در حال ارتعاش است ، بایستی ایستایی داشته و ارتعاش زمین را تحمل
اجزاء ساختمان میشود ، بعبارت دیگر ساختمان برروی زمینی که بصورت تصادفی و
کند . در قابهای بتن مسلح که وزن بیشتر دارد ، ضریب نیروی لرزه ای بیشتر از
قابهای فلزی است . تجربه نشان میدهد که خسارت وارده برساختمانهای کوتاه و
صلب که در زمینهای محکم ساخته شده اند ، زیاد است . درحالیکه در
ساختمانهای بلند و انعطاف پذیر ، آنهائی که در زمینهائی نرم ساخته شده اند ،
صدمات بیشتری از زلزله دیده اند . بعبارت دیگر در زمینهای نرم که پریود
ارتعاش زمین نسبتا" بزرگ است ، ساختمان های کوتاه نتایج بهتری داده اند و
برعکس در زمینهای سفت با پریود کوچک ، ساختمان بلند احتمال خرابی کمتر
دارند.
عکس العمل ساختمانها در مقابل حرکت زلزله بستگی به مشخصات خود ساختمان از
نظر صلبیت و یا انعطاف پذیری آن دارد و مهمترین مشخصه ساختمان در رفتار آن
در مقابل زلزله ، پریود طبیعی ارتعاش ساختمان است.
معایب ساختمانهای فلزی:
ضعف در دمای زیاد : مقاومت ساختمان فلزی با افزایش دما نقصان می یابد . اگر
دکای اسکلت فلزی از ۵۰۰ تا ۶۰۰ درجه سانتی گراد برسد ، تعادل ساختمان به
خطر می افتد .
خوردگی و فساد فلز در مقابل عوامل خارجی : قطعات مصرفی در ساختمان فلزی در
مقابل عوامل جوی خورده شده و از ابعاد آن کاسته میشود و مخارج نگهداری و
محافظت زیاد است .
و....
