سیستم لوله ای چیست؟
سیستم لوله ای چیست؟ بیایید یک سری به خیابان ها و ساختمان های شهر خود بزنیم…!ساختمان اول با سیستم قاب خمشی ، ساختمان دوم نیز قاب خمشی و ساختمان سوم هم باز قاب خمشی…! اوووه بلاخره یک سیستم باربر سازه ای ترکیبی از مهاربند و قاب خمشی پیدا کردیم.
به نظر شما دلیل آن چیست که سیستم های دیگر مثل سیستم لوله ای اجرا نمیشود؟ نداشتن دانش کافی ؟ نبود ساختمان منحصر به فرد ؟ عدم توجیه اقتصادی؟ این مقاله از شهر نوین عمران ومعماری را بخوانید تا تا نکاتی را فرا گیرید که شما را متحیر میکند!
سیستم سازه اي لوله اي اولین بار توسط آقایان فضلورخان و مایلستون براي ساخت ساختمانهاي بلند بکار برده شد.ماهیت کلی سیستم سازه ای لوله ای به گونه ای است که تعداد زیادی ستون با فواصل بسیار کم در پیرامون سازه در کنار هم قرار گرفته اند و این ستون ها توسط شاهتیر های به هم متصل میشوند. نوع پیشرفته تر این سیستم ، سیستم لوله اي دسته بندي شده می باشد که براي حل مشکل لنگر برشی سیستم لوله اي (لوله در لوله) بوجود آمد.سيستم لوله اي از پر كاربرد ترين فرم هاي سازه اي براي ساختمانهاي بلند به حساب مي آيد. در اين سيستم ( سیستم لوله ای )، مقابله در برابر بار هاي جانبي بر عهده قاب هاي خمشي محيطي با سختي زياد به فرم لوله مي باشد. به همين منظور ستون هاي پيراموني با فواصل كم توسط شاهتيرهايي به يكديگر متصل مي شوند. مهمترين ايراد اين فرم سازه اي وجود لنگر برشي مي باشد كه سبب كاهش باربري سازه و افزايش تغيير شكل ها ميگردد. استفاده ازمهاربند كلي و سيستم هاي لوله اي دسته بندي شده از جمله راهكار هاي مهم در خصوص كاهش اين پديده است.
انواع سیستم های باربر لوله ای :
سیستم لوله ای تودر تو (هسته و پوسته )
اين فرم سازهاي شامل يک سيستم لولهاي خارجي يا پوسته و يک هسته مربوط به آسانسور يا عبورگاه سرويس است. هسته و پوسته در تحمل بارهاي قائم و جانبي مشترك عمل ميكنند.
سیستم لوله ای دسته بندی شده :
اين فرم سازه اي به دليل اين كه درساختمان Sears Tower شيكاگو، یکی از بلندترين ساختمان های دنيا، استفاده شده است ، شاخص ميباشد. ساختمان مزبور شامل چهارقاب صلب فولادي در دو جهت عمود برهم است كه پس از اتصال به يكديگر، يک دسته نه تايي سيستم لولهاي را تشكيل داده است. در اين نوع سازه مانند سيستمهاي لولهاي تكي، قابهاي در جهت بار جانبي عمل جانها و قابهاي عمود بر جهت بارگذاري، عمل بالهاي طره قايم را انجام ميدهند.
سیستم مهار بندی شده
از روش هاي موثر جهت افزايش فاصله بين ستونها و بهبود كارآيي سيستمهاي لوله اي در ساختمانهاي بلند، اضافه كردن مهاربندهاي قطري در پيرامون سازه مطابق شكل زیر است. اين نوع سازه اولين بار در سال ۱۱۹۱ در ساختمان فلزي John Hancock شيكاگو استفاده شد. استفاده از مهاربندهاي قطري در سيستم هاي لوله اي سبب كاهش پديده لنگي برشي مي گردد.
مزیت سیستم لوله ای :
مزيت اين فرم سازهاي، تحمل تمامي بارهاي جانبي توسط قاب هاي محيطي ميباشد كه باعث ايجاد فضاي داخلي بازتر شده و از نظر معماري داخلي آزادي عمل بيشتري وجود دارد. به عنوان مثال يک هسته مركزي با کف هايي با دهانه بزرگ بين قاب محيطي و هسته، فضاهاي بسيار بزرگي ايجاد ميكند که اين فرم براي ساختمان هاي اداري و تجاري بسیار مناسب ميباشد دلیل این مسئله را اینگونه میتوان بیان کرد که عدم صلبیت کافی تیرهاي درگاهی و تغییر شکل خمشی آنها بواسطۀ برش ایجاد شده در اعضا در هنگام اعمال نیروهاي جانبی باعث ایجاد لنگی برش می گردد. به عبارت دیگر اثرات انعطاف پذیري تیرهاي درگاهی باعث توزیع غیر خطی فشار و کشش در امتداد ستون ها میشود. در این حالت تغییر شکلهاي برشی که قسمت اعظم تغییر مکان جانبی ساختمان را تشکیل می دهند اهمیت بسزائی می یابد و نیروي محوري در ستون هاي کناري ساختمان افزایش یافته و در ستونهاي میانی کاهش مییابد.
طراحان سازه ای ایرانی نیز از این فرصت استفاده کردند له گونه ای که برج سپهر که متعلق به بانک صادرات میبشد از این سیستم باربر سازه ای استفاده کرد و سازه ای بینظیر با فضای معماری عالی در اختیار استفاده کنندگان داد.
مشکل اصلی سیستم های لوله ای :
مشکل اصلی سیستم های قاب محیطی لوله ای که شدیدا کارآیی این سیستم را تحت تاثیر خودش قرار داده و اکثر پیشرفت های این سیستم هال لوله ای در راستای بهینه کردن این مشکل میباشد عامل لتگر برشی میباشد.از جمله عوامل تاثیر گذار بر عامل لنگر برشی میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
عوامل تاثیر گذار بر لنگر برشی:
- نسبت عرض جان به عرض بال
- نسبت ارتفاع بال به عرض بال
- اندازه و سایز بازشو ها
- حالت بارگذاری
اگرچه سیستم لوله اي به شكل يک جداره بسته قوطي مانند است، ولي رفتاري بسيار پيچيده تر از رفتار يک قوطي ساده بدون سوراخ دارد و سختي آن بسيار كمتر است. هنگامي كه سازه در اثر نيروهاي جانبي تحت خمش قرار ميگيرد، مد اوليه رفتار آن مشابه رفتار قوطي طره قائم خواهد بود و ستون هاي دو وجه مخالف محور خنثي، كششي و فشاري عمل ميكنند.
نکته ی بسیار مهم که بسیاری از طراحان به آن دقت نمیکنند این است که عامل لنگر برشی نه تنها نیروی طولی را تحت تاثیر قرار میدهد بلکه برنیروهای عرضی و برشی اثر میگذارد. بنابر این آثار لنگر برشی باید در مراحل طراحی همیشه مد نظر قرار گیرد.به طور تجربی میتوانم بگویم که کاهش سختی تیر های پیرامونی در سیستم های باربر لوله ای باعث افزایش لنگر برشی میشود و همینطور افزایش سختی تیرهای پیرامونی باعث کاهش لنگر برشی میشود.
همینطور در این رابطه سال های پیش تحقیقات جالبی انجام شد که از این مقاله نتیجه گیری شده که حتی پلان سازه ای هم برروی عامل لنگر برشی موثر است و با مستطیلی تر شدن پلان عامل لنگر برشی یا افزایش میبابد و یا تغییری نمیکند.
نکته ی بسیار مهم و پیچیده ای که این روز ها در آیین نامه ی کانادا بسیار پر حاشیه شده است این میباشد که در تمامی سیستم های مختلف سازه ای لوله ای در پایین ساختمان لنگربرشی مثبت و در بالای ساختمان لنگر برشی منفی قرار دارد و وجود جان های میانی در سیستم هایی از این قبیل باعث میشود تا این سیستم به صورت چند سلول در کنار هم کار کند و تفاوت نیروی محوری ستون های واقع در محل تلاقی بال و جان به حداقل برسد و با توجه به اینکه در سیستم های لوله ای با افزایش ارتفاع لنگر برشی کاهش مییابد میتوانیم بگوییم که این سیستم ها میتواند یکی از بهترین گزینه های پیش روی مهندسین طراح سازه باشد.
بررسی یک تحقیق در مورد قاب لوله ای :
در سال ۲۰۰۵ در کشور اتریش تحقیقی انجام شد که در این تحقیق ۷ سازه ی ۴۸ طبقه مورد بررسی قرار گرفت.این ۷ سازه از تمامی جهات مشابه هم بودند اما در سیستم های باربر سازی ای خودشان تفاوت داشتند.
۷سیستم باربر سازه ای مورد بررسی در این تحقیق عبارت بودند از :
-
- قاب خمشی (مقاله ی مربوط به سیستم باربر قاب خمشی را میتوانید با کلیک روی اینجا بخوانید)
- قاب مهاربندی شده (مقاله ی مربوط به سیستم مهاربندی را میتوانید با کلیک روی اینجا بخوانید)
- دو سازه مهاربندی غول آسا (مقاله ی مربوط به سیستم مهاربندی غول آسا را میتوانید با کلیک روی اینجا بخوانید)
- ۳ سازه با کمربند خرپایی
در انتهای این تحقیق این ۷ سازه را طراحی و تحلیل کردند و نتایج جالب زیر بدست آمد.
نتايج حاصل از مدلسازي سازه فولادي ۴۸طبقه با سيستم لوله اي به همراه انواع سيستم هاي مهاربندي حاكي از آن است استفاده از سيستم خرپاي كمربند،كه در اين تحقيق معرفي شده است، نقش قابل توجهي در كاهش لنگي برشي داشته و حتي تأثيري در حد مهاربند كلي از خود نشان مي دهد. بر اساس مدلسازي هاي انجام شده، روش مهاربندي كلي تغيير شكل هاي سازه را تا حد بسيار زيادي كاهش مي دهد. روش خرپاي كمربند نيز بازدهي خوبي در كاهش لنگي برشي داشته و تغيير شكل ها را در حد قابل قبول نگه مي دارد. از بين سيستم هاي مهاربندي كلي، سيستم شماره a كه در آن در هر پنج طبقه از يک مهاربند استفاده شده بهترين جواب را در خصوص كاهش اثرات لنگي برشي و تغيير شكل ها بدست داده است در حاليكه سيستم شماره b با فواصل مهاربند ده طبقه به لحاظ اقتصادي بهترين طرح محسوب مي شود. بهترين حالت در استفاده از خرپاهاي كمربند نيز سيستم شماره a با فواصل پنج طبقه براي خرپاها بر اساس جداول و نمودارهاي ارايه شده محسوب ميگردد. از ديگر نتايج حاصل از اين تحقيق، حساسيت لنگي برشي نسبت به مقاطع سازه اي انتخاب شده مي باشد. ازآنجا كه سازه لولهاي با اتصالات صلب خمشي يک سازه كاملاً نامعين مي باشد به نظر مي رسد طراحان طرح هاي متفاوتي را براي چنين سازه هايي پيشنهاد دهند.
برای شما یک پیشنهاد بسیار ویژه آماده کرده ایم.اگر به دنبال این هستید که تمام نکات در مورد سیستم لوله ای و سیستم لوله در لوله و از جمله:
- انواع سیستم های باربر سازه ای رایج در جهان !
- نکات طراحی در مورد تمامی سیستم باربر سازه ای !
- نکات طراحی در مورد سیستم باربر سازه ای که در کشور های آمریکا و کانادا مطرح میباشد !
- ساز و کار هر سیستم باربر سازه ای !
- …
را یک جا یاد بگیرید بسته ی آموزشی مگاپکیج ۰ تا ۱۰۰ سیستم‌های‌باربر سازه‌ای را با ۶۰درصد تخفیف تهیه کنید.
قیمت تنها ۳۹ هزار تومان
بسته آموزشی مگاپکیج ۰ تا ۱۰۰ سیستم‌های‌باربر سازه‌ای شامل موارد زیر است.
- بیش از ۵ ساعت ویدیوی آموزشی با کیفیت F-HD به همراه کیفیت بسیار عالی که توسط اشکان رجبی تدریس شده است.
- فایل PDF از پاورپوینت سیستم باربر سازه ای
- ۱۵ عدد مقاله ثبت شده به زبان لاتین با گرید کوالیتی ( نمره ی کیفیت ) ۹۸ در انتشارات الزویر
- به همراه بیش از ۳۰ مقاله تخصصی به زبان شیرین فارسی در مورد انواع سیستم های باربر سازه ای
در انتها از شما خواهشمندیم که اگر در مورد سیستم های لوله ای اطلاعاتی دارید از طریق قسمت نظرات زیر برای ما یادداشت کنید تا با نام خودتان آن ها را منتشر کنیم.
همچنین اگر به دنبال اطلاعات جامع تر در مورد این دیوار ها هستید میتوانید در مجلات گوگل جستجو نمایید.
