بخشی از مقاله
چکیده
سازه های تاریخی به دلیل عمر طولانی و تأثیر طولانی مدت شرایط محیطی بد آن ها، نسبت به سازه های نو، دچار فرسایش و آسیب دیدگی بیشتری هستند،پا برجا ماندن این سازه ها که جزیی از میراث و سرمایه های معنوی کشور هستند نیازمند استحکام بخشی و مقاوم سازی اصولی آن ها است. روش تحقیق کمی -تحلیلی است وگرد آوری اطلاعات از طریق مطالعه کتابخانه ای و میدانی، از کتاب و مقالات مختلف انجام شده است و تحلیل توسط نرم افزار انسیس انجام شده است. هدف از این مقاله آنالیز استاتیکی تحت بار وزن، آنالیز ارتعاش آزاد - مودال - در بنای تاریخی آب انبار قشم می باشد.در این مقاله پس ار ایجاد هندسه سه بعدی آب انبار قشم ،تحلیل بر روی آن به کمک نرم افزار ANSYS انجام شد.سپس آنالیز استاتیکی خطی تحت بار وزن انجام گرفت و تغیییر مکان ها بررسی شده و تنش های اصلی با تنش های مجاز مقایسه گردید.در ادامه آنالیز ارتعاش آزاد - مودال - انجام گرفت و مودهای رفت وبرگشتی و پیچشی در فرکانس های مختلف بررسی و مقایسه شد. در نهایت با بررسی نتایج، نقاط آسیب پذیر بنا شناسایی گردید و راهکارهایی ارائه شد.
مقدمه:
به دلیل خشکی آب وهوای بخش عمده ای ازایران و عدم ریزش باران کافی در بیش از شش ماه از سال در اکثر نقاط و در نتیجه فصلی بودن آب رودخانه ها و عدم امکان دسترسی به آب ،تمهیدات گوناگونی جهت تامین آب شیرین در فصول خشک سال شده است، احداث آب انبار را می توان نام بردو برای ذخیره آب در فصول پرآب و استفاده ازآن در بقیه ایام سال می باشد - قبادیان، - 1393گنبد پوشش اصلی مخازن آب انبارها در بیشتر نقاط مرکز به خصوص حاشیه کویر و جنوب ایران است، قطر زیاد دهانه مخزن پوششی درخور چون گنبد را ایجاب می کرده است. قدمت ساختن گنبد در ایران به هزاره سوم پیش از میلاد باز می گردد.عدم وجود چوب های استوار و کشیده در ایران و همچنین هزینه بالای حمل ونقل آن، سبب شد که پوشش گنبد رواج پیدا کند و به خصوص در دهانه های وسیع تر جای پوشش تخت را بگیرد، روش گنبد سازی چه در دوره ساسانی چه در دوره اسلامی آن چنان با استفاده از نظم دقیق ریاضی در شکل بندی و ساختمان و با کاربست شیوه های صحیح صورت می گیرد که در همه انواع گنبدها بدون احتیاج به داربست و کالبد و قالب در برابر همه نیروهای فشاری و رانشی به خوبی مقاومت می کنند،اگر چه در گوشه سازیها از اوایل دوران اسلامی تاکنون تحولاتی چند صورت گرفته است اما روش گنبدسازی در ایران همواره ویژگی اجرائی و فرهنگی خاص خود را دنبال کرده است آنچه قابل ذکر است آنکه این ویژگی چه در شکل چه در اجرا - نداشتن قالب - آنرا با گنبدهای مشرق زمین همواره متفاوت می کند - پیرنیا،. - 1370 ودر پایان به این سوال که سازه آب انبارقشم تحت بار وزن پایدار می باشد؟جواب داده می شود.
پیشینه تحقیق :
در رابطه با گنبد کتاب و مقاله های متعددی نوشته شده است ،از آن جمله کتاب - نیارش معماری ایرانی - که غلامحسین معماریان در دو جلد به معرفی انواع گنبدها و انواع تاقها پرداخته است.کتاب فن شناسی معماری ایران نوشته دکتر گلابچی به بررسی گنبد پرداخته است .در مقاله - آنالیز سازه ای گنبد جبلیه در کرمان - سال 1393 ،حمزه ابوالحسنی زاده آنالیز انجام گرفته تحت وزن بسیار پایدار است و و قوع ترک های کششی ناشی از خمش در مصالح بنایی محتمل می شود و برای جلوگیری از ایجاد ترک های ناشی از کشش می توان از المان های مقاوم در برابر کشش - فولاد،الیاف های مرکب و مصنوعی - در جهت عمود بر ترک های احتمالی بهره گرفت.در مقاله - آنالیز سازه ای گنبد قابوس - الهام نصری سال 1388،این بنا به علت وجود 10 پره مانند پشت بند عمل می کند و با آنالیز انجام گرفته تحت بار وزن بسیار پایدار است ،برای جلوگیری از خرد شدگی و لهیدگی ناشی از تنش های فشاری در پایین سازه گنبد قابوس می توان از قاب های نگهدارنده استفاده کرد ،بیشترین خسارت تحت بار زلزله ناشی از نیروی کشش که می توان از المان های مقاوم در برابر کشش - فولاد،الیاف های مرکب طبیعی و یا مصنوعی - در جهت عمود بر ترک های احتمالی بهره گرفت.
در مقاله - گنبد،به روایت سازه ایرانی - رویا شینی غلامپورسال 1390 به ویژگی سازه گنبد و مصالح مورد استفاده و پایداری اش در برابر زمین لرزه وبه تحلیل مقاوم سازی بناهای تاریخی پرداخته است.اکرم شمسی پوردهکردی و دیگران در مقاله - ایستایی گنبد و قوس با مصالح پایدار در معماری سنتی ایران - سال 1392 به بررسی ایستایی در گنبد و قوس و راه حل هایی برای جلوگیری از رانش پرداخته است . مقاله - بررسی رفتار و استقامت ساختمان گنبد سبز در برابر زلزله 1387 - رضا رهگذر و دیگران به آنالیز گنبد سبز واقع در مشهد پرداخته اند که نتایج به این صورت است که تنها ممکن است در بخش فوقانی ایوان ها و در محل هایی که تمرکز تنش وجود دارد ترک هایی ایجاد شود که با وجود پشت بند و تیرهای نصب شده در درون گنید خارجی ابن خسارت کاهش یافته و بهتر است از مواد مناسب تری مانند FRP استفاده شود تا با کاهش وزن بام عملکرد سازه در برابر زلزله مناسب گردد . در مقاله - تحلیل لرزه ای گنبد پیر محله - آنالیز با استفاده از نرم افزار sap 2000 انجام شده وتنش های ایجاد شده در قسمت های گنبد ،بیشتر فشاری و در برخی ار نقاط پای گنبد، کششی می باشد ولی این مقادیر با اختلاف قابل توجهی کمتر از مقادیر تنش های کششی و فشاری مجاز می باشد که نشان دهنده این است که سازه در حاشیه ایمنی قرار دارد. در مقاله مقاوم سازی گنبد های تاریخی در ایران سال1392 - مطالعه موردی :مقاوم سازی گنبد سلطانیه به وسیله حلقه بتنی - فهیمه شهیری مهر آباد و احد نژاد ابراهیمی به این نتیجه رسیده اند که آنچه در ساخت و سازهای امروزی حائز اهمیت است توجه به سبک سازی بناها در عین مقاوم بودن در برابر نیروهای وارده است ،راهکار سنتی در جهت بالا بردن مقاومت گنبدها به دلیل استفاده از وزن خود سازه به عنوان نیرویی در برابر رانش گنبد ،با تحمیل بار این وزن به سازه تاریخی ،می تواند در طولانی مدت به عنوان عامل مخل و آسیب رسان عمل کرده و عمر سالم بنا را کاهش دهد.با توجه به اینکه بعد از اجرای بتن مسلح در ساقه گنبد،در جهت توقف اثر رانش با گذشت بیش از 40 سال ،پیشرفت ترک ها کاملا متوقف بوده و حرکتی در سازه گنبد به وجود نیامده است ،به نظر می رسد این اقدام در جهت مقاوم سازی گنبد مفید بوده و در کنترل نیروهای وارده از کارایی لازم برخوردار است،
رینگ بتنی بدون اتصال عمودی به سازه اصلی اجرا شده است ،اجرای این سازه نگهبان تا جایی مفید و مؤثر است که نیروهای افقی موجب جدا شدن بخش الحاقی از بدنه اصلی گنبد و حرکت تمامی سازه نگهبان به صورت یکپارچه ،در جهت وارد شدن نیرو نشود.در صورتی که نیروی رانش وارده ،بیش از تحمل حلقه بتنی باشد،حرکت این بخش از سازه،نیروی رانشی را تشدید کرده و ساقه گنبد را در معرض برش قرار خواهد داده و مخرب خواهد بود،وجود اتصالات عمودی نظیر کلاف کشی فلزی عامل مؤثری در یکپارچه کردن کل سازه و پایدار نگه داشتن سازه در برابر نیروهای وارده خواهد بود. حجازی و میر قادری در مقاله تحلیل لرزه ای گنبد سال 1383به آنالیز سازه ای پنج گنبد،گنبدتاج الملک،نظام الملک،شیخ لطف اللّه ،امام اصفهان وسلطانیه پرداخته و نتایج به دست آمده به این شرح است که تنش های ایجاد شده در همه گنبدهای مطالعه شده کمتر از تنش های مجاز هستند ،گنبد تاج الملک استثنایی است اندازه تنش ها در این گنبد به طور قابل توجهی کوچک ،کمتر از %25 تنش های مجاز هستند،گنبد دو پوسته تقویت شده مسجد امام آسیب پذیرترین گنبد است ،تنش های ایجاد شده در پوسته بالایی نزدیک محل اتصال دو پوسته و گریو،که آوگون است ،بزرگ هستند .تقویت کننده های نصف النهاری نقش اساسی در پایداری گنبد دو پوسته بازی می کنند پرشدگی بین دو پوسته برای حفظ یکپارچگی همه سیستم تقویت شده ضروری است ،رفتارهای سازه ای رضایتبخش گنبدهای مطالعه شده در برابر اثرات زلزله دلالت براین دارد که طراحی این گنبدها از نظر رفتار لرزه ای بر اساس یک بینش آگاهانه از اصول صحیح طراحی انجام گرفته است. مقاله شکست اجزای تشکیل دهنده مصالح بنایی گنبد سنگی در سال2015 ، تاکاشی هارا و کینچرو هیداکا، عیب و ترک به علت نشست ستون و شکست ساختار اجزای مصالح بنایی سنگی در حمام غربی در بخش Jerash به طور عددی بررسی کرده اند .باقیمانده گنبد کوچک ممکن است متلاشی شود که به علت اثر قدیمی و شرایط های پایه پی مهم است بنابراین این تحقیق را انجام دادند و عیب های سازه ای وترک های سازه ای را کشف کردند که به علت نشست پی ناهموار و حرکت آن است ،نتایج عددی را به طور خوب شبیه سازی کردند که گنبد به طور مناسب وجود داشته باشد .
روش تحقیق :
کمی -تحلیلی است وگرد آوری اطلاعات از طریق مطالعه کتابخانه ای و میدانی ،از کتاب و مقالات مختلف انجام شده است و تحلیل توسط نرم افزار انسیس انجام شده است .
تعریف گنبد:
غیاث الدین جمشید کاشانی در حدود ششصد سال پیش این تعریف را از گنبد ارا ئه کرده است :"گنبدها یا به صورت نصف کره توخالی هستند و یا به صورت قطعه ای از کره تو خالی و یا به شکل مخروط ضلع دار - هرم - و یا بر اساس شکلی است که از چرخش یکی از انواع تاقها حول محوری که از رأس آن گذشته و به وسط قاعده آن عمود است حاصل می شود" - کاشانی،. - 1393
سیستم سازه ای گنبدهای ایرانی :
گنبدهای ایرانی را می توان به گنبدهای یک پوسته ،دو پوسته ،سه پوسته تقسیم کرد - حجازی،. - 1383
گنبد تک پوسته :
