بخشی از مقاله
چکیده
دکلهای مهاری به دکلهایی گفته میشود که بوسیله سیم مهار به زمین یا تکیهگاه دیگری متصل گردد. در حال حاضر دکلهای مهاری که در ایران مورد استفاده قرار میگیرند، فاقد سیستمهای حفاظتی مناسب برای افرادی است که برای نصب تجهیزات شبکه بر روی آن رفت و آمد می کنند. بدیهی است کوچکترین اشتباه در این کار همراه با خطر سقوط و اتفاقات ناگوار و جبران ناپذیر می باشد. تنها وسیله حفاظتی که در بالا رفتن از اینگونه دکلها مورد استفاده قرار میگیرد، کمربندهایی است که در حالت ساکن نصاب را به دکل بسته و محافظت مینماید .
طی سالهای اخیر موارد زیادی گزارش شده است که افراد هنگام حرکت روی دکل و نصب تجهیزات به دلایلی از جمله بیدقتی، حمله قلبی، واکنشهای عصبی و... سقوط کرده و جان خود را از دست داده¬اند. لذا تأمین امنیت جانی دکل روها امری ضروری است.در این مقاله به چگونگی مدل سازی و طراحی محافظی برای حفاظت از افراد به هنگام رفت و آمد بر روی دکل پرداخته شده است.از این رو 2 نمونه دکل مهاری به ارتفاع 21 متر با شرایط کاملا مشابه، یکی با اعمال بار ضربه ای ناشی از محافظ و دیگری بدون در نظر گرفتن این بار مدل سازی و طراحی شده و طبق نتایج می توان دریافت که نیروی وارد شده ناشی از این بار تاثیر چندانی بر نسبت تنش اعضای دکل نداشته و می توان این محافظ را بر روی دکل های موجود نیز متصل کرد..
مقدمه
دکلهای مهاری به دکلهایی گفته میشود که بوسیله سیم مهار به زمین یا تکیهگاه دیگری متصل گردد. ارتفاع دکل های مهار شده که تا کنون در کشورهای مختلف جهان ساخته شده بین 10 الی 600 متر متغیر است. این دکلها بوسیله مهارهایی که کابل هایی از جنس فولاد با مقاومت کششی زیاد بوده و در ترازهای مختلف به هسته ی آنها وصل شده اند مهار می گردند .[1] دکل این گونه از سازه ها اغلب ترجیح داده می شود از تیرک های لوله ای یا سازه های برجی شکل خرپایی با مقاطع مثلثی یا مربعی. پایداری جانبی دکل های با مقاطع مثلثی با سه مهار در هر تراز به صورت شعاعی و با زاویه ی 120 درجه نسبت به هم تامین می شود.
این کار در دکل های با مقاطع مربع با چهار مهار و زاویه 90 درجه انجام می گیرد و در دکل های با مقطع لوله ای نیز بسته به مورد می توان از 3 یا 4 مهار در هر تراز استفاده نمود .[2] مورد استفاده این نوع دکل در مکانهایی است که فضا بهقدر کافی موجود باشد، اما به دلیل ماهیت محیط امکان نصب دیگر سازهها مقدور نباشد. اغلب در شبکههای رادیو آماتوری، رادیوترانک و شبکههای رایانهای استفاده میشود. این دکلها قابلیت نصب بر پشتبام منازل و ادارات را داشته و علاوه بر اینکه ارتفاع ساختمان به بلندی محل نصب آنتنها کمک میکند، برای استفاده در مناطق شهری دارای مزیت فراوانی هستند.
در صورتیکه برروی زمین مورد استفاده قرار گیرند، نیاز به فضای زیادی جهت نصب سیم مهار دارند. استفاده از این نوع دکلها به دلیل وزن سبک و کم هزینه بودنشان و نصب آسان و بهای اندک، مقرون به صرفهتر از دیگر انواع دکلها میباشد. این دکلها توسط کارخانه دکلسازی ROHN کانادا تولید و به بازار عرضه میشده است که در حال حاضر، بعضی مواقع با نام این کارخانه شناخته میشوند. در حال حاضر دکلهای مهاری که در ایران مورد استفاده قرار میگیرند، فاقد سیستمهای حفاظتی برای اشخاص نصاب اینگونه دکلها میباشند و شخص با کوچکترین اشتباه امکان سقوط دارد، که به تبع آن مسؤولیتهای زیادی متحمل شخص و شرکت و ضررهای ناشی از آن میشود. تنها وسیله حفاظتی که در اینگونه دکلها مورد استفاده قرار میگیرد، کمربندهایی است که افراد در حالت ساکن میتوانند از آن استفاده نمایند. لذا برای حفظ ایمنی کامل این افراد وجود راهحلی الزامیست.
محافظ طراحیشده برخلاف سادگی، بسیار مفید و کار آمد بوده و میتواند به سهولت روی انواع دکلهای مهاری نصب شود و ایمنی فرد را در هر نقطه از دکل فراهم نماید. گاهاً شاهد مسائلی هستیم که با بیتوجهی نسبت به ایمنی شخص در محیط کاری حوادثی غیرقابل جبران بهوجود آمده است. درحالیکه حفظ ایمنی شرط اول در کار میباشد؛ لذا وجود یک محافظ قابل اطمینان الزامی است. طی سالهای اخیر موارد زیادی مشاهده شده که افراد هنگام حرکت روی دکل و نصب تجهیزات به دلایل بیدقتی، حمله قلبی، واکنشهای عصبی و... سقوط کرده و باعث بهوجود آمدن حوادثی شدهاند که عوارض جبرانناپذیری را برجای گذاشتهاند..
2 بارگذارهای وارد بر دکلها
21 ضریب ضربه
منظور از ضربه که در طراحی سازهها مطرح میشود اثر دینامیکی نیروها با تأثیر ناگهانی میباشد. مصالحی که در ساخت یک سازه بهآرامی روی یکدیگر افزوده میشوند و یا وزن افرادی که بهتدریج وارد یک فضا میشوند در ردیف بارگذاری تدریجی محسوب میشوند؛ به تمام بارهایی از این قبیل بار استاتیکی میگویند. بار استاتیکی به باری میگویند که هیچ اثر دیگری غیر از مقدار واقعی بار - مثلاً وزن - نداشته باشد. بار مرده همواره یک بار استاتیکی میباشد اما بارهای زنده ممکن است استاتیکی و یا دارای آثار ضربه و دینامیکی باشند. بنابراین وزنهای که از ارتفاع مشخصی و یا با ارتفاع صفر ولی بهطور ناگهانی به سازه وارد میشود و یا نیروی کششی یک کابل که دفعتاً تحت کشش قرار میگیرد جزء بارهای ضربهای محسوب میشوند.
در طرح ارائه شده نیز فردی که بالای دکل قرار دارد و به کابل متصل است در صورت سقوط نیرویی به بالای دکل وارد میکند که این نیرو دینامیکی میباشد و جزء بارهای ضربهای محسوب میشود. اگر نخواهیم برای یک سازه تحلیل دینامیکی انجام دهیم و از تحلیل استاتیکی استفاده نماییم باید مقدار بار دینامیکی که دارای آثار دینامیکی میباشد را افزایش دهیم. همانطور که گفته شد به مقدار افزایش اثر ضربه میگویند. بدینترتیب بار افزایش یافته همانند یک نیروی استاتیکی بر سازه تاثیر داده شده و تحلیل و طراحی آن به کمک روشهای معمول صورت میگیرد. روابط ارائه شده برای محاسبه اثر ضربه در آییننامههای مختلف، قسمتی بر مبنای تئوری و قسمتی بر مبنای تجربه قرار دارد. همچنین لازم به ذکر است که فقط بارهای زندهی بهخصوصی که دارای تأثیر ناگهانی میباشند مشمول اعمال اثر ضربه هستند [3] و .[4]
22 فرضیه مسأله
فرض میکنیم فردی که روی دکل قرار دارد جرمی معادل 100 کیلوگرم داشته باشد. در یک لحظه این فرد از دکل رها شده و نیرویی کششی به کابل وارد میکند که این نیرو از نوع بار ضربهای میباشد. نیروی ایجاد شده، به غلتکهایی که در بالاترین نقطه دکل قرار دارند وارد شده و سپس بهطور عمودی به ستونهای دکل وارد میشوند. بنابر این بههنگام طراحی دکل باید مقدار بار ضربهای وارد شده به آن در بارگذاری دکل درنظر گرفته شود. مطابق با مقررات ملی ساختمان مبحث 6 فصل 3 بارهای زنده بند 5-3-6 مقدار ضریب ضربه برابر 2 درنظر گرفته میشود .[5]
3-2 بارگذاری دکلها
بارهای عمده وارد بر سازه بار مرده و بار باد میباشد و به دلیل وزن کم سازه لزومی به طرح لرزهای آن نمیباشد. همچنین با توجه به لوله ای شکل بودن مقاطع از بار یخ نیز صرف نظر شده است..
3 مدلسازی و تحلیل دکل تحت بارهای وارده
مدل مورد استفاده در تحلیل مدل خرپایی است.در این مدل، هر کابل بسته به طول آن با تعدادی اعضای کابلی سه بعدی و دو گرهی که فاقد قابلیت تحمل فشار است مدل می گردد. برای شرایط مرزی، پای دکل به صورت مفصلی فرض می شود که از جا به جایی آن در سه جهت و نیز دوران پیچشی آن جلوگیری شده است .[6] برای پیبردن به اینکه تنشهای ایجاد شده در اعضا، در صورت وجود محافظ، چه مقدار میباشد و اینکه آیا میتوان آن را برروی دکلهای موجود نصب کرد یا خیر 2 نمونه دکل با شرایط یکسان به ارتفاع 21 متر مدلسازی و مقایسه شده است. یکی از دکلها با اعمال بار ضربهای ناشی از محافظ که در شکل نشان داده شد مدلسازی شده است و دیگری بدون درنظر گرفتن بار محافظ. مدلسازی با استفاده از نرم افزار SAP 2000 صورت گرفته است.
31 نتایج مدلسازی
در نمودارهای زیر با کمک نتایج خروجی از نرم افزار SAP 2000 میزان تنش اعضا پس از بارگذاری و طراحی در هر دو حالت آورده شده است. در این نمودارها رنگ آبی مربوط به طراحی با اعمال بار ضربهای و رنگ قرمز بدون در نظر گرفتن این بار میباشد.
