بخشی از مقاله
مقایسه ی وزن واحد سطح سوله ها
چکیده
در این مقاله سعی شده است عوامل تعیین کننده در وزن ساختمان های صنعتی در دو گروه عوامل محدودکننده و عوامل سلیقه ای مورد بررسی قرار گیرد. به این شکل مشخص می شود که آیا مقايسه ی وان واحد سوله ی طراحی شده ی دو قاب صنعتی که ظاهرا از نظر دهانه يا ارتقاع یا تناژ جرثقيل تشابه الم نشستند، مجاز است. اصولا آیا می توان پیش از طراحی یک سوله پیش بینی نمود که وزن تقریبی آن چقدر خواهد شد و اگر چنین است چه عواملی را باید در آن پیش بینی مدنظر قرار داد
مقدمه
گاهی اوقات از برخی مهندسان و یا سازندگان سوله و همچنین از زبان برخی کارفرمایان شنیده می شود که اگر وزن واحد سطح سوله ای از مثلا ۳۰کيلوگرم برمترمربع بیشتر شود، محاسبات آن سنگین و طرح غير اقتصادی است. با ديده مي شود که وزن و ابعاد ورق های یک پستوله را با سسوله ای دیگر مقایسه می کنند در این مقاله سعی در بررسی این نظرات داریم و این که تا چه حد این گفته ها منطقی و قتی هستند و می خواهيم یک بررسی کلی بر عواملی که طراحان برای سبک سازی سوله ها باید در نظر بگیرند انجام دهیم. عوامل را به دو گروه محدود کننده و سلیقه ای تقسیم بندی می کنیم
* عوامل محدودکننده مجموعه شرايط، محدودیت ها و بایدهایی هستند که بر طرح حاكمند و طراح در تعيين آنها نقشی ندارد و معمولا توسط کارفرما به طراح ابلاغ می شود. مانند ارتفاع سوله يا تراز جرثقیل یا محل احداث سوله و.... و عوامل سلیقه ای عواملی هستند که در شكل كلي و عملكرد سازه نقش دارند، اما به سلیقه ی طراح انتخاب می شوند و قابل تغییر هستند، مثل شیب سقف سوله، طرح کلی سوله ابعاد جان مقاطع، محل استقرار کلاف های طولی و....
عوامل محدودکننده
ارتفاع ستون ها
ارتفاع ستون ها از سه حیث در تعيين وزن واحد سطح سوله ها مؤثرند، بنابراین می توان گفت اولین و مهم ترین موضوع در بحث وزن سوله ارتفاع آن است:
* هر چه ارتفاع سوله ای بیشتر باشد، باید بیشتری به آن فشار می آورد (با افزایش چشمای باربر) و ممكن است مقاطع آن سنگین تر شود.
* بدیهی است که با افزایش ارتفاع ستون ها و ثابت ماندن دهانهی سوله (و به تبع آن زیربنای سوله) بر وزن ستونها و در نتیجه وزن واحلی سطح سوله افزوده می شود. در واقع اگر فرض کنیم مقاطع تیر و ستون با افزایش ارتفاع سوله تغییر نکند، تنها به دلیل افزایش طول ستون و مصرف مصالح بیش تر وزن فولاد مصرفی بیشتر خواهد شد.
* هرچه ارتفاع سوله زیادتر شود، علاوه بر افزایش سطح چشمه ی باربر سوله، فشار باد نیز افزایش می یابد و برای رعایت ضوابط آیین نامه در محدودیت جابه جایی قاب، نیاز است مقاطع سوله به طور قابل ملاحظه ای تقویت گردند. به عنوان مثال آیین نامه ی بارگذاری ایران ضریب اثر تغيير سرعت باد را در مناطق خارج شهرها به صورت Ce= 2 و (Z/10) 16 پیشنهاد می کند که با ارتفاع نسبت مستقیم دارد.
محل استقرار سوله
از دیگر عوامل مؤثر در وزن سوله باید به منطقه ای که سوله قرار است در آنجا نصب گردد اشاره نمود، چیزی که معمولا سازندگان به آن توجه نمی کنند. محل استقرار سوله نیز از پنج نظر می تواند مؤثر باشد
* بارمبنای برف: در حقیقت فرق بسیاری بین وزن سوله ای که در منطقه دارای برف کم، مثل نایین ساخته می شود، با سولهای مشابه که در منطقه ای با بارش متوسط برف، همچون اصفهان یا برف سنگین، مانند گلپایگان ساخته می شود، وجود دارد. در ایران این بار از ۲۵ تا ۳۰۰ کیلوگرم بر متر مربع متغیر است.
* فشارمبنای باد: فشار مبنای باد که در واقع متأثر از سرعت باد در هر منطقه ای است نیز می تواند نقشی تعیین کننده داشته باشد. به عنوان مثال فشار مبنای باد در ایران طیفی از ۳۲ تا ۸۶ کیلوگرم بر مترمربع را دربر می گیرد.
* موقعیت پروژه و بادگیر بودن محل: به عنوان مثال ضریب تغییر سرعت در ایران برای مناطق داخل شهر یا محل هایی با ساختمان های متعدد با درختان انبوه متفاوت با مناطقی است که در خارج شهر هستند یا درختان انبوه و ساختمانهای متعدد آنها را احاطه ننموده است
* ضریب منطقه ای با شتاب مبنای زلزله (A): که بسته به سطح لرزه خیزی منطقه در ایران از 0.2 تا 0.35 تغییر می کند و در تعیین ضریب زلزله و برش پایه ی سازه مؤثر است.
* نوع زمین محل و پریود خاک آن نیز ممکن است در تغییر ضریب بازتاب ساختمان (B) و بالتبع ضریب زلزله ی سازه مؤثر باشد. کاربری سوله
کاربری سوله از دو حيث مؤثر واقع می شود: ضريب اهمیت سوله:
نمونه ی نشیمن حماله ی جرثقیل های سنگین
نمونه ی نشیمن حماله ی جرثقیل های سبک
اهمیت کاربری از حیث آیین نامه ی ۲۸۰۰ ایران (كم تا خیلی زیاد) و اینکه آیا سوله محل تجمع خواهد بود یا نه؛ بحثی که با تغییر ضريب اهميت سوله (1) می تواند ضریب زلزله را افزایش دهد. دیوار چینی: بسیاری اوقات ساخت دیوار دور تا دور سوله از الزامات طرح است، مانند سوله هایی که برای تولید موادغذایی یا سردخانه استفاده می شوند. در این صورت هرچه ارتفاع یا وزن دیوار بیشتر باشد، نیروی زلزلهی بیشتری را جذب خواهد نمود و احتمال افزایش مقاطع آن وجود دارد. در صورتی که با استفاده از مصالح سبک برای پوشش اطراف میتوان از این موضوع جلوگیری نمود.
طول سوله
شاید تعجب کنید اما یکی دیگر از عوامل تعیین کننده در وزن واحد سطح سوله طول آن می باشد. چیزی که اغلب به آن توجهی نمیشود و دلیل آن این است که اجزایی که در هر سوله بدون توجه به طول آن وجود دارند و وزن آنها ثابت است، مانند وجود بادبند در ابتدا و انتهای سوله، ستون های باد، تیر نعل درگاه ، پل جرثقیل، کنسول سقف در ابتدا و انتهای سوله و... در سوله های با طول بالا و متراژ زیادتر تأثیر کمتری بر عدد وزن واحد سطح سوله می گذارند تا سوله ی مشابهی که طول کمی دارد. همچنین عامل طول می تواند از نظر وجود درز انقطاع در سوله تعیین کننده باشد.
عمر مفید
عمر مفید در نظر گرفته شده برای سوله و خصوصا جرثقیل و تعداد دفعات استفاده از آن در روز عامل مهم دیگری است که با معیار خستگی و دخالت در تنش مجاز اعضای تحت اثر خستگی در مقطع و وزن آنها مؤثر است.
جرثقیل
وجود جرثقیل و تناژ آن و ارتفاع قرارگیری آن هم فوق العاده می تواند در وزن سوله مؤثر باشد. آن هم نه تنها از این حیث که باری مضاعف به سوله وارد می کند، بلکه به خاطر اضافه شدن اعضایي جديد، همچون حماله ها، پل جرثقیل، اتصالات آنها، نشیمن جرثقیل و حتی تغییر فرمی که ممکن است در نوع ستون داده شود. به عنوان مثال برای جرثقیل های با تناژ بالا مرسوم نیست که از جوش دادن کربل به ستون به عنوان نشیمن جرثقیل استفاده شود.
دهانه ی سوله
دهانهی سوله عامل مؤثر دیگری است که با افزایش آن وزن و مقاطع سوله به طور تصاعدی افزایش می یابد (همانطور که می دانیم خمش ایجاد شده در تیرها با مربع دهانهی تیر نسبت مستقیم دارد. این افزایش دهانه با افزایش خمش و برش تیر و ستونها ناشی از بار مرده، برف و حتی جرثقیل ارتباط پیدا میکند.
آیین نامه
آیین نامه ی مورد استفاده برای طرح سوله و شماره ی ویرایش آن بسیار در طرح مهم است. آیین نامه ها ممکن است از نظر توزیع بار برف، باد، زلزله، ضرایب ضربه ی بارهای جرثقیل، محدودیت جابه جایی، روش و ضوابط طراحی اسکلت فولادی، بتنی و... تفاوت داشته باشند. همین طور مرجع کنترل با تصویب کننده ی طرح یک سوله، از جمله عوامل مهم دیگر دخیل در این موضوع می باشند. مثلا ممكن است در یک مرجع کنترل اجرای بادبند دورتادور سقف سوله اجبار گردد و در جایی دیگر نه.
عوامل سلیقه ای
فاصله ی چرخ های راهبر پل جرثقیل
فاصله ی چرخهای راهبر پل جرثقیل که فوق العاده در تعیین مقطع حماله های جرثقیل و ستون های سوله و حتی در ابعاد فونداسیون مؤثر است. در واقع با افزایش فاصله ی چرخهای راهبر، بار پل و جرثقیل در هر چرخ راهبر به تكيه گاه (ستون) نزدیک تر می شود و لذا علاوه بر کاهش لنگر ماکزیمم در تیر حماله، نیروی وارد بر ستون با فونداسیون را هم کاهش می دهد. البته فاصله
