آشنایی با سازه ها و انواع آن ها
در این مقاله آموزشی، در مورد سازه ها و انواع و اقسام آن ها صحبت خواهیم کرد و به صورت کامل با اجزای یک سازه از صفر تا صد آشنا خواهیم شد.
در این مقاله، به پرسش های زیر پاسخ داده خواهد شد:
1 – سازه چیست و انواع آن کدام است؟
2 – تفاوت میان سازه های سنتی و مدرن در چیست؟
3 – برای ساخت سازه ها از چه مصالحی استفاده می شود؟
لطفا تا پایان این مقاله آموزشی با ما همراه شوید و در صورتیکه پاسخ مورد نظر خود را دریافت نکردید، با مشاوران ما تماس بگیرید تا شما را به صورت کامل راهنمایی کنند!
سازه چیست و چه کاربردی دارد؟
سازه (Structure) عمدتا به نوع خاصی از مصنوعات ساخت دست بشر گفته می شود که از کنار هم قرار گرفتن مجموعه ای از اجزاء و قطعات تشکیل شده است و هدف اصلی آن، تحمل بارهای وارده و همچنین انتقال نیروها به زمین به منظور حفظ تعادل است. این اصطلاح، در علوم مختلف از مهندسی معماری و عمران (Architectural structure)، مهندسی مکانیک (Mathematical structure)، مهندسی شیمی (Chemical structure)، بیولوژی (Biological structure)، مهندسی کامپیوتر (Data structure) و …به کار می رود. اما منظور ما از واژه سازه در این مقاله، سازه های معماری و عمرانی است و فقط در مورد این سازه ها صحبت خواهیم کرد. علم مطالعه تخصصی، طراحی و بهینه سازی سازه ها را مهندسی سازه (Structural engineering) می نامند. عمده اهداف مشترک در میان سازه های مختلف عبارتند از:
1 – اتصال مناسب اعضا به یکدیگر و تشکیل یک ساختار یکپارچه
2 – تحمل بارهای وارده از طریق تقسیم مناسب نیروها و بارها بین اعضای سازه و انتقال آن نیروها به زمین از طریق تکیه گاه ها
3 – حفظ تعادل سازه به صورت پایدار
4 – بهینه سازی انرژی
صنعت ساخت و ساز در دنیای امروز
امروزه، صنعت ساخت و ساز، بسیار گسترده و با اهمیت شده است که در آن، طیف وسیعی از افراد متخصص، از معماران و مهندسان عمران تا مهندسان برق و مکانیک، مهندسان مواد، و … فعالیت می کنند. عمده فعالیت های این حوزه عبارتند از:
1 – ساخت و ساز خانه ها و برج های مسکونی و آسمان خراش ها، برج های مخابراتی، …
2 – جاده سازی و ساخت انواع خطوط ارتباطی، بزرگراه ها، آزادراه ها، پل ها، تونل ها، فرودگاه ها، بیمارستان ها، ورزشگاه ها، مجتمع های تفریحی
ادارات، فروشگاه های زنجیره ای، کارخانه ها و کارگاه ها، شهرک ها و واحدهای صنعتی و …
عمده فعالیت های این حوزه در کشورهای صنعتی اروپا و آمریکا صورت می گیرد. در ایران نیز به عنوان یکی از کشورهای در حال توسعه، با افزایش جمعیت در سالیان اخیر، رشد این صنعت فزونی یافته است.
با پیشرفت تکنولوژی و ورود رایانه و اینترنت به صنعت، نرم افزارهای بسیار پر کاربردی در زمینه ساخت و ساز طراحی و ارائه شده اند که با شبیه سازی فرآیندها، سرعت و دقت فعالیت های ساخت و ساز را افزایش می دهند.
انواع سازه ها
قبل از آشنایی با انواع سازه ها، لازم است با برخی از مفاهیم مهندسی سازه آشنا شویم. در مهندسی سازه، به مجموعه المان های باربر یک سازه، اصطلاحا سیستم سازه ای (Structural System) گفته می شود. این ساختار، نحوه تحمل و انتقال بارها و نیروهای وارده بر سازه را مشخص می کند و وظیفه نگهداری از کل سازه را بر عهده دارد. در ایران، آئین نامه 2800 برای این منظور طراحی شده است. این آئین نامه، شامل متداول ترین سازه های مورد استفاده در ایران است که طراحی و ساخت آن ها، ساده تر از سازه هایی است که در این آئین نامه ذکر نشده اند. بنابراین، انواع دیگری از سازه ها نیز وجود دارند که در این آئین نامه، به آن ها به طور صریح به آن ها اشاره نشده است. طبق آئین نامه 2800، سازه ها به پنج دسته مختلف زیر تقسیم بندی می شوند:
سیستم دیوارهای باربر
سیستم قاب ساختمانی
سیستم قاب خمشی
سیستم دوگانه یا ترکیبی
سیستم کنسولی
در یک دسته بندی کلی، می توان سازه های فلزی را بر اساس سیستم سازه ای به کار رفته در آن ها به دسته های زیر تقسیم بندی کرد:
الف) طبقه بندی سازه ها بر اساس سنتی یا مدرن بودن
سازه ها را می توان بر اساس سنتی و مدرن بودن به دو دسته تقسیم بندی کرد:
۱) سازه های سنتی: سازه های سنتی، عمدتا شامل سازه های سنگی، چوبی، گلی، کاه گلی، خشتی یا ترکیبی از آن ها می شود.
۲) سازه های مدرن: سازه های مدرن، شامل سازه های فلزی، سازه های بتنی یا ترکیبی از آن ها است..
ب) طبقه بندی سازه ها بر اساس کاربرد
سازه ها را بر اساس کاربرد می توان به چند دسته تقسیم بندی کرد:
۱) سازه های ساختمانی: سازه های ساختمانی، متداول ترین سازه های موجود در دنیا هستند که مهمترین آن ها، خانه ها و مجتمع های مسکونی است.
۲) سازه های صنعتی: از مهمترین سازه های صنعتی می توان به کارخانه ها و کارگاه ها اشاره نمود.
۳) سازه های بهداشتی: از مهمترین سازه های بهداشتی می توان بهبیمارستان ها، درمانگاه ها، آزمایشگاه ها و …اشاره نمود.
ج) طبقه بندی سازه های مدرن بر اساس مصالح به کار رفته
معمولا سازه ها را بر اساس مصالح به کار رفته در آن ها می توان به چند دسته تقسیم بندی کرد:
4) سازه های فلزی: سازه ای است که عمده اجزای تشکیل دهنده آن از جنس فولاد است. سازه های فلزی، جزو مهمترین و پرکاربردترین سازه های مدرن به شمار می روند که شاکله بخش عظیمی از بناهای شهری و روستایی، از ساختمان ها و کارخانه ها و پل ها گرفته تا ورزشگاه ها را تشکیل می دهد. برای آشنایی بیشتر با سازه های فلزی و مزایا و معایب آن ها، به بخش سازه های فلزی مراجعه نمائید.
نمونه ای از یک پل فلزی
نمونه ای از یک سوله فلزی
5) سازه های بتنی: سازه ای است که عمده مصالح به کار رفته در آن، بتن است. برای آشنایی بیشتر با سازه های بتنی و مزایا و معایب آن ها، به بخش سازه های بتنی مراجعه نمائید.
6) سازه های ترکیبی: سازه های ترکیبی، همانگونه که از نامشان پیداست، عمدتا از ترکیبی از بتن و فولاد ساخته می شوند. این کار موجب می شود که بتوان هم از خواص بتن و هم از خواص فولاد به صورت همزمان در طراحی سازه استفاده نمود.
طبقه بندی سازه ها بر اساس بازه زمانی مورد استفاده
معمولا سازه ها را بر اساس مدت زمان استفاده از آن ها به دو دسته زیر تقسیم بندی می کنند:
اجزای یک سازه
مهمترین اعضای یک سازه عبارتند از:
تیر، ستون، دستک، شبکه، کابل و شمع، و دال
مصالح مورد استفاده در ساخت و ساز
در صنعت ساخت و ساز، از مصالح مختلفی استفاده می شود که مهمترین آن ها به شرح زیر است:
1) فولاد
2) بتن
3) آجر
4) سیمان
5) ماسه
6) گچ
عظیم ترین های سازه های دنیا
در ادامه این بخش، برخی از عظیم ترین سازه های موجود در دنیا را بررسی می کنیم.
