شماره تماس: 19 92 246 0912
دفتر مرکزی: 41 000 62 0313

طراحی سازه

صفحه اصلیطراحی سازه
  • طراحی سازه روح اساسی خلقت است. طراحی فرآیند تصور و برنامه ­ریزی برای ایجاد اشیاء است.
  • طراحی سازه یک کار فنی است که در آن اسکلت و المان‌های سازه طراحی می‌شود.ابعاد و اندازه‌های مربوط به تیرها، ستون‌ها، مهاربندها و دیوارهای برشی در طراحی سازه مشخص می‌شود.
  • هدف اساسی در تجزیه و تحلیل سازه و طراحی، ایجاد سازه ­ای است که بتواند در طول عمر مورد نظر خود بدون شکست در برابر همه بارهای وارد شده مقاومت کند.
  • طراحی سازه روشی است که، به وسیله آن مشخصات ایمن و مقرون به صرفه یک سازه یا یک عضو سازه را ،برای حمل بار کافی، می ­یابیم.
  • کوچکترین انحراف از اصول استاندارد در طراحی سازه منجر به ساختمان ‌های ناپایدار خواهد شد.
  • طراحی برخی از سازه ها، پیچیدگی ها و تجزیه تحلیل بیشتری را طلب می کند. این چالش ها حتماً باید از طریق یک تیم حرفه‌ای پیگیری شود.

انتخاب شرکت مناسب جهت انجام طراحی سازه ساختمان در روند کار بسیار مهم است؛ زیرا باید در زمینه های مشاوره طراحی سازه ساختمان تبحر داشته باشند و این در صورتی امکان پذیر است که از افراد با تجربه بهره برند.

شرکت فنی مهندسی آرکا یکی از مجریانی است که طراحی سازه ساختمان را با کادری مجرب و متخصص می‌ تواند به مشتریان خود ارائه دهد.

طراحی سازه ­های بتنی با هدف تامین ایمنی در مقابل فروریختگی­ ها و ضمانت عملکرد در زمان بهره ­برداری انجام می ­گیرد.

  • پلان ستون‌گذاری ، دیوار برشی و تیپ‌بندی تیر‌ها
  • طراحی عناصر مقاوم جانبی (دیواربرشی)
  • نقشه میلگرد‌گذاری ستون، تیر، مقاطع و تراز اتصال
  • نقشه میلگرد‌گذاریِ سقف و مقاطع
  • موقعیت و نمایش جزییات میلگرد‌گذاری در محل بازشو و سوراخ‌ها (تاسیساتی و غیره)
  • تعیین نوع، نحوه وصله، محدوده، موقعیت و تراکم میلگرد‌ها در تیر، ستون‌ و دال‌ها
  • طراحی و ارائه جزئیات اتصال عناصر غیرسازه‌ای، الحاقی و دیوارهای جداکننده
  • پلان تیپ‌بندی ستون‌، پای‌ستون، تیر‌ و بادبندها با جزییات کامل
  • جزییات ضروری مربوط به قاب خمشی و ترکیبی
  • طراحی کامل اتصال و وصله‌ها
  • جزییات صفحه‌های پای ستون و نحوه‌ی اتصال آنها به فونداسیون و جزییات اجرایی شمشیری راه‌پله
  • نوع الکترود، طول و بعد جوش و محل اجرای آن
  • محل و اندازه داکت‌های تاسیساتی و ترسیم جزییات تقویت دور سوراخ‌ها
  • جزییات اتصال تیرچه‌ها به تیرهای فولادی و کنسول‌ها
  • کاهش مصرف میلگرد و آهن آلات
  • بهینه سازی طراحی و تیپ بندی مناسب
  • انتخاب مناسب ترین سیستم سازه ای
  • طراحی ویژه فونداسیون و کاهش هزینه ها
  •  ایمنی:

اولین و مهمترین مسئولیت شرکت طراحی سازه، ارائه سازه ایمن و پایدار در برابر بارهای عادی و بارهای زلزله است. برای دستیابی به این ایمنی، رعایت مفاد آیین‌نامه‌های طراحی ساختمان الزامی است. هر چند که عمده موارد مربوط به ایمنی و مقاومت سازه، در آیین‌نامه‌های طراحی سازه موجود است، با این وجود در برخی موارد مهندس طراح سازه بایستی در یکسری موارد براساس نظر و علم مهندسی خود سازه را طرح کند. به همین دلیل همکاری با شرکت‌ طراحی سازه فنی مهندسی آرکا که بنیه علمی و تجربی بالایی دارند حائز اهمیت خواهد بود.

  • هماهنگ با طرح معماری: یک طراحی سازه خوب، با معماری هماهنگ است و فضا‌هایی که در معماری مدنظر بوده را مدخوش نمی‌کند. در محل پنجره‌ها المان سازه‌ای ندارد و از ورود نور به بخش‌های مختلف ساختمان جلوگیری نمی‌کند. ابعاد ستون‌ها در یک طراحی سازه مناسب، وارد حریم پارکینگ‌ها و راهرو‌ها نمی‌شود. در مجموع طراحی سازه نباید به عملکرد طراحی معماری لطمه بزند و تلاش‌های تیم معماری را بی اثر کند.
  • دهانه‌های بلند: امروزه استفاده از دال های مجوف یوبوت ،وافل و…  در طراحی سازه به نسبت گذشته رواج بیشتری یافته است. استفاده مناسب از این قابلیت در طراحی سازه باعث می‌شود فضای بیشتری در اختیار تیم طراحی معماری قرار گیرد همچنین با حذف ستون‌های میانی افزایش تعداد پارکینگ میسر خواهد بود.
  •  راحتی در اجرا: از پارامترهای مهم در طراحی سازه امکان اجرای راحت و بدون دردسر طرح است. در صورتی که طراحی سازه بیش از اندازه پیچیده باشد علاوه بر اینکه امکان خطا در زمان ساخت وجود دارد، زمان ساخت نیز افزایش می‌یابد.
  •  تیپ‌بندی: عناصر سازه شامل ستون‌ها، تیرها، مهاربندها و دیوارهای برشی باید در طراحی سازه تیپ‌بندی شوند. در صورتی که تنوع این عناصر زیاد باشد، تیم اجرائی برای خواندن نقشه‌ها دچار مشکل خواهد شد که امکان بروز خطا در ساخت را در پی خواهد داشت. یکسان کردن و تیپ‌بندی مقاطع سازه‌ای از وظایف شرکت طراحی سازه است.
  •  بهینه‌سازی: شرکت طراحی سازه موظف است با وجود رعایت تمامی موارد فوق، مخصوصاً رعایت آیین‌نامه و ایمنی ساختمان، حدالمقدور از میزان مصالح مصرفی در طرح سازه بکاهد تا سازنده ساختمان را متحمل هزینه اضافی و غیرضروری نکند.برای مثال استفاده از قالب های یوبوت و وافل در سقف ساختمان موجب حذف بتن ناکارآمد شده و کاهش هزینه ها می شوند.

طراحی سازه از ۳ مرحله اصلی شامل برنامه ریزی، طراحی و ساخت عبور می کند.

۱- مرحله برنامه ریزی در طراحی انواع سازه شامل بررسی مواردی است که الزامات و تجهیزات مورد نیاز و همچنین عوامل موثر بر طراحی را شامل می شود. در مرحله برنامه ریزی دقیقاً مشخص می شود که ابعاد سازه، طرح اولیه و شکل نهایی پروژه به چه صورت خواهد بود. در مراحل برنامه ریزی قبل از طراحی سازه، مهندسان، راهکارهای احتمالی و همچنین راهکارهای جایگزین را پیشنهاد می‌دهند این مسائل با توجه به ساختار اصلی سازه معرفی می شود.

توجه به مسائل زیبایی شناسی، متناسب بودن طرح سازه با فرهنگ و آداب و رسوم جامعه، ملاحظات و مجوزهای قانونی، مسائل اقتصادی و بودجه مالی و همچنین مسائل مرتبط با محیط زیست در طراحی سازه در نظر گرفته می شود. تمام محدودیت هایی که ممکن است طراحی انواع سازه ها را دچار چالش کند به طور دقیق بررسی می گردد و راه حل های جایگزین و کاربردی ارائه می شود.

۲- مرحله طراحی در دومین مرحله طراحی سازه شامل ارائه طرح اصلی و برنامه ریزی دقیق است. این مرحله عموماً به صورت نقشه کشی فیزیکی و کار با نرم افزارهای رایانه ای پیگیری می شود.

۳- سومین مرحله در طراحی سازه شامل مراحل ساخت و ساز است. تمام تجهیزات، ماشین آلات، مواد اولیه و نیروی کار فراهم می شود و مراحل اجرای پروژه آغاز می گردد. مهندسین ناظر بر تمام مراحل ساخت به طور دوره ای و روزانه نظارت دارند. در این قسمت، تحلیل چالش ها، مشکلات و ارائه راهکارها بر عهده تیم ناظر قرار می گیرد.

برخی از نکات مهم در طراحی سازه

  • طراحی برخی از سازه ها، پیچیدگی ها و تجزیه تحلیل بیشتری را طلب می کند. این چالش ها حتماً باید از طریق یک تیم حرفه‌ای پیگیری شود.
  • در طراحی سازه، تجربه، تخصص و مهارت ها اهمیت زیادی دارند.
  • در تمام مراحل طراحی و ساخت و ساز انواع سازه، رعایت استانداردهای ساخت و ساز و مسائل زیست محیطی اهمیت دارد.
  • بخش بزرگی از طراحی سازه از طریق نرم‌ افزارهای مهندسی انجام می‌شود، بنابراین یک متخصص نرم افزار و برنامه های رایانه ای در تیم مهندسی باید حضور داشته باشد.
  • در طراحی انواع سازه، میزان فشار وارد شده بر ستون ها و کل ساختمان از طریق فرمول های مهندسی محاسبه می شود.
  • برای طراحی سازه از انواع مواد اولیه فلزی و غیر فلزی استفاده می شود، بنابراین برای محاسبات ریاضی در قسمت‌های مختلف به جنس ماده و خواص فیزیکی و مکانیکی آن باید دقت گردد.
  • اگر طراحی سازه برای بناهایی پیشنهاد شود که شکل ظاهری آن به صورت طرح های مدرن و غیر متعارف می باشد، محاسبات باید دقیق تر بوده و مواد ساختمانی از استحکام بالا برخوردار باشند. تحمل وزن سازه بر روی پایه های اصلی عامل مهمی است که در طراحی به آن پرداخته می شود.
  • ابعاد و اندازه های ستون ها و محل قرارگیری آنها در زوایای مختلف، رکن اصلی طراحی سازه به شمار می رود.

اهداف طراحی سازه

طراحی سازه بخشی از مهندسی سازه است. که زیرمجموعه ای از مهندسی عمران است. مهندسان سازه آموزش دیده اند تا عناصر سازه را به طور دقیق طراحی کرده و در حین ساخت نظارت کنند. تا از اجرای صحیح طراحی سازه اطمینان حاصل شود.

اهداف طراحی سازه

  • سازه ای تولید شود که بتواند در طول عمر مفید خود بدون شکست در برابر همه بارهای وارد شده مقاومت کند.
  • برآورد ابعاد اقتصادی اعضای ساختاری.
  • بررسی استحکام ، ثبات و استحکام سازه ها.
  • تضمین کننده ایمنی سازه ساختمان.

سازه

طراحی هر سازه به دو نوع اصلی تقسیم می‌شود:

  1. طراحی عملکردی.
  2. طراحی سازه‌ای.

مهندس معمار و مهندس سازه در اجرای دو مورد بالا نقش بسزایی دارند و هدف هر دوی آن‌ها، پایداری ایده‌آل سازه و کاربرد بهینه آن است.

مهندس معمار در زمینه برنامه ریزی، طراحی معماری و نظارت بر ساخت و ساز ساختمان‌ها فعالیت دارد. به لحاظ فنی، تصمیمات یک معمار بر ایمنی عمومی سازه تأثیر می‌گذارد.

نقش مهندس سازه در طراحی سازه ساختمان، ارائه یک طرح کاربردی، کم مصرف (بهینه) و خلاقانه است. مهندسی سازه گرایشی از مهندسی عمران است که با طراحی سیستم‌های سازه‌ای با هدف تأمین باربری و ایجاد مقاومت در برابر انواع نیروهای وارد بر سازه سروکار دارد.

طراح سازه باید در کنار قدرت تفکر و تخیل قوی، به مباحث آیین‌نامه‌ای مسلط باشد و بتواند بندهای مختلف آیین‌نامه را تفسیر کند. علاوه بر این، لازم است با نرم افزارهای طراحی سازه به طور کامل آشنا باشد و بر آن تسلط داشته باشد تا بتواند تفسیرهای انجام شده از آیین نامه را در مدل نرم افزاری خود اعمال کرده و یک سازه را به طور کامل طراحی کند.

Autocad، Etabs، Safe و SAP2000 از جمله نرم افزار موجود در این حیطه کاری هستند.

مراحل طراحی سازه

روند طراحی سازه شامل مراحل زیر است:

  1. پلن ساختمان
  2. بررسی عملکرد نیروها و محاسبه بارها
  3. روش‌های تجزیه و تحلیل
  4. طراحی اعضا
  5. جزئیات، برنامه یا جدول زمان‌بندی ترسیم و تهیه

سازه

هدف از طراحی سازه چیست؟

هر سازه ای که طراحی می شود، باید از یک سری استانداردهای معین پیروی کند. هدف از طراحی سازه، رسیدن به سه فاکتور مهم است:

  1. ایمنی
  2. عملکرد مطلوب
  3. دوام

۱- ایمنی از فاکتورهای مهم طراحی سازه

منظور از ایمنی آن است که مجموعۀ سازه، از جمله قطعات و اتصالات آن طوری سازمان‌دهی شوند که سازه از انسجام، پایداری و شکل‌پذیری مطلوب برخوردار باشد. همچنین حائز اهمیت است که:

  1. سازه تحت تأثیر بارهای متعارف آسیب نبیند.
  2. تحت تأثیر بارهای بزرگ گسیخته نشود و فرو نریزد.

۲- عملکرد مطلوب

منظور از عملکرد مطلوب این است که سازه در سطح بهره‌برداری پیش‌بینی شدۀ ساختمان دچار مشکل نشود. سازه‌ای عملکرد مطلوب دارد که:

  1. بر اثر بارها و سربارهای متعارف در آن شکست و تغییر شکل بیش از حد به وجود نیاید؛ طوریکه اجزای غیر سازه‌ای نظیر تیغه‌ها و نازک کاری‌ها دچار آسیب نشوند.
  2. بر اثر لغزش، در استفاده کنندگان احساس ناامنی به وجود نیاید.

۳- دوام فاکتوری مهم در طراحی سازه

منظور از دوام این است که مصالح سازه، با عملیات نگهداری متعارف، کیفیت خود را در تمام طول عمر پیش‌بینی شده حفظ کنند. طوریکه بر اثر گذر زمان و فرسودگی، ایمنی و قابلیت بهره‌برداری سازه بیش از حد تقلیل پیدا کند.

روند طراحی سازه یک ساختمان چگونه است؟

طراحی سازه هر ساختمان از آغاز تا پایان ساخت و ساز، یک روند مشخص و ثابتی را طی می‌کند:

  1. طراحی معماری سازه ساختمان توسط مهندس معمار.
  2. تأیید پلان‌های طراحی شده توسط شهرداری.
  3. تحویل پلان‌های تأیید شده به مهندس سازه جهت طراحی سازه‌های مناسب و بهینه.
  4. تعیین نوع اسکلت سازه ساختمان (ساختمان اسکلت بتنی، اسکلت فولادی، چوبی، مرکب و غیره).
  5. تعیین نوع سیستم مقاوم در برابر زلزله (قاب مهاربندی، سیستم دوگانه، قاب خمشی و غیره).
  6. نحوه جانمایی تیرها
  7. بارگذاری سازه
  8. طراحی سازه با استفاده از نرم افزارهای مربوطه (Etabs و Safe)
  9. خروجی گرفتن از نقشه‌های اجرایی (فاز ۲).

طراحی پلان ساختمان

در طراحی سازه‌های ساختمانی اعم از مسکونی، تجاری، اداری، ورزشی، فرهنگی و غیره، طراحی پلان از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. طراحی پلان بر اساس نوع کاربری ساختمان و با توجه به آن انجام می‌شود. به عنوان مثال، در مورد طراحی ساختمان‌های اداری، وجود سیرکولاسیون مناسب اهمیت بسزایی دارد؛ زیرا رفت و آمد در این ساختمان‌ها به میزان زیادی صورت می‌گیرد. معمولاً ساختمان‌های اداری با توجه به ریز فضاهایی که مورد نیاز است طراحی و اجرا می‌شود. با توجه به اینکه در سازه‌های اداری، تجاری و ورزشی فضا از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است، اجرای دال‌هایی مانند سقف یوبوت به تأمین فضای بیشتر (به دلیل حذف ستون) کمک شایانی می‌کند.

انواع روش های طراحی سازه

در طراحی اسکلت فلزی ساختمان و سازه های اسکلت بتنی، معمولاً از سه روش طراحی استفاده می‌شود:

  1. طراحی به روش حدی (LSD)
  2. روش تنش مجاز (ASD)
  3. روش ضرایب بار و مقاومت (LRFD)

۱- طراحی ساختمان به روش حدی

در این روش سازه طوری طراحی می‌شود که با ایمنی مشخصی، تحت هیچ یک از شرایط نامساعد بارگذاری به هیچ یک از حالات ویژه که در اصطلاح «حالت حدی» نامیده می‌شود، نرسد. حالت‌های حدی حالاتی هستند که سازه یا قسمت‌هایی از آن، تا مرز رسیدن به آن‌ حالت ها وظایف خود را به طور کامل انجام می‌دهند؛ اما بعد از رسیدن به هر یک از آن ها، قادر به انجام وظایف خود در آن حالت خاص نیستند.

۲- طراحی ساختمان به روش تنش مجاز

در طراحی ساختمان به روش تنش مجاز، احتمال رخداد بارها به طور جداگانه و یا در ترکیب با هم منظور نشده است. از این رو، دقت این روش پایین است. روش تنش مجاز در گذشته کاربرد داشت و در آیین‌نامه‌ها مطرح بود اما با توجه به محافظه‌کاری بیشتر امروزه جای خود را به روش LRFD داده است.

۳- طراحی ساختمان به روش ضرایب بار و مقاومت

این روش به طور دقیق‌تر و با در نظر گرفتن عوامل احتمالی در ضرایب افزایش بار، طراحی صورت می‌گیرد. در این روشِ طراحی، احتمال وقوع چند نوع بار به طور همزمان نیز در نظر گرفته می‌شود.

به طور کلی در روش‌های طراحی ساختمان یک سطح اطمینان برای شکست در نظر گرفته می‌شود. این سطح اطمینان می‌بایست نه آنقدر بالا باشد که طرح ما بیش از حد محافظه کارانه و گران شود و نه آنقدر پایین که ایمنی طرح دچار اشکال گردد. در آیین‌نامه بتن ایران (آبا) روش حدی به عنوان روش حدی در نظر گرفته شده است. روش حدی به دو صورت اجرا می‌شود:

  1. حالات حدی بهره برداری: به معیارهایی با قابلیت بهره برداری و یا پایایی ساختمان مربوط می‌شود.
  2. حالات حدی نهایی: به بالاترین ظرفیت باربری سازه یا قسمتی از آن مربوط می‌شود.

ملاحظات لازم در طراحی ساختمان

  • طراحی سازه ساختمان می‌بایست جزئی از جریان طراحی، اجرا و نگهداری تلقی شود.
  • دوام سازه در برابر عوامل خورنده در نظر گرفته شود.
  • احتمال همزمانی تأثیر بارها در نظر گرفته شود. هر یک از اجزای سازه باید برای مواجه با بارهای ترکیبی که بیشترین اثر را در آن جزء ایجاد می‌کند، طراحی شود.
  • تمهیدات لازم جهت مقاومت ساختمان در برابر آتش‌سوزی اندیشیده و به کار گرفته شود. در این مورد، رعایت مبحث سوم مقررات ملی ساختمان الزامی است.
  • اجزای مختلف سازه و اتصالات آن‌ها باید چنان سازمان‌دهی شوند که انسجام و پایداری کلی سازه تأمین شود. باید اطمینان حاصل شود که سازه در برابر آسیب‌های موضعی اتفاقی نیز دچار گسیختگی کلی یا گسیختگی زنجیره‌ای نخواهد شد.

طراحی سازه ایمن و بهینه‌ی سازه، شرکت فنی مهندسی آرکا– جهت دریافت مشا

ره رایگان با ما تماس بگیرید.

شماره تماس:

۰۹۱۲۲۴۶۹۲۱۹

شروع به تایپ کنید تا پست های مورد نظر خود را ببینید.