طراحی سوله در تبریز
وقتی صحبت از سوله می شود، عموماً تمرکز اصلی بر روی مراحل ساخت و اجرای آن قرار می گیرد، در حالی که قبل از این مراحل، طراحی سوله در تبریز توسط مهندسین و متخصصین انجام می شود تا سوله به مرحله ساخت و اجرا برسد. طراحی سوله همانند هر سازه دیگری، مراحل طراحی، ساخت و اجرا را طی می‌کند. در قدیم، برای طراحی سوله از روش سنتی، یعنی طراحی دستی بر روی کاغذ استفاده میشد. ولی در حال حاضر با پیشرفت تکنولوژی، طراحی سوله نیز با استفاده از نرم‌افزارهای مخصوص و کاربردی انجام می گیرد.
در طراحی سوله در تبریز، لازم است کلیه الزامات قانونی و قوانین نظام مهندسی رعایت شود و به همین دلیل، این مرحله از اهمیت خاصی برخوردار می باشد. در ادامه، به راه طراحی سوله، انواع سوله ها در طراحی، اصول طراحی سوله در تبریز و نکات مهم برای طراحی سوله توضیح خواهیم داد.
طراحی سوله در تبریز چگونه انجام می شود؟
طراحی سازه در عمل به طور معمول قبل از ساخت و اجرا انجام می‌شود، علاوه بر اینکه ماهیت و کاربری سازه را مشخص می کند. اصول طراحی سازه‌های ساختمانی به طور کلی ثابت و یکسان است و سازندگان باید از آیین‌نامه‌ها و قوانین رسمی سازمان نظام مهندسی پیروی کنند که اصول مشخص و اعلام شده را شامل می‌شود. عدم رعایت این اصول در طراحی و ساخت سازه می‌تواند منجر به ایجاد یک سازه غیر استاندارد شود که هرگز مجوزهای لازم را دریافت نخواهد کرد.
به عنوان مثال، فونداسیون از یک تعریف مشخص و استانداردهای ثابت پیروی می‌کند که برای ساختمان‌ها و سوله ها یکسان است. تنها در جزییات باید تفاوت‌های مورد نظر را در نظر گرفت و آن جزییات را به دقت در طراحی و ساخت اجرا کرد. با توجه به ماهیت خاص سوله صنعتی به عنوان یک سازه بزرگ مقیاس، نکات تکمیلی و کاربردی متعددی وجود دارد که در طراحی سوله به شکل حرفه‌ای باید مورد توجه قرار گیرند.
در طراحی سوله در تبریز، میزان بارهای وارده بر ساختمان اسکلت فلزی، شامل بار باد، برف، زلزله، جرثقیل و بارهای مرده و دیگر بارها، با در نظر گرفتن مشخصات خاص محاسبه می‌شود. همچنین موقعیت ستون‌ها و فونداسیون در طراحی سوله در تبریز بسیار مهم است. همچنین نکات دیگری مانند تعداد دهانه‌ها و قاب‌ها و همچنین زمین احداث پروژه نیز باید مورد بررسی قرار گیرند.
تاثیر انواع بار بر طراحی سوله در شهرک های صنعتی
بار مرده
بار مرده (dead load) به باری اشاره دارد که به دلیل وزن اجزای سوله پس از ساخت ایجاد می‌شود و در طراحی سوله در تبریز باید مدنظر قرار گیرد. اگر یک برش عرضی در مقطع دیوارهای سوله یا در اسکلت فلزی آن ایجاد کنیم، می‌توانیم اجزای تشکیل دهنده را شمارش کرده و به کل سازه تعمیم دهیم. این کار می‌تواند به ما کمک کند تا بار مرده را تعیین کنیم.
طراح باید وزن تک تک مصالح استفاده شده در سوله، از جمله فولاد و بتن، را مورد توجه قرار دهد. این کار، علیرغم تصور عموم، کار ساده و راحتی نیست و عدم محاسبه صحیح وزن مصالح با مشکلات زیادی همراه خواهد شد. همچنین باید بدانیم که در نهایت و با تمام دقت، معمولاً می‌توان با خطایی در حد ۱۵ تا ۲۰ درصد بار مرده را تخمین زد و دستیابی به دقت بالاتر، معمولاً ممکن نیست.
برای طراحی سوله، بار مرده یا وزن اجزای سازه بسیار حائز اهمیت است. این بار شامل وزن اجزای سوله مانند ستون‌ها، بال‌ها، دیوارها و سایر اجزا است. همچنین بار مرده شامل وزن مصالح استفاده شده در سازه نیز می‌شود. برای محاسبه بار مرده، ابتدا وزن تک تک اجزای سازه باید محاسبه شود. برای مثال، وزن فلز ستون‌ها، بال‌ها و دیوارها باید به دقت محاسبه شود. همچنین وزن مصالح مورد استفاده در فونداسیون و کف سوله نیز باید در نظر گرفته شود.
بهتر است طراحان سوله ها از روش های معمول استفاده کنند تا بار مرده را به درستی تخمین بزنند. در برخی موارد، ممکن است نیاز باشد تا آزمایشگاهی برای تعیین دقیق وزن مصالح انجام شود. اما باید توجه داشت که در نهایت، تخمین بار مرده با خطایی در حد ۱۵ تا ۲۰ درصد صورت می گیرد. در نهایت، بار مرده برای طراحی سوله در تبریز بسیار مهم است زیرا اگر این بار به درستی تعیین نشود، می‌تواند به مشکلات جدی در سازه منجر شود. بنابراین، طراحان سوله در تبریز باید با دقت و با استفاده از روشهای مناسب، بار مرده را به درستی محاسبه کنند.
بار باد
یکی از نیروها و بارهای مهم در طراحی سوله در تبریز، بار باد است که به طور ویژه به شرایط جغرافیایی منطقه وابسته است و به صورت جانبی بر بدنه سوله تأثیر می‌گذارد. در مناطقی که سرعت وزش باد در نصف سال حداقل بالاست، نیاز است تا در طراحی سازه، تدابیر ویژه‌ای برای مقابله با این موضوع در نظر گرفته شود. یکی از نکات حائز اهمیت در مدلسازی جریان باد، این است که با افزایش ارتفاع، سرعت وزش باد معمولاً کاهش می‌یابد، به استثنای موارد کمی. در ورای این، برخی شهرها همانند یزد، زابل، منجیل و … به عنوان شهرهای بادخیز کشور شناخته می شوند. در طراحی سوله ها در این مناطق باید به خصوص به بار باد این مناطق توجه ویژه‌ای داشته باشیم.
بار باد می تواند تأثیرات قابل توجهی بر روی سازه داشته باشد و بنابراین در طراحی سوله در تبریز باید این بار را به درستی مدلسازی و محاسبه کنیم. برای این منظور، اطلاعاتی همانند سرعت وزش باد، جهت باد و نوع سطح سازه برای مدلسازی جریان باد لازم است.
همچنین، در طراحی سوله در شهرهای بادخیز، از روش ها و تمهیدات ویژه ای برای مقابله با بار باد باید استفاده کنیم. این تمهیدات شامل استفاده از شکل بندی مناسب سازه، استفاده از مواد سازه‌ای با مقاومت مناسب، استفاده از اتصالات قوی و مستحکم و همچنین استفاده از سیستم های خنک کننده باد می شود. با در نظر گرفتن این موارد و توجه به بار باد در طراحی سوله ها در تبریز در مناطق بادخیز، می توانیم از ایمنی و استحکام سازه در برابر نیروی باد اطمینان حاصل کنیم.
بار زلزله
برای طراحی سوله ها، ارائه محاسبات زلزله و تخمین بار زلزله ضروری است. در محاسبه زلزله در جهت طولی سوله ها، باید %50 وزن مجموع دیوارها (شامل دیوارهای طولی و دو دیوار عرضی ابتدا و انتهای سوله) در محاسبات مورد استفاده قرار گیرد. همچنین، نصف ارتفاع دیوار تا زیر سقف نیز باید در محاسبات لحاظ شود. در صورت استفاده از دیوار آجری دوطرف نما، باید وزن مخصوص 2100 کیلوگرم بر مترمربع را به عنوان مبنای محاسبات در نظر بگیریم. این اطلاعات می توانند در محاسبه بار زلزله و تحلیل سازه برای سوله ها استفاده شوند. با در نظر گرفتن این موارد و ارائه محاسبات زلزله مناسب، می‌توانیم از ایمنی و استحکام سازه در برابر نیروهای زلزله در سوله ها اطمینان حاصل نماییم.
محاسبه زلزله در جهت عرضی در سوله ها
اگر سوله دارای بادبند سقفی حلقوی باشد، پنجاه درصد سهم نیروی زلزله ناشی از وزن دیوارهای عرضی ابتدا و انتهای سوله به قاب های انتهایی اعمال می گردد و ۵۰% مابقی به صورت مساوی بین سایر قابهای میانی تقسیم می شود. این مقدار به نیروی زلزله ناشی از خود قاب میانی، اضافه می شود.
تبصره: برای قابهای یک یا چند دهانه که مجموع عرض دهانه در آنها از ۲۵ متر کمتر باشد نیازی به ارائه محاسبات جداگانه زلزله برای قاب ابتدایی و انتهایی نیست.
البته اگر سوله فاقد سیستم بادبند سقفی حلقوی باشد، ارائه یک مدل منطقی(سه بعدی) جهت توزیع بار زلزله، الزامی است. محل اثر نیروی زلزله ، در راس ستون ( اتصال تیر به ستون ) در نظر گرفته شود و بار زلزله در دو طرف قاب در راس دو ستون هر قاب لحاظ شود.
بار برف و باران
در صورتی که سوله دارای بادبند سقفی حلقوی باشد، 50% سهم نیروی زلزله ناشی از وزن دیوارهای عرضی ابتدا و انتهای سوله به قابهای انتهایی اعمال می‌شود و 50% باقیمانده به صورت مساوی بین سایر قابهای میانی تقسیم می‌شود. به این مقدار، نیروی زلزله ناشی از خود قاب میانی نیز اضافه می‌شود.
این تقسیم بار زلزله بر اساس نسبت وزن دیوارهای عرضی و وزن سوله با بادبند سقفی حلقوی صورت می‌گیرد. با اعمال این توزیع بار زلزله، نیروهای زلزله در سازه به طور مناسب توزیع می‌شوند و به ایمنی و استحکام سازه کمک می‌کنند.
بار جرثقیل
اکثر ساختمان های صنعتی بایستی به دستگاه های بارگیری مجهز باشند تا اجازه حرکت و حمل بار را از راه ساختمان فراهم کنند و این دستگاه ها ( جرثقیل ها ) منجر به وارد شدن بار مضاعفی بر سازه می شوند.
تعیین بارهای ناشی از جرثقیل پیچیده است، زیرا شامل پارامترهای بسیاری از جمله:
- وزن جرثقیل و بار ایمن کار
- سختی هر دو سازه جرثقیل و تیر حمال آن
- سرعت و شتاب جرثقیل
- طراحی جرثقیل (درایوهای چرخ، سیستم های هدایت و غیره).
خصوصیات جرثقیل معمولا توسط تولید کنندگان جرثقیل تعیین می شود. استاندارد مربوطه که این بارها را مشخص می کند. بارها در سازه و بارهای ناشی از جرثقیل و ماشین آلات هستند. بارهای متغیر جرثقیل به موارد زیر تقسیم می شوند:
- بار جرثقیل متغیر عمودی ناشی از وزن خود جرثقیل و بار بالابرنده.
- فعالیت های افقی متغیر ناشی از شتاب و یا تسریع، یا از ترمز یا سایر اثرات دینامیکی.
نکات مهم در طراحی سوله در تبریز
علاوه بر مهندسین و طراحان، نوع نرم افزار و تجهیزات استفاده شده در طراحی سوله در تبریز نیز اهمیت و تأثیر زیادی دارد. استفاده از نرم افزارهای به روز و کامل در طراحی سوله ها موجب افزایش دقت و کیفیت ساختار نهایی می‌شود. با استفاده از این نرم افزارها، ساختار سوله با دقت بیشتری طراحی می‌شود و به استحکام بسیار بالایی دست می‌یابد.
نکات مربوط به طراحی سوله به سازندگان و طراحان کمک می‌کند تا با دقت بیشتری طرح های سوله را طراحی کنند. هر گونه ضعف کوچک در مرحله طراحی سوله در تبریز می تواند خسارت و مشکلات بزرگی در مراحل ساخت و نصب ایجاد کند.
به همین دلیل، امروزه از بهترین نرم افزارهای موجود در بازار برای طراحی سوله در تبریز استفاده می‌شود تا کار با بهترین کیفیت و دقت انجام شود. این نرم افزارها با ظرافت و کیفیت بالا، به مهندسین و طراحان کمک می کنند تا طرح های سوله را با دقت و کیفیت بالا طراحی کنند. در اینجا برخی از این نرم افزارها را به طور مختصر معرفی می کنیم.
نرم افزار سپ (SAP)
یکی از نرم افزارهای معروف در طراحی سوله در تبریز، SAP2000 است که تقریباً سه دهه از معرفی و ورود آن به بازار می‌گذرد و بسیاری از دانش آموختگان رشته مهندسی عمران با آن آشنا هستند. این نرم افزار تقریباً تمام نیازهای طراحی سوله در تبریز را به نحو احسن برطرف می‌کند و در پروسه ساخت سوله‌ها به صورت عملیاتی استفاده می‌شود.
SAP2000 قابلیت‌های متنوعی دارد که شامل تحلیل استاتیکی، تحلیل دینامیکی، تجزیه و تحلیل المان‌های سازه‌ای نظیر تیرها و ستون‌ها، تحلیل‌های خطی و غیرخطی و ده‌ها مورد دیگر است. این نرم افزار توانایی انجام محاسبات دقیق و شبیه‌سازی های پیچیده را دارد و به مهندسان و طراحان در طراحی سوله‌ها کمک می‌کند تا بهترین نتایج را به دست آورند.
SAP2000 یکی از نرم افزارهای قدرتمند و پرکاربرد در زمینه طراحی سوله ها است. این نرم افزار که تقریباً سه دهه از معرفی و ورود آن به بازار می‌گذرد، تقریباً تمام نیازهای طراحی سوله در تبریز را به نحو احسن برطرف می‌کند و در پروسه ساخت سوله ها مورد استفاده قرار می گیرد. از قابلیت‌های برجسته SAP2000 می‌توان به تحلیل استاتیکی و دینامیکی، تجزیه و تحلیل المان‌های سازه‌ای نظیر تیرها و ستون‌ها، تحلیل‌های خطی و غیرخطی و ده‌ها مورد دیگر اشاره کرد. این نرم افزار قابلیت انجام تحلیل دقیق و جامع را برای سازه‌های سوله فراهم می‌کند و به مهندسان عمران کمک می‌کند تا سازه‌هایی با استحکام و کیفیت بالا طراحی کنند.
با استفاده از SAP2000، می‌توان به طور دقیق تر تأثیرات زلزله، بارهای استاتیکی و دینامیکی، تنش‌ها و تغییر شکل‌های سازه را محاسبه و تحلیل کرد. این نرم افزار با دارا بودن رابطه قوی با برنامه های مهندسی دیگر، امکان تعامل و تبادل داده‌ها را فراهم می‌کند و به مهندسان امکان هماهنگی و همکاری در طراحی سوله ها را می‌دهد. در کل، SAP2000 به عنوان یکی از نرم افزارهای پیشرو در زمینه طراحی سوله ها، با قابلیت‌ها و امکانات گسترده خود، به مهندسان و طراحان امکان می‌دهد تا سازه‌های با کیفیت و استحکام بالا را طراحی کرده و در فرایند ساخت سوله ها از آن بهره ببرند.
تکلا استراکچر (Tekla Structures)
یکی از نرم افزارهای معتبر و کاربردی در حوزه مدلسازی سازه‌های صنعتی و به ویژه طراحی سوله ها، نرم افزار Tekla Structures است که قبلا با نام قدیمی Xsteel شناخته میشد. این نرم افزار برای تهیه نقشه‌های شاپ دراوینگ انواع سازه‌های اسکلت بتنی و سوله‌های اسکلت فلزی استفاده می‌شود.
با استفاده از این نرم افزار، می توان تمام اجزا اصلی اعم از تیرها، ستون‌ها، بیس پلیت‌ها، بادبندها و غیره را به طراحی و ترسیم رساند. قابلیت تعریف مقاطع پروفیل‌های متداول و پرمصرف در ایران، استخراج خروجی نقشه‌های دو بعدی از طراحی و قابلیت تعامل با سایر نرم افزارها، از مزایای برجسته و منحصر به فرد Tekla Structures هستند. با استفاده از این نرم افزار، مهندسان و طراحان می‌توانند به طراحی دقیق و کیفیت بالای سازه های سوله بپردازند و فایل‌های خروجی را به نرم افزارهای دیگر منتقل کنند.
مراحل بعد از طراحی سوله در تبریز
مرحله اول در طراحی سوله، شامل برداشت ابعاد و مساحت زمین، در نظر گرفتن کاربری مورد نظر توجه به ارتفاع مورد نیاز و طراحی جرثقیل سقفی (در صورت نیاز) و ارتفاع ستون های سوله است. در این مرحله باید به این نکات توجه شود. پس از آن، در طراحی سوله در تبریز با در نظر گرفتن محل اجرا، میزان بار برف و زلزله و میزان شدت وزش باد منطقه، طبق نشریه ها و آئین‌نامه های نظام مهندسی کشور، در طراحی لحاظ می شود. در این مرحله، ابعاد سازه شامل ضخامت‌ها، طول و ارتفاع و زاویه برش‌های سازه و ابعاد و اندازه متریال فنداسیون مشخص می شود.
اجرای فنداسیون سوله
در این بخش علی رقم اینکه اجرای فنداسیون سوله ساده به نظر میرسد ولی جزء اصلی ترین بخش محسوب می شود. چرا که تمامی نیروهای بار باد ، زلزله و برف هر منطقه بوسیله فنداسیون به زمین منتقل می گردد. از جمله مسائل حساس اجرای فنداسیون سوله آکس بندی صحیح گونیا بودن آن و علی الخصوص خط تراز آن است که در سازه هایی که دارای جرثقیل سقفی می باشد بسیار پر اهمیت و تعیین کننده می باشد.
مونتاژ سوله
در این بخش، باید توجه داشت که اجرای فنداسیون سوله، علیرغم سادگی ظاهری آن، به عنوان یکی از مهمترین بخش ها در طراحی سوله در تبریز محسوب می‌شود. این به این دلیل است که تمامی نیروهای بار باد، زلزله و برف در هر منطقه، توسط فنداسیون به زمین منتقل می‌شوند. بنابراین، اجرای صحیح فنداسیون سوله از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
یکی از مسائل حساس در اجرای فنداسیون سوله، آکس بندی صحیح آن است. همچنین، توجه به گونیا بودن فنداسیون و به خصوص خط تراز آن، در سازه‌هایی که دارای جرثقیل سقفی هستند، بسیار مهم و تعیین کننده است. بنابراین، در اجرای فنداسیون سوله باید به این نکات پراهمیت توجه کرد تا سازه به طور کامل و مطمئن بتواند نیروهای بار باد، زلزله و برف را به زمین منتقل کند.
سوله سازی و جوش کاری
در این مرحله، با در نظر گرفتن طول، عمق و ضخامت جوش، قطعات طراحی شده و استانداردهای موجود، توسط پرسنل متخصص جوشکاری تمیز کاری می شوند. سپس با استفاده از ماشین آلات جوشکاری، که معمولاً از جوش CO2 و زیر پودری استفاده می کنند، جوشکاری انجام می شود. در انتها، فرآیند رنگ آمیزی تکمیل و آماده می شود.
رنگ آمیزی سوله
در این مرحله، قطعات سوله اسپاتر برداری می‌شوند و با توجه به محل و اقلیم اجرای سوله، کاربری آن و رنگ مورد نیاز سازه، قطعات بعضاً به کارگاه سند بلاست منتقل می شوند. در این کارگاه، لایه‌های چربی، اکسیده و سایر آلودگی‌ها از روی قطعات برداشته می‌شوند. سپس، قطعات با استفاده از دستگاه‌های مخصوص رنگ‌آمیزی، در لایه‌های مورد نیاز رنگ‌آمیزی می‌شوند. پس از تثبیت رنگ، قطعات آماده حمل و انتقال به محل اجرا می شوند.
نصب سوله
در این مرحله، با توجه به اینکه نصب سوله از مسائل پرخطر و حساس محسوب می شود، قطعات فرم سوله با استفاده از پرسنل مجرب، با اتصالات پیچ و مهره روی زمین به یکدیگر نصب می شوند. پس از نصب ستون ها روی پایه های پایه و اتصالات آن ها، تنظیم دهانه ها و ابعاد فرم‌گذاری انجام می شود. و اتصالات بادبندی نصب می شوند. پس از نصب کلیه ریز قطعات و آچارکشی سازه، سوله آماده دیوار چینی و پوشش می شود. در نهایت سوله نصب و آماده می شود.
انواع طراحی سوله در تبریز
در کل سه روش اصلی برای ساخت سوله داریم که انواع روشهای سوله سازی درای:
سوله سبک خرپایی
می توان گفت که بیشترین روش ساخت سوله در اروپا و کشورهایی با تکنولوژی روز، استفاده از سوله های سبک با روش خرپا می باشد. این نوع ساختمان ها مزایای زیادی نسبت به سایر روش‌ها دارند.
سوله سازی به روش تیر ورقی
سوله های تیر ورقی، که قدیمی ترین سازه های سوله ای هستند. در ایران بسیار شایع هستند و احتمالاً شما نیز تعدادی از این سوله ها را از نزدیک دیده اید. متریال مورد استفاده در ساخت سوله های تیر ورقی، ورق‌های سیاه با ضخامت های مختلف هستند.
در این نوع سوله ها، به دلیل قدمت تکنیک استفاده شده. بسیاری از موارد از فولاد به صورت غیراصولی استفاده می شود تا بتواند بارهای وارده به سازه را تحمل کند و به مقاومت لازم برسد. در این سازه ها، هر چه دهانه بزرگتر شود، وزن سازه بسیار بالا می شود.
سوله های یو بی ام
سوله‌های یو بی ام نیز یکی دیگر از انواع سوله ها هستند. در این روش، به جای استفاده از فولاد، از ورق های گالوانیزه استفاده می شود. در این فرآیند، ابتدا ورق ها با استفاده از دستگاه های نورد، خمیده می شوند. و سپس با استفاده از دستگاه هایی مانند سیمر به هم دوخته می شوند.