وضعیت: باز
شماره سند:
تاریخ انتشار: 1403/12/06
مهلت ارسال پیشنهاد: 1404/04/31
فرصتها: براساس پیشنهادها قابل مذاکره خواهد بود.
تماس : 02166539734 – 02166533864
ارسال پروپوزالها: https://ghazal.inif.ir
فناوری گنبد سبککننده و مجهزکننده سازه بهعنوان یکی از نوآوریهای کلیدی در مهندسی و معماری معاصر، بهمنظور بهینهسازی وزن و افزایش استحکام سازهها مورداستفاده قرار میگیرد. گنبدها، با هندسه منحصربهفرد خود، توانایی توزیع مؤثر بارهای وارده را دارند و به همین دلیل در طراحی دیوارها و سقفها به کار میروند. این ساختارها نهتنها وزن کلی سازه را کاهش میدهند، بلکه در توزیع نیروهای فشاری و کششی نیز نقش حیاتی ایفا میکنند. بهعبارتدیگر، گنبدها با ایجاد یک سیستم تعادل نیرو، موجب افزایش پایداری و دوام سازهها در برابر بارهای خارجی میشوند. این ویژگیها باعث شده است که گنبدهای سبک به گزینهای مطلوب برای پروژههای بزرگمقیاس تبدیل شوند.
طراحی گنبدهای سبککننده سازه بهگونهای است که با ایجاد انحنا در دو جهت، بارهای وارده به طور یکنواخت توزیع میشوند و در نتیجه از تمرکز تنش جلوگیری میشود. روی پوسته خارجی این گنبدها، تَر֯کهای عمودی و افقی وجود دارد که مقاومت گنبد را بالاتر برده و در تقویت سازه ایفای نقش میکنند. همچنین، استفاده از شبکههای مثلثی در ساختار گنبد، موجب افزایش صلبیت و کاهش وزن کلی سازه میشود. این طراحی به مهندسان این امکان را میدهد که دهانههای بزرگ بدون نیاز به ستونهای اضافی ایجاد کنند که این امر در فضاهای عمومی و بزرگمقیاس بسیار حائز اهمیت است. علاوه بر این، باتوجهبه ویژگیهای ضد زلزله این گنبدها، میتوان از آنها در مناطق زلزلهخیز بهره برد. گنبدهای سبک همچنین باقابلیت انعطافپذیری بالا، امکان طراحیهای متنوع و خلاقانه را فراهم میآورند. در نهایت، این فناوری نهتنها به کاهش هزینههای ساخت کمک میکند؛ بلکه به پایداری و دوام بیشتر سازهها نیز منجر میشود. کاهش 35 درصد از مصالح بهکاررفته در دیوار و سبکتر شدن سازه، صرفهجویی در میزان مصرف میلگرد بین 30 تا 50 درصد و کاهش حداکثر 30 درصدی مصرف بتن در سازه از مزایای بهکارگیری گنبد سبککننده سازه در ساختمانسازی است.
مجری تیم پژوهشی آقای دکتر نامداریان در حوزه معماری و برنامهریزی شهری فعالیت کرده و انجام تحقیقات میدانی در دانشگاه پلیتکنیک کاتالونیا در اسپانیا و تألیف و مشارکت در تألیف چندین کتاب، مقالات علمی و مقالات کنفرانسی در نشریات معتبر علمی مانند Arquitectura و Ciudad y Entorno از جمله دستاوردهای علمی ایشان است. همچنین ایشان چهار ثبت اختراع بینالمللی و سه ثبت اختراع داخلی با همکاری خانم دکتر خانی با عناوین “قالب – نمای خاکوب (خاک کوبیده)”، “سازه خاکوبِ (خاک کوبیده) مقاوم در برابر زلزله” و “زهكش سازه خاكوب” در کارنامه خود دارد.
سبکسازی یکی از مباحث نوین در علم ساختمان است که روزبهروز در حال گسترش و پیشرفت است. این فناوری عبارت است از کاهش وزن تمامشده ساختمان با استفاده از تکنیکهای نوین ساخت مصالح جدید و بهینهسازی روشهای اجرا. کاهش وزن ساختمان علاوه بر صرفهجویی در هزینه زمان و انرژی، زیانهای ناشی از حوادث طبیعی مانند زلزله را کاهش داده و صدمات ناشی از وزن زیاد ساختمان را به حداقل میرساند. گنبدهای سبککننده سازه با ارائه مزایای متعدد از جمله افزایش فضای داخلی، مقاومت بالا در برابر شرایط محیطی، بهرهوری انرژی، زیباییشناسی و نصب آسان، نقش مهمی در معماری مدرن ایفا میکنند. این گنبدها درون دیوارها و سقفها قرار میگیرند و با کاهش 40 درصدی مصالح بهکار رفته در دیوار منجر به سبکترشدن سازه میشوند. این گنبدها علاوه بر حذف مصالح ناکارآمد، رفتار سازهای داشته و بخشی از بارهای فشاری و جانبی وارد بر سازه را مهار میکنند. بهعلاوه روی پوسته خارجی این گنبدها، تَر֯کهای عمودی و افقی وجود دارد که مقاومت گنبد را افزایش میدهند.
کاهش وزن سازه و در عین حال کاربرد گنبد به عنوان یک عنصر سازهای مزیت اصلی این طرح بوده که در توزیع بارهای وارد شده بر سازه نقش اساسی ایفا میکند. معمولاً در روشهای مشابه، عناصر سبککننده سازه، تنها وظیفه حذف بتن و یا مصالح ناکارآمد را دارند و در بسیاری از مواقع، پس از اجرا و شکلگیری بتن، این عناصر از سازه جدا میشوند. لحاظ کردن نوع بارهای واردشده به سازه از دیگر مزایای بهکارگیری گنبد سبککننده سازه است. به عنوان مثال، در سقف یک سازه، نیروی وارد شده بر روی سقف، نیروی فشاری است. در حالی که قسمت زیر سقف در کشش قرار میگیرد.
در روشهای مرسوم که برای سبکسازی سقف استفاده میشود، یک شبکه مش در زیر قالبهای پلاستیکی و یک شبکه مش در بالای قالبهای پلاستیکی اجرا و سپس بتنریزی انجام میشود. در این حالت، رفتار کششی و فشاری سقف مورد توجه نیست. در حالی که فرم گنبدِ پیشنهادی این امکان را ایجاد میکند که فشار وارد شده به سقف سازه، از تیزه گنبد منتقل شود. شکل تیزی گنبد باعث کنترل بارهای فشاری میشود و با توجه به سطح مقطع کم تاج گنبد، پایدارترین حالت ممکن را دارا خواهد بود. همچنین در قسمت زیر سقف که تحت کشش قرار میگیرد، قاعده گنبد کمک میکند بارهای وارد شده به سطح مقطع بزرگتری منتقل شود و از آنجا به میلگردهای کناری و میلگردهای عرضی انتقال دادهشوند. فرم خاص این گنبدها نه تنها به سبکسازی سازه کمک میکند، بلکه در زمینه مسلح کردن انواع سازهها و خاک نیز کاربردهای متعددی دارد و میتواند جایگزینی مناسب برای روشهای مرسوم تسلیح خاک باشد. علاوه بر این، شبکه این گنبدها میتواند به عنوان پوششی برای خطوط انتقال نفت و گاز و سایر تأسیسات مورد استفاده قرار گیرد. در حالت عادی، فشار خاک و برخورد سنگهای تیز گوشه موجب ترکخوردگی این خطوط میشود. اما این گنبدها قادرند فشار خاک را کنترل کرده و بهعنوان یکلایه محافظتی از این لولهها عمل کنند.
هدف از این طرح شبیهسازی، طراحی و ساخت گنبد سبککننده سازه از جنس پلیاتیلن، فایبرگلاس، پلیکربنات و آلومینیوم، تحلیل تناسب ابعاد مختلف اجزای گنبد با رفتار سازهای، تحلیل رفتار سازهای اتصال شبکه گنبدها، تحلیل سازهای استفاده از گنبدها در دیوارها و سقف سازه و بررسی امکانسنجی پیش تنیدگی و پس تنیدگی گنبدها و اثر آن بر مقاومتهای مختلف سازه است. نحوه پیادهسازی گنبدها در سازه، جنس و ترکیب تَر֯کهای عمودی و افقی باهدف مقاومت بالا در عین سبک بودن سازه، ترکیب پیش تنیدگی و افزایش مقاومت سازه و شبکهسازی گنبدها جهت مهار بارهای وارد شده به سازه از جمله پیچیدگیهای این طرح است.
گنبدهای سبککننده سازه در دو اندازه و در دولایه اجرا میشود. گنبدهای کوچکتر در لایه پایینتر اجرا میشود و در حدفاصل دو میلگرد افقی دیوار قرار میگیرند. در مقطع عرضی دیوار، دو گنبد کوچک نصب میشود. بین میلگرد افقی و این گنبدهای کوچکتر، یک فاصلهانداز از لاستیک فشرده و منعطف قرار دارد که تکانههای سازه و میلگرد را مهار نموده و بارها را از گنبد به میلگرد منتقل میکند. در ردیف بعدی گنبدهای کوچکتر، بافاصله نسبت به دو گنبد اول نصب میشوند و بین این گنبدهای طولی نیز نوعی فاصلهانداز قرار میگیرد تا کلیه گنبدها در طول دیوار همچون یک شبکه پیوسته عمل کنند. بعد از اجرای ردیف گنبد کوچک، یک میلگرد عرضی در دیوار نصب میشود که دو ردیف میلگردهای افقی را به یکدیگر وصل میکند. پس از اجرای گنبدهای کوچکتر، اجرای دیوار ادامه پیدا میکند و ردیف بعدی گنبدها اجرا میشود. گنبدهای ردیف بالا، بزرگتر بوده و در وسط دیوار و بهصورت تکی اجرا میشود. اجرای این گنبدها بهگونهای است که وسط گنبد بزرگتر روی چشمه میان چهار گنبد کوچک پایین قرار میگیرد و حدفاصل هر گنبد با گنبد بعد، یک اسپیسر طولی اجرا میشود.
مراحل انجام پژوهش به شرح زیر است: