دانلود مقاله جوشکاری

چون احتیاجات بشر ، اتصال و جوش در همه موارد را خواستار بوده است، لذا مثلاً از رومی‌های قدیم ، فردی به نام "پلینی" از لحیم به نام آرژانتاریم وترناریم استفاده می‌کرد که دارای مقداری مساوی قلع و سرب بود و ترنایم دارای دو قسمت سرب و یک قسمت قلع بود که هنوز هم با پرکنندگی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

دقت و ترکیبات شیمیایی و دستگاههای متداول طلاسازی از قدیم‌الایام در جواهرات با چسباندن ذرات ریز طلا بر روی سطح آن با استفاده از مخلوط نمک و مس و صمغ آلی که با حرارت ، صمغ را کربونیزه نموده ، نمک مس را به مس احیاء می‌کنند و با درست کردن آلیاژ طلا ، ذرات ریز طلا را جوش می‌دهند و تاریخچه ای به شرح زیر دارند: "برناندوز" روسی در 1886 ، قوس جوشکاری را مورد استفاده قرار داد.

"موسیان" در 1881 قوس کربنی را برای ذوب فلزات مورد استفاده قرار داد.

"اسلاویانوف" الکترودهای قابل مصرف را در جوشکاری بکار گرفت.

"ژول" در 1856 به فکر جوشکاری مقاومتی افتاد.

"لوشاتلیه در 1895 لوله اکسی‌استیلن__ را کشف و معرفی کرد.

"الیهو تامسون" آمریکائی از جوشکاری مقاومتی در سال 7-1876 استفاده کرد.br> چون علم جوشکاری همراه با گنج تخصصی بود، یعنی هر جوشکار ماهر در طی تاریخ درآمد زیادی داشت، سبب شد که اسرار خود را از یکدیگر مخفی نمایند.

مثلاً هنوز هم در مورد لحیم آلومینیوم و آلیاژ ، آن را از یکدیگر مخفی نگه می‌دارند.

در جریان جنگهای جهانی اول و دوم جوشکاری پیشرفت زیادی کرد.

احتیاجات بشر به اتصالات مدرن – سبک – محکم و مقاوم در سالهای اخیر و مخصوصاً بیست سال اخیر ، سبب توسعه سریع این فن گردید و سرمایه‌گذاری‌های عظیم چه از طرف دولتها و چه صنایع نظامی و تخصصی در این مورد اعمال گردید و مخصوصاً رقابت‌های انسانها در علوم هسته‌ای ( که فقط برای صلح باید باشد ) ، یکی دیگر از علل پیشرفت فوق سریع این فن در چند ده سال اخیر شد که به علم جوشکاری تبدیل گردید.

گروههای مختلف جوشکاری لحیم کاری جوشکاری فشاری و پرسی جوشکاری ذوبی جوشکاری زرد چون مواد و فلزات تشکیل‌دهنده و جوش‌دهنده و گیرنده از لحاظ متالوژیکی بایستی دارای خصوصیات مناسب باشند، بنابراین جوشکاری از لحاظ متالوژیکی بایستی مورد توجه قرار گیرد که آیا قابلیت متالوژی و فیزیکی جوشکاری دو قطعه مشخص است؟

پس از قابلیت متالوژی ، آیا قطعه ای را که ایجاد می‌کنیم، از لحاظ مکانیکی قابل کاربرد و سالم است؟

آیا می‌توانیم امکانات و وسائل برای نیازها و شرایط مخصوص این جوشکاری ، مثلاً گاز و دستگاه را ایجاد نمائیم و بر فرض ، ایجاد نیرو در درجه حرارت بالا یا ضربه زدن در درجه حرارت پایین ممکن باشد؟

زیرا استانداردهای مکانیکی و مهندسی و صنعتی جوشکاری باید در تمام این موارد رعایت شود تا جوش بدون شکستگی و تخلخل و یا نفوذ سرباره و غیره انجام گیرد.

تکرار می‌شود در جوشکاری تخصصی و اصولاً تمام انواع جوش ، قابلیت جوش خوردن فلزات را باید دقیقاً دانست.

در مورد مواد واسطه و الکترود و پودر جوش ، باید دقت کافی نمود.

محیط لازم قبل و در حین جوشکاری و پس از جوشکاری را مثلاً در مورد چدن ، باید بوجود آورد.

گازهای دستگاههای مناسب و انتخاب فلزات مناسب از لحاظ ذوب در کوره ذوب آهن و بعد در حین جوشکاری از لحاظ جلوگیری از صدمه گاز - آتش و مشعل و برق و هوای محیط و وضعیت جسمانی و زندگی جوشکار ، خود نکات اساسی دیگر هستند که مشکلات جوشکاری می‌باشند.

مشکلات و گرفتاریهای صنعت جوشکاری جوشکاری در حقیقت ایجاد کارخانه ذوب آهن و فلزات در مساحتی حداکثر 2×2 متر و نقطه حساس جوشکاری چند سانتیمتر است، زیرا همان درجه حرارت کارخانه ذوب آهن در محل جوشکاری در یک نقطه ایجاد می‌گردد.

مسلم است که چنین کار عظیمی احتیاج به ابتکار و تخصص و مواد و متخصص و وسائل مدرن دارد تا بتوان از این ذوب آهن چند سانتیمتری استفاده صحیح نمود.

شاید اضافه گوئی نباشد که در هیچیک از رشته‌های فنی تا این اندازه احتیاج به سرمایه‌گذاری و رعایت جوانب فنی و غیر فنی ضروری و لازم نباشد.

عوارض و سوانح ناشی از عوامل فیزیکی مربوط به جوشکاری در موقع جوشکاری ، از عوامل فیزیکی مورد تاثیر یا حاصل از عمل جوشکاری ممکن است خطراتی متوجه جوشکار شود که در: دسته اول: برق گرفتگی دسته دوم: سوختگی دسته سوم: ورود اجسام خارجی به داخل چشم را می‌توان نام برد.

برق گرفتگی و عوارض حاصل از تاثیرات جریان برق مسلم است اگر نقصی در سیم‌کشی وسائل برقی که برای جوشکاری با برق بکار می‌روند، وجود داشته باشد یا جوشکار نکات ایمنی لازم مربوط به برق را مراعات ننماید، خطر برق‌گرفتگی برای او وجود خواهد داشت و چنانچه جوشکار در ارتفاع مشغول جوشکاری باشد، مخاطرات حاصله از سقوط و در نتیجه شوک - ضربه الکتریکی نیز بر ضایعات حاصل از برق‌گرفتگی افزوده خواهد شد.

نشانه‌های حاد و فوری برق‌گرفتگی از مور مور شدن و یا شوک خفیف تا شوک شدید و قطع تنفس و متزلزل شدن ضربان قلب و عاقبت به مرگ منجر می‌شود.

هنگامی که برق‌گرفتگی ، ایجاد شوک نماید و شخص در ارتفاع مشغول کار است، خطر سقوط و افتادن از ارتفاع روی زمین و روی وسایل و ماشین و غیره ، باعث پیدا شدن جراحات شدید شده ، وضع مصدوم را وخیم خواهد ساخت.

بنابراین پیشنهاد می‌شود حتی‌المقدور جوشکاری را در سطح پایین انجام داد.

شدت ضایعات و مخاطرات حاصل از برق‌گرفتگی ، بستگی به عوامل زیر دارند: نوع جریان برق: اصولاً در هر ولتاژی ، جریان برق متناوب AC ، خطرناکتر از جریان برق DC مستقیم می‌باشد و یا به عبارت دیگر ، خطر شوک الکتریکی در جریان متناوب بیشتر است.

در حالیکه خطر سوختگی در جریان مستقیم نیز بیشتر است.

تاثیر ولتاژ: شدت شوک الکتریکی حاصل از برق گرفتگی ، بستگی به میزان ولتاژ برق مربوط به آن دارد و هرچه ولتاژ بیشتر باشد، شدت شوک حاصله بیشتر خواهد بود.

در هر صورت ولتاژ بین 200 تا 250 ولت که ولتاژ معمولی برق شهر است، خطرناک بوده ، اغلب ضایعات شدید بوجود آورده ، ممکن است سبب مرگ شود.

شدت جریان: شدت جریان 15 تا 20 میلی‌آمپر با فرکانس HZ 50 ولتاژ بالا ممکن است باعث چسبیدن دست مصدوم به سیم برق شده ، مانع رهائی وی گردد.

این امر ممکن است تا موقع رسیدن نجات‌دهنده ادامه یابد.

در این جریان ممکن است ضایعات کشنده ای ایجاد شود.

فرکانس: در تواتر بین HZ 50 تا HZ 80 هرتز شوک یا ضربه الکتریکی ممکن است بوجود آید.

ولی در فرکانس‌های بالا بین 30000 تا 100000 هرتز ، خطر کمتری وجود دارد، زیرا بوسیله پرتاب ، شخص را از منبع خطر دور می‌کند.

مقاومت بدن انسان: مقاومت بدن انسان بین 500 تا 50 متغیر است ( اهم ).

هر چه مقاومت در سر راه تماس منبع الکتریک با بدن ( پوست خشک – ضخامت کف پا ) بیشتر باشد، خطر شوک وارده کمتر است و یا بالعکس.

مدت تماس: تماس برق با بدن در مدت زمان بین 1 تا 3 ثانیه ممکن است توقف قلب و فوت مصدوم را همراه داشته باشد.

در هر صورت چنانچه شخصی دچار برق گرفتگی شود، از ضایعات و عوارض ذکر شده در بالا جان سالم بدر برد.

معمولاً بهبود کامل می‌یابد و عوارض ، نادر می‌باشد.

مسائل مهم جوشکاری تربیت متخصص و کاردان و کارشناس جوشکاری ، یکی از رشته‌های پرهزینه در صنعت و آموزش ابتدائی و عالی است.

انتخاب افراد و جوانان در هر سن و مدارج تحصیلی و کارخانه‌ای ، با داشتن قدرت تحمل کار با آتش ، قدرت تحمل خطرات و آموزش تخصصی به این جوانان بسیار مشکل است.

زیرا سرمایه‌های عظیم آموزشی احتیاج دارد تا یک متخصص به تمام معنی یا یک مهندس جوشکار واقعی تربیت شود.

تهیه ماشین‌آلات مخصوص تهیه ماشین‌آلات مدرن و مفصل جوشکاری احتیاج به بودجه‌های عظیم دارد تا بتوان از انواع ماشین‌آلات مدرن بهره‌گیری نمود، مخصوصاً در آموزش که باید همه جانبه باشد.

بعضی اوقات تمام وسایل کارخانجات شهر و مراکز آموزشی ، کافی برای ارائه کل تخصص نمی‌باشن.

و اشکال‌تراشی و نبودن بودجه و خرید و کمک به ساخت نیز گرفتاری دیگری است.

رعایت نکات ایمنی رعایت نکات ایمنی و تخصصی ایمنی ، خود یکی دیگر از مشکلات عظیم جوشکاری است، بطوری‌که فرضاً انفجار یک کپسول مانند یک بمب می‌تواند جان صدها نفر را به خطر اندازد، در حالیکه مثلاً در کارگاه تراش و ریخته گری ،خطرها تا این حد بالا نیستند و کوچکترین بوی گاز ناشی از عدم اتصالات صحیح و اصولی ، ممکن است جان عده ای را به خطر اندازد.

همان طوریکه تربیت متخصص ، احتیاج به بودجه‌های عظیم آموزشی برای خرید وسائل و کتب بطور همزمان دارد، هزینه های دیگر جوشکاری جهت جلوگیری از هر نوع انفجار و احتراق در کارگاهها و صدمه به بدن و چشم جوشکار و افراد حاضر در کارگاه می‌باشد.

بدین جهت جوشکاری را رشته ای پر خرج نام نهاده‌اند.

مسلم است که این مخارج عظیم در استفاده از اتصالات جوش حذف خواهند شد.

یعنی اینکه اتصالات پر خرج و مفصل پیچ و پرچ وقتی با جوشکاری جایگزین شوند، مخارج عظیم تشکیلات را در مدت کوتاهی تامین خواهند کرد.

هدف جوشکاری و برشکاری بریدن قطعات ماشینی به ضخامتهای زیاد ، یکی از وظایف مهم برشکاری است.

بطور کلی ، اتصال قطعات مختلف از یک نوع فلز یا انواع فلزات و آلیآژها و بالا بردن استحکام و سرعت عملیات و کاهش هزینه‌ها از مهمترین اهداف جوشکاری است.

بریدن قطعات ماشینی به ضخامتهای زیاد ، یکی از وظایف مهم برشکاری است.

جوشکاری زیر آب گُمان می‌رود حق‌ تکثیر محتویات این صفحه با سیاست‌های ویکی‌پدیا در مورد حق تکثیر سازگاری ندارد.

لطفاً اطلاعات بیشتری در این مورد بیفزایید و یا وضعیت حق تکثیر منبع اصلی این مقاله را بررسی کنید.

جوشکاری زیر آب جوشکاری زیر آب از زمان جنگ جهانی دوم هنگامی که کشتی‌های خسارت دیده باید سریعاً در آب تعمیر می‌‌شدند به وجود آمد.

بیرون آوردن کشتی برای تعمیر کردن آن، هم اکنون هم بسیار هزینه بر است و صرفه اقتصادی ندارد.

بسیاری از مردم جوشکاری زیر آب را بسیار عجیب می‌دانند، چون ماهیت جوشکاری را از آتش می‌‌دانند.

ولی جوشکاری ماهیت قوس الکتریکی دارد و روشن شدن آن زیر آب کار عجیبی نیست.

برای جوشکاری در خشکی، هوا یونیده می‌شود و در آب، بخار آب یونیزه می‌شود.

انواع جوشکاری زیر آب جوشکاری زیر آب به دو صورت انجام می‌شود: جوشکاری خشک جوشکاری مرطوب.

آثار منفی جوشکاری مرطوب عبارت‌اند از ترک خوردگی هیدروژنی، افت شدید دما که باعث تغییرات ساختاری و متالورژیکی می‌شود و همچنین اکسیژن با عناصر آلیاژی ترکیب می‌شود و اکسید این آلیاژها در آب حل می‌‌شوند.

جوشکاری خشک در یک اتاقک در داخل آب انجام می‌‌گیرد و داخل اتاقک هوای فشرده وجود دارد که فشار داخل و خارج اتاقک را بالانس می‌‌کند.

اتاقک‌ها را دو تکه می‌‌سازند و داخل آب، و روی قطعه مورد نظر دو تکه را به هم وصل می‌‌کنند.

یک لوله رابط بین کشتی و اتاقک است و وسایل مورد نیاز را به وسیله این لوله به اتاقک می‌‌فرستند.

این روش برای اولین بار در آمریکا انجام گرفت اما چون بسیار پرهزینه و وقت گیر است دانشمندان سعی می‌کنند مشکلات جوشکاری مرطوب را حل کنند چون سریعتر و ارزانتر است.

وسایل ایمنی همان وسایل ایمنی جوشکاری روی خشکی است بعلاوه تجهیزات غواصی.

جوشکاری زیر آب با صنعت نفت و گاز گره خورده است.

جوشکاری جوشکاری یکی از روشهای تولید می باشد.

هدف آن اتصال دایمی مواد مهندسی (فلز، سرامیک، پلیمر، کامپوزیت) به یکدیگر است به گونه‌ای که خواص اتصال برابر خواص ماده پایه باشد.

پیشینه موسیان در ۱۸۸۱ قوس کربنی را برای ذوب فلزات مورد استفاده قرار داد.

اسلاویانوف الکترودهای قابل مصرف را در جوشکاری به کار گرفت.

ژول در ۱۸۵۶ به فکر جوشکاری مقاومتی افتاد لوشاتلیه در ۱۸۹۵ لوله اکسی استیلن را کشف و معرفی کرد.

الیهوتامسون آمریکائی از جوشکاری مقاومتی در سال ۷-۱۸۷۶ استفاده کرد.

احتیاجات بشر به اتصالات مدرن – سبک – محکم و مقاوم در سالهای اخیر و مخصوصاً بیست سال اخیر سبب توسعه سریع این فن شده است.

فرایندهای جوشکاری 65.49.14.28 ‏۴ ژانویهٔ ۲۰۰۸، ساعت ۱۳:۵۰ (UTC)===فرایندهای جوشکاری با قوس الکتریکی=== جریان الکتریکی از جاری شدن الکترونها در یک مسیر هادی به وجود می آید.

هرگاه در مسیر مذکور یک شکاف هوا(گاز)ایجاد شود جریان الکترونی و در نتیجه جریان الکتریکی قطع خواهد شد.

چنانچه شکاف هوا باندازه کافی باریک بوده و اختلاف پتانسیل و شدت جریان بالا، گاز میان شکاف یونیزه شده و قوس الکتریکی برقرار می‌شود.

از قوس الکتریکی به عنوان منبع حرارتی در جوشکاری استفاده می‌شود.روشهای جوشکاری با قوس الکتریکی عبارت‌اند از: جوشکاری با الکترود دستی یا SMAW جوشکاری زیر پودریSAW جوشکاری با گاز محافظ یا GMAW یا MIG/MAG جوشکاری با گاز محافظ و الکترود تنگستنی یا GTAW یا TIG جوشکاری پلاسما [ویرایش] فرایندهای جوشکاری مقاومتی در جوشکاری مقاومتی برای ایجاد آمیزش از فشار و گرما هردو استفاده می‌شود.گرما به دلیل مقاومت الکتریکی قطعات کار و تماس آنها در فصل مشترک به وجود می آید.

پس از رسیدن قطعه به دمای ذوب و خمیری فشار برای آمیخته دو قطعه بکار میرود.در این روش فلز کاملاً ذوب نمی‌شود.

گرمای لازم از طریق عبور جریان برق از قطعات بدست می آید.روشهای جوشکاری مقاومتی عبارت‌اند از: جوش نقطه‌ای درز جوشی جوش تکمه‌ای فرایندهای جوشکاری حالت جامد دسته ای از فرایند های جوشکاری هستند که در آنها، عمل جوشکاری بدون ذوب شدن لبه ها انجام می شود.

در واقع لبه ها تحت فشار با حرارت یا بدون حرارت در همدیگر له می شوند.

فرایندهای این گروه عبارت‌اند از: جوشکاری اصطکاکی جوشکاری نفوذی جوشکاری با امواج مافوق صوت فرایندهای اکسی فیول گروه فرایندهای جوشکاری است که در آن، اتصال با ذوب شدن توسط یک یا چند شعله گاز، با اعمال فشار یا بدون آن، با کاربرد فلز پر کننده یا بدون آن انجام می شود.

فرایند جوشکاری با لیزر در این روش از پرتوی لیزر برای جوشکاری استفاده می شود.در جوشکاری لیزری دانسیته انرژی فراهم شده بسیار بیشتر از جوشکاری با قوس آرگون یا با مشعلهای اکسی اسیتیلن است.

از لیزر های مختلفی می توان برای جوشکاری استفاده کرد مانند لیزر گاز کربنیکی یا لیزر یاقوت ولی باید دقت کرد که انرژی پرتو آنقدر زیاد نباشد که باعث تبخیر فلز شود.

فرایند جوشکاری با بیم الکترونی کاربرد جریانی از الکترونها است که با ولتاژ زیاد شتاب داده شده اند و به صورت باریکه ای متمرکز به عنوان منبع حرارتی جوشکاری به کار می روند.

به دلیل دانسیته بالای انرژی در این پرتو منطقه تفدیده بسیار باریک می باشد.

و جوشی با کیفیت مناسب به دست می آید.

این فرآیند به عنوان اولین فرایند جوشکاری بکار رفته برای ساخت بدنه جنگنده هااستفاده شد.

بال جنگنده افسانه ای F-14 یا Tomcat با استفاده از این فرایند ساخته شده است.

تهیه کننده من و رضا کنترل کیفیت و بازرسی طبق طبقه بندی استانداردهای مدیریت کیفیت (ISO 9000)جوشکاری جز فرایندهای ویژه طبقه بندی شده است.

که این نشان دهنده این است که برای کنترل کیفیت و تضمین کیفیت این فرایند ویژه می باید پیش بینی های خاصی انجام داد.

سیستم سازه ای برج‌های هزاره سوم در تشریح سیستم سازه‌ای این برج‌ها لازم است به دونکته اصلی توجه شود.

در واقع این سیستم از دو بخش تقریباً مجزای ثقلی و لرزه بر تشکیل شده است.

اصطلاحات لرزه بر و ثقلی بر اساس مقدار جذب برش نیروی زلزله توسط هر یک از سیستم‌ها، به آنها نسبت داده شده است.

الف) سیستم لرزه بر: در طرح این برج‌ها از دو سیستم لوله ای متداخل، به اضافه مهاربندی همگرا به عنوان بخش لرزه بر ساختمان استفاده شده است .

قاب‌های سیستم لرزه بر در پیرامون سازه قرار گرفته‌اند؛ ضمن آنکه دو قاب لرزه بر میانی هم در یک جهت موجود می‌باشند ب) سیستم ثقلی: سیستم ثقلی که میان بخش لرزه بر محصور شده است، بر روی ستون‌های میانی که تقریباً با راندمان 100% بطور ثقلی عمل می‌کنند، قرار گرفته است و تیرهایی که این ستون‌ها را به سیستم لرزه بر پیرامونی مرتبط می‌کنند عموماً - به جز سه طبقه پایین - با اتصال ساده طرح شده‌اند.

با توجه به توضیحات فوق ملاحظه می‌شود، سختی این تیرها نقشی در نحوه توزیع بارهای جانبی نخواهد داشت و به این جهت در مدل، ساده سازی صورت گرفته است.

استفاده از تیرهای با مقطع متغیر در طرح تیرهای ثقلی علا‌وه بر صرفه‌جویی در مصالح، به جهت ایجاد مسیری مناسب برای عبور لوله‌های تأسیساتی صورت گرفته است و به این ترتیب نیازی به افزایش بیشتر ارتفاع طبقه نمی باشد.

سیستم سقف برج‌های هزاره سوم سقف این برج‌ها از نوع کامپوزیت است و عملکرد دال‌های آن به صورت دوطرفه می‌باشد.

همان‌طور که در گزارش مندرج در شماره پنجم ذکر شده مطالعات ژئوتکنیک، ژئوفیزیک، تهیه طبف ویژهِ ساختگاه، زهکشی و کنترل کیفیت عملیات بتنی این پروژه توسط مهندسان مشاور دریا خاک پی در دست انجام است.

مطالعات ژئوتکنیکی در محدوده احداث برج‌ها مطالعات ژئوتکنیکی به منظور تعیین خصوصیات خاک و لایه‌های زمین در محدوده احداث برج‌ها به شرح زیر انجام پذیرفته است: الف) مطالعات ژئوتکنیک اکتشافی تکمیلی‌ ‌‌تعیین مشخصات فیزیکی و مکانیکی لایه های خاک تعیین پارامترهای موثر در پایداری و تغییر شکل پذیری لایه های خاک تعیین ظرفیت باربری و نشست خاک و پیشنهاد گزینه های مناسب پی‌ تعیین مشخصه های خاک جهت برآورد نیروی زلزله شناسایی شرایط هیدروژئولوژیکی و آبگذارانی لایه های خاک بررسی امکان وجود نابهنجاری های ژئوتکنیکی در محدوده مورد نظر ب) مطالعات تهیه طیف ویژه ساختگاه تعیین لرزه خیزی ساختگاه تعیین مشخصات هندسی دینامیکی لایه های آبرفتی انجام تحلیل بزرگنمایی حاصل از اثر وجود آبرفت تهیه شتاب نگاشت طراحی در سطوح مختلف‌ تهیه طیف طراحی در سطوح مختلف لرزه ای در رقوم‌های موردنظر بررسی نشست سازه در بررسی نشست سازه شالوده گسترده در وسط ساختگاه، داده های مورد نیاز برای انجام این تحلیل‌ها با استفاده از آزمایش‌های برجا و آزمایشگاهی تعیین گردید.

اثر لایه سطحی خاک کم مقاومت در کف گود، با در نظر گرفتن یک لایه جدید با ضریب ارتجاعی نسبتاً کمتر مدل گردید.

با توجه به یکنواختی بافت زیر سازه، حداکثر نشست مجاز ساختمان 100 میلیمتر در نظر گرفته شده است.

مقایسه نتایج محاسبات نشست بااستفاده از نرم‌افزار Plaxis نشان می‌دهد که حداکثر میزان نشست محاسبه شده از نشست مجاز (100 میلیمتر کمتر) می‌باشد.

سیستم پی‌ با توجه به نوع سیستم باربر جانبی برای برج‌های شمالی، مرکزی و جنوبی که سیستم لوله ای درجداره خارجی هریک از برج‌ها می‌باشد دو گزینه زیر برای پی برج‌ها قابل بررسی است: الف) سیستم پی گسترده برای هریک از برج‌های شمالی، جنوبی و مرکزی؛ به طوری‌که با درزهای انقطاع از یکدیگر مجزا گردیده باشند.

ب) سیستم پی گسترده یکپارچه و بدون درز انقطاع برای هر سه برج شمالی، جنوبی و مرکزی.

در سیستم گزینه الف با توجه به یکسان بودن برج‌ها به لحاظ مشخصه های دینامیکی بروی خاک ناحیه درز به صورتی است که فشار زیاد برج مرکزی موجب می گردد که خاک زیر برج شمالی تحت اثر فشار قرار گرفته و پی برج شمالی تمایل به بلند شدن از روی آن داشته باشد.در صورتی‌که از گزینه (ب) استفاده شود، 2 نیروی فشاری و کششی با یکدیگر متعادل گردید وتنش‌ها در زیر پی و روی خاک توزیع یکنواخت تر خواهد داشت، لذا استفاده از پی گسترده یکپارچه برای بارهای جانبی منطقی‌تر می‌باشد.

از طرف دیگر طولانی بودن پی موجب می‌گردد که تنش‌های ناشی از درجه حرارت و جمع شدگی، باعث تأثیرات نامطلوبی در پی گردد و علاوه بر آن، چنانچه تحت اثر بارهای ثقلی غیر همزمان قرار گیرد، در پی، ایجاد تنش های زیاد بنماید.

بنابراین بتن ریزی در زیر هر یک از برج‌ها بصورت مجزا ودر عرض به فاصله 30 الی 50 سانتیمتر انجام گردیده است و پس از اعمال کلیه بارهای ثقلی و مرتفع شدن اثرات جمع شدگی ودرجه حرارت، این فاصله‌ها با بتن مرغوب به همراه مواد منبسط شونده پر می‌گردند.

بررسی مخاطره پذیری لرزه‌ای منطقه گستره تهران در کوهپایه‌های جنوبی کوه‌های البرز مرکزی قرار گرفته و شمالی‌ترین فرونشست ایران مرکزی به حساب می‌آید.

کوه‌های البرز در شمال تهران متشکل از یک سری چین خوردگی‌های با امتداد شرقی- غربی است و شدت دگرریختی در دو کناره شمالی گسله تهران به بیشترین مقدار خود رسیده و بلندی‌های البرز به ترتیب بر دشت کناری خزر در شمال و دشت تهران در جنوب رانده شده است.

از مهمترین گسل‌هایی که نزدیکترین فاصله تقریبی آنها از ساختگاه حدود کمتر از 10 کیلومتر می‌باشد می‌توان موارد زیر را نام برد: گسل شمال تهران، گسل امامزاده داوود، پورگان وردیج، نیاوران، محمودیه، طرشت، عباس آباد، گسل تلویزیون، باغ فیض، نارمک و در محدوده ساختگاه موردنظر باتوجه به خاکبرداری قابل توجهی که انجام شده بود آثار گسلی مشاهده نگردید.

بررسی روند لرزه خیزی بررسی روند لرزه خیزی این گستره بااستفاده از به کارگیری روش kijko در سه حالت انجام گرفته است: حالت اول: بادر نظر گرفتن فقط لرزه های تاریخی‌ حالت دوم: با منظور نمودن لرزه‌های سده بیستم حالت سوم: ترکیبی از مجموع حالت‌های اول و دوم با در نظر گرفتن لرزه های تاریخی و لرزه های سده بیستم احتمال عدم رویداد لرزه ای با بزرگی 7 ریشتر در طول مدت 50سال یا 100 سال به ترتیب حدود 60 و 35 درصد می باشد؛ یعنی برای سازه ای باعمر مفید 50 یا 100 سال می توان این احتمال عدم رویداد را در نظر گرفت.

بیشینه مقادیر شتاب قائم و افقی زمین در مطالعات انجام شده با استفاده از برنامه seisrisk III بیشینه مقادیر شتاب زمین محاسبه شده‌اند.

اطلاعات دیگری نظیر رابطه طول گسلش و بزرگی مورد نیاز بوده است که آن نیز با استفاده از روابط شناخته شده جهانی (رابطه ولز - کاپراسمیت) به دست آمده‌اند.

بر اساس این محاسبات مقادیر شتاب افقی و قائم در سازه های زمانی مختلف (30، 50، 75 و 100سال) با احتمال فزونی خاص (50%، 37 %، 10%) برآورد شده‌اند.

در صورتی‌که عمر مفید سازه 50 سال فرض شود با در نظر گرفتن احتمال فزونی 37 درصد، مقادیر شتاب افقی و قائم به ترتیب0/63 g و0/72 g برآورد شده است.

بررسی پاسخ دینامیکی آبرفت‌ به این منظور به عنوان یک روش اندازه‌گیری سریع و اقتصادی در محل ساختگاه چهارگمانه با عمق های 65/75, 50 , 50 , 65/75 متر حفر گردید و لایه‌های آبرفت مورد آزمایش محل S.P.T قرارگرفته و نمونه های حاصله تحت آزمون‌های آزمایشگاهی قرار گرفتند.

این روش با دقت قابل قبولی سرعت انتشار امواج را در لایه‌های خاک به دست می دهد.

با استفاده از نتایج آزمایش محلی و نفوذ استانداردS .P.T از طریق روابط تجربی موجود برای درک رفتار دینامیکی توده آبرفت در محل ساختگاه تحت اثر حرکات لرزه‌ای، طیف‌های پاسخ آبرفت برای سطوح شتاب (5/0,35/0,3/0,25/0,23/0,2/0,15/0,1/0) برابر شتاب ثقل محاسبه شده‌اند.

برای این محاسبات از نرم‌افزارEER استفاده شده است.

A سطح شتاب مبنا(D.B .L ) برای سنگ بستر براساس تحقیقات موجود، 36/0 شتاب ثقل و سطح شتاب بیشینه طراحیM.D0/5 ( .

) شتاب ثقل ملحوظ گردیده است لکن برای مشاهده تغییرات پاسخ آبرفت به سطوح شتاب مختلف، دامنه‌ای از سطوح شتاب از 1/0 تا 5/0 شتاب ثقل مورد تحلیل قرار گرفته است.

اثرات توپوگرافیک‌ به دلیل قرارگیری ساختگاه در مناطق مسطح، اثرات توپوگرافی عملاً تأثیر چندانی بر روی طیف پاسخ ساختگاه ندارد.

طیف طراحی زلزله بررسی‌ها نشان می‌دهد که اثر آبرفت به طور مشخص طیف پاسخ سنگ را تحت تاثیر قرارداده است ، به‌طوری‌که در پریودهای پائین (کمتر از نیم ثانیه) باعث کاهش مقادیر طیفی شده است.

روند فوق مبین این موضوع است که اثر وجود آبرفت باخصوصیات غیرخطی پریود اصلی طیف پاسخ را به مقادیر پریودهای بزرگتر انتقال داده است .

همچنین پهنای مقدار حداکثر طیفی به مقدار قابل توجهی افزایش یافته و طیف وسیعتری از پریود ها را دربرگرفته است که چنانچه پریود اصلی سازه در این محدوده قرار بگیرد به علت بروز پدیده تشدید، بیشترین شتاب پاسخ طیفی در سازه به وجود خواهد آمد که ملاحظات لازم باید در نظر گرفته شود.

با توجه به مطالب فوق، طیف پیشنهادی DBL حداکثر مقادیر طیفی را بین پریودهای 04/1و 27/0 ثانیه برابر 0/85 g دارد و طیف پیشنهادی MDL حداکثر مقادیر طیفی خود را در محدوده بین پریودهای 44/0 تا 84/0 ثانیه برابر با 0/38 g دارد.

در نتیجه در هر سطح شتاب طراحی سازه به نحوی انجام شده است که پریود اصلی سازه در محدوده شتاب حداکثر طیفی قرار نگرفته است و پدیده تشدید اتفاق نیفتاده است.

کنترل کیفیت مصالح و نظارت اجرایی‌ از آنجا که طراحی مناسب توام با اجرای دقیق و کنترل کیفیت مصالح، مقاوم‌سازی سازه را در برابر نیروهای وارده امکان‌پذیر می‌سازد، در این پروژه نسبت به کنترل کیفیت مصالح بکار رفته اقدامات زیر انجام می‌گیرد: 1.

کیفیت بتن : به منظور دسترسی به کیفیت مطلوب و جلوگیری از نابودی خواص بتن - در حین حمل - نسبت به دایرکردن بچینگ پلنت در محل کارگاه مبادرت نموده و در تمام مدت اقدامات لازم نظیر تست مواد سنگی، سیمان و آزمایش‌های مربوطه با استقرار آزمایشگاه محلی انجام می‌شود.

2.

کیفیت مصالح فولادی: برای بررسی کیفیت مصالح فولادی تمام مصالح قبل از ورود به کارخانه ساخت تحت آزمایش‌های مربوطه قرار گرفته و بعد از حصول اطمینان از تطابق مشخصات مواد فلزی با موارد در نظر گرفته شده در طراحی، اجازه حمل داده می‌شود.

همچنین در کارگاه ساخت با استقرار یک اکیپ (Q.C ) تمام آزمایش‌های مربوط به جوش نظیر آزمایشات ذرات مغناطیسی( M.T ) اولتراسونیک(U.T ) ، رنگ‌های نافذ( P.T) و رادیوگرافی( R.T) و همچنین اجرای دقیق روند جوشکاری(W.P.S ) جهت جلوگیری از ایجاد تنش‌های پسماند بعد از جوشکاری کنترل می‌گردد.

از آنجا که این سازه دارای اتصالات پیچ و مهره ای (اصطکاکی و اتکایی) می‌باشد، تمام آزمایش‌های مربوط به پیچ نظیر آزمایش ترکیب شیمیایی کوانتومتری، سختی سنجی، کنترل ابعادی، کشش کلگی، ریز‌سختی‌سنجی و ...

نیز انجام می‌گیرد.

درکارگاه نصب هم ضمن نظارت کافی به لحاظ اطمینان از انجام اتصالات اصطکاکی ضمن استفاده از ترکمتر از واشرهای D.T.I جهت کنترل مضاعف ایجاد اصطکاک لازم در اتصالات استفاده می‌گردد.

خطاهای جوشکاری اتصالات در ساختمان‌های فولادی با وجود تجربه تلفات و خسارات سنگین زلزله‌های اخیر مانند زلزله‌های منجیل و بم، احتمال جدی وقوع زمین لرزه‌های بزرگ در بیشتر مناطق پر جمعیت کشور و نیاز جدی به اعمال کنترل کیفی در طراحی و اجراء ساختمان‌ها ، متأسفانه هنوز توجه کافی به ساخت و ساز صحیح نشده است.

با وجود تجربه تلفات و خسارات سنگین زلزله‌های اخیر مانند زلزله‌های منجیل و بم، احتمال جدی وقوع زمین لرزه‌های بزرگ در بیشتر مناطق پر جمعیت کشور و نیاز جدی به اعمال کنترل کیفی در طراحی و اجراء ساختمان‌ها ، متأسفانه هنوز توجه کافی به ساخت و ساز صحیح نشده است.

از نظر علم مهندسی زلزله، در حال حاضر ساخت بناهای مقاوم در برابر زلزله امکان‌پذیر است، لیکن عملاً به‌دلیل یکسری مشکلات اجرائی رسیدن به ساختمانهای مقاوم تضمین نمی‌گردد.

مشکل اصلی آسیب‌پذیری لرزه‌ای ساختمان‌ها حتی نمونه‌های جدیدالاحداث در ایران، عدم استفاده صحیح از دانش فنی در مراحل طراحی و اجرا می‌باشد.

دستورالعمل‌های اتصالات جوشکاری شده و ضوابط طراحی ساختمان‌های فولادی، گاهی در طراحی و اجرا سهل‌انگاری می‌شود.

لذا بایستی سطح معلومات فنی این افراد افزایش‌یافته و نیز مکانیزمی برای اعمال قاطعیت اجرائی و کنترل امر در نظر گرفته شود و البته طوری که حقوق مهندس ناظر حفظ شده و مسئولیت‌ها به درستی تقسیم گردد.

ساختمان‌های فولادی بخش قابل توجهی از ساخت و ساز در ایران را تشکیل می‌دهند و یکی از مهمترین موضوعات در هر ساختمان فولادی، کنترل جوشکاری آن می‌باشد.

اهمیت این امر در زلزله‌های اخیر نشان داده شده است که خسارات اساسی پس از بریدن جوش اتصال عضو سازه‌ای پدید می‌آید.

اثر طراحی و اجرای اتصالات جوشی بر آسیب پذیری لرزه ای سازه های فولادی باگذشت حدود 50 سال از کاربرد اتصالات جوشی در صنعت شاختمان در ایران هنوز نقایص زیادی در اجرای ساختمانهای فولادی جدید مشاهده می شود.

در یک بررسی اولیه عوامل زیر را می توان به عنوان دلایل اصلی نقایص ذکر کرد: 1- عدم طرح دقیق اتصالات جوشی با توجه به عملکرد مورد نظر آنها 2- عدم انطباق اجرای معمول ساختمان با آیین نامه ها و دستورالعملها 3- کیفیت پایین جوش به علت عدم وجود آموزش کلاسیک کافی در این زمینه برای مهندسان و جوشکاران 4- نبود نظارت اصولی و دقیق بر اجرای جوشکاری در ساختمانهای شهری در کشور.

در این مقاله بعد از مرور خرابیهای سازه های فولادی در زلزله های گذشته ایران و جهان سعی گردیده تا طراحی و اجرای معمول و سنتی سازه های فولادی جوش شده در کشور با حالت قابل قبول آن مقایسه گردد.

برای این منظور از آیین نامه های معمول طراحی سازه های فولادی ایران و آیین نامه های طراحی کشورهای صنعتی زلزله خیز استفاده شده تا مشخص شود که چه مواردی از اجرا یا آیین نامه ها و دستورالعملهای اجرایی همخوانی ندارد.

علاوه بر آن مطالعه ای بر روی نقاط ضعیفی که ناشی از اجرای جوش می باشد انجام گرفته و در پایان پیشنهاداتی برای بهبود وضع موجود و کاهش خطرات ناشی از زلزله ها در این نوع سازه ها ارایه گردیده است.

سازه فولادی از مجموعه ای از اعضای باربرساخته شده از نیمرخهای فولادی یا ورق می باشد که به کمک اتصالات به یکدیگر متصل می گردند.با توجه به روشهای تکامل یافته ای که برای تولید نیمرخ های فولادی به کار گرفته می شود این مقاطع غالبا رفتار در حد قابل انتظاری از خود نشان می دهند.

مساله بسیار مهم رفتار اتصالاتی است که الف) برای ساخت اعضای مرکب از نیمرخ و ورق برای یکپارچه نمودن اعضا(شامل تیر و ستون و مهاربندها)در محل گره ها مورد استفاده قرار می گیرد.وسایلی که برای ساخت اعضا و اتصال آنها به یکدیگر به کار می رود شامل پیچ و پرچ و جوش است.در این میان استفاده از جوش در ساختمان سازی متعارف در ایران بسیار رایج است.تا زمان وقوع زلزله نورث ریچ(1994)تصور بر این بود که در صورت رعایت اصول فنی در طرح و اجرای سازه های فولادی جوشی این سازه هادر زلزله عملکرد قابل قبولی از خود نشان می دهند.اما وقوع این زلزله این فرض رازیر سوال برد.در این زلزله مشاهده شد که در بسیاری از اتصالات , در محل درز جوش اتصال , فلز مادر(Base metal) دچار ترک یا یعضا شکست شده است.اسن مساله باعث شد تا تحقیقات گسترده ای در مورد علت این پدیده صورت گیرد که این تحقیقات تا به امروز ادامه دارد.از طرف دیگر مشاهده و تحقیق درباره وضعیت ساخت و ساز ساختمانهای فولادی نشان می دهد که اتصالات جوشی متداول در ایران از کیفیت مناسبی برخوردار نیستند و با وجود سابقه نسبتا طولانی در استفاده از جوشکاری در صنعت ساختمان هنوز نقایص زیادی در این زمینه مشاهده می شود.

عملکرد لرزه ای ساختمانهای فولادی براساس تجربه های حاصل از زلزله های گذشته و مطالعات انجام گرفته سازه هایی در برابر زلزله دارای عملکرد بهتری هستند که بتوانند ضمن حفظ پایداری و انسجام کلی خود انرژی ناشی از زلزله را تا حد امکان جذب و مستهلک نمایند.با توجهبه منحنی نیرو-تغییر مکان سازه ها و توجه به این مطلب که سطح بین منحنی نیرو-تغییرمکان و محور تغییرمکان نشان دهنده میزان انرژی جذب شده توسط سازه است.هر چه سازه شکل پذیرتر باشد انرژی بیشتری را هنگام زلزله جذب کرده و رفتار مطلوبتری دارد.فولاد نرمه به علت طبیعت شکل پذیر از این نظر ماده مناسبی می باشد و می تواند میزان زیادی انرژی جذب کند.اما تجربه نشان داده است که در سازه های فولادی در صورت عدم استفاده از اتصالات مناسب عملکرد مناسب لرزه ای آنها مناسب و قابل قبول نخواهد بود و در اثر زلزله دچار شکست سازه ای و یا انهدام خواهد شد.در زلزله منجیل (1369) مشاهده شد که تعدادی از ساختمانهای فولادی دچار تخریب کامل شدند.

رفتار این سازه ها در این زلزله ثابت کرد که در بسیاری از موارد سازه های موجود دارای سیستم مقاوم زلزله مناسبی نیستند.استفاده از تیرهای خورجینی(تیرهای سرتاسری در دو طرف ستون با اتصال نبشی) و عدم شناخت سیستم حاصل و مدل صحیح برای این اتصالات باعث شده این سیستم از نظر مهندسی زلزله بسیار آسیب پذیر تلقی گردد.درس حاصل از این زلزله کیفیت پایین ساخت و ساز شهری بودکه در سالهای اخیر تلاشهایی برای اصلاح آن به عمل آمده است.در زلزله نورث ریچ آمریکا مشاهده شد که در بسیاری ازساختمانهای فولادی اتصال تیرها و ستونها دچار ترک و یا بعضا شکست شد.بیشتر این ترکها و شکستها در بال ستون اتفاق افتاده است.