اصول مهندسی سازه
مهندسی سازه در مورد سازه‌های انتقال بار از اجزا یک ساختمان یا بنا به محل تکیه‌گاهی آنها مانند پی سازه صحبت می‌کند. مهندسی سازه گرایشی از مهندسی است که با طراحی سیستم‌های سازه‌ای به هدف تأمین باربری و ایجاد مقاومت در برابر نیروهای گوناگون وارد بر سازه سروکار دارد.
مهندسی سازه عمدتاً با طراحی ساختمان‌ها و سازه‌های غیرساختمانی سر و کار دارد و همچنین نقش ضروری ای در طراحی ماشین آلات، در جاهایی که یکپارچگی سازه‌ای بر روی ایمنی و اطمینان‌پذیری ماشین تأثیر دارد، بازی می‌کند. طراحی بسیاری از ساخته‌های دست بشر، از مبلمان تا تجهیزات پزشکی، از خودرو و … نیاز به حضور مهندس سازه دارد.
پیش از مطالعه‌ی این نوشته، برای آشنایی با مهندسی سازه این مقالات را بخوانید!
چرا مهندسی سازه مهم است؟
یکی از شاخه‌‌‌‌‌‌‌های علوم مهندسی طراحی سازه یا ساختار می‌باشد. علم طراحی مهندسی این توانایی را دارد که یک سازه با ساختار مقاوم و محکم همراه با قابلیت‌‌‌‌‌‌‌های مهندسی بسیار زیبا را طراحی و اجرا کند. باید تمامی مراحلی را که سازه طراحی می‌شود بسیار دقیق و درست بررسی و ارزیابی کرد.
ساخت یک سازه باید به گونه‌‌‌‌‌‌‌‌ای باشد که تحمل بارهای اضافی را داشته باشد و در برابر هرگونه آسیب بسیار مقاوم باشد و نکته‌ی بسیار مهم و حائز اهمیت این است که آنها باید در یک دوره بسیار طولانی پایدار بمانند.
هدف مهندسی سازه
هدف از طراحی سازه ساختارهایی محکم است که پایداری خود را بعد از گذشت قرنها نیز حفظ کند. برای مثال بسیاری از آثار باستانی با گذشت‌‌‌‌‌‌‌ها قرنها هم چنان ثابت مانده اند، این نشان از طراحی درست یک سازه می‌باشد. توجه داشته باشید که کوچکترین بی دقتی و انحراف در اصول استاندارد باعث می‌شود در طراحی سازه مشکل ایجاد شود و نتوان ساختمان‌‌‌‌‌‌‌های امنی را در برابر ضربه ساخت و همین امر می‌تواند پیامدهای بسیار جدی را به دنبال داشته باشد.
هدف علم طراحی سازه نیز در تمام دنیا همین است. مهندسین این حوزه به جد می‌کوشند تا سازه‌هایی استوار و پایدار با حداکثر کاربری و عمر بسازند. در طراحی سازه ما می‌خواهیم که یک ساختمان علاوه بر زیبایی، شکیل بودن، هدفمند بودن و فواید و فاکتورهای مهندسی، برای سالیان طولانی قابل استفاده باشد تا منابع محدود و ارزشمند انسانی به هدر نرود. معتقدیم که باید از حوادث گذشته درس گرفت. باید احتمال آسیب ناشی از حوادث و شرایط جوی و حتی فرسایش ناشی از گذر زمان را به حداقلی‌ترین‌ها رساند.
ساختار مهندسی سازه
یک مهندس سازه باید در هنگام طرح یک سازه به دو مسئله توجه کند، مسئله اول بررسی مقاومت سازه در برابر بارهای وارد بر سازه که شامل بارهای زنده، بار باد، برف، انسان، اشیا و بار مرده و بار زمین لرزه و… است که با طراحی سیستم باربر و محاسبه و کنترل مقاومت کافی اعضای سازه در برابر این بارها است.
مسئله دوم بررسی کارایی سازه است یعنی سازه باید فاقد مواردی مانند لرزش و تغییر شکل‌های خارج از اندازهٔ مجاز آیین‌نامه باشد؛ زیرا این موارد در کاربری سازه مشکل‌زا هستند و باعث مشکلی مانند ترس در کاربران سازه یا مواردی مانند ترک خوردن دیوارها و نازک کاری‌ها می‌شوند.
مراحل مهندسی سازه
- برنامه ریزی: هنگامی که یک سازه طراحی می‌شود مهم‌‌‌‌‌‌‌‌‌ترین و اصلی‌‌‌‌‌‌‌‌‌ترین مرحله برنامه ریزی می‌باشد، در این مرحله وسیله‌‌‌‌‌‌‌های مورد نیاز، عواملی که ممکن است بر طراحی سازه تاثیر بسیاری داشته باشند را بررسی می‌کنند و با برنامه ریزی ابعاد سازه، طرح ابتدایی و نهایی سازه را به دست می‌آورند. البته این مرحله تماما با مشورت و راهکارهای پیشنهادی مهندسان انجام می‌شود. بسیار مهم است که در هنگام طراحی سازه به مسائلی مانند زیبایی شناسی و تناسب بین طرح سازه و فرهنگ جامعه، بودجه، مجوزهای قانونی و محیط زیست توجه ویژه‌‌‌‌‌‌‌‌ای داشته باشید. سعی کنید هر مسئله‌‌‌‌‌‌‌‌ای که ممکن است برای طرح شما مشکل ایجاد می‌کند را بررسی کنید و برای آن راه حل‌‌‌‌‌‌‌های مناسب و کاربردی تعیین کنید.
- ارائه طرح اصلی در مهندسی سازه: دومین مرحله طراحی سازه برنامه ریزی دقیق و ارائه طرح اصلی می‌باشد. در این مرحله کار طراحی سازه معمولا از طریق نقشه کشی فیزیکی و کار با نرم افزارهای رایانه‌‌‌‌‌‌‌‌ای دنبال می‌شود.
- مهندسی سازه و تهیه امکانات: در سومین مرحله از ساخت سازه کار ساخت و ساز آغاز می‌شود. هر آنچه برای شروع کار نیاز باشد را فراهم می‌کنند که عبارتند از: تجهیزات، ماشین آلات، نیروی کار و مواد اولیه. در این قسمت مهندس سازه بر همه مراحل نظارت دارد، در اینجا تیم نظارت بر مشکلات و بررسی چالش‌‌‌‌‌‌‌ها و پیشنهاد راهکار‌‌‌‌‌‌‌ها را برعهده دارند. بعضی از سازه بسیار سخت و پیچیده می‌باشند و باید حتما توسط یک تیم ناظر حرفه‌‌‌‌‌‌‌‌ای بررسی شود. مهم‌‌‌‌‌‌‌‌‌ترین نکته در طراحی سازه تخصص و مهارت می‌باشد. هنگام ساخت سازه باید تمامی استانداردهای ساخت و ساز و مسائل مربوط به زیست محیطی را رعایت کرد. با استفاده از فرمول‌‌‌‌‌‌‌های مهندسی می‌توان میزان فشاری که بر ستون‌‌‌‌‌‌‌ها و ساختمان وارد می‌شود را محاسبه می‌کنند. به علت اینکه در هنگام ساخت سازه باید از نرم افزارهای مهندسی استفاده کرد بسیار مهم است که یک متخصص نرم افزار و برنامه‌‌‌‌‌‌‌های رایانه‌‌‌‌‌‌‌‌ای نیز در پروژه حضور داشته باشد. در هنگام طراحی سازه می‌توان از مواد اولیه فلزی و غیر فلزی استفاده کرد، لازم به ذکر است که به علت محاسبات ریاضی که انجام میگیرد توجه به جنس ماده و خاصیت فیزیکی و مکانیکی ماده بسیار مهم است.
برای این که سازه ساختمانی به خوبی و با کیفیت بالایی ساخته شوند باید تمامی نکات لازم را در مورد طراحی سازه رعایت کرد. برای مثال در هنگام طراحی سازه هایی که بتنی هستند بعضی از عوامل مانند محاسبه ضرایب ترک خوردگی، رسم انواع دیوار برشی، تنظیمات مورد نیاز در طراحی سازه بتنی و اجرای آن و در آخر حتما تمامی موارد مورد نیاز برای برش دیوار را کنترل کنید.
با بررسی علم طراحی سازه و کوشش در جهت گسترش و فراهم آوردن بستر در اجرایی کردن آن می‌کوشیم تا ساختمان‌هایی را بسازیم و بازسازی کنیم که نه تنها برای ده‌ها سال بلکه برای حتی قرنها پایدار و مستحکم بمانند و پایداری و ایمنی و امنیت خود را از دست ندهند. ما قصد داریم به استحکام و پایداری ابنیه تاریخی خود بازگردیم که پس از قرنها همچنان استوار جهان معماری را به شگفتی واداشته‌اند.
برای مشاوره‌ی رایگان می‌توانید با شماره‌‌‌‌‌‌‌های ۰۹۱۲۲۴۶۰۰۸۹ | ۰۹۱۲۱۴۷۱۸۴۷ به طور مستقیم تماس بگیرید.
نظرات خود را در ارتباط با این مقاله ما بنویسید.
موفق باشید.