پژوهشکده زلزله و سوانح طبیعی

گروه پژوهشی مهندسی سازه

لرزه خیزی کشور و استان کرمان، همچنین وجود تجربیات زلزله های گذشته نشان می دهد که تنها راه کاهش اثرات ناشی از زلزله ساخت سازه ها و ابنیه های مقاوم لرزه ای، استفاده از روش های نوین طراحی سبک بودن سازه و همچنین بهینه بودن از نقطه نظر اقتصادی می باشد.

زمینه های تخصصی گروه:

بهینه سازی سازه ها

طراحی سازه ها با در نظر گرفتن دو محدودیت رفتار مناسب لرزه ای و اقتصادی بودن آنها نیاز به استفاده از روش های بهینه سازی دارد. توسعه و استفاده از روش های بهینه سازی برای سازه های پر اهمیت و حجیم مانند پل ها، سد ها و یا سازه های فضاکار که اصولا هزینه ساخت نیز در آنها قابل توجه می باشد، بعضا باعث کاهش قابل ملاحظه هزینه ها می شود.

مقاوم سازی سازه ها

اکثر آیین نامه ها و یا دستورالعمل هایی که برای ارزیابی و بهسازی لرزه ای سازه ها ارائه شده است، اقتباسی از آیین نامه های سایر کشورها می باشد. لذا بررسی دقیق سازه های ساخته شده در ایران و بررسی روش های مدلسازی، صحت سنجی و بهبود رفتار لرزه ای از جمله  چالش های مهم مهندسی سازه می باشد.

سبک سازی سازه ها

با توجه به اینکه نیروهای لرزه ای وارد بر سازه ها با وزن سازه نسبت مستقیم دارد لذا می توان گفت استفاده از مصالح و سیستم هایی سبک سازه ای و غیر سازه ای می تواند بهبود رفتار لرزه ای سازه ها را بدنبال داشته باشد. از سوی دیگر توجه به ملاحظات لرزه ای این سازه ها نیاز به بررسی دقیق و مهندسی دارد.

گروه پژوهشی مهندسی سازه

طراحی بهینه چلیک های فضاکار با استفاده از الگوریتم های فراکاوشی(مطالعه موردی چلیک سقف فضاکار دانشگاه علم و فرهنگ)

توسعه اقتصادی، فرهنگی و تکنولوژی یک جوامع مختلف نیاز به ساخت سازه های با کاربری خاص و دهانه های بسیار بزرگ و شکلهای بدیع و اثرگذار را افزایش داده است. سازه های فضاکار با توجه به ویژگیها و مزایی خاص خود یکی از اصلی ترین راه حلها برای برآورده کردن نیاز مزبور می باشند. امروزه سازه های فضاکار به دلیل داشتن مزایای متنوع به طور گسترده و روز افزونی در پوشش سالن های وسیع صنعتی، آشیانه هواپیماها، سالن های ورزشی، نمایشگاهها و … مورد استفاده قرار می گیرند. در این پروژه از سازه فضاکار چلیک به منظور پوشش سالن چند منظوره دانشگاه علم و فرهنگ استفاده شده است.  این سازه به مساحت ۱۱۰ متر مربع در ارتفاع ۳۰ متری قرار گرفته است. طراحی سازه با در نظر گرفتن اثرات اندرکنش سازه قبلی و جدید با استفاده از نرم افزار opensees و تحلیل دینامیکی غیرخطی انجام پذیرفت. طراحی سازه با استفاده از روش اجتماع پرندگان و در نظر گرفتن رفتار غیرخطی مصالح و غیرخطی هندسی بهینه گردید.

مطالعـات مستندسازی، آسیب شناسی و مقاوم سازی مخازن استان کرمان

 

مخازن آب شرب از اجزای اصلی خطوط انتقال آب شرب بوده که مهندسین و دست اندرکاران امر را وا می­دارد که در ساخت و حفاظت از آن کنکاش و دقت بیشتری داشته باشند. از آنجا که سازه های مختلف آب و فاضلاب و به ویژه مخازن آب و فاضلاب اغلب بتنی بوده و ساخت و ساز آنها سرمایه گذاری عظیمی نیاز دارد و از سوی دیگر این سازه ها به دلیل مجاورت با مواد خورنده موجود در آب و فاضلاب و عوامل مخرب دیگر در صورت عدم حفاظت مناسب درمدت زمان کوتاهی نسبت به عمر مفید خود از مدار استفاده خارج می­شوند و مسائل و مشکلات عدیده ای به وجود می آورند، لذا توجه به آخرین یافته های علمی و طرح های تحقیقاتی در جهت احداث و حفاظت از این سازه ها و استفاده از روش های جدید و اقتصادی برای افزایش دوام مصالح پر استفاده ای مانند بتن ضروری می باشد. در این تحقیق شناخت علل فساد و آسیب های وارده بر بتن روی کلیه مخازن استان که ۱۱ مخزن در سراسر استان می باشد در پروسه مطالعات کتابخانه ای و تحقیقات میدانی بررسی و همچنین استراتژی های بهسازی بتن و جلوگیری از بروز فرسایش و تخریب آن در قالب طرح مدیریت تولید و حفاظت بتن جمع بندی و ارائه شده است.

ارزیابی سازه کارخانه هماتیت شرکت سنگ آهن گل گهر

احداث کارخانه هماتیت با هدف تولید خوراک مورد نیاز کارخانه های گندله سازی در سال ۸۴  شروع گردید. این کارخانه با سرمایه گذاری ۹۵ میلیارد ریال و سرمایه گذاری ارزی ۳۳ میلیون یورو و با ۱۵۰ نفر اشتغال مستقیم از اهمیت قابل ملاحظه ای برخوردار می باشد.

سازه این کارخانه، فولادی به شکل هندسی سوله ای، در بعضی از محلها با توجه به نوع کاربری در یک یا چند طبقه ساخته شده است. سازه این کارخانه با ارتفاع  ۲۳ متر و دهانه ۳۰ متری به مساحت ۷۵۰۰ متر می باشد.

وجود نواقصی مانند کیفیت نامناسب جوشکاری اتصالات، خروج دستگاهها از وضعیت کالیبره در اثر لرزش ایجاد شده ناشی از انفجار های معدن منجر به استهلاک سریع سازه در اثر جابجایی زیاد، خارج شدن خط از تولید و استهلاک سریعتر خود دستگاهها شده است.

مراحل انجام شده در طرح ارزیابی و بهسازی سازه کارخانه هماتیت گل گهر تحت بارهای بهره برداری:

  • بررسی نقشه ها و گردآوری اطلاعات اولیه
  • بررسی اتصالات جوشی و پیچی اجرا شده
  • ارزیابی و تحلیل سازه در برابر بارهای بهره برداری
  • ارائه روش بهسازی سازه

با بررسی های واریانت های مختلف جهت بهسازی این سازه با توجه به محدودیت های موجود راهکارهای اجرایی مانند اضافه کردن بادبند در طول سازه، اضافه کردن بادبندهای سقفی، حفاظت از صفحات پای ستون در برابر خوردگی، اصلاح جوش ها و اتصالات پیچی پیشنهاد و اجرا گردید.

طرح ارزیابی و بهسازی سازه ساختمان بیمارستان کرمان درمان

ساختمان بیمارستان کرمان درمان حدود ۴۰ سال قبل ساخته شده و لی در چند سال اخیر به علت احتمال بروز مشکلات سازه ای غیر قابل استفاده می باشد. در این تحقیق علاوه بر ارزیابی لررزه ای طرح بهسازی سازه نیز انجام شده است.

ساختمان بیمارستان دارای سازه اسکلت فلزی به همراه دیوار های مصالح بنایی به عنوان عناصر باربر جانبی بوده است. این عناصر باربر در سالهای اخیر به علت تغییر کاربری تخریب گردیده اند. بنابراین در سازه این ساختمان هیچ گونه عضو باربر لرزه ای وجود ندارد.

پس از بررسی های ابتدایی و انجام عملیات سونداژ و انجام آزمایش های لازم، مدلسازی ساختمان انجام گرفت. در بررسی انجام شده از تحلیل های دینامیکی خطی و پوش اور مورد استفاده قرار گرفت و اتصال تیر به ستون به صورت نیم گیردار لحاظ گردید.

پس از بررسی نتایج لزوم بهسازی آشکار گردید و طرح بهسازی سازه با استفاده از مهاربند و تقویت سقف ارائه گردید.

ارزیابی لرزه ای و بهسازی شبستان شمالی مسجد جامع کرمان

مسجد جامع در استان کرمان، شهرستان کرمان واقع شده است. مسجد جامع کرمان یکی از زیباترین بناهای دوران اسلامی در کشور ایران است. تاریخ ساخت این مسجد به سال ۷۵۰ هجری قمری یعنی دوران حکومت امیر مبارزالدین محمد مظفری میبدی، سر سلسله خاندان آل مظفر باز می‌گردد. حفظ این سازه ها به عنوان ساختمان های با قدمت تاریخی و اهمیت و تاثیر خرابی احتمالی سازه هایی همانند مساجد در زلزله باعث شده است که این قبیل سازه ها در دسته ساختمانهای با اهمیت زیاد قرار گیرند. به وقوع پیوستن زلزله‌هایی مخرب در استان در دهه های اخیر نشان از پتانسیل بالای لرزه خیزی استان کرمان دارد.

شبستان شمالی مسجد جامع کرمان سازه ای مصالح بنایی با سقف گنبدی است. این سازه در طول سال های اخیر به در محل های موضعی و بدون طراحی مهندسی بهسازی شده است. به عنوان مثال برخی از ستون های سازه بهسازی شده و در زیر سازه کانالهایی به منظور انتقال آب زیر زمینی حفر شده است. بررسی های اجمالی اولیه این ساختمان نشان از آسیب پذیری سازه در برابر بارهای لرزه ای قابل توجه بوده و نیاز به بررسی کمی و ارائه طرح بهسازی مناسب دارد. انجام ارزیابی لرزه ای شبستان شمالی مسجد جامع کرمان به سه مرحله تقسیم گردید ابتدا تمامی موارد و جزئیات مورد نیاز برای مدلسازی با استفاده از آزمایش های مورد نیاز بدست آمد. سپس با استفاده از روش های تحلیل خطر احتمالی و تعینی بیشینه شتاب در محل محاسبه و در انتها با استفاده از تحلیل خطی و یا در صورت نیاز تحلیل غیرخطی ارزیابی سازه انجام گردید. در نهایت طرح بهسازی سازه ای با استفاده از تقویت ستون های سازه با استفاده از ژاکت فولادی و بهسازی پی با استفاده از طرح زهکشی و استفاده از ریزشمع ها ارائه گردید.