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 اقتصادي، فرهنگي و تکنولوژي يک جوامع مختلف نياز به ساخت سازه هاي با کاربري خاص و دهانه هاي بسيار بزرگ و شکلهاي بديع و اثرگذار را افزايش داده است. سازه هاي فضاکار با توجه به ويژگيها و مزايي خاص خود يکي از اصلي ترين راه حلها براي برآورده کردن نياز مزبور مي باشند. امروزه سازه هاي فضاکار به دليل داشتن مزاياي متنوع به طور گسترده و روز افزوني در پوشش سالن هاي وسيع صنعتي، آشيانه هواپيماها، سالن هاي ورزشي، نمايشگاهها و … مورد استفاده قرار مي گيرند. در این پروژه از سازه فضاکار چلیک به منظور پوشش سالن چند منظوره دانشگاه علم و فرهنگ استفاده شده است.  این سازه به مساحت 110 متر مربع در ارتفاع 30 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 مستندسازي، آسيب شناسي و مقاوم سازی مخازن استان كرمان

 

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 11 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 هماتيت با هدف توليد خوراک مورد نياز کارخانه هاي گندله سازي در سال 84  شروع گرديد. اين کارخانه با سرمايه گذاري 95 ميليارد ريال و سرمايه گذاري ارزي 33 ميليون يورو و با 150 نفر اشتغال مستقيم از اهميت قابل ملاحظه اي برخوردار مي باشد.

سازه اين کارخانه، فولادي به شکل هندسي سوله اي، در بعضي از محلها با توجه به نوع کاربري در يک يا چند طبقه ساخته شده است. سازه اين کارخانه با ارتفاع  23 متر و دهانه 30 متري به مساحت 7500 متر مي باشد.

وجود نواقصي مانند کيفيت نامناسب جوشکاري اتصالات، خروج دستگاهها از وضعيت کاليبره در اثر لرزش ايجاد شده ناشي از انفجار هاي معدن منجر به استهلاک سريع سازه در اثر جابجايي زياد، خارج شدن خط از توليد و استهلاک سريعتر خود دستگاهها شده است.

مراحل انجام شده در طرح ارزيابي و بهسازي سازه کارخانه هماتيت گل گهر تحت بارهاي بهره برداري:

  • بررسي نقشه ها و گردآوري اطلاعات اوليه
  • بررسي اتصالات جوشي و پيچي اجرا شده
  • ارزيابي و تحليل سازه در برابر بارهاي بهره برداري
  • ارائه روش بهسازي سازه

با بررسي هاي واريانت هاي مختلف جهت بهسازي اين سازه با توجه به محدوديت هاي موجود راهکارهاي اجرايي مانند اضافه کردن بادبند در طول سازه، اضافه کردن بادبندهاي سقفي، حفاظت از صفحات پاي ستون در برابر خوردگي، اصلاح جوش ها و اتصالات پيچي پيشنهاد و اجرا گرديد.

طرح ارزیابی و بهسازی سازه ساختمان بیمارستان کرمان درمان

ساختمان بيمارستان کرمان درمان حدود 40 سال قبل ساخته شده و لي در چند سال اخير به علت احتمال بروز مشکلات سازه اي غير قابل استفاده مي باشد. در اين تحقيق علاوه بر ارزيابي لررزه اي طرح بهسازي سازه نيز انجام شده است.

ساختمان بيمارستان داراي سازه اسکلت فلزي به همراه ديوار هاي مصالح بنايي به عنوان عناصر باربر جانبي بوده است. اين عناصر باربر در سالهاي اخير به علت تغيير کاربري تخريب گرديده اند. بنابراين در سازه اين ساختمان هيچ گونه عضو باربر لرزه اي وجود ندارد.

پس از بررسي هاي ابتدايي و انجام عمليات سونداژ و انجام آزمايش هاي لازم، مدلسازي ساختمان انجام گرفت. در بررسي انجام شده از تحليل هاي ديناميکي خطي و پوش اور مورد استفاده قرار گرفت و اتصال تير به ستون به صورت نيم گيردار لحاظ گرديد.

پس از بررسي نتايج لزوم بهسازي آشکار گرديد و طرح بهسازي سازه با استفاده از مهاربند و تقويت سقف ارائه گرديد.

ارزيابي لرزه اي و بهسازي شبستان شمالي مسجد جامع کرمان

مسجد جامع در استان کرمان، شهرستان کرمان واقع شده است. مسجد جامع كرمان يكي از زيباترين بناهاي دوران اسلامي در كشور ايران است. تاريخ ساخت اين مسجد به سال 750 هجري قمري يعني دوران حكومت امير مبارزالدين محمد مظفري ميبدي، سر سلسله خاندان آل مظفر باز مي‌گردد. 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.