این سیاره هم همچون قمر زمین ماه دارای شکاف هایی است که از برخورد شهابسنگها به وجود آمده اند. قطر ایت سیاره 4878 کیلومتر است. رصد این سیاره برای ساکنان زمینی کمی سخت است چون فاصله ای بسیار نزدیک به خورشید دارد و ارتفاع کمی از افق می گیرد. جو آن بسیار رقیق و از جنس هلیوم است. یکی از داغ ترین مناطق این سیاره مشهور به حوضه کالوریس به قطر 1300 کیلومتر است. هسته این سیاره از جنس آهن است که 70% جرم کل را تشکیل می دهد.
اطلاعات از سیاره عطارد(تیر) : قطر:4878 کیلومتر- فاصله از خورشید: در حداکثر 70000000 کیلومتر و در حداقل 46000000 کیلومتر-طول سال: 88 روز ( نسبت به زمین)- طول روز: 59 روز - جرم: 0/055 زمین-چگالی: 0/98 زمین- دمای سطح: در قسمت رو به خورشید: 450 درجه سانتیگراد و در قسمت تاریک: 170- سانتیگراد-دارای قمر نیست.
در گذشته اعتقاد داشتند که در زهره حیات وجود دارد اما سفینه هایی که بر سطح آن فرود آمدند وجود حیات را تکذیب کردند. زیرا دمایی در حدود 500 درجه سانتیگراد دارد. جو آن بسیار غلیظ و نابود کننده است که عمدتا از دی اکسید کربن تشکیل شده که باعث درخشندگی بسیار زیاد آن در آسمان است و دارای ابرهایی از جنس اسید سولفوریک است. اندازه آن تقریبا اندازه گهواره ما یعنی زمین است و هسته ای مایع دارد و پوسته ای نازک صخره ای. اطلاعات: فاصله از خورشید(حداکثر:109000000 کیلومتر) و (حداقل: 108000000 کیلومتر) - طول سال: 225 روز - طول روز:117 روز - جرم: 0/82 زمین - چگالی:0/89 چگالی زمین- دمای سطح:500 درجه سانتیگراد.- دارای قمر نیست.
سیاره ای که اکنون حیات از نوع کاملا ابتدایی در آن وجود دارد ( باکتری های یخ زده) و تحمل پذیر ترین جا در منظومه شمسی است که اگر ماشین ها و مراکز صنعتی را به این سیاره ببریم و این سیاره را داغ کنیم مثل زمین شرایطی دارای حیات به خود می گیرد. مریخ نزدیکترین سیاره به زمین است. مرتفع ترین قله در مریخ به نام الیمپوس به ارتفاع 23 کیلومتر است و طول بزرگترین دره مریخ به نام مارینر به 4000 کیلومتر می رسد. اطلاعات: قطر: 6794 کیلومتر-فاصله از خورشید: ( حدااکثر: 294000000 کیلومتر) و (حداقل: 207000000 کیلومتر)طول سال:678 روز-طول روز: 23 ساعت و 37 ثانیه-جرم:0/11 زمین- چگالی:0/71 زمین- دمای سطح: حداقل: 20- سانتیگراد و در شب به 100- هم می رسد- دارای دو قمر به نام های فوبوس و دیموس است.
بزرگترین سیاره منظومه شمسی است و دارای 61 قمر می باشد که معروفترین آنها که حتی با دوربین خای دو چشمی کوچک هم نمایان هستند به نام های یو-اوروپا-کالسیتو-گانیمد هستند و از آنها به اقمار گالیله ای هم یاد می شود. مشتری به قدری بزرگ است که در آن می توان 1000 تا سیاره زمین جای داد. مشتری دارای ترکیبات جوی مشابه به خورشید است و عناصر هلیوم ، هیدروژن ، کربن و ازت را داراست. این سیاره اگر کمی پرجرم تر از زمان کنونی اش می شد به ستاره ای تبدیل می شد . دمای هسته سیاره مشتری حدود 30000+ درجه سانتیگراد است و ابرهای آن دمایی در حدود 150- دارند. در این سیاره طوفانهایی با سرعت 540 کیلومتر بر ساعت در حال وزیدنند که سفینه فضایی ویجر آن را مشخص کرد. اطلاعات: فاصله از خورشید:(حداکثر: 816000000 کیلومتر) و ( حداقل: 741000000 کیلومتر)- طول سال: 11/9 سال زمینی-طول روز: 9 ساعت و 50 دقیقه-جرم:318 برابر زمین-چگالی: 0/39 زمین-دمای سطح: 150-
از این سیاره به عنوان مروارید منظومه شمسی یاد می کنند زیرا در بین چهار سیاره ای که دارای حلقه هستند( مشتری،اورانوس و نپتون) این سیاره دارای حلقه هایی فوق العاده درخشان است که حتی با تلسکوپ های کوچک هم قابل مشاهده است. این سیاره دارای 32 قمر است که معروف ترین آن تیتان است. جنس حلقه های سیاره زحل از جنس خرده سنگ ها و یخ است که به دور این سیاره قرار گرفته اند. در جو این سیاره هلیوم و هیدروژن وجود دارد و دمای هسته صخره ای آن حدود 12000 درجه سانتیگراد است. در زحل حدود 700 زمین جای می گیرد. اطلاعات: فاصله از خورشید: (حد اکثر: 1507000000 کیلومتر) و (حداقل:1347000000 کیلومتر)-طول سال: 29/5 سال زمینی-طول روز: 10 ساعت و 14 دقیقه-جرم: 95 برابر زمین-چگالی 0/13 زمین-دمای سطح: 170-
یک از عجیب ترین سیارات منظومه شمسی اورانوس است زیرا دارای زاویه میل 98 درجه است و این نشان دهنده ان است که اورانوس از در مدار خود به پهلو می چرخد در واقع می توان نتیجه گرفت که در اورانوس21 سال روز است و در نیمه دیگر ان 21 سال شب است.اورانوس 15 قمر دارد که بزرگترین آنها تیتانیا و کوچکترین آنها میراندا است. اندازه آن تقریبا 4 برابر زمین است. کشف اورانوس توسط ویلیام هرشل انجام گرفت. این سیاره دارای هسته ای از جنس آهن و سیلیکات است. اطلاعات: فاصله از خورشید: (حداکثر: 30007000000 کیلومتر) و (حداقل:2737000000 کیلومتر) -جرم: 14/6 برابر زمین-چگالی : 22% زمین- دمای سطح: 200- سانتیگراد.
نپتون سیاره ای دور دست است که دارای هسته ای از جنس سیلیسوم و آهن است و دارای گوشته ای از جنس متان و آمونیاک. این سیاره منبع گرمایی درونی دارد و همین باعث می شود که دمای آن با اورانوس زیاد اختلاف نداشته باشد. این سیاره به وسیله کوچ آدامز کشف شد. این سیاره دارای 8 قمر است که بزرگترین آن به نام تریتون است که جهت گردش این قمر به دور نپتون بر عکس گردش سایر قمرهای دیکر این سیاره است.اطلاعات: دما: 210- سانتیگراد-فاصله از خورشید: (حداکثر: 4540000000 کیلومتر) و ( حداقل: 4462000000 کیلومتر)-طول سال: 164/8 سال زمینی- طول روز: 18 ساعت زمینی-جرم: 17 برابر زمین-چگالی 0/03 زمین.
از این سیاره اطلاعات زیادی در دست نیست. قطر آن حدود 2200 کیلومتر یعنی از ماه هم کوچکتر و دارای 3 قمر است.اطلاعات: فاصله از خورشید:(حداکثر:7388000000000 کیلومتر) و ( حداقل:4442000000000 کیلومتر)-دمای سطح: 230-
جرم:0/002 زمین-چگالی:0/64 زمین
باگذشت حدود 50 سال از کاربرد اتصالات جوشی در صنعت ساختمان 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 که در همین مقاله اشاره خواهم نمود:
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.
مقدمه:
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 را زیر سوال برد . در این زلزله مشاهده شد که در بسیاری از اتصالات , در محل درز جوش اتصال , فلز مادر (Base metal) دچار ترک یا بعضا شکست شده است. این 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 ویا بعضا شکست شد . بیشتر این ترکها و شکستها در بال ستون اتفاق افتاده است.
صنعت جوشکاری ساختمان در ایران
با گذشت 50 سال از استفاده از جوش در ساختمان دهه اخیر (80-1370 ) از نظر تعداد ساختمانهایی که با سازه های فولادی طراحی و اجرا شده اند کاملا استثنایی به شمار می آید. در نیمه دوم این دهه دهها هزار سازه فولادی در تهران و شهرهای بزرگ ایران به ناگهان سر از زمین برآورد . گسیل سرمایه ها به سوی ساخت و ساز شهری و تبدیل ساخت سرپناه به ماشین سرمایه گذاری جهت سودهای کلان باعث گردید تا رعایت اصول فنی و ایمن سازی ساختمانها در برابر زلزله در برابر منفعت طلبی صاحبکاران عملا مورد توجه قرار نگیرد.از طرف حجم عظیم ساخت و ساز نیروی انسانی زیادی اعم از مهندس و تکنسین و جوشکار احتیاج داشت که باعث ورود افراد غیرمتخصص به این جرگه گردید.تمامی این مسایل دست به دست هم داد تا طرح و اجرای ساختمانهای فولادی آنچنان که باید از کیفیت مطلوبی برخوردار نباشد.تخریب کلی ساختمانهای فولادی در زلزله منجیل موید پایین بودن کیفیت ساختمانهای فولادی کشور می باشد. از میان تمامی عوامل دخیل در طرح و ساخت سازه های فولادی اتصالهای جوشی از نارساییهای بیشتری برخوردارند. علل اصلی پایین بودن کیفیت جوش درساخت و سازهای شهری را می توان به صورت زیر بیان نمود :
1- عدم انطباق اجرای معمول سازه های فولادی با آیین نامه ها و دستورالعملها
2- کیفیت پایین جوش به علت عدم آموزش کلاسیک کافی در این زمینه برای جوشکاران و مهندسان
3- نبود نظارت اصولی و دقیق بر اجرای جوشکاری در ساختمانهای شهری در کشور
4- عدم طرح دقیق اتصال جوشی با توجه به عملکرد مورد نظرآنها
1- عدم انطباق اجرای معمول سازه های فولادی با آیین نامه ها و دستورالعملها
در بسیاری از موارد طرز اجرای متداول جوش باجزییات ارایه شده در آیین نامه تطابق ندارد. این موارد ناشی از موارد متعددی است که از میان آنها به موارد زیر می توان اشاره کرد:
الف) آشنا نبودن مهندسین سازه به مسایل اجرایی و در نتیجه ارایه نقشه ها و جزییات غیرقابل اجرا
ب) گران تر بودن هزینه اجرای جزییات آیین نامه نسبت به روش سنتی اجرا
پ)آگاه نبودن کارفرما و یا مهندس مجری طرح به جزییات آیین نامه و عدم توانایی در تمیز دادن حالات مختلف ازیکدیگر
بعد از اجباری شدن آیین نامه 2800(1368) اهمیت وجود سیستم مقاوم در برابر زلزله از یک طرف و محدودیتهای معماری برای استفاده از سیستم مهاربندی از طرف دیگر باعث استفاده روزافزون از سیستم قاب خمشی در جهت عرضی ساختمانها شد.در این سیستم اتصال تیر به ستون از نوع گیردار بوده یعنی باید توانایی انتقال برش و لنگراز تیر به ستون وجود داشته باشد . در این نوع اتصالات از ورقهای بالاسری و زیرسری که در محل اتصال به ستون برای ایجاد جوش نفوذی کامل خورده است استفاده می شود. اما از آنجاییکه متاسفانه عملیات جوشکاری در محل کارگاههای ساختمانی و نه در محل کارخانه صورت می گیرد کنترل کیفیت جوش بخصوص در هنگام مونتاژ درارتفاع زیاد از سطح زمین حتی به صورت عینی(Visual) امکان پذیر نمی باشد. همچنین معمولا در محل اتصال ورق به ستون به جای جوش نفوذی از جوش گوشه استفاده می شود در نتیجه هنگام زلزله این نقاط علاوه بر تحمل نیروی کمتر در حالت تردشکن گیسخته خواهد شد. زمانی که در یک عضو فشاری ازدومقطع در کنار یکدیگر استفاده می شود باید هم پایداری کل عضوبه عنوان یک المان و هم پایداری تک تک مقاطع کنترل شود تا هیچ کدام تحت تاثیر نیروی فشاری به طور جداگانه دچار کمانش نشوند . برای این منظور این مقاطع باید در فواصل مشخص به یکدیگر متصل شوند تاطول آزاد آنها کاهش یابد. بسیاری از اوقات بادبندهای دوبل در طول خود به یکدیگر وصل نمی شوند و در نتیجه دومقطع بایکدیگر عمل نمیکنند و بار بحرانی عضو کمتر از مقداری است که مهندس سازه در محاسبات خود منظور نموده است. مبحث دهم مقررات ملی ساختمان حداکثر فاصله بین جوش دومقطع در ستونهای ترکیبی را مقرر نموده است.اما در موارد زیادی مشاهده می شود که فاصله بین جوش ستونها بیشتراز این مقدار است.
2- کیفیت پایین جوش به علت عدم آموزش کلاسیک کافی در این زمینه برای جوشکاران و مهندسان
یکی از مهمترین اشکالات موجود در اجرای ساختمانهای فولادی در کشور کیفیت پایین جوشکاری ساختمان می باشد . عوامل مختلفی در این امر تاثیر می گذارند . استفاده ازجوشهای کارگاهی حتی در مورد جوشهای نفوذی و اجرای کل جوشکاری درکارگاه ساختمانی و استفاده از نیروی انسانی غیرمجرب از عوامل اصلی پایین آمدن کیفیت جوشکاری ساختمان می باشد. در نتیجه عوامل برشمرده شده مشکلات عدیده ای گریبانگیر اتصالات جوشی می باشد.
در بسیاری از موارد سطح فلز در حال جوش آلوده به روغن یا مواد نامناسب دیگر است و یا اینکه روی فلززنگ زده یا رنگ خورده جوش داده می شود . گاه در فاصله بین پاسهای متوالی جوش حتی از جدا نموده گل جوش نیز خودداری می شود و یابدون برداشتن گل جوشکاری اقدام به زدن رنگ ضدزنگ می شود.از انواع جوشهایی که در کارهای ساختمانی بسیار از آن استفاده می شود جوش سربالا می باشد. به علت سختی اجرا در غالب موارد این نوع جوش از کیفیت پایینی برخوردار است. در بسیاری از موارد در اثر استفاده از تکنیکهای نامناسب جوشکاری نقایصی چون تابیدگی و پیچش در قطعات اتفاق می افتد.
عیوبی نظیر نفوذ ناقص بریدگی کناره جوش اختلاط سرباره تخلخل و وجود ترک درفلز مادر باعث کاهش ظرفیت باربری قطعات می شود. یکی از متداولترین اشکال مقاطع مورد استفاده در سازه های فولادی تیرهای لانه زنبوری می باشد . بسیاری از مجریان طرح این تیرها را در وضعیت نامطلوبی در کارگاه ساختمانی مونتاژ می کنند. در بسیاری از موارد جوش میانی تیر از کیفیت پایینی برخورداراست و با توجه به اهمیت عملکرد مناسب این قسمت و تقویتهای لازم درمحل تکیه گاه تیر و وسط آن صورت نمی پذیرد. متاسفانه طراحی و اجرای پلکانهای فولادی در ساختمانها نیز از کیفیت پایینی برخوردار است و با توجه به اهمیت عملکرد مناسب این قسمت ساختمان پس از زلزله دقت لازم در ساخت آن مبذول نمی شود .
3- نبود نظارت اصولی و دقیق بر اجرای جوشکاری در ساختمانهای شهری در کشور
با توجه به اهمیتی که شهرداری برای مسایلی از قبیل پارکینگ و نورگیرها و مسایلی از این دست قایل است مشاهده می شود که بیشتر توجه مهندسان نیز به این امور معطوف می باشد و توجه چندانی به مسایل سازه ای نمی شود. البته باید به این نکته نیز اشاره شود که به علت عدم وجود آموزش جوشکاری در واحدهای درسی دانشجویان عمران مهندسینی که از دانشگاه فارغ التحصیل می شوند در این زمینه دارای اطلاعات کافی نیستند و به عنوان مهندس ناظر نمی توانند مسوولیت خود را به نحواحسن انجام دهند.البته باید به این موارد مساله سختی کار را نیز افزود.به علت جوشکاری در ارتفاع غالب مهندسین از انجام بازدید از این جوشها طفره می روند. در نهایت امر اینکه آنطور که از ظواهر امر مشخص است شهرداریها نیز در این زمینه کوچکترین نقشی ایفا نمی کنند و هیچگونه نظارتی بر اجرای ساختمانها ندارند.
4- عدم طرح دقیق اتصال جوشی با توجه به عملکرد مورد نظرآنها
بسیاری از کارفرمایان عمل طراحی سازه و ایجاد تمهیدات مقابله با زلزله را یک امر زاید می دانند و تلاش می کنند تا کمترین هزینه ممکن را صرف این کار نمایند.از طرف دیگر شهرداریها کمترین نظارتی بر طرح و اجرای سازه ها نداشته فقط به مسایل معماری دقت می کنند. این عوامل دست به دست هم می دهد تا فقط حق امضای مهندسین سازه اهمیت داشته باشد و طرح از حداقل اهمیت برخوردار باشد به خاطر همین موضوع مهندسین سازه اغلب کمترین وقت را صرف این عمل می نمایند و بالطبع دقت لازم را در طرح اتصالات جوشی مبذول نمی شود. بعضی اوقات از اتصالات طرح شده برای یک ساختمان در نقشه های دیگر ساختمانها استفاده می شود. در بسیاری از موارد جزییات اتصالات موجود در نقشه ها نامفهوم بی دقت و ناقص است.
نتیجه گیری و پیشنهادات:
از بررسی های انجام شده بر روی ساخت وساز ساختمانهای فلزی در سطح تهران مشخص است که هنوز مشکلات زیادی در طرح و اجرای این سازه ها وجود دارد. و عمده مشکلات و نقایص مربوط به اتصالات جوشی است.اجرای جوش کارگاهی و نبود آموزش کافی برای مهندسان عمران و عدم نظارت کافی بر حسن اجرای جوش و ... مشکلاتی است که این صنعت را رنج میدهد.و برای رفع این موارد بهترین راه
1- در صورت امکان استفاده از جوش در کارخانه به جای جوش کارگاهی
2- بالابردن سطح آگاهی عمومی جامعه درباره زلزله بر ساختمانها
3- آموزش جوشکاری به جوشکاران و دادن گواهینامه به جوشکاران ماهر ساختمانی
4- آموزش جوشکاری به عنوان واحد درسی به مهندسین عمران و یا ایجاد شاخه جدیدی تحت عنوان بازرسی جوش اسکلت برای مهندسین ناظر
5- تقویت سیستم نظارتی موجود و ایجاد سیستم های نظارتی ناظربر کار مهندسین عمران
