مقاله مهندسی معکوس

چکیده

طی سالهای اخیر مقوله ای چون توسعه بازار و صادرات ازجمله مواردی بوده که بزرگترین دغدغه خاطر مدیران ارشد سازمانهای مهندسی و تولیدی را به خود اختصاص داده است. سوالی که همیشه مطرح بوده، این است که چگونه می توان درکوتاهترین زمان فاصله خودرا با کشورهای پیشرفته کاهش داد و در بازرگانی جهانی سهم مناسبی داشت؟ بررسی کشورهایی که مانند کشور ما فناوری را به مرور زمان به دست نیاورده و در مقطعی از زمان سعی در احاطه یافتن بر آن داشته اند، نشان می دهد که در اولین گام، اقدام به استفاده گسترده از روش مهندسی معکوس جهت درک اولیه محصولات و سپس ساخت و ارتقای آنها باتوجه به نیازهای خود روش مناسبی است. اشاعه ونظارت برحسن اجرای فرایند سیستماتیک مهندسی معکوس و به کارگیری ابزارها و تکنیک های مهندسی در این فرایند نیز می تواند تاثیر بسزایی در دستیابی به دانش فنی محصولات تولیدی (که اکنون به دلیل عدم به کارگیری به صورت سیستماتیک، محقق نشده) درکمترین زمان و با حداقل هزینه، داشته باشد.

در این مقاله ضمن بیان استراتژی های مختلف فناوری، جایگاه تحقیق و توسعه در دستیابی به آنها و سپس انتخاب استراتژی مهندسی معکوس به عنوان یک راه مناسب پیشرفت برای کشورهای درحال توسعه، متدولوژی این سیستم به صورت خلاصه ارائه شده است.

مقدمه

بی شک شناخت محصول و درک عوامل موثر در مشخصه های آن، اولین پیش نیاز بهبود کیفیت و نوآوری است که لازمه آن درک مهندسی از مبانی عملکردی قطعه است.

مهندسی معکوس برای بازیابی و تشخیص اجزای متشکله یک محصول بویژه در صورت عدم دسترسی به طراحی اولیه کاربرد داشته و برای نگهداری، گسترش و توسعه امکانات موجود و مهندسی مجدد (RE-ENGINEERING) مورداستفاده قرار می گیرد.

این روش ، روش پذیرفته ای برای کشورهای درحال توسعه به شمار می رود. در این فرایند ابتدا میزان کمبود اطلاعات فنی برای پشتیبانی از تولید یک محصول معین می شود. سپس با انجام یک کار تیمی منسجم، متشکل از متخصصان و محققان رشته های مختلف علوم پایه به همراه مدیریت و سازماندهی مناسب تشکیلات تحقیقاتی و توسعه ای (R&D) سعی می شود مدارک و نقشه های خاص طراحی محصول به دست آید. با درنظر گرفتن مشخصات، هدف و شرایط طراحی محصول، استانداردهای ملی و رایج و همچنین پوشش دادن نقاط مجهول و ناشناخته سعی می شود مراحل نمونه سازی و نیمه صنعتی و در صورت لزوم ساخت و تولید محصول، انجام گردد.

فعالیتهای تحقیق و توسعه به مفهوم عام همیشه دو محصول را به همراه داشته است: یکی دانش و معلومات و دیگری فناوری و فن. نقش فعالیتهای تحقیق و توسعه در ایجاد فناوری تاحدی است که اندیشمندان گفته اند فناوری محصولی است که درکارخانجات تحقیق و توسعه تولید شده است.

فناوری شاه کلید توسعه ونیرومندترین عامل تحول اقتصادی در جوامع است. در اطلس فناوری فناوری ترکیب پیچیده ای از چهار عنصر، به شرح زیر معرفی گردیده است.

1 – سخت افزار و ماشین آلات؛

۲ – دانش فنی یا ابزار اطلاعاتی؛

۳ – توانائیها شامل مهارتها وابتکارات انسانی؛

۴ – سازماندهی و مدیریت فناوری شامل مکانیسم هایی که برای تسهیل در

ادغام موثر عناصر بالا موردنیاز است. حال که اهمیت فناوری در توسعه ملی و نقش تحقیق و توسعه در دستیابی به فناوری مورد یادآوری قرار گرفت به بیان مراحل عمر فناوری ها می پردازیم.

سیکل عمر هر فناوری شامل این مراحل است:

مرحله طراحی؛

مرحله معرفی؛

مرحله رشد؛

مرحله بلوغ و اشباع؛

مرحله افول.

استراتژی های دستیابی به فناوری و محصولات

اصولاً برای دستیابی به فناوری به عنوان یک محصول صنعتی راههای گوناگونی وجود دارد که هر کشوری در هریک از زمینه های صنعتی باتوجه به ساختار علمی و صنعتی خود و میزان خوداتکایی در زمینه های علوم و فنون، میزان دسترسی به منابع ارزی موردنیاز، مواد اولیه داخلی، نوع و کیفیت نیروهای متخصص، روابط سیاسی بین المللی و منطقه ای، آنها را به کار می بندد. در زیر انواع مهم استراتژی های دستیابی به محصول جدید و فناوری موردنظر را بیان می کنیم:

۱ – استراتژی نوآوری و طراحی تا تولید محصول از طریق فعالیتهای تحقیق تا تولید؛

۲ – استراتژی توسعه فناوری؛

۳ – استراتژی کپی سازی ومهندسی معکوس؛

۴ – استراتژی انتخاب، انتقال و بومی کردن فناوری؛

۵ – استراتژی استفاده موثر از امکانات و فناوری موجود؛

۶ – استراتژی خرید کارخانه و پروسه تولید به صورت تحویل کامل؛

۷ – استراتژی خرید کالا و فناوری موردنظر.

ضرورت شناخت رفتار فناوری برای انتخاب استراتژی مناسب: یکی از تصمیم گیریهای استراتژیک در زمینه دستیابی به یک محصول و یا فناوری، انتخاب مناسبترین روش دستیابی به آن است که این تصمیم گیری به مرحله رشد و توسعه آن محصول یا فناوری (در مهد شکل گیری و پیدایش و تکامل آن فناوری) بستگی شدیدی دارد. مثلاً اگر یک فناوری در مهد پیدایش خود (کشور اولیه) در مرحله معرفی باشد، اقدام برای دستیابی به آن ازطریق انتقال فناوری کاری نسنجیده است. همچنین اگر محصول در مهد پیدایش خود در مرحله افول بوده و فناوری برتری جایگزین آن شده باشد، اقدام برای دستیابی به محصول اولی ازطریق همین استراتژی، کاری مخاطره آمیز است.

اصولاً اقدام برای انتقال فناوری درمورد محصولاتی که در مهد پیدایش خویش مرحله معرفی را سپری کرده و در مرحله رشد هستند برای کشورهای درحال توسعه معقول تر است. در این صورت اقدام یک کشور درحال توسعه برای دستیابی به عین این محصول یا فناوری ازطریق استراتژی تحقیق تا تولید، امری غیراقتصادی و غیرعاقلانه خواهدبود مگرآنکه اهدافی مانند تقویت پایه های علمی و فنی کشور مطرح باشد که بازهم انتخاب این استراتژی احتمالاً امری مطلوب نخواهدبود. هرچه درجه تکامل یک فناوری بیشتر باشد تا قبل ازمرحله افول و منسوخ شدن، استراتژی خرید محصول و فناوری مقرون به صرفه تر خواهدبود.

استراتژی موردنظر در این مقاله بنابر نیازهای تکنولوژیک کشورهای درحال توسعه مانند ایران وجبران این خلاء تکنولوژیک با کشورهای پیشرفته با بیشترین سرعت، استراتژی مهندسی معکوس است که در ادامه به بیان متدولوژی آن خواهیم پرداخت.

متدولوژی مهندسی معکوس

مهندسی معکوس یکی از روشهایی است که شرکتها با به کارگیری آن، فرایند تکوین محصول خود را سرعت می بخشند. این روش در کشورهای درحال توسعه چون ایران که ازنظر دانش طراحی محصول و فناوری تولید عقب تر از کشورهای پیشرفته هستند، پاسخی به افزایش توان طراحی و تسریع فرایند تکوین است.

ایجاد یک روش منطقی و سیستماتیک برای تعیین میزان کمبود اطلاعات فنی برای پشتیبانی از تولید یک محصول و سپس انجام یک کار تیمی منسجم برای تکمیل این اطلاعات، مجموعه عملیاتی است که در فرایند مهندسی معکوس به وقوع می پیوندد. سطحی از اطلاعات فنی موردنیاز که کلیه تلاشها در راستای تشخیص میزان کمبود آن و سپس رفع این کمبود اطلاعاتی است، بسته اطلاعات فنی (TECHNICAL DATA PACKAGE=TDP) نامیده می شود.

به رغم ظرافت و نیاز به دقت بسیار زیاد در مهندسی معکوس، کاهش زمان عملیات امری بسیار مهم در این زمینه است. در اینجا شرح مختصری از فرایند کلی مهندسی معکوس و متدولوژی آن بیان می شود:

مرحله اول – تجزیه وتحلیل عملکردی / اقتصادی: این فعالیت شامل ۲ بخش است:

الف – هدف گذاری و جمع آوری اطلاعات: در این مرحله توسعه محصول، رفع عیب محصول و خودکفایی معرفی و سپس هدف از انجام پروژه درمورد هریک تبیین می شود. هدف از فاز جمع آوری اطلاعات این است که کلیه مستندات جمع آوری شده و تولید اطلاعات و مستندات فنی درحین اجرای مهندسی معکوس آسان گردد.

با روشهایی چون شناسایی موردهای مشابه، جمع آوری اطلاعات در زمینه تولیدکنندگان و موردبررسی قراردادن قطعات و مجموعه های مونتاژی یک سطح بالاتر که اطلاعات موجود درمورد عوامل خروجی و ورودی، قطعات مجاور و مصرف نهایی را مشخص می سازد، مشخصات و توضیحات مربوط به خرید قطعات، فهرست قطعات و شماتیک ها که اطلاعات اولیه برای بررسی پیکربندی یک قطعه و یا یک مجموعه را دراختیار قرار می دهند می توان بسته اطلاعات فنــــی را به دست آورد. طبیعی است که با طبقه بندی سطح اطلاعاتی در فرایندهای مهندسی، این فعالیت جامع تر و سیستماتیک تر انجام می شود و از دوباره کاریهای احتمالی جلوگیری و در هزینه ها صرفه جویی به عمل خواهدآمد.

ب – ارزیابی اطلاعات و برنامه ریزی: هدف از انجام این فاز، مشخص کردن سطح اطلاعات ناقص موردنیاز و نیز تخمین هزینه انجام مهندسی معکوس است. باتوجه به این سطح تخمین زده شده، برآوردهای اولیه روی تخصصها، آزمایشات، تجهیزات و… برای اجرای مهندسی معکوس صورت می گیرد و پس ازتخمین هزینه، تخصیص منابع و برآورد زمان معقول برای تولید این اطلاعات برای کامل کردن بسته اطلاعات فنی، نمودار گانت اجرایی پروژه ارائه می شود و یک نقشه برای روند کار حاصل می آید.

مرحله دوم – آنالیز عملکرد و دمونتاژ مورد: هر مـــوردی می تواند متشکل از چند جزء (مکانیسم ها و اجزای مختلف) باشد که هریک وظیفه خاصی را برعهده دارند و برآیند آنها وظیفه موردنظر را برای مورد به وجود می آورد. و در این مرحله از فرایند، تیم مهندسی معکوس باید بتواند پارامترها و مشخصه های مهم ورودی و خروجی هر جزء را شناسایی کند. پس از شناسایی اجزاء و ورودی و خروجیهای آن (با استفاده از قضاوت مهندسی، طراحی آزمایشات، شبیه سازی رایانه ای و…)، باید عملکرد اجزاء با مدارک فنی موجود ممیزی شود تا مغایرتهای آن مشخص شود (FUNCTIONAL CONFIGURATION AUDIT= فاز FCA = ممیزی عملکرد فنی اجزاء). درادامه اطلاعات فنی موردنیاز اجزاء ازطریق آزمایش استخراج می شود. (فاز PCA یا ممیزی فیزیکی اجزاء (PHYSICAL CONFIGURATION AUDIT) تفکیک و مونتاژ اجزاء، درصورتی که قابل تجزیه به اجزای سطح پایین تر باشـــد، می تواند تا رسیدن به سطح قطعه ادامه یابد تا اینکه یک سطح برای مونتاژ بیان شود. درتفکیک بایـــد وظیفه عملکردی اجزای پایین تر شناسایی شود تا ممیزی عملکرد فنی اجزاء و ممیزی فیزیکی اجزاء بر روی آنها نیز صورت گیرد.

در انتهای این مرحله بسته های اطلاعات فنی که طی عملیات ممیزی عملکرد فنی اجزاء و ممیزی فیزیکی اجزاء ایجاد و تکمیل شده اند پس از صحه گذاری، اطلاعات لازم درباره تهیه نقشه های سطح یک (که چگونگی حرکت مکانیسمها و انتقال عملکرد به اجزای دیگر را کاملاً مشخص می کنند) را فراهم خواهندآورد.

مرحلــــــــه سوم – آنالیز سخت افزاری و نرم افزاری: این فعالیت که مهمترین بخش مهندسی معکوس است شامل موارد زیراست:

الف) آنالیز مواد: با آنالیز شیمیایی و متالورژیک، مطالعه لایه های سطحی، اندازه گیری خواص مکانیکی، بررسیهای ساختاری و عیوب انجام می گیرد؛

ب) بررسی فرایند ساخت: باتوجه به نوع سطوح فیزیکی در قطعه، فرایند ممکن برای تولید این سطوح، بررسی تنشهای سطحی و ساختار میکروسکوپی و اندازه گیری بعضی از ویژگیهای غیـــربحرانی مانند صافی سطح که به طورفرعی در تشخیص فرایند ساخت کمک می کند، انجام می شود.

ج) آنالیز ابعادی: که مشتمل بر مراحلی چون اندازه گیری ابعادی، آنالیز تلرانس و آنالیز حساسیت است؛

د) آنالیز الکتریکی – الکترونیکی درصورت نیاز: باتوجه به مشخصه های خروجی مدار، مسیر مدارها، مواد، روشهای زدودن پوششها، اتصالات موردنیاز برای تولید مجدد.

نتایج حاصل از این قسمت در نقشه های سطح ۲ ثبت و ترسیم می شوند.

مرحله چهارم – بهبود محصول و آنالیز ارزش: با استفاده از اطلاعات جدید تهیه شده هنگام فرایند و انجام بازنگری مهندسی ارزشی در کاندیداهای درنظرگرفته شده برای مهندسی معکوس می توان برخی از حوزه های پرهزینه مثل عیوب طراحی، طراحی اضافی، عملکرد بهبود، محدودیتهای بیش از حد درمورد تلرانس ها، نیازمندیهای بیش از اندازه برای عملکردها و… را آشکار و آنها را قبل از تکمیل فرایند اصلاح کرد.

مرحله پنجم – برنامه ریزی فرایند تولید و تهیه ملزومات تضمین کیفیت: در این مرحله کلیه بسته های اطلاعاتی که تاکنون کامل شده از دیدگاه قابلیت تولید و فرایندهای ساخت موردتوجه قرار می گیرند. به طور خلاصه خروجی این مرحله به ایجاد نقشه های سطح ۳ منجرمی شود که ملزومات ضروری و موردنیاز واحدهای طراحی، مهندسی، ساخت وکنترل کیفیت را برای دستیابی یا ساخت آیتم موردنظر شامل می شود.

به طورکلی نقشه های سطح ۳ نتیجه فرایند مهندسی معکوس بوده که شامل کلیه پارامترهای مستندسازی شده لازم جهت تولید یک آیتم خواهندبود و هدف از انجام آن تصدیق و تایید دقت بسته اطلاعات فنی برای پشتیبانی از تولید قطعات است تا از این طریق اطمینان کافی از صحت و دقت و کامل بودن نقشه ها و مشخصه های ایجاد شده توسط فرایند مهندسی معکوس حاصل شود.

مرحله ششم – تهیه مستندات نهایی: درهنگام ساخت و تست محصول تولیدی در فاز تولید نمونــــه، بسیاری از نقشه های مهندسی و رویه های تست، چندین بار بازنگری و اصلاح می شوند که تمام سطوح بازنگری شده از سطح صفر تا آخرین نتایج باید در بسته اطلاعات فنی قرار داده شوند. با اضافه شدن اطلاعات به دست آمده از بازرسی ها و اطمینان کیفیت نمونه های تولیدشده، به بسته اطلاعات فنی، یک بستـــه اطلاعات فنی کامل شده به دست می آیـــد و پس از مطابقت با استانداردهای بسته های اطلاعات فنی در انتها یک بسته اطلاعات فنی نهایی کامل در ارتباط با محصول که هدف فراینـــــد مهندسی معکوس است، به دست می آید.

مزایا و دستاوردهای مهندسی معکوس

۱ – ایجاد توانایی و تقویت تکنیکی – فناوری ساخت ازطریق شناخت و درک کامل محصول (اخذ دانش فنی محصول) و به وجود آوردن اعتماد به نفس د ر مهندسان و کارشناسان صنعت در مواجهه با صنایع و فناوری های داخلی؛

2 – امکان طراحی یک محصول بهنگام، در سطح استانداردهای جهانی با کشف راههای جدید بهبود و توسعه محصول، درجهت ارضای نیازهای مشتری مثل عملکرد بهتر، افزودن ویژگیها و رفع نواقص محصول. همچنین ارضای نیازهای بازار مثل تغییر فناوری یا بهبود آن و کاهش هزینه؛

3 – ایجاد توان بالقوه جهت جذب، درانتقال فناوری های پیشرفته؛

۴ – تربیت نیروی متخصص موردنیاز در صنایع استراتژیک؛

۵ – به وجود آوردن قدمهای سیستماتیک برای کمک به درک و مستندسازی طراحی و فرایند طراحی؛

۶ – امکان الگوبرداری رقابتی درجهت درک محصولات رقبا و توسعه بهتر محصولات خود؛

۷ – امکان انجام مهندسی مجدد با استفاده از دانش فنی اخذشده به وسیله مهندسی معکوس.

نتیجه گیری

مهندسی معکوس یکی از روشهای دسترسی به دانش فنی است. لازمه اجرای این روش وجود نمونه هایی از محصول است که مبنای کار تحقیقات قرار می گیرد. در این روش برای دستیابی به دانش فنی به برون فکنی اطلاعات فنی از طریق تجزیه محصول متوسل می شویم که اصطلاحاً کشف کردن (DEFAKTAGE) دانش فنی نامیده می شود. در این فرایند، کارشناسان مربوطه، مشخصات، هدف و شرایط طراحی محصول را درنظر گرفته و سعی در ساخت و تولید محصول طبق استانداردهای ملی و رایج خود دارند و نقاط مجهول و ناشناخته مسئله را نیز با درایت و بررسیهــــای کارشناسی و تحقیقات پوشش می دهند، بدون اینکه از ابتدا درگیر جزئیات فنی و طراحی محصول شده باشند. شاید بتوان از مهندسی معکوس به عنوان کپی برداری آگــــاهانه از یک محصول نام برد،‌روشی که عده ای از کشورهای شرق آسیا و اروپا بعداز جنگ جهانی دوم عملاً پیاده کردند و درحال حاضر جزء کشورهای پیشرفته و صنعتی محسوب می شوند.

درهر صورت تجربه های مفیدی که در دهه اخیر با حمایت طرح اعطای کمکهای فنی و تکنولوژیک به صنایع به وسیله تامین سرمایه ارزان و حمایتهای دولتی ازطریق سیاستگذاری مناسب مالیاتی و… روی موضوعها و محصولات مختلف در کشور صورت گرفته، همه مؤید بهره وری و مثمرثمربودن این استراتژی در پاسخ به نیازهای کشور است. نکته جالب اینکـــه کارشناسان داخلی با چنین تجربه هایی اعتماد به نفس و جسارت فنی لازم برای مواجهه با کارشناسان خارجی در مرحله انتقال فناوری پیدا می کنند و بدیهی است در این صورت، شرایط جذب کامل مراحل انتقال فناوری، شناختن نقاط کور فنی و علمی صنایع داخلی و سعی در برطرف کردن آن، جهت دادن صحیح به انتقال فناوری، مشاوره با مسئولان در راستای تصمیم گیری و عقد قراردادهای تولید و مشارکت با شرکتهای خارجی و… فراهم خواهدآمد.

از مهندسی معکوس در زمینه های مختلف سخت افزاری و نرم افزاری ازجمله: برای غلبه بر عیبها یا گسترش تواناییهای دستگاههای موجود، تهیه قطعات یدکی و ایجاد مراکز تعمیر و نگهداری دستگاههای پیشرفته، به عنوان ابزاری برای یادگیری، ابزاری برای ساختن محصولات جدید و سازگار که از محصولات موجود در بازار ارزان تر باشند، ابزاری برای رقابت، برای بالابردن کارآیی نرم افزارها، مورداستفاده قرار می گیرد و در حیطه های سخت افـــزار و نرم افزار رایانه ای اهمیت ویژه ای دارد.

طراحی آب در سبک‌های مختلف ” آبنما ”

طراحی آب در سبک‌های مختلف ” آبنما ”

•جذابیت آب از دیگر عناصر موجود در پارک بیشتر است. آبنما عنصری است که اگر در پارک‌ها خوب و کامل طراحی شود. ترکیب مناسبی ایجاد می‌نماید و اگر به طور صحیح مورد استفاده قرار نگیرد. باعث ضایع شدن شیوه طراحی خواهد شد. برای احتراز از بروز چنین مشکلاتی باید با احتیاط عمل کرد.

معماری بیزانس ( روم شرقی ) در محیط پاورپوینت Power Point

معماری بیزانس ( روم شرقی ) در محیط پاورپوینت Power Point

•پیشینه تاریخی: دیوکلسین، قلمرو وسیع امپراتوری روم را به دو بخش شرقی و غربی بین خود و فرماندهان همطرازش تقسیم نمود، و عملاً اضمحلال امپراتوری قدرتمند روم را نادانسته پی ریزی نمود. پس از آن کنستانتین شهر باستانی بیزانس را دوباره ساخت و کنستانتینوپل (قسطنطنیه) نام گرفت. این شهر به طور شگفت انگیزی در سرنوشت شهر (روم) مرکز امپراتوری مؤثر واقع شد و با تضعیف قدرت امپراتوری روم، کشور روم به دو بخش شرقی و غربی تقسیم شد، و بدین طریق امپراتورزی روم شرقی (بیزانس) شکل گرفت. فرمانروایی بیزانس به دست امپراتور آرکادیوس افتاد که شهر بیزانس (استانبول امروزی) را با همان نام قدیمی اش پایتخت خود قرار داد.

نور در معماری نوین

 نور در معماری

معماری بازی استادانه ، صحیح و با شکوهی از احجام ترکیب شده زیر نور می باشد. چشمان ما تربیت شده اند که فرم ها را زیر نور ببینند، سایه و روشن ، این فرم‌هارا اشکار می سازند .

(لوکوربوزیه)

  ازدید همگان نور“جزء اساسی و ضروری در ساختمان است . که کار آن روشن کردن  فضا به منظور قابل رویت ساختن آن است .در هنر ساختمان سازی یا  به  عبارتی معماری  نور یکی از اجزایی است  که  کنار عناصر و مفاهیم دیگر از قبیل ساختار” نظم فضایی “مصالح” رنگ و …. مطرح می شود و در طراحی به عنوان یک عنصر مجزا باید نقش خود را ایفاکند . ولی واقعیت این است که در بسیاری از موارد در ساختمان سازی و معماری های داخلی به نور بیشتر به عنوان یک عامل روشن کننده که باعث کاهش مصرف نور مصنوعی و در نتیجه کاهش مصرف برق ! می شود ” می نگرند و فقط به مواردی از قبیل این که نور جنوبی و شمالی بر نور شرقی و غربی ارجحیت دارد و در مواقع ناچاری نور شرقی از نور غربی بهتر است “توجه می شود و معماران به صورت کلیشه ای و از روی عادت آن را رعایت می کنند و اگر در ساختمان سازی نیازی به نور پردازی و ایجاد مفاهیم و تاکید هایی توسط نور باشد منحصرا به استفاده از نور مصنوعی می پردازند و با انواع درجات و رنگ های نور مفهوم و طرح خود را اجا می کنند .

در صورتی که با نگاهی به تاریخ معماری گذشته ( تقریبا هر نوع معماری تاریخی ( نور به عنوان یک عنصر مجزا به کار گرفته شده و به نتایج بسیار زیبایی هم رسیده اند .

یکی از مهمترین مشخصه های نور طبیعی ” توالی و دگرگونی آن در در طول روز است که باعث حرکت و تغییر حالت در ساعات مختلف می شود .” در تاریخ نقاشی توجه به نور در دوره  امپرسیونیست ها  دیده می شود . هنگامی که نقاشان آتلیه های خود را ترک کردند و در زیر نور خورشید با نور طبیعی مشغول نقاشی شدند . از مشخصات این سبک توجه به رنگ و نور در ساعات مختلف روز و انعکاس رنگ های اشیای مختلف در یکدیگر و تاثیر رنگ های پیرامونی و به کار بردن رنگ های خالص و ناب می باشد . قاعدتا لازم نیست که چنین تحولی در سبک معماری داخلی ما نیز به وجود آید ” با توجه به اینکه ما ساختمان هایی داریم که عنصر نور را به قدری قوی و جذاب در خود به کار گرفته اند که هر بیننده ای را به خود جذب می کند . این مقاله به بررسی نقش نور در معماری و معماری داخلی به عنوان یک جزء سازنده و مفهوم بخش می پردازد و در خاتمه امید بر این دارد که در آینده در ساختمان ها همانند نیاکانمان شاهد به کارگیری نور طبیعی به صورت یک عنصر کاملا اثر بخش باشیم .

نور وطبیعت:

نور طبیعی که حامل انرژی حیات بخش درونی است به عنوان یکی از منابع وجود حیات بر روی زمین محسوب می گردد. علاوه بر آن نور می تواند با رنگ ها و جلوه های متفاوت خود باعث تغییر چهره یک مکان شود زیرا نور در هر یک از فصول سال ” در آب و هواهای متفاوت و یا در هر زمانی از طول روز دارای چهره ای مخصوص به خود می باشد .

ضمناهرمکانی دارای نور خاصی است که تنها به آنجا تعلق دارد برای مثال در صحرای یک منطقه استوایی تابش به قدری شدیدوسایه ها آنقدرکوتاه است که اشیا به چشم بیننده مرتعش ودرحال ذوب شدن به نظرمی آیند.

به همین ترتیب نور موجود در مناطق کوهستانی ” جنگلی و یا سواحلی نیز دارای ویژگی های مکانی مخصوص به خود و متمایز از سایر مناطق است . زمانی که نور را به داخل فضای ساخته شده هدایت می کنیم در اصل نوعی ارتباط بین ساختمان و محیط خارج از آن ایجاد کرده ایم . بدین وسیله می توان جلوه های متفاوتی از فضای داخلی را که هر یک دارای ماهیت خاص خود از لحاظ ادراک فضایی می باشند ” ایجاد کرد .

نور و بشر :

از دوران ما قبل تاریخ همواره اجسام نورانی که تجسمی از یک شی ء زنده را در ذهن بیدار می کردند توسط بشر مورد ستایش و احترام قرار گرفته و مشتاقانه برایشان جشن می گرفتند ” آنها را عبادت کرده و می پرستیدند.

این توجه بیش از اندازه به عنصر نور در اغلب فرهنگ های اولیه بشری و در جوامعی با آداب و رسوم و عقاید مذهبی متفاوت همچنان در طول زمان مشاهده می شود . برخی از جوامع نور خورشید را در تشریفات مذهبی شان به کار می برند و برخی دیگر درخشش اجسام نورانی را به عنوان عامل ایجاد فعل و انفعالاتی رمز آلود جهت دست یابی به حیطه هایی ماورای دنیای زمینی تلقی می کردند.

حتی امروزه در بسیاری از مدارس شرقی که به تدریس یوگا اشتغال دارند برای ایجاد تمرکز ذهنی از اجسام نورانی مانند لامپ ” خورشید “ماه ” بلور و نور آتش استفاده می کنند .

در اغلب ادیان ” نور نماد عقل الهی و منشا تمامی پاکی ها و نیکی هاست و خارج شدن انسان از تاریکی جهل و تابیده شدن نور معرفت در وجودش همواره یک هدف نهایی می باشد . در اثر تابیده شدن نور الهی به درون کالبد مادی ” یعنی جایگاه نفس آدمی است که انسان به رشد و تکامل معنوی می رسد در نتیجه برای نمایش این تمثیل ” در معماری اغلب بناهای مذهبی ” نور به عنوان عنصری بارز و مستقل از سایر عناصر و مفاهیم به کار رفته در ساختمان به کار گرفته می شود به گونه ای که شعاع های آن به طور واضح در داخل کالبد مادی و تاریک حجم قابل مشاهده است . فضاهای عمیق و تاریک کلیساهای قرون وسطی و یا مساجد اسلامی که با عنصر نور مزین شده اند به خوبی قادر به انتقال یک حس روحانی و معنوی می باشند . انسان در چنین فضاهایی که با نوری ضعیف روشن می شوند با مشاهده سایه های مبهم از اشیا و احجام ” در ذهن خود به کامل کردن تصاویر پرداخته و با این عمل به نوعی خلسه فرو می رود که نتیجه آن یک حس نزدیکی به منبع وجود و هستی در درونش بیدار می شود .

هدایت نور طبیعی

استفاده ی موثر از انرژیهای طبیعی

موثر ترین روش استفاده از نور خورشید تامین روشنایی با نور طبیعی است. حتی بهترین لامپ رشته ای در مقایسه با نور خورشید برای تامین میزان معینی روشناییِ, به میزان بیشتری انرژی الکتریکی برای هر متر مربع نیاز دارد و میزان بیشتری گرما تولید میکند. مشارکت نور طبیعی در تامین روشنایی هر ساختمان باید در عین توجه به مقابله با جذب حرارت نامطلوب صورت پذیرد.ایده ی بهینه کردن ارتباط میان سایه ونور طبیعی هدایت شده به درون فضای معماری,به اشکال جدید ممکن است,نور شکن های بزرگ پیش ساخته از بتن, که رنتسوپیانه در مجموعه ی منیل در هوستون تگزاس استفاده کرد, نمودی زیبا از این اشکال تازه را به نمایش گذاشت. جالب توجه این است که راه حل مشابه و ظریف تری نیز برای ایجاد تعادل بین نور طبیعی و سایه را طرح آلمانی کوستر با مشارکت اکالوکس ارائه کرده است.نور سر چشمه ی وجود همه ی هستی است. با روشن کردن سطح اجسام، نور به آنها پیرامون و یک محیط مرئی را اهدا میکند. و جمع شدن سایه در پشت آنها به اجسام عمق میدهد. اجسام تنها در مرزهای روشنایی و تاریکی است که معنی پیدا میکنند, و شکل خود را بدست آورده و نشان میدهند, روابط داخلیشان کشف میشود، و مانند حلقه های زنجیر تا بیکران بهم متصل میشوند. نور به اجسام, استقلال و خود مختاری میبخشد و همزمان, وابستگی های آنها را محدود میکند. ما حتی میتوانیم اینطور بیان کنیم که نور به هر شیء در محیط اطراف خود آنقدر ترفیع میدهد که آن شیء کاملا مشخص شده و با سایر اشیاء فرق میکند. نور این خالق وابستگیها و ارتباطاتی که جهان را شکل میدهند, در حالیکه خود نیز سرچشمهء همهء موجودات است به هیچ وجه یک منبع ثابت و غیر منقول نیست. نور بیشتر دارای حرکت ارتعاشی است و در کنار تغییر دایمیش پیوسته جهان را تحت تاسیر خود قرار میدهد.معماری- که تمام تلاش آن این است که نور پراکنده را تکه تکه کند, حضورش را در یک مکان ثابت حفظ و نگهداری کند و در عصر ها و دوران ها جستجو کرده,تا نور را با تمام خاصیت حیات بخشش به دقت در دام خود اسیر کند-نور در هر لحظه شکل جدیدی به موجودات میدهد و مناسبات مشترک جدیدی برای اشیا بوجود می آورد, و معماری نوررا بصورت مختصر و صریح ترین حالت آن متمرکز میکند. خلق یک فضای معماری به عبارت ساده متمرکز کردن و تصفیه ارزی نوراست.ارتباط بین معماری و نور چندان در اذهان شکل نمیگیرند اینکه انها در لایه تجربیات ذهنی شکل گرفته و سپس زندگی مادی را رقم میزنند. تجربیات- از از معماری ژاپنی میگوید – برای مثال چایخانه جاییکه در آن فضا بسادگی بوسیله ی صفحات کاغذی مانند تقسیم شده, و در یک قالب چوبی ظریف امتداد داده شده است. هنگامیکه از بین تقسیمات آن عبور میکنی نور به آرامی در فضای داخلی پخش میشود, تا به تاریکی بیامیزد, و فضایی را بوجود بیاورد که در آن تنها درجه ای از نور تکرنگ وجود دارد. معماری ژاپنی فعلا تلاش کرده است تا بوسیله ی تکنو لوزی حساسش؛ نور را به اجزای اصلیش تبدیل کرده و به عبارتی آنرا بشکند. تغییرات ظریفی که معماری ژاپنی در تراز های مختلف این انژی نرتعش کسب میکند فضا را به شکلی غیر قابل درک زنده مینماید.در معماری عربی یک بار از دیوار های ساخته شده از سنگهای بزرگبرای جدا کردن فضای داخل از خارج استفاده کردند., پنجره هایی در این دیواره های ضخیم(که انگار ساخته شده بودند تا مانعی برای دنیای بیرون باشند) کار گذاشته شده بودند, کوچک بودند و طرح و ساخت ساده ای داشتند. ,این پنجره ها تقریبا بیش از آنکه به نور اجازه ی دخول به داخل را بدهند, با برق ریادی میدرخشیدند, اتگار که آنها تجسمی از نور بودند.

شاید آنها,نشانگر این میل اساسی و دیرینه ی انسان بودند , بوجود آوردن تاریکی برای ظهور نور نور. هنگامیکه, یک ستون درخشنده نور در سکوت عمیق تاریکی نفوذ میکند، مانند حضور یک وجوذ باب و بلتد مرتبه است. آن پنجره ها نه تنها برای سرگرمی بصری ساخته نشده بودند، بلکه عاملی برای نفوذ بی واسطه ی نور بودند. و نوری که به فضای داخلی معماری نفوذ میکرد فضایی دارای ساخته ای راسخ، استوار و سنگیر را بوجود می آورد. این باز شو های ساده حرکت نور را به ظرافت می ربود. فضا- مانند یک مجسمهء در حال ساخت به وسیله ی خطی از نور در تاریکی رخنه میکرد تراشیذه میشد، و ظلپاهر آن با گذشت هر لحظه بطور متوالی تغییر میکرد.در دوران مدرنیسم ، معماری ، پنجره ها را از محدودیت سازه ای جدا کرده و به آنها این اجازه را داده است که آزازدانه در هر اندازه ای ساخته شوند. اما در عوض اینکه نتیجه ی آن در آزادی آن در معماری دیده شود، خاصیت حیاطی نور بیهوده بکار اداخته شده و به عبارتی گم شده است. معماری مدرن دنیایی بی نهایت شفاف را بوجود آورده است- نیایی ازنور و تنها نور ، نور بجای همه چیز دیگر و خالی از تاریکی ، ایندنیای سراسر نور ، معنای مرگ فضا را میدهد، همانگونه که تاریکی مطلق اینگونه است.برای انسان نخستین نور بعنوان وسیله ای برای محاسبه ی زمان محسوب میشد. اشعه های پر انرژی نور که از فاصله دور خورشید به زمین منعکس میشوند- نوری که از نظر جهت، زاویه و شدت تغییر میکند و این تغییرات به مکان فصل و زمان بستگی دارد- به احساس و درک انسان اولیه از امکان شکل اساسی میدهد. این نور که بوسیله ی بازشوهایی به داخل فضاهای ساخته شده ی او کشیده میشد، این امکنن را به انسانی که داخل آن سکونت داشت میداد که وجودش را در ارتباط بت محیط اطراف درک کند و بفهمد.از زمان قرون وسطی تا مدرنیسم- هم در معماری ژاپنی و هم در معماری غربی – نور احتیاج به کنترل هوشیارانه ای در قبال پاسخ به قیود مختلف و شایان توجه داشت. به همین دلیل انسان در بدو ورود به دنیای معماری از ارتباطاتی که انسان و طبیعت را مقید میکرد آگاه میشد.امروزه بیشرفت فنی و تکنولوژیکیف نور پردازی معمارانه را به سهولت و بی هیچ سختی و البته خالی از هر گونه احساس ممکن ساخته است. بعلاوه بوسیله نور پردازی مصنوعی، انسان حتی از ارتباطش با طبیعت نیز ئور میمیند و این رابطه را از دست میدهد.به همین دلیل بسیار عمیق به نقش نور طبیعی نظر می افکنم،نوری که میتواند- در هر نقطهاز محیط ساخته شده ی ما – بوسیله ی مجاورت بیواسطه و شایان توجهی از زمان و مکان ما صحبت کند.بواسطه ی تحقیقات دقیق و توجهات عمیق،نور را به فضای داخلی معماری هدایت میکنم بطوریکه آن نور فضا را بوسیله ی عمق مشخص و تعریف کندو فضاهایی بسیار مهیجو تحریک کننده بوجود آورد.نور به تنهایی نمیتواند نور باشد. حتما باید برای نور تاریکی هم وجود داشته باسد تا نور موجودیت خویش را بوجود آورد.درخشان و با جلال و قدرت،تاریکی،که درخشندگی نور را بر می افروزد و قدرت نور را آشکار میکند،ذاتا قسمتی از نور است. تا کنون عظمت و عمق تاریکی از محدوده ی توجهات ما نا پدید بوده است، و ای ختلاف جزیی که نور و تاریکی ایجاد میکنند . همنوایی ذهنیشان همگی تقریبا فراموش شده اند

نور و فضاهای شهری:

نور در ساعات متفاوت روز جلوه‌های گوناگونی به فضاهای شهری می‌دهد. در گذشته عنصر نور برای ایجاد تنوع در فضاهای شهری کاربرد فراوان داشت. برای مثال از آنجا که رنگ سفید، نور آسمان را در خود منعکس کرده و هاله‌ای از رنگ آن را در برمی‌گیرد، برخی از بناهای بزرگ شهری و یا بافت کلی یک روستا را سفید رنگ می‌ساختند تا بدین ترتیب با توجه به رنگ آسمان که از طلوع آفتاب تا غروب، رنگ‌های متنوعی از  جمله زرد ملایم، آبی روشن، نارنجی و … را به خود می‌گیرد بافت شهر یا روستا نیز دستخوش تغییر و تحول شده و جلوه‌های ملایم رنگی متنوعی را در برگیرد.

روش دیگر این بود که با سرپوشیده کردن بخش‌هایی از کوچه و مسیرهای شهری نوعی بازی پیوسته نور و سایه در آنها بوجود می‌آوردند و بدین وسیله برای رهگذران به گونه‌ای تنوع در مسیر ایجاد کرده و حس طولانی و کسل‌کننده بودن راه را در فرد از بین می‌بردند.

در برخی از بخش‌های شهر نیز با ساختن رواق و ایجاد یک هارمونی تاریک و روشن توسط سایه و نور در فضای تحت پوشش آن نوعی تنوع در فضا پدید می‌آوردند. در بازارهای ایران نورگیرهای سقفی، مسیر حرکت را در فضای تنگ‌و تاریک راسته بازار مشخص می‌کنند ضمن آنکه دالانهای مستقیم که از یک سمت به راسته بازار متصل بوده و ازسمت دیگر به فضای باز خارجی منتهی می‌شوند در تاریکی مسیر بازار توسط شعاعهای تابیده شده نور به درون دالان افراد را به سمت مسیر خروج از راسته بازار هدایت می‌کنند.

به مثالی در این زمینه توجه فرمایید:

مسجد شیخ لطف الله در قسمت شرقی میدان نقش‌جهان اصفهان (میدان امام) و روبه‌روی بنای معظم عالی قاپو واقع شده است. در سال ۱۰۱۱ هجری قمری به امر شاه عباس اول به جای مسجد خرابه‌ای که وجود داشته، بنا شده است.

بی‌شک شهر تاریخی اصفهان به دلایل متعددی از جمله پایتخت شدن آن در دو دوره متفاوت و مهم سلجوقی و صفوی یکی از قطب‌های معماری ایران است.

مسجد کانون تجلی هویت معنوی مسلمانان و یکی از مهمترین عناصر شهری و معماری و از مراکز مهم برای تبلور ذوق و سلیقه معماران مسلمان بوده است. میدان نقش جهان با همه تکرارها، طاقها و رنگ‌ها به ناگاه در ضلع شرقی، فرورفتگی در خود ایجاد می‌کند و رهگذر زمانی که از این مکان عبور می‌کند بی‌‌اختیار سری چرخانده و تأملی در این قسمت میدان خواهد کرد و مبهوت رنگ کاشی‌ها و ارتفاع، طاق‌ها و قوسها و فرورفتگی خواهد شد.

چون میدان در امتداد محور مقدس نبوده، معمار مجبور بوده کل بنای مسجد را چرخانده و محور آن را به سمت قبله قرار دهد. همین امر باعث شد امتداد مسجد با میدان یکی نباشد و برای رسیدن به صحن مسجد، آن را بوسیله یک دالان تاریک دور زد. در هنگام ورود به این دالان به خاطر تاریکی محیط، فرد سکوت و سکون احساس کرده، به وسیله‌ی نورهایی که از فخرالمدین‌ها به داخل دالان می‌تابد به صحن مسجد هدایت می‌شود تا از روبروی قبله وارد این بنا گردد.

در همان نگاه اول هنگام ورود، فرد مبهوت کاشی‌کاری هفت‌رنگ و معرق و بازی نورها می‌شود، نورهایی که بسیار ماهرانه در بنا تعبیه گردیده‌اند، فخرالمدین‌ها (روزنه‌های نور) که در زیر گنبد و بالای دیوارها قرار دارد احساس سبکی گنبد و معلق بودن آن میان زمین و آسمان را به انسان تلقین می‌کنند. این همان شفاف‌‌سازی و از جرم به فضا و از ماده به روح رسیدن است.

اساساً معماری این نوع مساجد معماری نور، معماری شفافیت و معماری روحانی است و کمتر کسی است که از این مسجد دیدن کرده، ولی تحت تاثیر فضای داخل آن قرار نگرفته باشد. سه منبع نور در این گنبدخانه دیده می‌شود: یکی، نوری که از دهانه‌ی بزرگ شمال‌شرقی بر دیواره‌های جنوب‌غربی شبستان که محراب در آن قرار گرفته می‌تابد و سطح کاشی‌کاری آن را به طور زیبایی روشن می‌کند، دوم نوری است که از شبکه چوبی تعبیه شده در دیوار شرقی گنبدخانه وارد شده، که تقریبا وسط صحن گنبدخانه را روشن می‌نماید و سوم همان شبکه‌های زیر گنبد که محل اتصال دیوارها به گنبد هستند و فضای زیر گنبد را به همراه دیواره‌های گنبدخانه روشن می‌کنند و نیز تصویر زیبای دم طاووسی را به زیبایی زیر گنبد پدید می‌آورند.

نور مصنوعی:

نور خورشید منبع انرژی زمین است. انرژی که می‌تواند توسط گیاهان جذب شود و موجب واکنشهای فتوسنتز آنها شود، یا بوسیله اقیانوسها جذب شود و سبب شود که آب بخار شده و باعث باران شود و نیز توسط صفحات خورشیدی و فتوسلها جذب شده و تولید برق کند.

زمانیکه نور وارد چشم می‌شود و بر روی پرده شبکیه می‌افتد، یک سری فرآیندهای عصبی و فتوشیمیایی رخ می‌دهند که در نتیجه آنها پدیده “دیدن” رخ می‌دهد. امواج رادیو، تلویزیون، میکروویو، نور ماورای بنفش، اشعه مجهول، همگی همانند نور جزء امواج الکترومغناطیس هستند اما با طول موجهای متفاوت و همانطور که گذشت، چشم انسان توانایی دریافت همگی این امواج را نداشته اما وسایل و تجهیزاتی هستند که قادر به ایجاد، دریافت و شناسایی آنها هستند.

توماس ادیسون در سال ۱۸۷۹ موفق به اختراع لامپ الکتریکی شد (لامپ التهابی) . او همچنان گرامافون، تصویر متحرک، ماشین تکثیر، میکروفون و بسیاری چیزهای دیگر را اختراع کرد. لامپ ادیسون از یک فلامنت (رشته) کربن در خلا استفاده می‌کرد. امروزه ما از سیمهای تنگستن که در یک حباب پر شده با گاز بی‌اثر آرگون قرار دارد استفاده می‌کنیم.

لامپ ادیسون کمتر از ۱% انرژی برق را به نور تبدیل می‌کرد. امروزه لامپهای خانگی ۶ تا ۷% انرژی برق را به نور تبدیل می‌کنند و بقیه را تلف می‌کنند. لامپهای فلورسنت تا ۵۰ برابر موثرتر از لامپ ادیسون عمل می‌کنند.

طراحی نور مصنوعی در معماری:

امروزه از دو نوع سیمای نورپردازی در معماری استفاده می‌شود که از هر دو به خوبی استقبال شده و همچنین از ترکیب هر دو نیز استفاده می‌شود. روش یا سیمای کیفیت یا زیبایی و روش یا سیمای کمیت یا مهندسی.

روش کیفیت مجبور است مطمئن سازد که محیط و فضای اطراف باصفا و خوشایند است که برای اینکار از نور و سایه، روشنایی و تاریکی و از نقش و صورت استفاده می‌کند.

روش کمیت مطمئن می‌سازد که نور مناسبی جهت انجام کار در اختیار است. انجمن مهندسی روشنایی [۱][۱](IES) شمال آمریکا رهنمودی را منتشر ساخت که سطح (level) نور را برای کارها و فعالیتهای مختلف براساس طبیعت آن کار، اندازه، جزئیات مورد نیاز، سن میانگین افراد قرار گرفته در آن محیط و غیره، مشخص می‌سازد. یک دفتر اداری معمولی نیاز به ۳۰ تا ۱۰۰ foot-candle [2][2]روشنایی دارد. سطح نور می‌تواند توسط واحد متریک lux نیز بیان شود. هر یک foot candle تقریباً برابر ۱۰ lux است.

نرخ مصرف انرژی، توان نامیده می‌شود و با وات (watt) اندازه‌گیری می‌شود. یک لامپ ۲۰۰ watt مصرف انرژی معادل دو برابر یک لامپ ۱۰۰ watt خواهد داشت. اداره برق مقدار مصرف برق مشتریان را توسط واحد کیلو وات ساعت (kwh) محاسبه می‌کند. یک لامپ ۲۰۰ watt که به مدت ۵ ساعت روشن بماند دارای ۱۰۰۰ وات ساعت یا ۱ کیلو وات ساعت مصرف برق است.

پوزولان به عنوان ماده ی جایگزین سیمان

پوزولان به عنوان ماده ی جایگزین سیمان

چکیده:

پوزولان ها مواد سیلیسی و آلومینی هستند که در مجاورت آب در حرارت معمولی با آهک ترکیب شده و تشکیل مواد پایدار و نامحلول (ژل) داده و خاصیت سیمانی شدن دارند. اقدام جهت شناسایی خاصیت پوزولان ها در بتن و ملات سال هاست که به طور وسیعی در کشورهای مختلف آمریکایی، اروپایی و ایران صورت گرفته است به نحوی که به کارگیری این مواد به عنوان ماده جایگزین سیمن در بتن در آیین نامه ها آورده شده است. در این نوشتار به معرفی پوزولان ها از دیدگاه ASTM، حدود ترکیبات شیمیایی و طبقه بندی آن ها پرداخته شده است. همچنین معرفی مواد اصلی، چگونگی پیدایش و نیز بررسی مزایای استفاده از پوزولان ها صورت گرفته است. از جمله مزایای استفاده از پوزولانها، داشتن خصوصیات سیمانی و در نتیجه صرفه ی اقتصادی، بالابردن مقاومت در برابر حمله اسیدها و قلیایی سنگدانه ها و جلوگیری از ترک خوردن سطحی گسترده بتن، کاهش بتن ذیری، خاصیتی که در ارتباط با آب بند بودن سازه های نگهدارنده آب و همچنین در ارتباط با حملات شیمیایی مورد توجه می باشد. بررسی مکانیزم حمله سولفات ها و تاثیر پوزولان ها بر افزایش مقاومت بتن در برابر حمله سولفات ها، از طریق کاهش میزان C3A در سیمان که منجر به بالا بردن دوام بتن مورد تهاجم آب دریا می شود، صورت می گیرد.

بارگذاری ساختمان
بارهایی که روی ساختمان وارد می شوند یا مستقیمآ به وسیله طبیعت و یا به وسیله انسان ایجاد می گردند. به عبارت دیگر برای بار روی ساختمانها دو منبع اصلی وجود دارد، یکی ژئوفیزیکی و دیگری مصنوعی.
نیروهای ژئوفیزیکی را که نتیجه تغییرات مداوم در طبیعت هستند ممکن است به نیروهای جاذبه زمین، وزن ساختمان خودش ایجاد نیروهایی در سازه می کند که موسوم به بار مرده است واین بار در تمام طول عمر ساختمان ثابت باقی می ماند. اشکال همیشه در حال تغییر ساختمان نیز تایع اثرات جاذبه زمین است که ایجاد تغییراتی در بارها در طول زمان می کند. بارهای ناشی از تغییرات جوی با زمان و مکان تغییر می کنند و به شکل باد، حرارت، رطوبت، باران، برف، و یخ ظاهر می شوند. نیروهای زلزله از حرکت نا منظم زمین یعنی زمین لرزه ایجاد میشوند.

منابع بارگذاری مصنوعی ممکن است تکان ناشی از حرکت اتومبیل ها، آسانسورها، ماشینهای مکانیکی و غیره و یا ممکن است تغییر مکان افراد، وسایل و یا نتیجه ضربه و انفجار باشند. به علاوه ممکن است نیروهایی در زمان تولید و اجرا در سازه به وجود آید. پایداری ساختمان ممکن است ایجاد پیش تنیدگی کند که باعث ایجاد نیرو در ساختمان می شود.

منابع بارهای ژئوفیزیکی و مصنوعی در ساختمان غالبآ به یکدیگر بستگی دارند. جرم، اندازه، شکل و مصالح یک ساختمان در روی نیروهای ژئوفیزیکی اثر می گذارند. برای مثال اگر عناصر ساختمان در مقابل تغییرات درجه حرارت و رطوبت نتوانند به آزادی واکنش نشان دهند و گیردار باشند نیروهایی در ساختمان ایجاد می شود.

برای اینکه اطمینان حاصل شود که مشکلات آتی از بین رفته و بازده سازه ای حاصل شده باشد لازم است که مطالعات دقیق جواب تئوری ساختمان به اثرها انجام گیرد. طراح باید نیروها و اثر بارگذاری مربوطه را درک کند تا ساختمان بی خطر و قابل استفاده باشد.

• بار مرده ساختمان

بارهای ناشی از نیروی جاذبه زمین را میتوان به دو دسته مجزا تقسیم کرد:

استاتیکی و دینامیکی: بارهای استاتیکی همیشه جزء ثابتی از سازه هستند. بارهای دینامیکی موقتی هستند یعنی با تغییر زمان و فصل تغییر می کنند، یا تابع مکان داخل یا روی سازه هستند.

بارهای مرده را ممکن است به صورت بارهای استاتیکی که در اثر وزن اجزاء سازه ایجاد می شوند تعریف کرد.نیروهایی که منجر به بار مرده می شوند عبارتند از: قسمتهای باربر ساختمان،کف،روکاری سقف، دیوارهای جدا کننده ثابت، پوشش نما، مخزنهای انباری، سیستمهای توزیع مکانیکی و غیره. مجموع وزنهای همه این قسمت ها بار مرده ساختمان را تشکیل می دهد.

به نظر می رسد که تعیین وزن مصالح و از آنجا بار مرده ساختمان کار ساده ای باشد. اما به دلیل مشکلات گوناگون در تجزیه و تحلیل دقیق بارها تخمین بارها ممکن است 15 تا 20 درصد و یا حتی بیشتر در خطا باشد.

در مرحله اولیه طرح برای مهندس محاسب پیش بینی دقیق وزن مصالح ساختمانی که هنوز انتخاب نشده اند کاری غیر ممکن است. مصالح ناسازه ای مشخصی که باید انتخاب شوند شامل صفحات پیش ساخته نما، لوازم روشنایی، قطعات سقف، لوله ها، مجرا ها، خطوط برق و اجزای نیازمندیهای داخلی خاص ساختمان می باشند.

وزن عناصر تقویت کننده و اتصالات در سازه های فولادی فقط به صورت درصدی از وزن کل تخمین زده می شود. وزن واحد حجم مصالح که به وسیله تولید کنندگان یا آئین نامه ها داده می شود همیشه با وزن واحد حجم محصول تولید شده مطابقت ندارد. اندازهای اسمی اجزاء ساختمان ممکن است با اندازه های واقعی اختلاف داشته باشد .

• بار زنده ساختمان

فرق اساسی بارهای زنده با بارهای مرده در این است که بارهای زنده متغیر و غیر قابل پیش بینی هستند. تغییر در بارهای زنده نه تنها در طول زمان اتفاق می افتد بلکه همچنین تابعی از مکان می باشد. این تغییر ممکن است در مدت زمان کوتاه یا طولانی صورت گیرد. بدین ترتیب تقریبآ غیر ممکن است که بارهای زنده را به صورت استاتیکی تخمین زد. بارهایی که بوسیله اشیاء یا اشخاص در ساختمان ایجاد می شوند به نام بارهای سکنی موسوم هستند. این بارها شامل وزن اشخاص، مبل ها، جدا کننده های متحرک، گاو صندوق ها، کتابها و دیگر بارهای نیمه دائم و موقتی که روی ساختمان اثر می کنند ولی جزئی از سازه نیستند و جزء بار مرده به حساب نمی آیند .

بارهای متمرکز، نشان دهنده اثر بار منفرد ممکن در نقاط بحرانی مثل کفهای پله، سقفهای قابل دسترس، گاراژهای توقف و دیگر نقاط آسیب پذیر با تنشهای متمرکز زیاد می باشند.

• بار اجرایی ساختمان

اجزاء سازه به طور کلی برای بارهای مرده و زنده طرح می شوند. اما یک قطعه سازه ممکن است در موقع اجرای ساختمان تحت بارهایی خیلی بیشتر از بارهای طرح قرار بگیرد. اینگونه بارها که موسوم به بارهای اجرائی هستند قسمت مهمی را در طرح اجراء سازه تشکیل می دهند.

هر پیمانکاری در طول زمان روش اجرایی را توسعه می دهد که برای خودش اقتصادی بودنش ثابت شده است. هر چند که معمار ممکن است ساختمان را طوری طرح کند که برای یک روش اجرایی معینی مناسب باشد، او ممکن است که از روشهای اجرایی یکایک پیمانکاران آگاهی نداشته باشد. پیمانکاران معمولآ مصالح و وسائل سنگین را روی سطح کوچکی ازسازه انباشته می کنند. این عمل ایجاد بارهای متمرکزی میکند که خیلی بیشتر از بارهای زنده فرض شده برای سازه طرح شده می باشد .در چنین شرایطی شکست نتیجه شده است .


یک مشکل اساسی در اجرای سازه های بتنی وقتی ایجاد می شود که پیمانکار پایه های تقویتی و قالب بندی را قبل از انقضای مدت کافی برای عمل آمدن بتن بردارد. مقاومت بتن با زمان زیاد میشود. ولی از آنجایی که برای پیمانکار زمان پول است او ممکن است قالب ها را قبل از اینکه بتن به مقاومت حداقل طرح برسد بردارد. در چنین صورتی جزئی از سازه ممکن است تحت اثر بارهائی قرار بگیرد که قادر به تحمل آنها نباشد و شکست حاصل شود.

• بارهای برف ، باران و یخ

مشاهده ارتفاع و تراکم برف در طول سالیان دراز منجر به پیش بینی معقول حداکثر بار برف شده است. بار برف را لازم است فقط برای بامها و سطوح دیگر ساختمان که ممکن است برف جمع کننده از قبیل حیاط های بالا آورده شده، بالکن ها و سقف های آفتابگیر در نظر گرفت. بار برف که به وسیله آئین نامه ها تعیین شده است بر اساس حداکثر برف روی زمین می باشد. غالبآ این بارها بیشتر از بار برفی که روی بام اثر میکند می باشد. زیرا باد مقداری از برف های شل را از روی بام به دور می ریزد یا بدلیل از دست رفتن گرما از طریق بام، برف آب و بخار می شود. آئین نامه ها معمولآ در صدی از بار برف را روی بام شیب دار کم می کنند، زیرا روی چنین سطوحی برف به سهولت از روی بام به پائین می لغزد. ولی بعضی از انواع بام ها ممکن است روی رفتار باد اثر بگذارند و باعث شوند که بار برف به مقدار زیاد در یک قسمت از بام ذخیره شود.با وجود اینکه اغلب در محاسبه بار زنده به آب فکر نمی شود حتمآ باید در موقع طرح آنرا به خاطر داشت. بار باران به طور کلی کمتر از بار برف است، ولی باید به خاطر داشت که ذخیره شدن آب منجر به مقدار قابل ملاحظه ای بار می شود.

همچون که آب جمع می شود بام تغییر شکل داده خم می شود و این باعث می شود که آب بیشتری جمع شود و منجر به تغییر شکل زیاد تری گردد. این پدیده که موسوم به حوض شدن می باشد ممکن است باعث فرو ریختن نهایی بام شود.

یخ روی اجزاء بیرون آمده به خصوص روی قطعات تزئینی خارجی که در غیر این صورت جز بار وزنشان باری دریافت نمی کنند جمع می شود. از این رو لازم است که این قطعات چنان طرح و اتصال داده شوند که بارهای سنگین قندیل های یخ را تحمل کنند. به علاوه، تشکیل یخ روی سازه های خرپایی باز باعث ازدیاد سطح و وزن شده که منجر به اضافه شدن باد می شود.

• بار باد روی ساختمان
آسمان خراشهای اولیه به اثرات پیچیده نیروی جانبی ایجاد شده بوسیله باد آسیب پذیر نبودند.وزن عظیم ساختمان با دیوارهای باربر ساخته شده از مصالح بنایی چنان بود که نیروی باد قادر نبود به نیروهای جاذبه به زمین غلبه کند. حتی موقعی که روش دیوار حمال بوسیله سازه قاب صلب در اواخر قرن 19 جایگزین شد، نیروی جاذبه عامل تعیین کننده اصلی بود.

نماهای سنگی سنگین با بازشدگی های کوچک، ستونهای نزدیک به هم، قطعات سرهم شده حجیم قابها، و دیوارهای جداکننده سنگین هنوز چنان وزنی را ایجاد می کردند که عمل باد یک مشکل اساسی نبود.
آسمان خراشهای دیوار شیشه ای سالهای 1950 با فضای باز داخلی مطلوب و وزن نسبتا کم برای اولین بار در مقابل نیروهای باد واکنش نشان دادند.با معرفی قاب فولادی سبک وزن، دیگر وزن یک عامل محدود کننده ارتفاع آسمان خراشها نبود. ولی عصر ساختمانهای بلند با خود مشکلات جدیدی آورده است برای اینکه وزن مرده کاهش داده شود و فضاهای بزرگتر و انعطاف پذیر ایجاد گردد تیرهای با دهنه زیاد، جدا کننده های داخلی بار نبر متحرک و دیوارهای پیرامونی بارنبر ساخته شده است.همه این ابداعات از صلبیت کلی سازه ها کم کرده اند، به طوری که حالا سختی جانبی (با تغییر مکان جانبی) یک ساختمان ممکن است تعیین کننده تر از مقاومتش باشد. اثر باد یک مسئله اساسی برای طرح ساختمانهای بلند شده است . درک باد و پیش بینی رفتارش به صورت علمی دقیق ممکن است غیر ممکن باشد. عمل باد روی ساختمان، شکل، باریکی و ترکیب نمای سازه مورد نظر و نحوه قرار گرفتن ساختمانهای مجاور دارد.



• بار ناشی از تغییرات حجم مصالح

تغییرات حجم مصالح در اثر انقباض،غرش و آثار حرارتی به وجود می آید. موقعی که از واکنش طبیعی و آزاد اعضاء ساختمان در سر حد ها یشان جلوگیری می شود در آنها نیرو ایجاد میگردد. در جایی که این تغییرات حجم محدود می شود نقش های محوری و دورانی در ساختمان ایجاد گردد.

تغییر حجم تابعی از شکل و اندازه ساختمان، مصالح، سختی اعضاء سازه ای و نوع اتصالات می باشد. با به کار بردن مانع در نقاطی از ساختمان که تنش های محوری و دورانی ممکن است ایجاد شود می توان تغییرات حجم را کنترل کرد و این به معنی طرح اعضاء برای تحمل این نقش ها می باشد. واضح است که تغییرات حجم را با استفاده از درزهای انبساط که در آنها حرکت به آزادی صورت می گیرد می توان کنترل نمود.

• بار ناشی از انفجار

ساختمان ممکن است مجبور باشد نه تنها نیرو های فشاری خارجی بلکه نیروهای فشاری داخلی ایجاد شده در اثر انفجار را نیز تحمل کند. فرو ریختن قسمتی از یک ساختمان آپارتمانی در لندن در سال 1968 توجه زیادی را به این بار گذاری جلب نمود. اکثر ساختمانها هرگز با چنین نیروهایی مواجه نخواهند شد،ولی احتمال انجار مواد منفجره در اثر خرابکاری یا اشتعالتصادفی گازهای آتش گیر در اثر نشت یا آتش همیشه وجود دارد.

در اثر انفجارات فشارهای زیادی در منطقه انفجار ایجاد می گردد و بارهای خیلی زیادی به عناصر ساختمان وارد می شود که منجر به ترکیدن و به خارج پرتاب شدن پنجره ها، دیوارها و کف ها می گردد. این فشار داخلی باید به صورت موضعی محدود و کنترل شود و نباید باعث فروریختگی تدریجی ساختمان گردد.

علل ممکن برای بارهای انفجاری خارجی از غرش های صوتی نسبتآ کم اهمیت است (مانند پنجره های شکسته شده و دیوارهای گچی ترک خورده). تحقیقات وسیعی روی واکنش سازه ها در برابر اثرات سلاحهای اتمی در جریان است تا بتوان ساختمان را چنان طرح کرد که در مقابل حمله اتمی مقاوم باشند.

• ترکیب بارها روی ساختمان

ساختمانهای بلند درطول عمرشان در معرض بارهای متعدد می باشد و بسیاری از بارها به طور همزمان روی سازه وارد می شود.اگر بارها خط اثر مشترک داشته و با یکدیگر باید ترکیب شود. این شرط لازم می سازد که در طرح سازه ها تمام ترکیبات ممکن بارها در نظر گرفته شود.

احتمال وقوع بارهای ترکیب شده باید به طور آماری ارزیابی و اثر آن تخمین زده شود. هرچقدر که اثر بار با دقت بیشتری تعیین شود لزوم انتخاب ضرایب اطمینان بزرگتر برای جبران عوامل مجهول کاهش می یابد.

ترکیب موثر و عملی بارها در آئین نامه ها مشخص گردیده است. بطور کلی تشخیص داده شده است که ماکزیمم بالای ناشی از تغییرات جوی و زلزله احتمالا هرگز با مقدار کامل بارهای زنده دیگر همزمان رخ نخواهد داد از این رو موقعی که بار زنده کامل به طور همزمان با بارهای ماکزیمم باد یا زلزله به کار می رود آئین نامه اجازه می دهد که بر تنشهای مجاز 33 درصد افزوده شود.

منبع: وبلاگ معین بهرامپور - moein-omran.blogfa.com

منبع:http://khakzad.com

سازه نگهبان چیست؟؟؟؟؟

- گود برداری و سازه های نگهبان

در بسیاری از پروژه های ساختمانی لازم است که زمین به صورتی خاکبرداری شود که جداره های آن قائم یا نزدیک به قائم باشد. این کار ممکن است به منظور احداث زیر زمین ، کانال ، منبع آب و .. صورت گیرد. فشار جانبی وارد بر این جداره ها ناشی از رانش خاک بر اثر وزن خود آن ، و نیز سر بار های (surcharge) احتمالی روی خاک کنار گود می باشد. این سربارها می توانند شامل خاک بالاتر از تراز افقی لبه ی گود ، ساختمان مجاور ، بارهای ناشی از بهره برداری از معابر مجاور و ... باشند. به منظور جلوگیری از ریزش ترانشه و تبعات منفی احتمالی ناشی از این خاکبرداری ، سازه های موقتی را برای مهار ترانشه اجرا می کنند که به آن سازه های نگهبان (retaining structures;support systems) می گویند.

اهداف اصلی ایمن سازی جداره های گود با استفاده از سازه های نگهبان عبارتند از : حفظ جان انسانهای خارج و داخل گود ، حفظ اموال خارج و داخل گود و نیز فراهم آوردن شرایط امن و مطمئن برای اجرای کار.