در این مقاله، طراحی، تحلیل، و اجرای سازه پارچهای (سازه چادری) سر درب ورودی کارخانه جهان فولاد سیرجان ارائه میشود.
این پروژه شامل یک سازه فولادی قوسی با مهاربندی و پوشش پارچهای کششی بوده که با هدف ایجاد پوشش ورودی و ایجاد یک المان شاخص معماری صنعتی اجرا شده است. تحلیل سازهای با در نظر گرفتن بارهای ثقلی، باد، برف و زلزله مطابق مقررات ملی ساختمان ایران انجام شده و نتایج نشاندهنده کفایت سازه و عملکرد مناسب سیستم اتصال پارچه میباشد.
نویسندگان: امیرحسین قورچیان – فرشید محمدیان
مقدمه
سازههای پارچهای کششی در دهههای اخیر بهعنوان راهکاری سبک، اقتصادی و زیباشناسانه برای پوشش دهانههای بزرگ مورد توجه قرار گرفتهاند. ترکیب این سیستمها با اسکلت فولادی امکان کنترل مناسب بارها و افزایش دوام سازه را فراهم میسازد. پروژه سر درب شرکت جهان فولاد سیرجان نمونهای از بهکارگیری این فناوری در یک محیط صنعتی با شرایط اقلیمی خاص است.
معرفی پروژه
- کاربری: سردر ورودی و کنترل تردد
- محل اجرا: سیرجان، استان کرمان
- مساحت پوشش: حدود 440 مترمربع
- طول سازه: ۳۲ متر
- عرض سازه: ۱۴ متر
- ارتفاع: ۸٫۵ متر
- سیستم سازهای: سازه فولادی قوسی با مهاربندی
- نوع پوشش: پارچه کششی سیون (ساخت بلژیک)
سیستم سازهای و مصالح
اعضای فولادی
اعضای اصلی سازه شامل قوسها، ستونها، تیرهای رابط و مهاربندها میباشند که از لولههای فولادی با مشخصات زیر تشکیل شدهاند:
- ستونها: لوله فولادی با قطر 219.1 میلیمتر و ضخامت 5 میلیمتر
- رابطهای درختی و مهاربندهای جانبی: قطر 139.7 میلیمتر و ضخامت 4 میلیمتر
- قوسهای اصلی (وسط و طرفین): قطر 168.3 میلیمتر با ضخامتهای 4 و 6 میلیمتر
- مهاربندهای طرفین: قطر 168.3 میلیمتر با ضخامت 6 میلیمتر
مشخصات مصالح
- فولاد مصرفی: St37 با Fy = 2400 kg/cm² و Fu = 3700 kg/cm²
- الکترود جوشکاری: E6013
آییننامهها و نرمافزارهای مورد استفاده
- مبحث ششم مقررات ملی ساختمان (بارگذاری – ویرایش 1398)
- استاندارد 2800 ایران (زلزله – ویرایش چهارم)
- مبحث دهم مقررات ملی ساختمان (طرح و اجرای سازههای فولادی – 1401)
- AISC 360-16
نرمافزارهای تحلیل و طراحی:
- SAP2000 نسخه 22.1.0 (تحلیل سهبعدی سازه)
- SAFE 2022 نسخه 22.4.0 (طراحی فونداسیون)
بارگذاری سازه
توزیع انواع بارهای وارد بر سازه چادری سر درب شرکت جهان فولاد سیرجان
در طراحی و تحلیل سازه چادری سر درب شرکت جهان فولاد سیرجان، کلیه بارهای مؤثر مطابق با مقررات ملی ساختمان ایران و آییننامههای معتبر بینالمللی شناسایی، مدلسازی و در تحلیل سازهای لحاظ شدهاند. ماهیت سبک پوشش پارچهای و رفتار کششی سیستم، موجب تفاوت اساسی الگوی توزیع بار نسبت به سازههای سقف صلب متداول شده و نیازمند توجه ویژه به مسیر انتقال نیروها میباشد.
بار مرده:
بار مرده شامل وزن پارچه، اتصالات و اجزای جانبی بوده و بهمنظور اطمینان برابر با 5 kg/m² در نظر گرفته شده است.
بار زنده بام:
بار زنده یکنواخت بام برای سقف سبک برابر با 50 kg/m² لحاظ شده است.
بار برف
بار برف مطابق مبحث ششم مقررات ملی ساختمان محاسبه و مقدار نهایی برابر با 144 kg/m² در نظر گرفته شده است. با توجه به شیب و جنس پارچه، امکان انباشت برف وجود نداشته و تنها بار برف متوازن لحاظ گردیده است.
بار باد
سازه بهصورت سقف آزاد بدون دیوار جانبی تحلیل شده است. فشار باد طراحیشده برای محل پروژه برابر با 86 kg/m² میباشد.
بار زلزله
بهدلیل جرم ناچیز پارچه، اثر زلزله محدود است؛ با این حال تحلیل لرزهای با فرض خاک نوع III و ضریب رفتار R=2 انجام شده است.
نتایج تحلیل سازهای
نتایج تحلیل نشان میدهد که نسبت نیروی اعضا به ظرفیت مقاطع در کلیه اعضا در محدوده مجاز آییننامهای قرار دارد و هیچ عضو بحرانی مشاهده نشده است.
طراحی فونداسیون
فونداسیونها با استفاده از نرمافزار SAFE طراحی شدهاند. نتایج نشان میدهد که آرماتورگذاری حداقل کفایت لازم را دارد و کنترل برش پانچ نیز در محدوده مجاز قرار گرفته است.
نتیجهگیری
پروژه سر درب پارچه ای شرکت جهان فولاد سیرجان نمونهای موفق از کاربرد سازههای پارچهای کششی در فضاهای صنعتی است. طراحی مناسب سیستم سازهای، انتخاب صحیح مصالح و جزئیات اتصال هوشمندانه موجب عملکرد ایمن، پایدار و اقتصادی سازه شده است. نتایج این پروژه میتواند بهعنوان مرجع طراحی برای سازههای پارچهای مشابه مورد استفاده قرار گیرد.
منابع
- دفترچه محاسبات سازه سر درب شرکت جهان فولاد سیرجان، 1404
- مقررات ملی ساختمان ایران، مباحث ششم و دهم
- استاندارد 2800 ایران
- AISC 360-16
