بهینه سازی ساختمان

بالا بودن هزینه ها و زمان اجرای پروژه های ساختمانی، ضرورت به کارگیری مهندسی ارزش را در این صنعت ایجاب می نماید. این امر موجب بهبود کیفیت و استفاده بهینه از منابع کشور و بازگشت زودتر سرمایه گذاری خواهد شد. در این خصوص به کار بستن مدیریت ارزش در بخش طراحی ساختمان های فولادی و بتنی، باعث کاهش چشمگیر فولاد و آرماتور مصرفی و طراحی بهینه اسکلت سازه خواهد شد.

منظور از طراحی بهینه سازه ها به کارگیری جدیدترین متودها و تکنیک های روز علم سازه و زلزله دنیا برای رسیدن به اقتصادی ترین و ایمن ترین طرح ممکن برای سازه است . این طرح دو عامل بهینه سازی رفتار سازه و اقتصاد پروژه را تواما در نظر می گیرد و در نهایت علاوه بر ایمنی سازه به طور قابل توجهی کاهش هزینه های ساخت و پرهیز از هدر رفت مصالح و سرمایه های ملی را تضمین می کند.

الگوریتم های به کار گرفته شده در این مجموعه علاوه بر رعایت کلیه ضوابط و بندهای آئین نامه های روز دنیا و ایران (مقررات ملی ساختمان و نشریات سازمان برنامه و بودجه) کاملا قابل دفاع بوده و از طرفی طرح نهایی با توجه به مشکلات و محدودیت های اجرای سازه ها در کشور ، صددرصد عملی و اجرایی خواهد بود.

حداقل تناژ آیا حداقل هزینه حداقل هزینه؟

اغلب فرض می شود که یک اسکلت با حداقل تناژ کمترین هزینه را داشته باشد، با این حال، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، هزینه مواد خام معمولا حدود ۳۰-۴۰% از کل هزینه اسکلت فلزی را تشکیل می دهد، همچنین هزینه های ساخت و ساز نیز ۳۰-۴۰% برای طرح های اسکلت پیچیده تر، با نسبت های بالاتر از مقاطع غیر استاندارد، اتصالات پیچیده یا سیستم های ویژه با نیازهای تولید بالاتر، نرخ کلی در هر تن احتمالا بالاتر از یک قاب استاندارد خواهد بود.

نسبت هزینه های طرح و ساخت اسکلت فلزی

پاره ای از روش ها در بهینه سازی رفتار سازه ، ایمنی و اقتصاد پروژه عبارتند از:

مطالعات لرزه ­شناسی منطقه و تحلیل ­ریسک 

در مواردی ممکن است تحلیل ریسک منطقه، شتاب بیشینه زلزله را حتی بیش از مقادیر توصیه شده آئین نامه بدست دهد. همچنین با توجه به موقعیت گسلهای منطقه ممکن است این احتمال وجود داشته باشد که سایت پروژه، زلزله ای گسل نزدیک را در دوره بازگشت خود تجربه کند.

اگرچه ممکن است لحاظ این موارد در نگاه اول سبب غیراقتصادی شدن طرح شود و از طرفی پیچیدگی محاسبات و افزایش زمان مطالعات را به دنبال دارد، اما هدف تیم تخصصی طراحی سازه، تطابق کامل شرایط واقعی لرزه ای سایت و مدل های طراحی است تا بتواند ایمنی سازه را صدر در صد تضمین کند و برای این مهم خود را در چارچوب فرضیات ساده کننده آئین نامه ها محصور نخواهد کرد.

تحلیل اندرکنش خاک و سازه

لحاظ اندرکنش خاک و سازه غالبا سبب افزایش پریود طبیعی سازه و کاهش شتاب زلزله (مطابق آئین نامه ۲۸۰۰) می شود. از آنجا که در نظر گرفتن اندرکنش ممکن است باعث بهبود اقتصاد پروژه شود ولی از آنجا که آئین نامه ایران به طور صریح در این باره اظهار نظر نمی کند تنها در صورتی که تحلیل اندرکنش سبب تغییر عمده رفتار سازه در تحلیل های تاریخچه زمانی زلزله شود این مورد لحاظ می شود. گروه سازه ایمنی سازه در هنگام زلزله را از هر روش ممکن کنترل و بررسی می کند.

تحلیل های تاریخچه زمانی خطی و غیر خطی

تحلیل های تاریخچه زمانی خطی و غیرخطی سازه مطابق آئین نامه ۲۸۰۰ با رعایت کلیه ملاحظات آن مجاز است. تحلیل تاریخچه زمانی سازه تحت زلزله نیازمند رکوردهای موجود و یا رکوردهای مصنوعی مطابق شرایط ستون خاک پروژه (۳۰ متر بالایی لایه بندی خاک) است. در مواردی که شرایط ژئوتکنیکی لایه بندی خاک با مشخصات رکوردهای موجود زلزله تطابق کافی را نداشته باشد، تحلیل لرزه ای ستون خاک پروژه برای تبدیل رکورد زلزله و یا تولید رکورد مصنوعی مطابق شرایط ساختگاه انجام می شود و در تحلیل های تاریخچه زمانی به کار گرفته می شود. کلیه ضوابط آئین نامه ۲۸۰۰ در تولید و بکارگیری رکوردهای زلزله منظور می شوند و در نهایت برای تحلیل سازه بکار گرفته می شوند.

کاهش پیچش و نامنظمی ساختمان

تغییر ابعاد تیرها ، ستون ها و دیوارهای برشی سبب تغییر توزیع سختی در سازه و جابجایی مرکز سختی سیستم می شود. از آنجا که فاصله مرکز جرم و سختی سازه سبب ایجاد پیچش در ساختمان و متعاقبا افزایش نیروهای طراحی اعضا می شود، با جابجایی مرکز سختی و نزدیک کردن آن به مرکز جرم می توان از میزان پیچش ایجاد شده سیستم و نیروهای اعضا کاست و به اقتصاد پروژه کمک کرد. البته تغییر سختی اعضا به منظور کاهش پیچش ساختمان با رعایت کلیه ملاحظات و محدودیت های معماری انجام خواهد شد.

الگوریتم های مورد استفاده جهت کاهش پیچش ساختمان ، برای انواع سازه های قاب خمشی و مهاربندی بدون محدودیت ارتفاع کاربرد دارد و کاهش مصالح مصرفی و بهبود اقتصاد پروژه را در کنار دیگر آنالیزهای مورد استفاده گروه طراحی سازه به دنبال دارد.

طراحی میراگرها و بادبندهای خاص و همچنین بکارگیری الگوریتم های ابداعی جهت کاهش پیچش و نامنظمی ساختمان همگی در جهت رسیدن به یک طراحی بهینه اقتصادی و البته صددرصد عملی و اجرایی (با توجه به محدودیتها و مشکلات اجرا در کشور) از ویژگی های تمایز گروه سازه است.