قالب وردپرس

تاریخچه سازه های CFT

در مطالعه تاریخچه سازه های CFT درمیابیم که استفاده از مقاطع CFT برای اولین بار به دهه ۱۸۷۰ میلادی بازمی‌گردد. براساس اطلاعات موجود در ابتدای این دهه در کشور انگلستان، در ساخت پایه پل‌ها از این سیستم استفاده شده است. اولین تحقیقات آزمایشگاهی مستند سازی‌شده دررابطه‌با مقاطع CFT در سال ۱۹۵۷ میلادی توسط کلوپر و گادر انجام گردیده و به زبان آلمانی منتشرشده است. اولین مقاله تخصصی دررابطه‌با مقاطع CFT در کشور ژاپن (به‌عنوان یکی از کشورهای پیشرو درزمینه فناوری طراحی و ساخت مقاطع CFT) در سال ۱۹۶۱ میلادی منتشر شده است. در این مقاله عضو فشاری با مقطع فولادی دایره‌ای پرشده با بتن به‌کاررفته در دکل برق مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. همچنین در سال ۱۹۶۷ میلادی یکی از اولین مطالعات تحقیقات آزمایشگاهی جامع، مشتمل‌بر ستون‌ها و تیر- ستون‌های CFT توسط فورلانگ منتشر شده است .
از دهه۱۹۷۰ میلادی تحقیقات و بررسی‌های گسترده نشان داده است که سیستم‌های قاب خمشی شامل ستون‌های با مقطع فولادی پرشده با بتن و تیرهای I شکل، بسیار کارآمدتر از سیستم‌های فولادی و بتن مسلح رایج است، درنتیجه این سیستم به‌صورت گسترده در ساخت ساختمان‌های متوسط و بلندمرتبه در ژاپن به‌کار گرفته شده است.
پروژه “ساخت نواحی مسکونی شهری جدید در قرن ۲۱” در سال ۱۹۸۵ میلادی توسط وزارت ساخت کشور ژاپن تعریف گردید. پنج شرکت پیمانکاری مطرح به‌همراه یک شرکت تولیدکننده مقاطع فولادی به‌عنوان مجریان این پروژه برگزیده شدند. این شرکت‌ها با همکاری موسسه تحقیقات ساختمان وزارت ساخت ژاپن یک برنامه آزمایشگاهی پنج‌ساله، NUHP ، را در راستای این پروژه آغاز کردند که باعث ایجاد نقطه عطفی در روند تحقیق و بررسی مقاطع CFT شد.
انجمن فناوری‌های نواحی مسکونی شهری جدید، ANUHT ، در سال ۱۹۹۶ میلادی توسط مشارکت‌کنندگان در پروژه NUHP تأسیس شد. این انجمن شامل بیش از ۱۰۰ شرکت فعال درزمینه ساخت سازه‌های با اعضا دارای مقاطع CFT بوده و کنترل طرح‌های سازه‌ای، مقاوم‌سازی در برابر آتش و تأیید ساخت ساختمان‌های با اعضا دارای مقاطع CFT کوتاه‌تر از ۶۰ متر را برعهده دارد. علاوه‌بر فعالیت‌های نظارتی، انجمن اطلاعات پایه‌ای طراحی و فناوری ساخت مقاطع CFT را نیز فراهم کرده و شرکت‌های فعال دراین‌زمینه را آموزش می‌دهد و همچنین در راستای توسعه تحقیق درزمینه مقاطع CFT تلاش می‌کند. در بازه سال‌های ۱۹۹۸ میلادی تا ۲۰۰۲ میلادی طراحی و ساخت ۱۷۵ سازه ساختمانی مشتمل‌بر ساختمان مسکونی، دفاتر اداری، مجتمع‌های تجاری، بیمارستان و غیره با فناوری CFT تحت نظارت این انجمن انجام شده است .
وزارت زمین، زیرساخت و حمل‌ونقل ژاپن نیز در سال ۲۰۰۲ میلادی با تهیه نشریه شماره ۴۶۴ درموردِ سازه‌هایی با مقاطع CFT براساس راهنمایی‌ها و نظرات انجمن فناوری‌های نواحی مسکونی شهری جدید، درزمینه فناوری ساخت مقاطع فولادی پرشده با بتن تحولی ایجاد کرد و بدین‌ترتیب نظرات و توصیه‌های موجود در رابطه با مقاطعCFT که پیش‌تر صرفاً در اختیار شرکت‌های عضو ANUHT قرار داشت دردسترس عموم قرار گرفت.
پروژه تحقیقاتی دیگری در سال ۱۹۹۳ میلادی دررابطه‌با سازه‌های دارای اعضا با مقاطع مرکب و مختلط، به‌عنوان پنجمین فاز از برنامه تحقیقاتی مشترک ژاپن و ایالات‌متحده درزمینه زلزله، جهت تحقیق و بررسی بر روی ستون‌های با مقطع CFT به مدت پنج سال آغاز شد که شامل مطالعات آزمایشگاهی، ایجاد بانک اطلاعاتی و طراحی آزمایشی سازه‌ها بوده است. در این تحقیقات بیش از ۵۵۰ نمونه مورد آزمایش قرار گرفته است که نتایج حاصل، بخش قابل‌توجهی از دستورالعمل‌های حال حاضر درزمینه طراحی مقاطع CFT را فراهم نموده است .
علاوه‌براین برنامه‌های سازمان‌یافته، نمونه‌های متعددی از اعضا با مقاطع مختلف CFT در پروژه‌های تحقیقاتی انجام‌شده در دانشگاه‌ها و صنایع مورد آزمایش قرار گرفته است. تعداد زیادی از این مقالات تخصصی در نشست سالیانه موسسه معماری ژاپن ( AIJ) ارائه شده است.
تعداد چکیده مقالات ارائه‌شده در نشست سالانه AIJ درزمینه مقاطع CFT تا سال ۱۹۸۶ میلادی کمتر از ۱۰ عدد در سال بوده است. اما از سال ۱۹۸۷ میلادی (مصادف با تحقیقات انجام‌شده در پروژه NUHP)، به‌طور متوسط حدود ۳۰ درصد چکیده مقالات حوزه مقاطع مختلط در این نشست به مقاطع CFT اختصاص دارد.
اولین ویرایش استاندارد AIJ برای سازه‌های دارای اعضا با مقاطع فولادی پرشده با بتن، در سال ۱۹۶۷ میلادی منتشر شد که بر پایه تحقیقات انجام‌شده در اوایل دهه شصت میلادی تهیه شده بود. این استاندارد در سال ۱۹۸۰ میلادی مورد بازبینی قرار گرفته و در سال ۱۹۸۷ میلادی به‌عنوان بخشی از استاندارد AIJ برای سازه‌های دارای اعضا با مقاطع فولادی پرشده با بتن منتشر شده و ویرایش بعدی این استاندارد در سال ۲۰۰۱ مورد بازبینی قرار گرفت. همچنین توصیه‌نامه CFT¬ برای اولین بار در سال ۱۹۹۷ میلادی توسط AIJ منتشر شد.
تلاش‌های متعددی برای جمع‌آوری داده‌های آزمایشگاهی و خلاصه‌نمودن نتایج اصلی آن‌ها دررابطه‌با آزمایش بر روی ستون دارای مقطع مختلط صورت گرفته است. اولین تلاش مقاطع فولادی پرشده با بتن ازطریق پروژه‌های تحقیقاتی وارد کشور شد. اولین پژوهش تخصصی ثبت‌شده دراین‌حوزه زیر نظر مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی در سال ۱۳۷۶ انجام شده است. در این پژوهش به بررسی رفتار ستون‌های با مقطع فولادی پرشده با بتن و همچنین رفتار اتصال تیر به ستون CFT پرداخته شده است. در سال‌های بعد و پس از آشنایی بیشتر جامعه علمی کشور با این مقاطع، تحقیقات گسترده‌تری روی انواع ویژگی‌ها و مزیت‌های آنان به‌عمل آمد. پس از استقبال جامعه علمی و مهندسی کشور در دهه ۹۰ از به‌کارگیری مقاطع CFT در صنعت ساختمان، پروژه‌های پژوهشی نیز به‌سمت حل موانع گسترش استفاده از مقاطع CFT حرکت کردند، که از مهم‌ترین آنان بررسی اتصالات صلب تیر فولادی به ستون CFT می‌باشد.
با توجه به توسعه مطالعات و انتشار مقالات درزمینه مقاطع CFT و گرایش جامعه مهندسی کشور به طراحی و تولید این مقاطع درنهایت ویرایش سوم (۱۳۸۷) مبحث دهم مقررات ملی ساختمان در بخشی با عنوان «طراحی اعضا مختلط» به بررسی ستون‌های با مقطع فولادی پرشده با بتن پرداخت و ضوابطی برای طراحی آنان ارائه نمود. این ضوابط در ویرایش چهارم (۱۳۹۲) این مبحث به‌صورت گسترده‌تری موردتوجه قرار گرفت.
توسعه صنعتی مقاطع CFT در ایران و تأسیس شرکت‌های تخصصی دراین‌حوزه به اواخر دهه هشتاد شمسی بازمی‌گردد. همچنین عرضه مقاطع HSS توسط صنایع تولیدکننده مقاطع فولادی نیز مصادف با همین بازه زمانی بوده، که نقش شایانی در گسترش استفاده از ستون‌های CFT داشته است. از آن ‌زمان تاکنون پروژه‌های متعددی توسط این شرکت‌ها در مناطق مختلف کشور به‌اجرا درآمده است.
با رشد روزافزون به‌کارگیری ستون‌های CFT با استفاده از مقاطع HSS در کشور، نیاز به مرجعی جهت بومی‌سازی فناوری و همچنین تدوین منابع علمی و صنعتی بیش‌ازپیش مشخص گردید. کمبود دانش فنی لازم درزمینه‌های مختلف به‌کارگیری مقاطع CFT، منجربه فعالیت‌های جزیره‌ای مهندسین دراین‌حوزه گشته است.
کمیته مقاطع HSS و سازه‌های CFT به‌عنوان اولین مرجع تخصصی سازه‌های CFT کشور زیر نظر انجمن سازه‌های فولادی ایران و مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی در سال ۱۳۹۴ بنیان نهاده شد. این کمیته با عضویت اساتید دانشگاه، مهندسان، شرکت‌های تولیدکننده مقاطع HSS و شرکت‌های طرح و اجرای مقاطع CFT گامی مؤثر در گسترش دانش طراحی و ساخت مهندسین دراین‌حوزه برداشته است. تدوین راهنمای طراحی حاضر یکی از فعالیت‌های کمیته فوق می‌باشد.
منبع: کتاب راهنمای طراحی مقاطع فولادی پرشده با بتن (CFT)