1-1- پیشگفتار
دو مشكل اساسی در استفاده از سوخت‌های فسیلی كه بیش از %80 تقاضای انرژی مورد مصرف را تشكیل می‌دهند وجود دارد. مشكل اول در محدودیت آنهاست به‌طوری‌كه در آینده‌ای نزدیك این سوخت‌ها به پایان می‌رسند. براساس تخمینی كه كمپانی‌های نفتی ارائه كرده‌اند، بین سالهای 2015 تا 2030 میزان مصرف نفت خام، گاز‌طبیعی و سوخت‌های فسیلی به بیشترین مقدار خود می‌رسند و از آن پس منابع فسیلی با كاهش چشمگیری روبرو خواهند بود.
مشكل دوم در استفاده از سوخت‌های فسیلی، مشكل زیست محیطی آنان است مانند تغییرات آب‌و‌هوایی، گرم‌شدن كلی محیط، ذوب شدن یخ‌های موجود در كره زمین، ایجاد باران‌های اسیدی، نقصان لایه ازن، خرابی مناطق كشاورزی و جنگلها بعلت استخراج بیش از اندازه زغال‌سنگ از معادن و از همه مهمتر مشكل آلایندگی و آلودگی محیط زیست كه شرایط زندگی را نابسامان خواهد كرد. پیش از سال 1970، سیستم‌های انرژی هیدروژنی برای رفع این دو مشكل اساسی پیشنهاد شده بود و از آن سالها دانشمندان بسیاری در جهت بكار‌گیری این سیستم‌ها و توسعه آنان تلاش كردند.
هیدروژن یك انرژی قابل حمل با خصوصیات منحصر به فرد است. سوختی پاك با راندمان خروجی بالا، سبك و در دسترس است. یكی از خصوصیات ویژه آن، نوع كاربرد آن در فرآیند‌های الكترو‌شیمی است كه می‌تواند در صورت كاربرد در پیل‌های سوختی، انرژی الكتریكی تولید كند كه در مقایسه با انرژی سوخت‌های فسیلی راندمان بسیار بالاتر و مزایای ویژه‌ای دارد. در 20 سال گذشته توسعه و بكارگیری این سیستم‌ها قوت چندانی گرفته است.
2-1- پیل سوختی چیست؟
پیل سـوختی تبدیل كننده انرژی الكترو‌شـیمی است كه انرژی شیـمیایی را به انرژی الكتریسـیته
(جریان مستقیم برق) تبدیل می‌كند. در حالت كلی یك فرآیند تولید الكتریسیته از سوخت، شامل چندین گام تبدیل انرژی است كه این گام‌ها عبارتند از:
(1) سوزاندن سوخت مورد نظر و تبدیل آن به حرارت
(2) ایجاد آب جوش و بخار آب از حرارت به وجود آمده
(3) بكار گیری بخار آب ایجادی در توربین جهت تبدیل انرژی گرمایی به انرژی مكانیكی
(4) بكار گیری انرژی مكانیكی در ژنراتور و تولید جریان الكتریسیته
یك پیل سوختی تمام مراحل فوق را جهت تولید جریان الكتریسیته در یك گام خلاصه می‌كند علاوه بر اینكه هیچ نیازی به قسمت‌های متحرك ندارد. (شكل 1-1) چگونگی ایجاد جریان الكتریسیته توسط پیل سوختی را در یك گام نشان می‌دهد.
یك پیل سوختی از برخی جنبه‌ها شبیه به یك باتری است چون شامل الكترولیت و قطب‌های مثبت و منفی است و از واكنشهای الكتروشیمی، جریان الكتریسیته DC تولید می‌كند ولی برخلاف یك باتری نیازمند سوخت و اكسیژن مداوم است، همچنین الكترودهای پیل سوختی برخلاف یك باتری دستخوش تغییرات شیمیایی قرار نمی‌گیرند.
باتری‌ها به واسطه واكنشهای شیمیایی و با استفاده از موادی كه از قبل درون آن‌ها قرار گرفته است، جریان الكتریسیته تولید می‌كنند و به همین دلیل یك باتری در صورت مصرف مواد داخل آن تخلیه می شود كه در این صورت نیازمند شارژ مجدد است البته مشروط به اینكه قابلیت شارژ مجدد را داشته باشد ولی یك پیل سوختی مادامی كه اكسیژن و سوخت به آن تزریق شود، امكان تخلیه ندارد و می‌تواند در دراز مدت كار كند. اكسیژن و هیدروژن كه از مواد مورد نیاز پیل سوختی است به وفور در دسترس است و هم به صورت خاص و هم به صورت تركیبی یافت می‌شود، مثلاٌ  هیدروژن ممكن است در تركیب با گازهایی همچون ، ، Co و … موجود باشد و یا در هیدروكربنات‌هایی 

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

  مثل گاز طبیعی یا حتی هیدروكربنات مایع مثل متانول وجود داشته باشد، همچنین هوای محیط هم به اندازه كافی حاوی اكسیژن مورد نیاز پیل سوختی می‌باشد. از سوی مقابل باتری هم مزیت‌هایی نسبت به پیل سوختی دارد كه می‌توان به موارد زیر اشاره كرد:
– عدم اتلاف حرارت و آب توسط باتری ]حرارت ایجادی در باتری بسیار كمتر از پیل سوختی است[
– عدم نیاز به مدیریت سیستم در باتری
– عدم نیاز به تجهیزات زیاد و هزینه‌های جانبی سنگین
3-1- بهینه سازی پارامترهای پیل سوختی پلیمری
در حالت کلی دو نوع بهینه سازی در پیل سوختی پلیمری میتوان انجام داد  :
بهینه سازی پارامترهای فرآیندی یا پارامتر های عملکردی
بهینه سازی در طراحی و ساخت پیل
1-3-1- بهینه سازی پارامترهای فرآیندی
بهینه سازی در پارامترهای متغیر شامل پارامترهایی از قبیل دما ، فشار کارکرد ، نسبت مصرف سوخت در کاتد به آند ، دمای مرطوبیت ، غلظت یا مولاریته سوخت ، سینتیک واکنش و ….. که از میان این پارامتـرها تعدادی قابل کنترل و تعدادی غیر قابل کنترل اند و یا به عبارت صحیح تر کنترل برخی از پارامــــــترها هزینه زیادی در بر داشته طوری که از کنترل آنان صرف نظر شده و به مهار کردن پارامترهای در دســترس­تر پرداخته شده است. در مقالات معمولا به بررسی چهار پارامتر از تمامی پارامترهای ممکن پرداخته شــده است که این چهار پارامتر عبارتند از :
دمای کارکرد پیل سوختی که معمولا بین 60 تا 80 درجه سانتی گراد متغیراست
درصد رطوبت پیل سوختی
میزان مصرف اکسیژن در کاتد به مصرف هیدروژن در آند
فشار سیستم در سمت آند
فشار سیستم در سمت کاتد
2-3-1- بهینه سازی در طراحی و ساخت پیل
پیل سوختی از قسمتهای مختلفی تشکیل شده است که در هر قسمت می توان بررسی هایی در جهت افزایش راندمان صورت داد که از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد :
– نوع کانال جریان آند (مارپیچ ، موازی ، سری ، موازی بلند ، شبکه ای و موازی مارپیچ)
– لایه پخش گازی آند (جنس ، میزان فشردگی)
– مواد و ضخامت لایه کاتالیست آند و کاتد
– لایه پخش گازی کاتد (جنس ، میزان فشردگی)
– سایز ابعادی کانالها در هر دو قسمت آند و کاتد (طول ، عرض و عمق کانال)
– فاصله بین دو کانال در صفحات الکترود (یا بررسی شعاع گذر)
– مواد و ضخامت غشای تبادل یونی
– نوع کانال جریان کاتد (مارپیچ ، موازی ، سری ، موازی بلند ، شبکه ای و موازی مارپیچ(
– و….
استفاده از مواد جایگزین و کار آمدتر موضوعی است که بسیاری از محققان در بررسی آن می کوشند . در حالت کلی استفاده از ابعاد مناسب ، استفاده از ماده مناسب و یک پیکر بندی صحیح برای پیل از جمله مـواردی است که در این قسمت قابل بررسی است.
پژوهشهای بســیاری در زمـینه یافتن ابعاد مناسب برای کانالهای تعبیه شده در صفحات الکتـرود موجود اسـت که به روشهای مختلفی همچون تحلیلی ، تجربی ، شبیه سازی که در قالب دینامیک سیالات مورد مطالـعه قرار میگرد و ترکیب تحلیلی و تجربی به تحقیق پرداخته و هر کدام ابعادی مناسب پیشنهاد می کنند که بیــشترین راندمان در قدرت خروجی را دارا می باشند.
4-1- پژوهشهای انجام شده در مورد بهینه سازی پارامترهای فرآیندی پیل سوختی پلیمری
ونگ[5] و همكارانش ]6[ اثرات پارامترهای عملكردی همچون دما و … را بر راندمان پیل‌های سوختی تحقیق كردند و بصورت عملی و آزمایشگاهی تأثیر این پارامترها را در حالت‌های مختلف نشان دادند. ونگ از هیدروژن خالص برای سوخت در طرف آند و از هوای معمولی در طرف كاتد استفاده كرد.
هیون[6] و همكارانش ]7[ با توجه به آزمایشات عملی به تحقیق در مورد اثرات مرطوبیت بیرونی بر عملكرد پیل سوختی پرداختند.
هوانگ[7] و همكارانش ]8[ به بررسی میزان تغییرات راندمان خروجی در ازای تغییرات پارامترهای عملكردی پرداختند و نتیجه آزمایشات خویش را ارائه كردند.
فرنگ[8] و همكارانش ]9[ علاوه بر انجام آزمایشات عملی یك مدل تحلیلی ارائه كردند و با توجه به مدل تحلیل و آزمایشات عملی به بررسی میزان اثرات پارامترهای عملكردی و همچنین مشخصات جریان در كانال جریان گازی و لایه پخش‌كننده گاز پرداختند.
تیسیالنی[10] و همكارانش ]11[ یك سری آزمایشات در جهت افزایش راندمان پیل سوختی انجام دادند و در مقادیری خاص تاثیر این پارامترها را بر عملکرد پیل سوختی مورد مطالعه قرار دادند.
وهدامه[11] و همكارانش ]12[ با استفاده از یك سری آزمایشات تجربی به مطالعه اثرات فشار گاز و نرخ جریان گازی در یك پیل سوختی w500 پرداختند.
لی[12] و همكارانش ]13[ با ارایه یك مدل همدما و پایدار از پیل سوختی پلیمری به بررسی واكنش‌های پیل و شرایط بهینه عملكردی پارامترها پرداختند.
[1]- Soleyman
[2]- Beattie
[3]- Cappadonia
[4]- Sridhar
[5]- Wang
[6]- Hyun
[7]- Hwang
[8]- Ferng
[9]- Santarelli
[10]- Ticianelli
[11]- Wahdame
[12]- Li
[13]- Jordan
[14]- Motupally

1-1- پیشگفتار
فلج شدگی[1] از­کار­افتادگی دائم اندام­های تحتانی  بدن است که براثر صدمه وارده به نخاع[2] واقع در ستون فقرات، معمولاً ناشی از حوادث یا بیماری، ایجاد می­شود. این امر باعث از بین رفتن توانایی کنترل حرکت و احساس در اندام­های پایین­تر از سطحی که نخاع آسیب‌دیده است، می­گردد. نوع فلج شدگی به سطح آسیب­ بستگی دارد و بر اثر فلج شدن ممکن است علاوه بر اندام­های تحتانی بخشی یا تمام اندام­های فوقانی متأثر گردند.
در این قسمت برای بررسی سطح آسیب­دیدگی و شناخت اندام­های متأثر شده بر اثر فلج­شدگی آناتومی نخاع و ستون فقرات انسان را بررسی می‌شود.
2-1- آناتومی نخاع و ستون فقرات
طناب نخاعی از سوراخ پس سری[1] تا سطح نخستین یا دومین مهره کمری امتداد می‌یابد. سوراخ پس سری، سوراخی است بزرگ در استخوان پس سر که مغز و نخاع در آنجا به یکدیگر متصل می‌شوند. طناب نخاعی، نخاع شوکی نیز خوانده می‌شود. از برجستگی کمری به پایین، نخاع شوکی باریک شده و تا ناحیه مخروط انتهایی[2] که دربرگیرنده­ی بخش‌های خاجی[3] طناب نخاعی است ادامه دارد. مخروط انتهایی، پایین‌ترین ناحیه تنه نخاع است.
اعصاب نخاعی ۳۱ جفت است که از طناب نخاع منشعب می‌گردند که عبارت‌اند از: 1-اعصاب گردنی، هشت زوج 2-اعصاب سینه‌ای، دوازده زوج 3-پنج زوج کمری 4-پنج زوج خاجی 5-یک زوج دنبالچه‌ای.
3-1- صفحات آناتومی بدن انسان و نام‌گذاری درجات آزادی مرتبط با آن در پایین‌تنه
به‌منظور طراحی، بهبود و یا بررسی ساختار ارتز­های مورد استفاده در اندام تحتانی، نیاز به شناخت آناتومی بدن انسان در قسمت پایین­تنه و درجات آزادی موجود در این قسمت احساس می‌شود. پای انسان در حالت کلی به‌صورت یک سازه با هفت درجه­ی آزادی مدل می­شود ، به این ترتیب که سه درجه­ی آزادی در مفصل ران ( لگن)، یک درجه­ی آزادی در مفصل زانو و سه درجه­ی آزادی در قوزک پا خواهیم داشت. ‏ شكل1-2  صفحات آناتومی بدن انسان را نشان می­دهد و همچنین ‏ شكل1-3  یک مدل ساده‌شده از بدن انسان را در درجات آزادی موجود در هر صفحه، به نمایش می­گذارد. در این جا، به دوران مفاصل در صفحه­ی طولی خمش[1] و کشش[2] اطلاق می­شود (برای مچ پا الفاظ خمش به عقب[3] و خمش به کف پا[4] به ترتیب به‌جای خمش و کشش استفاده می­شود). علاوه بر این، حرکت مفصل ران و مچ پا در صفحه­ی عرضی بدن، دور شدن [5] (هنگامی که پا از بدن دور می­شود) و نزدیکی[6] (هنگامی که پا  به بدن نزدیک می­شود) نامیده می­شوند. به درجات آزادی باقیمانده برای ران و قوزک پا دوران[7] می­گویند (‏ شكل1-3 ).
4-1- انواع آسیب دیدگی های نخاعی
امکان آسیب نخاع در هر سطحی از طناب نخاعی وجود دارد. احتمال آسیب در دو ناحیه (C6-C7) و (T12-L1)  بیشتر از سایر نواحی طناب نخاعی است که علت آن تحرک زیاد یک قسمت و ثبات (تحرک کمتر) در ناحیه دیگر است. ضایعات ناکامل نخاع در اثر ضربات وارده به طناب نخاعی در ناحیه گردن شیوع بیشتری در مقایسه با قسمت سینه‌ای دارد. سطحی از نخاع که در آن آسیب­دیدگی ایجادشده­است و میزان 

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

  شدت آسیب­دیدگی، درجات متفاوتی از ناتوانایی­های عصب‌شناختی[1]را ایجاد می­کند.
آسیب­دیدگی­های نخاعی ممکن است کامل یا ناقص باشد. در آسیب­دیدگی­های نخاعی کامل، نخاع کاملاً قطع می­گردد و توانایی کنترل حرکات ارادی و همچنین احساس در سطوح زیر آسیب­دیدگی کاملاً  از بین­ می­رود. دو نوع اصلی از آسیب­دیدگی­های نخاعی ناقص وجود دارد. در نوع اول تمام اعصاب در یک سطح خاص آسیب می­بینند، اما این امر باعث قطع کامل عملکرد آن‌ها نمی­شود. در نوع دیگر بخش­هایی از نخاع کاملاً  آسیب دیده­اند درحالی­که بقیه قسمت­ها سالم مانده­اند.
هرچه آسیب­دیدگی در سطح بالاتری اتفاق افتد و هرچه شدت آن بیشتر باشد، میزان ازدست­رفتگی احساس و ناتوانی در کنترل حرکت اندام تحتانی بیشتر است. اگر ضایعه نخاعی در سطح گردنی باشد، با توجه به‌شدت آسیب باعث ایجاد ضعف اندام‌ها یا فلج چهار اندام می‌گردد. ضایعه در سطح سینه‌ای یا ناحیه کمری منجر به ضعف اندام‌های تحتانی یا فلج اندام‌های تحتانی می‌شود.آسیب‌های رشته‌های دم‌اسبی، نمای بالینی ویژه‌ای به‌صورت فلج شل دو پا، بی‌اختیاری ادرار و مدفوع و همچنین بی‌حسی نسبت به درد و حرارت در ناحیه زینی[2] ایجاد می‌کنند.
در مورد آسیب­های کامل، سطح آسیب وارده توانایی بیمار برای انجام فعالیت­های مختلف را تحت تأثیر قرار می­دهد. سطح T1  بالاترین سطح آسیب­دیدگی است که در آن فرد توانایی اندام فوقانی خود را کاملاً حفظ می­کند، اما توان ایستادن و راه رفتن را از دست می­دهد. در آسیب­دیدگی در سطوح T2 تا T5 بیمار دارای اندکی توانایی برای کنترل تنه است و ممکن است با استفاده از عصا بتواند بایستد. در سطوح T6 تا T12 فرد ممکن است بتواند با استفاده از عصا برای فواصل کوتاه راه برود. بیماران سطح L2  تمام حرکات تنه و مفصل کمر را دارند، در حالی که بیماران L3  می­توانند زاویه زانو را نیز تغییر دهند. بیماران سطح L4  می­توانند، ساق پا و قوزک را به‌گونه‌ای کنترل کنند که خمش به عقب [3] ایجاد کنند. بیماران سطوح S1 و S2  می­توانند پا را در جهت خمش به کف پا [4] نیز حرکت دهند و مستقلاً بر روی تمام سطوح صاف و ناصاف بدون عصا راه بروند. رشته­های عصبی منشعب شده از نخاع در ‏ شكل1-4  نمایش داده‌شده­است. با مقایسه­ی ‏ شكل1-1  و ‏ شكل1-4  می­توان درک بهتری از سطح آسیب­دیدگی در ستون فقرات و ارتباط آن با از دست دادن توانایی کنترل حرکتی و حسی را به دست آورد.
[1]Neurological
[2]Saddle anesthesia
[3]Dorsiflexion
[4]Plantarflexion
[1]Flexion
[2]Extension
[3] dorsiflexion
[4] Plantar flexion
[5]Abduction
[6]Adduction
[7]Rotation
[1] Foramen magnum
[2] Conus medullaris
[3] Sacral
[4]Motor Control
[5] Sensory Receptors
[6]Spinal Reflex
[7]Vertebral Canal
[8]Cervical
[9]Thoracic
[10]Lumbar
[11]Sacral
1 Paraplegia
[2] Spinal Cord

قطعات مخروطی در صنعت و بطور خاص در صنایع نظامی، دارای کاربرد گسترده‌ای می‌باشند. یکی از رایج‌ترین فرآیند‌های شکل‌دهی ورق‌های فلزی، فرآیند کشش عمیق است. شکل‌دهی قطعات مخروطی با این فرآیند موضوع دشوار و پیچیده‌ای محسوب می‌گردد ]1و2[. شکل (1-1) شماتیک فرآیند مذکور را برای شکل‌دهی یک قطعه مخروطی نشان می‌دهد. همانطور که در شکل نشان داده شده است، به دلیل تماس کم سطح ورق با سنبه در مراحل اولیه شکل‌دهی، تنش‌های زیادی در ناحیه تماس با نوک سنبه، به ورق اعمال می‌شود که موجب پارگی آن می‌گردد. بعلاوه، از آنجا که بخش عمده‌ای از سطح ورق در ناحیه بین نوک سنبه و ورق‌گیر آزاد است، در صورت کشیده شدن ورق، در دیواره قطعه مخروطی چروک ایجاد می‌شود. شکل (1-2) چروکهای بوجود‌آمده در قطعه مخروطی و همچنین پارگی ایجاد شده در نوک قطعه را که با روش کشش عمیق سنتی توسط نگارنده کشیده شده است، نشان می‌دهد. از این رو، قطعات مخروطی در صنعت عموماً با کشش عمیق چند مرحله‌ای ]1[، اسپینینگ ]2[ یا با شکل‌دهی انفجاری ] 3و4 [ شکل داده می‌شوند. این روشها علیرغم دارا بودن مزیت امکان شکل‌دهی قطعات مخروطی، دارای محدودیتهایی نیز هستند. در کشش عمیق چند مرحله‌ای، به چندین مجموعه قالب نیاز است. بعلاوه، به ازای هر مجموعه قالب باید نوعا پرس و اپراتور تامین گردد. همچنین، با تغییر در شکل و اندازه قطعه باید قالب جدیدی طراحی و ساخته شود که این موضوع سبب افزایش قابل ملاحظه در قیمت محصول می‌گردد. از طرف دیگر، دستیابی به قطعه مخروطی با نوک‌تیز در این روش بسیار دشوار است]1[. در روش اسپینینگ برای تولید قطعه، نیاز به تامین دستگاههای خاص می‌باشد. دستگاهی که بتوان با آن قطعات پیچیده و دقیق را ایجاد کرد، باید خودکار باشد که در آن صورت دارای قیمت بالایی خواهد بود. بعلاوه، دستگاه اسپینینگ برای تولید قطعات خیلی کوچک یا بزرگ دارای محدودیت می‌باشد. در روش اسپینینگ برای اینکه ورق بر روی مندرل قرار گیرد نیاز به یک ابزار خاص می‌باشد. این ابزار دستیابی به نوک‌تیز را برای قطعه مخروطی با محدودیت مواجه می‌سازد]2[. روش شکل‌دهی انفجاری نیاز به تجهیزات خاصی دارد و بعلاوه، با توجه به حساسیت زیاد موضوع انفجار، این روش در موارد خاص کاربرد دارد و ایمنی در آن نقش مهمی‌ را ایفا می‌کند. در این روش سرعت تولید قطعات پایین است و تنظیم پارامتر‌ها بسیار مهم می‌باشد ] 3و4 [.
پارامترهای موثر بر فرآیند هیدروفرمینگ شامل فشار اولیه داخل محفظه قالب، مسیر فشار، نسبت کشش، هندسه سنبه و ورق، جنس ورق و ضریب اصطکاک می‌باشد]5[.
2-1- معرفی روش‌های اصلی هیدروفرمینگ ورق
1-2-1- روش‌های ماتریس – سیال
در روش‌های هیدروفرمینگ ماتریس – سیال، سنبه بصورت صلب است و سیال درون محفظه نقش ماتریس را بر عهده دارد. این روش دارای انواع مختلفی است كه در زیر شرح داده می‌شوند.
1-1-2-1- هیدروفرمینگ استاندارد (هیدروفرمینگ با دیافراگم لاستیکی) 

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

 

روش هیدروفرمینگ استاندارد توسط سیرووارودچلوان و تراویس]5[، کندیل]7[ و ژنگ و همكاران (]6[،]8[و ]9[) مورد مطالعه قرار گرفت كه تصویر کلی آن در شکل (1-3) نشان داده شده است. قطعات اصلی این روش شامل سنبه، ورق‌گیر، محفظه فشار و دیافراگم لاستیکی می‌باشد. در روش هیدروفرمینگ استاندارد، قالب به یک محفظه فشار تبدیل می‌شود و فشار سیال از طریق دیافراگم لاستیکی واقع در بین ورق و سیال، به ورق منتقل می‌شود. در این روش ابتدا ورق بر روی دیافراگم قرار می‌گیرد و سپس ورق‌گیر بر روی ورق قرار داده می‌شود. فشار شکل‌دهی با پایین رفتن سنبه ایجاد می‌گردد. همچنین نیروی ورق‌گیر در قسمت فلنج قطعه با اعمال فشار روغن و از طریق دیافراگم لاستیکی به ورق اعمال می‌شود. این روش دارای مزایای زیادی است که از آن جمله می‌توان به کیفیت سطح بهتر، شکل‌دهی قطعات پیچیده و عدم چروكیدگی در ناحیه فلنج قطعه كار اشاره کرد]8[.
همانگونه که از شکل (1-3) پیداست، یکی از اجزای اصلی روش هیدروفرمینگ استاندارد، یک دیافراگم لاستیکی است که برای آب‌بندی محفظه، مورد استفاده قرار می‌گیرد. به علت تماس مستقیم ورق با دیافراگم و در نتیجه، ایجاد تغییر شکل زیاد در دیافراگم، خرابی زودرس در آن رخ می‌دهد. بعلاوه، تعویض دیافراگم وقت‌گیر و هزینه‌بر بوده و موجب افزایش نیروی شکل‌دهی خواهد شد. همچنین کنترل چروک در این فرآیند مشکل می‌باشد]8[. از این رو، کاربرد روش هیدروفرمینگ استاندارد در صنعت با مشکلاتی همراه بوده که چندان با استقبال صنعتگران مواجه نگردیده است.
2-1-2-1- کشش عمیق هیدرومکانیکی -هیدرواستاتیکی
به منظور کاهش محدودیت‌های روش هیدروفرمینگ استاندارد، از سوی تعدادی از محققان روش کشش عمیق هیدرومکانیکی بر اساس روش هیدروفرمینگ استاندارد ارایه شد که در شکل (1-4) شماتیک این روش نشان داده شده است. همانطور که از شکل پیداست، در این روش، دیافراگم لاستیکی حذف شده و برای آب‌بندی محفظه روغن از اورینگ بین ورق‌گیر و ماتریس استفاده شده است. فشار سیال با حرکت سنبه به داخل محفظه بوجود می‌آید. همچنین، از یک واحد فشارساز نیز می‌توان برای ایجاد فشار استفاده کرد. در این روش به فشار بالای سیال نیاز است. بعلاوه، سیستم ورق‌گیر در آن مشابه حالت كشش عمیق سنتی می‌باشد که تنظیم نیروی ورق‌گیر در آن بسیار مشکل است ]6[. با استفاده از این روش، نسبت کشش برای یک فنجان استوانه‌ای در مقایسه با روش سنتی کشش عمیق از 8/1 به 7/2 افزایش یافت]8[.
3-1-2-1- روش كشش عمیق هیدرومکانیکی- هیدرودینامیكی
شماتیك روش کشش عمیق هیدرودینامیکی در شكل (1-5) نشان داده شده است. در این روش، در ناحیه بین ماتریس و ورق‌گیر از هیچ آب‌بندی استفاده نمی‌شود و روغن می‌تواند از این ناحیه خارج شود. بعلاوه، ورق در این ناحیه آزاد است. این امر موجب جریان آسان ورق می‌گردد. نسبت كشش در این روش نسبت به روش هیدرومکانیکی- هیدرواستاتیکی بیشتر، اما احتمال چروكیدگی نیز در ناحیه فلنج بیشتر می‌باشد (]9[ و ]10[).
4-1-2-1- کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی
روش کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی بطور شماتیک در شكل (1-6) نشان داده شده است. این روش از توسعه روش کشش عمیق هیدرودینامیکی حاصل شده است. به بیان دیگر، این روش شبیه کشش عمیق هیدرودینامیکی است، با این تفاوت که فاصله بین ورق‌گیر و ماتریس (g در شکل) بسیار کوچک است. این تفاوت باعث ایجاد فشار شعاعی روی لبه ورق می‌شود. از این رو، این روش، هیدرودینامیکی با فشار شعاعی نامیده شد. فشار شعاعی باعث راحت‌تر جاری شدن ورق به داخل ماتریس و افزایش نسبت کشش می‌شود. همچنین، شکل‌های پیچیده‌تری را نسبت به روش هیدرودینامیکی می‌توان شکل داد. در این مجموعه قالب، وقتی سنبه به سمت پایین حرکت می‌کند، سیال در داخل محفظه تحت فشار قرار می‌گیرد. این فشار باعث شکل گرفتن ورق بر روی سنبه می‌شود. در این روش، ورق در داخل یک محفظه (به ارتفاع G در شکل) قرار می‌گیرد. ارتفاع این قسمت از ضخامت ورق بیشتر است. در نتیجه، ورق بین ورق‌گیر و ماتریس آزاد است. بدین ترتیب، شکل دادن ورق در این مجموعه قالب در مقایسه با کشش عمیق هیدرودینامیکی معمولی نیاز به نیروی کمتر پرس دارد و نیز نسبت کشش به مقدار قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌یابد]10[.
5-1-2-1- کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار یکنواخت روی ورق
روش کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار یکنواخت بطور شماتیک در شكل (1-7) نشان داده شده است. این روش بهبود یافته روش کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی است، با این تفاوت که در فاصله بین ورق‌گیر و ماتریس از یک اورینگ برای آب‌بندی استفاده شده است. به دلیل آب‌بندی مجموعه قالب، می‌توان با اعمال فشار اولیه بالا در ورق حالت پیش- بشکه‌ای[1] ایجاد کرد. استفاده از رینگ آب‌بندی در این مجموعه قالب باعث می‌شود که کنترل فشار در قالب راحت‌تر و دقیق‌تر باشد. همچنین فشار در قسمت فلنج و رینگ با فشار محفظه یکسان است. این موضوع باعث افزایش زیاد در نسبت کشش می‌شود]11[.
6-1-2-1- کشش عمیق هیدروریم
همانطور که در بالا بیان شد، اعمال فشار شعاعی سیال بر روی لبه ورق باعث حرکت راحت‌تر ورق به داخل حفره می‌شود. بر این اساس، روش کشش عمیق هیدروریم ارایه شد. تصویر شماتیک یک نمونه از این روش در شکل (1-8) نشان داده شده است. در این روش، ورق علاوه بر سطوح بالایی و پایینی، از طرف لبه نیز در تماس با سیال می‌باشد و با ورق‌گیر و قالب تماس ندارد. بر این اساس نسبت کشش افزایش یافته است، اما احتمال ایجاد چروکیدگی در ورق نسبت به روش کشش عمیق هیدرودینامیکی بیشتر می‌باشد، زیرا ورق در هر دو سمت بالا و پایین آزاد است. همچنین به علت خارج شدن روغن، افت شدیدی در فشار روغن به وجود می‌آید که برای جبران آن باید فشار را افزایش داد. بر اساس نتایج گزارش شده، نسبت کشش در این روش نسبت به روش کشش عمیق هیدرومکانیکی برای کشش یک فنجان استوانه‌ای از 6/2 به 2/3 افزایش یافت (]5[و]8[).
[1] -Pre-bulge

یکی از بالاترین خسارات ناشی از حوادث غیر مترقبه،  پدیده فرسایش سواحل می باشد. یكی از وظایف دولتها كاهش اثرات بلایای طبیعی بوده است . همین امر به روشنی لزوم یافتن راه حل اصولی برای كنترل و پیشگیری وكاهش خسارت ناشی از آنها را به اثبات می رساند.

 

مکانیزم رودخانه­ها به گونه­ای است که مقطع یک رودخانه به مرور زمان دچار تغییرات شدید می­گردد. این تغییرات بویژه در قوس رودخانه­ها مشهودتر است. فرآیندهای فرسایش ساحل به طور مستقیم به مهاجرت جانبی آبراهه­های آبرفتی مربوط می­شود. اندركنش نیروهای فعال حاصل از جریان آب و نیروهای مقاوم به جریان ناشی از مواد بستر باعث فرسایش ساحل می­شود.

 

در قوس رودخانه، نیروهای هیدرودینامیكی جریانهای ثانوی را بوجود می­آورند كه خطوط جریان سطحی را به سمت ساحل بیرونی و خطوط جریان نزدیك به بستر را به سمت ساحل داخلی منحرف می­سازند. در مقطع جریان درامتداد قائم، خطوط جریان مجاور ساحل بیرونی بطرف پایین و خطوط جریان پشته متمركز داخلی به طرف بالا هستند در نتیجه پایداری ذره در نزدیكی ساحل خارجی بهم می­خورد و بستر رودخانه گود می­شود و از طرف دیگر در مجاورت پشته متمركز داخلی به پایداری ذره اضلافه می­شود و تراز بستر افزایش پدا می­كند. آبشستگی در پنجه ساحل خارجی، خط­القعر را به سمت ساحل بیرونی قوس جابجا می­كند و شیب ساحل را افزایش می­دهد كه در نهایت به شكست ساحل منتهی می­شود.

 

با توجه به مطالب بیان شده در خصوص هیدرولیک جریان در خم رودخانه­ها، قوس خارجی همواره تحت تاثیر بردارهای شدید سرعت بوده و دچار فرسایش می­گردد و در قوس داخلی رسوبگذاری ایجاد می­گردد همچنین از آنجا که تخریب ساحل در قوس خارجی می­تواند ضررهای زیادی را به همراه داشته باشد، حفاظت از این قسمت از ساحل بخش مهمی از مهندسی رودخانه را تشکیل می­دهد. جهت محافظت ساحل در قوس بیرونی روشهای متعددی وجود دارد که از آن جمله می­توان به موارد زیر اشاره نمود:

 

1- حفاظت ساحل بوسیله احداث آبشکن

 

2- حفاظت ساحل بوسیله احداث Bendway  

 

3-حفاظت ساحل بوسیله احداث دایک

 

4- حفاظت ساحل بوسیله پوشش گیاهی

 

5- حفاظت ساحل بوسیله پوشش سنگ چین (Riprap)

 

6- حفاظت ساحل بوسیله پوشش خاک و سیمان

 

7- حفاظت ساحل بوسیله پوشش توری سنگ ها و روکش ها

 

8- حفاظت ساحل بوسیله پوشش با کیسه های مخصوص مخلوط سیمان و خاک

 

9- حفاظت ساحل با استفاده از مصنوعات ژئوسنتتیک

 

10- حفاظت ساحل بوسیله اجرای دیوار حائل

 

استفاده از آبشکن یا اپی از جمله بهترین و اقتصادی­ترین روش جهت محافظت سواحل در اغلب شرایط بوده و در اکثر نقاط دنیا مورد استفاده قرار می­ گیرد.

 

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

 

 « Bankheed ،Groin ،Groyne» کلمه ­ای فرانسوی است. معادل آن در زبان انگلیسی «Epi» است.

 

كه در زیان فارسی آب شکن ترجمه شده است. نقش آن این است که جریان آب کناره رودخانه را به طرف وسط رودخانه هدایت میکند و سرعت آب درکناره ها را کاهش میدهد و نیز قسمتی از آب رودخانه را بین اپی­ها به حالت سکون باقی میگذارد. در نتیجه، مواد محموله آب ته نشین می­شود و رودخانه حالت پس رفتگی پیدا می­کند و کناره بتدریج تثبیت می­شود.

 

انواع آبشکن:

 

آبشکن­ها از نظر نوع استفاده به موارد زیر تقسیم میشوند:

 

الف: آبشکن­های طویل غیر مستغرق )قابل استفاده در آبخیزداری(

 

ب: آبشکن­های کوتاه غیر مستغرق )قابل استفاده در آبخیزداری(

 

ج: آبشکن­های طویل مستغرق   (قابل استفاده در کشتیرانی)

 

د: آبشکن­های کوتاه مستغرق (قابل استفاده در کشتیرانی(

 

الگوی جریان برای دو آبشکن مستغرق و غیر مستغرق در شکل (2) ارائه شده است.

 

آبشکن­ها، نسبت به زاویه استقرار با جهت جریان آب، نیز به شرح زیر تقسیم­بندی می­شوند:

 

1- آبشکنهای برگردان یا منحرف کننده: نسبت به جریان آب بین 10 تا 15 درجه درجهت جریان آب ) به سمت پایاب)

 

2- آبشکن های بازدارنده: نسبت به مسیر جریان آب بین 10 تا 15 درجه در جهت عکس جریان آب ) به سمت سراب(

 

3- آبشکن های عمودی :زاویه معادل 90 درجه نسبت به مسیر جریان آب به سمت محور رودخانه.

 

در شكل (3) وضعیت قرار گرفتن آبشكن نسبت به راستای جریان نشان داده شده است.

 

آبشكن‌های جذبی كه در آن محور آبشكن به سمت پائین تمایل دارد و این امر موجب می‌گردد تا جریان آب به میدان آبشكن متمایل گردد. بعلاوه در این نوع آبشكن ساحل مقابل از انحراف جریان حاصله از سازه متأثر نمی‌گردد.

 

آبشكن‌های دفعی كه در آن محور آبشكن به سمت بالا تمایل دارد. در این حالت غالباً جریان آب از محدوده آبشكن به سمت ساحل مقابل رانده شده و آنرا تحت تأثیر قرار می‌دهد.

 

آبشكن‌های برگردان كه در آن فقط مسیر جریان بصورت محدود از اطراف سازه منحرف می‌گردد.

 

 آبشکنها بر اساس نفوذپذیری به سه دسته زیر تقسیم بندی می­شوند :

 

1- آبشکنهای تاخیری

 

2- آبشکنهای تاخیری- منحرف کننده 

 

3- آبشکنهای منحرف کننده 

 

از نظر ساختاری سازه آبشكن عموماً از پنج جزء مشخص شامل دماغه، بازو، ریشه، پیش‌بند و روكش تشكیل شده است. در شكل (5) اجزای پنجگانه مزبور نشان داده شده است.

 

مشخصات عمومی آبشكن‌ها:

 

عملكرد آبشكن‌ها از نظر فرسایش و رسوبگذاری عموماً تابعی از فاصله، طول، راستا و شكل آنها می‌باشد. چنانچه فاصله آبشكن‌ها بیش از حد لازم انتخاب شد این احتمال وجود دارد كه جریان رودخانه وارد میدان آبشكن گردیده و موجبات فرسایش كناره‌ها را فراهم آورد. بعلاوه این امر ایمنی آبشكن پایین دست را نیز به مخاطره می‌اندازد و مانع تشكیل لایه رسوبی یكپارچه در فضای بین آبشكن‌ها می‌شود. شكل (6) وضعیت جریان را در محدوده آبشكن در حالتی كه فاصله سازه‌ها بیش از حد متعارف است نشان می‌دهد.

 

طبق بررسی‌های انجام شده برای عملكرد مطلوب آبشكن‌ها (تشكیل لایه رسوبی و پایدارسازی كناره‌ها و برقراری جریان منظم در رودخانه) بهتر است رابطه ذیل رعایت شود.

 

در این رابطه L فاصله آبشكن‌ها (بر حسب متر)، C ضریب شزی و h عمق جریان (بر حسب متر) در رودخانه،  ضریب اصلاحی و g شتاب ثقل می‌باشد، برقراری رابطه فوق موجب می‌گردد تا مطابق شكل (7) یك گرداب منفرد و فراگیر در میدان آبشكن تشكیل گردد. وقوع این حالت ترسیب یكنواخت‌تر مواد رسوبی در میدان آبشكن و عملكرد مطلوب آن را به دنبال دارد.

 

علاوه بر فاصله، طول آبشكن‌ها نیز در عملكرد رفتاری آنها از نظر فرسایش و رسوبگذاری موثر است. براساس تحقیقات انجام شده در آزمایشگاه هیدرولیك دلفت هلند  نسبت  مناسب تشخیص داده شده است، و از این رو انتخاب آبشكن‌های كوتاه چندان مطلوب نمی‌باشد چه باعث افزایش نسبت مزبور می‌گردد. ممك و ولوسنی همچنین رابطه كلی ذیل را در انتخاب L و b پیشنهاد كرده‌اند :

 

در این رابطه B عرض كنترل شده رودخانه (شكل 7) و L و b به ترتیب فاصله و طول آبشكن‌ها می‌باشد. همانطوریكه از رابطه (2) بر می‌آید در انتخاب طول و فاصله آبشكن‌ها بعضی از محققین توجه به عرض رودخانه (B) را نیز توصیه نموده‌اند. در جدول (1) نسبت‌های پیشنهادی برای  و  توسط بعضی از منابع درج گردیده است.

:

 

دیوار های برشی یکی از اعضای اصلی ومقاوم در برابر بارهای جانبی مخصوصاً زلزله اند که به طور وسیع در ساختمان های کوتاه مرتبه و میان مرتبه فلزی مورد استفاده قرار می گبرد هر پانل دیوار برشی می تواند از یک قاب فولادی با مقطع فولادی سرد باشد که تیرکها و ستونکهای قاب به وسیله پیچ خودکار یا پرچ متصل است. استفاده از قاب های ترکیبی با بتن سبک و فولادی سبک سرد نورد شده جهت بالا بردن میزان مقاومت جانبی در برابر برش اهمیت بسزایی در پایایی سازه و افزایش تعداد طبقات می تواند داشته باشد که در این پایان نامه به آن می پردازیم (AISI.)[1].

 

1-1- تاریخچه

 

1-1-1تاریخچه و دلایل به کارگیری سیستم های(LSF)

 

در سال1995داویس و همکاران استفاده از فولاد جدار نازک را در ساختمان­های مدولار کوتاه و متوسط بررسی کرده اند در سال 1996 سرته و همکاران عملکرد دینامیکی دیوارهای برشی را در قابهای سبک فولادی مورد بررسی قرار داده است. درهمان سال داویس و همکاران رفتار برشی اتصالات فشرده را در سازه های با قاب سبک فولادی بررسی کرده اند. در سال 1997درایور و همکاران رفتار لرزه ای را در دیوارهای برشی فولادی مورد بررسی قرار داده اند. در سال1998پی وکینی مقاومت برشی را در اتصالات فشرده فولادی مورد بررسی قرارداده اند. در همان سال لنون و همکاران به مقایسه تعدادی از اتصالات مکانیکی در فولاد سرد نورد پرداخته اند. در همان سال الگالی و همکاران به تحلیل رفتار دیوارهای برشی فولادی نازک پرداخته اند. در سال 1999 لاوسون ساخت مدولار را با استفاده از قاب سبک فولادی بررسی کرده است. در سال 2000 لوبل و همکاران عملکرد دیوارهای برشی سخت نشده را تحت بارگذاری متناوب بررسی کرده اند. در سال 2004دوبینا به بررسی عملکرد پانلهای برشی دیوارهای استادی سرد نورد تحت بارگذاری یکنواخت و متناوب پرداخته است. در همان سال تیان و همکاران به بررسی مقاومت گسیختگی وسختی قابهای دیوارهای فولادی سرد نورد پرداخته اند. درسال2005 پاستور و رودریگز به مدل سازی پسماند دیوارهای برشی بامهاربندی ضربدری شکل در دیوارهای نازک سازه ها پرداخته اند. درهمان سال الخراط و راجرز مدل آزمایشگاهی قاب فولادی سبک که بوسیله دیوارهای مهاربندی تقویت شده اند پرداخته اند. در سال 2006 ولکوویچ و یوهانسون مدل طراحی سنتی در دیوارهای با صفحات گچی تک لایه و منبسط شونده با دولایه که در مقابل آتش مقاوم می باشند را بررسی نموده اند. در همان سال گور گلوسکی یک روش ساده را برای محاسبه شاخص یو – والوودر قابهای سبک ارایه نموده است. این روش جدید براساس تحقیقات انجام شده بوسیله بازگشت به اصول اولیه دراستفاده از مدلسازی آلمان محدود در تحلیل سیالهای حرارتی در میان ساخت قاب سبک می باشد. در همان سال کاسافنت و همکاران آزمایشات آزمایشگاهی گره ها را در طراحی لرزه ای سازه های سبک پرداخته اند. در همان سال بلاژبه بررسی آزمایشگاهی وتحلیلی پانل دیوارهای برشی 9 میلی متری قاب فولادی سبک پرداخته اند. در همان سال دبینا و همکاران عملکرد لرزه ای خانه های با قاب سبک فولادی بررسی کرده اند. در همان سال لاندولفو و همکاران به مطالعه آزمایشگاهی و نظری عملکرد لرزه ای قابهای سبک فولادی نورد سرد در ساختمان­های کوتاه پرداخته اند. در همان سال رکاس پانل دیوارهای برشی فولادی سبک را مورد آزمایش قرار داده است. در سال 2007 فیورینو و همکاران آزمایشاتی را برروی اتصالات پیچ شده میان پانلهای برپایه گچ یا چوب و پروفیل­های استد در خانه سازی با قاب سبک فولادی انجام داده است. در همان سال هانگ و همکاران به بررسی آزمایشهای متناوب اتصالات پیچی قاب خمشی فولادی ویژه سازه های نورد سرد شده پرداخته اند. در این نمونه ها پاسخ سه مود گسیختگی – گسیختگی اتصالات، کمانش بال و کمانش ستون مورد بررسی قرار گرفته است. در همان سال لاندولفو و همکاران پاسخ لرزه ای قاب های فولادی نورد سرد را در ساختمانهای کوتاه مورد بررسی قرار   داده اند. درسال 2008 رونق و مقیمی به بررسی مدهای گسیختگی سیستم های  مختلف و ضرایب موثر محاسباتی در پاسخ شکل پذیری دیوارهای CFS پرداخته اند.

 

در ساختمانهای رایج سازه علی رغم طراحی پیشرفته معمولا از اجرای ضعیفی در ایران برخوردار است به این معنی که رفتار واقعی سازه در 

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

  مواقع سرویس دهی با آنچه طراحی شده کاملا متفاوت است. لذا نظارت دقیق بر کیفیت اجرا و تطبیق با جزییات محاسبه شده امری کاملا ضروری  می باشد. از این رو ساختمان­های پیش ساخته شده در کارخانه به دلیل طی نمودن مراحل کنترل کیفیت و تولید مطابق با نقشه های محاسباتی رفتار مناسب در موقع سرویس دهی خواهد داشت. در این بین قاب­های سبک فولادی ال اس اف با کیفیت ساخت کارخانه ای واتصالات ساده، مطمئن مستحکم و سریع از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند.

 

1-1-2- تاریخچه و دلایل به کارگیری بتن های سبک 

 

اولین گزارشهای تاریخی در مورد کاربرد بتن سبک و مصالح سبک وزن به روم باستان بر می گردد. رومیان در احداث معبد پانتئون و ورزشگاه کلوزیوم از پومیس که نوعی مصالح سبک است استفاده کرده اند. کاربرد بتن سبکدانه پس از تولید سبکدانه های مصنوعی و فراوری شده در اوایل قرن بیستم وارد مرحله جدیدی شد. در سال 1918، S. J. Hayde با استفاده از کوره دوار اقدام به منبسط کردن رس و شیل کرد و بدین وسلیه سبکدانه ای مصنوعی تولید کرد که از آنها در ساخت بتن استفاده شد. تولید تجاری روباره های منبسط شده نیز از سال 1928 آغاز گردید. این سبکدانه مصنوعی در هنگام جنگ جهانی اول به دلیل محدودیت دسترسی به ورق فولادی برای ساخت کشتی بکار رفت. کشتی Atlantus به وزن 3000 تن که با بتن سبک هایدیتی ساخته شد، در اواخر سال 1918 به آب افتاد. در سال 1919 کشتی Selma به وزن 7500 تن و طول 132 متر با همین نوع بتن ساخته و به آب انداخته شد. تا آخر جنگ جهانی اول و سپس تا سال 1922 کشتی ها و مخازن شناور متعددی ساخته شد که یکی از آن ها Peralta تا سال های اخیر شناور بود. برنامه ساخت کشتی ها در اواسط جنگ جهانی دوم متوقف شد و دوباره به دلیل محدودیت تولید ورق فولادی مورد توجه قرار گرفت. تا پایان جنگ جهانی دوم 24 کشتی اقیانوس پیما و 80 بارج دریایی ساخته شد که ساخت آن ها در دوران صلح، اقتصادی محسوب نمی گشت. ظرفیت این کشتی ها 3 تا 147000 تن بود. در سال 1948 اولین ساختمان با استفاده از شیل منبسط شده در پنسیلوانیای شرقی احداث گردید. در ادامه، از سال 1950 ساخت بتن سبک گازی اتوکلاو شده در انگلستان متداول شد. اولین ساختمان بتن سبکدانه مسلح در این کشور که یک ساختمان سه طبقه بود درسال 1958 و در شهر برنت فورد احداث گردید.

ساختمان هتل پارک پلازا در سنت لوئیز، ساختمان 14 طبقه اداره تلفن بل جنوب غربی در کانزاس سیتی در سال 1929 از جمله ساختمان های دهه 20 و 30 میلادی ساخته شده در آمریکای شمالی با استفاده از بتن سبک هستند. ساختمان 42 طبقه در شیکاگو، ترمینال TWA در فرودگاه نیویورک در سال 1960، فرودگاه Dulles در واشنگتن در سال 1962، کلیسایی در نروژ در سال 1965، پلی در وایسبادن آلمان در سال 1966 و پل آب بر در روتردام هلند در سال 68 از جمله ساختمان هایی هستند که با بتن سبکدانه ساخته شده اند. در هلند، انگلستان، ایتالیا و اسکاتلند نیز در دهه 70 و 80 پل هایی با دهانه های مختلف ساخته و با موفقیت بهره برداری شده اند. در سال های 1970 ساخت بتن سبکدانه پرمقاومت آغاز شد و در دهه 80 به دلیل نیاز برخی شرکت های نفتی در امریکا و نروژ برای ساخت سازه ها و مخازن ساحلی و فراساحلی مانند سکوهای نفتی یک رشته تحقیقات وسیع برای ساخت بتن سبکدانه پرمقاومت در این دو کشور با هدایت واحد آغاز شد که نتایج آن در اواخر دهه 80 و اوایل دهه 90 منتشر گشت. در سالیان اخیر نیز استفاده بتن سبک در دال سقف ساختمانهای بلند مرتبه، عرشه پلها و دیگر موارد مشابه و همچنین کاربردهای خاص مانند عرشه و پایه دکلهای استخراج نفت کاربرد فراوانی یافته است.

 

دانستن این موضوع كه بتن سبك از 50 سال پیش تا به حال در اروپا در ساختن بنا كاربرد دارد اما هنوز در ایران ناشناخته است تعجبی همراه با افسوس را به همراه دارد. كشور ما درحالی از قافله صنایع مدرن ساختمان سازی عقب مانده كه زلزله های مخربی را در 15 سال گذشته تجربه كرده است (لازم به ذکر است با توجه به صحبت ها وفعالیت های شکل گرفته در عرصه صنعت سازه ومسئولان مربوطه سازمان مسکن ایران بتن های سبک در دستور کار ساخت وتولید قرار دارند{منبع خبرگداری مهر ذکر شود}).

 

نگارش یافته توسط رفعتی

 

اغلب بتنهای سبک خواصی از قبیل عایق بودن نسبت به حرارت و صوت، مقاومت در برابر یخ زدگی و آتش سوزی و کاهش لطمات ناشی از زلزله را دارا می باشند. سبك و یكپارچه سازى را می توان راهكارى محورى و عملى براى افزایش ایستادگى و ایمنى بناها در برابر زلزله محسوب داشت. ویژگى هایى چون كاهش جدى وزن سازه و ابعاد برخى اجزا، صرفه جویى زیاد در میزان فولاد مصرفى در اسكلت و پى، حائل صدا و رطوبت و به ویژه عایق حرارت بودن، افزایش مؤثر فضاى مفید داخل بنا، قابلیت هاى گوناگون كار پذیرى، انعطاف و تنوع در اشكال، سادگى، و سرعت و سهولت در حمل و اجرا، كاهش خستگى بنا و پایانى مناسب در برابر عوامل آسیب زا. نیز مى توانند از مزایاى بهره گیرى تجربه شده از این بتن ها با موارد كاربرى متعدد در ساخت و سازها باشند. بدیهى است تكیه بر این راهكار محورى در رویكردى منسجم و نظام یافته و با توجه به مجموعه موارد فنى، اقتصادى و اجرایى، نه تنها به معنى كم بها دادن به سایر عوامل مؤثر در ایمن و مقاوم سازى بناها و مجموعه فن آورى هاى مربوط به آن نخواهد بود بلكه ضمن جبران نسبى بسیارى كاستى ها در دیگر زمینه ها به ارتقا و افزایش كارآیى دیگر راهكارهاى مقتضى نیز می انجامد.(دهیر[1]،1998؛ مرکز عمران ایران؛ جوادپور و همکاران 1388).

 

بتن های سبک اغلب داراى ویژگى هاى مطلوب كار پذیرى چون قابلیت‌هاى برش، تراش و پذیرش میخ، پیچ، رول- پلاك و كورپى، امكان مرمت و نیز عبور تأسیسات و نصب و اجراى چارچوب ها و درب و پنجره و تزئینات و پوشش ها و رنگ هاى مقتضى و توان پذیرش پوشش‌ها و نماهاى مختلف را داراست و ضمن عدم نیاز به اندودهاى سنگین اضافى، امكان تطبیق با طرح هاى گوناگون معمارى را از جمله در سطوح و احجام منحنى در كاربرى های مختلف دارا می باشد.