ایده برگزیده مهندسی نهمین
جشنواره پروژه های دانش آموزی تبیان
نهمین دوره از پروژه های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید اما کار ما هنوز تمام نشده است! این دوره نیز همچون سال های گذشته دوستان بسیاری با ثبت طرح ها و ایده های خلاقانه خود در منوی "پیشنهاد موضوع" ما را در ارتقای تنوع پروژه ها یاری نموده اند. همچون گذشته بر آن شدیم تا با گردآوری این ایده های جالب، علاوه بر قدر دانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم. فراموش نکنید که ما همیشه منتظر طرح های جدید شما عزیزان هستیم.
نام ایده: تاثیر بادبند ها در زلزله
نام ارایه دهنده: زهرا نیکوکار
زمینه و نوع پروژه: مهندسی عمران - تحقیقاتی
درجه سختی: متوسط
اهداف پروژه:
آشنایی با زلزله
آشنایی بانحوه تخریب ساختمان در اثر زلزله
آشنایی با باد بند ها ونحوه عملکرد آن ها
ساخت ماکت یک ساختمان وبررسی نقش باد بند
سوالات پروژه
زلزله چیست؟
نیروی زلزله چگونه به ساختمان اعمال می شود؟
باد بند چیست وانواع آن کدام است؟
عملکرد باد بند ها در برابر زلزله چگونه است؟
زلزله چیست:
پوسته کره زمین با ضخامت حدود 70 کیلومتر به صفحاتی تقسیم شده که این صفحات نسبت به یکدیگر دارای حرکاتی می باشند که یا از هم دور و یا به هم نزدیک می شوند و به یکدیگر فشار می آورند.
هنگامی که دو صفحه به هم فشار می آورند انرژی بسیار عظیمی در هر دو صفحه ذخیره می شود که در یک زمان کوتاه با تخریب لبه های این صفحات انرژی ذخیره شده آزاد و تولید امواج لرزه ای درون زمین می کند حرکت این امواج تا مسافت های دور انتشار می یابد و در مسیر خود زمین را می لرزاند که به آن زمین لرزه یا در یک کلام زلزله می گوئیم.
قبل از وارد شدن به موضوع نحوه ی اعمال نیروی زلزله به ساختمان باید اعضای یک ساختمان اسکلت فلزی (فولادی) را معرفی نماییم:
1- فونداسیون:
صفحه یا نوارهای متصل به یکدیگر با ضخامت زیاد، از جنس بتن آرمه که بر روی زمین گسترده شده و وزن ساختمان و نیروهای زلزله را تحمل کرده و نیرو را به زمین منتقل می کند.
2-ستون ها:
اعضای عمودی سراسری اسکلت ساختمان.
3- تیر ها:
اعضای افقی متصل به ستون هاکه سقف ها روی آن ها ساخته می شود.
4- قاب ساختمانی:
از اتصال یک تیر به دو ستون در هر طبقه یک قاب تشکیل می شود.
5- باد بند (مهار بند): اعضای مورب یا قطری درون قاب ها.
اعمال نیروی زلزله به ساختمان:
هنگامی که موج تولید شده از زلزله که خاصیت رفت و برگشتی دارد به زمین زیر ساختمان می رسد باعث حرکات رفت و برگشتی فونداسیون ساختمان می شود. اما طبقات ساختمان به دلیل این که تمایل دارند در حالت سکون خود باقی بمانند (اینرسی ماند) دیرتر از فونداسیون حرکت می کنند و باعث ایجاد شکل (ب) می شوند تغییر شکل ساختمان از حالت (الف) به حالت (ب) باعث تولید نیروهای مخرب در تیرها و ستون ها و دیوار ها و سقف های ساختمان می شود.
باد بندچیست؟
باد بند ها یا مهار بند ها اعضایی مورب یا قطری هستند که از پروفیل هایی مانند دوبل نبشی یا دوبل ناودانی یا لوله و... ساخته می شوند و درون قاب های ساختمان نصب شده و باعث می شوند تغییر شکل های بزرگ در قاب های ساختمان به وجود نیاید. به این صورت از تخریب ساختمان جلوگیری می کنند.
نیروی زلزله از سقف ها به قاب ها واز قاب ها به باد بند ها منتقل می شوند و به صورت نیروی کششی و یا فشاری در طول عضو مهاربند در می آید و در صورتی که مقاومت لازم را داشته باشند تا پایان زلزله مقاومت کرده و از آسیب دیدن به اعضای دیگر ساختمان شامل تیر و ستون ها جلو گیری می کنند.
انواع و اشکال باد بند ها:
عملکرد باد بند ها:
یک قاب از ساختمان که متصل به فونداسیون است، شامل ستون ها وتیر متصل به آن را در نظر می گیریم و در دو حالت آن را بررسی می کنیم.
حالت (الف): یک قاب ساختمان بدون باد بند:
در حالتی که ساختمان باد بند ندارد، هنگام وقوع زلزله قاب مستطیل شکل به صورت متوازی الاضلاع می شود و ستون ها وتیرها و دیوار ها دچار شکستگی وتخریب می شود.
حالت (ب): حالا همان قاب را در نظر می گیریم که دارای باد بند می باشد:
با بررسی این قاب دارا ی باد بند متوجه می شویم که باد بند ها اجازه نمی دهند که شکل قاب از حالت مستطیل به حالت متوازی الاضلاع یا اشکال غیر هندسی دیگر در آید یعنی بادبند ها از تغییر شکل زیاد قاب جلوگیری می کنند و ساختمان در برابر زلزله پایداری می کند.
مطالب مرتبط:
ایده برگزیده شیمی نهمین جشنواره پروژه های دانش آموزی
ایده برگزیده مهندسی نهمین جشنواره پروژه های دانش آموزی
ایده برگزیده زیست نهمین جشنواره پروژه های دانش آموزی
برترین های مسابقات نهمین جشنواره
برترین های سمینارهای علمی نهمین جشنواره
برترین های غرفه های نهمین جشنواره
تقدیر از مسابقات نهمین جشنواره
تقدیر از غرفه های نهمین جشنواره
بخش پروژه های دانش آموزی تبیان
تهیه و تنظیم: فاطمه گودرزی
