عنوان پایان‌نامه
بررسی امکان سنجی بهره گیری از سیستم های سازه های شبکه ای دو لایه مختلط در ژل های مستوی و مورب از دیدگاه فنی و اقتصادی
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مهندسی و مدیریت ساخت
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1709;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 55577
- تاریخ دفاع
- ۲۷ شهریور ۱۳۹۱
- دانشجو
- بابک قدیرلی
- استاد راهنما
- شاهرخ مالک
- چکیده
- یکی از مهمترین دلایل جهش اقتصادی کشورهای توسعه یافته توسعه شبکه حمل و نقل بوده و توسعه شبکه راه‌ها و راه‌آهن و متعاقبا نیاز به ساخت پل در مواجهه با موانع فیزیکی از مهمترین رویکردهای توسعه شبکه حمل و نقل محسوب می‌شوند. برای کاهش محدودیت‌های موجود در زیرساختهای کشور به عنوان یک کشور در حال توسعه، ضرورت اتخاذ رویکردی جدید اجتناب ناپذیر است. با توجه به مزایای فراوان کاربرد سازه‌های فضاکار همچون سبکی وزن، درجه نامعینی زیاد، سرعت تولید قطعات و سهولت حمل و نصب می‌توان از این سیستم در سازه عرشه گروهی از پل‌ها که نسبت طول به عرض مسیر آنها امکان بهره‌گیری از عملکرد فضاکار سیستم را خواهد داد استفاده نمود. در پایان نامه حاضر که با هدف بررسی امکان‌سنجی بهره‌گیری از سیستم سازه فضاکار شبکه‌ای دو لایه مختلط در ساخت عرشه گروهی از پل‌ها از دیدگاه فنی و اقتصادی انجام شده است، ابتدا مدل سازه فضاکار برای پلهای نمونه با دهانه 20 تا 30 متر با کمک نرم‌افزار CAD شبیه‌سازی شده و سپس با کمک نرم افزار SAP2000 بر اساس آیین نامه‌های آشتو و ایران تحلیل و طراحی گردیده و با سیستم‌های رایج پل¬های متشکل از تیر ورق مختلط با دال بتنی فوقانی مقایسه شده است و در نهایت ارزیابی و توجیه اقتصادی طرح با کمک نرم‌افزار Excel مورد بررسی قرار داده شده¬است. مطالعات مزبور حاکی از آن بوده¬است که استفاده از سیستم پیشنهادی برای ساخت عرشه پلهای مورد بحث با دهانه 20 تا 30 متر باعث کاهش میزان فولاد مصرفی تا 65 درصد و بتن مصرفی تا 50 درصد نسبت به پل¬های دارای عرشه مختلط از تیر ورق و بتن فوقانی خواهد شد. همچنین بیشترین تغییر مکان قائم نیز در این حالت تا 30 درصد کاهش نشان داده است. با توجه به کاهش چشمگیر هزینه‌ها و میزان مصالح مصرفی، در بررسی توجیه فنی و اقتصادی کاربرد شبکه‌های فضاکار برای تولید انبوه این دسته از پلهای تیپ کوشش به عمل آمده است ابتدا برنامه واقع‌گرایانه¬ای برای تولید با توجه به نیازهای طرح‌های توسعه بلند مدت راه‌ها تدوین گردد. این برنامه با توجه به ضرورت سرمایه‌گذاری اولیه جهت احداث کارخانه تولیدات قطعات و اجزای سازه‌های فضاکار مورد نظر و منطقه(شعاع) خدمت رسانی مناسب تدوین گردیده است. پس از تخمین هزینه‌های اولیه احداث کارخانه و هزینه‌های تولید و مقایسه با هزینه‌های ساختِ پلهای فولادی مختلط با عرشه بتن آرمه و با توجه به مدل اقتصادی در برگیرنده تغییرات شاخص‌های هزینه قابل پیش‌بینی طی زمان، نشان داده شده است که نه تنها مجموعه طی مدت نسبتا اندکی به بهره¬دهی خواهد رسید، بلکه علاوه بر سایر مزایای ذاتی سازه‌های فضاکار صرفه‌جویی قابل ملاحظه‌ای در هزینه‌ها و مصالح مصرفی طی دوره خدمت‌رسانی کارخانه به عمل خواهد آمد و بنابراین مطالعات دقیق‌تر به منظور پیاده‌سازی عملی این ایده‌ها در کاربرد مورد بحث قابل توصیه خواهد بود.
- Abstract
- Highways and railways play a vital part in the nationwide development plans of a country. In the case of this country, to achieve a noticeable progress in infrastructural development, the consideration of innovative strategies is inevitable. With due consideration of the particulars of skeletal space structures, such as light weight, high indeterminacy, speed of fabrication and erection, etc., the advantages of the use of double layer space grids in a class of typical bridges have been investigated in this work. Hence, a feasibility study has been carried out in relation to the utilization of double layer steel grids in composite action with reinforced concrete decking from engineering as well as economical viewpoints. First, the mathematical models of typical bridges with a span varying from 20 to 30 m have been prepared, analysed and designed to satisfy the AASHTO specification as well as the Iranian bridge loading code. The results have been compared with the existing designs prepared particularly for typical bridges to be used across the country. It has been found that with the use of the proposed composite space grid system, the steel material consumption can be reduced by 65% and the concrete material consumption by 50% compared with the common steel stringer beam and slab system. At the same time, the maximum vertical live load deflection shows a reduction of 30%. Regarding the considerable reduction in costs and material consumption, for the purpose of mass production of this class of typical bridges, attempts have been made in our feasibility study to present a realistic business and production plan taking into account the long term highway and railway development plan of this country. This plan includes estimating the initial expenditure for the construction of a factory to produce the required space structural elements, accounting for the duration and the coverage area of serviceability. After the estimation of the initial investment and production and maintenance costs, and considering an economical model to account for cost indices during the production period, it has been shown that the plan achieves profitability after a few initial years after which a rather large amount of savings can be made in costs and materials. As a result of this investigation, it has been made clear that further practical steps worth to be taken in order to implement the ideas for practical bridge construction projects.
