اصطلاحات پرکاربرد در مهندسی عمران

7 بهمن 1403

مهندسی عمران یکی از پایه‌های اصلی توسعه شهری و زیرساخت‌های عمرانی در سراسر جهان است. این رشته شامل حوزه‌های گسترده‌ای از طراحی و ساخت تا نگهداری و تعمیر سازه‌ها می‌شود. آشنایی با اصطلاحات کلیدی مهندسی عمران، هم برای دانشجویان و هم برای متخصصان این حوزه ضروری است. در این مقاله، به بررسی مهم‌ترین اصطلاحات پرکاربرد در این رشته می‌پردازیم.

اصطلاحات پرکاربرد در مهندسی عمران


1. بار مرده (Dead Load)

بار مرده به وزن دائمی سازه‌ها و مصالح ساختمانی که بخشی از ساختمان یا پروژه هستند، اطلاق می‌شود. این بار شامل وزن دیوارها، سقف‌ها، کف‌ها و سایر اجزای ثابت سازه است.
اهمیت بار مرده:

  • طراحی دقیق بار مرده به مهندس کمک می‌کند تا از ایمنی و پایداری سازه اطمینان حاصل کند.
  • بار مرده معمولاً در مرحله طراحی اولیه سازه محاسبه و مشخص می‌شود.

2. بار زنده (Live Load)

بار زنده، شامل تمامی بارهای موقتی و متغیر در ساختمان است. برای مثال، وزن افراد، وسایل و تجهیزات داخل ساختمان یا فشار باد و برف روی سقف در دسته بارهای زنده قرار می‌گیرند.
نکته مهم:
بار زنده متغیر است و باید بر اساس کاربری ساختمان در محاسبات لحاظ شود. به‌عنوان مثال، بار زنده در یک پل عابر پیاده با بار زنده در یک پل خودرویی کاملاً متفاوت است.

 

مقایسه بار مرده و بار زنده

مقایسه بار مرده و بار زنده


3. تنش (Stress)

تنش یا Stress به نیروی وارد شده بر واحد سطح اشاره دارد و یکی از اصلی‌ترین مفاهیم در تحلیل‌های سازه‌ای است. فرمول محاسبه تنش به صورت زیر است:
σ=F/A

که در آن σ تنش، نیرو و سطح مقطع است.
انواع تنش:

  1. تنش کششی (Tensile Stress): نیروهایی که باعث افزایش طول ماده می‌شوند.
  2. تنش فشاری (Compressive Stress): نیروهایی که باعث کاهش طول ماده می‌شوند.
  3. تنش برشی (Shear Stress): نیروهایی که باعث جابه‌جایی نسبی بین لایه‌های ماده می‌شوند.

4. کرنش (Strain)

به تغییر شکل نسبی ماده تحت تأثیر تنش را بیان می‌کند و معمولاً بدون واحد است کرنش گفته میشود. کرنش به صورت نسبت تغییر طول به طول اولیه تعریف می‌شود.
فرمول کرنش:
ϵ=ΔL/L0
که در آن ΔL تغییر طول و طول اولیه است.
کاربرد:
کرنش در تحلیل رفتار مواد تحت بارگذاری اهمیت دارد و به طراحان کمک می‌کند تا از عملکرد مواد در شرایط مختلف اطمینان حاصل کنند.

مقایسه تنش و کرنش

مقایسه تنش و کرنش


5. ضریب اطمینان (Factor of Safety – FoS)

ضریب اطمینان، معیاری برای تضمین ایمنی سازه‌ها در برابر بارگذاری‌های واقعی است. این مقدار به صورت نسبت مقاومت نهایی سازه به بار طراحی تعریف می‌شود.
اهمیت:

  • استفاده از ضریب اطمینان مناسب می‌تواند از خرابی سازه‌ها در شرایط بحرانی جلوگیری کند.
  • مقدار FoS برای سازه‌های مختلف متفاوت است و بر اساس استانداردها تعیین می‌شود.

6. خزش (Creep)

خزش یا Creep به تغییر شکل تدریجی مواد تحت بار ثابت در طول زمان اشاره دارد.
ویژگی‌های خزش:

  • معمولاً در مواد بتنی و فلزی مشاهده می‌شود.
  • سرعت خزش به عوامل مختلفی مانند دما، رطوبت و نوع ماده بستگی دارد.
    کاربرد در مهندسی عمران:
    مهندسان باید خزش را در طراحی سازه‌هایی مانند پل‌ها، سدها و ساختمان‌های بلندمدت در نظر بگیرند.

7. بتن آرمه (Reinforced Concrete – RC)

این بتن ترکیبی از بتن و میلگردهای فولادی است. بتن به تنهایی مقاومت فشاری بالایی دارد اما در برابر کشش ضعیف است؛ بنابراین، میلگردهای فولادی به منظور افزایش مقاومت کششی به بتن اضافه می‌شوند.

مزایا:

  • افزایش مقاومت کششی و فشاری
  • کاهش ترک‌خوردگی
  • افزایش طول عمر سازه

8. پیش‌تنیدگی (Prestressing)

پیش‌تنیدگی یکی از روش‌های بهبود مقاومت بتن است. در این روش، بتن تحت تنش اولیه قرار می‌گیرد تا از ایجاد ترک‌های کششی جلوگیری شود.
انواع پیش‌تنیدگی:

  1. پیش‌تنیدگی پس‌کشیده (Post-Tensioning): اعمال تنش پس از گیرش بتن
  2. پیش‌تنیدگی پیش‌کشیده (Pre-Tensioning): اعمال تنش قبل از گیرش بتن

9. مدل‌سازی اطلاعات ساختمان (Building Information Modeling – BIM)

BIM یک روش دیجیتال برای طراحی، شبیه‌سازی و مدیریت پروژه‌ها است. این فناوری به مهندسان عمران امکان می‌دهد تا مدل‌های سه‌بعدی از سازه‌ها را ایجاد و جزئیات پروژه را به‌طور دقیق مدیریت کنند.
مزایا:

  • کاهش خطاها و افزایش دقت
  • بهبود همکاری تیم‌های مختلف
  • مدیریت بهتر هزینه‌ها

بیشتر بخوانید : BIM یا مدل‌سازی اطلاعات ساختمانی چیست؟


10. دیوار برشی (Shear Wall)

دیوار برشی یا Shear Wall، یکی از اجزای اصلی سازه است که برای مقاومت در برابر نیروهای جانبی مانند زلزله و باد استفاده می‌شود. این دیوارها معمولاً از بتن آرمه ساخته می‌شوند و در ساختمان‌های بلند بسیار اهمیت دارند.
ویژگی‌ها:

  • افزایش صلبیت سازه
  • کاهش تغییر شکل‌های جانبی

11. طراحی مقاوم در برابر زلزله (Seismic Design)

طراحی لرزه‌ای یکی از مهم‌ترین بخش‌های مهندسی عمران است، به ویژه در مناطقی که خطر زلزله وجود دارد. هدف اصلی این نوع طراحی، افزایش ایمنی سازه‌ها و کاهش خسارات جانی و مالی ناشی از زلزله است. این فرآیند بر اساس تحلیل نیروهای لرزه‌ای و استفاده از اصول دینامیک سازه انجام می‌شود.


مفاهیم کلیدی در طراحی لرزه‌ای

  1. نیروی برشی پایه (Base Shear):
    نیروی برشی پایه، نیروی افقی کلی است که در اثر زلزله به سازه وارد می‌شود. این نیرو معمولاً در تراز پایه محاسبه می‌شود و فرمول آن بر اساس استانداردهای طراحی لرزه‌ای مانند استاندارد 2800 ایران یا ASCE 7 تعریف می‌شود.
    V=Cs⋅W
    که در آن:

    • V: نیروی برشی پایه
    • Cs: ضریب طیف پاسخ لرزه‌ای
    • W: وزن موثر سازه
  2. طیف پاسخ (Response Spectrum):
    طیف پاسخ نشان‌دهنده رفتار سازه در فرکانس‌ها و دوره‌های تناوب مختلف است. این ابزار به مهندسان کمک می‌کند تا پاسخ دینامیکی سازه را در برابر زلزله تحلیل کنند. طیف پاسخ معمولاً در دو حالت طراحی می‌شود:

    • حالت خطی (Elastic): برای ارزیابی سازه‌های معمولی
    • حالت غیرخطی (Inelastic): برای سازه‌های خاص یا تحلیل رفتار مفاصل پلاستیک
  3. مفاصل پلاستیک (Plastic Hinges):
    مفاصل پلاستیک مناطقی از سازه هستند که تحت بارگذاری زلزله وارد مرحله غیرخطی می‌شوند و تغییر شکل دائمی پیدا می‌کنند. طراحی مفاصل پلاستیک به گونه‌ای انجام می‌شود که انرژی لرزه‌ای جذب و از خرابی کلی سازه جلوگیری شود. این رویکرد در طراحی بر اساس مفهوم پایداری با شکست کنترل‌شده است.
  4. مرکز جرم و مرکز سختی (Center of Mass and Center of Rigidity):
    • مرکز جرم (CM): نقطه‌ای که وزن سازه در آن متمرکز در نظر گرفته می‌شود.
    • مرکز سختی (CR): نقطه‌ای که سختی کل سازه حول آن توزیع شده است.
      اگر این دو نقطه هم‌راستا نباشند، پدیده‌ای به نام لنگر پیچشی (Torsional Moment) ایجاد می‌شود که می‌تواند باعث افزایش خطر خرابی شود.

بیشتر بخوانید :ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله

12. آزمایش خاک (Soil Testing)

آزمایش خاک یا Geotechnical Investigation برای بررسی ویژگی‌های مکانیکی و فیزیکی خاک انجام می‌شود. این اطلاعات برای طراحی پی و سازه‌های زیرزمینی بسیار حیاتی هستند.
انواع آزمایش‌ها:

  • آزمایش نفوذ استاندارد (Standard Penetration Test – SPT)
  • آزمایش سه‌محوری (Triaxial Test)
  • آزمایش برش مستقیم (Direct Shear Test)

نتیجه‌گیری

آشنایی با اصطلاحات کلیدی مهندسی عمران به متخصصان کمک می‌کند تا پروژه‌ها را بهتر مدیریت کنند و با جدیدترین تکنولوژی‌ها و روش‌ها همگام شوند.

شما عزیزان می توانید برای مشاهده از آخرین مقالات یووال به قسمت مقالات مراجعه فرمایید. همچنین ما در یووال انواع اتصالات میلگرد بستر و وال پست را تولید و با قیمت مناسبی در اختیار مصرف کنندگان قرار می دهیم. شما می توانید برای مشاوره و خرید با ما تماس بگیرید

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *