تبلیغات
اصفهان کامپوزیت - ساخت آینده با كامپوزیت
 
اصفهان کامپوزیت
متنوع ترین، باکیفیت ترین و ارزانترین محصولات کامپوزیتی را از ما بخواهید.


ساخت آینده با كامپوزیت

بیش از صد سال است ساختمان ها از چند ماده محدود ساخته میشوند (مصالح ساختمانی، تیر و الوار، فولاد و بتن). طی چند سال اخیر كامپوزیت های پلیمری با پاستیك های تقویت شده با الیاف FRP به طور فزاینده ای در صنعت ساختمان به كار گرفته شده اند و توان بالقوه خوبی برای كاربرد بیشتر در ساختمان سازی دارند. 

 

كاربردهای موجود

نخستین كاربردها یاین مواد در اجزای كوچكی از ساختمان همانند پنجره، سایه بان، در و نمای ساختمان بود. معمولاً این محصولات "سازه های ثانویه" نامیده میشوند و به وسیله چارچوب اصلی ساختمان متشكل از مواد ساختمانی متداول حمایت میشوند. در برخی مواد FRP برای ساخت سازه های بزرگ خودپشتیبان همانند گنبد مساجد نیز استفاده شده است؛ در مواردی كه احتمالاً ساخت سازه از مواد متداول سخت و یا پرهزینه بوده است.

در سالهای اخیر كاربردهای پیچیده تری برای فراهم آوردن نماهای زیبا و نمایشی در طراحی ساختمانتوسعه یافته است. این كاربردها عبارتند از غلاف ها و نماهای پوششی دارای شكل های پیچیده كه اغلب نتایج حیرت انگیزی دارند. با این وجود، ساخت كل ساختمان از FRP پیشرفت كندی داشته است. این امر با در نظر گرفتن این كه یك چندلایی تقویت شده با الیاف شیشه، علاوه بر برتری های متعدد دیگر، استحكامی بیش از فولاد سازه ای دارد بسیار شگفت انگیز است.

 

برتری های FRP در ساختمان سازی

ساخت تدریجی ساختمان در مكانی غیر از محل ساختمان:

- كنترل كیفیت بهتر

- رعایت بهینه نكات ایمنی و بهداشتی

- زمان ساخت كوتاهتر

- امكان تولید زمینی در محل

- امكان پیش بینی خدمات موردنیاز در سازه در محل كارخانه

- امكان اتوماسیون و تولید خودكار

كاهش جرم:

- نصب آسانتر، سریع تر و اقتصادی تر

- نیاز به جرثقیل های كوچكتر

- توانایی حمل قطعات بزرگتر به محل ساخت ساختمان و كاهش زمان و هزینه مونتاژ

- كاهش احتمال شكست در حین نصب

- كاهش اندازه و هزینه سازه پشتیبان، فونداسیون و...

- كاهش مصرف انرژی در انتقال قطعات به محل ساخت ساختمان

دوام عالی:

- مقاوم در برابر تغییر ویژگی ها در هوا

- كاهش نیازهای تعمیراتی

- كاهش هزینه های طول عمر

امكان ساخت به شكل های پیچیده:

- امكان خلق طرحهای جدید و زیبا

- راه حل های هندسی كارآمدتر

ظاهر و جلوه های سطحی ویژه:

- ایجاد بافت های ظاهری گوناگون و نامتعارف

- شبیه سازی ظاهر مواد متداول همچون سنگ یا گرانیت

نارسانایی حرارتی بهینه:

- كاهش انتشار كربن و هزینه های اجتناب از آن

- انرژی محاط شده كمتر

- امكان بازیافت

- امكان استفاده از رزین ها و الیاف طبیعی

از بازار پتانسیل رشد قابل توجهی دارد و انتظار میرود در اینده توسعه حیرت انگیزی داشته باشد.  


لطفا به ادامه مطلب مراجعه فرمایید

بهینه سازی هندسی:

پیش از این امكان قالب گیری شكل های پیچیده از كامپوزیت برای اجرای طرح های معماری مشاهده شده است ولی اگر این قابلیت برای ساخت ساختمان های بسیار كارآمد و بهینه از نظر سازه ای به كار گرفته شود میتواند تأثیر بیشتری داشته باشد. به عنوان مثال سقف های FRP دو مخزن تصفیه آب با قطر 25 متر را د رنظر بگیرید كه هردوی آنها از پلی استر تقویت شده با الیاف شیشه و از روش لایه چینی دستی ساخته شده اند. سقف اول یك سازه معمولی متشكل از تیرهای FRP به عنوان پشتیبان و صفحات موجدار است و 14 تن وزن دارد.این سقف شبیه بسیاری از سقف های ساختمانی، دارای اجزای متعدد با سازه های اولیه و ثانویه جداگانه است.سقف دوم یك سازه یكپارچۀ بهینه، شامل یك پوسته نازك سه بعدی است و تنها 8 تن وزن دارد. به این ترتیب با بهینه سازی هندسی امكان كاهش میزان مواد مصرفی تا 43 درصد فراهم شده است. البته این طراحی نیازمند سرمایه گذاری بیشتری در بخش تحلیل های مهندسی و همچنین ابزار كار استولی صرفه جویی قابل ملاحظه ای در زمان ساخت و مونتاژ قطعه در محل استفاده خواهد داشت.

بنابراین درك این نكته مهم است كه كارآمدترین سازه های FRP از نظر شكل سازه ای و هندسی، اساساً متفاوت از سازه های ساختمانی متداولند و باید روش طراحی ساختمان تغییر یابد تا راه حل های مؤثری از آنچه با مواد ساختمانی متداول به دست می آید فراهم شود.

 

ساختمان های كاملاً كامپوزیتی

نمونه های متعددی از سازه های ساختمانی كاملاً كامپوزیتی وجود دارد. نخستین كاربردهای FRP در صنایعی توسعه یافته اند كه كامپوزیت ها در آنجا شرایط فنی ویژه ای را فراهم می آورند. به عنوان مثال FRP برای تولید رادوم های بزرگ به كار گرفته شد چون از نظر الكتریكی برای راداری كه آن را میپوشاند نامرئی است. شركت اپتیما در زمینه به كارگیری سازه های كامپوزیتی برای ساختمان هایی همچون مدرسه، دفتر كار، مراكز نمایشگاهی و... سرمایه گذاری می كند. پژوهش های انجام شده در زمینه این ایده به وسیله شركت اینتراویژن آرشیتكتز در نروژ، منجر به مفهوم ایگلو شد كه میتواند ساختمان هایی بسیار كارآمد و اقتصادی را فراهم كند.

چندین سازه تمام كامپوزیتی از جمله هوم پلنت و رست زون درون گنبد هزاره لندن ساخته شده است. هوم پلنت سازه ای پوسته ای از FRP به قطر 36 متر است كه چون با قصد جابجایی پس از نمایشگاه سال 2000 طراحی شده بود، بارهای وارده از سوی برف و باد را تحمل می كند. چنین سازه ای می تواند در كاربردهای متعدد همانند ساخت مدارس، دفاتر كار و ساختمان های صنعتی و نمایشگاهی به كار گرفته شود.

 

شكل ساختمان ها

بسیاری از مهندسان معمار تمایل دارند با شكل و ظاهر ساختمان ها دست و پنجه نرم كنند. ولی این افراد اغلب با توجه به قابلیت های مواد ساختمانی متداول، در تبدیل مفاهیم پیشرو به واقعیت با محدودیت مواجه میشوند. به كارگیری FRP قالبگیری شده امكان ایجاد شكل های هندسی نمایشی همانند طرح پیشنهادی برای توسعه ایستگاه بترسی پاور را فراهم می كند.

در هر حال باید مراقب مفهوم "امكان ساخت همه چیز از كامپوزیت" و چگونگی بیان آن به مهندسان معمار و مشتری ها بود. با وجود امكان قالبگیری سازه های دارای شكل های پیچیده از این مواد، عموماً تولید این سازه ها نسبت به شكل های هندسی معمولی گرانتر است. گسترش مراكز بزرگ ماشین كاری چندمحوره برای تهیه قالب یا توپی به صورت مستقیم از فایل كامپیوتری، ممكن است به كاهش هزینه های ساخت قطعات كمك كند.

 

ساخت مسكن كامپوزیتی

شركت ساختمانی استارلینك سیستمز در حال توسعه یك روش مقیاسی برای ساخت خانه های ارزان و كارآمد از نظر حرارتی است. در این روش، پروفیل های FRP پالترودی به هم پیچیده شده یا در هم چفت می شوند و سرعت كار بالاست. پیش بینی میشود با به كارگیری این روش، ساخت مسكن اقتصادی تر شده و آسیب كمتری به محیط زیست وارد كند. ساخت سریع خانه از این شیوه میتواند پاسخگوی تقاضای روزافزون مسكن در بسیاری از كشورها باشد. همچنین انتظار می رود این روش راه حل مناسبی برای ساخت پناه گاه ها و ساختمان های موقت با كاربری نظامی و شهری باشد.

همانگونه كه شركت فیوچر سیستمز آرشیتكتز نشان داده است كامپوزیت های FRP با توجه به قابلیت قالب گیری شكل های پیچیده، برای ساخت خانه های مدرن نیز مورد توجه قرار گرفته اند.

 

كلاس های كامپوزیتی

فیوچرسیستمزآرشیتكتز و وایت یانگ گرین با سرمایه گذاری دولت انگلستان، چندین كلاس FRP برای پروژه "كلاسهای آینده" طراحی كرده اند. سازه این كلاسها در كارخانه به صورت پوسته بیرونی و لایه های درونی قالبگیری شده و سپس با سرعت قابل قبولی در محل استفاده بر روی هم سوار میشود. این روشف سازه سه بعدی كارآمدی را بدون هرگونه چارچوب داخلی جداگانه ایجاد می كند. در گام نخست دو كلاس تولید شده از این روش مورد استقبال معلمان و شاگردان قرار گرفت. این كلاسها به ایجاد یك محیط آموزشی جذاب كمك كرده و خلاقیت دانش آموزان را تقویت می كنند.

برای ساخت این دو كلاس از روش لایه چینی دستی استفاده شد. ولی چنانچه این نوع كلاسها به تولید انبوه برسند میتوان برای كاهش هزینه ها، با سرمایه گذاری در زمینه ابزار و مهندسی تولید، روشهای تولید خودكار همانند قالب گیری با انتقال رزین (RTM) را به كار گرفت.

 

فرصت های آتی

در حال حاضر به كارگیری FRP برای ساخت ساختمان های بزرگ و سازه های اولیه امكان پذیر است. سبكی قابل توجه كامپوزیت ها به ویزه در سازه های سقفی بزرگ با فاصله زیاد ستون ها از یكدیگر نمود پیدا می كند. انتظار میرود امكان ساخت سقف هایی به طول چند صد متر بدون ستون، به روشی اقتصادی با كامپوزیتهای FRP فراهم شود.

معمولاً FRP برای جایگزینی مستقیم مواد متداول، اقتصادی نخواهد بود و باید در روشهای نوآورانه جدیدی به كار رفته شود تا راه حل هایی اقتصادی فراهم كند. این راه حل ها نه فقط شامل شكلهای هندسی كارآمد میشود بلكه تغییر روشها را نیز در بر می گیرد. به عنوان مثال ساخت صفحات ساندویچی ضخیم، علاوه بر تأمین یكپارچگی سازه ای، نارسانایی حرارتی بالا و برتری ساخت سازه در محلی غیر از محل نصب، با كاهش تعداد سازه های پشتیبان و امكان تهیه سقف های بزرگ بی ستون، آزاده و انعطاف پذیری بیشتری در به كارگیری فضای داخلی ایجاد خواهد كرد و تغییر كاربری ساختمان برای استفاده بهینه از فضا را در اینده آسانتر می كند.

كاربردهای بالقوه این فناوری تقریباً شامل همه موارد میشود: مدارس، دفاتر كار، صنایع، ساختمان های نمایشگاهی، استادیوم های ورزشی و غیره. استادیوم های المپیك و ساختمانهای مربوط به آنها یكی از كاربردهای بالقوه مشخص این فناوری هستند. 

 

چالش ها

نشان داده شده است كه كامپوزیتهای FRP توانایی ایجاد تحول در ساخت ساختمان ها و خلق طرحهای زیبا و نمایشی جدید را دارند و در بعضی موارد منجر به كارآمدتر و اقتصادی تر شدن سازه ها میشوند. انتظار میرود كه این مسئله ابتدا در حوزه های خاصی رخ دهد و سپس به بازارهای بزرگی همانند ساخت مسكن نیز نفوذ كند. به كارگیری مواد FRP برای مهندسان و معماران سنتی چالشی بزرگ خواهد بود. آنها باید با این مواد و فرایندهای ساخت آنها آشنا شوند تا قادر باشند سازه های كارآمدی طراحی كنند. برای صنایع كامپوزیتی و ساختمانی بسیار سخت است كه نزدیك به هم كار كنند. پیش بینی میشود كه مشاوران متخصص در ارتباط دادن این صنایع با هم نقشی كلیدی داشته باشند. آشنایی با اصول قراردادها و قوانین تجاری مورد استفاده در صنعت ساختمان برای بعضی از تولیدكنندگان كامپوزیت كه میخواهند وارد این بازار شوند الزامی خواهد بود. در هرحال این بخش 





نوع مطلب : 2. آشنایی با کامپوزیت ، 3.3.کاربرد در صنعت عمران و ساختمان، 
برچسب ها : ساخت آینده با كامپوزیت، FRP در ساختمان سازی، بهینه سازی هندسی، ساختمان های كاملاً كامپوزیتی، ساخت مسكن كامپوزیتی،
لینک های مرتبط :
یکشنبه 31 تیر 1397 01:38 ب.ظ
Greаt post. I was checking continuously this blog and I am impressed!
Very hеⅼpfuⅼ info specially the last part :) I care for such info muϲh.
I was seeking this certain info for a long time. Thank you and best ߋf luck.
پنجشنبه 13 اردیبهشت 1397 08:54 ب.ظ
Thank you for the good writeup. It in fact was a amusement account it.
Look advanced to more added agreeable from you! However, how could we communicate?
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر





امکانات جانبی
بانك اهداكنندگان غیر خویشاوند
 
 
بالای صفحه