طراحی نقشه محاسبات

طراحی نقشه محاسبات چرا و چگونه انجام می­شود؟

طراحی نقشه محاسبات که به آن نقشه سازه نیز گفته می­شود، در چند فاز انجام می­شود. ابتدا طرح کلی نقشه ارائه می­گردد. این کار در فاز صفر طراحی نقشه انجام شده و سپس نوبت به طراحی و رسم دقیق نقشه ساختمان در اندازه و مقیاس مورد نظر می­رسد.

نقشه­ هایی که در فاز یک طراحی می­شوند، شامل نقشه مختصات و شرایط ساختمان، نقشه طبقه­ های مختلف آن، نقشه برش و نقشه نمای ساختمان می­باشد. همچنین ویژگی­ های معماری ساختمان و مشخصات نمادهای آن را به طور دقیق نشان می­دهند. سرمایه­ گذاران، کارفرمایان و مجریان پروژه­ ها، نقشه محاسبات را مبنای ارزیابی خود قرار می­دهند.

طراحی نقشه محاسبات به همراه مشاوره رایگان  توسط شرکت فنی و مهندسی پایانکار

نقشه محاسباتی که در فاز دو ارائه می­شود، همان نقشه اجرایی است. و شامل مواردی چون اندازه ستون­ها، جنس دیوار، مصالح مورد استفاده و … می­باشد. طراحی نقشه محاسبات به چگونگی اجرای ساختمان و جزئیات آن می­پردازد.  همچنین نظارت ساختمان نیز بر اساس این نقشه ­ها انجام می­شوند. نقشه اسکلت سازه، پی و ستون، نقشه تیرریزی و… از نقشه­ های مهم در طراحی نقشه سازه به شمار می­آیند.

انواع طراحی نقشه ساختمان:

طراحی نقشه ساختمان در حالت کلی شامل ۴ دسته­ بندی است:

• طراحی نقشه معماری ساختمان، که ویژگی­های سازه و جزئیات اجرایی آن را نشان می­دهد.
• طراحی نقشه محاسبات یا سازه، که مهندس آن را طراحی کرده و نوع مصالح، جنس ستون­ها و … را در آن مشخص می­کند.
• نقشه تاسیسات الکتریکی: مهندس برق آن را طراحی کرده و محل قرارگیری سیستم­ های روشنایی را مشخص می­کند. نقشه تاسیسات به تامین برق ساختمان مرتبط می­باشد.
• نقشه تاسیسات مکانیکی: مهندس طراح، سیستم لوله­ کشی، فاضلاب و … را طراحی می­کند.

مراحل و نحوه طراحی نقشه محاسبات

الف) بررسی دقیق نقشه معماری ساختمان

پس از آماده شدن نقشه معماری و ارجاع آن به مهندس طراح محاسبات، لازم است این نقشه­ ها به طور دقیق بررسی شوند. مهندس طراح با استفاده از این نقشه­ ها اطلاعات اولیه را بدست می­آورد و سیستم باربر عمودی و جانبی ساختمان را طراحی می­کند. با توجه به اطلاعات بدست آمده از نقشه معماری، اجزای اولیه ساختمان، طراحی می­شوند.

این اجزا شامل ستون، سقف، تیرها و … می­باشند. مهندس طراح، محل قرار گرفتن این اجزا را در طراحی نقشه محاسبات به گونه­ ای وارد می­کند که در نقشه معماری خللی وارد نشود. یکی از نکات مهم در طراحی نقشه سازه، این است که برای اطمینان از مقاومت ساختمان در مقابل زمین­ لرزه، حداقل ۳۰ درصد از همه ستون­ ها، در جهت x یا y قرار بگیرند.

ب) بررسی بارهای وارد شده بر ساختمان

بارهایی که ممکن است به ساختمان تحمیل شوند دو نوع می­توانند باشند: بار جانبی و بار ثقلی. لازم است نحوه تاثیرگذاری هر دو دسته بار بر روی امنیت ساختمان، توسط طراح، محاسبه شوند. منظور از بار ثقلی می­تواند بار برف یا دیوارهای اطراف ساختمان  باشد. از جمله بارهایی که در طراحی نقشه محاسبات باید در نظر گرفته شود، بار زمین لرزه است.

با توجه به اینکه ایران کشوری زلزله ­خیز می­­باشد، محاسبه دقیق این بار اهمیت زیادی پیدا می­کند. با توجه به اینکه زمین لرزه، باری است که از مسیر زمین به ساختمان وارد می­شود، برای محاسبه دقیق آن، دسترسی به مشخصات مکانیک زمین و خاک مورد نیاز است. از بارهای جانبی می­توان به بار باد اشاره کرد، که باید در طراحی سازه به آن پرداخته شود.

البته بار جانبی سازه، از بین بار باد و بار ساختمان، با توجه به اینکه کدام یک شرایط بحران ی­تری ایجاد می­کنند، انتخاب می­شود. با مشخص شدن اطلاعات اولیه مورد نیاز، مهندس طراح، محاسبات اولیه خود را انجام می­دهد.

پ) شبیه­ سازی ساختمان و تعیین نقاط اجزا

در این بخش، برای طراحی نقشه محاسبات، پس از در نظر گرفتن مصالح مناسب اجرای سازه، ساختمان و جزئیات آن را در برنامه­ Etabs شبیه­ سازی می­کنند. مهم است که به جزئیات پرداخته شود. پس از شبیه­ سازی ساختمان، بارهای تحمیلی برشی و خمشی را به آن اضافه می­کنند و مقاومت هر عنصر را می­سنجند.

ت) تحلیل داده­ها و طراحی ساختمان

پس از شبیه­ سازی ساختمان، لازم است طراح نقشه را تحلیل کند. در این بخش که برای طراحی نقشه ضرورت دارد، می­توان بر اساس مدل شبیه­ سازی شده، عناصر و اجزای مختلف را تجزیه و تحلیل کرد. چرا که نیازهای ساختمانی به خوبی قابل دسترسی هستند. در این مرحله برای پیشگیری از خطا در تحلیل، معمولا یک قاب به صورت تئوری و دستی تحلیل می­شود. این کار، طراح را نسبت به دقت و کیفیت نتایج بدست آمده از نرم­افزار مطمئن می­کند. در واقع وظیفه مهندس در این مرحله طراحی یک نقشه محاسباتی قابل اجرا و با حداقل هزینه است. مدل شبیه­سازی شده بعد از تحلیل، اگر نیاز به ویرایش داشته باشد، اصلاح شده و طراحی نقشه سازه مجدد انجام می­شود. این روند تا رسیدن به نتیجه قابل قبول ادامه خواهد یافت.

ث) کنترل نقشه طراحی شده

کنترل نقشه پس از نهایی شدن طراحی نقشه محاسبات، اهمیت زیادی دارد. این کنترل شامل اطمینان یافتن از هماهنگی جزئیات طرح، با استانداردهای سازمان نظام مهندسی می­باشد.

در نهایت، پس از بررسی نقشه، مهندس طراح، آن را به کارفرما ارائه می­کند و طرح تایید شده آماده اجرا خواهد بود. هدف از آنالیز ساختمان، و توجه به جزئیات، طراحی نقشه محاسبات است که به وسیله آن بتوان ساختمانی مقاوم بنا کرد. اگر ایرادی در طراحی باشد، می­تواند خسارات جانی و حتی مالی زیادی به بار آورد.

نقشه محاسبات، وسیله­ ای برای انتقال اطلاعات لازم یک پروژه به کارفرمایان به منظور اجرای پروژه  می­باشد. پیش از طراحی نقشه محاسبات، لازم است مهندس طراح نکاتی را ارزیابی کرده و در نظر داشته باشد. این نکات عبارتند از:

•  مسلط بودن مهندس طراح  بر نقشه ساختمان و موقعیت آن
•  مسلط بودن مهندس طراح بر نقشه طبقات و جزئیات آن
• بررسی دقیق نقشه برش ساختمان
• تسلط بر نقشه نمای ساختمان

ضرورت طراحی نقشه محاسبات

منظور از طراحی نقشه سازه یا محاسبات، بدست آوردن مشخصات دقیقی از نوع و اندازه باربر ساختمان، ویژگی­های مکانیکی آن، سازه نگهبان و… است. برای مثال نقشه محاسبات یک ساختمان با اسکلت فلزی، شامل مواردی چون نوع تیرآهن ستون، تعداد آن، جزئیات صفحه و… می­باشد.

طراحی نقشه محاسبات به مهندسان این امکان را می­دهد تا تصمیم­گیری بهتری در مورد اتصالات ساختاری ساختمان داشته باشند.

طراحی نقشه محاسبات به هنگام ساخت­وساز اهمیت ویژه­ای دارد. اتصالات موردنیاز، جزئیات و ارتباط هر کدام با دیگری، در این نقشه مشخص می­شود. هرچه نقشه محاسبات دقیق­تر و با جزئیات طراحی شده باشد، پیمانکار و مدیر اجرایی ساختمان، راحت­تر با آن ارتباط برقرار کرده و درک خوبی از آنچه باید انجام دهد، پیدا خواهد کرد.

اما اگر طراحی نقشه محاسبات به صورت کلی انجام شده باشد و جزئیات لازم را نداشته باشد، ممکن است در روند اجرای پروژه خلل ایجاد کرده و حتی منجر به خسارات مالی برای کارفرما گردد. نکته مهمی که در طراحی نقشه محاسبات باید در نظر گرفته شوند، ایمن بودن سازه طراحی شده، ضمن صرفه­ جویی در هزینه ساخت آن است.

یکی از مواردی که به طراحی نقشه محاسبات نیاز می­باشد، عملیات تخریب یک بنای قدیمی و نوسازی آن است. همچنین برای ساخت واحدهای مسکونی، تجاری، بازسازی بنا به دلیل افزایش ایمنی، بلند کردن ارتفاع ساختمان و ایجاد طبقه­ های بیشتر، هم­چنین افزایش مقاومت بنا در مقابل زلزله، به طراحی نقشه محاسبات نیاز داریم. می­توان گفت هر جا که شرایط ساختمان تحت بارهای تحمیل شده مدنظر باشد، از علم مهندس طراح باید استفاده شود.

ویژگی‌های طراحی نقشه محاسبات

در طراحی نقشه سازه چند نکته وجود دارد که باید در نظر گرفته شوند. در ادامه به بررسی این ویژگی­ها می­پردازیم:

الف) تمام جزئیات را در نقشه وارد کنید

با اینکه طراحی نقشه محاسبات ، بر اساس استاندارهای نظام مهندسی انجام می­شود، و لازم است تا افرادی که در یک پروژه از مرحله طراحی تا اجرای آن همکاری می­کنند، با نمادها آشنا باشند.

اما این وظیفه طراح است که جزئیات را به دقت در نقشه وارد کند. یادداشت ­ها نیز باید مختصر و جامع باشند. همچنین جزئیاتی که بزرگ­نمایی شده­ اند اهمیت خاصی برای پیمانکاران اجرای طرحی بی­نقص دارند. در واقع بهتر است هیچ نقطه مبهمی در طراحی نقشه محاسبات باقی نماند.

ب) مسائل طراحی نقشه محاسباتی را از پیش تهیه کنید

مسائل مختلفی وجود دارند که در طول پروژه نیاز به بررسی دارند. بهتر است پیش از مرحله اجرا و طراحی نقشه محاسبات پرداختن به این مسائل پرداخته شود. چرا که در این صورت هزینه کم­تری متوجه طراح و کارفرما خواهد بود.

اگر حل این مسائل به زمان اجرای پروژه واگذار شود، می­تواند هزینه زیادی را تحمیل کند و علاوه بر آن، بر کیفیت اجرای سازه تاثیر منفی داشته باشد. به همین جهت لازم تا مهندس در رابطه با کافی و مفصل بودن محتوا و جزئیات در طراحی نقشه محاسبات ، مطمئن شود.

تفاوت طراحی نقشه محاسبات و نقشه معماری

باید گفت طراحی نقشه محاسبات ، ایمنی ساختمان را نسبت به بارهایی که به آن تحمیل می­شود، تضمین می­کند. اما نقشه معماری بیشتر به زیبایی و نمای ساختمان مربوط می­شود.

ابتدا لازم است تا نقشه معماری ساختمان طراحی و آماده شود، سپس با تایید از سوی سازمان نظام مهندسی، فرآیند طراحی نقشه محاسبات آغاز گردد. این نقشه­ ها با اینکه تفاوت­ هایی دارند اما به صورت مکمل و هماهنگ با یکدیگر هستند. همچنین هر دو طراح باید اطلاعات کلی از اصطلاحات و تخصصی رشته دیگری برای فهم بهتر نقشه، داشته باشند.

فهرست بازبینی طراحی نقشه محاسبات

یکی از اقداماتی که مهندس طراح باید پس از طراحی نقشه محاسبات انجام دهد، تهیه فهرستی تحت عنوان فهرست بازبینی است. این فهرست شامل جدولی است که در آن اقداماتی که حین اجرای ساختمان، باید انجام شوند، نوشته می­شوند. معمولا به شکلی ساده تهیه می­شود تا بتوان با یک نگاه اطلاعات کلی و ضروری را بدست آورد.

برای مثال، مقابل توضیحات و یا نام هر یک از عناصر، چند گزینه در نظر گرفته می­شود که پس بازبینی، طراح در ستون مربوطه علامت­گذاری می­کند. هدف از تهیه این فهرست، بازرسی نهایی عناصر طراحی شده و کنترل آن است. سازمان نظام مهندسی بر اساس این فهرست بازبینی، کیفیت مصالح و ساخت بنای موردنظر را تایید می­کند.

مهارت­های لازم برا طراحی نقشه محاسبات

الف) آشنایی با نرم­افزار

یک مهندس طراح علاوه بر دانش فنی و تجربه در زمینه طراحی نقشه محاسبات، باید در رابطه با نرم­افزارهای تخصصی مانند اتوکد تسلط کافی داشته باشد. همچنین توانایی تحلیل و آنالیز نقشه طراحی شده، در ارائه یک طراحی بی­نقص، بسیار حائز اهمیت است. البته نباید از مهارت و تسلط بر زبان­های خارجی نیز غافل شد. مهارت زبان می­تواند در بهبود خلاقیت در طراحی نقشه سازه و آگاهی از به روزترین مسائل دنیا در زمینه طراحی نقشه، نقش مهمی دارد.

ب) تسلط بر علم ریاضی

علم ریاضیات در همه رشته­ها به ویژه مهندسی، نقش اساسی دارد. از آنجایی که جزئیات در طراحی نقشه سازه بسیار مهم هستند، تسلط طراح به مباحث ریاضی، نیز اهمیت می­یابد.

ت) تسلط به مباحث مهندسی

تسلط به قوانین نظام مهندسی، اصول طراحی، مراحل انجام طراحی نقشه محاسبات، نحوه کنترل و آنالیز نقشه طراحی شده و… از توانایی­های لازم یک مهندس طراح است.

ث) آشنایی با وسیله­ های اندازه­ گیری

در پروژه­ های عمرانی و طراحی نقشه محاسبات، نقشه­ های تاسیسات و… کار با ابزار اندازه­گیری یکی از روش­های استخراج داده لازم برای طراحی به حساب می­آید. یک مهندس طراح لازم است تا تسلط نسبی بر روی کار با این تجهیزات را داشته باشد.

اصول کنترل طراحی نقشه محاسبات و فهرست بازبینی

تجزیه و تحلیل رفتار بنا تحت تاثیر بارهای تحمیل شده، به صورت دستی یا یا استفاده از شبیه ­سازی و نرم­افزار انجام می­شود. چند نمونه از سوالاتی که باید به آن پاسخ داد عبارتند از:

• طبق قوانین سازمان نظام مهندسی، باید بررسی شود که تعداد طبقه­ ها و ستون­ های ساختمان مطابق با نقشه معماری ساختمان طراحی شده باشند.
• مصالحی که برای اجرا انتخاب شده­اند، طبق مبحث ۵ سازمان مقررات ملی، بازبینی و کنترل شوند.
• کنترل طول به عرض ساختمان طبق استانداردها انجام شده باشد.
• دیوارهای برشی، از لحاظ عدم ترک خوردگی و نیز ضرایب یکسان ترک خوردگی کنترل شوند.
• بررسی شود که ترک خوردگی بر چه اساسی کنترل شده است.
• باید بررسی شود که پارامترهای مورد نیاز، طبق آیین­نامه استاندارد سازمان مقررات مهندسی، تعیین شده باشد.

طراحی نقشه محاسبات باید طبق اصول و مقررات سازمان نظام مهندسی انجام شود. این استانداردها در مباحث نهم و دهم آیین­نامه سازمان مقررات ملی که به ترتیب به طرح و اجرای ساختمان بتن آرمه و طرح و اجرای ساختمان فولادی مربوط می­شوند، به تفصیل شرح داده شده است.