رفتار سازه ای گنبدها

رفتار سازه ای گنبدها (از کتاب بازسازی و استحکام بخشی بناهای تاریخی تالیف دکتر سید ضیا حسینی و پرفسور محمود گلابچی)

📷گنبد را می توان حالت تعمیم یافته ای از قوس ها در نظر گرفت ،در این سازه بار وارده بیشتر از طریق نیروهای غشایی (نیروهایی در صفحه )منتقل می شود و لنگر خمشی معمولا بسیار محدود است. این امر سبب می شود که ضخامت گنبد برای انتقال بار بسیار کمتر از تیرهای مستقیم باشد.مزیت دیگر پوسته آن است که معمولا تحت بارهای وارده تنش ها در قسمت اعظم سازه از یک نوع است (فشاری یا کششی)،این امر به خصوص از آن نظر حائز اهمیت است که می توان از مصالح بنایی که قابلیت کشش را ندارند به خوبی استفاده نمود[1]. گنبد جبلیه، در منتهی الیه شرقی کرمان در نزدیکی دو قبرستان صاحب الزمان و سید حسین، با گنبد بزرگ و عجیبی از سنگ و گچ بنا گردیده که دست تطاول روزگار در تخریب آن کوتاه آمده است. این گنبد هشت ضلعی که به گنبد گبری نیز شهرت دارد تماما از سنگ است و عرض پی آن نیز در پایه به ۳ متر می رسد. در هشت طرف آن هشت در به عرض ۲ متر قرار گرفته که اخیرا برای مستحکم ساختن بنا و جلوگیری از تخریب آن، درگاه ها را با سنگ مسدود کرده اند و فقط یکی را باز گذاشته اند. قسمت بالای گنبد از آجر ساخته شده است و در داخل گنبد ظاهرا گچ بری ها و تزئین کاریهایی وجود داشته که قسمت بالا ریخته و قسمت پائین را تخریب کرده اند آنالیز انجام گرفته تحت وزن بسیار پایدار است و و قوع ترک های کششی ناشی از خمش در مصالح بنایی محتمل می شود و برای جلوگیری از ایجاد ترک های ناشی از کشش می توان از المان های مقاوم در برابر کشش فولاد،الیاف های مرکب و مصنوعی در جهت عمود بر ترک های احتمالی بهره گرفت[2].

📷گنبد قابوس به علت وجود 10 پره مانند پشت بند عمل می کند و با آنالیز انجام گرفته تحت بار وزن بسیار پایدار است، برای جلوگیری از خرد شدگی و لهیدگی ناشی از تنش های فشاری در پایین سازه گنبد قابوس می توان از قاب های نگهدارنده استفاده کرد، بیشترین خسارت تحت بار زلزله ناشی از نیروی کشش که می توان از المان های مقاوم در برابر کشش (فولاد، الیاف های مرکب طبیعی و یا مصنوعی) در جهت عمود بر ترک های احتمالی بهره گرفت [3].رفتار سازهای برج گنبد قابوس مورد بررسی قرار گرفته است. از نرم افزار آباکوس برای مدل سازی برج استفاده شده است. برای این کار در ابتدا هندسه سازه در نرم افزار اتوکد به صورت سه بعدی ترسیم شده و سپس پسوند آن در نرم افزار سالید ورکس تغییر کرده و در پایان وارد نرم افزار آباکوس شده است. برای مدل کردن سازه از روش ماکرو استفاده شده و برای مدل سازی مصالح بنا که از نوع مصالح بنایی میباشد از ماده بتن استفاده شده است. آنالیزهای مختلفی از جمله آنالیز مودال، آنالیز تحت بار ثقلی و آنالیز تحت بار لرزهای بر روی بنا انجام شده است. با انجام آنالیز مودال مودهای ارتعاش و فرکانسهای سازه مشخص شده است. آنالیز تحت بار ثقلی نشان داد که سازه در برابر نیروهای ناشی از وزن خود مقاوم میباشد و به راحتی میتواند این نیروها را تحمل نماید. در پایان آنالیز سازه تحت بار لرزهای انجام شد و مشخص شد که این سازه در برابر بارهای جانبی بسیار آسیب پذیر میباشد و دچار تغییر شکلهای بزرگ میشود و نشان میدهد سازه دچار فرو ریزش خواهد شد. روش و شیوه ای که در این مطالعه مورد استفاده قرار گرفته است میتواند برای مدل سازی سایر بناهای تاریخی ایران به کار گرفته شود.[4].

📷مهار نمودن طبیعت و غلبه بر نیروهای آسیب رسان از ابتدای خلقت جوهره اصلی تلاش و مبارزه بشر را برای بقا و ادامه زیست تشکیل می داده است انسان همواره در حال مقابله و ستیز مستمر با مخاطرات طبیعی با هدف کاهش خسارت و اسیب های ناشی از آن بوده است این در حالی است که برخلاف نیرویهای طبیعی آسیب رسان با اثر مستمر و در عین حال قابل پیش بینی مقابله با انسان با نیروهای طبیعی و سوانح غیرمستمر و غیرقابل پیش بینی مانند زلزله تنها معطوف به بعد از وقوع آنها می گردیده است [5].

📷📷بنای تاریخی گنبد سبز شهر مشهد، در خیابان آخوند خراسانی و در وسط میدانی به همین نام واقع شده است. وجه تسمیه بنا گنبد مزین به کاشی کاری فیروزه ای متمایل به سبز آن می باشد. پلان گنبد سبز ۸ ضلعی و دارای ۴ ایوان است. علاوه بر ایوان و طاق نماها، کاشی کاری زیبای آن به بقعه جلوه خاص بخشیده است. گنبد سبز، مدفن شیخ محمد مومن عارف می باشد که احتمالا در سال ۱۰۳۶ قمری بنیان و در سال های ۱۰۵۵ و ۱۰۵۸ تکمیل و تزئین شده است در آنالیز گنبد سبز واقع در مشهد نتایج به این صورت است که تنها ممکن است در بخش فوقانی ایوان ها و در محل هایی که تمرکز تنش وجود دارد ترک هایی ایجاد شود که با وجود پشت بند و تیرهای نصب شده در درون گنید خارجی ابن خسارت کاهش یافته و بهتر است از مواد استفاده شود تا با کاهش وزن بام عملکرد سازه در برابر زلزله مناسب گردد. [6]. گنبد پیرمحله بنایی آجری مربوط به اوایل دوره صفویه در ۱۰ کیلومتری جنوب شرقی رودسر است. که بنا دارای یک ایوان کوچک در ورودی و دو اتاق کوچک در طرفین است. گنبد بنا به شکل هشت ضلعی و ساده ساخته شده و ساختار آن دو پوسته است و سطح آن با گچ اندود شده است. این بنا فاقد عناص تزئینی و نمونه یک معماری اصیل و سنتی است. آنالیز با استفاده از نرم افزار ایتبس ، فشاری و در برخی ار نقاط پای گنبد، کششی می باشد ولی این مقادیر با اختلاف قابل توجهی کمتر از مقادیر تنش های کششی و فشاری مجاز می باشد که نشان دهنده این است که سازه در حاشیه ایمنی قرار دارد.

[1] زمانی فرد ،علی، مقاله نگاهی به مرمت گنبد در ایران ، مجله علمی پژوهشی اثر بهار و تابستان 1381 شماره 33 و 34

[2] ابوالحسنی زاده ، حمزه، آنالیز سازه ای گنبد جبلیه کرمان کنگره بین المللی پایداری درمعماری و شهرسازی - 1393

[3] حجازی، مهرداد، آنالیز سازه ای گنبد قابوس هشتمین کنگره بین المللی مهندسی عمران 1388

[4] کریمی، امیرحسین، گلابچی، محمود، بررسی رفتار سازهای برج گنبد قابوس با استفاده از روش اجزاء محدود ، کنفرانس عمران، معماری و شهرسازی کشورهای جهان اسلام 1397

[5] رویا شینی غلامپور گنبد به روایت سازه ی ایرانی اولین کنفرانس بین المللی ساخت ساز شهری در مجاورت گسل های فعال 1390

[6] رضا رهگذر مهدی مقدس ، بررسی رفتار و استقامت ساختمان گنبد سبز در برابر زلزله چهارمین کنگره ملی مهندسی عمران 1387