دانشگاه علوم کشاورزی و منابع‌طبیعی گرگان
دانشکده جنگلداری و فناوری چوب
پایان‌نامه جهت دریافت درجه کارشناسی‌ارشد (M.Sc.) در رشته مهندسی علوم و صنایع چوب و کاغذ (گرایش حفاظت و اصلاح چوب)
بررسی مقایسه‌ای اقتصادی سازه‌های مسکونی چوبی و بتنی
استاد راهنما:
محراب مدهوشی
استاد مشاور:
محمد کریم علیزاده حصاری
1390
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
فهرست
فصل اول
مقدمه
1-1– مقدمه‌ای بر سازه های مسکونی چوبی………………………………………………………………………………….8
- مزایای خانه های چوبی………………………………………………………………………………………………..10
1-1-2-اتصالات……………………………………………………………………………………………………………………….13
1-1-3- نماو نازک کاری…………………………………………………………………………………………………………..13
1-1-4- مقاومت در برابر آتش…………………………………………………………………………………………………..14
1-1-5- مقاومت در برابر زلزله……………………………………………………………………………………………………15
1-1-6- رفتار چوب در برابر آتش………………………………………………………………………………………………15
1-1-7- انرژی در ساختمان………………………………………………………………………………………………………..16
1-1-8- بررسی قابلیت چوب از نظر ساختمانی……………………………………………………………………………16
1-1-9- عوامل موثر در مقاومت چوب………………………………………………………………………………………..16
1-2- مقدمه ای بر سازه مسکونی بتنی………………………………………………………………………………………….17
1-2-1- مزایای سازه بتنی………………………………………………………………………………………………………….18
1-2-2- توجیه مصرف بتن………………………………………………………………………………………………………..19
1-3- بیان سوالات اصلی…………………………………………………………………………………………………………..20
1-4- فرضیات………………………………………………………………………………………………………………………….21
1-5- اهداف انجام تحقیق …………………………………………………………………………………………………………21
1-6- ضرورت انجام تحقیق ………………………………………………………………………………………………………21
فصل دوم
2- سابقه تحقیق……………………………………………………………………………………………………………….23
فصل سوم
3-1- مواد …………………………………………………………………………………………………………………….26
3-1-1- تهیه پلان از یک سازه ی چوبی…………………………………………………………………………………….26
3-1-2- برآورد هزینه ساختمان مسکونی چوبی………………………………………………………………………….27
3-1- 3- تهیه پلان از یک سازه مسکونی بتنی……………………………………………………………………………..33
– مشخصات فنی ساختمان ها…………………………………………………………………………………………………….41
3-2- روش ها
3-2- 1- پردازش آماری داده ها…………………………………………………………………………………………………36
فصل چهارم
نتایج وبحث
4-1- برآورد هزینه سازه مسکونی چوبی………………………………………………………………………………………44
4-2- برآورد هزینه سازه مسکونی بتنی…………………………………………………………………………………………46
4-3- تجزیه و تحلیل داده ها………………………………………………………………………………………………………48
4-3-1- خریداران وتولیدکنندگان سازه های مسکونی چوبی وبتنی………………………………………………….49
4-3-1-1- دلیل ساخت یا خرید بیشتر از یک سازه………………………………………………………………50
4-3-1-2- مهمترین مقاومت در ساختمان چوبی…………………………………………………………………………..52
4-3-1-3- مهمترین مقاومت در ساختمان بتنی……………………………………………………………………………..54
4-3-1-4- مهمترین شاخص در سازه ها اعم از چوبی یا بتنی……………………………………………………….56
4-3-1-5- سرعت عمل ساخت در سازه ها ی مسکونی ………………………………………………………………58
4-3-1-6- مهمترین فاکتور در هنگام خرید مواد و مصالح …………………………………………………………….60
4-3-1-7- مدت زمان ساخت در سازه های مسکونی ………………………………………………………………..62
4-3-1-8- شاخص های سازگاری مصالح چوبی با طبیعت……………………………………………………………64
4-3-1-9- شاخص افزایش آگاهی مردم از ساختمان های چوبی ………………………………………………….66
4-3-1-10- شاخص افزایش تقاضا مردم از ساختمان های چوبی …………………………………………………68
4-3-1-11- نتایج آمار استنباطی…………………………………………………………………………………………………70
4-3-1-11-1- نتایج آزمون ضریب همبستگی پیرسون بین متغیرهای زمان و میزان صرفه اقتصادی…….70
4-3-1-11-2- نتایج آزمون ضریب همبستگی پیرسون متغیرهای سازگاری مصالح چوبی و میزان تقاضا……………………………………………………………………………………………………………………………………….71
4-3-1-11-3- نتایج آزمون ضریب همبستگی پیرسون متغیرهای افزایش اگاهی های اجتماعی از مزایای اقتصادی و زیست محیطی مصالح چوبی و صرفه اقتصادی آن سازه………………………………………………….72
فصل پنجم
بحث و نتیجه گیری
5-1- مقایسه تفاوت بارز از نقطه نظر اقتصادی در دو سازه مسکونی چوبی وبتنی……………………………..75
5-1-2- هزینه تمام شده سازه مسکونی چوبی………………………………………………………………………………75
5-1-3- هزینه تمام شده سازه مسکونی بتنی ……………………………………………………………………………….76
5-2- نتایج مربوط به مقایسه از نقطه نظر زمان ساخت و صرفه اقتصادی………………………………77
5-3- نتایج مربوط به مقایسه از نقطه نظر سازگاری مصالح چوبی با طبیعت ومیزان تقاضا ساخت برای ساختمان ……………………………………………………………………………………………………………………….78
5-4- نتایج مربوط به افزایش آگاهی های اجتماعی از مزایای اقتصادی مصالح چوبی وصرفه اقتصادی سازه …………………………………………………………………………………………………………………………….78
5-5- نتیجه‌گیری نهایی ……………………………………………………………………………………………………………..80
5-6- پیشنهادات برای تحقیقات آتی …………………………………………………………………………………………..80
منابع ……………………………………………………………………………………………………………………………………….80
فهرست جداول واشکال
جدول 3-1- قطعات اصلی ساختمان چوبی………………………………………………………………………………….29
جدول 3-2- ابعاد وتعداد قطعات بکار رفته در ساختمان چوبی……………………………………………………….30
جدول 3-3- مصالح بکار رفته بر روی بام و نمای ساختمان چوبی………………………………………………….32
جدول 3-4- تعداد قطعات درب و پنجره بکار رفته در ساختمان چوبی……………………………………………33
جدول 4-1- برآورد هزینه ساختمان چوبی……………………………………………………………………………………44
جدول 4-2- برآورد هزینه ساختمان بتنی……………………………………………………………………………………..46
جدول 4-3- دلیل استفاده بیشتر از یک سازه…………………………………………………………………………………50
جدول 4-4- مهمترین مقاوتها در ساختمان چوبی………………………………………………………………………….52
جدول 4-5- مهمترین مقاومتها در ساختمان بتنی…………………………………………………………………………..54
جدول 4-6- مهمترین شاخص در ساختمان چوبی وبتنی………………………………………………………………..56
جدول 4-7- سرعت عمل ساخت در سازه های مسکونی……………………………………………………………….58
جدول 4-8- مهمترین فاکتور در هنگام خرید مواد ومصالح…………………………………………………………….60
جدول 4-9- مدت زمان ساخت در سازه های مسکونی………………………………………………………………….62
جدول 4-10- شاخص سازگاری مصالح چوبی با طبیعت……………………………………………………………….64
جدول 4-11- شاخص افزایش آگاهی مردم از از ساختمان های چوبی…………………………………………….66
جدول 4-12- شاخص میزان تقاضا از ساختمان های چوبی……………………………………………………………68
جدول 4-13- نتایج بین متغیرهای زمان و صرفه اقتصادی………………………………………………………………70
جدول 4-14- نتایج بین سازگاری مصالح چوبی با طبیعت و میزان تقاضا ………………………………………..71
جدول 4-15- نتایج بین افزایش اگاهی های مردم وصرفه اقتصادی………………………………………………….72
جدول 5-1- هزینه تمام شده ساختمان چوبی……………………………………………………………………………….76
شکل 4-1- پلا ن سازه ی چوبی…………………………………………………………………………………………………27
فصل اول
مقدمه و کلیات
1– مقدمه وکلیات
توسعه و پیشرفت جوامع شهری از یک سو و کمبود شدید چوب در کشور ما از سوی دیگر استفاده بهینه از چوب را به امری ضروری تبدیل کرده است.
از آغاز تمدن بشری تا زمان صنعتی حاضر چوب همیشه نقش مهمی در ارتباط بشر با محیط‌اش ایفا کرده است با مطالعه کاربرد چوب به عنوان یکی از قدیمی‌ترین مصالح در ساختمان‌ها، چوب به‌عنوان الگویی برای سیستمهای ساختمانی قرار گرفته است.
اطلاعات و تجربیات ساختمانی در طی سال‌ها در سراسر جهان و در همه فرهنگ‌ها و تمدن‌ها و فراتر از مرزهای جغرافیایی گسترش و توسعه یافته است. تقریبا هیچ ماده‌ای نتوانسته این چنین در ابعاد مختلف مورد استفاده قرار گیرد.
ساختمانهای چوبی قدیمی که بیشتر به شیوه سنتی ساخته شده‌اند تا به امروز به طور مرتب توسعه یافته‌اند. امروزه به‌علت شیوه‌های مدرن در ساخت اتصالات و پرداخت چوب میتوان از تولیدات چند سازه چوبی وبا استحکام بالاتر استفاده نمود(شیرعلی1382).
بواسطه تحقیقات گسترده نه تنها طراحی تیر های چوبی بهبود یافته بلکه انواع جدیدی از مواد چوبی با کیفیت بالا به بازار ارائه می‌شود. قابلیت سازه‌های چوبی را میتوان نه تنها در سازه‌های تحسین برانگیز استاتیکی مانند پل‌ها و سالن‌های بزرگ بلکه در ساختمانهای مقاوم در برابر زلزله هم مشاهده کرد.
مزیت ساختمانهای چوبی در اقتصادی بودن و آسانی کار با آن است. سازه‌های چوبی مقاوم در برابر زلزله نه به‌واسطه کاربرد زیاد مصالح بلکه بیشتر به‌واسطه طراحی و محاسبات اقتصادی جزئیات اتصالات مشخصات قابل توجیه است.
ساختمانهای مدرن چوبی از اواسط قرن 19 میلادی تا به امروز بر اساس دانش تجربی توسعه یافته است. از سویی دیگر یکی از مصالح مهم مورد استفاده در سازه‌ها، بتن میباشد که سابقه استفاده از بتن به چند دهه اخیر برمی‌گردد. هر چند تفاوت بسیاری میتوان بین سازه‌های چوبی و بتنی یافت نمود اما بزرگترین تمایز در طراحی و محاسبه سازه‌های چوبی در مقایسه با سازه‌های بتنی در این است که شکل پذیری در سازه‌های چوبی نه به کمک المان‌ها بلکه بوسیله اتصالات حاصل می‌شود. اثر جذب انرژی سازه با اعمال ضریب رفتار ساختمان وارد می شود(مجتهدی1364).
در این بین تیرهای چوبی درختان سوزنی برگ از مصالح ساختمانی با کیفیت محسوب میشوند. این مواد با نقش پایه‌ای خود باعث موفقیت سازه‌های چوبی مخصوصا ساختمانهای مسکونی دارای اسکلت چوبی می‌باشند. در مقایسه با مصالح ساختمانی بتنی چوب‌های مرغوب از خصوصیات مقاومتی و کاربردهای عالی برخوردارند و احتیاجات بالای مقاومت سازه‌های مدرن را براورده می کنند (مجتهدی1364).
سیستمهای ساختمان چوبی در اسکلت سازه‌های چوبی می توان هر یک از اجزای سازه را براحتی در پیکربندی آن جابجا کرد. فضای ما بین چوب‌ها رامی‌توان با مواد عایق پر کرد. بدینوسیله اعضای بار به عایق حرارتی و صوتی لازم و مناسب را دارا می باشد.
در سال‌های اخیر پیشرفت‌های زیادی در زمینه ساختمانهای چوبی وجود داشته است. از نظر طول عمر و ارزش می توان ساختمانهای چوبی را هم ردیف با ساختمانهای بتن آرمه به‌حساب آورد. این سازه‌ها سبک ,مقاوم و شکل پذیر و اقتصادی می باشند.
چوب در مقایسه با دیگر مصالح متداول ساختمانی از نسبت مقاومت به وزن بهتری برخوردار هست. بدلیل جرم کم ساختمانهای چوبی نیروهای کمتری در هنگام زلزله تولید می شود. از این رو نیروهای ناشی از زلزله برای طراحی و محاسبات در ساختمانهای چوبی کمتر است .
در مقابل ساختمانهای بتنی از نظر قدمت طول عمر کمتری از ساختمانهای چوبی برخوردارند.
از این رو مقایسه فنی و اقتصادی سازه‌ی چوبی با سازه‌ی بتنی می تواند مشخص کننده این باشد که چه سازه هایی از نظر اقتصادی و چه سازه هایی از لحاظ فنی برتری دارند و به چه دلیل استفاده می شوند.
با شناخت تفاوت در این سازه ها(از نظر اقتصادی ,فنی…) و راه حلی مناسب جهت رفع مشکلاتی که بر سر راه ساخت سازه‌های چوبی می تواند وجود داشته باشد می توان سازه های چوبی را رقیب جدی برای سازه های بتنی در راه ساخت و ساز آن در کشور قرار داد(شیرعلی نورمحمد 1382).
با بهره گرفتن از روش مقایسه بین سازه های چوبی و بتنی میتوان معیارهای ساخت سازه ها را بررسی نمود، تفاوت سلایق مردم را بین شهرها و استانهای مختلف و هم‌چنین خصوصیات اجتماعی، اقتصادی و فرهنگی مختلف خریداران و تولید کنندگان این نوع سازه ها را مقایسه کرد.
- مقدمه‌ای بر سازه های مسکونی چوبی
در روش‌های نوین صنعتی سازی نه تنها به مسئله مسكن بلكه به بهره‌برداری بهینه از مصالح، سرعت و كیفیت ساخت نیز توجه گردیده است. یكی از راه های رسیدن به این اهداف بكار‌گیری مصالح چوبی سبک در ساختمان سازی می باشد. در زمینه تولید این سازه هاتكنولوژیهای بسیاری در كشورهای پیشرفته جهان ایجاد شده است. یكی از جدیدترین این روش‌ها در زمینه ساخت، فن‌آوری و بهره‌برداری از چوب به عنوان رایج‌ترین و فراوان‌ترین مصالح موجود در طبیعت میباشد، بطوریكه در آمریكا، كانادا، اروپا (به ویژه در كشورهای اسكاندیناوی)، ژاپن، چین و چند كشور دیگر به عنوان یک سیستم بسیار پیشرفته و مطلوب مورد توجه قرار گرفته است. ایجاد مسكن بدین طریق برای بیش از یک میلیارد نفر از مردم جهان خود گواه بر این مدعا میباشد. سبك سازی و مقاومت بالا در مقابل زلزله، سرعت در ساخت و بازگشت سریع سرمایه، عایق‌بندی و كاهش چشمگیر مصرف انرژی، عمر طولانی سازه بیش از یكصد سال، زیبایی و سازگار با اقلیم‌های متفاوت، نداشتن نخاله ساختمانی و دیگر مزایا، خانه‌های چوبی را در ردیف خانه‌های زیبا و مورد قبول در دنیا قرار داده است(ناطق الهی , طاووسی 1381).
سیستم سازه ای ساختمانهای چوبی از مقاطع چوبی مختلفی ساخته میشوند. این نوع ساختمان جزء سازه‌های سبك شناخته شده است. در این نوع سیستم سازه‌ای، مقاطع چوبی چهار تراش با قرارگیری در فواصل حدود 40 الی 80 سانتی‌متری و اتصال تخته‌های چند لایه چوبی و تخته های ماسیو بر روی آنها تشكیل یكسری دیوارهای باربر و برشی را می‌دهند.
ساختمانهای چوبی سبک یکی از روش های ساخت با امتیازات سازه ای و زیست محیطی ویژه می باشد. پژوهش های بسیاری در رابطه با اثرات زیست محیطی سازه های چوبی توسط موسسه تحقیقات پایداری مواد و مصالح درسال 2001در کشور کانادا انجام شده است که نتیجه برتری چوب را نسبت به فولاد و بتن در مواردی چون عمر مفید مصالح، تولید، قابلیت کاربرد در محل احداث و ضایعات نشان داده است. علاوه بر امتیازات زیست محیطی ، ایمنی و سبک بودن سازه های چوبی در مواجه با زلزله عملکرد خوبی داشته است. ساخت و ساز ساختمانهای چوبی نوین در کشور امریکا در دهه 1840 آغاز شده است و تکامل این سیستم در کشور سوئد بگونه ساخت طبقه ای (Platform Framing) انجام گرفت و در دهه 1920 به کشور انگلستان و کشورهای دیگرگسترش پیدا کرده است(انزن وهمکاران).
سیستم ساختمانی قاب سبک چوبی یکی از پیچیده ترین سیستمهای ساختمانی است که تنها شامل اجرای درست سازه چوبی از نظر مقاومتی نمیشود بلکه رعایت همه اصول فیزیک ساختمان برای کارکرد آن ضروری است. در این سیستم محافظت سازه چوبی از عوامل مخرب محیط از قبیل رطوبت، قارچ ها، حشراتی که از چوب تغذیه میکنند، میکرو اورگانیزم ها، حرارت زیاد و آتش سوزی ضروری می باشد. شالوده این سیستم ساختمانی علاوه بر تحمل بار سبک سازه چوبی باید از نفوظ آب، رطوبت و حشرات به داخل سازه چوبی به نحو بسیار موثری جلوگیری به عمل آورد.
طراحی و ساخت سیستم ساختمانی چوبی بر طبق استاندارد ها و آیین نامه های زیر می باشند:
- International Building Code-IBC 2006
- Minimum Design Loads for Building and other Structures (ASCE7-2005)
- National Design Specification for Wood Construction 2005,( NDS Code)
- National Design Specification Supplement 2005, ( NDS-S)
ساختمانهای چوبی کاربرد و شناخت وسیعی در کشور های امریکا ، ژاپن ، کنادا و اروپا دارد. بطور کلی این سیستم بعلت سبک بودن در مناطق زلزله خیز بهترین سیستم ساختمانی به حساب می آید. موسسات و ارگانهای مهمی که در رابطه با سیستم ساختمانی چوبی می توان نام برد، به قرار ذیل می باشند :
- American Institute of Timber Construction, AITC
aitc.org - American Forest and Paper Association, AF & PA
awc.org - APA- The Engineered Wood Association
apawood.org - American Lumber Standard Committee, ALSC
alsc.org - International Codes Council, ICC (IBC Code)
iccsafe.org - National Frame Builders Association, NFBA
postframe.org - Canadian Wood Council, CWC
cwc.ca
سیستم سازه ای ساختمانهای چوبی در بیشتر کشور های دنیا در مناطق زلزله خیز برای ساخت ساختمانهای مسکونی و با ارتفاع معمولی استفاده می شوند(لنزن وهمکاران).
تعداد صفحه :82
قیمت :14700 تومان
