مهندسی سازه
به‌طورکلی مهندسی سازه در ارتباط با طراحی و آنالیز سازه‌های مختلف مانند ساختمان‌های بلند و کوتاهِ پیچیده، پلهای بزرگ، تونل‌ها، تأسیسات نفتی، سازه‌های آبی و سدها، سازه‌های صنعتی و نظایر آن‌ها می‌باشد و محور اصلی مباحث تشکیل‌دهندۀ آن، محاسبه تنش‌ها و نیروهای فعال در سازه‌هاست. مهندسی سازه دارای حوزه وسیعی است و لذا موضوعات متنوعی را دربرمی گیرد. رشته کارشناسی ارشد مهندسی عمران گرایش سازه در ارتباط با تحلیل و طراحی انواع سازه‌ها می‌باشد و لذا ازجمله رشته‌هایی است که بیانگر کاربرد علم در ایجاد سازندگی و عمران است. به عبارتی هر چیزی که به آبادانی یک کشور بازمی‌گردد، مانند سد، فرودگاه، جاده، برج، تونل، دکل‌های مخابراتی، ساختمان‌های مقاوم و… به‌نوعی به حوزه سازه‌ها مربوط می‌شود، ازاین‌رو سازه از مهم‌ترین و کاربردی‌ترین گرایش‌های مهندسی عمران محسوب می‌شود که اکثر زمینه‌های کاری عمرانی را پوشش می‌دهد
تاریخچه مهندسی سازه
تاریخچه مهندسی سازه با آغاز یکجانشینی بشر آغاز شد. اولین تاریخچه مدون مهندسی سازه با ساخت اهرام پلهای در مصر توسط آمون هوتپ که اولین مهندسی که با نام شناخته می‌شود بازمی‌گردد. در این دوره سازه‌های عظیمی چون اهرام در مصر، زیگورات چغازنبیل و پارسه (تخت جمشید) در ایران نام برد
ساختار
اگر مهندسی سازه را متشکل از دو بخش تحلیل و طراحی بدانیم، سرسلسله‌ی روابط تحلیلی تئوری الاستیسیته و مرجع بخش طراحی استانداردها و قضاوت‌های مهندسی است. در تئوری الاستیسیته از جبر تانسورها استفاده می‌شود و با استفاده از قانون هوک، دستگاه معادلات دیفرانسیل جزئی تعادل و سازگاری تشکیل می‌شوند. مشهورترین روش حل عددی این دستگاه معادلات، روشی است به نام اجزا محدود
یک مهندس سازه باید در هنگام طرح یک سازه به دو مسئله توجه کند: مسئله‌ی اول بررسی مقاومت سازه در برابر بارهای وارد برسازه که شامل بارهای زنده، بار باد، برف، انسان، اشیا و بار مرده و بار زمین‌لرزه و… است که با طراحی سیستم باربر و محاسبه و کنترل مقاومت کافی اعضای سازه در برابر این بارها است. مسئله‌ی دوم بررسی کارایی سازه است یعنی سازه باید فاقد مواردی مانند لرزش و تغییر شکل‌های خارج‌ازاندازه مجاز آیین‌نامه باشد؛ زیرا این موارد در کاربری سازه مشکل‌زا هستند و باعث مشکلی مانند ترس در کاربران سازه و یا مواردی مانند ترک خوردن دیوارها و نازک‌کاری‌ها می‌شوند
:زمينه‌‌هاي كاري اين رشته شامل سه موضوع زير است
الف– طراحي و مشاوره: اين زمينه كاري، شامل طرح يا مشورت در طراحي يك پروژه است. همان‌طور كه به نظر می‌رسد، اين نوع زمینه کاری به تجربه زياد و مفيد و همچنين به تخصص كافي نياز دارد و معمولاً اين وظيفه بر عهده متخصصين مجرب است. كسي كه چنين وظيفه‌اي به عهده مي‌گيرد، عمدتاً باکارهای دفتري و كار با نقشه‌هاي مختلف سروكار خواهد داشت
ب– پيمانكاري و اجرا: اين وظيفه به‌سختی وظيفه مشاوره نيست و آن تخصص لازم را ندارد. يك مجري، طرح و نقشه‌ی در نظر گرفته‌شده براي يك پروژه را دريافت مي‌كند و فقط وظيفه‌اش اين خواهد بود كه طرح را به‌خوبی اجرا كند. البته اكثر مشكلات سازنده‌اي در همين بخش است، چراکه ممكن است نقشه‌هاي بسيار خوبي طراحي شود و سازه‌ها ازنظر طراحي بدون عيب و نقص باشند، اما كار در اجرا به‌درستی انجام نگيرد. به همين جهت سازه‌هاي ساخته‌شده معمولاً بی‌عیب و نقص است
ج– نظارت: مهندس ناظر وظيفه دارد از طرف کارفرما، نظارت بر حسن انجام كارها را بر عهده بگيرد و همچنين وظيفه هماهنگي بين كارها و افراد مختلف را به انجام برساند
:با توجه به جامعیت گرایش سازه، به‌طور کامل‌تر می‌توان گفت که فارغ‌التحصیلان این دوره زمینه فنی کافی برای احراز مشاغل زیر رادارند
همکاری با وزارتخانه‌ها و سازمان‌های مسئول اجرای طرح‌های عمرانی و صنعتی جهت برنامه‌ریزی، طراحی و نظارت بر طرح‌ها مانند وزارت راه و شهرسازی، وزارت نیرو، وزارت صنایع، سازمان نظام‌مهندسی ساختمان و واحدهای عمرانی شهرداری‌ها
همکاری با مهندسین مشاور سازه، معمار، راه و راه‌آهن و آب جهت مشارکت در طراحی و نظارت بر اجرای پروژه‌های موضوع فعالیت این مؤسسات
همکاری با مهندسین مشاور صنعتی جهت مشارکت در طراحی و نظارت بر اجرای ساختمان‌های صنعتی، کارخانه‌ها، سیلوها و برج‌ها
همکاری با مؤسسات صنعتی که به نحوی با مهندسی سازه سروکار دارند، جهت مشارکت در طراحی فرآورده‌ها مانند صنایع دفاعی، کشتی‌سازی و هواپیماسازی
مهندسی عمران طیف بسیار وسیعی از کارها را در برمی‌گیرد؛ یعنی اگر بخواهیم ساختمان، پل، برج، تونل، راه، سیلو و یا شبکه‌های فاضلاب بسازیم در آغاز به یک مهندس کارآمد عمران نیاز داریم تا علاوه بر رعایت جنبه‌های فنی و اجرایی، اقتصادی نیز عمل کند. چون اقتصادی بودن یک اصل در مهندسی عمران است
توانایی‌های موردنیاز و قابل توصیه
یک مهندس عمران باید بسیار اجتماعی و دارای توان ایجاد ارتباط با جمله سایرین باشد. چون رشته مهندسی عمران یک‌رشته گروهی است؛ یعنی متخصص عمران در محیط کار خود با اقشار مختلف جامعه از جامعه کارگران، تکنسین‌ها و مهندسان رشته‌های دیگر سروکار دارد و باید با همه این افراد ارتباط خوبی برقرار کند تا بتواند شاهد پیشرفت و موفقیت کارش باشد
با توجه به کمیت و کیفیت درس‌هایی که در این رشته ارائه می‌گردد، داوطلب باید از توان و دانش برتر در زمینه‌های ریاضی و فیزیک برخوردار باشد. همچنین توان جسمی، قدرت تجزیه‌وتحلیل، قدرت تجسم و دقت کافی در بسیاری از مسائل را داشته باشد
رشته مهندسی عمران دارای دو بعد اجرایی و نظری آزمایشگاهی است. در این میان عده‌ای از مهندسین جذب کارهای اجرایی می‌شوند که در این صورت باید آمادگی کار در کارگاه‌های داخل و خارج شهر را داشته باشند یعنی برای برنامه‌ریزی و سروکار داشتن با اقشار مختلف مردم آماده باشند وعده‌ای نیز جذب بعد نظری و آزمایشگاهی مهندسی می‌شوند که این عده نیز باید آمادگی کارهای محاسباتی، دفتری و آزمایشگاهی را داشته باشند. کارهایی که به ریاضیات قوی و صبر و حوصله بسیار نیاز دارد
شایان‌ذکر است که بسیاری از کارها و طرح‌های عمرانی در خارج از محیط‌های شهری بوده و فعالیت نسبتاً زیادی را می‌طلبد لذا داوطلب این رشته باید علاقه‌مند به کارهای عمرانی بوده و توانایی کار در محیط‌های پرجمعیت را داشته باشد
مدل‌سازی اطلاعات ساختمان و تحلیل سازه
ابزار مدل‌سازی اطلاعات ساختمان با داشتن خصوصیات دقیق از مصالح و خصوصیات هریک از آن‌ها و ابزارهای تحلیل در موارد گوناگونی از قبیل انرژی تحلیل مقاومت و پایداری و … امروزه مورداستفاده قرار می‌گیرد
طراحی عملکردی و سازه
بسیاری از افراد با عبارت ” فرم از عملکرد پیروی می‌کند” آشنا هستند. همه افراد می‌توانند نوع سازه به‌کاررفته را در ارتباط با عملکرد موردنظر آن در ساختمان‌هایی مانند پل‌ها، سدها، عملکردهای ورزشی، نیروگاه‌ها، بیمارستان‌ها، سیلوها و… تشخیص دهند؛ اما هنگامی‌که فقط روش‌هایی که در آن نیازهای عملکردی تعیین‌کننده هنر مهندسی سازه‌اند، در نظر گرفته شود، نتایج قابل‌توجهی حاصل می‌شود
سازه‌های معمارانه، اگر با حساسیت و مهارت کافی طراحی شوند، در ایجاد تصویری زیبا از ساختمان بسیار مؤثر خواهند بود
مهندس سازه باید به دو دلیل موارد متعددی را در مورد طراحی عملکردی بداند: اول آنکه وی می‌تواند با هوشمندی آنچه را که در اطراف وی قرار دارد در طی فرایند طراحی حس کند، این‌که چنین عواملی چگونه بر کار وی تأثیر مستقیم دارد، مهم نیست. دوم آنکه اگر طراح چنین تقاضاهایی را مشکل یا پرهزینه تشخیص دهد، می‌تواند پیشنهادات سازنده‌ای برای دستیابی به فرم سازه‌ای کاراتر و بدون تغییرات زیاد در عملکرد ارائه دهد
منابع
-
ستوده بیدختی، امیرحسین، 1393، مقدمه‌ای بر کاربرد مدل‌سازی اطلاعات ساختمان در مدیریت پروژه‌های ساخت، اولین کنفرانس ملی شهرسازی، مدیریت شهری و توسعه پایدار، تهران، مؤسسه ایرانیان، انجمن معماری ایران
-
Holgate, A. (1986), The art in structural design,Oxford University Press, London
-
مور، فولر (1385)، درک رفتار سازه‌ها، ترجمه دکتر محمود گلابچی، چاپ چهارم، انتشارات دانشگاه تهران، تهران
-
Blockley, D. (1980), The nature of structural design and safety, Ellis Horwood. Chichester
نوشته شده توسط تیم تحریریه مهندسین مشاور آرشکو
