از طراحی بار سرویس تا طراحی بار نهایی (مقاومت)

  در طراحی سازه­ها ابتدا باید تحلیل سازه انجام شود و پوش لنگر و نیروهای مقاطع بحرانی حساب شود و سپس تحلیل مقطع انجام شود و از توانایی مقطع در حمل بارهای اعمالی اطمینان حاصل شود. تحلیل سازه، عموما بصورت تحلیل ارتجاعی مرتبه اول انجام می­شود^[1] و تحلیل مقطع، به دو روش بار سرویس و یا روش بار نهایی (روش مقاومت) انجام می­پذیرد.

  در بررسی تاریخی آیین­نامه­های طراحی سازه­ها ملاحظه می­شود که در ابتدای تکوین با توجه به اینکه شناخت از رفتار مصالح کم بوده است و آشنایی از مصالح در حد بار سرویس بوده است، روش بار سرویس یا تنش مجاز مورد استفاده قرار می­گرفته است. در طراحی به روش بارسرویس نحوه عملکرد سازه در بارهای بیشتر از بار سرویس اهمیتی ندارد. از آنجاییکه در حد بار سرویس رفتار غالب مصالح (رابطه تنش-کرنش) خطی است، تحلیل خطی رفتار مقطع قابل قبول است. در این روش حالت حدی بهره­برداری مورد توجه اصلی قرار می­گیرد^[2].

  با افزایش دانش از نحوه رفتار مصالح و اعضا در بارهای نهایی، امکان استفاده از ظرفیت کامل مصالح فراهم شده و طراحی به روش مقاومت قابل انجام می­شود. بقسمی که ویرایش­های اخیر تمامی آیین­نامه­ها به این سمت گرایش پیدا کرده­اند. دوگونه مذاق در تدوین آیین­نامه­های طراحی بر مبنای مقاومت وجود دارد. یکی مذاق امریکایی است و دیگری اروپایی-کانادایی. در هر دو مذاق، ضرایب افزایش بار و کاهش مقاومت وجود دارد. لکن در مذاق امریکایی، ضریب کاهش مقاومت بر رفتار مصالح اعمال می­گردد^[3] و در مذاق اروپایی^[4] و کانادایی (همچنین آیین نامه بتن ایران، آبا)، ضریب کاهش مقاومت بر مصالح اعمال می­گردد.

  البته قابل ذکر است که آیین­نامه­هایی که اخیرا نوشته شده­اند و تحت عنوان طراحی بر اساس حالات حدی خوانده می­شوند، به نوعی هر دو کنترل را در حالت حدی سرویس و در حالت حدی مقاومت مورد توجه قرار می­دهند. که در حالت حدی سرویس بیشتر تغییرشکل، ارتعاش و عرض ترک (در سازه­های بتنی) مورد توجه قرار می­گیرد. لکن بررسی در حالت حدی سرویس(مخصوصا بررسی ارتعاش)، هنوز به بلوغ خود نرسیده است و این مهم یکی از ضعف­های آیین­نامه­ها و روش­های طراحی کنونی قلمداد می­شود. چنانچه می­توان ارائه راهکار در بررسی دقیق حالت حدی سرویس مخصوصا ارتعاش را یکی از محورهای تحقیقاتی مورد نیاز طراحی سازه­ها دانست.

  در بهره­برداری تمثیلی از مطالب فوق الذکر می­توان حل مسائل انسانی را مورد توجه قرار داد. زندگی انسان در حل مساله تصمیم­گیری^[5] یا بازی^[6] خلاصه می­شود. منظور از تصمیم­گیری حل مساله بهینه­سازی با یکسری محدودیت و منظور از بازی، حل مساله بهینه­سازی با یکسری محدودیت به قسمی است که نحوه عملکرد محیط به نحوه­ی تصمیم­گیری بازیگر بستگی دارد. لیبرالیسم حل مسائل انسانی به روش بار سرویس (زندگی تا لحظه مرگ) می­باشد. در این چارچوب اینکه حیات پس از مرگ وجود داشته باشد و یا نباشد، هیچگونه اهمیت و اثری در تصمیم­گیری و بازی­های انسانی ندارد و البته با توجه به این مطلب محدودیت­های تصمیم­گیری کمتری دارد و تابع هدف به یک تابع هدف مادی و دنیایی خلاصه می­شود. بنابراین ممکن است در رسیدن به اهداف دنیایی به ظاهر موفق­تر باشد.

  لکن از نظر اسلام، مبنای اصلی تصمیم­گیری از یک سو حیات پس از مرگ (غیب عالم) و چگونگی احوال انسان در آن سراست و از سوی دیگر غیب عالم در همین دنیا وجود دارد^[7] . بر این اساس نحوه تصمیم­گیری اسلامی را می­توان روش مقاومت دانست که از کلیه ظرفیت­های رفتاری انسان در مواقف مختلف (رفتار پس از مرگ، رفتار در عالم برزخ، رفتار در روز قیامت) استفاده می­کند و نتیجتا منجر به پاسخ بهینه­تری می­گردد. چرا که مدلسازی انسان در دنیا در اسلام دقیقتر انجام شده، تابع هدف ارزشمندتری دارد و از کلیه ظرفیت انسان استفاده می­کند. بنابراین می­توان اظهار داشت که آیین­نامه­ها و ضوابط طراحی نظام دنیا، دیر یا زود به طراحی بر اساس مقاومت (اسلام) گرایش پیدا خواهد کرد.

  حال در حل مسائل خود، روش بار سرویس را انتخاب می­کنید یا روش مقاومت؟

  شروان عطایی

23/8/86

  [1] اگرچه روش­های تحلیل پلاستیک (خمیری) یا روش­های تحلیل غیرخطی هم بعضا مورد استفاده قرار می­گیرد.

  [2] وقتی نسبت بار زنده به بار مرده بزرگ است، بهتر است از این روش استفاده گردد(مثلا در پل­های راه­آهن).

  [3] ACI, AASHTO, AASHTO LRFD

  [4] Eurocode

  [5] decision

  [6] game

  [7] چگونگی حضور عالم غیب در عالم شهادت در نوشته شماره 3 تبیین شده است.