مطالعات در زمينه استفاده از ميدان‌هاي مغناطيسي در صنعت ساختمان در ابتداي راه خود مي‌باشد. در حاليكه پديده‌ الكترومغناطيس در ساير علوم، سرچشمه اغلب اكتشافات و فناوري‌ها در دو قرن اخير بوده است. اين موضوع را مي توان به دليل عدم وجود دستگاه مناسب كه بتواند ميدان مغناطيسي را روي نمونه‌هاي بتني استاندارد اعمال كند، عنوان كرد. زيرا ثابت شده است كه ساختمان‌هاي در مجاورت نيروگاه‌ها و مراكز انتقال فشار قوي برق، داراي تغييراتي در خواص خود در اثر وجود ميدان‌هاي مغناطيسي قوي خواهند شد. اختراع حاضر مي‌تواند آغازگر تحولي شگرف در طراحي سازه‌هاي بتن آرمه در معرض ميدان‌هاي مغناطيسي باشد. دستگاه بنحوي طراحي و ساخته شده است كه اولأ بتواند ميدان مغناطيسي هم سنگ با ميدان‌هاي واقعي را ايجاد نمايد و ثانيأ متناسب نمونه‌هاي بتني استاندارد كه ملاك پذيرش آيين نامه‌هاي بين المللي است، باشد. اين دستگاه از طريق ولتاژ و جريان الكتريكي متغير، توانايي توليد ميدان‌هاي مغناطيسي مختلف را دارد و مي‌تواند جهت آزمايش نمونه‌هاي استاندارد استوانه‌اي و مكعبي بتن در حالت تازه و سخت شده بكار رود. همچنين اين دستگاه بنحوي ساخته شده است تا بتواند همزمان با ساير آزمايشات بتن بكار رود. از طرفي از آنجا كه دستگاه اختراعي داراي هزينه نسبتأ پايين و قابل حمل است، مي‌تواند در جهت بومي سازي در كشور نيز مورد توجه قرار گيرد. تأثيرات ميدان‌هاي مغناطيسي بر خصوصيات ريز ساختاري بتن نشان داده است كه اين پديده مي‌تواند بر بهبود خصوصيات سازه‌اي بتن و همچنين توسعه كنترل سازه‌هاي بتن‌آرمه هوشمند تأثير مثبتي داشته باشد. اثبات شده است كه اعمال ميدان مغناطيسي روي نمونه‌هاي بتني سخت شده و در معرض بارگذاري مي‌تواند مقاومت فشاري بتن را افزايش دهد. در حاليكه اعمال ميدان روي بتن تازه، تحركاتي در بتن ايجاد كرده و مي‌تواند جهت كمك به عمليات ويبره بتن به ويژه در مناطق با آرماتورگذاري فشرده مورد توجه قرار گيرد. در حين بتن‌ريزي و بخصوص در مورد بتن‌هاي حاوي الياف فولادي، ميدان مغناطيسي با ايجاد ارتعاش و لرزش در مواد فولادي بصورت يك ويبراتور عمل كرده و كار متراكم ساختن بتن در قالب را آسان مي‌گرداند، در صورتي كه براي نمونه‌هاي غير مغناطيسي عمل تراكم زمان نسبتأ بيشتري را طلب مي‌كند.

اتصال با سخت كننده هاي خارجي و المان هاي داخلي مطرح شده يك اتصال نوين در برابر بارهاي جانبي در ساختمان هاي با سيستم قاب خمشي بوده كه ساخت آن هم ميتواند در كارگاه صورت گيرد و هم در كارخانه. در اين اتصال با حذف ورق پيوستگي از داخل ستون وظيفه انتقال بار از تير به ستون به سخت كننده ها محول شده است. از طرفي اين اتصال سبب اجراي راحت و قابل اطمينان اتصال صلب در سيستم قاب خمشي فولادي شده است. استفاده از اين نوع هندسه خاص سخت كننده و شبكه هاي آرماتور افقي به همراه بتن پركننده سبب افزايش مقاومت، گيرداري، شكل پذيري و جذب انرژي اتصال شده است و با توجه به افزايش عرض بال تير در اطراف چشمه اتصال، مفصل پلاستيك را به داخل تير هدايت كرده و ملزومات ايده تير ضعيف- ستون قوي را فراهم كرده است. همچنين اين اتصال سبب بهبود رفتار سيستم تحت بارهاي چرخه اي شده است.

ديوار برشي فولادي شكل پذير

در پرونده خلاصه اختراع يافت نشد به شرح توصيف پرونده رجوع شود

سیستم سقف دوطرفه تیرچه با جان باز در اسكلت فلزی(تیرچه فلزی دو طرفه)

اتصالات تير-ستون بتن آرمه نقاط حساس و كليدي قاب هاي خمشي بتن آرمه هستند كه نقش انتقال بارهاي ثقلي و جانبي را از تير به ستون بر عهده داشته و در صورت آسيب ديدن در برابر بارهاي زلزله موجب تخريب اعضا و حتي تخريب كلي سازه ميشود. يكي از مهمترين عوامل شكست اتصالات بتني، ضعف برشي هسته به دليل تركهاي قطري است كه علاوه بر انهدام اتصال، كارايي ستون را نيز مختل كرده و از آنجا كه ترميم اين ناحيه بسيار مشكل است، كارايي سازه نيز از بين مي رود. در اين اختراع، پس از بررسي هاي عددي و آزمايشگاهي بسيار بر روي اتصالات بتن آرمه، سعي شده است طرحي اجرايي و نوآورانه ارايه گردد كه بتواند با بالاترين بازده، ضعف برشي اتصالات بتني را از بين ببرد. در طرح پيشنهادي با استفاده از قرارگيري بولت هاي تقويتي بر روي نبشي هاي از قبل تعبيه شده در چهار كنج اتصال علاوه بر تقويت برشي اتصال، محصورشدگي اتصال نيز افزايش مي يابد كه اين موضوع نيز موجب بهبود عملكرد اتصال در بارهاي لرزه اي و افزايش شكلپذيري مقطع ميشود. نتايج آزمايشات و تحقيقات و همچنين ميزان اثربخشي طرح پيشنهادي در قسمت توصيف اختراع بطور مفصل ارايه گرديده است. طرح ارايه شده قابليت استفاده در ساختمانهاي موجود و ساختمانهاي در حال ساخت را دارد بگونه اي كه در ساختمانهاي موجود داراي ضعف برشي در محل چشمه اتصال ميتواند بعنوان طرح مقاومسازي و در ساختمانهاي در حال ساخت نيز ميتواند بعنوان طرح بهسازي مورد استفاده قرار گيرد.

اتصالات تير-ستون بتن آرمه به دليل نقش كليدي كه در انتقال بارهاي ثقلي و جانبي از تير به ستون دارند از اهميت بالايي برخوردارند. با بررسي ساختمان هاي خسارت ديده در زلزله هاي اخير مشخص شده است كه اتصالات تير-ستون بتن آرمه جزء آسيب پذيرترين اعضاي قاب هاي خمشي بتن آرمه مي باشند. عمده ترين نوع شكست اتصالات بتن آرمه شكست برشي ناشي از كمبود آرماتورهاي عرضي و عدم محصوريت كامل در اين ناحيه مي باشد. شكست اتصال مي تواند خسارات جبران ناپذيري ايجاد كند و يا حتي موجب انهدام كل سازه شود. در اين اختراع، پس از مطالعات بسيار در زمينه مقاومسازي و بهسازي اتصالات تير-ستون بتن آرمه، طرحي نوآورانه و در عين حال اجرايي ارايه گرديد. بمنظور بررسي ميزان تاثير طرح تقويت پيشنهادي يك برنامه ازمايشگاهي شامل 6 نمونه اتصال تير-ستون بتن آرمه طرح ريزي شد. سيستم تقويت پيشنهادي علاوه بر اينكه از شكست برشي چشمه اتصال جلوگيري مي كند، عملكرد اين اعضا را در برابر بارهاي جانبي به مقدار قابل ملاحظه اي بهبود مي بخشد. در طرح پيشنهادي با قرارگيري نبشي هاي فولادي در چهار كنج چشمه اتصال و اتصال آن ها به يكديگر بوسيله بولت هاي پس تنيده، محصوريت در محل چشمه اتصال افزايش مي يابد. با توجه به اينكه افزايش محصوريت در محل چشمه اتصال موجب افزايش ظرفيت باربري، افزايش جذب انرژي و افزايش شكل پذيري مقطع مي شود، در ارايه روش پيشنهادي سعي شده است از اين خاصيت بتن نهايت استفاده برده شود بگونه اي كه تقويت ارايه شده موجب محصوريت كامل بلوك بتن چشمه اتصال مي شود. در اين روش علاوه بر استفاده از بولت هاي تقويتي پس تنيده در صفحه اتصال بتن آرمه كه موجب افزايش محصوريت در دو بعد درون صفحه بارگذاري مي شود، با اجراي بولت هاي پس تنيده عمود بر صفحه بارگذاري، محصوريت در جهت عمود (بعد سوم) نيز افزايش مي يابد كه اين موضوع موجب افزايش ظرفيت اتصال و بهبود عملكرد آن در بارهاي لرزه اي مي شود. نتايج مربوط به برنامه آزمايشگاهي بطور مفصل در قسمت توصيف اختراع شرح داده شده است. طرح ارايه شده قابليت استفاده در ساختمان هاي موجود و ساختمان هاي در حال ساخت را دارد بگونه اي كه در ساختمان هاي موجود داراي ضعف برشي در محل چشمه اتصال مي تواند بعنوان طرح مقاومسازي و در ساختمان هاي در حال ساخت نيز مي تواند بعنوان طرح بهسازي مورد استفاده قرار گيرد.

دستك هاي قوسي مجهز به عناصر پشت بند (ASHRs) به عنوان يكي از روش هاي نوين بهسازي لرزه اي ساختمان هاي بتن آرمه محسوب مي شود كه سه معيار لازم كارا بودن، اقتصادي بودن و با مداخله كمتر (زيبايي هنري داشتن) را براي اجراي عملي بهسازي سازه‌‌ها داراست. بطور كلي مي توان گفت كه ASHRs شامل دو قسمت اصلي دستك قوسي فولادي (ASH) و يك عنصر پشت‌بند (RE) هستند كه با يك اتصال مفصلي به همديگر متصل مي شوند. دستك هاي قوسي را مي توان با دو نوع عنصر پشت‌بند به صورت پيوند و يا حلقه فولادي مجهز نمود. اتصال مفصلي بين اين عناصر با دستك هاي قوسي بوسيله قطعات U-شكل برقرار مي گردد كه نحوه اتصال پيوند فولادي با قطعات U-شكل توسط جوش و نحوه اتصال حلقه فولادي با قطعات U-شكل توسط توسط پيچ‌هاي پر‌مقاومت كه يك روش ابتكاري محسوب مي شود ايجاد مي گردد. همچنين كل مجموعه را مي توان به صورت پيش ساخته بعد از رويهم گذاري در محل مربوطه روي اجزاي تير و ستون بتن آرمه نصب نمود.

اين اختراع " قالب فلزي ماژولار ساخت سازه پيش ساخته، اجراي همزمان سقف، تير، ستون، فنداسيون و ديوارهاي باربر و غير باربر" بعنوان روشي جهت پيش ساخته سازي ساختمان هاي كوتاه مرتبه، در حيطه مهندسي عمران – گرايش سازه معرفي مي شود. پيش ساخته سازي ساختمان هاي كوتاه مرتبه به دليل نقش كليدي كه در بهره وري منابع، افزايش سرعت، بهبود و يكسان سازي سطح كيفيت ساخت دارند، از اهميت بالايي برخوردار مي باشند. با بررسي قالب هاي مورد استفاده در سيستم هاي پيش ساخته سازي موجود، عمده ترين ايراد، طراحي قالب براي ساختمان به صورت يكپارچه بوده و شكل گيري ساختمان با بهره گيري از قالب هاي موجود، از طريق اتصال مستقيم عناصر پيش ساخته، سازه اي و غير سازه اي بصورت يكپارچه و از طريق اتصالات گرم و سرد، در محل پروژه مي باشد. در اين اختراع، طرحي نوآورانه و در عين حال اجرايي ارائه مي گردد كه بر اساس آن سازه يك ساختمان به تعدادي مدول هاي بتني مستقل، ماژولار مي گردد و قالب هاي ابداعي براي ساخت سيستم مقاوم سازه بر اساس مستقل بودن مدول هاي بتني طراحي گرديده و ارتباط مدول هاي بتني، به جاي اتصالات مستقيم يكپارچه سازه اي سرد و گرم در محل، توسط درزبند غير سازه اي تامين مي گردد. كاربرد اصلي اختراع، در بخش صنعتي سازي ساختمان تمام پيش ساخته ماژولار، با اتصالات درجا و يكپارچه ( اجراي همزمان فنداسيون با ساير عناصر، بصورت پيش ساخته ) مي باشد، كه نياز جامعه به ساختمان هاي مقاوم در برابر زلزله، با عملكرد معماري و سازه اي مناسب را فرآهم مي آورد.

ساختمان هاي يك طبقه پيش ساخته مدولار سه بعدي مستقل قابي بتن مسلح با فنداسيون و اجزاي كامل با اتصالات درجا و يكپارچه