لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 138
بخش اول ( مبحث پلها )
تاریخچه پل سازی
تاریخ باستان
انسان از قدیم به ساخت پل علاقه داشته چه سوای اهمیت نظامی و غیر نظامی آنها ، پلها بعنوان نشانه ای از کارهای بزرگ مهندسی شناخته شده بود. اگر چه ابتدای تاریخ پل سازی قدری مبهم است ولی تکامل تاریخی انواع مختلف پلها احتمالاً به بش از 5000 سال پیش برآورد می گردد. به طور کلی از نظر فرم سازه ای پلهای ساخته شده را می توان به سه دسته ی مجزا تقسیم کرد. نوع تیر یا دال که در قدیم با استفاده از تنه درخت یا تخته سنگها ساخته می شد نوعی قوسی که با استفاده از لاشه سنگها و بالاخره نوع معلق که با استفاده از تنه درخت یا تخته سنگها ساخته می شد، نوعی قوسی که با استفاده از لاشه سنگها و بالاخره نوع معلق که با استفاده طنابهای ساخته شده از الیاف گیاهی انجام می شد. پلهای مدرن امروزی در واقع از نظر سازه ای بطور کلی از سه فرم فوق تبعیت می کنند هر چند که از نظر مصالح بکار رفته خیلی پیشرفته تر از آن ایام می باشند.
قدیمی ترین پل ثبت شده ی دنیا در تاریخ پلی است که در حدود 2650 سال قبل از میلاد مسیح توسط منس، اولین پادشاه مصر، بر روی رودخانه نیل بنا گردید. از جزئیات این پل اطلاعات دقیقی در دست نیست. پل دیگری ازنوع عبورگاه چوبی با پایه های سنگی در حدود 4000 سال پیش بر روی رود فرات در بابل قدیم ساخته شد. پلهای معلق ابتدایی شامل یک طناب ساخته شده از نی هندی یا الیاف گیاهی دیگر بود که عابر بوسیله ی دست از طرفی به طرف دیگر عبور می کرد . اولین پل معلق واقعی متشکل از سه طناب موازی بود که یکی از آنها در تراز پایین تر جهت جای پای عابر و دو تای دیگر در تراز بالاتر به منظور دستگیره و حفظ تعادل شخص بکار برده می شد. قدیمی ترین پل معلق ساخته شده از زنجیرهای فلزی که تاکنون بجای مانده است پلی است بر روی رودخانه چین چین در کشور چین. در کشور هندوستان نیز آثاری از این نوع پلها وجود دارد . باافزایش تعداد کابلهای طولی در پلهای معلق این نوع سازه کاملتر گردید. نوع دیگر از پلهایی که در قدیم زیاد مرسوم بوده پلهای ساخته شده از تیرهای چوبی بود که برای عبور از رودخانه بر روی فونداسیونهای معلق در آب تکیه داشت و اساس پلهای موقت امروزی را تشکیل می دهند.
تکامل فرم سازه قوسی برای بناها و پلها با استفاده از مصالح سنگ و آجر به دوره های کلدانیان و آشوریان بر می گردد. با توجه به نوع سقف های قوسی کشف شده از مقبره های موجود در مصر که از حدود 1800 سال قبل از مسیح بجای مانده است نشان می دهد احتمال می رود که برای اولین بار سازه های قوسی در مصر بکار برده شده . یونانیان قدیم تئوری مقدماتی استاتیک را توسعه داده و ارشمیدس (212 الی 278 قبل از میلادمسیح ) از وضعیت تعادل اجسام آگاهی داشت هر چند که این اصول ظاهراً در ساخت سازه ها بکار برده نمیشد . روسها در ساخت قوسها تجربه ی زیادی کسب کردند بطوری که بعضی از سازه های قوسی آنها حتی تا به امروز پابرجاست. از جمله اینها پلی است بنام پانت دگارد شاهکار شخصی بنام آگریپا که به سال 19 قبل از میلاد مسیح در جنوب فرانسه فعلی ساخته شد. این پل که شامل یک قوس سه طبقه به ارتفاع حداکثر 40/47 متر از سطح رودخانه و شعاع هر قوس 4/22 متر می باشد حدود 2000 سال قدمت دارد.
یونانیها و رومیها از مصالح چوب برای سازه های موقت استفاده می کردندو پلهای پایه خرپائی چوبی مخصوصاً برای امور نظامی توسعه یافت . اولین پل جوبی بر روی رودخانه تیمز در لندن ساخته شد.
یکی از مهم ترین کشف سازندگان رومی را می توان کشف سیمان طبیعی دانست که از یک نوع سنگ آتشفشان بدست می آمد و در اثر اضافه کردن آب به آن سفت میشد که پیشرو سیمان جدید می باشد.
پیشرفت کند پلسازی در قرون گذشته دلیل بر نبودن تشریک مساعی بین سازندگان و به اصطلاح فیلسوفان یا معماران آن زمان بود.ه است. با ایجاد جدائی بین تئوری و عمل ساخت یک سازه مهندسی و اصولی هیچگاه میسر نبود. از نمونه پلهای باقیمانده از قرن دوم میلاد مسیح پل زیبای آنجل می باشد که در سال 136 پس از میلاد بر روی رودخانه ای در روم ساخته شد.
قرون وسطی
در طی قرون وسطی اطلاعات مهندسی سازه ای جمع آوری شده توسط رومیها ناپدید گشت بطوریکه که در این دوران هیچگونه پیشرفت و خلاقیت چشمگیری در زمینه ساخت سازه ها ایجاد نگردید. اما هنر ساخت بطور گسترده ای در اروپا رواج یافت. پلهای چوبی که در چین در حدود قرن ده میلادی ساخته شدند هنوز پا بر جا هستند. از پیشرفت و کاربرد اطلاعات فنی کسب شده در این دوران اطلاعی در دست نیست.
دوره رسانس
با تجدید نظر افرادی چون لئونارد داوینچی (1452 الی 1519 ) در هنرها و علوم پیشرفت چشمگیری در علوم مهندسی مخصوصاٌ طرح پلها در دورهی رنسانس بوجود آمد. وی با استفاده از تئوری و تجربه ی پیشینیان در ساخت سازه ها پیشرو پلهای مدرن محسوب می شود. از آن پس سازندگان با تجربه ی عملی در پلسازی اجباراً از نظرات طراحان آگاه استفاده می کردند. کلیه افراد مهمی که در آن دوران در فن پلسازی نقش بسزایی داشتند کسانی بودند که تجربه و تئوری را با هم بکار می بردند.
پلهای مهمی که با استفاده ازتئوری و تجربه در این عصر ساخته شد عبارتند از پل سانتاترینیتا در فلورانس، پل ریالتو که بر روی کانال بزرگ شهر و نیز ساخته شده پل نتردام و پل نیوف در پاریس.
لئونارد داوینچی با محاسبه و نتایج آزمایشگاهی توانست پروفیل خط فشار را برای قوسها تحت هر بار وارده تعیین نماید. وی نیز با انجام آزمایشاتی موفق شد مقاومت مصالحی چون کابلهای آهنی را تعیین کند. روش کار مجازی نیز جهت محاسبه ی سیستم های مختلف قرقره ها و اهرم ها بکار گرفته شد. ار آزمایشاتی نیز بر روی تیرها و ستونها انجام داد.
گالیله ( حدود سال 1600 بعد از میلاد) تلاش زیادی در تعیین روابطی بین ابعاد تیر و مقاومت داخلی آن تحت اثر بارهای خارجی انجام داد و به نتیجه مهم زیر نایل آمد:
« برای اینکه ساز های عظیمی چون کشتی هاف قصرها و مقبره ها را طوری بسازیم که در مقابل بارهای وارده مقاوم باشند، باید ابعاد اعضای آن را خیلی بزرگ انتخاب کنیم که از نظر عملی همواره میسر نیست بنابراین راه حل دیگر آنست که اعضای مربوطه را با ابعاد کوچکتر ولی ساخته شده از مصالح قوی تری انتخاب کنیم.»
او بر مزیت اعضای توخالی آگاه بود و مفهوم اساسی تنش را درک کرد اما مسئله ای در رابطه با مقاومت داخلی تیرها حل نکرد.
آکادمی علوم در سال 1560 میلادی در ایتالیا شروع بکار کرد. در قرن هفدهم میلادی در کشورهای دیگری چون انگلستان ، فرانسه و آلمان نیز پیشرفتهای علمی پدید آمد.
دانشی که بعداً بنام علم مقاومت مصالح شناخته شد در قرن هفده پیشرفت قابل توجهی پیدا کرد و افرادی چون رابرت هوک (1635-1703)، که کشف مهم وی قانون هوک در مقاومت مصالح می باشد؛ماریوت (1620-1684) برای مطالعاتش در رابطه با تئوری خمش، جاکوب (1654-1705) و جان رنولی (1667-1748) دو برادر مشهوری که تئوری خیز در تیرها را ارائه دادند و نیز اصل کار مجازی را تعیین کردند دانیال برنولی، (1700-1782)، پسرجان برنولی که مطالعاتی در رابطه با شکل منحنی ایجاد شده در اثر کمانش میله ی ارتجاعی تحت اثر انواع بارگذاریها انجام داد و معادلات مربوط به لرزش جانبی میله های با مقطع منشوری را تعیین کرد و لئونارداولر (1707-1753) که کار دانیال برنولی را ادامه داده و فرمول مشهور بار بحرانی کمانش را برای اعضای تخت اثر بار محوری فشاری تعیین کرد، را می توان به عنوان پیشگامان این علم نام برد.
در قرن 18 علوم مهندسی توسعه یافته در صد سال قبل از آن، راه خود را به کارهای عملی پیدا کرد. کتابهایی زیادی در این مورد نوشته شد و از ریاضیات به عنوان یک وسیله مفید مهندسی استفاده شد.
در سال 1713 پارنت (1666- 1716) دو اثر مهم خود را منتشر کرد که در آن او برای اولین بار محل تار خنثی در مقطع اعضاء را مشخص کرد و نیز تنشهای داخلی تیر را بدست آورد.
اولین مجتمع ( دانشکده ) مهندشی در دنیا در سال 1716 در پاریس بوجود آمد و در این زمان بود که اولین کتب در رابطه با مهندسی سازه منتشر شدند.
دانشمند مشهور کولمب (1736- 1806)نیز در این عصر نقش مهمی را در پیشرفت علوم که دامنه وسیعی داشت بازی کرد. کار عمده وی در مهندسی سازه شامل تحلیل و آزمایش در رابطه با خمش تیرها، پیچش میله ها، پایداری دیوارهای حائل و تئوری قوسها بوده است. در این دوران کارهای آزمایشگاهی در رابطه با خواص مکانیکی مصالح پیشرفت خوبی داشت.
عصر انقلاب صنعتی
مقاله در مورد پلها 41 ص