طراحی عملکردی سازه ها، مولفه ای مهم در آینده ی مهندسی سازه

طراحی بر اساس عملکرد ، که به اختصار PBD نامیده میشود و مخفف عبارت Performance-Based Design است ، در در گذشته و در دوران باستان نیز مورد استفاده قرار گرفته است. سند این ادعا قانون نامه ی حمورابی است که قدمت آن به 1750 سال پیش از مسیح برمیگردد. امروزه سه کاربرد مهم طراحی عملکردی عبارتند از :

- استفاده از تکنولوژی ها و محصولات مهندسی نوین
- تنظیم عملکرد ساختمان با توجه به نیازهای مالک آن . برای مثال طراحی برای یک سری ریسک های ویژه مانند شرایط بارگذاری به خصوصی که ممکن است برای یک پروژه خاص پیش بیاید.
- صرفه ی اقتصادی داشتن در حالی که تمامی آپشن های در نظر گرفته شده با آیین نامه ها هماهنگی داشته باشند.

با وجود اینکه در حال حاضر طراحی عملکردی در آیین نامه ها مجاز شناخته شده است ، به نظر میرسد که خیلی کم از آن استفاده میشود .بسیاری از آیین نامه های ساختمانی بر مینای IBC ( مخفف International Building Code که همان آیین نامه ی بین المللی ساختمان است) می باشند که شامل اهداف و روش های گوناگونی برای اجازه استفاده از مصالح ، روش های طراحی ، و یا روش های ساخت و ساز می باشد که به طور مشخصی در آیین توضیح داده نشده است. طبق آیین نامه ICCPC ، به طراحان اجازه داده شده از روش های ابتکاری و حتی روش هایی که از آیین نامه مجزا هستند استفاده شود به شرطی که هدف آیین نامه رعایت گردد. هدف از آیین نامه ICCPC اینست : تآمین مناسب سلامت ، امنیت ، رفاه ، و ارزش های اقتصادی و اجتماعی ، همراه با ارتقا راه حل های پاسخگو ،خلاقانه و قابل انعطافی که هزینه و میزان مصرف منابع را بهینه سازی کند.
امروزه مسئله مهم در مهندسی سازه ، که معمولا محلی برای نزاع و اختلاف نظر است ، پیروی کردن محض ازضوابط بارگذاری بر مبنای دستورالعمل "حداقل بار طراحی برای ساختمان ها و سایر سازه ها " در آیین نامه ASCE/SEI 7 در کنار ضوابط تحمل بار که در برخی اسناد مانند الزامات آیین نامه طراحی برای بتن سازه ای ، که متعلق به انجمن بتن آمریکا (ACI) است ،و همچننین دستور العمل طراحی فولادی متعلق به انجمن سازه های فولادی آمریکا ، می باشد .
به هر حال ، یک نتیجه غیر قابل اجتناب در نظر گرفتن این ضوابط ، توانایی ایجاد طراحی هایی است که با ضوابط مربوط به هر دو معقوله ی بارگذاری و پایداری سازه مطابقت کند. که این کار با استفاده از مدلسازی کامپیوتری انجام میگیرد.این روش طراحی سازه ، با وجود اینکه هنوز احتیاج به این دارد که یک مهندس آنرا مهر کند ، آزادی های موجود در ابتکار عمل و خلاقیت در طراحی سازه را محدود می کند. بیشرفت استراتژی ها و مکانیزم ها برای پذیرفته شدن روش طراحی عملکردی بازتاب خوبی در جامعه ی مشتریان و همچنین کسانیکه مقررات ساختمان را تنظیم می کنند داشته است.
یک فرصت مناسب برای افزایش استفاده از طراحی عملکردی ، اینست که فلسفه رابطه ی بین طراحی و ساخت ساختمان را با نیازهای متنوع جامعه شفاف سازی کنیم. و نشان دهیم که طراحی عملکردی این انعطاف پذیری را داراست.
موسسه ملی تکنولوژی و استاندارد ، در مراحل نهایی ایجاد "راهنمای برنامه ریزی منعطف مطابق با جامعه" است.این راهنما مفاهیم جدیدی را برای آیین نامه ها و استاندارهای مرتبط با طراحی ساختمان و سایر زیر ساخت ها ارائه میدهد.
یک استراتژی دیگر می تواند این باشد که آثار و نتایج احتمالی بروز حوادث برای صاحبان خانه و کلا برای جامعه شفاف سازی شود. و اینکه طراحی عملکردی چگونه میتواند در این زمینه موثر واقع شود. این کار میتواند در قالب ارائه سطوح مختلف عملکرد همراه با میزان ریسک موجود در هر کدام از سطوح صورت بگیرد تا صاحباخانه ها و جامعه بتوانند طرح عملکرد متناسب با نیازهای خودشان را انتخاب کنند. واحد " امنیت ساختمان ها در برابر زلزله" که زیر مجموعه موسسه ملی علوم ساختمانی آمریکاست ، در حال طراحی یک منو طبقه بندی شده بر اساس سطح ریسک در سطوح عملکرد گوناگون است.
با هدف نشان دادن کارآیی روش طراحی عملکردی در گذشته و همینطور زمان حال ، هیئت رئیسه ی SEI ، یک کمیته تشکیل داده است. هدف این کمیته بر خلاف آنچه که تصور میشود تنظیم دستورالعمل های طراحی عملکردی نیست بلکه بررسی نقش طراحی عملکردی در آینده ی مهندسی سازه است. بسیاری از جنبه ها و مفاهیم و الزامات طراحی عملکردی در حین ارائه نظریات در این کنگره در نظر گرفته خواهد شد از جمله : تهیه یک سری آیین نامه ها برای این روش طراحی چیزی که احتمالا مشابه آیین نامه " توانایی ساختمان های موجود در برابر زلزله (ASCE/SEI 41)" ، به کار بردن سطوح عملکردی با نام shelter –in -placeبه معنای اینکه تنها سقفی برای زندگی باقی بماند برای فجایع طبیعی خاص ، و بسیاری موضوعات دیگر .
این تلاش ، در حالی که بسیار ارزشمند است ، بسیار پیچیده و زمانبر است و فاکتورهای متعددی باید در آن مد نظر قرار بگیرند تا بتوان از نتایج آن در پیشرفت مهندسی سازه استفاده کرد.

ترجمه شده توسط تیم خبری 808 

منبع:+