بایگانی دسته: مقالات تخصصی

همه چیز درباره آسمانخراشها – قسمت اول

آنچه باید راجع به آسمانخراشها بدانید

در طول تاریخ معماری, همیشه رقابت برای ساختن سازه های بلندتر وجود داشته است. از اهرام باستانی مصر گرفته تا کلیساهای بزرگ اروپایی و دیگر برجهای تاریخی.

این تمایل برای ساخت “بلندترین” همیشه وجود داشته اما با توجه به محدودیت مصالح و تکنولوژی های ساخت, تا اواخر قرن 19ام میلادی سازه ها میتوانستند ارتفاع بسیار محدودی داشته باشند و فراتر از این ارتفاع محدود برای بشر قابل دسترسی نبود. اما در اواخر قرن 19ام با پیشرفت علم و بدست آمدن تکنولوژی های مدرن سقف این محدودیت ارتفاع افزایش فراوانی یافت.

 

مبارزه با جاذبه:

بزرگترین مانع برای ساختن ساختمانها به سمت بالا, کشش رو به پایین جاذبه است. فرض کنید شما دوستتان را بر روی دوشتان قرار داده اید. احتمالا شما به راحتی میتوانید وزن وی را تحمل کنید. حال اگر نفر سومی بخواهد بر روی دوش دوست شما برود (ارتفاع ساختمان بیشتر شود) آنگاه به احتمال زیاد شما توانایی تحمل هر دوی آنها را ندارید. به همین دلیل برای ساختن برج انسانی که ارتفاعش بیشتر از 2 انسان باشد شما نیازمند افراد بیشتری در پایین (بر روی زمین) هستید تا بتوانید وزن این افراد را تحمل کنید. این دقیقا همان روشی است که در هرم انسانی برای حرکات نمایشی استفاده میشود. که البته عملکرد آن درست مثل عملکرد هرم واقعی است. یعنی در پایین مصالح بسیار زیادی قرار دارد و هر چه بالا تر میرود مصاح کمتر میشود. هر چه ارتفاع هرم بیشتر بخواهد بشود باید قاعده آن بزرگتر شود. با این روش شما میتوانید تا ارتفاع بسیار زیادی برسید اما لازمه آن این است که قاعده شما بسیار بزرگ شود که یعنی فضای زیادی را بروی زمین بگیرد. ساختمانهای قدیمی نیز از همین روش برای بدست آوردن ارتفاع استفاده میکردند. در واقع به همین دلیل بود که دیوارهای خانه های قدیمی چند طبقه بسیار زخیم میشدند. و البته به دلیل فضای زیاد مورد نیاز بر روی زمین تا قبل از بدست آمدن تکنولوژی ساخت آسمانخراشها ساختمانها حداکثر 10 طبقه بوده اند.

ادامه خواندن همه چیز درباره آسمانخراشها – قسمت اول

مهندسی تخریب: نحوه تخریب ساختمانها با مواد منفجره

چگونه یک ساختمان را تخریب میکنند؟

شما میتوانید یک دیوار سنگی را با یک پتک تخریب کنید. و یا مثلا برای یک ساختمان 4-5 طبقه میتوانید از ماشین آلات ساختمانی و توپ فولادی تخریب کننده استفاده کنید. اما زمانی که بخواهید یک ساختمان بلند را تخریب کنید, مثلا یک آسمانخراش 20 طبقه ,نیاز است تا از روشهای دیگری استفاده کنید. یکی از این روشها که بسیار هم مورد استفاده قرار میگیرد, منفجر کردن ساختمان است. زمانی که اطراف ساختمان مورد نظر, ساختمانهای دیگری وجود داشته باشند که به خاطر انفجار ایجاد شده ممکن است دچار خسارت شوند, از روشی به نام انفجار داخلی استفاده میشود. در این روش محل گیری و مقدار مواد منفجره طوری محاسبه میشوند که ساختمان بر روی قاعده خود فرو بریزد. به شکل زیر دقت کنید:

 

تخریب ساختمان با مواد منفجره - مهندسی تخریب

برج Barkway Court در لندن که در سال 2000 میلادی به روش انفجار داخلی تخریب شد.

 

در این مقاله خواهیم گفت چگونه عملیات تخریب یک ساختمان پیش میرود و ساختمانهای عظیم در عرض تنها چند ثانیه در میان گرد و غبار فرو میریزند. شاید با دیدن تصاویر این تخریبها احساس کنید کمی بی نظم هستند اما باید بدانید عملیات تخریب یک ساختمان با استفاده از مواد منفجره (معمولا دینامیت) نیازمند برنامه ریزی بسیار دقیقی است تا ساختمان درست در همان محل در نظر گرفته شده فرو بریزد و باعث ایجاد خسارت به همسایه ها نشود. در واقع برای انجام درست این عملیات باید محاسبات بسیار دقیق مهندسی صورت گیرد.

ادامه خواندن مهندسی تخریب: نحوه تخریب ساختمانها با مواد منفجره

تحقیق فولاد 2: اتصالات ساختمانی

بسمه تعالی

 

 

تحقیق برای درس طراحی سازه های فولادی II

موضوعات بررسی شده:

پیچها و پرچها

دسته بندی اتصالات

نقصهای جوش

 

 

توسط: علیرضا راحت

استاد: دکتر گلصورت

دانشکده فنی دانشگاه آزاد اسلامی – واحد تهران مرکز

 

 

ادامه خواندن تحقیق فولاد 2: اتصالات ساختمانی

خطرات زلزله در ساختمان سازی و عمران

تاثیر ساختمانها در میزان تلفات جانی زلزله ها:

بیشتر مرگ و میرهای ناشی از زلزله ها به دلیل ریزش ساختمانها و سازه است. در جنوب ایتالیا در سال 1909 بیش از 100 هزار نفر بر اثر زلزله از بین رفتند که بیش از نصف این تعداد به دلیل ریزش آوار جان خود را از دست دادند. این تعداد بالای مرگ و میر به دلیل سبک ساختمانهای آن منطقه بود که از مقاومت بسیار کمی در برابر امواج زلزله برخوردار بودند. این در حالی است که زلزله بزرگتری درست 3 سال قبل از این حادثه در سانفرانسیسکو ایجاد شد که 700 نفر تلفات داشت. دلیل این که تلفات این زلزله بسیار کمتر از زلزله ایتالیا بود سبک ساختمانهای سانفرانسیسکو بود که بیشتر از چوب ساخته شده بودند. نرخ زنده ماندن زلزله سانفرانسیسکو 98% و همین نرخ برای زلزله ایتالیا بین 33% تا 45% بود. (طبق Zebrowski  در سال 1997)

 

اثرات زمین شناسی بر لرزه ها:

ما برای بررسی میزان مخرب بودن یک زلزله از بزرگی آن و همچنین مدت زمانی که زلزله ادامه می یابد استفاده میکنیم. (بزرگی زلزله – فاصله از گسل – ویژگیهای زمین شناسی منطقه و …)

زلزله های بزرگتر مدت زمان بیشتری به طول می انجامند (زیرا سطح گسیختگی بزرگتری را دارند) و البته ویژگی ها زمین شناسی منطقه نیز در تعیین طول مدت زلزله نیز تاثیر گذار هستند. اما مهمتر از همه ویژگی های ساختاری لایه های بالایی زیر ساختمان هستند. مثلا لرزش در زمینهای نرم معمولا بزرگتر و طولانی تر از لرزش در زمینهای سخت است.

اثرات ویژگی های زمین شناسی محل در زلزله

 

آماده سازی ساختمانها برای لرزشهای ناشی از زلزله

اولین مرحله مقاوم سازی ساختمانها در برابر زلزله درک درست نحوه تکان خوردن آنها در زمان زلزله است.

زمانی که زمین تکان میخورد,  این جابجایی به واسطه پی ساختمان در طول آن تاثیر میگذارد. زمانی که قسمتهای پایینی ساختمان و پی آن که در زمین قرار دارند تکان میخورند, قسمتهای بالایی ساختمان تمایل به حفظ سکون خود هستند که این موضوع باعث تمرکز نیرو در ساختمان میشود و در نتیجه ساختمان در نقاط ضعیفترش به دلیل نیروی برشی زیاد شکست میخورد. و همین امر میتواند باعث ریزش کامل ساختمان شود.

نحوه تکان خوردن ساختمان و همچنین فرکانس لرزه ای آن به خود ساختمان بستگی دارد. مثلا ساختمانهای بلندتر در مقایسه با ساختمانهای کوتاه باعث تقویت بیشتر حرکتهای با پریود طولانی تر میشوند. هر ساختمان با توجه به ارتفاعش دارای یک فرکانس رزونانس است که اگر فرکانس لرزه ای با این فرکانس هماهنگ شود باعث تشدید لرزش شده و تخریب ساختمان بیشتر میشود. تشخیص رفتار دقیق ساختمان میتواند بسیار دشوار باشد اما یک قانون بسیار تقریبی برای پیدا کردن فرکانس تشدید ساختمانها وجود دارد که میگوید: دوره تناوب تشدید تقریبا برابر 0.1 ضربدر تعداد طبقات ساختمان است. ( این عدد به ثانیه است)

مقایسه ساختمانهای بلند و کوتاه در زمین لرزه

 

 

همچنین ساختمانهای بلندتر در زمان زلزله مدت زمان بیشتری تکان میخورند که باعث آسیب پذیری بیشتر آنها میشود. البته خوشبختانه بیشتر ساختمانهای بلند طوری طراحی شده اند که در برابر لرزه های ناشی از زلزله و حتی باد مقاومت کنند.

کمترین مقاوت را در برابر زلزله ساختمانهای غیر مسلح بنایی دارند.

 

پیشبینی خطرات:

مقاوم سازی ساختمانها در برابر زلزله ( چه ساختمانهای قدیمی و چه ساختمانها جدید ) بسیار پرخرج است. تصمیم برای طراحی یک ساختمان بر حسب زیبایی – کارآیی – سازه – استحکام و مطمئنا هزینه آن انجام میشود. استانداردهای خاصی برای طراحی یک ساختمان مناسب در آیین نامه های ساختمانی هر کشور آمده است که باعث نظارت بیشتر بر روی ساختمانها شده است. در مرحله اول حفظ جان ساکنین ساختمان مهم بوده و سپس کارآیی خود ساختمان بعد از زلزله. به همین دلیل ساختمانها در آیین نامه 2800 با توجه به کاربریشان به درجه اهمیتهای مختلف تقسیم بندی شده اند. مثلا ساختمانهای با اهمیت زیاد باید پس از زلزله هنوز امکان بهره برداری داشته باشند.

در همین آیین نامه مناطق مختلف کشور از لحاظ میزان زلزله خیزی و خطرات زلزله نیز تقسیم بندی شده اند. نقشه های خطرات زلزله با توجه به موارد زیر کشیده میشوند:

1-      تاریخچه زلزله های قبلی منطقه

2-      شدت لرزه های تشکیل شده از زلزله احتمالی

3-      فرکانس لرزه – فاصله از گسل

4-      ویژگی های زمین شناسی منطقه

 

 

نقشه خطر زلزله

 

مقاومسازی سازه ها

برای مقاومسازی ساختمان در برابر زلزله دو نوع اقدام میتوان انجام داد:

1-      ساختمان را با همه قسمتهای تشکیل دهنده آن مقامسازی کنید و با اتصالاتی محکم کل سازه را به یک جسم صلب تبدیل کنید که در برابر زلزله بصورت یکپارچه تکان بخورد.

2-      سازه را طوری طراحی کنید که کاملا قابل انعطاف باشد و در هنگام زلزله با ایجاد تغییر شکل قسمتی از انرژی زلزله را جذب کند اما تخریب نشود.

هر دوی این راه حل ها هزینه زیادی میطلبند به همین دلیل نمیتوانیم ساختمانهای خود را طوری طراحی کنیم که بزرگترین زلزله ها را تحمل کنند. اما میتوانیم با یک هزینه قابل قبول ریسک خود را کمتر کنیم.

همانطور که اشاره شد سازه با اهمیت زیاد (مثلا بیمارستانها – نیروگاه های هسته ای – سد ها و …) باید بیشترین مقاومت را در برابر زلزله داشته باشند. طوری که نه تنها پس از زلزله ریزش نکنند بلکه بتوان از آنها بعد از زلزله همچنان بهره برداری کرد. به همین دلیل این ساختمانها نیازمند بیشترین سرمایه گذاری ها هستند.

 

تصویری از یک بیمارستان

 

الزامات کلی برای ساختمانهای دیگر را میتوان بصورت زیر دسته بندی کرد:

برای زلزله های با بزرگی کمتر از 5.5 ریشتر: میزان خسارت کمی بر ساختمان وارد شود

برای زلزله های با بزرگی بین 5.5 تا 7 ریشتر: خسارت قابل تعمیر باشد.

برای زلزله های بزرگتر از 7 ریشتر: عدم ریزش ساختمان در زلزله های بزرگ

برای اینکه اطمینان حاصل شود ما به این اهداف خود برسیم باید چندین قدم اساسی برداریم. اولین آنها مسئولیت پذیری و با ملاحظه بودن در هنگام تعیین قوانین و همچنین طراحی و ساخت ساختمان است. از آنجایی که میدانیم زمینهای با خاک نرم و اشباع شده از آب در برابر زلزله آسیب پذیر تر هستند باید سعی شود در این زمینهای تا حد ممکن از ساخت و ساز جلوگیری شود. و اصلا ساختمانهای با اهمیت زیاد نباید در این زمین های ساخته شوند. اگر مجبور به ساخت در چنین زمینهایی شدیم باید قبل از هر گونه عملیات ساخت اقدام به محکم سازی خاک آن پروژه کرد.

همچنین استفاده از فریم های فولادی – دیوارهای برشی یا بادبندهای مناسب و یا حتی اقدامات پیچیده تر همچون استفاده از لایه های لاستیکی و یا فولادی برای ایزوله کردن ساختمان در برابر لرزه راهکارهای مناسبی هستند.

اثر زلزله بر ساختمان یک پارکینگ طبقاتی

 

 

تا اینجا ما در مورد تاثیرات موجهای زلزله بر روی سازه ها بحث کردیم اما اثرات دیگری وجود دارد که به عنوان اثرات ثانویه نام برده میشوند و آنها نیز میتوانند به این اندازه و یا حتی بیشتر مخرب باشند. مثل لغزش زمین.

 

لغزش زمین

تنها ساختمانها نیستند که در زمان زلزله ریزش میکنند بلکه ریزش قسمتهای ناپایدار تپه ها و کوه ها نیز میتوانند خطرات جدی را ایجاد کنند. حتی ریزش هایی که کشنده نیستند به دلیل اینکه ممکن است راه های ارتباطی را مسدود کنند میتوانند بسیار مهم باشند.

برخی مواقع لغزش های شدید خاکی میتواند به دلیل زلزله بوجود آیند مثلا در سال 1970 زلزله پرو باعث شد یک لغزش زمین در فاصله 80 مایلی زمین لرزه بوجود آید که باعث مرگ بیش از 18000 نفر شد. این ریزش خاک با سرعت بیش از صد مایل در ساعت حرکت کرد.

 

ریزش یک تپه در زلزله

همچنین روان شدن خاک نیز یکی دیگر از مشکلات است که باعث میشود خاک زیر سازه نتواند مقاومت برشی لازم را داشته باشد و همانند شنهای روان جابجا شود.

 

عکسی از یک مدرسه بعد از زلزله

 

 

خانه ای در ونزوئلا که به دلیل زلزله نشست پیدا کرده است
زلزله نیگاتا و اثرات آن

 

 

سونامی:

در برخی زلزله های خاص یکی از اثرات ثانویه ایجاد سونامی است. سونامی یک لغت ژاپنی به معنای موج بندر است. گاهی اوقات سونامی با جزر و مدهای طبیعی اشتباه گرفته میشود که البته این دو هیچ ارتباطی به یکدیگر ندارند. سونامی به دلیل جابجایی ناگهانی در پوسته های اقیانوسی زیر آب است. با جابجا شدن ناگهانی زمین زیر دریا ها امواج حاصله با سرعت بالایی به ساحل برخورد میکنند که میتواند باعث زیر آب رفتن مناطق ساحلی شود. این امواج میتوانند در طول اقیانوس جابجا شوند. مثلا زمین لرزه های بزرگ در آلاسکا و چیلی باعث سونامی در کالیفرنیا و هاوایی و حتی ژاپن میشود.

علت وقوع سونامی

سرعت این امواج با توجه به زلزله و همچنین عمق اقیانوس متفاوت است اما بصورت میانگین همانند سرعت یک هواپیمای جتی مسافربر میباشد ( 712 کیلومتر بر ساعت یا 0.2 کیلومتر در ثانیه ) این سرعت نسبت به سرعت امواج زمین لرزه بسیار کمتر است. به همین دلیل در بیشتر مواقع قبل از ایجاد سونامی میتوان وقوع آنرا از لرزه های زمین تشخیص داد اما متاسفانه به دلیل کوتاه بودن این بازه زمانی نمیتوان به موقع از محل حادثه دور شد.

موج سونامی در آبهای عمیق

در آبهای عمیق سونامی ها زیاد بزرگ نبوده و خطر آفرین نیستند. ارتفاع موجها در چنین سونامی های بسیار کم و در حدود 1 متر است اما همین امواج وقتی به سواحل میرسند با توجه به متمرکز شدن نیروی موج در عمق کمتر, طول موجها افزایش یافته و میتوانند بسیار خطرناک باشند.

 

موج سونامی در آبهای کم و عمق و نزدیک ساحل

بصورت میانگین ارتفاع امواج سونامی در سواحل چند ده متر است و برخی از آنها حتی تا 90 متر نیز میرسند. چنین سونامی هایی برای نواحی ساحلی بیشتر از خود زلزله تلفات بوجود می آورند.

 

مترجم: علیرضا راحت

الیاف ،جایگزین آرماتوردربتن

یکی از مهمترین و ارزانترین مصالح موجود در دنیا که کاربرد بسیار وسیعی دارد ،بتن است.

مزایایی که بتن از آن برخوردار است باعث شده است که مورد علاقه اکثر مهندسین وطراحان قرار بگیرد.امکان بکارگیری دراکثر مناطق جغرافیایی،استفاده از متریال طبیعی وارزان ، دارای هزینه کم در مقایسه با حجم زیاد عملیات و شکل پذیری آن با توجه به اشکال هندسی طرح از ویژگی های بارز بتن می باشد.

بکارگیری بتن غیرمسلح به علت تردی آن کاربرد چندانی ندارد،این عیب عمده بتن ، با مسلح کردن آن به وسیله میلگردهای فولادی یا آرماتور برطرف می گردد.اما استفاده از آرماتور هم دارای مشکلاتی است مهمترین مشکل آن این است که بخش کوچکی ازمقطع بتن را تشکیل می دهد و باعث ایجاد محیطی غیرهمگن می شود.

به منظور ایجاد شرایط ایده آل و نیز کاهش ضعف شکنندگی وتردی جسم بتن،درچند دهه اخیر از رشته های نازک و نسبتاً دراز که در تمام حجم بتن به طور همگن و درهم پراکنده می گردد استفاده می شود. این الیاف می تواند از جنس شیشه ، پلی اتیلن ، فولاد، آزبست ویا نایلون باشد.

در این متن کاربرد الیاف فولادی مورد بررسی قرار می گیرد.

ساختار
بتن الیاف شامل یک کالبد بتن مرکب از سیمان، مصالح سنگی، آب وهمچنین درصدی از الیاف فولاد یکوتاه می باشد که به طور درهم وکاملاً اتفاقی و درجات مختلف در مخلوط پراکنده شده است . پارامتر مناسب که یک رشته الیاف را تعریف می کند،نسبت ظاهری می باشد که نسبت طول به قطر معادل است.

خواص بتن مسلح به الیاف فولادی
1- مقاومت خمشی : الیاف فولادی ، مقاومت خمش نخستین ترک بتن الیافی را تا چندین برابر مقاومت نخستین ترک بتن معمولی افزایش می دهد.

2- مقاومت برشی : این مزیت باعث حذف خاموت به عنوان آرماتور برش می شود و باعث صرفه جوی قابل ملاحظه ای در استفاده از فولاد می شود.

3- مقاومت ترک خوردگی : با شروع ترک خوردگی ، الیاف نقش خود را در دوختن ترک ومحدودکردن اندازه ترک بازی کرده و از ادامه ترک خوردگی حتی با ادامه بارگذاری نیز جلوگیری به عمل می آوردو این ویژگی باعث می شود که در هنگام اعمال بار در وسط دهنه نه تنها تیر دو تکه نمی شود بلکه ترک از نصف ارتفاع تیر به بالا حرکت نکرده و با باز شدن ترک ،الیاف این فاصله را به طرفین محل گسیختگی ارتباط داده و از فروریختن تیر جلوگیری می کنند.

4- پوسیدگی وزنگ زدگی الیاف فولادی : در تحقیقاتی که بر روی بتن الیلف انجا م شده است ، نشان می دهد که بعد از 5 سال تماس بتن با نمکهای ضدیخ،تغییر ناچیزی در مقاومت الیاف نسبت به مقاومت قبل از تماس وجود داشته است .

5- قابلیت هدایت حرارتی : الیاف فولادی ضریب هدایت حرارتی بتن را 25 تا50 درصدافزایش می دهند. همچنین این الیاف باعث افزایش مقاومت بتن در تغییرات ناگهانی و زیاد درجه حرارت می شود.

کابردهای بتن مسلح به الیاف فولادی
بتن مسلح به الیاف فولادی را می توان به تنهایی و یا همراه بتن آرمه معمولی بکاربرد وموارد کاربرد به شرح فوق است :

– روسازی بتن بزرگراه ها، جاده ها،فرودگاهها
– بلوکها ولوله های بتنی
– گاراژهای پیش ساخته
– فونداسیون
– در ساختمان تونل ها یا معابر معادن به صورت بتن پرتابی
– تثبیت شیبها با بتن پرتابی
– قطعات نسوز

کاربرد الیاف فولادی در بتن پرتابی
بتن پرتابی ، روشی است که در آن ؛ خمیر بتن توسط پمپ با سرعت و فشار زیاد به سطح مورد نظر پاشیده می شود. وجود الیاف فولادی در این عملیات موجب افزایش مقاومت وجذب انرژی در هنگام گسیختگی بتن می شود. با استفاده از الیاف فولادی در این روش می توان از آماتورگذاری شبکه ای در محل های مشکل نظیر شیب های تند و دیوارهای سنگریزه ای خودداری کرد، چرا که آماتورگذاری در چنین مناطقی هم خطرناک است وهم به علت سختی کار، پرهزینه می باشد.

این روش در موارد زیر کاربرد دارد.
– پایدارسازی شیبهای سنگی خطرناک
– تعمیر قسمتهای آسیب دیده پل ها وسدها
– کاربرد در مناطق زلزله خیز
– پوشش لوله های فولادی

بطور کلی هدف از کاربرد الیاف فولادی در بتن افزلیش مقاومت بتن به منظور کاهش ترک خوردگی و افزایش قدرت جذب انرژی حاصل از بارهای ضربه ای و موج های انفجاری می باشد. همچنین این متریال به علت توزیع همگن در حجم بتن باعث پایدارشدن بتن می شود.

منبع: باشگاه مهندسان ایران

مقاله کلی سازه های فولادی

این مقاله به فرمت فایل ورد است و برای کاهش حجم در فایل زیپ فشرده شده است.

سرفصل های مقاله :

مقدمه

طراحی ساختمانهای فولادی

طراحی با توجه به روش مهاربندی

طراحی با توجه به اجزای تشکیل دهنده فضاهای داخلی ساختمان

لزوم محافظت در برابر حریق ، خوردگی و عایق بندی صوتی

توجیه اقتصادی سازه های فولادی

بررسی میزان مصرف فولاد در ساختمانهای فلزی

انتقال بار در سازه های فولادی

تعریف ستون فلزی

نیمرخ ( پروفیل )  نورد شده شامل انواع تیرآهنها و قوطیها

چگونگی ساخت ستون

روش نصب نبشی بر روی کف ستونها ( بیس پلیت ) برای استقرار ستون

طویل کردن ستونها

نحوه طویل کردن ستونها

ستونها با مقاطع دایره ای

انحراف مجاز پس از نصب ستون

محاسن فولاد

مشخصات مکانیکی فولاد

طراحی اعضای خمشی

ضوابط ویژه اعضای جان تیرچه ها

 

دانلود مقاله سازه های فولادی 

کاویتاسیون چیست ؟

کاویتاسیون پدیده ای است که در سرعتهای بالا باعث خرابی و ایجاد گودال در سطح می گردد . گاهی در یک سیستم هیدرولیکی به علت بالا رفتن سرعت‚فشار منطقه ای پائین می اید و ممکن است این فشار به حدی پائین بیاید که برابر فشار بخار سیال در آن شرایط باشد و یا در طول سرریز یا حوضچه خلاءزایی در اثر وجود ناصافیها و یا ناهمواریهای کف سرریز خطوط جریان از بستر خود جدا شده و بر اثر این جداشدگی فشار موضعی در منطقه جداشدگی کاهش یافته و ممکن است که به فشار بخار سیال(فشار بخار فشاری است که در ان مایع شروع به جوشیدن کرده و با بخار خود به حالت تعادل می رسد) برسد . در این صورت بر اثر این دوعامل بلافاصله مایعی که در آن قسمت از مایع در جریان است به حالت جوشش درامده و سیال به بخار تبدیل شده و حبابهایی از بخار بوجود میاید . این حبابها پس از طی مسیر کوتاهی به منطقه ای با فشار بیشتر رسیده و منفجر میشود و تولید سر وصدا می کند و امواج ضربه ای ایجاد می کند و به مرز بین سیال و سازه ضربه زده و پس از مدت کوتاهی روی مرز جامد ایجاد فرسایش و خوردگی میکند .(corrotion( تبدیل مجدد حبابها به مایع و فشار ناشی از انفجار آن گاهی به ١٠٠٠ مگا پاسکال میرسد . از انجایی که سطوح تماس این حبابها با بستر سرریز بسیار کوچک می باشند نیروی فوق العاده زیادی در اثر این انفجارها به بسترهای سرریز ها و حوضچه های آرامش وارد می کند . این عمل در یک مدت کوتاه و با تکرار زیاد انجام می شود که باعث خوردگی بستر سرریز می شود و به تدریج این خوردگیها تبدیل به حفره های بزرگ می شوند . این مرحله را : Cavitation erosion or cavitation pitting می نامند. در سرریز های بلند چون سرعت سیال فوق العاده زیاد می باشد ‚در نتیجه نا صا فیهای حتی در حد چند میلیمتر هم می تواند باعث ایجاد جدا شدگی جریان شود . هر نوع روزنه با برامدگی تعویض ناگهانی سطح مقطع هم می تواند باعث جدایی خطوط جریان شود . این پدیده معمولا در پایه های دریچه ها بر روی سرریز ها‚در قسمت زیر دریچه های کشویی و انتهای شوتها رخ دهد . شرایطی که موجب کاویتاسیون می گردد اغلب در جریانهای با سرعت بالا پدید می اید . بطور مثال سطح آبروی سریز که ۴٠ تا ۵٠ متر پایین تر از سطح تراز آب مخزن می باشد بطور حاد در معرض خطر کاویتاسیون قرار دارد . پدیده کاویتاسیون در جریانات فوق اشفته در پرش هیدرولیکی در مکانهایی مثل حوضچه های خلاءزایی مشکلات فراوانی ایجاد می کند . صدمه کاویتاسیون به سازه های طراهی شده برای سرعتهای بالا و در سد های بلند و سرریزهای بزرگ یک مشکل دائمی است . کمیت بدون یعدی را که بیانگر جوشش ناشی از جریان مایع باشد عدد کاویتاسیون می نامند:


==================================================================

فاکتورهای موثر در پدیده کاویتاسیون :

در طی حداقل ٢٠سال تجربه و بررسی عملکرد سرریزها ( شامل مدل و آزمایش بر روی پروتوتیپ ) این طور نتیجه گیری شده که کاویتاسیون در اثر عملکرد مجموعه ای از عوامل و شرایط است . معمولا یک عامل به تنهایی برای ایجاد مسئله کاویتاسیون کافی نیست ولی ترکیبی از عوامل هندسی و هیدرودینامیکی و فاکتورهای وابسته دیگر ممکن است منجر به خسارت کاویتاسیون گردد . از مهمترین عواملی که می توانند در این زمیه ممکن است دخیل باشند می توان به موارد زیر اشاره کرد :

۱٫عوامل هندسی : که شامل موارد زیر می شود .
ناهمواریهای سطحی سرریز‚خصوصا برامدگیها و فرورفتگیهای موضعی – شکافهای دریچه های کشویی و پایه های دریچه های قطاعی – ستونها piers – درزهای ساختمانی -جدا کننده جریان ودفلکتورها Flow splitter & deflector – دهانه مجاری و لوله Ports of ducts & pipe – تغیر در شکل عبور جریان Change of water passage shape – انحنا یا انحراف در مسیر جریان در آبراهه Misalignment of conduit 2.عوامل هیدرودینامیکی :

– دبی مخصوص – سرعت جریان – عملکرد دریچه – توسعه لایه مرزی
۳٫عوامل متفرقه :

– انتقال حرارت در طی فروریختن – درجه حرارت آب – تعداد واندازه حبابهای درون آب Diffusion of air – پراکندگی هوا


یکی از مثال های بارز و خطرناک کاویتاسیون در پره های توربین دیده می شود و به راحتی میتواند باعث تخریب پره گردد.از دیکر مثال هل برای این پدیده میتوان به کاویتاسیون در پروانه ی کشتی ها اشاره کرد.