موضوع این نوشته از مهندس یار یکی از مهم ترین رشته های مهندسی یعنی مهندسی عمران است. با توجه به گستردگی بسیار زیاد این رشته مهم دانشگاهی، لازم دیدیم یک معرفی کامل و جامع از رشته مهندسی عمران به همراه تمام زیرمجموعه ها، گرایش ها و زمینه های کاری آن داشته باشیم. در ادامه می توانید این مقاله مفید را مطالعه فرمایید.
1. تاریخچه مهندسی عمران
مهندسی عمران کاربرد قوانین علمی و فیزیکی برای حل مسائل جامعه می باشد، و تاریخچه آن به طرز پیچیده ای به پیشرفت های به دست آمده در درک فیزیک و ریاضیات در طول تاریخ مرتبط است. از آنجایی که مهندسی عمران یک حرفه گسترده است و شامل چندین زیرشاخه ی تخصصی جداگانه است، تاریخ آن به دانش سازه، علم مواد، جغرافیا، زمین شناسی، خاک، هیدرولوژی، مکانیک و دیگر رشته ها مرتبط است.
در طول تاریخ باستان و قرون وسطی، اغلب طراحی و ساخت معماری بناها توسط صنعتگرانی مانند سنگتراشان و نجاران انجام شده است که در نقش سازندگان اصلی ظاهر شدند. این دانش در همین اصناف حفظ می شد و به ندرت جایگزین می شد. سازه ها، جاده ها و زیرساخت هایی که وجود داشتند همگی تکراری بودند و افزایش در مقیاس آن ها تدریجی بود.
یکی از اولین نمونه های رویکرد علمی به مسائل فیزیکی و ریاضی قابل استفاده در مهندسی عمران، کار ارشمیدس در سده سوم قبل از میلاد یعنی قانون ارشمیدس می باشد که پایه و اساس درک ما از پدیده شناوری می باشد و همچنین راه حل های عملی او مانند پیچ ارشمیدس. یک ریاضیدان هندی نیز به نام برهماگوپتا، در قرن 7 میلادی ، بر اساس اعداد هندو-عربی ، از علم حساب برای محاسبات حجم گودبرداری استفاده کرده است.
2. رشته های زیر مجموعه مهندسی عمران
به طور کلی، مهندسی عمران با وجه مشترک پروژه های ساخته شده به دست بشر با جهان بزرگتر سروکار دارد. مهندسان عمومی رشته عمران برای طراحی دانه بندی، زهکشی، روسازی، تامین آب، خدمات فاضلاب، سدها و پروژه های ارتباطی و الکتریکی همکاری نزدیکی با نقشه برداران و مهندسان متخصص عمران دارند. مهندسی عمومی عمران به عنوان مهندسی سایت نیز نامیده می شود، شاخه ای از مهندسی عمران که در درجه اول روی تبدیل یک قطعه زمین از یک کاربری به کاربری دیگر تمرکز دارد.
در همین مورد ببینید: آموزش نقشه کشی ساختمان با اتوکد
مهندسان سایت وقت خود را صرف بازدید از سایت های پروژه، ملاقات با ذی نفعان و آماده سازی برنامه های مربوط به ساخت می کنند. مهندسین عمران قواعد مربوط به علم مواد، مهندسی سازه و زلزله، مکانیک سنگ و مهندسی ژئوتکنیک، مهندسی محیط زیست، مهندسی آب، مهندسی حمل و نقل، مهندسی دریا، مهندسی شهری و نقشه برداری را در پروژه های مسکونی، تجاری، صنعتی و عمومی به کار می برند، پروژه هایی با هر اندازه و سطح ساخت و ساز.
2.1 مواد و متریال مورد استفاده در ساخت و ساز
2.1.1 مهندسی و علم مواد
علم مواد با رشته مهندسی عمران ارتباط نزدیک و تنگاتنگی دارد. این علم ویژگی های اساسی موارد را مورد بررسی قرار می دهد و با موادی مانند بتن و مخلوط بتن آسفالتی، فلزات محکم مانند آلومینیوم و فولاد و پلیمرها شامل پلی متیل متاکریلات (PMMA) و الیاف کربن سروکار دارد.
مهندسی مواد شامل محافظت و پیشگیری است. ترکیب دو نوع فلز برای تولید فلز دیگر با خواص مطلوب را آلیاژ سازی می نامند. این کار شامل جزئیاتی از فیزیک و شیمی کاربردی می باشد. با توجه اخیر رسانه ها به علم نانو و نانوتکنولوژی، مهندسی مواد در صدر تحقیقات دانشگاهی قرار دارد. همچنین این رشته بخش مهمی از کارشناسی قانونی و تحلیل شکست می باشد.
2.1.2 مهندسی ساخت و ساز
مهندسی ساخت و ساز شامل برنامه ریزی و اجرا، حمل و نقل مصالح، توسعه سایت بر اساس قوانین مهندسی هیدرولیک، محیط زیست، سازه و ژئوتکنیک می باشد. از آنجایی که ریسک تجاری شرکت های ساختمانی بیشتر از سایر شرکت های عمرانی می باشد، خیلی از اوقات مهندسان ساخت و ساز درگیر معاملات شبه تجاری مانند تهیه و بررسی قراردادها، ارزیابی عملیات تدارکات و بازبینی قیمت ها می شوند.
2.1.3 مهندسی قانونی (کارشناس رسمی)
مهندسی قانونی یا همان کارشناس رسمی عبارت است از تحقیق بر روی مصالح، محصولات، سازه ها و یا اجزایی که دچار خرابی شده اند یا آن طوری که انتظار می رود عمل نمی کنند، و باعث خسارت جانی یا مالی می شوند. عواقب مربوط به خرابی با قانون مربوط به همان محصول تعیین می شود. همچنین این رشته به پیگیری فرآیندها و پروسه های منجر به تصادف هنگام کار با وسایل نقلیه و ماشین آلات نیز مرتبط می باشد.
محصول مرتبط با این نوشته: فیلم آموزش متره و برآورد
این موضوع بیشتر در موارد مربوط به حقوق مدنی اعمال می شود ، اگرچه ممکن است در موارد مربوط به حقوق جزا کاربرد داشته باشد. به طور کلی، هدف از اینگونه تحقیقات مهندسی قانونی یافتن علت و یا علل خرابی به منظور بهبود عملکرد یا عمر یک المان است، و یا کمک به دادگاه جهت تعیین حقایق مربوط به یک تصادف. همچنین این رشته شامل تحقیق در مورد ادعاهای مالکیت معنوی به خصوص ثبت اختراعات نیز می شود.
2.2 مهندسی سازه و زلزله
2.2.1 مهندسی سازه
موضوع رشته مهندسی سازه درباره طراحی و تحلیل سازه ساختمان ها، پل ها، برج ها، روگذرها، تونل ها، سازه های ساحلی مانند میدان های نفتی و گازی در دریا و دیگر سازه ها می باشد. این فرآیند شامل شناسایی بارهایی است که بر روی سازه عمل می کنند و همچنین نیروها و تنش هایی که بر اثر این بارها در سازه ایجاد می شود، و سپس طراحی سازه به منظور تحمل موفقیت آمیز آن بارها انجام می شود.
بارهای وارد بر سازه می تواند شامل وزن خود سازه، دیگر بارهای ثابت، بارهای زنده و متحرک، بار متحرک چرخ ها، بار باد، بار زلزله، بار ناشی از تغییرات حرارتی و غیره باشد. مهندس سازه می بایست سازه ها را به نحوی طراحی کند تا برای استفاده کنندگان ایمن بوده و به صورت موفقیت آمیزی وظایفی که به منظور آن طراحی شده است را انجام دهد (قابلیت خدمت رسانی داشته باشد).
به دلیل طبیعت و ماهیت بعضی از بارها، زیرشاخه هایی در مهندسی سازه شامل مهندسی باد و مهندسی زلزله به وجود آمده اند. ملاحظات طراحی باید شامل مقاومت، سختی، و پایداری سازه باشد هنگامی که تحت اثر بارهایی قرار گرفته که ممکن است استاتیک باشند مانند وزن مبلمان یا وزن خود سازه، ویا ماهیت دینامیکی داشته باشند مانند باد، زلزله، بارهای جمعیت متحرک و وسایل نقلیه، و یا ماهیت گذرا داشته باشند مانند بارهای موقت ساخت یا ضربه. دیگر ملاحظات طراحی شامل هزینه، قابلیت اجرایی، ایمنی، مباحث زیبایی شناسی و پایداری می باشد.
2.2.2 مهندسی زلزله
موضوع رشته مهندسی زلزله، طراحی سازه ها برای مقاومت در برابر خطر زلزله می باشد. مهندسی زلزله یک زیرشاخه از مهندسی یازه می باشد. هدف اصلی مهندسی زلزله درک اندرکنش سازه ها بر روی زمین در حال لرزش می باشد. همچنین پیش بینی نتایج زمین لرزه-های محتمل، طراحی، ساخت و نگهداری سازه ها به منظور عملکرد مطابق آیین نامه های ساختمانی در هنگام زلزله از وظایف این رشته می باشد.
2.3 مکانیک خاک و مهندسی ژئوتکنیک
مهندسی ژئوتکنیک خاک و سنگی که سیستم های مهندسی شهری بر روی آن قرار دارد را مورد مطالعه قرار می دهد. به منظور طراحی ایمن و اقتصادی فونداسیون ها، دیوارهای حائل و دیگر سازه ها، از دانش موجود در رشته های علم خاک، علم مواد، مکانیک و هیدرولیک استفاده شده است. تلاش های محیط زیستی برای محافظت از آب زیرزمینی و نگهداری ایمن محل دفن زباله ها، عرصه تحقیقاتی جدیدی را به نام مهندسی زمین-محیط (geoenvironmental) زیست به وجود آورده است.
همچنین به شما توصیه می کنیم: آموزش مقاومت مصالح
شناسایی خصوصیات خاک چالش هایی را برای مهندسان ژئوتکنیک ایجاد می کند. شرایط مرزی در دیگر شاخه های مهندسی عمران در اغلب موارد به خوبی تعریف شده است، اما بر خلاف فولاد و بتن، پیش بینی خصوصیات و رفتار خاک به دلیل تنوع گوناگون آن و همچنین محدودیت های موجود بر سر راه تحقیق بسیار مشکل است.
به علاوه، خاک از خود رفتار غیر خطی نشان می دهد. مقاومت، سختی و اتساع (تغییر حجم خاک به دلیل تنش برشی اعمال شده بر خاک) در خاک همگی غیر خطی هستند و این موضوع به معنی دشوارتر شدن مطالعه مکانیک خاک می باشد.
2.4 مهندسی محیط زیست
مهندسی محیط زیست اصطلاح معاصر برای مهندسی بهداشت است ، اگرچه مهندسی بهداشت به طور سنتی شامل بسیاری از کارهای مربوط به مدیریت پسماندهای خطرناک و اصلاحات زیست محیطی که توسط مهندسی محیط زیست انجام می شود ، نمی باشد. مهندسی بهداشت عمومی و مهندسی بهداشت محیط سایر اصطلاحات مورد استفاده برای این رشته هستند.
مهندسی محیط زیست با تصفیه پسماندهای شیمیایی ، بیولوژیکی یا حرارتی ، تصفیه آب و هوا و اصلاح نقاط آلوده پس از دفع زباله یا آلودگی تصادفی سروکار دارد. از جمله مباحثی که در مهندسی محیط زیست به آن پرداخته شده می توان به حمل و نقل آلاینده ها ، تصفیه آب ، تصفیه فاضلاب ، آلودگی هوا ، تصفیه پسماندهای جامد و مدیریت پسماندهای خطرناک اشاره کرد.
مدیریت کاهش آلودگی، مهندسی سبز و تاثیر صنایع بر محیط زیست بر عهده مهندسان محیط زیست می باشد. همچنین مهندسان محیط زیست اطلاعات مرتبط با نتایج محیط زیستی اقدامات پیشنهادی را جمع آوری و تجزیه و تحلیل می کنند.
2.5 مهندسی آب
2.5.1 مهندسی منابع آب
رشته مهندسی منابع آب به جمع آوری و مدیریت آب (به عنوان یک منبع طبیعی) مرتبط می باشد. بنابراین به عنوان یک رشته، رشته-های هیدرولوژی، محیط زیست، هواشناسی، حفاظت و مدیریت منابع را با هم ترکیب می کند. این بخش از مهندسی عمران به پیش بینی و مدیریت کیفیت و مقدار منابع آبی، هم در بخش زیرزمینی (سفره های آب زیرزمینی) و هم در روی زمین (دریاچه ها، رودخانه ها و نهرها) می پردازد.
در همین خصوص ببینید: آموزش استاتیک
مهندسین منابع آب به منظور پیش بینی مقدار و گنجایش منابع آبی که به داخل تاسیسات جریان می یابد و یا از آن خارج می شود، از محدوده های بسیار کوچک تا محدوده های بسیار بزرگ از زمین را مدلسازی و تحلیل می کنند. اگرچه ممکن است مسئولیت طراحی واقعی تاسیسات به مهندسان دیگر واگذار گردد.
2.5.2 مهندسی هیدرولیک
مهندسی هیدرولیک به عنوان یک زیر مجموعه از رشته های مهندسی عمران، با جریان و هدایت سیالات به ویژه آب و فاضلاب سروکار دارد. یکی از ویژگی های این سیستم ها استفاده گسترده از نیروی ثقل به عنوان نیروی محرکه برای به جریان انداختن سیالات می باشد.
این حوزه از مهندسی عمران، این حوزه از مهندسی عمران با طراحی پل ها ، سدها ، تونل ها ، کانال ها و لنگرگاه ها و همچنین هر دو رشته مهندسی بهداشت و محیط زیست ارتباط نزدیکی دارد.
مهندسی هیدرولیک در واقع کاربرد قوانین مکانیک سیالات در مسائل مرتبط با جمع آوری، ذخیره سازی، کنترل، انتقال و استفاده از آب می باشد. قبل از شروع یک پروژه مهندسی هیدرولیک، می بایست مقدار آبی که وارد پروژه می شود را محاسبه کرد. مهندس هیدرولیک نسبت به انتقال رسوب توسط رودخانه ، اندرکنش آب با مرز آبرفتی آن و بروز آبشستگی و رسوب دغدغه دارد.
مهندس هیدرولیک در واقع طرح های مفهومی را برای ویژگی های مختلفی که با آب اندرکنش دارند ایجاد می کند که به عنوان مثال می توان به آبریزها و خروجی سدها، کالورت ها در بزرگراه ها، کانال ها و سازه های مرتبط برای پروژه های آبیاری و همچنین تاسیسات برج خنک کننده برای نیروگاه های حرارتی اشاره کرد.
2.6 مهندسی حمل و نقل
مهندسی حمل و نقل با جابجایی مردم و کالاها به صورت کارآمد ، ایمن و به شکلی مساعد برای یک جامعه پر جنب و جوش سروکار دارد. این موضوع شامل مشخص کردن، طراحی، ساخت و نگهداری زیرساخت های حمل و نقل است که شامل خیابان ها ، کانال ها ، بزرگراه ها ، سیستم های ریلی ، فرودگاه ها ، بنادر و حمل و نقل انبوه می شود.
این رشته حوزه هایی مانند طراحی حمل و نقل، برنامه ریزی حمل و نقل، مهندسی ترافیک، برخی از وجوه مهندسی شهری، تئوری صف، مهندسی روسازی، سیستم حمل و نقل هوشمند (ITS) و مدیریت زیرساخت را شامل می شود.
مهندسی بزرگراه یکی از شاخه های مهندسی عمران است که شامل برنامه ریزی، طراحی، ساخت و نگهداری جاده ها، پل ها و تونل ها به منظور کسب اطمینان از ایمنی و کارامدی حمل و نقل مردم و کالاها است. مهندسی بزرگراه در نیمه دوم قرن بیستم پس از جنگ جهانی دوم اهمیت یافت.
استانداردهای مهندسی بزرگراه به طور مداوم در حال بهبود است. مهندسان بزرگراه باید جریان ترافیک آتی ، طراحی تقاطع ها / تعویض بزرگراه ها ، تراز هندسی و طراحی ، مواد و طرح های سنگ فرش بزرگراه ، طراحی سازه ای از ضخامت روسازی و نگهداری روسازی را در نظر بگیرند.
2.7 مهندسی دریا و اقیانوس
مهندسی ساحل شاخه ای از مهندسی عمران است که درباره نیازهای خاص ایجاد شده به دلیل ساخت و ساز در ساحل و یا نزدیک آن و همچنین توسعه خود ساحل می باشد.
اثر هیدرودینامیکی امواج، جزر و مد، موج های طوفان و سونامی و محیط خشن نمکی آب دریا چالش هایرایج در مهندسی ساحل می باشد. و همینطور تغییرات مورفودینامیکی توپوگرافی ساحل که هم به دلیل توسعه خودکار سیستم و هم به دلیل تغییرات ایجاد شده توسط بشر ایجاد می شوند از همین چالش ها هستند. محدوده مورد علاقه در مهندسی ساحل شامل ساحل اقیانوس ها، دریاها، دریاهای حاشیه ای، مصب ها و دریاچه های بزرگ می باشد.
مطلب مرتبط: آموزش ایتبس (Etabs 2015)
علاوه بر طراحی، ساخت و نگهداری سازه های ساحلی، مهندسان ساحل اغلب به صورت بین رشته ای در مدیریت یکپارچه منطقه ساحلی شرکت می کنند، و این موضوع بیشتر به دلیل دانش خاصشان در مورد هیدرو و مورفو دینامیک سیستم ساحلی است. این موضوع ممکن است شامل ارائه ورودی و تکنولوژی برای ارزیابی اثرات محیطی، توسعه بنادر، استراتژی های دفاعی ساحلی، احیای اراضی، مزارع بادی ساحلی و دیگر تاسیسات تولید انرژی و غیره می باشد.
2.8 مهندسی شهرسازی
مهندسی شهرسازی با زیرساخت های شهری سروکار دارد. این رشته شامل طراحی، ساخت و نگهداری خیابان ها، پیاده روها، شبکه تامین آب، شبکه فاضلاب، روشنایی خیابان ها، مدیریت و دفع پسماند جامد شهری، انبار مواد مختلف که برای نگهداری و کارهای عمومی استفاده می شود (مانند نمک، شن و غیره)، پارک های عمومی و زیرساخت های دوچرخه سواری می باشد.
در مورد شبکه های زیرزمینی ، ممکن است بخش عمرانی (مجراها و محفظه های دسترسی) شبکه های توزیع محلی خدمات برقی و ارتباطی را نیز شامل شود. همچنین ممکن است شامل مواردی چون بهینه سازی جمع آوری پسماند و شبکه خدمات اتوبوسرانی نیز بشود. برخی از این رشته ها با سایر تخصصهای رشته مهندسی عمران همپوشانی دارند، اما مهندسی شهرسازی بر هماهنگی این شبکه ها و خدمات زیرساختی متمرکز است، زیرا اغلب آن ها به طور همزمان ساخته می شوند و توسط همان مرجع شهرداری اداره می شوند.
همچنین ممکن است مهندسان شهرسازی کارهای عمرانی سایت را برای ساختمان های بزرگ، کارخانجات صنعتی یا دانشگاه ها طراحی کنند (به عنوان مثال جاده های دسترسی، پارکینگ ها، تأمین آب آشامیدنی، تصفیه یا پیش تصفیه فاضلاب، زهکشی محل و غیره).
2.9 مهندسی نقشه برداری
نقشه برداری فرآیندی است که یک نقشه بردار ابعاد خاصی را بر روی سطح زمین و یا نزدیک آن اندازه گیری می کند. تجهیزات نقشه برداری مانند ترازیاب و تئودولیت برای اندازه گیری دقیق انحراف زاویه ای و مسافت های افقی، عمودی و شیب دار استفاده می شوند. با دیجیتال شدن نقشه برداری، اندازی الکترونیکی مسافت (EDM)، توتال استیشن ها، نقشه برداری جی پی اس و اسکن به وسیله لیرز بسیاری از وسایل قدیمی مورد استفاده در نقشه برداری جایگزین شده اند.
داده های جمع آوری شده از نقشه برداری به شکل گرافیکی سطح زمین و در قالب یک نقشه تبدیل می شوند. سپس این اطلاعات به وسیله مهندسان عمران، پیمانکاران و معامله کنندگان املاک به ترتیب برای طراحی، ساخت و معامله استفاده می شود. اجزای یک سازه می بایست اندازه باشند و نسبت به یکدیگر و نسبت به حدود زمین و سازه های مجاور در مکان صحیح قرارگیرند.
اگر چه نقشه برداری یک حرفه مشخص با مدارک و مجوزهای جداگانه می باشد، اما مهندسان عمران مطالب پایه ای نقشه برداری و نقشه کشی را همانند سیستم های اطلاعات جغرافیایی آموزش می بینند. همچنین نقشه برداران مسیرهای خط راه آهن، تراموا، بزرگراه ها، جاده ها، خطوط لوله ها و خیابان ها را همانند جانمایی دیگر زیرساخت ها مانند بندرگاه ها را قبل از ساخت جانمایی می کنند.
هیچ دیدگاهی نوشته نشده است.