تحقیق در مورد سازه های بتنی رشته عمران

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .DOC ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 43 صفحه

 قسمتی از متن .DOC : 

موضوع تحقیق:

سازه های بتنی

فهرست مطالب

مقدمه:

تعمیر بتن در مناطق دریایی

  سازه های اسکلت بتنی

چگونه یک ساختمان ایمن یسازیم

وسژگی های عمده فوم بتون

بتن ا لیافی

منابع

مقدمه

ضرورت تحقیق در خصوص مصالح ساختمانی خصوصا بتن به عنوان عنصر شاخص در ساخت و ساز، از چند دهه گذشته در مرکز توجه موسسات تحقیقاتی در کشورهای مختلف بوده است. در کشور ما با توجه به حجم انبوه ساخت و سازها در بخش عمومی و در بخش خصوصی و همچنین سرمایه گذاری های عظیم برای ساخت فرا سازه ها، که بخش اعظم آنها را سازه های بتنی تشکیل می دهند، پرداختن به موضوع تحقیقات در زمینه مصالح ساختمانی و خصوصا بتن از اهمیت زیادی برخوردار است. در کشورهای پیشرفته، امروزه بخشی قابل ملاحظه ای از بتن های مصرفی را بتن های خاص تشکیل می دهد و با توجه به قابلیت های شگرف این مصالح ساختمانی ، تحولهای اساسی در تکنیک ها و روشهای ساخت سازه ها ایجاد شده است.

آزمایشگاه مصالح ساختمانی دانشکده فنی دانشگاه تهران از بدو تاسیس به عنوان یکی از مراکز معتبر آزمایشگاهی مصالح ساختمانی در کشور محسوب می شده و هم اکنون به عنوان آزمایشگاه مرجع مورد قبول سازمانها و ارگانهای رسمی است . انستیتو مصالح ساختمانی دانشکده فنی دانشگاه تهران در همکاری با آزمایشگاه مصالح ساختمانی با هدف ارتباط با صنعت ساختمان و انجام پروژه های علمی، تحقیقاتی، مشاوره ای، مدیریتی و اجرایی به منظور

ارتقای کیفی و کمی دانش مربوط به مصالح و فراورده های ساختمانی و نیز کاربرد آنها شامل : مطالعات رفتاری، فن آوری تولید، کاربرد مصالح و فرآورده های بتنی، ترمیم و نگهداری سازه ها وطراحی سازه های بتنی محافظ شروع به کار کرده است. این مرکز تاکنون توانسته است بیش از20 نفر از نخبگان ( دانشجویان افتخار آفرین در مسابقات بین المللی انجمن بتن آمریکا در سه سال اخیر) و فارغ التحصیلان دانشکده فنی را جذب کند.

انستیتو مصالح ساختمانی با بهره گیری از تجهیزات کامل آزمایشگاه مصالح ساختمانی ، مسوولان مجرب، نخبگان و فارغ التحصیلان دانشکده فنی آماده ارائه خدمات وسیعی به صنعت ساختمان کشور می باشد و هم اکنون مورد توجه صاحبان صنایع ساختمانی در زمینه های مختلف قرار گرفته و قراردادهای پژوهشی و تحقیقاتی متعددی را منعقد نموده است.

انستیتو مصالح ساختمانی دانشکده فنی با همکاری آزمایشگاه مصالح ساختمانی با توجه به ظرفیت قابل ملاحظه خود توانایی ارائه خدمات

مقاومت سازه در مقابل آتش

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 19 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

مقاومت سازه در مقابل آتش:1

تعداد طبقات

حداکثر ارتفاع

حداکثر سطح طبقات یا آپارتمان (متر مربع)

حداکثر حجم ساختمان یا آپارتمان (متر مکعب)

حداقل مقاومت اجزای اصلی سازه در برابر آتش (بر حسب ساعت)

1

نامحدود

800

4000

نیم ساعت

1

نامحدود

نامحدود

نامحدود

نیم ساعت

4-2

m 15

800

8500

نیم ساعت

4-2

نامحدود

نامحدود

نامحدود

1 ساعت

7-5

m 28

نامحدود

14000

1 ساعت

بیش از 5 طبقه

نامحدود

نامحدود

نامحدود

5/1 ساعت

* سیل:

برای حفظ و حراست ساختمان های آموزشی و امنیت دانش آمزان در مقابل سیل به کارگیری تمهیداتی در انتخاب مکان می تواند موثر واقع گردد. این تمهیدات شامل احتراز از ساخت فضاهای آموزشی در مناطق پست و سیل گیر و حفظ حریم سیل ها و رود خانه های فصلی و دائمی خواهد بود.

* نکات کلی برای ایمنی در مدارس:

نرده های حیاط طوری انتخاب شوند که امکان بالا رفتن یا خرید اجناس از میان آنها برای کودکان میسر نباشد.

از بکارگیری مصالح صاف و صیقلی در کف پرهیز شود.

از بکارگیری درهای شیشه ای پرهیز گردد، مگر شیشه های ایمنی.

پنجره ها باید به داخل باز شوند تا به سادگی قابل تمیز کردن باشند.

نصب حفاظ برای پنجره ها در طبقات لازم است. در طبقه همکف این حفاظ باید طوری طراحی شود که در واقع اضطراری امکان فرار از پنجره میسر باشد.

اتاق کمکهای اولیه در نزدیکی دفتر مدرسه و یا اتاق مربی بهداشت پیش بینی شود به طوری که از نور طبیعی ، تهویه و فضای کافی برای تجهیزات کمکهای اولیه برخوردار باشد.

کلیدهای برق باید روی دیوار خارجی توالت ها نصب شود. توالتها، بهتر است به طرف بیرون باز شوند.

مبلمان مدارس باید عاری از هر گونه خوردگی و یا لبه های تیز فلزی باشد.1

خصوصیات فیزیکی مدرسه:

* تراکم دانش آموزان:

تحقیقات نشان می دهند ، تراکم زیاد جمعیت به عنوان عامل فیزیکی، رفتارهای تهاجمی را افزایش می دهد و در صورت استمرار، موجب بروز واکنش های بیمار گونه و نابهنجاری می شود. تراکم فیزیکی نیز در انسان حساس ازدحام بر می انگیزد. نظر به اینکه دانش آموز به اندازه سطح کلاس مشخص می کنند. احساس ازدحام از میزان تراکم تأثیر پذیرد ولی پدیده ای است ذهنی و از عوامل روانشناختی از یکسو و محیطی – فرهنگی از سوی دیگر متأثر می شود.

آستانه تحریک پذیری افراد از نظر احساس ازدحام تحت تأثیر تجارب پیشین آنان قرار می گیرد. به عنوان مثال معلمینی که به تدریس در کلاسهای پر جمعیت عادت کرده اند، در یک کلاس سی نفره احساس ازدحام می کنند.

نوع فعالیتی که قرار است در فضای واحد انجام شود نیز عاملی بس موثر در بروز احساس ازدحام می باشد. به عنوان مثال هرگاه در یک کلاس پر جمعیت (با تراکم بالا) دانش آموزان با رفتار انفعالی، فقط به سخنان معلم گوش کنند، ازدحام محسوب نمی شود. مگر اینکه موضوع درس (کاردستی) باشد و یا یک روش تدریس ویژه دانش آموزان را به فعالیت و تحرک بیشتر وادار نماید. به طور خلاصه احساس ازدحام هنگامی به انسان دست می دهد که علاوه بر عوامل دیگر، تراکم جمعیت مخل آسایش شده، موانعی در مقابل جریان طبیعی فعالیتها ایجاد کند.

* تاثیر اندازه مدرسه:

به نظر می رسد که مدرسه بزرگ نفوذ دارد. ابعاد خارجی بزرگ آن، راههای طولانی و اتاقهای زیاد آن و گروههای بزرگ دانش آموزان آن ، همگی اشاره بر قدرت و خوبی آن دارند. مدرسه کوچک فاقد این اطمینان است. ساختمان متوسط آن ، راهروی کوتاه و اتاقهای کم و دانش آموزان معدود آن به صورت گروههای کوچک می باشند و این یک حسی از محیط سطحی و نه چندان تحصیلی را به ما منتقل می کند. اما اینها تنها یک نظریه گول زننده است.

کاملترین اطلاعات در مورد تاثیر اندازه مدرسه بر نوجوان و تحقیقات انجام شده توسط یک روانشناس به نام راجر بایگل و همکارانش بدست آمده است.

مدارس بزرگ بیش از مدارس کوچک مسائل متنوع را ارائه می کنند. اما تنوع موضوعات ارائه شده در آنها هنگامی که اندازه مدرسه افزایش بیشتری دارد به مقدار کمی افزایش پیدا می کند. در حالیکه یک مدرسه با 2000 دانش آموز ممکن است دارای 50 موضوع کلاسی متفاوت باشد. یک مدرسه با 4000 دانش آموز ممکن است فقط شامل 60 موضوع باشد. به هر حال شاید جالب توجه ترین یافته ها، توجه به مشارکت در فعالیتهای غیر کلاسی است. ممکن است توقع داشته باشیم که مدارس بزرگ علاوه بر فراهم کردن فعالیتهای متنوع تر ، فعالیتهای فوق برنامه گوناگونی را نیز به دانش آموزانشان ارائه دهند که البته همین طور نیز هست. اما از آنجا که مدارس بزرگ دانش آموزان زیادی دارند، مشارکت در فعالیتهای مختلف در مدارس بزرگ نصف مدارس کوچکتر است. مدرسه کوچک به دانش آموزان اجازه کار نزدیک با دیگران می دهد و حس اهمیت و مورد نیاز بودن را به آنها القا می کند.

گزارشی نشان داده ات که در یک مدرسه کوچک دیر یا زود اغلب دانش آموزان این شانس را می یابند که در یک تیم ورزشی یا تشکیلات دانش آموزی مشارکت کنند. اندازه مدرسه مخصوصاً بر مشارکت دانش آموزانی که موقعیت خوبی ندارند، اثر دارد. در مدارس بزرگ دانش آموزان حاشیه ای به ندرت در فعالیتهای مدرسه سهیم می شوند ولی در مدارس کوچک این دانش آموزان حس درگییری و تعهد یکسانی به دانش آموزان موفق از نظر درسی دارند.

کارشنماسان اکنون در مورد این مساله که اندازه ایدال آل یک مدرسه برای نوجوانان بین 500 تا 1000 دانش آموز است، اتفاق نظر دارند.

* رنگ فضاها:

رنگ به عنوان عنصر تفکیک ناپذیر معماری تاثیر بر روحیه و رفتار کاربران فضاها و ساختمانها دارد و حالات روانی و عاطفی آنها را شدیداً تحت تاثیر قرار می دهد.

انسان پدیده های اطراف خویش را همراه با رنگ مشاهده می کند و نسبت به آنها واکنش نشان می دهد. رنگه هر یک حاوی پیامی خاص به بینندگان

قالب بندی سازه های بتنی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 22 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

قالب بندی سازه های بتنی

*قالب های لغزنده:***

*امروزه برای ساخت سازه های بلند و با طول زیاد نظیر سیلوها، برج های مخابراتی،

هسته های برشی ساختمان های بلند، برج های خنک ساز ، دودکشها، پایه های پله، کف

تونلها، کانال های آب، کف جاده ها و سازه های مشابه که اجرای آنها در گذشته

نیاز به داربست بندی سنگین در اطراف سازه داشت،‌از روشی استفاده می گردد که

قالب لغزنده نام دارد. با استفاده از روش قالب لغزنده بسیاری از داربست بندی

های اطراف سازه حذف گردید و سرعت اجرای کار به همراه نمای بهتر برای کار افزایش

می یابد.

*قالب های لغزنده قائم:*

اساس روش اجرای قالب لغزنده عمودی این است که قالب به ارتفاع ۱ تا ۱.۵ متر در

فواصل زمانی متناوب به بالا کشیده می شود. در ضمن بالا کشیدن قالب عملیات بتن

ریزی و آرماتور بندی نیز ادامه می یابد و دائما مخلوط بتن از بالا به درون قالب

ریخته شده و ضمن حرکت قالب به سمت بالا بتن سخت شده از قسمت زیرین قالب جا می ماند. سرعت حرکت قالب طوری تنظیم می شود که بتن در زمان خارج شدن از قالب ضمن تحمل وزن خود، جهت حفظ شکل خود از مقاومت کافی برخوردار باشد. قالب بندی لغزان قائم را می توان بر اساس حرکت پیوسته انجام داد و یا آن را طوری برنامه ریزی

کرد که در ارتفاع معینی متوقف گردد و سپس حرکت لغزان خود را مجددا از سر گیرد.

معمولا حرکت قالب لغزان با سرعتی یکنواخت صورت می گیرد.

در صورتی که قالب لغزان دارای توقف باشد درزهایی به وجود می آیند که با درزهای

میان مراحل بتن ریزی در عملیات ساختمانی با قالب ثابت فرقی ندارد.

قالب لغزنده در امتداد قائم با سرعتی یکنواخت حرکت می کند و این سرعت به اندازه

ای است که هر مقطع از بتن در طول مدت زمان لازمی که برای گیرش اولیه نیاز دارد

درون قالب می ماند.روش قالب لغزنده عمودی برای سازه های پوسته ای با ضخامت جدار

ثابت و یا تقریبا ثابت به کار می رود. قالب های لغزان قائم توسط جکهایی به بالا

حرکت داده می شوند که بر روی میله های صاف یا لوله های سازه ای کار گذاشته شده

در بتن سخت عمل می کنند. این جکها ممکن است از نوع دستی، بادی،برقی یا

هیدرولیکی باشند. سکوهای کار و داربست های کارگران پرداختکار نیز به قالب بندی

متصل و به همراه آن حرکت می کنند.

*قسمتهای اصلی یک قالب لغزنده عبارتند از:*

*دیواره‌های قالب* : دیواره‌های قالب باید به اندازه کافی محکم و مقاوم باشند.

جنس این دیواره‌ها ممکن است چوبی و یا فلزی باشند. قالبهای فلزی به مراتب

سنگین‌تر از قالبهای چوبی‌اند ولی در عوض استحکام بیشتری داشته و تعداد دفعات

استفاده از آنها بیشتر است. تعمیرات و یا تغییرات احتمالی قالبهای فلزی نیز

نسبت به قالبهای چوبی دشوارتر است در عوض تمیز کردن آنها آسانتر و نمای بتن پس

از باز کردن قالب صاف‌تر است.

خود قالب ها را می توان در سه بخش در نظر گرفت :

یوغها دو وظیفه اصلی دارند: جلوگیری از باز شدن قالب ها در قالب در برابر

فشارهای جانبی بتن و انتقال بار و فشار به جکها. پشت بندها نیز برای تقویت

مقاومت خمشی بدنه قالب ساخته شده و بار قالب ها را به یوغ ها منتقل می کنند.

سکوی نازک کاری، عرشه اجرایی و سکوی طره ای به پشت بندهای افقی متصل می شوند.

اتصال پشت بندها به یوغ باید قادر به حمل این بارها باشد. قالب بدنه که نیز می

تواند از پانلهای فلزی، پانلهای چند لایه و یا الوارهای چوبی باشد مستقیما به

پشت بندهای افقی متصل می شود.

*طوقه‌ها* : این طوقه‌ها برای نگهداری سکوی کار و انتقال آن و همچنین نگهداری و

تحمل وزن قالب و کابل جک در نظر گرفته می‌شوند. طوقه‌ها معمولاً فلزی و به صورت

پروفیلهایی مناسب طرح و در نظر گرفته می‌شوند.

سازه های متداول برای ساختمانهای بلند

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .DOC ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 15 صفحه

 قسمتی از متن .DOC : 

سازه های متداول برای ساختمانهای بلند

سیستم های لوله ای در سازه برج

در طرح سازه های بلند اخیرا ایده جدیدی ارائه شده است که موسوم به سیستم لوله ای می باشد. در حال حاضر در چهار مورد از پنج ساختمانی که بلندترین ساختمان های دنیا می باشند از این روش استفاده شده است. این ساختمان ها عبارتند از، ساختمان هنکاک برج سیرز و ساختمان استاندارد اویل در شیکاگو و ساختمان مرکز تجارت دنیا در نیویورک . بازده سازه ای سیستم های لوله ای به قدری زیاد می باشدکه در اکثر موارد مقدار مصالح سازه ای مصرف شده برای هر فوت مربع کف (یا سقف) قابل مقایسه با مقدار مصالح مصرف شده در ساختمان های قابی متداول به ارتفاع نصف می باشد.

در طرح لوله ای فرض می شود که عناصر سازه ای پیرامونی ساختمان در مقابل بارهای جانبی همچون یک تیر با مقطع صندوقی (جعبه ای) تو خالی که از زمین طره شده است عمل کند. چون دیوارهای خارجی تمام یا بیشتر بار جانبی را تحمل می کنند، مهار بندی های قطری یا دیوارهای برشی داخلی پر هزینه حذف می گردند.

دیوارهای لوله از ستون هایی تشکیل می شوند که به فواصل کم در مجاورت یکدیگر در اطراف محیط ساختمان قرار می گیرند و به یکدیگر با تیرهای با عمق زیاد که در بالا و پایین آنها سوراخ های پنجره قرار دارند متصل می شوند. این سازه نمایی همچون دیواری با سوراخ های متعدد به نظر می رسد. سختی دیوار نما را می توان با افزودن مهار بندی های مورب (قطری) که اثر خر پا مانند ایجاد می کنند زیاد تر نمود. صلبیت لوله چنان زیاد است که در مقابل بارهای جانبی به صورت یک تیر طره ای عمل می کند. لوله خارجی می تواند به تنهایی تمام بارهای جانبی را تحمل کند یا اینکه با افزودن نوعی مهار بندی داخلی می توان لوله را بیشتر تقویت نمود و سخت تر کرد.

در زیر کار بردهای مختلف سیستم لوله ای که تا امروزه به کار رفته اند بررسی می گردند. این بخش به موضوع های زیر تقسیم می شود:

- سازه لوله توخالی در ساخت برج

● لوله قابی

● لوله خر پایی شامل 1- لوله خرپایی مرکب از ستون و عناصر قطری 2- لوله خر پایی مشبک

- برج با سازه لوله با مهار بند ی داخلی

● لوله با دیوارهای برشی موازی

● لوله در لوله

● لوله اصلاح شده شامل 1- لوله قابی توأم با قاب های صلب 2- لوله در نیم لوله

- لوله های دسته شده

سازه لوله توخالی در ساخت برج

- لوله قابی

- لوله خرپایی

- لوله خرپایی مرکب از ستون و عناصر قطری

- لوله خرپایی مشبک

لوله قابی

کاربرد نخستین سیستم لوله ای قابی بود که برای اولین بار در ساختمان آپارتمانی 43 طبقه دویت چست نات در شیکاگو (1961) به کار رفت. در این سیستم لوله ای دیوار های خارجی سا ختمان از شبکه ای از تیرهای نزدیک به هم تشکیل می شود که با اتصالات صلب به یکدیگر متصل می باشند(به صورت قاب ویراندیل) و این دیوارهای خارجی به توسط عمل لوله طره شده بدون استفاده از مهار بندی داخلی بارهای جانبی را تحمل می کنند. فرض می شود که ستون های داخلی فقط بارهای وزن را تحمل می نمایند و در سختی لوله خارجی سهمی ندارند. کف های سخت طبقات همچون دیافراگم نیروهای جانبی را به دیوارهای پیرامونی توزیع می کنند.

مثال های دیگری از ساختمان هایی که در آنها از لوله قابی تو خالی استفاده شده عبارتنداز: ساختمان 83 طبقه استاندارد اویل در شیکاگو و ساختمان 110 طبقه مرکز تجارت دنیا در نیویورک با وجود اینکه این ساختمان ها دارای هسته داخلی می باشند مانند لوله های تو خالی عمل می کنند زیرا هسته ها در آنها برای تحمل بارهای جانبی طرح نگردیده اند.

لوله ویراندیلی بطور منطقی از سازه قاب صلب معمولی نتیجه می شود و در حقیقت تکامل یافته آن می باشد. این سیستم دارای سختی جانبی و مقاومت پیچشی بالا می باشد و در عین حال از لحاظ تقسیم بندی فضای داخل آن انعطاف پذیر است.ستون ها و تیرها در شبکه به قدری نزدیک یکدیگر و با فاصله کم قرار داده می شوند که می توان از آنها به عنوان چهار چوب یا قاب پنجره ها استفاده نمود.

در طرح سیستم های لوله ای قابی ایده ال آن است که دیوارهای خارجی به صورت واحد و مشترک عمل کنند و در مقابل بارهای جانبی کاملا مانند یک تیر طره ای خم شوند. در چنین حالتی تمام ستون هایی که لوله را می سازند، مشابه تارهای یک تیر، تحت کشش یا فشار محوری مستقیم خواهند بود.

اما رفتار واقعی لوله در جایی ما بین رفتار تیر طره ای خالص قاب خالص قرار دارد. اضلاعی از لوله که موازی امتداد نیروهای جانبی می باشند، با توجه به انعطاف پذیری تیرها ، تمایل دارند که مانند قاب های صلب چند دهانه و مستقل عمل کنند. این انعطاف پذیری باعث می شود که در قاب تغییر شکل های ناشی از برش ایجاد شود که به نام لنگی برش خوانده می شود. بنابراین در ستون ها و تیرها خمش بوجود می آید.

اثر تغییر شکل برشی در روی عمل لوله منجر به توزیع غیر خطی فشار در امتداد پوش ستون ها می گردد، ستون هایی که در گوشه های ساختمان واقع شده اند مجبور می باشند سهم بیشتری از بار را نسبت به ستون های ما بین آنها تحمل کنند. تغییر

تحقیق درباره اثر زلزله بر سازه های زیر زمینی و تونل مترو

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 11

اثر زلزله بر سازه های زیر زمینی و تونل مترو

چکیده:

امروزه با پیشرفت فن آوری، سهولت نسبی در حفاری و ساخت سازه‌های زیرزمینی، محدودیتهای فضاهای سطحی برای اجرای طرحهای عمرانی و نیز به واسطه مسائل سیاسی و امنیتی، توجه بسیاری از کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه به احداث سازه‌های زیر رمینی برای کاربریهای عمرانی، نظامی و معدنی معطوف شده است. راهها و بزرگراههای زیرزمینی، انواع تونلها، شبکه متروی شهری، نیروگاهها و سایر مغارهای زیر زمینی برای دفن زباله‌های هسته‌ای و یا به عنوان مخازن نفت، معادن، پناهگاهها و انبارها، تعدادی از سازه‌هایی هستند که در کشورهای مختلف به سرعت در حال ساخت و اجرا می‌باشند.

با توجه به توسعه روز افزون سازه‌های زیر زمینی و هزینه‌های فراوانی که برای ساخت هر یک از این سازه‌ها صرف می‌گردد و نیز اهمیت آنها در شبکه حمل و نقل بین شهری و داخل شهری و خطری که در صورت آسیب دیدگی آنها متوجه جان مردم میشود، لازم است که پایداری آنها در برابر خطرات ناشی از زلزله مورد مطالعه قرار گیرد.

در این گزارش پس از نگرشی اجمالی به تاریخ صنعت سازه‌های زیر زمینی و آسیبهای گذشته این سازه‌ها در زلزله، به بررسی  تعاریف مربوط به تونلها و نیز مشخصات کلی امواج زلزله  و نحوه تاثیر آنها بر تونلها می‌پردازیم و برآورد خطر پذیری این گونه سازه‌ها را بیان می‌نماییم.

بخش دوم این گزارش، به تونلها و ایستگاههای زیر زمینی مترو اختصاص دارد که پس از بیان تفاوت عملکردی اینگونه تونلها نسبت به سایر تونلها، به مطالعه موردی تونل متروی دایکایی که در زلزله کوبه دچار آسیب شده بود و نیز بررسی خطرپذیری تونل متروی شهر قاهره خواهیم پرداخت. سپس معیارهای طراحی لرزه‌ای تونلها بیان میگردد.

1- تاریخچه تونل سازی و سازه‌های زیر زمینی

احتمالا اولین تونل‌ها در عصر حجر برای توسعه خانه‌ها با انجام حفریات توسط ساکنان شروع شد . این امرنشانگر این است که آنها در تلاشهایشان جهت ایجاد حفریات به دنبال راهی برای بهبود شرایط زندگی خود بوده اند. پیش ازتمدن روم باستان ، در مصر ، یونان ، هند و خاور دور و ایتالیای شمالی ، تماما تکنیکهای تونلسازی دستی مورد استفاده قرار می‌گرفت که در اغلب آنها نیز از فرایندهای مرتبط با آتش برای حفر تونل های نظامی ، انتقال آب و مقبره‌ها کمک گرفته شده است. در ایران نیز از چند هزار سال پیش، به منظور استفاده از آبهای زیر زمینی تونل هایی موسوم به قنات حفر شده است که طول بعضی از آنها به 70 کیلومتر و یا بیشتر نیز می‌رسد. تعداد قنات های ایران بالغ بر50000 رشته برآورده شده است. جالب توجه است که این قنات های متعدد، طویل و عمیق با وسایل بسیار ابتدایی حفر شده اند.

رومی ها نیز در ساخت قنات‌ها و همچنین در حفاری تونل های راه پرکار بودند. آنها در ضمن اولین دوربینهای مهندسی اولیه را در جهت کنترل تراز وحفاری تونل ها به کار بردند.

اهمیت احداث تونل ها دردوران های قدیم ، تا بدین جاست که کارشناسان کارهای احداث تونل درآن تمدن‌ها را نشانگر رشد فرهنگ و به ویژه رشد تکنیکی و توان اقتصادی آن جامعه دانسته‌اند. تمدنهای اولیه به سرعت ، به اهمیت تونل‌ها ، به عنوان راه‌های دسترسی به کانی ها و مواد طبیعی نظیر سنگ چخماق به واسطه اهمیتش برای زندگی، پی‌بردند. همچنین کاربرد آنها دامنه گسترده‌ای از طاق زدن بر روی قبرها تا انتقال آب و یا گذرگاههایی جهت رفت و آمد را شامل می شد. کاربردهای نظامی تونل‌ها ، به ویژه از جهت بالابردن توان گریز یا راههایی جهت یورش به قرارگاهها و قلعه های دشمن ، ازدیگر جنبه های مهم کاربرد تونلها در تمدن های اولیه بود.

تونل سازی همزمان با انقلاب صنعتی، به ویژه به منظور حمل و نقل ، تحرک قابل ملاحظه ای یافت. تونلسازی به گسترش و پیشرفت کانال سازی کمک کرد و این امر در توسعه صنعت به ویژه در قرون 18 و 19 میلادی در انگلستان سهم بسزایی داشت. کانال‌ها یکی از پایه های انقلاب صنعتی بودند وتوانستند در مقیاس بسیار بزرگ هزینه‌های حمل و نقل را کاهش دهند. تونل مال پاس با طول 157 متر برروی کانال دومیدی در جنوب فرانسه اولین تونلی بود که در دوره‌های مدرن در سال 1681 ساخته شد. همچنین اولین تونل ساخته شده با کاربرد حفاری و انفجار باروت بود. در انگلستان، قرن 18 نیز جیمز بریندلی از خانواده ای مزرعه دار با نظارت بر طراحی و ساخت بیش از 580 کیلومتر کانال و تعدادی تونل به عنوان پدر کانال و تونل های کانالی ملقب شد. وی در سال 1759 با ساخت یک کانال به طول 16 کیلومتر مجموعه معدن زغال دوک بریدجواتر را به شهر منچستر متصل نمود. اثر اقتصادی تکمیل این کانال نصف شدن قیمت زغال در شهر و ایجاد یک انحصار واقعی برای معدن مذکور بود.

در اوایل قرن نوزدهم به منظور عبور از قسمتهای پایین دست رودخانه تایمز هیچ سازه ای موجود نبود و 3700 عابر مجبور بودند با طی یک راه انحرافی 3 کیلو متری با قایق مسیر روترهایت به ویپنیگ را طی کنند. اقدام به ساخت یک تونل نیز به دلیل ریزشی بودن ومناسب نبودن رسوبات کف رودخانه متوقف شد. تا اینکه در حدود سال 1820 فردی بنام مارک ایرامبارد برونل از فرانسه ایده استفاده از سپر را مطرح نمود و در سال 1825 کار احداث تونل بین روترهایت و ویپنیگ را آغاز و علی رغم جاری شدن چند نوبت سیل در سال 1843 آن را باز گشایی نمود. این تونل تامس نام گرفته و اولین تونل زیر آبی بود که بدون هر گونه رودخانه انحرافی حفر شد.

در دیگر موارد تونلهای زهکشی بزرگ ، نظیر تونلی با طول 7 کیلو متر در هیل کارن انگلستان ، اهمیت زیادی در توسعه صنعت معدنکاری داشته‌اند. البته بررسی تاریخچه پیشرفت در روش ها و تکنیک ها و به عبارتی در هنر تونل سازی نشانگر این مطلب است که مانند بسیاری دیگر از علوم و فنون بیشتر رشد این هنردر قرن گذشته صورت گرفته و تا حال نیز ادامه دارد.