استخدام کارشناس طراحی سازه
طراحی سازه چیست؟
رشته مهندسی عمران، پس از رشته مهندسی نظامی، کهن‌ترین رشته از رشته‌های مهندسی محسوب می‌شود. مهندسی عمران، رشته‌ای تخصصی است که به طراحی، ساخت و نگهداریِ محیط‌های فیزیکی بویژه محیط‌های شهری عمومی همچون جاده‌ها، پل‌ها، سدها، بزرگراه‌ها، فرودگاه‌ها، خطوط لوله، فاضلاب‌ها، خطوط آهن، بندرها و ... می‌پردازد. مهندسی عمران دارای شعبه‌ها و زیرشاخه‌های تخصصی متعددی است.
یکی از زیرشاخه‌های مهم مهندسی عمران، مهندسی سازه است. مهندسی سازه با طراحی و تحلیل ساختاری ساختمان‌ها، پل‌ها، برج‌ها، تونل‌ها و حتی سازه‌های غیرآبی‌ای همچون دکل‌های نفت سروکار دارد. مهندسان سازه که طراحی سازه از وظایف آنان است، از خلاقیت خود در طراحی سازه‌های زیبا تا حدودی استفاده می‌کنند، اما کار اصلی آنان این است که از ایمنی و استحکام سازه‌ها برای کاربردهای مورد نظر، اطمینان حاصل کنند. طراحی سازه یکی از تخصصی‌ترین بخش‌های این رشته است. طراحی سازه، مجموعه‌ای از روش‌ها یا ابزارهاست که برای تعیین ویژگی‌های ایمنی و اقتصادی سازه و حصول اطمینان از استحکام سازه‌های طراحی‌شده جهت تحمل وزن مورد نظر به کار گرفته می‌شوند.
مهندسان سازه برای تعیین میزان تأثیرات نیروهای داخلی و خارجی بر سازه، دست به تحلیل سازه زده و سپس به طراحی سازه‌ای با مواد و مصالح مناسب می‌پردازند. پیوند نزدیکی میان دو رشته تخصصیِ معماری و مهندسی سازه وجود دارد. معماران معمولا به طراحی بخش‌هایی از پروژه می‌پردازند که جذابیت بصری دارند، اما مهندسان سازه بر قدرت تحمل، استحکام و ایمنی سازه‌ها تمرکز می‌کنند.
برخی از اصول پایه طراحی سازه
طراحان سازه، اصول اساسی طراحی سازه را با معلومات خود از فیزیک و شناخت مواد درمی‌آمیزند تا مطمئن شوند سازه‌ای که طراحی می‌کنند خواهد توانست وزن‌ها و نیروهای احتمالی را تحمل کند. در قسمت زیر، به مهم‌ترین اصولی که طراح سازه باید به آنها توجه کند می‌پردازیم:
استفاده از تحلیل سازه برای شناخت تأثیر نیروها بر سازه
دغدغه اصلی مهندسی و طراحی سازه، ایمنی و استحکام سازه مورد طراحی می‌باشد. تحلیل سازه، مهم‌ترین ابزاری است که طراحان و مهندسان برای حصول اطمینان از قدرت سازه در تحمل نیروهای مختلف در حین عملکرد طبیعی، بکار می‌برند. بطور مثال، طراحی که می‌خواهد یک سکوی مترو طراحی کند، باید اطمینان حاصل کند که سکوی مورد نظر، زیر فشاری که وزن صدها مسافر بر آن تحمیل می‌کند فرو نخواهد ریخت. در تحلیل سازه، سه ویژگی از ویژگی‌های نیرو در نطر گرفته می‌شود:
• بزرگی و حجم نیرویی که بر سازه وارد می‌شود.
• جهت نیروی وارده. مثلا بادهای تند از کناره‌ها به سازه فشار می‌آورند، در حالی که برف سنگین، از بالا و در جهت جاذبه زمین اعمال فشار می‌کند.
• ناحیه‌ای که به آن نیرو وارد می‌شود. طراحان باید تأثیر نیروهای احتمالی بر هر یک از بخش‌های سازه را ارزیابی کنند، نه اینکه تنها به ارزیابی نیروی وارد بر کل سازه بپردازند.
ایستایی و عدم تحرک اجزای سازه
هرکس مبادرت به ساختن برجی کوچک با سنگ‌های ساحلی کرده باشد، احتمالا با مشکلات مربوط به این اصل بسیار مهم مواجه شده است. در طراحی سازه، یکی از نخستین قدم‌ها این است که ازطریق مهندسان ژئوتکنیک یا خاک و پی مطمئن شویم که خاک موجود در زیر ساختمان، پی یا فونداسیون محکمی برای ساخت و ساز فراهم می‌کند. پی مستحکم، ضامن ایجاد سازه‌ای ثابت و غیرمتحرک خواهد بود. برای آنکه سازه ثابت باشد، مجموع نیروهای وارد بر آن باید مساوی با صفر باشد. اما طراحان به خوبی می‌دانند که هنگام استفاده از سازه، نیروهای خارجی بر آن وارد خواهد شد. در این صورت، سازه باید بتواند این نیروهای بیرونی را جذب کرده و تعادل خود را حفظ کند. همانطور که در هنگام وزش باد، شاخه درخت در اثر خم نشدن می‌شکند، سازه‌ای هم که نتواند فشارهای بیرونی را جذب کند، آسیب خواهد دید.
انتخاب درست مصالح
انتخاب مصالح مناسب، یکی از مهم‌ترین بخش‌های کار طراحی سازه است. قابلیت سازه در حفظ تعادل و تحمل نیروهای درونی و بیرونی بستگی به خواص و ویژگی‌های مواد و مصالحی دارد که در ساختار آن بکار می‌رود. در انتخاب مواد و مصالح مورد نیاز به ویژگی‌هایی نظیر مقاومت، کش‌سانی، انعطاف‌پذیری و سفتی و سختی توجه می‌شود.
چرا استخدام طراح سازه مهم است؟
استخدام هر گروه از متخصصان، بستگی دارد به اهمیت کاری که انجام می‌دهند و مشکلاتی که از طریق تخصص آنان برطرف می‌شوند. اهمیت کار مهندسان و طراحان سازه در این است که کار آنان ارتباط تنگاتنگ و مستقیمی با ایمنی و بقای ساختمان‌ها و سازه‌های مختلف دارد. بطور مثال با مهندسی و طراحی سازه است که می‌توان بزرگی لرزه‌هایی را که یک آسمان‌خراش در خلال زمین‌لرزه می‌تواند تحمل کند یا حداکثر وزنی را که یک پل می‌تواند تاب بیاورد، تخمین زد. بدیهی است که محاسبه و آزمایش دقیق علمیِ این موارد ممکن نیست مگر با استخدام یک طراح سازه که در کار خود خبره و دقیق باشد.
یکی دیگر از امور مهمی که توسط طراحان سازه تضمین می‌شود، کارآمدی و بازده مواد و مصالحی است که در ساخت‌وساز ساختمان‌ها و سازه‌های گوناگون بکار می‌رود. بطور مثال، یک طراح سازه می‌داند که چه مواد و مصالحی را به صورت بهینه بکار گیرد تا هم ایمنی و بقای سازه را تأمین کرده باشد و هم از صرف هزینه‌های غیرضروری و گزاف خودداری کرده باشد. علاوه بر ایمنی و صرفه‌ج.یی مالی، طراحان سازه می‌توانند بر زیبایی سازه نیز تمرکز کرده و آن را تا حدودی جذاب‌تر کنند. با نکاتی که بیان شد می‌توان نتیجه گرفت که طراح سازه نقشی بسیار مهم و حیاتی در فرآیند ساخته‌شدن سازه دارد زیرا جذابیت ظاهری را با کارکرد عملی و صرفه‌جویی اقتصادی در هم می‌آمیزد، بگونه‌ای که تمامی نیازهای مالی، زیباشناختی و فنی را برطرف می‌سازد.
وظایف و مسئولیت‌های کارشناس طراحی سازه
در پروژه‌های مختلف، طراحان سازه دارای وظایف و مسئولیت‌های ریز و درشت و مختلفی هستند، اما از وظایف و مسئولیت‌های عمومی و کلی آنان می‌توان موارد زیر را ذکر کرد:
• استفاده از شبیه‌سازی رایانه‌ایِ مدل‌ها برای پیش‌بینی چگونگی واکنش سازه در شرایط مختلفی همچون بادهای شدید، سیل یا زمین‌لرزه و ...
• محاسبه و تخمین بارها و فشارهای وارد بر پی، تیغه‌ها و دیوارهای ساختمان
• حصول اطمینان از رعایت استانداردهای ایمنی، بهداشتی و محیط زیستی در پروژه‌ها
• ارائه مشاوره در انتخاب مواد و مصالح مناسب برای ساخت‌وساز
• بررسی و بازبینی ساختمان‌ها و سازه‌های مختلف جهت ارزیابی انسجام و استحکام آنها
• ارائه مشاوره در مورد تعمیرات یا تخریب ساختمان‌ها
• بهبود بخشیدن به بازده انرژی ساختمان
• ارائه گزارش پیشرفت کار
• تحلیل رفتار ساختمان در طول زمان
• همکاری در بازسازی و تعمیر بناهای تاریخی جهت افزایش طول عمر این بناها
مهارت‌ها، توانایی‌ها و ویژگی‌های لازم برای طراح سازه
کسانی که قصد دارند به عنوان مهندس یا طراح سازه وارد بازار کار شوند باید مهارت و دانش عالی در ریاضیات، فناوری اطلاعات و مکانیک داشته باشند. افزون بر این، طراح سازه باید دارای مهارت در توضیح نقشه‌های طراحی شده و اید‌ها، توانایی در مدیریت روشمند پروژه‌ها، وقت‌شناسی، نظم و انضباط، مهارت‌های ارتباطی، مهارت مدیریت مالی، توانایی کار گروهی و دانش درست از روش‌های ساخت‌وساز و قوانین و مقررات مربوط به ایمنی و بهداشت نیز باشد. علاوه بر موارد فوق، کسانی که می‌خواهند پیشرفت خوبی در این زمینه کاری داشته باشند بهتر است از موارد زیر نیز برخوردار باشند:
خلاقیت
هیچ دو ساختمان و هیچ دو سازه‌ای دقیقا مثل هم نیستند. در نتیجه، طراح سازه باید بتواند با استفاده از مهارت‌ها و توانایی‌های خود، امن‌ترین و مستحکم‌ترین ساختمان را برای پروژه‌های مختلف طراحی کند. این کار مستلزم ارزیابیِ آب و هوا و اقلیم مورد نظر و استفاده از مواد و مصالح مناسب است. انجام تمامی این کارهای فنی و علمی و در عین حال توجه به جذابیت ظاهری و زیبایی‌شتاسانه ساختمان یا سازه مستلزم خلاقیت و ابتکار فراوانی است. خلاقیت و هوشیاری در استفاده بهینه از مصالح و منابع نیز می‌تواند بر مشتریان این حوزه کاری اضافه کند.
توجه فراوان به جزئیات
دلایل واضح فراوانی برای تأکید بر توجه به جزئیات و ظرائف در طراحی سازه وجود دارد. کافی است که طراح سازه مرتکب یک اشتباه کاملا ساده و کوچک شود و همین اشتباه ساده منجر به نقصی مرگبار در طرح سازه گردد. لازم است که طراح سازه، پیگیرِ مراحل مختلف ساخت و ساز باشد تا از رعایت شدن موارد و نکات ریز و همچنین از فهم درست سازندگان و دیگر پیمانکاران از فرآیند طرح سازه اطمینان حاصل کند. هنگامی که پای امنیت و جان افراد در میان باشد، توجه به جزئیات اهمیت درخورِ خود را پیدا می‌کند.
تفکر پیشرفته راهبردی
امروزه با وجود فناوری‌هایی که در اختیار بسیاری از شرکت‌های مهندسی سازه قرار دارد، هیچ عذری برای بهره‌گیری از این فناوری‌ها در طراحی سازه، پذیرفته نیست. استفاده از این فناوری‌ها به بعد استراتژیک کار خواهد افزود. چالشی که پیش روی طراحان سازه قرار دارد این است که آنان باید نیازها، سلایق و خواسته‌های کارفرمایان را با التزام به مقررات ایمنی تلفیق کنند. تمامی این موارد نیازمند داشتن تفکری راهبردی است که بتواند نظم و انضباط را در مراحل مختلف کاری حاکم کرده و مانع از بروز اختلال در فرآیند امور شود.
مهارت حل مسئله
پروژه‌ای نیست که دچار مشکلات و موانع کوچک یا بزرگ نشود. چه این مشکلات ناشی از عوامل آشکاری همچون آب و هوا باشد و چه از عوامل دیگری که به سادگی نمی‌توان شناسایی کرد، طراح سازه باید بتواند به سرعت، چاره‌ای برای این مشکلات بیاندیشد. برخی از حرفه‌ای‌ترین طراحان سازه، مشکلات و موانع را پیش از وقوع شناسایی کرده و راهکارهای مناسب را نیز تدارک می‌بینند، اما گاهی اوقات، چنین کاری ممکن نیست. مهم این است که در هر مشکلی، طراح سازه بتواند در اسرع وقت، راه حلی برای آن بیابد تا روند کار، مختل نشود.
تحصیلات لازم برای طراح سازه
برای فعالیت به عنوان طراح سازه، متقاضیان ترجیحا باید دارای مدرک تحصیلی کارشناسی ارشد در رشته عمران و گرایش سازه باشد. به عبارت دیگر، طراح سازه همان مهندس سازه است که کار اصلی او همان طراحی سازه می‌باشد. متأسفانه در کشور ما ایران در مقطع کارشناسی گرایش‌ها از هم تفکیک نشده‌اند و دانشجویان مهندسی عمران تنها به مرور کلی این گرایش‌ها می‌پردازند. در نتیجه برای اخذ مدرکی در گرایش سازه باید مقطع کارشناسی ارشد را گذراند.
بازار کار و وضعیت استخدام کارشناس طراحی سازه
طراحان سازه بنا بر میزان سابقه، سطح تحصیلات و خصوصیات و علایق فردی و روانشناختی خود می‌توانند در قسمت‌های مختلف عمرانی مشغول کار شوند. طراح سازه می‌تواند با ادامه تحصیلات خود تا مقطع دکترا در دانشگاه‌های مختلف به عنوان استاد دانشگاه مشغول به تدریس شود. اما متقاضیان دارای مدرک کارشناسی ارشد می‌توانند در وزارتخانه‌ها و سازمان‌هایی که به اجرای طرح‌های مختلف عمرانی و صنعتی می‌پردازند نظیر وزارت راه و شهرسازی، وزارت صنایع، وزارت نیرو، سازمان نظام مهندسی مشغول شده و یا به همکاری با شرکت‌های مشاوره، دفترهای فنی و پیمانکاری، کارگاه‌های عمرانی و آزمایشگاه‌های بتنی و غیره بپردازند.
میزان درآمد طراح سازه
طراحان سازه بسته به سابقه کاری، میزان تحصیلات، نوع قرارداد و شهر و شرکتی که در آن فعالیت می‌کنند، درآمدهای متفاوتی به دست می‌آورند. در ایران متأسفانه آمار و ارقام رسمی و معتبری در مورد درآمد این قشر از مهندسان وجود ندارد. اما در خارج از ایران و بنا بر اطلاعات موجود در سایت پِی‌اسکِیل، یک مهندس یا طراح سازه سالانه بطور متوسط درآمدی برابر با ۶۸۷۴۴ دلار کسب می‌کند.
