این فایل در قالب ورد و قابل ویرایش در 55 صفحه می باشد.
سمینار کارشناسی ارشد سازه
سازه‌های باز شونده و جمع شونده
فهرست مطالب
فصل اول
1-1 مقدمه 1
1-2 تعریف سازه‌های فضایی باز شونده و جمع شونده 2
1-3 موارد کاربرد سازه‌های فضایی باز شونده و جمع شونده 2
1-3-1 موارد نیاز به سازه‌های باز شونده و جمع شونده 2
1-3-2 مزایای سازه‌های فضایی باز شونده و جمع شونده. 2
1-3-3 موارد استفاده 3
1-4 مکانیزم‌های مختلف در سازه‌های باز شونده و جمع شونده 4
1-4-1 مکانیزم‌های چتری 4
1-4-2 مکانیزم المان‌های تا شونده مفصلی (زانویی) 5
1-4-3 مکانیزم المان‌های قیچی سان 5
1-4-4 مکانیزم کشویی 5
1-4-5 سازه‌های باد شده با هوا 6
1-4-6 مکانیزم سازه‌های تا شونده صفحه ای 6
1-5 بافتار مختلف در سازه‌هایی باز شونده و جمع شونده 6
1-5-1 سازه‌های خطی 7
1-5-2 شبکه‌های تخت 7
1-5-3 شبکه‌های بلوری 7
1-5-4 چلیک استوانه ای با نقش دو طرفه 8
1-5-5 چلیک استوانه ای با نقش سه طرفه 9
1-5-6 گنبدهای کروی با نقش دو طرفه 9
1-5-7 گنبدهای کروی با نقش سه طرفه 10
1-5-8 گنبدهای کروی با المان‌های قیچی سان 3 لولایی 10
1-5-9 گنبدهای کروی ژئودزیک 11
1-5-10 سایر انواع سازه‌های باز شونده و جمع شونده 11
1-6 طرح گره‌ها و اتصالات و روش‌های باز و بسته کردن سازه 11
1-7 تاریخچه سازه‌های فضا کار باز و جمع شونده 12
1-8 نمونه‌هایی از سازه‌های جمع شونده و باز شونده از سراسر دنیا 12
2-1 طراحی هندسی سازه های فضایی بازشونده وجمع شونده 16
2-1-1 اصول کلی و روابط هندسی 16
2-1-2 طراحی هندسی در شبکه‌های فضایی تخت مشکل از واحدهای چند ضلعی منتظم 17
2-2 رفتار سازه های باز شونده و جمع شونده در مرحله باز و بسته شدن 23
2-2-1 بررسی پارامترهای هندسی موثر بر رفتار سازه در حین باز و بسته شدن 23
2-2-2 تغییرات کمیت‌های سازه ای در حین جمع شدن سازه 26
2-2-3 پارامترهای موثر بر رفتار غیر خطی سازه در حین باز شدن 27
2-3 تحلیل و طراحی 32
2-3-1 روند آنالیز ماتریسی سازه‌های باز شونده و جمع شونده 32
2-3-2 روند طراحی سازه‌های باز شونده و جمع شونده 39
2-3-3 طرح المان‌های کابل و میله 39
2-3-4 طرح المان‌های قیچی سان 40
2-4 بهینه یابی سازه های بازشونده و جمع شونده 41
2-4-1 فرآیند طراحی بهینه 41
2-4-2 رابطه سازی مسائل بهینه یابی 41
2-4-3 رابطه سازی سازه فضا کار باز شونده و جمع شونده 42
2-4-4 متغیرهای از پیش تعیین شده 43
2-4-5 متغیرهای طراحی 43
2-4-6 تابع هدف 43
2-4-7 قیدهای طراحی 43
2-4-8 نمودار جریان بهینه یای وزن سازه تاشو 45
2-4-9 روش‌های نو در بهینه سازی 45
2-4-9 روش‌های نو در بهینه سازی 46
2-5 کارهای آتی و زمینه‌های تحقیق آینده 47
منابع 48
مقدمه
سازه‌های فضایی را می‌توان به عنوان برگی بر گرفته از طبیعت دانست، فرم‌های طبیعی از صلبیت فوق العاده ای برخوردارند واز حداقل مصالح برای حداکثر استفاده سازه ای بهره می‌گیرند ]1[ سبکی و نصب سریع، چند منظوره بودن، تنوع در شکل و طرح عدم نیاز به نیروی زیاد در مراحل نصب و برچیدن، سهولت حمل ونقل، قابلیت استفاده در ابعاد ودهانه‌های مختلف و ... از جمله عواملی می‌باشند که استفاده روز افزون این نوع سازه‌ها را در دنیای علم و فن آوری توجیه پذیر می‌سازند ]2[ توسعه قابل توجه سازه‌های فضا کار مرهون تلاش و فعالیت مهندسان نخبه دنیا در اواخر قرن نوزدهم می‌باشد. ]3[
گر چه در ابتدا هدف از بکار گیری سازه‌های فضا کار بعنوان سازه‌هایی موقت بود ولی در عمل از آنها به عنوان سازه‌هایی دائمی‌استفاده شد و به انواع مختلف و با مصالح متفاوت در کشورهای گوناگون طراحی و اجرا گردید.
احتیاج به سازه‌های متحرک که به طور ساده و سریع نصب گردد و قابل حمل و نصب مجدد در مکانهای مورد نیاز باشد باعث پیدایش سازه‌های فضا کار باز شونده و جمع شونده شد که با رشد روز افزون استفاده از این نوع سازه‌ها بخصوص در کشورهای صنعتی توجه پژوهشگران و صنعت گران به این سازه‌ها افزایش یافت. ]6[ در کشور ما هر سال زلزله‌های مخرب و سیل‌های وایرانگر عده ای از هموطنانمان را بی خانمان می‌کند، زلزله زدگان و سیل زدگان نیاز مبرم به سر پناه دارند در این میان استفاده از این سازه‌ها می‌تواند کمک موثری در حفظ جان و مال این عزیزان داشته باشد، به غیر از این کاربردهای فراوان این نوع از سازه‌های فضایی تلاش روز افزون پژوهشگران و صنعت گران این مرز و بوم را می‌طلبد و امید آنست که آن چه در این سمینار ارائه می‌گردد، ذره ای هر چند کوچک در راه رشد و اعتلای کشور عزیزمان باشد.
1-2 تعریف سازه‌های فضایی باز شونده و جمع شونده
یک سازه باز و جمع شونده تشکیل شده است از قطعات پیش ساخته یا المان‌هایی که می‌توانند باز و بسته شوند و در حالت‌های از پیش تعیین شده قرار بگریند ضمن این که توانایی تحمل بار را نیز دارند. ]4[
1-3 موارد کاربرد سازه‌های فضایی باز شونده و جمع شونده
برای این که کاربردهای مختلف این نوع سازه‌ها را بررسی کنیم ابتدا باید موارد نیاز و همچنین مزایای آنها در مقایسه با انواع سازه‌ها مورد مطالعه قرار بگیرد و سپس کاربردهای مختلف آنها ذکر شود.
1-3-1 موارد نیاز به سازه‌های باز شونده و جمع شونده
سازه‌های باز شونده و جمع شونده زیر مجموعه ای از آن دسته از سازه‌ها هستند که به سرعت و سهولت قابل نصب بوده و می‌توان آنها را به راحتی برای استفاده مجدد جمع آوری کرد نیاز به چنین سازه‌هایی از زمان‌های قدیم وجود داشته است ]10[. یعنی از هنگامی‌که قبایل چادر نشین برای یافتن مرتع و چراگاههای بهتر از جایی به جایی دیگر نقل مکان می‌کردند سازه‌های کوچک وسبک و متراکم شده ای مانند سیاه چادرها، خیمه سرخ پوستان و چادر کروی عشایر چنین نیازی را بر آورده می‌کردند، اکثر این سازه‌ها با وصل کردن میله‌های راست ساده در روی زمین به یکدیگر نصب شده و با پارچه‌ها ی سخت پوشیده می‌شوند. باز کردن و نصب آنها برای ابعاد متوسط هر چند .وقت زیادی نمی‌گرفت اما به هر حال وقت گیر بود، مخصوصا در شرایط نامساعد آب وهوایی مشکل آفرین می‌نمود]12[
-1 مقدمه
سازه‌های فضایی را می‌توان به عنوان برگی بر گرفته از طبیعت دانست، فرم‌های طبیعی از صلبیت فوق العاده ای برخوردارند واز حداقل مصالح برای حداکثر استفاده سازه ای بهره می‌گیرند ]1[ سبکی و نصب سریع، چند منظوره بودن، تنوع در شکل و طرح عدم نیاز به نیروی زیاد در مراحل نصب و برچیدن، سهولت حمل ونقل، قابلیت استفاده در ابعاد ودهانه‌های مختلف و ... از جمله عواملی می‌باشند که استفاده روز افزون این نوع سازه‌ها را در دنیای علم و فن آوری توجیه پذیر می‌سازند ]2[ توسعه قابل توجه سازه‌های فضا کار مرهون تلاش و فعالیت مهندسان نخبه دنیا در اواخر قرن نوزدهم می‌باشد. ]3[
گر چه در ابتدا هدف از بکار گیری سازه‌های فضا کار بعنوان سازه‌هایی موقت بود ولی در عمل از آنها به عنوان سازه‌هایی دائمی‌استفاده شد و به انواع مختلف و با مصالح متفاوت در کشورهای گوناگون طراحی و اجرا گردید.
احتیاج به سازه‌های متحرک که به طور ساده و سریع نصب گردد و قابل حمل و نصب مجدد در مکانهای مورد نیاز باشد باعث پیدایش سازه‌های فضا کار باز شونده و جمع شونده شد که با رشد روز افزون استفاده از این نوع سازه‌ها بخصوص در کشورهای صنعتی توجه پژوهشگران و صنعت گران به این سازه‌ها افزایش یافت. ]6[ در کشور ما هر سال زلزله‌های مخرب و سیل‌های وایرانگر عده ای از هموطنانمان را بی خانمان می‌کند، زلزله زدگان و سیل زدگان نیاز مبرم به سر پناه دارند در این میان استفاده از این سازه‌ها می‌تواند کمک موثری در حفظ جان و مال این عزیزان داشته باشد، به غیر از این کاربردهای فراوان این نوع از سازه‌های فضایی تلاش روز افزون پژوهشگران و صنعت گران این مرز و بوم را می‌طلبد و امید آنست که آن چه در این سمینار ارائه می‌گردد، ذره ای هر چند کوچک در راه رشد و اعتلای کشور عزیزمان باشد.
1-2 تعریف سازه‌های فضایی باز شونده و جمع شونده
یک سازه باز و جمع شونده تشکیل شده است از قطعات پیش ساخته یا المان‌هایی که می‌توانند باز و بسته شوند و در حالت‌های از پیش تعیین شده قرار بگریند ضمن این که توانایی تحمل بار را نیز دارند. ]4[
1-3 موارد کاربرد سازه‌های فضایی باز شونده و جمع شونده
برای این که کاربردهای مختلف این نوع سازه‌ها را بررسی کنیم ابتدا باید موارد نیاز و همچنین مزایای آنها در مقایسه با انواع سازه‌ها مورد مطالعه قرار بگیرد و سپس کاربردهای مختلف آنها ذکر شود.
1-3-1 موارد نیاز به سازه‌های باز شونده و جمع شونده
سازه‌های باز شونده و جمع شونده زیر مجموعه ای از آن دسته از سازه‌ها هستند که به سرعت و سهولت قابل نصب بوده و می‌توان آنها را به راحتی برای استفاده مجدد جمع آوری کرد نیاز به چنین سازه‌هایی از زمان‌های قدیم وجود داشته است ]10[. یعنی از هنگامی‌که قبایل چادر نشین برای یافتن مرتع و چراگاههای بهتر از جایی به جایی دیگر نقل مکان می‌کردند سازه‌های کوچک وسبک و متراکم شده ای مانند سیاه چادرها، خیمه سرخ پوستان و چادر کروی عشایر چنین نیازی را بر آورده می‌کردند، اکثر این سازه‌ها با وصل کردن میله‌های راست ساده در روی زمین به یکدیگر نصب شده و با پارچه‌ها ی سخت پوشیده می‌شوند. باز کردن و نصب آنها برای ابعاد متوسط هر چند .وقت زیادی نمی‌گرفت اما به هر حال وقت گیر بود، مخصوصا در شرایط نامساعد آب وهوایی مشکل آفرین می‌نمود]12[
سمینار سازه‌های باز شونده و جمع شونده