طراحی انواع سازه های پارچه ای

طراحی انواع سازه های پارچه ای

به طور کلی طراحی سازه های پارچه ای شامل شش مرحله می شود:

طراحی اولیه و شروع

پیدا کردن فرم مناسب برای ایجاد سازه

فرم های آنتی کلاستیک همراه با دو انحنا

سازه ی سینکلاستیک

تحلیل کردن بارگذاری های سازه

تحلیل و طراحی نهایی

در ادامه به بررسی این شش مرحله خواهیم پرداخت.

طراحی اولیه و شروع

در مقایسه با انواع سازه های موجود در جهان، پیشبرد و شروع یک طرح اولیه برای یک سازه ی پارچه ای، یک مقوله ی پیچیده و گسترده است، زیرا در ابتدا موضوعات بسیار زیادی وجود دارد که می بایست آن ها را در نظر گرفت.

فرمی که توسط طراح انتخاب می شود همان سازه است. به همین دلیل فرم های قابل اجرا که تحت تاثیر دهانه، بار های طراحی و نیاز زیبایی شناسی و معماری است را تعیین میکند. البته قابل به ذکر است که در کنار فرم چادر الزمات بسیار زیادی نیز وجود دارد، الزاماتی چون انتقال دادن بار، هدایت کردن آب، سایه، گذرهای نور، پوشش دهی ها، اینکه آیا قابل ساخت است یا خیر، ایمن بودن، برپا کردن سازه، ماندگاری و پایداری و …. در کل می توان گفت این نوع سازه ها پروژه ای فراتر از آن چیزی است که در نهایت آن را می بینیم. هنگامی که همه این موارد بررسی شد، و تاثیرات آن ها بر سازه بررسی شد، در گام بعدی وارد مرحله انتخاب کردن و یافتن فرم ایده آل خواهیم شد.

پیدا کردن فرم مناسب برای ایجاد سازه

این مرحله درواقع روند تعیین حداقل میزان سطح لازم برای این پروسه است. در اکثر موارد  فرمی آنتی کلاستیک ( Anticlastic ) که یک انحنا در دو محور دارد تحت تاثیر پیش تنیدگی قرار میگیرد. اکثر سیستم های محاسبه عددی تحت عنوان Dynamic relaxation و Force density به منظور تعیین بهترین و بهینه ترین  شکل مورد استفاده قرار میگیرد. به این دلیل که رفتار های سازه دقیقا طبق رفتار های غیر خطی باشد، طراحی این گونه از سازه ها ( به غیر از سازه های کابلی) بسیار پیچیده، سخت و گسترده است.

دو نوع فرم سازه ای و کلی برای طراحی سازه های کششی پارچه ای وجود دارد:

فرم های آنتی کلاستیک همراه با دو انحنا

فرم های آنتی کلاستیک همراه با دو انحنا، نوعی فرم خالص برای طراحی سازه های پارچه ای است که یک انحنا در طرف خاص سازه و یک انحنای دیگر در دقیقا در جهت عکس آن دارا می باشد. به طور کلی سه فرم پایه ای در سازه های پارچه ای موجود است، این سه فرم  طبق انحنای دوگانه هستند که  برای ایجاد کردن یک طرح محکم، مقاوم و طبیعی سازه ای که تعداد زیادی از فرم های آزاد سازه های پارچه ای قابل دست یابی هستند، در نظر گرفته شده است، برای مثال :

 فرم  مخروطی

 طاق قوسی

 فرم  هایپار

سازه ی سینکلاستیک

سازه ی سینکلاستیک سازه ی نگه داشته شده با هوا هستند، سازه ی سینکلاستیک دارای یک  انحنا در یک سمت یا جهت و شبیه به همین انحنا در سمتی دیگر هستند ( مانند محورهای گنبد ). به نوعی دیگر برای این چنین سازه هایی فضای پارچه ای محصور شده، توسط فشار هوا نگه داشته شده اما بیشتره مقاومت سازه ای به خاطر فرم انحنای سازه ایجاد میشود. هنگامی که هندسه و طرح مورد نیاز تامین می شود، پیدا کردن فرم ابتدایی دقیقا همان نقطه شروع محسوب می شود و شکل تایید شده به عنوان پایه ای برای بررسی و تحلیل و همچنین طراحی الگوهای پیچیده تر بعدی واقع می شود.

تحلیل کردن بارگذاری سازه پارچه ای

همان طور که می دانید این نوع سازه ها به دلیل جنسی که دارند دارای انحرافات بسیار زیادی هستند، و همین دلیل باعث شده است که به لحاظ هندسی، سازه نیازمند آنالیز غیرخطی باشد. نکته دیگر این است که برای مدل کردن سازه پارچه ای نیاز به در دست داشتن  اطلاعات بسیار زیادی است. همچنین مدل گرافیگی تغییر شکل ها. قاعدتا محاسبه بارها می تواند کار سختی باشد، مخصوصا زمانی که شکلی خاص مد نظر باشد. به طور کلی بارهای متداول و اعمال شده بر سیستم، به نسبت بار باد و اختلاف های فشار مختلف سطح نشئت گرفته می شود و می توانند بسیار پیچیده باشند. البته تعیین دقیق میزان بار برف می تواند باشد از بابت اجتناب از پدیده شکم دادگی در سازه بسیار مهم باشد. مکان هایی از سازه که احتمال انباشته شدن برف در آن  قسمت زیاد است تخمین زده، بارهای اعمال شده به آن نقطه ارزیابی می شود و مدل تغییر شکل داده شده بررسی می شود تا اطمینان پیدا شود که هیچ نشستی در سازه رخ نمی دهد.

تحلیل و طراحی نهایی

تحلیل کردن  این نوع سازه ها زمینه  خاصی است و باید به عهده کسی گذاشته شود که تجربیات خاصی در زمینه طراحی سازه های پارچه ای دارد. به طور کلی تحلیل های پیشرفته تر سازه های پارچه ای مستلزم  تعیین فرم تغییر شکل یافته  سازه و تنش های آن در موازنه با بارهای وارد بر سازه هستند. در نهایت می توان گفت کنار استفاده از تمامی تحلیل های کامپیوتری و ابزار های طراحی، این که طراح بتواند به تنهایی تشخیص دهد که چه چیز مناسب تر است بسیار مهم و قابل اهمیت است.

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *