سازه چادری ، مفاهیم و کلیات طراحی سازه چادری و تحلیل آن

سازه هایی که در سن 30 سالگی مورد بازرسی قرار گرفته اند به دلیل سایش و تخریب نیازی به تعویض ندارند این نشان می دهد که پارچه به مرور زمان خزیده و تحریف نمی سایت dr-architecture شود. از آنجا که پارچه فایبرگلاس با روکش PTFE از مقاومت در برابر پارگی کم برخوردار است ، آسیب پذیری آن در برابر کشش و ریزش به دلیل خرابی و اضافه بار سازه ای بطور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد. این رفتار به ETFE استحکام پارگی بسیار بالایی می دهد. تا در برابر پارگی بیشتر مقاومت کند. به طور معمول ، 11 رشته با هم پیچیده می شوند ، هر رشته از 19 تا 37 سیم ساخته شده است. بسیاری از الیاف یا به هم پیچیده می شوند و یا به صورت سطحی در کنار هم چیده میشوند . زیرا بسیاری از اتصالات باید به صورت زاویه ای و متحرک ساخته شوند. حاصل از “آشكار شدن” مدل غشايي سه بعدي به قطعات مثلثي تقسيم شود. محافظت در برابر خوردگی معمولاً با کمک روکش روی و یا قطعات گالوانیزه شده تأمین می شود. خرابی خمش معمولاً با کمک قرادادن واشر هایی بین صفحات حل می شود. جنس پارچه به عملکرد ساختاری سیستم و همچنین سایر خصوصیات مهم شامل دوام ، عایق ، انتقال نور و محافظت از آتش کمک می کند.

که در حقیقت این خزش تنها یک سوم از همتای پارچه پلی استر با روکش PVC می باشد. این بدان معنی است که دو نیرو جهت دار در جهت مخالف مانند مخروط یا زین عمل می کنند. دشوارترین بخش اجرای این نوع تحلیل تعریف خواص پویا مانند میرایی ، جرم و زمان گام است. همچنین ، سناریوهای حساس به زمان ، مانند چین و چروک غشاء یا کابل های شل کننده باید ارزیابی شوند. بسیاری از تست ها و سناریوهای بارگیری باید قبل از تصمیم گیری درباره امکان سنجی این نوع طراحی بررسی شوند. نمونه ای از سازه پارچه ای با ساپورت اولیه ، ساختار مخروطی ساده است که از یک دکل در مرکز غشا تشکیل شده است. در اینجا سازه چادری و سایبان چادری کششی با فرم زین اسبی یا دو قوسی مورد بررسی قرار می گیرند. اما منابع نسبتا محدودی در خصوص اصول سازه چادری در دسترس می باشد.

در حالی که در دو بعد ، یک سیستم کابل برای بارهای فشار و یک قوس برای بارهای کششی در نظر گرفته می شود. در حالی که تقریباً استحکام در دو جهت برای پارچه های پرسی یکسان خواهد بود. در حالی که در پارچه با تار و پود پرسی فقط دو است. شکل 1: پارچه با تار و پود بافته شده غیر فشرده و فشرده و پارچه با تار و پود پرسی. این گزارش با تشریح روند ارزیابی یک پروژه دنبال می شود به عنوان مثال انواع آنالیز غیر خطی که باید انجام شود و روشهایی که برای انجام آن استفاده می شود. همچنین کلیه طرح های مشابه آلاچیق و خیمه به عنوان سطوح تک قوسی محسوب می گردند. دوم ، تثبیت سقف قوسی مانند سازه چادری با طرح آرک ضروری و در بعضی مواقع بسیار دشوار است. دو دسته از سطوح غشایی وجود دارد یک سطح آنتی کلاستیک یا همان دو قوسی یا زین اسبی و دیگری سطح سین کلاستیک یا تک قوسی. این در حالی است که جهت فیلها تحت فشار قرار می گیرد و بخشی از انحنای آن را در جهت وارپ ها به لبه ها منتقل می شوند.

در سال 2003 ، هزینه این مواد از 90 دلار تا 150 دلار در متر مربع متغیر بود. برای مقاومت در برابر این بارها ، اعضا باید از کشش و انحنای کافی برخوردار باشند. با این حال ، این مواد بسیار گران قیمت بوده و در مقایسه با پارچه پلی استر PVCcoated از مقاومت بسیار کمی در برابر ترک خوردگی برخوردار هستند. سازه چادری ، شامل پارچه کششی و همچنین اسکلت نگهدارنده آن ، می توانند از 3 تا 20 متر تا دهانه بیش از 200 متر را پوشش دهند. پوشش PVC به کار رفته در پارچه سایبان چادری ، از پارچه در برابر تخریب اشعه ماوراء بنفش برای تقریباً 10 تا 15 سال محافظت می کند. باید با استفاده از انحرافات بزرگ ، این مسئله را تشکیل دهند. و این موضوع باعث گسترش استفاده از آن در انواع پوشش ها خصوصا سازه چادری و سایبان پارچه ای شده است. در سایبان چادری ، کابلها معمولاً در یک صفحه گوشه در یک دکل از سازه اصلی ختم می شوند. علاوه بر این ، کدهای استانداردهای بسیار کمی برای این نوع سازه چادری در دسترس است. سرانجام ، عامل محدود کننده سازه چادری کششی در خود پارچه قرار دارد. طول عمر یک سایبان چادری با کاربری سایبان چادری و سایبان پارچه ای ، به شدت به دوام پارچه غشایی بستگی دارد.

در همه موارد ، مکانیسم پیش فرض باید به ایجاد یک سطح صاف در سقف پارچه ای ( سایبان چادری )ختم گردد. روی یک سطح غشایی از سازه چادری پیش فرض بارگذاری شده ، انحراف نهایی کمتر از یک غشای بدون فشار خواهد بود. در ابتدا ، پیش فرض شدن غشاء می تواند به آرامی کاهش یابد تا رفتار غیر خطی ساختار کلی را مشاهده کنیم. با استفاده از این محاسبات در مکانهای مهم سازه چادری ، می توان رفتار کلی ساختار را استنباط کرد. کشش کابل به طور کلی ترجیح مستقیم تنش را برای هر دو ارزش زیبایی شناختی و اثربخشی آن دارد. علاوه بر این، سطح تنش بسته به جهت و موقعیت غشاء متفاوت است. سطوح بر حسب مرزهای آنها متفاوت است . و اگر محدودیت هایی وجود دارد ، درک روشنی از آن دارید آنها در ارزیابی پاسخهای مختلف برنامه مفید خواهند بود. ترکیبی از زین های مختلف مرزها منجر به تنوع اشکال سازه چادری می شوند. سازه چادری مورد استفاده می تواند به صورت مانع به نظر آید. از نظر مقاومت غیرقابل تحمل ، مقاومت در برابر خاک و مقاومت طولانی تر و در نتیجه طولانی تر ماندن ساختارهای غشایی پیش بینی شده بود. اگرچه پوشش های اضافی دیگری برای محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش می تواند طول عمر پارچه را طولانی کند ، اما دارای تاثیر مناسبی در مقاومت نخواهند بود.

لازم به ذکر است هیچ برنامه آنالیز رایانه ای قادر به مدل سازی پارچه برای بازتاب این مبادله در تحلیل سازه نیست. همچنین بارگذاری نامتقارن که همراه با بارش برف و باد است ، فشارهای خمشی را بر روی قوس ایجاد می کند. یک خط بر روی مدل فوق العاده قرار دارد تا کمترین فاصله بین مرزها را ردیابی کند. از بارهای نقطه ای باید بر روی اجزای غشایی سیستم یک سازه چادری اجتناب شود. خصوصیات مکانیکی فایبرگلاس با پوشش PTFE 3500 مگاپاسکال و مقاومت کششی نوار از 1600 N / 5cm تا 8،800 N / 5cm است. تغییر شکل می یابد تا اینکه تمام نیروهای سطح تعادل جدیدی پیدا کنند. لذا ، پیش فشارهای سطح همه در تعادل هستند. پارامترهای مختلفی وجود دارد که باید هنگام انتخاب نوع پارچه در جزئیات سازه چادری مورد توجه قرار بگیرد. و اتصالات باید برای نیازهای خاص طراحی و ساخت سازه چادری پیش تنیده طراحی شوند.

اتصالات غشای گوشه برای همه خطاهای جزئی در مقدار زاویه و اندازه آن مشکل است. در عمل ، طراحی اتصالات برای سنگین ترین و پیچیده ترین مسیرهای بار ممکن است ابتدا جزئیات کاملی روشن و ساده را ایجاد کند. در حال حاضر ، لمینت های شیشه ای و پلی استر ، کامپوزیت ها و فیلم های فلوروپلاستیک محبوب ترین هستند. دوام آن بسیار تحت تأثیر مقاومت در برابر تابش اشعه ماوراء بنفش و حمله مواد آلی و حفظ استحکام درز اتصال است. این سیم های فولادی با مقاومت بالا ایده آل هستند، زیرا ضمن حفظ قدرت ، انعطاف پذیری بالایی دارند. در مقابل ، با افزایش بار رو به بالا ، جهت وارپ کاهش می یابد و تنش در جهت فیل افزایش می یابد. تنها چند نکته از کشش کابل برای تنش در کل غشاء کافی است. شکل غشایی پشتیبانی شده توسط قوس از یک زین با یک مرز منحنی و سه مرز مستقیم تشکیل شده است. که می تواند در مقابل اثرات مکرر ساخته شدن و جابه جایی مقاومت کند.لازم به ذکر است هزینه پارچه فایبرگلاس با روکش PTFE بسیار گران است.

استرس در جهت وارپ افزایش می یابد و تنش در جهت فیل کاهش می یابد. با این حال ، در همان زمان ، تنش نهایی بالاتر خواهد بود. در مناطقی که دارای آب و هوای سردتر هستند بارهای برف و برف نیز می تواند قابل توجه باشد. بنابراین این نوع ساختار در همه شرایط قابل تحقق نیست. نياز سازه ، موفق ترين اتصالاتي است که بارها را در مسيري ساده و مستقيم منتقل مي کند تا جريان نيروها کوتاه باشد. استفاده می شود تا امکان کشیدن دستی پارچه را فراهم کند. در حالی که تمام تجزیه و تحلیل ساختاری توسط رایانه ها انجام می شود ، مدل سازی فیزیکی و محاسبات دستی دو بعدی هنوز هم به کار می رود. و در تجزیه و تحلیل گنجانده نشده اند. استرند فولادی همچنین نوع دیگری از کابلها است که در صورت نیاز به انعطاف پذیری کمتری مورد استفاده قرار می گیرد. به گونه ای که طول بدون مهار پارچه در واقع کمتر از 30 متر باشد.

همچنین باید طیف کاملی از قابلیت ها را برای تغییر مدل در هندسه ، استرس و بار داشته باشد. بنابراین می توان از این سیم ها برای سازه غشایی استفاده کرد. در بیشتر موارد ، سیم استیل با مقاومت بالا انتخاب می شود. نقاط بالا نیروهای نزولی را به خود اختصاص می دهد و نقاط پایین، نیروهای رو به بالا را به خود اختصاص می دهد. وزن خود غشا معمولاً ناچیز است ، اما غالباً در تجزیه و تحلیل گنجانده می شود. تجزیه و تحلیل عددی با روش المان محدود انجام می شود. روش ماتریس از روش نیوتن-رافسون استفاده می کند که در آن سفتی مماس کل مدل به تدریج به یک نقطه همگرایی حل می شود. این امر به ویژه در صورتی که فرکانس طبیعی سازه به طور قابل توجهی طولانی تر از یک ثانیه باشد صادق است. برای دهانه های طولانی تر ، تثبیتی که بین دو سیستم کششی و فشاری رخ می دهد کافی نیست. مقاومت کافی را در برابر کمانش برای قوس های کوتاه تر ایجاد می کند. این مکانیزم باید در سایبان چادری کمتر از 10 متر باقی بماند. پیش بینی و هندسه نیروهای ناشی از هر عنصر را محاسبه می کنند.

همچنین ، مؤلفه سطحی سازه ، ظاهر بلند مدت سازه را برای آن نمایان می کند که نمایانگرترین عنصر سازه است. این نوع سیستم برای سقف های با ابعاد بزرگ ایده آل است. ساختارها ، خصوصیات مواد ایده آل و همچنین انواع پارچه های موجود ، شرح داده شده است. زیرا به دلایل مختلف نمی توان شکل ایده آل را تحقق بخشید. الیاف داخلی هرگز به حداکثر تنش خود نمی رسند ، در حالی که همیشه دارای وزن ثابتی هستند. اما هیچ یک از روشهای موجود با توجه به رفتار پارچه ای مبادله خرچنگ مورد توجه قرار نمی گیرند ، که در اوایل مورد بحث قرار گرفت. با بارهای حاصل از بارهای پیش تنشی و مرده در نظر گرفته می شوند. بلکه همچنین نحوه عملکرد نیروها در درون سیستم نیز نشان می دهد. در فضای سه بعدی ،سیستم کامل عملکرد یک سازه پارچه ای یا سایبان چادری گنبدی شکل را می توان شاهد بود. هنگام طراحی یک سایبان چادری ، توجه زیادی به انتقال نور ، جذب و بازتاب سازه می شود. به نحوی که هر خرپا نیروهای مخصوص فشار و کشش را انتقال می داد. اگرچه با انجام چند تکرار می توان این روش را کاهش داد ، روش متکی به یک تحلیل خطی ساده است.

برای مواد رایج مورد استفاده در عمل ، مانند PTFE و PVC ، رفتارها و خصوصیات مواد به خوبی ثبت شده است. بلکه خواص مواد و جزئیات بیشتر اتصال بین عناصر مختلف نیز باید در نظر گرفته شود. برشی و خرابی تنش صفحه و خرابی خم شدن پین را باید در نظر گرفت. یکی دیگر از عواملی که باید در نظر بگیرید خم شدن دکل ایجاد شده توسط کشش عمود کابل به محور دکل توسط کابل است. هنگامی که پارچه غشایی باید به سازه اصلی بپیوندد ، از صفحات گیره بیشتر استفاده می شود. این مواد به دلایلی در سازه پارچه ای کششی مورد استفاده قرار می گیرند. نمونه ای از سیستم دکل ، سازه چادری ( سقف پارچه ای ) هزاره گنبد در گرینویچ ، انگلستان است که 80،000 متر مربع را دربر می گیرد. دکل ها باید از بارگیری محوری و باد جانبی و بارهای مرده پشتیبانی کنند (برای دکل های زاویه دار). کلیه موارد مورد نیاز برای انجام آزمایش های استاندارد آتش سوزی به شرح زیر هستند.

توسط فرمانفرمائیان

فرمانفرمائیان