سازه های فضایی

سازه های فضایی

اسلاید 1: به نام یگانه خالق هستی

اسلاید 2: سازه های(سیستم های) فضاییاستاد راهنمامهندس گرد آورندگانموضوع تحقیق

اسلاید 3: فهرست مطالب پیش گفتار مقدمه تعریف سازه های فضایی اجزای سازهاتصالات سازه تکیه گاه های سازه کاربرد سازه مزایا عکسهایی ازسازه منابع و مأخذ

اسلاید 4: پیش گفتارامروزه با پیشرفت علوم و تکنولوژی نیازها و خواسته های جدیدی در زمینه ی مهندسی سازه رخ نموده است.عامل زمان ساخت سازه هااهمییت دو چندان یافته و این امر گرایش به سازه های پیش ساختهرا افزایش داده است.همچنین با افزایش جمعیت بشری علاقه به داشتنفضای بزرگ بدون حضور ستون های میانی خواهان بسیاری پیداکرده است.در این راستا ازاوایل قرن حاضرتعدادی ازمتخصصین مجذوب قابلیتهای منحصربه فردسازه های فضایی گشته،پاسخ بسیاریاز نیازهای جدید را در این سازه ها جسته اندو البته به نتایج بسیارمثبتی نیز دست یافته اند.

اسلاید 5: مقدمهدر آگوست 1881 فوپل(foppl) قوانین خود را در مورد سازه فضایی منتشر کرد که برای تحلیل های گوستا وایفل در مورد برج پاریس بسیار موثر بود.الکساندرگراهام بل به عنوان مخترع سازه فضایی اعتبار زیادی کسب نموده.سازه های اولیه وی شامل کایت،بادشکن و یک برج بود.دو پیشرفت مهمدر اوایل دهه ی 40 رخ داد.در سال 1942 توسط چا لز آت وود سیستم unistrutتوسعه بخشید،ازسوی دیگر در سال 1943 سیستم مرو(mero) اختراع شدواولین بار توسط دکتر ماکس منگرین گاوسن ساخته شد.البته اولین شخصی که کلمه سازه فضایی(sp.st (را به کار برد تیموشکنو بود که در مقابل این کلمه از لغت(plan structure) استفاده کرد.پس از طی سالها کوشش اساتیدبسیاری این لغت اصلاح شدودرنهایت ازلغتهای spatialوtractiveاستفادهکردندویرای (plan structure)از لغت biactive استفاده نمودند.

اسلاید 6: تعریف سازه های فضاییشکلهای هندسی منظمی هستندکه درکناریکدیگرتکرارشده وبا اتصال مکرراین اجزا شبکه ای مستحکم و یکپارچه باساختاری سه بعدی ایجادمی کند.این اجزاازالمانهای طولی با مقطع های(مربعی،دایره ای،مثلثی و...)واتصالهایی که هرروزبه آن افزوده میشود،تشکیل میشود.سازه هایفضایی سیستم خرپای سه بعدی است که دهانه ی آن دردوجهت گسترش یافته اندواعضای آن فقط درکشش یا فشارمیباشند.این نوع سازه به طورمشترک برای سازه هاییبا اتصالات مفصلی وصلب به کار می رود.

اسلاید 7: پیوندهپیچهااجزای سازه های فضاییاسلیوهاعضوها

اسلاید 8: جزییات اتصال گره ای سازه فضاییدر نمایشگاه اکسپو(اوزاکای ژاپن)

اسلاید 9: پیونده شامل گویهای توپرازجنس فولادCK45(که به طریقپیوندهفورجینگ تولید میگردند)میباشدکه به منظورایجاد پایداریوارتباط بین اعضای سه بعدی بکارمیرود.گویهاخود واعضای مربوطشان رادر یک موقعیت ثابت نگهمی داردوباعث ایجاد تعادل بین نیروهای اعضا میشوندگویهابه سه دسته تقسیم میشوند:1-گویهای معمولی دارای18سوراخبا زوایای ارتباطی 45 درجه،2-گویهایاستاندارد که برای اتصالات با زوایای خاص به کار می روند.3-گوی های ویژه سرستون قسمت از آن به صورت استوانه ای وقسمتی به صورت کروی می باشد.

اسلاید 10: عضوهاعضوها شامل لوله های گالوانیزه ومخروطی می باشد،این مجموعه دارای لوله های مستقیم بوده که دوانتهای آنبریده شده و سر آن به وسیله ی مخروطی که اتصال آنرابه سایرقطعات امکان پذیرمی باشد با جوشکاری CO2به صورت نیمه اتوماتیک متصل می گردد،مخروطی هاداری دو نوع فشاری وکششی می باشد که در نوع کششیضخامت قسمت نشیمنگاه مخروطی از سایز مشابه فشاری بیشتر می باشد،درحالت کششی جهت انتقال نیروی کششی از پیچ به لوله ها و بالعکس مورد استفادهقرار میگیردودر حالت فشاری جهت انتقال نیرو میاناسلیو ها و لوله عمل می کند.

اسلاید 11: پیچهاپیچها اعضای کششی در شبکه ها بوده که در کلاس سختی 8/8 و9/10 به کار می روند.پیچها یک اتصال جداشدنی بوده و جهت انتقال نیرو از آن کمک گرفتهمی شود.در شبکه های فضایی با سیستم مرو پیچدر حالت کششی عمل می کند و نیروی کششی از گل پیچ به نشیمنگاه مخروطی انتقال پیدا می کند.

اسلاید 12: اسلیو هااسلیوهااجزای فشاری درشبکه ها بوده که ازفولادهایبا مقاومت بالا به دو صورت شیاردار و سوراخدار تولید می گردد و جهت محکم نمودنپیچهادرداخل گوی نیز استفاده می شود.اسلیو ها به شکل شیارداروسوراخدار تولیدمی شوند.

اسلاید 13: اتصالات سازه های فضاییبدلیل ترکیب سه بعدی سیستم درسازه های فضایی،گره هاییکه دراعضا درسه بعد به آن متصل می شوند به طور ذاتی پیچیده می باشند،برای دهانه های کوچکترگره ممکن است ازصفحه فولادی ساخته شود وبه انتهای اعضا پیچ شود.در دهانه های بزرگتر استفاده از سیستم مرو که با اعضای لوله ای شکل به گره های کروی توپر پیچ می شوند متداول است.فولاد و آلومینیوم موادی هستند که معمولا در سازه های فضایی به کار می روند. گرچه سازه هایی هم هستند که از چوب نیز ساخته شده اند.

اسلاید 14: انواع اتصالات سازه های فضاییسیستم UNISTRUTسیستم سه راهی سیستم گره توپی MERO

اسلاید 15: جزییات ستون،نماومقاطع پلان(مرکز جاویتس)تکیه گاه ستونی(نقطه ای)تکیه گاه هرم معکوستکیه گاه تیر با سر ضربدریتکیه گاههای سازه فضاییاگر سازه ی فضایی به وسیلهستون ها در تعدادی نقاط مشخص نگاه داشته شود،نیرو های موجود در اعضایی که تکیه گاه را احاطه کرده اند به طور قابل توجهیبزرگتر از دیگر اعضا میشوند.این نیرو ها را میتوان به وسیلهافزایش مقطع اعضا در نزدیکی تکیه گاه به طور متناسب طراحیکرد.معمولا تعداد بیشتر تکیه گاه های یک سازه فضایی تاثیر مثبتی بر پوشش سازه خواهد داشت.تکیه گاه ها ممکنند در گوشه و یا در پیرامون سازه باشند.

اسلاید 16: انواع سازه های فضایی شبکه های تخت یک لایهشبکه های تخت دو و چند لایهچلیکهاگنبد هاشبکه های زین اسبی(هیپار)

اسلاید 17: شبکه های تخت یک لایه ایاین نوع شبکه ها درواقع نوعی قاب مسطح هستند که امتداد بارهای وارده و خود شبکه در یک صفحه واقع نیستند.در واقع فرق بین یک شبکه و قاب مسطح در امتداد اثر بارهای موثر بر سازه ها میباشد.سازه ای در آن بار وارده عمود بر صفحه ی سازه اثر میکند به شبکه موسوم است. این شبکه ها به دو صورت معرب و موازی تولید میشوند.این شبکه ها جهت دهانه های نسبتا کم به کار میروند.

اسلاید 18: شبکه های دو یا چند لایههرگاه دو شبکه ی مسطح در کنار هم قرار گیرند(به موازات هم)و به وسیله ی المانهایی به هم متصل شوند سازه ی به وجد آمده را شبکه ی دو لایه گویند.این شبکه ها برای دهنه های 20الی120 متری به طور معمول مورد استفاده قرار می گیرند.با این شبکه ها می توان فضای زیادی را بدون قرار دادن ستون های میانی پوشش داد.

اسلاید 19: چلیکهاسازه هایی به شکل نیم استوانه می باشند که در یک جهت انحنا دارند.در این سازه معمولا ستون استفاده نشده و روی یک بدنه که به تکیه گاه متصل است قرار می گیرند.سازه های چلیکی می تواند چند دهانه باشند،این نوع سازه ها لازم است که در محل اتصال چلیکها حتما ستون داشته باشد و در این صورت نواحی مدور حالت یک تیر را خواهند داشت

اسلاید 20: گنبد هااگر سازه های چلیکی در دو جهت انحنا داشته باشد،گنبد به وجود می آید.ارتفاع گنبد ها باید از حدود %15 قطر پایه بیشتر باشد .معمولا %20 قطر پایه اقتصادی ترین حالت می باشد.در دهانه ها ی بزرگ به صورت کره ساخته می شود.گنبد ژئودزیک یا حبابی یکی از نمونه های گنبدی است که اتصالات صلب دارد.

اسلاید 21: شبکه های زین اسبی(هیپار)نحوه ی شکل گیری این ستوه بدین صورت است که یک منحنی مسطح به موازات خودش بر روی منحنی مسطح دیگر حرکت می کند.و معمولا صفحه ی این دو منحنی بر هم عمودند.

اسلاید 22: سيستم هاي خرپاي فضايي مسطح متشكل از منشورهاي مستطيل القاعده

اسلاید 23: سيستم هاي خرپاي فضايي مسطح متشكل از منشورهاي مثلث القاعده

اسلاید 24: سيستم هاي خرپاي فضايي مسطح متشكل از منشورهاي مثلث القاعده

اسلاید 25: مكانيسم باربري خرپاي فضايي

اسلاید 26: سيستم خرپاي فضايي متشكل از هرمهايي با قاعده ي شش ضلعي

اسلاید 27: خرپاهاي فضايي براي دهانه هاي بزرگ

اسلاید 28: مزاياي سازه هاي فضايي :1- سيستم سازه فضايي قادر به پوشاندن دهانه هاي بزرگ با حداقل مواد مصرفي مي باشد.2- به علت پيش ساخته بودن قطات سرعت عمليات مونتاژ و نصب بسيار بالا و اقتصادي مي باشد و اينكه نيازي به افراد ماهر ندارد .3- سازه فضايي داراي وزن كم بوده و قابليت جابجايي با دست را دارا مي باشد .4- در هر شرايط آب و هوايي امكان نصب و ساخت سازه وجود دارد .5- سازه فضايي قابليت افزايش و كاهش سطح را دارا بوده و امكان جابجايي ستونها بدون اينكه خطري براي سازه فضايي ايجاد گردد ميسر مي باشد .

اسلاید 29: 6- مي توان از اين سازه در كف ساختمان هايي كه در مناطقي با مقاومت كم زمين بنا مي شود استفاده كرد .7- سازه فضايي مقاومت بالاتري در برابر بارهاي ديناميكي همچون زلزله ، انفجار و بار باد در مقايسه با سازه هاي متداول ديگر از خود نشان مي دهد حتي آزمايشات نشان داده كه مقاومت آنها در برابر آتش بيشتر از بقيه سازهاست .8- از فضاي بين دو لايه در شبكه هاي فضايي به راحتي مي توان جهت عبور تا“سيسات الكتريكي و ومكانيكي استفاده نمود .9- سازه فضايي از نظر نماي ظاهري بسيار زيباست .10- سختي زياد سازه تغيير شكل سازه را پايين مي آورد

اسلاید 30:

اسلاید 31:

اسلاید 32:

اسلاید 33:

اسلاید 34:

اسلاید 35:

اسلاید 36:

اسلاید 37:

اسلاید 38:

اسلاید 39:

اسلاید 40:

اسلاید 41:

اسلاید 42:

اسلاید 43:

اسلاید 44:

اسلاید 45:

اسلاید 46:

اسلاید 47:

اسلاید 48:

اسلاید 49:

اسلاید 50:

اسلاید 51:

اسلاید 52:

اسلاید 53:

اسلاید 54:

اسلاید 55:

اسلاید 56:

اسلاید 57:

اسلاید 58:

اسلاید 59:

اسلاید 60:

اسلاید 61:

اسلاید 62:

اسلاید 63:

اسلاید 64:

اسلاید 65:

اسلاید 66:

اسلاید 67:

اسلاید 68:

اسلاید 69:

اسلاید 70:

اسلاید 71:

اسلاید 72:

اسلاید 73:

اسلاید 74: منابع و ما“خذ :سيستم هاي ساختماني : هينو انگلدرك رفتار سازه ها : فولر مولر سيستم هاي ساختماني آينده : مارتين پاولي سايت هاي مربوطه :www.miroiran. comwww.miro germani.comwww.geometrical.comwww. Google search.com