بخشی از مقاله
سازه های هوای فشرده پنوماتیک
چکیده :
امروزه با توجه به استفاده روز افزون از سازه های هوا فشرده پنوماتیک و با بوجود آمدن نرم افزار ها در عرصه مهندسی عمران ( سازه ) نوآوری هایی در زمینه طراحی و ساخت سازه پنوماتیک صورت گرفته به نحوی که امروزه در دنیا شاهد محبوبیت روزافزون این سازه ها هستیم و این محبوبیت ناشی از قابلیت منحصر به فرد این سازه هاست که عبارت است از : وزن کم ، کم هزینه و بتوانند به سرعت برپا شوند و برداشته شوند و از طرفی پیشرفت علم و تکنولوژی نیازها و خواسته های جدیدی در زمینه های سازه های مهندسی بوجود آمده است که عامل زمان خیلی اهمیت یافته و باعث بوجود آمدن سازه های پیش ساخته شده است و همچنین با بوجود آمدن ازدیاد جمعیت علاقه زیادی به داشتن فضایی بدون حضور ستون های میانی از جمله غرفه ها ، نمایشگاهها ، استادیوم های ورزشی ، کمپ های دانشجویی ، پناهگاههای موقت و کلیه کاربردهای فصلی می توان اشاره کرد . در این مقاله سعی شده است کلیاتی مفید و قابل کاربرد در زمینه های سازه های فشرده پنوماتیک بیان شود تا مورد استفاده دانشجویان قرار گیرد .
کلمات کلیدی : هوای فشرده ، هوای فشرده پنوماتیک ، فرم کروی پوسته های محصور ، سازه .
مقدمه:
پنوماتیک ( نیوماتیـک ) در زبان یونانی به معنی باد یـا نفس میباشد، ولی در صنعت و فناوری امروز بـه معنـی استفاده از هـوای فشـرده بـرای انتقـال انـرژی اسـت. سازه های هوای فشرده، بارها را از طریق پوسته هـایی با تنظیم داخلی به وسیله هوا منتقل مـی کنـد. مشـابه کابل ها، آنها فقط نیـروی کشـش را از طریـق سـطح پوسته انتقال مـی دهنـد. بـه عـلاوه، بـه علـت آنکـه سازه های هوای فشرده به صورت مستقیم برای حمـل بارها و تنظیم هوای داخل آنها شکل گرفتـه انـد دارای فرم منحنی طنابی نیز می باشند.
از آغاز پیدایش سازه های فضایی اشکال بسیار گوناگونی به انواع آن افزوده شده که دارای طبقه بندی جامع ذیل است :
داربستهای اسکلتی ( (Skeleton Frameworks
سیستمهای پوسته تحت تنش( (Stressed Skin Systems
سازه های معلق ( (Suspended Structures
سازه های هوای فشرده (Pneumatic Structures)
در انواع این سازه ها، اتصالهای مختلف کـه در طـی مدت زمان طولانی تکمیل شده اند به کار گرفته
می شوند و اکثر آنها شـکل ظـاهری بسـیار سـاده ای دارند. با استفاده از این اتصال ها امکـان سـاختن ایـن سازه ها به صورت دو و یا چند لایه وجود می آید و با
استفاده از قطعات پیش ساخته مـی تـوان سـازه هـای عظیمی را با هزینه کم و به آسانی ایجاد کرد.
طراحی سازه:
درک چگونگی عملکرد فشار نیروهـای درونـی یـک پوسته محصور اصـل مهمـی بـرای طراحـی و تحلیـل سازه های هوای فشرده می باشد. اصل کلـی بـه ایـن صورت است: فشار هوا بار گسترده ای را که عمـود بـر هر نقطه از پوسته است بر آن وارد می کند.
انواع سازه بادی:
_1 سازه های متکی بر هوا
_2 سازه های محصور باد شده
سازه های محصور شده سازه های متکی بر هوا
حباب صابون
حباب صـابون ، فرمـی طبیعـی از سـازه متکـ ی بـر هواست که به وسیله فشارهای نامتعادل در هـر سـمت پوسته آب شکل گرفته است. کشش سطحی آب باعث محدودیت گسـترش حبـاب مـی گـردد. هنگـامی کـه کشش سطحی به حد مقاومت کششـی آب مـی رسـد (کشش سطحی آن)، حباب از هم پاشیده می شود. بـه علت فشار داخلی که در تمام جهـات بـه میـزان برابـر عمل می کند پوسـته تمایـل بـه شـکلی بـا حـد اقـل مساحت را پیدا میکند.
برای یک حباب در هوا، این فرم کروی است : برای یک حباب که در سطح افقی قرار گرفته، فـرم طبیعـی
نیمکره است. نیروهای فشاری داخلـی حبـاب همیشـه عمود بر سطح عمل می کننـد. اگـر شـکل حبـاب بـه شکلی غیر از دایره تغییر پیدا کند، حباب به طور طبیعی به شکلی با حداقل سطح بـر اسـاس فـرم پیرامـونی و فشار داخلی شکل می گیرد.
شرایط بارگذاری:
مشابه دیگر سازه ها در سازه های متکی بر هـوا ، بارهـای مــرده (وزن پوســته و بارهــای دائمــی معلــق از پوســته ) و بارهای زنده ( بار برف، باران، باد و بارهـای وارده موقـت ) مورد مطالعه قـرار مــی گیرنــد. بــه علاوه، سازه برای بارهــای ناشــی از فشار هوا که برای بــاقی مانــدن در
