بخشی از مقاله
چکیده
سازههای فضاکار یکی از انواع سازههایی است که در مهندسی عمران کاربرد روز افزونی دارد. بنابراین بهینه سازی این سازهها که از عضوهای زیادی تشکیل شدهاند کمک بزرگی از نظر اقتصادی خواهد بود. در سازههای فضاکار برای نگهداشتن سقف در ارتفاع مورد نظر از ستونهای محیطی استفاده میشود.
وجود یا عدم وجود بعضی از این ستونها باعث تغییرات تنش در بعضی از اعضاء و نهاتاًی منجر به تغییرات وزن سازه میگردند. در سازههای فضاکار دو لایه تعیین مناسب ارتفاع بین دولایه و همچنین تعیین ارتفاع بین لایهها در سازههای فضاکار گنبدی شکل، از قدمهای اساسی در طراحی این نوع سازهها محسوب میشوند. از آن جا که در ایران آیین نامه خاصی جهت طراحی این نوع سازهها تدوین نشده است، لذا ارتفاعهای مذکور با توجه به ابعاد مدل تعیین خواهد شد.
سازه های تاشو یکی از انواع جالب و پیچیده از سازه های فضاکار می باشند که کاربردهای بسیار زیادی در زمینه های مختلف مهندسی از جمله مهندسی عمران، مکانیک و هوافضا دارند. در این مقاله، پس از مرور کلی بر انواع سازه های فضاکار تاشو، نحوه طراحی با هندسه آزاد سازه های تاشوی یک و چند لایه قیچی سان بررسی شده و شرایط و روابط تاشوندگی برای این نوع سازه ها ارائه شده است.
شرایط تاشوندگی به گونه ای توسعه داده شده است که در حالت های باز شده و جمع شده و در حین بازشدن هیچ تنشی در سازه ایجاد نمی شود. بنابراین آزادی در هندسه و چندلایه بودن، طراحی این سازه ها را پیچیده تر می کند و شرایط خاص برای امکان تاشوندگی نیاز می باشد. روش طراحی سازه های چندلایه تشریح شده و چند نمونه از این سازه ها برای نشان دادن صحت روابط، طراحی و ارائه شده اند که نشان دهنده کارایی روابط می باشند.
.1 مقدمه
نیاز به سازههای متحرک که بطور ساده و سریع ن صب شده و قابل حمل و ن صب مجدد در مکانهای مورد نیاز با شند، باعث پیدایش سازههای فضاکار تاشو شده است .خصوصیت بازشوندگی ممکن است تنها برای یکبار یا برای چندین بار استفاده شود .شبکه فضایی، در هر زمان که ساختمان ساخته - برپا - میشود، باز شده و سپس قبل از انتقال به انبار یا محل دیگر بصورت یک بسته فشرده شده، تا می شود ؛ بطوریکه روند فوق میتواند برای چندین بار تکرار شود .از بین مطالعات فراوان سازه ها، متفکر و هنرمند دوره رن سانس، لووناردو داوینچی - 1519-1452 - یک مکانیزم بازشوی ساده مسطح طراحی کرده است .سازههای سه بعدی از این نوع برای اولین بار توسط مهندس اسپانیایی امیلیو پرز پینرو - 1972-1936 - توسعه داده شده است.
برخی از کاربردهای مهم سازه های تاشو عبارتند از :سرپناه های اضطراری، پل های اضطراری ,جرثقیل ها، پل ها، برج ها و دکل های بازشو و تاشو ، ساختمان ها و سرپناه های موقت در نقاط دوردست، گنبدها یا چلیک های کروی و سهموی ثابت و یا متحرک ، داربست ها، قالب بندی ها، ا سکلت بندی برای سازه های دائمی، سرپناه بعنوان سایه بان ها محافظت در برابر بارندگی ، انبار ها، پو شش ها، مخازن و تعمیرگاه های سهل الحصول موقت یا دائمی، آنتن های بشقابی، بازوها و اندام های ربات ها، اردوگاه های سبک وزن موقت و سازه ه های تفریحی ، دیوار های جداکننده، پرده ها، قوس ها و تیر و دیوارهای سازه ای، گلخانه ها و سایر فضاهای سرپوشیده مورد نیاز در کشاورزی، تئاترها و کنسرتهای سیار, صنایع بسته بندی و صنایع اسباب بازی، ابزار و وسایل مکانیکی و صنعتی، اجزاء ایستگاه های فضایی ,پانل های خورشیدی ,رادیاتورها , باله ها و تیرک های تاشو، سیستم های محافظ ضربه ,رفلکتورها و آنتن های سهمیوار، واحدهای اسکان برای ایستگاههای فضایی.
.2 مزایای اصلی سازه های تاشو
پیش ساخته بودن و سهولت ساخت، قابلیت سرعت و سهولت در نصب , سهولت انتقال و انبارکردن، سبک بودن و کم حجم بودن در تاشه تا شده، قابلیت جمع آوری، انتقال و نصب مجدد به دفعات نامحدود، قابلیت استفاده در ابعاد و دهانه های مختلف، چند منظوره بودن، اقتصادی بودن و بالاخره سبز بودن.
.3 سازه های تاشوی قیچی سان
سازه های X مجموعه هایی از قیچی های متعدد میباشند .هر کدام از اتصال قیچی بصورت نشان داده شده در شکل 1 می باشند. اگر این الگوها به یکدیگر متصل شوند، بطوریکه سازگاری جابجایی هر قطعه فراهم شود، یک سیستم مختلطی که قادر است دریک یا دو یا سه جهت فضایی رشد یابد، بدست می آید . المان های سازه ای، میله هایی هستند که در انتهایشان به یکدیگر متصل شده اند و در یک گره میانی بصورت لولا به هم اتصال یافته اند.
شکل-1نمونه اتصال قیچی
هرگاه ارتفاع شکل افزایش یابد، طول آن کاهش مییابد و برعکس - شکل . - 3 در ادبیات فنی این یک مکانیزم نامیده میشود، که کاربرد آن بعنوان یک سازه، معنی ندارد, زیرا حرکت های آن، آنرا برای تحمل بارها ناتوان میکند. اما اگر با استفاده از میله های اضافی یا تکیه گاه ها، ارتفاع H یا طول L آنرا ثابت نگه داریم. - شکل های 5و - 4، سپس این مجموعه قادر به مقاومت در برابر بارها خواهد بود.
شکل-2پانتوگراف مسطح
شکل-3تاشه در حال جمع شدن
شکل-4تاشه تثبیت شده
شکل-5تاشه بارگذاری شده
در سازه ای مشابه شکل6، اگر یک جهت تغییر شکل یابد، جهت دیگر همان شکل را به خود خواهد گرفت و این کار برای تغییر دادن ارتفاع H کل مجموعه، برای بازشدن یا فشرده شدن کل مجموعه کافی میباشد .با استفاده از این خصوصیت می توان یک ترکیب با تعدادی از این المان های مسطح بسازیم - شکل. - 7 در بسیاری مواقع نیاز به یک پوشش سطح برای محافظت از باران، آفتاب یا باد می باشد که می تواند به خود سازه متصل شود .این پوشش ها معمولا از پارچه می باشند
شکل-6پانتوگراف متقاطع
شکل-7پانتوگراف 3بعدی
