این فایل در قالب ورد و قابل ویرایش در 55 صفحه می باشد.
سمینار کارشناسی ارشد سازه
سازههای باز شونده و جمع شونده
فهرست مطالب
فصل اول
1-1 مقدمه 1
1-2 تعریف سازههای فضایی باز شونده و جمع شونده 2
1-3 موارد کاربرد سازههای فضایی باز شونده و جمع شونده 2
1-3-1 موارد نیاز به سازههای باز شونده و جمع شونده 2
1-3-2 مزایای سازههای فضایی باز شونده و جمع شونده. 2
1-3-3 موارد استفاده 3
1-4 مکانیزمهای مختلف در سازههای باز شونده و جمع شونده 4
1-4-1 مکانیزمهای چتری 4
1-4-2 مکانیزم المانهای تا شونده مفصلی (زانویی) 5
1-4-3 مکانیزم المانهای قیچی سان 5
1-4-4 مکانیزم کشویی 5
1-4-5 سازههای باد شده با هوا 6
1-4-6 مکانیزم سازههای تا شونده صفحه ای 6
1-5 بافتار مختلف در سازههایی باز شونده و جمع شونده 6
1-5-1 سازههای خطی 7
1-5-2 شبکههای تخت 7
1-5-3 شبکههای بلوری 7
1-5-4 چلیک استوانه ای با نقش دو طرفه 8
1-5-5 چلیک استوانه ای با نقش سه طرفه 9
1-5-6 گنبدهای کروی با نقش دو طرفه 9
1-5-7 گنبدهای کروی با نقش سه طرفه 10
1-5-8 گنبدهای کروی با المانهای قیچی سان 3 لولایی 10
1-5-9 گنبدهای کروی ژئودزیک 11
1-5-10 سایر انواع سازههای باز شونده و جمع شونده 11
1-6 طرح گرهها و اتصالات و روشهای باز و بسته کردن سازه 11
1-7 تاریخچه سازههای فضا کار باز و جمع شونده 12
1-8 نمونههایی از سازههای جمع شونده و باز شونده از سراسر دنیا 12
2-1 طراحی هندسی سازه های فضایی بازشونده وجمع شونده 16
2-1-1 اصول کلی و روابط هندسی 16
2-1-2 طراحی هندسی در شبکههای فضایی تخت مشکل از واحدهای چند ضلعی منتظم 17
2-2 رفتار سازه های باز شونده و جمع شونده در مرحله باز و بسته شدن 23
2-2-1 بررسی پارامترهای هندسی موثر بر رفتار سازه در حین باز و بسته شدن 23
2-2-2 تغییرات کمیتهای سازه ای در حین جمع شدن سازه 26
2-2-3 پارامترهای موثر بر رفتار غیر خطی سازه در حین باز شدن 27
2-3 تحلیل و طراحی 32
2-3-1 روند آنالیز ماتریسی سازههای باز شونده و جمع شونده 32
2-3-2 روند طراحی سازههای باز شونده و جمع شونده 39
2-3-3 طرح المانهای کابل و میله 39
2-3-4 طرح المانهای قیچی سان 40
2-4 بهینه یابی سازه های بازشونده و جمع شونده 41
2-4-1 فرآیند طراحی بهینه 41
2-4-2 رابطه سازی مسائل بهینه یابی 41
2-4-3 رابطه سازی سازه فضا کار باز شونده و جمع شونده 42
2-4-4 متغیرهای از پیش تعیین شده 43
2-4-5 متغیرهای طراحی 43
2-4-6 تابع هدف 43
2-4-7 قیدهای طراحی 43
2-4-8 نمودار جریان بهینه یای وزن سازه تاشو 45
2-4-9 روشهای نو در بهینه سازی 45
2-4-9 روشهای نو در بهینه سازی 46
2-5 کارهای آتی و زمینههای تحقیق آینده 47
منابع 48
مقدمه
سازههای فضایی را میتوان به عنوان برگی بر گرفته از طبیعت دانست، فرمهای طبیعی از صلبیت فوق العاده ای برخوردارند واز حداقل مصالح برای حداکثر استفاده سازه ای بهره میگیرند ]1[ سبکی و نصب سریع، چند منظوره بودن، تنوع در شکل و طرح عدم نیاز به نیروی زیاد در مراحل نصب و برچیدن، سهولت حمل ونقل، قابلیت استفاده در ابعاد ودهانههای مختلف و ... از جمله عواملی میباشند که استفاده روز افزون این نوع سازهها را در دنیای علم و فن آوری توجیه پذیر میسازند ]2[ توسعه قابل توجه سازههای فضا کار مرهون تلاش و فعالیت مهندسان نخبه دنیا در اواخر قرن نوزدهم میباشد. ]3[
گر چه در ابتدا هدف از بکار گیری سازههای فضا کار بعنوان سازههایی موقت بود ولی در عمل از آنها به عنوان سازههایی دائمیاستفاده شد و به انواع مختلف و با مصالح متفاوت در کشورهای گوناگون طراحی و اجرا گردید.
احتیاج به سازههای متحرک که به طور ساده و سریع نصب گردد و قابل حمل و نصب مجدد در مکانهای مورد نیاز باشد باعث پیدایش سازههای فضا کار باز شونده و جمع شونده شد که با رشد روز افزون استفاده از این نوع سازهها بخصوص در کشورهای صنعتی توجه پژوهشگران و صنعت گران به این سازهها افزایش یافت. ]6[ در کشور ما هر سال زلزلههای مخرب و سیلهای وایرانگر عده ای از هموطنانمان را بی خانمان میکند، زلزله زدگان و سیل زدگان نیاز مبرم به سر پناه دارند در این میان استفاده از این سازهها میتواند کمک موثری در حفظ جان و مال این عزیزان داشته باشد، به غیر از این کاربردهای فراوان این نوع از سازههای فضایی تلاش روز افزون پژوهشگران و صنعت گران این مرز و بوم را میطلبد و امید آنست که آن چه در این سمینار ارائه میگردد، ذره ای هر چند کوچک در راه رشد و اعتلای کشور عزیزمان باشد.
1-2 تعریف سازههای فضایی باز شونده و جمع شونده
یک سازه باز و جمع شونده تشکیل شده است از قطعات پیش ساخته یا المانهایی که میتوانند باز و بسته شوند و در حالتهای از پیش تعیین شده قرار بگریند ضمن این که توانایی تحمل بار را نیز دارند. ]4[
1-3 موارد کاربرد سازههای فضایی باز شونده و جمع شونده
برای این که کاربردهای مختلف این نوع سازهها را بررسی کنیم ابتدا باید موارد نیاز و همچنین مزایای آنها در مقایسه با انواع سازهها مورد مطالعه قرار بگیرد و سپس کاربردهای مختلف آنها ذکر شود.
1-3-1 موارد نیاز به سازههای باز شونده و جمع شونده
سازههای باز شونده و جمع شونده زیر مجموعه ای از آن دسته از سازهها هستند که به سرعت و سهولت قابل نصب بوده و میتوان آنها را به راحتی برای استفاده مجدد جمع آوری کرد نیاز به چنین سازههایی از زمانهای قدیم وجود داشته است ]10[. یعنی از هنگامیکه قبایل چادر نشین برای یافتن مرتع و چراگاههای بهتر از جایی به جایی دیگر نقل مکان میکردند سازههای کوچک وسبک و متراکم شده ای مانند سیاه چادرها، خیمه سرخ پوستان و چادر کروی عشایر چنین نیازی را بر آورده میکردند، اکثر این سازهها با وصل کردن میلههای راست ساده در روی زمین به یکدیگر نصب شده و با پارچهها ی سخت پوشیده میشوند. باز کردن و نصب آنها برای ابعاد متوسط هر چند .وقت زیادی نمیگرفت اما به هر حال وقت گیر بود، مخصوصا در شرایط نامساعد آب وهوایی مشکل آفرین مینمود]12[
-1 مقدمه
سازههای فضایی را میتوان به عنوان برگی بر گرفته از طبیعت دانست، فرمهای طبیعی از صلبیت فوق العاده ای برخوردارند واز حداقل مصالح برای حداکثر استفاده سازه ای بهره میگیرند ]1[ سبکی و نصب سریع، چند منظوره بودن، تنوع در شکل و طرح عدم نیاز به نیروی زیاد در مراحل نصب و برچیدن، سهولت حمل ونقل، قابلیت استفاده در ابعاد ودهانههای مختلف و ... از جمله عواملی میباشند که استفاده روز افزون این نوع سازهها را در دنیای علم و فن آوری توجیه پذیر میسازند ]2[ توسعه قابل توجه سازههای فضا کار مرهون تلاش و فعالیت مهندسان نخبه دنیا در اواخر قرن نوزدهم میباشد. ]3[
گر چه در ابتدا هدف از بکار گیری سازههای فضا کار بعنوان سازههایی موقت بود ولی در عمل از آنها به عنوان سازههایی دائمیاستفاده شد و به انواع مختلف و با مصالح متفاوت در کشورهای گوناگون طراحی و اجرا گردید.
احتیاج به سازههای متحرک که به طور ساده و سریع نصب گردد و قابل حمل و نصب مجدد در مکانهای مورد نیاز باشد باعث پیدایش سازههای فضا کار باز شونده و جمع شونده شد که با رشد روز افزون استفاده از این نوع سازهها بخصوص در کشورهای صنعتی توجه پژوهشگران و صنعت گران به این سازهها افزایش یافت. ]6[ در کشور ما هر سال زلزلههای مخرب و سیلهای وایرانگر عده ای از هموطنانمان را بی خانمان میکند، زلزله زدگان و سیل زدگان نیاز مبرم به سر پناه دارند در این میان استفاده از این سازهها میتواند کمک موثری در حفظ جان و مال این عزیزان داشته باشد، به غیر از این کاربردهای فراوان این نوع از سازههای فضایی تلاش روز افزون پژوهشگران و صنعت گران این مرز و بوم را میطلبد و امید آنست که آن چه در این سمینار ارائه میگردد، ذره ای هر چند کوچک در راه رشد و اعتلای کشور عزیزمان باشد.
1-2 تعریف سازههای فضایی باز شونده و جمع شونده
یک سازه باز و جمع شونده تشکیل شده است از قطعات پیش ساخته یا المانهایی که میتوانند باز و بسته شوند و در حالتهای از پیش تعیین شده قرار بگریند ضمن این که توانایی تحمل بار را نیز دارند. ]4[
1-3 موارد کاربرد سازههای فضایی باز شونده و جمع شونده
برای این که کاربردهای مختلف این نوع سازهها را بررسی کنیم ابتدا باید موارد نیاز و همچنین مزایای آنها در مقایسه با انواع سازهها مورد مطالعه قرار بگیرد و سپس کاربردهای مختلف آنها ذکر شود.
1-3-1 موارد نیاز به سازههای باز شونده و جمع شونده
سازههای باز شونده و جمع شونده زیر مجموعه ای از آن دسته از سازهها هستند که به سرعت و سهولت قابل نصب بوده و میتوان آنها را به راحتی برای استفاده مجدد جمع آوری کرد نیاز به چنین سازههایی از زمانهای قدیم وجود داشته است ]10[. یعنی از هنگامیکه قبایل چادر نشین برای یافتن مرتع و چراگاههای بهتر از جایی به جایی دیگر نقل مکان میکردند سازههای کوچک وسبک و متراکم شده ای مانند سیاه چادرها، خیمه سرخ پوستان و چادر کروی عشایر چنین نیازی را بر آورده میکردند، اکثر این سازهها با وصل کردن میلههای راست ساده در روی زمین به یکدیگر نصب شده و با پارچهها ی سخت پوشیده میشوند. باز کردن و نصب آنها برای ابعاد متوسط هر چند .وقت زیادی نمیگرفت اما به هر حال وقت گیر بود، مخصوصا در شرایط نامساعد آب وهوایی مشکل آفرین مینمود]12[
تعداد صفحات : 96
فرمت فایل: word(قابل ویرایش)
فهرست مطالب:
چکیده
فصل اول: آشنایی کلی با سازههای پارچهای
بخش اول: مواد کامپوزیتی و خصوصیات آنها 1
1-1- تاریخچه 1
2-1- مقدمه 2
3-1- کامپوزیتها چه هستند؟ 5
4-1- صنعت کامپوزیتها 8
1-4-1- کامپوزیتهای مصرفی 8
2-4-1- کامپوزیتهای صنعتی 9
3-4-1- کامپوزیتهای پیشرفته 9
5-1- ساختارهای تشکیل دهنده مواد مرکب 10
6-1- چرا کامپوزیتها متفاوتند؟ 11
7-1- کامپوزیتها از نقطه نظر دیگر 13
8-1- طبقه بندی کامپوزیتها 14
1-8-1- کامپوزیتهای الیافی (رشتهای) 15
2-8-1- کامپوزیتهای لایهای 16
3-8-1- کامپوزیتهای ذرهای 17
4-8-1- کامپوزیتهای پولکی 17
5-8-1- کامپوزیتهای پرشده 17
9-1- مزایای هشتگانه کامپوزیتها (پلاستیکهای تقویت شده با الیاف FRP) 19
1-9-1- انعطاف پذیری در طراحی 19
2-9-1- پایداری ابعاد 19
3-9-1- ساخت قطعات به شکل یکپارچه 19
4-9-1- مقاومت بالا 20
5-9-1- سبکی وزن 20
6-9-1- هزینه تجهیزات متوسط 20
7-9-1- هزینه پرداختکاری پایین 20
8-9-1- مقاومت در برابر خوردگی بالا 20
بخش دوم: مروری بر تحقیقات انجام شده قبلی 21
10-1- شبیه سازی سه بعدی زیرلایههای کامپوزیت بافته شده برای صفحه مدارهای چند لایهای 21
11-1- شبیهسازی تصادفی شکل گیری کامپوزیتهای بافته شده 21
12-1- روش میکرو سطح/ ماکرو سطح و مولتی سطح برای آنالیز ورقههای کامپوزیت پارچههای بافته شده 22
1-12-1- روش میکروسطح / ماکروسطح و مولتی سطح 24
13-1- روندهای نمونه برداری برای کامپوزیتهای بافته شده هشت وجهی سهبعدی 26
1-13-1- فرایند تولید برای کامپوزیتهای بافته شده سه بعدی 28
14-1- تست فریم تصویری تقویتهای کامپوزیت بافته شده با یک ثبت واتنش میدان کامل 29
15-1- مدلهای میکرو مکانیکی برای رفتار خمش کامپوزیت بافته شده 30
بخش سوم: سازههای پارچهای 32
16-1- سازههای پارچهای 32
17-1- خصوصیات مواد نساجی 34
18-1- پارچههای مورد استفاده در سازههای پارچهای 35
19-1- انواع سازههای پارچهای 35
20-1- مزیتهای سازههای پارچهای 37
21-1- انتخاب سازههای پارچهای 37
22-1- کاربردهای امروزه 38
فصل دوم: مقایسه خصوصیات مکانیکی پارچه کامپوزیتی با پارچه پیراهنی
بخش اول: روش انجام آزمایشات 42
1-2- مقدمه 42
2-2- معرفی مواد مورد آزمایش 42
1-2-2- پارچه کامپوزیتی (سازه پارچهای) 42
1-1-2-2- خصوصیات پارچه کامپوزیتی 42
2-2-2- پارچه پیراهنی 43
1-2-2-2- خصوصیات پارچه پیراهنی 43
3-2- اندازهگیری ضخامت با دستگاه 44
1-3-2- اندازهگیری ضخامت پارچه کامپوزیتی 44
2-3-2- اندازهگیری ضخامت پارچه پیراهنی 45
4-2- تعریف خواص مکانیکی 46
1-4-2- خاصیت کشسانی و قانون هوک 46
5-2- خواص مکانیکی پارچه 47
1-5-2- استحکام 47
2-5-2- مقاومت خمشی 47
3-5-2- قابلیت ازدیاد طول 48
6-2- طول خمشی 48
1-6-2- سختی خمشی 51
2-6-2- مدول خمشی 51
7-2- استحکام پارچه 52
1-7-2- مقدمه 52
2-7-2- خصوصیات موثر بر خواص استحکامی کششی پارچه 52
3-7-2- اندازهگیری استحکام پارچه 55
4-7-2- اندازهگیری استحکام پارچه با باریکهای از پارچه 56
بخش دوم: نتایج بدست آمده از آزمایشات 58
8-2- محاسبه سختی خمشی 58
1-8-2- سختی خمشی پارچه کامپوزیتی در جهت تار 58
2-8-2- سختی خمشی پارچه کامپوزیتی در جهت مورب ס45 58
3-8-2- سختی خمشی پارچه پیراهنی در جهت تار 59
4-8-2- سختی خمشی پارچه پیراهنی در جهت پود 59
5-8-2- سختی خمشی پارچه پیراهنی در جهت مورب ס45 60
9-2- محاسبه استحکام 61
1-9-2- اندازهگیری استحکام پارچه کامپوزیتی در جهت تار 61
2-9-2- اندازهگیری استحکام پارچه کامپوزیتی در جهت مورب ס45 62
3-9-2- اندازهگیری استحکام پارچه پیراهنی در جهت تار 63
4-9-2- اندازهگیری استحکام پارچه پیراهنی در جهت پود 64
5-9-2- اندازهگیری استحکام پارچه پیراهنی در جهت مورب ס45 65
10-2- محاسبه سختی برشی 66
1-10-2- سختی برشی برای پارچه کامپوزیتی 66
2-10-2- سختی برشی برای پارچه پیراهنی 66
فصل سوم: نتیجهگیری
1-3- مقدمه 67
2-3- مقایسه خواص مکانیکی پارچه پیراهنی و پارچه کامپوزیتی 67
3-3- مقایسه خواص ظاهری پارچه پیراهنی و پارچه کامپوزیتی 68
4-3- نتایج 68
ضمائم 69
منابع و مآخذ
فهرست منابع فارسی 95
فهرست منابع غیرفارسی 96
چکیده
از دیر هنگام استفاده از سازه های پارچه ای در زندگی بشر نقش اساسی داشته است. انسانها از سازه های پارچه ای (چادر) به عنوان سرپناه برای محافظ از سرما و برف و باران استفاده می کردند. اما سازه های پارچه های امروزی تغییرات فراوانی کرده است. سازه های پارچه در این مقاله در مورد آن بررسی انجام گرفته است از پارچه های کامپوزیتی ساخته شده و بیشتر در سقف های استودیوم، نمایشگاه و سایه بان¬ها استفاده می گردد. در صنعت نساجی پارچه های کامپوزیتی از ترکیب پلی استر و رزین وینیل و همچنین الیاف شیشه و رزین تفلن تولید می شوند.
امروزه الیاف، انواع پارچهها و دیگر مواد نساجی در ساختمانسازی جایگاه مناسبی پیدا کردهاند. زیرا نسبت به آجر و ملات، سبکتر و قابل انعطاف بوده و در زمان بسیار کمی بنا میشوند. همچنین توانایی پوشاندن سطح وسیعی را با بکار بردن کمترین مواد را دارند. در این پروژه علاوه بر معرفی و ضرورت سازههای پارچهای، خواص مکانیکی پارچه کامپوزیتی مورد استفاده در آنها بررسی میشود که نمونه پارچه کامپوزیتی مورد استفاده در سازه های پارچه ای که در این پروژه مورد بررسی شده از شرکت اطلس تهیه شده و تنها یک نمونه انتخاب و خواص آن اندازه گیری شده است. برای درک بهتر این خواص، مقایسهای بین این پارچه و پارچه مورد استفاده در پوشاک انجام گرفته که نمونه (پارچه پیراهنی) از کارخانه یزدباف تهیه گردیده و تنها یک نمونه مورد آزمایش قرار گرفته است که شامل مقایسه استحکام، سختی خمشی، سختی برشی و خواص ظاهری (جنس، وزن، تراکم و...) میباشد. نتایج بررسیها نشان میدهد که پارچه کامپوزیتی 4 برابر پارچه پیراهنی استحکام داشته و سختی خمشی آن در جهت تار 60 برابر و در جهت مورب 32 برابر پارچه پیراهنی میباشد و علاوه بر این 5 برابر پارچه پیراهنی وزن دارد.
کلمات کلیدی: پارچه کامپوزیتی- خواص مکانیکی- سازه پارچهای
فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات:36
خلاصه ۵
۱ – مقدمه ۷
۲ – راه حل مساله ۹
۳ – ساختار مصالح FRP 10
3-1- الیاف شیشه ۱۱
فایبرهای شیشه در چهار دسته طبقهبندی میشوند ۱۱
۳-۲- الیاف کربن ۱۱
الیاف کربن در دو دسته طبقهبندی میشوند ۱۱
۳-۳- الیاف آرامید ۱۲
۴- انواع محصولات FRP 12
5– میلههای کامپوزیتی FRP 14
6 – مشخصات اساسی محصولات کامپوزیتی FRP 15
6-1- مقاومت در مقابل خوردگی ۱۵
۶-۲- مقاومت ۱۶
۶-۳- مدول الاستیسیته ۱۶
۶-۴- وزن مخصوص ۱۶
۶-۵- عایق بودن ۱۷
۶-۶- خستگی ۱۷
۶-۷- خزش ۱۷
۶-۸ – چسبندگی با بتن ۱۸
۶-۹- خم شدن ۱۸
۶-۱۰- انبساط حرارتی ۱۸
۷- دوام کامپوزیتهای FRP 19
مکانیزمهایی که دوام کامپوزیتها را کنترل میکنند عبارتند از : ۱۹
۱) تغییرات شیمیایی یا فیزیکی ماتریس پلیمر ۱۹
۲) از دست رفتن چسبندگی بین فایبر و ماتریس ۱۹
۳) کاهش در مقاومت و سختی فایبر ۱۹
۷-۱- پیر شدگی فیزیکی ماتریس پلیمر ۲۰
۷-۲- تأثیر رطوبت ۲۱
الف- تأثیر رطوبت بر ماتریس پلیمری ۲۱
ب – تأثیر رطوبت بر فایبرها ۲۳
ج- رفتار عمومی کامپوزیتهای اشباع شده با آب ۲۳
۷-۳- تأثیرات حرارتی – رطوبتی ۲۴
۷-۴- محیط قلیایی ۲۵
۷-۵- تأثیر دمای پائین ۲۵
۷-۶- تأثیرات سیکلهای حرارتی در دمای پایین (یخزدن- ذوب شدن) ۲۷
۷-۷- تأثیر تشعشع امواج ماوراء بنفش (UV) 28
8- استفاده از مواد FRP به عنوان مسلح کنندة خارجی در سازهها ۲۹
مقاوم سازی سازههای بتن آرمه با مواد FRP 29
مشکلات ساخت صفحات فولادی سنگین در کارگاه ساختمان.. ۳۰
۹ – خلاصه و نتیجه گیری ۳۴
۱۰- مراجع ۳۶
خلاصه
خوردگی قطعات فولادی در سازههای مجاور آب و نیز خوردگی میلگردهای فولادی در سازههای بتن آرمه ای که در معرض محیطهای خورندة کلروری و کربناتی قرار دارند، یک مسالة بسیار اساسی تلقی میشود. در محیطهای دریایی و مرطوب وقتی که یک سازة بتنآرمة معمولی به صورت دراز مدت در معرض عناصر خورنده نظیر نمکها، اسیدها و کلرورها قرار گیرد، میلگردها به دلیل آسیب دیدگی و خوردگی، قسمتی از ظرفیت خود را از دست خواهند داد. به علاوه فولادهای زنگ زده بر پوستة بیرونی بتن فشار میآورد که به خرد شدن و ریختن آن منتهی میشود. تعمیر و جایگزینی اجزاء فولادی آسیب دیده و نیز سازة بتن آرمهای که به دلیل خوردگی میلگردها آسیب دیده است، میلیونها دلار خسارت در سراسر دنیا به بار آورده است. به همین دلیل سعی شده که تدابیر ویژهای جهت جلوگیری از خوردگی اجزاء فولادی و میلگردهای فولادی در بتن اتخاذ گردد که از جمله میتوان به حفاظت کاتدیک اشاره نمود. با این وجود برای حذف کامل این مساله، توجه ویژه ای به جانشینی کامل اجزاء و میلگردهای فولادی با یک مادة جدید مقاوم در مقابل خوردگی معطوف گردیده است. از آنجا که کامپوزیتهای FRP (Fiber Reinforced Polymers/Plastics) بشدت در مقابل محیطهای قلیایی و نمکی مقاوم هستند که در دو دهة اخیر موضوع تحقیقات گستردهای جهت جایگزینی کامل با قطعات و میلگردهای فولادی بودهاند. چنین جایگزینی بخصوص در محیطهای خورنده نظیر محیطهای دریایی و ساحلی بسیار مناسب به نظر میرسد. در این مقاله مروری بر خواص، مزایا و معایب مصالح کامپوزیتی FRP صورت گرفته و قابلیبت کاربرد آنها به عنوان جانشین کامل فولاد در سازههای مجاور آب و بخصوص در سازة بتن آرمه، به جهت حصول یک سازة کاملاً مقاوم در مقابل خوردگی، مورد بحث قرار خواهد گرفت.
سازههای فولادی
26 صفحه در قالب word
تاریخچه سازه های فولادی
استفاده از فلز به عنوان مصالح سازه ای ، به ساخت یک پل قوسی در انگلستان به دهانه 30 متر با استفاده از اعضای چدنی بین سال های 1777 تا 1779 بر می گردد. بین سالهای 1780 تا 1820 میلادی ، پل های چدنی متعددی به همین شیوه ساخته شد . تیر اصلی این پل ها خراپاهای قوسی با اعضایی از جنس چدن بود . چدن برای ساخت زنجیرها و آویزهای پل های معلق اولیه تا حدود سالهای 1840 مورد استفاده قرار می گرفت .
حدودا از سال 1840، به تدریج آهن کم کربن (چکش خوار ) جایگزین چدن معمولی درامر ساختمان سازی شد . قدیمیترین مثال مهم دراین زمینه ، پل چهار دهانه بریتانیا در ویلز با دهانه های 70،140،140،70 متر می باشد که برای ساخت آن از ورق ها و نبشی هایی از جنس آهن کم کربن استفاده گردید.
با تولید و نورد نیمرخ های مختلف ازجنس چدن و آهن کم کربن ، استفاده از این دو فلز ، گسترش بیشتری یافت . نورد میلگرد ها درسال 1780 و نورد ریل ها در سال 1820 شروع شد که نهایتا به نورد نیمرخ های I شکل درسال 1870 انجامید .
ابداع روش بسمر درسال 1855 و توسعه و تکامل آن درسال 1870 ، باعث افزایش کاربرد چدن و مشتقات آن درساختمان گردید . ازسال 1890 به تدریج فولاد جایگزین آن کم کربن درامر ساختمان سازی شد . درحال حاضر فولاد از عمده ترین مصالح ساختمانی می باشد که با تنش های جاری شدن (تسلیم ) ، 2400 تا 7000 کیلوگرم برسانتی متر مربع به منظورهای مختلف تولید می شود . مشخصات انواع مختلف فولاد و خواص آنها دربخش های دیگر همین فصل مورد بررسی قرار می گیرد .
ساختمان های فولادی
سازه های فولادی به سه گروه اساسی طبقه بندی می شوند :
الف : سازه های قاب بندی شده که مجموعه ای اعضای محوری ، خمشی و یا محوری – خمشی می باشند .
ب : سازه های پوسته ای که دراعضای آنها نیروی محوری قالب است .
پ : سازه های معلق که دراعضای آنها نیروی کششی حاکم است .
سازه های قاب بندی شده
اکثر سازه های ساختمان های متداول دارای اسکلت قاب بندی شده می باشند . سازه های قاب بندی شده ترکیبی از تیرها و ستون ها می باشند که با استفاده از اتصالات صلب و یا ساده به یکدیگر متصل شده اند . سازه های قاب بندی شده ممکن است به صورت ساختمان های چند طبقه و درشکل 1-2 مثال هایی از ساختمان های صنعتی نشان داده شده است . به طور کلی سازه های قاب بندی شده از ترکیب دو سری قاب صفحه ای عمود برهم بوجود آمده و تشکیل قاب فضایی را می دهند . لیکن عملکرد قاب های موجود درهر امتداد تأثیری بر عملکرد قاب های امتداد دیگر ندارد . بنابراین تحلیل قاب های هر امتداد به طور مستقل به صورت صفحه ای انجام می شود . قاب های ساختمانی باید قادر به حمل نیروهای قائم و جانبی باشند . برای حمل بارهای جانبی یا از اتصالات صلب (شکل 1-1-الف ) و یا ازسیستم مهاربندی (شکل 1-1-ب) استفاده می شود . پل ها نیز از انواع سازه های قاب بندی شده هستند که درشکل 1-3 مثال هایی از آنها نشان داده شده است .
سازه های پوسته ای
سازه های پوسته ای به صور گوناگون از قبیل منابع نگهداری مایعات و گازهای تحت فشار ، سیلور ها ، سقف های گنبدی و موارد مشابه درعمل مورد استفاده قرار می گیرند که درشکل 1-4 مثال هایی از کاربرد آنها نشان داده شده است . مشخصه اصلی این سازه ها این است که فضاکار می باشند یعنی به علت اندرکنش اجزای موجود درامتداد های مختلف ، نمی توان آنها را بصورت ترکیبی از سازه های صفحه ای درنظر گرفت و برای تحلیل باید کل سازه به عنوان یک مجموعه واحد طراحی شود . تحلیل و طراحی چنین سازه هایی احتیاج به مهارت های ویژه ای دارد که هدف از این کتاب پرداختن به چنین موضوعاتی نمی باشد .
مقاومت درمقابل بارهای جانبی مقاومت درمقابل بارهای قائم
الف – اتصالات صلب ب – قاب مهاربندی شده
سازه های معلق
سازه های معلق اغلب درپوشش ها (سقف ها) و پل های دهانه بلند مورد استفاده قرار می گیرند. درچنین سازه هایی یک اسکلت قاب بندی شده وجود دارد (مثلا درپل سازی ، عبورگاه یا عرشه پل و درپوشش ها ، اسکلت سقف ) که توسط آویزهایی از کابل های کششی اصلی آویزان است . استفاده از سازه های معلق درپل سازی بسیار متداول است .
نیمرخ های ساختمانی
برای استفاده از فولاد به عنوان عضو ساختمانی ، باید آن را به شکل مناسب درآورد . برای فرم دادن فولاد ، ازنورد گرم استفاده می نمایند . بدین معنی که شمش های فولاد را تادمای سرخ شدن حرارت می دهند و سپس با عبوردادن آن ازمیان غلتک های مخصوص، شکل مورد نظر را بدست می آورند . هریک از نیمرخ ها دراندازه و مشخصات هندسی متعددی تولید می شود.
نوع دیگری از تولید نیمرخ های ساختمانی وجود دارد که درآن ورق فولادی درحالت سرد با استفاد از پرس به شکل دلخواه فرم داده می شود .
ورق های ضخیم را نمی توان با فرم دادن به شکل نیمرخ دلخواه درآورد . درچنین حالاتی ورق ها درعرض های مورد نظر بریده شده و توسط جوش به یکدیگر متصل می شوند تا نیمرخ دلخواه حاصل گردد. به چنین نیمرخ هایی ، نیمرخ های ورقی گفته می شود .
با ترکیبی از ورق و نیمرخ نورد شده نیز می توان نیمرخ مورد نظر را به دست آورد که درآن صورت نیمرخ مرکب گویند .
ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است
متن کامل را می توانید در ادامه دانلود نمائید
چون فقط تکه هایی از متن برای نمونه در این صفحه درج شده است ولی در فایل دانلودی متن کامل همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند موجود است
سازههای باز شونده و جمع شونده ( کارشناسی ارشد سازه ) 55 ص فایل بصورت word میباشد