یکی از انواع سازه های فضاکار، سازه های کش بستی هستند. سازه های کش بستی، سیستم های فضایی و سبک وزن هستند که از ترکیب میله های فشاری و کابل های کششی تشکیل شده اند. ویژگی هایی مانند سبکی، احداث واحدی، تاشوندگی و گسترش پذیری و … باعث شده است که این سازه ها مورد توجه مهندسین عمران قرار گیرند.
از معایب این سازه ها این است که انعطافپذیر هستند و تغییر شکل های بزرگی در این سازه ها تحت بارگذاری مشاهده شده است. اگر چه متون علمی وسیعی راجع به رفتار لرزه ای سازه های فضاکار وجود دارد، اما هیچکدام از آنها برای سازه های ک شبستی مناسب نیستند. زیرا سازه های کش بستی نوع خاصی از سازه های فضاکار هستند که در آنها بایستی خودتنیدگی ایجاد شود و تحلیل این سازه ها بر اساس پیش-تنیدگی استوار است.
از سازه های کش بستی با عنوان سازه های مقاوم در برابر زلزله یاد کرده اند. با این حال، این ویژگی سازه های کش بستی باید از طریق مطالعه رفتار لرزه ای این سازه ها اثبات شود. در سازه های فضاکار متداول، اعضای کششی بعد از ورود به ناحیه پلاستیک دارای رفتار سخت شدگی کرنشی هستند، بنابر این می توانند نیروهای اضافی را جذب کنند. از این روی اعضای فشاری نقش اصلی را در تحلیل خرابی این سازه ها ایفا می کنند. اما در سازه های کش بستی، اعضای کششی که به صورت کابل هستند، بعد از ناحیه تسلیم دارای سخت شدگی کرنشی نیستند. در نتیجه برای این سازه ها مکانیزم گسیختگی کششی نیز مطرح است.
عناصر کابلی در سازه های کش بستی، برعکس عناصر کششی در سازه های متداول، به دلیل تغییر حالت (حالت شل و سفت) باعث رفتار غیرخطی سازه ها می شوند. این عوامل بیانگر اهمیت مطالعه رفتار لرزه ای سازه های کش بستی هستند. سازه های کش بستی به دلیل ظاهرشان مورد توجه بسیاری از طراحان معماری و محققین قرارگرفته اند. با وجود این شبکه های فضایی پیشنهاد شده توسط محققینی که با اعضای کشبستی مونتاژ شده اند، معمولاً برای استفاده کاربردی ساخته نشده اند برای این که سیستم های کش بستی از حالت تئوری به صورت سیستم های سازه ای و معماری عملی دربیایند، مطالعات کامل و عمیقی روی رفتار سازه های این سیستم ها باید انجام گیرد.تحلیل کامل یک سیستم کش بستی شامل سه مرحله است:
با استفاده از روش های فرمیابی در واقع یک هندسه متعادل خود تنیده خنثی برای سیستم ایجاد می شود. خود تنیدگی معرفی شده ممکن است مکانیزم ها را که مکانیزم های بسیار کوچک هستند پایدار کند و یا پایدار نکند و باید این مورد کنترل شود. روش های فرمیابی به دو دسته کلی روش های سینماتیکی و روش های استاتیکی تقسیم می شوند.
مطالعات تحلیلی که تا به حال روی سازه های کش بستی انجام گرفته را می توان به دو بخش استاتیکی و دینامیکی تقسیم نموده و نتایج حاصل از این تحلیل ها را مرور نمود. تحلیل های استاتیکی را می توان به دو خانواده خطی و غیر خطی تقسیم بندی نمود.نوع و مراحل تحلیل در ساز ه های کش بستی سه عامل باعث رفتار غیر خطی می شود که شامل موارد زیر است.
تغییر حالت
عناصر کابلی، نوعی رفتار غیر خطی را به نمایش می گذارند که وابسته به حالت است. چرا که این عناصر دارای دو حالت شل و سفت هستند. شایان ذکر است که تغییر حالت در عناصر کابلی به بارگذاری بستگی دارد.
غیر خطی های هندسی
در سازه های کش بستی، عوامل زیر باعث رفتار غیر خطی هندسی می شوند:
غیر خطی های مصالح
با توجه به نتایج آزمایش، رفتار مشخصه عناصر کابلی به صورت غیر خطی است. همچنین رفتار تنش محوری - کرنش محوری برای عناصر فشاری نیز غیرخطی است.مراحل تحلیل به صورت زیر خواهد بود:
هر چقدر کرنش اولیه برای پیش تنیدگی کابل ها بیشتر شود، پریودهای طبیعی کوچک تر می شود.وقتی سازه چلیکی کش بستی به حالت مسطح نزدیکتر باشد در این صورت مودهای قائم نقش مؤثرتری به خود می گیرند و اغلب پریودهای بالا متعلق به مودهای قائم هستند و در نتیجه لازم است در محاسبه نیروی زلزله، زلزله در جهت قائم نیز درنظر گرفته شود.
وقتی سازه چلیکی کش بستی قوسیتر باشد، در این صورت مودهای قائم نقش خود را از دست داده ولی در عوض مودهای افقی مودهای غالب هستند.وقتی سازه چلیکی کش بستی از حالت مسطح دورتر می شود، در این صورت بیشترین ضریب مشارکت مربوط به موداول بوده و این مود، مود غالب بوده و از تأثیر مودهای بالاتر کاسته می شود.
تحت مؤلفه افقی شتاب زلزله در سازه پاره شدگی کابل یا کمانش میله اتفاق می افتد، در حالی که در ازای مؤلفخ قائم، زلزله هیچ گونه چاره شدگی کابل یا کمانش میله در سازه اتفاق نمی افتد که نشان می دهد سازه چلیکی کشبستی در مقابل مؤلفه افقی نیروی زلزله آسیب پذیر و در مقابل مؤلفه قائم نیروی زلزله مقاومتر هستند.
تحت مؤلفه افقی زلزله، با افزایش نسبت خیز به دهانه تغییر مکان ها بزرگ تر می شوند و با افزایش نسبت پیش تنیدگی تغییر مکان ها کوچک تر می شوند.تحت مؤلفه قائم زلزله، با افزایش نسبت خیز به دهانه و همچنین با افزایش نسبت پیش تنیدگی تغییر مکان ها کوچک تر می شوند.تحت مؤلفه افقی شتاب زلزله، با افزایش نسبت خیز به دهانه زمان اتفاق افتادن پارگی کابل یا کمانش میله زودتر شده و با افزایش نسبت پیش تنیدگی زمان اتفاق افتادن پارگی کابل یا کمانش میله دیرتر می شود.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
