سازه های چلیکی

ناپایداری یکی از مهم ترین عواملی است که میزان بارگذاری و تغییر شکل سازه ها را محدود می کند. نقش بنیادی در طراحی سازه هایی دارد که بارگذاری آنها عمدتاً به صورت فشاری است. سازه های چلیکی تک لایه معمولاً تحت شرایط بارگذاری و تکیه گاهی متفاوت، مودهای ناپایداری گوناگونی شامل ناپایداری عضوی، ناپایداری در امتداد محور و ناپایداری عمومی را به نمایش می گذارند.

سازه های چلیکی برای پوشش انواع سازه های صنعتی، سالن های ورزشی، تالارهای اجتماعات، نمایشگاه های چند منظوره، آشیانه های هواپیما انبا ر های ذخیره مواد، مراکز فرهنگی هنری و انواع پایانه های مسافربری و پل ها مورد استفاده قرار می گیرند.سازه های چلیکی تک لایه تا دهانه حدود 20 متر، دارای توجیه اقتصادی بوده ولی برای دهانه های بزرگ تر استفاده از چلیک های دو لایه انتخابی مناسب و دارای صرفه اقتصادی است.

از دیدگاه هندسی چلیک های مهاربندی شده سطوح قابل گسترش با انحنای قوسی صفر هستند که با حرکت یک منحنی به نام منحنی هادی بر روی یک خط مستقیم مولد ایجاد می شوند. در حالت کلی یک چلیک تک لایه از تبدیل یک شبکه تک لایه به فرم قوسی در یک جهت ایجاد می شود. مقطع عمومی یک سازه چلیکی ممکن است بخشی از دایره، بیضی، سهمی یا شکل های دیگر باشد. بیشتر چلیک ها در عمل به صورت بخشی از یک استوانه ساخته می شوند.سازه چلیکی تک لایه، تاشه مثلثی سه طرفه، تحت بارهای متقارن، نسبت به انواع دیگر آن خیز کمتری دارد.

این سازه ها معمولاً دارای رفتار غیر خطی سخت شونده و نرم شونده هستند. سازه ها با رفتار غیر خطی سخت شونده دارای یک مسیر تعادل بوده و با افزایش بارگذاری سختی آنها افزایش می یابد. در این سازه های ناپایداری اتفاق نمی افتد. گسیختگی این سازه به صورت پلاستیک رخ می دهد. سازه های با رفتار غیر خطی نرم شونده ممکن است دارای یک یا چند مسیر تعادل باشند و احتمال ناپایداری در آنها وجود دارد.

یک سازه با مشخصه نرم شوندگی غیر خطی ممکن است پایدای خود را به یکی از دو طریق از دست بدهد. در حالت اول رفتار غیر خطی نرم شونده که متناسب با مواد اولیه تغییر شکل است، با کاهش تدریجی سختی به مرحله ای می رسد که سازه کاملاً سختی خود را از دست می دهد. در این صورت مسیر تعادل بار - تغییر مکان سازه، به نقطه حدی رسیده است.

در سازه های چلیکی با توجه به زوایای کوچک بین اعضای ساز ه ای، کوتاه شدگی محوری در این سازه ها به طور قابل ملاحظه ای بزرگ هستند و بر اثر این کوتاه شدگی تغییرات مهمی در هندسه اولیه رخ می دهد. نکته مهم دیگر آن است که در حین پدیده فروجهش گرهی، هندسه اولیه سازه طوری تغییر می یابد که بعضی از اعضای سازه وارد ناحیه پلاستیک می شوند. بنابراین برای تحلیل واقعی یک سازه چلیکی تک لایه هر دو حالت غیر خطی هندسه و مصالح، بایستی لحاظ شوند.