پایان نامه سازه‌های باز شونده و جمع شونده
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.
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[
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.
مزایای سازه‌های فضایی باز شونده و جمع شونده.
می‌توان بر اساس نحوه ساخت و استفاه مزایای زیر را برای این نوع سازه‌ها ذکر کرد
1- پیش ساخته بودن
2- سبک وکم حجم بودن
3- سهولت حمل ونقل
گنبدهای کروی ژئودزیک
پیدایش گنبد ژئودزیک و تکامل آن نقش موثری در کارهای پیشگامانه[1] داشته است از آنجا که این گنبد، بزرگترین چند وجهی افلاطونی است و نسبت به بقیه گنبدها به کره نزدیکتر است می‌توان از آن برای به حداقل رساندن اختلاف طول المان‌ها در گبندها استفاده کرد، گنبدهای باز شو در این موارد بوسیله تعویض هر ضلع چند وجهی وقطرهای آن با المان‌های قیچی سان که شرایط سازگاری را ارضا می‌کنند بدست می‌آیند ]14 [.
[1] Fuller
بررسی پارامترهای هندسی موثر بر رفتار سازه در حین باز و بسته شدن
در این قسمت شبکه‌های تخت متشکل از واحدهای چند ضلعی منتظم را در نظر می‌گیریم، از آنجا که سازه از بهم پیوستن تعدادی واحدهای منفرد تشکیل شده است می‌توان برای تعیین پارامترهای هندسی موثر بر ساختار سازه بجای کل سازه، یک واحد منفرد آنرا مورد بررسی قرار داد برای این کار یک واحد چند ضلعی منتظم به عرض 2 متر و ارتفاع 1 متر در گوشه‌ها انتخاب می‌کنیم و با تغییر در نسبت‌های اضلاع آن واحدهای متعددی را مورد بررسی قرار می‌دهیم یکی از ساده ترین این روش‌ها که توسط فرهاد پور در سال 1995 میلادی انجام شد در شکل (2-2-1) نشان داده شده است در این شکل گره تحتانی مرکز واحد ثابت نگه داشته شده و گره فوقانی آن به سمت بالا حرکت می‌کند.
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