سازه چادری خمشی

مقدمه 

سازه چادری خمشی ؛

در انستیتوی سازه های ساختمان و طراحی سازه (دانشگاه اشتوتگارت ، آلمان)

نوع جدیدی از ساختار سازه چادری مورد ارزیابی و طراحی قرار گرفت.

(توسط دانشجویان HFT اشتوتگارت تحت نظارت پروفسور F. بومان .

این سازه دارای میله های فیبر شیشه ای به طول 7/5 متر است

که با استفاده از خمش الاستیک ، غشاء را تحت فشار قرار می دهد. (آلاچیق چادری وارونه )

این اولین ساختار سازه پارچه ای در مقیاس بزرگ است ( 11*12) که از چنین تکنیکی استفاده می کند.

 

اصول سازه چادری خمشی

استفاده از عناصر المان الاستیک خم شده به عنوان سیستم پشتیبانی پیچیده در سطوح غشایی ،

پتانسیل بزرگی را برای اشکال جدید و سیستمهای ساختاری بسیار کارآمد در غشاهای از پیش تنش مکانیکی ارائه می دهد.

در حالی که چادرهای سنتی برای مدت طولانی از این تکنیک استفاده می کنند ،

سازه های چادری بسیار کمی شناخته شده اند که از سیستم های پشتیبانی فعال خمشی در مقیاس بزرگ استفاده می کنند.

اصطلاح “فعال خمشی” توسط نویسنده برای توصیف تیر منحنی

یا ساختارهای سطح که هندسه آنها را بر اساس تغییر شکل الاستیک عناصر

در ابتدا مستقیم یا مسطح پایه گذاری می کند ، معرفی شده است.

 

تاثیر خمش در سازه چادری (خمشی)

ساختارهای بسیار کارآمد را می توان با استفاده از خمش الاستیک تحقق بخشید [2].

با قرار دادن تیرهای الاستیک در یک سطح غشایی ،

امکان ایجاد گوشه های آزاد فراهم می شود که فقط توسط تیر تثبیت می شوند که به نوبه خود توسط سطح مهار می شوند.

به دلیل خاصیت ارتجاعی آن ، تیر تا حدودی با انحنای سطح سازگار است ،

اما می تواند نیروهای فشاری را نیز تحمل نمایند

زیرا در برابر کمانش توسط غشاء مهار شده است.

در نتیجه نیروهای تنشی در گوشه ها می توانند توسط تیر تحمل شوند ،

که منجر به کاهش قابل توجهی در نیروهای لنگر کل و بهبود عملکرد سازه چادری می شود.

در پروژه ای که در اینجا نشان داده شده است.

 

اتصال بین المان خمشی و پارچه – سازه چادری خمشی

يكي از بزرگترين چالش ها ،بحث اتصال بین میله های خم و پلیت های پارچه بود

برای اتصال ( اتصالات سازه چادری ) صفحات گوشه ای به انتهای میله های فیبر شیشه ای ،

یک دستگاه کشش ویژه ساخته شده است.

از اسپری PTFE برای کاهش اصطکاک بین میله های فیبر شیشه ای و غشایی که در این فرایند جفت شده اند استفاده شد.

 

طراحی سازه چادری خمشی

یافتن فرم با المان محدود نرم افزار SOFISTIK محقق شد که یک شکل گیری همزمان از غشای پیش تنش شده

و تیرهای الاستیک را به یک سیستم تعادلی وابسته به هم متصل می کند

عناصر اتصال ویژه ای که در آن به منظور شبیه سازی اتصال عناصر تیر به سطح غشای با لغزش مماس استفاده می شود.

این سازه پس از آزمایش موفقیت آمیز در اشتوتگارت  توسط دانش آموزان HFTStuttgart و ENA مراکش

به عنوان یک سقف چادری برای یک مدرسه معماری در مراکش در مارس 2012 نصب شد.

 

 

مراجع

[1] Knippers J، Cremers J، Gabler M، Lienhard J: Manual Construction for Polymers + Membranes، Institut für internationale Architektur-Dokumentation. München: جزئیات نسخه ، 2010. صص 134
[2] Simon Schleicher، Julian Lienhard، Moritz Fleischmann: Forschungspavillon ICD / ITKE – Sommer 2010، جزئیات آنلاین: http://www.detail.de/artikel_forchungspavillonuniversitaet-stuttgart_26600_De.htm