سازه چادری ، کلیات و معرفی سازه چادری

سازه چادری 

چکیده مقاله

مقدمه

معرفی سازه چادری ؛

 ( آنچه در این مقاله خواهید خواند ، در این ویدیو به اختصار آورده شده است )

 

 

سازه های چادری از زمان باستان مورد استفاده بوده اند. ( تاریخچه سازه چادری )

مهمترین کاربردها را می توان در قالب چادرها و دیگر بام های موقت که توسط قبایل عشایری استفاده می شود ، مشاهده کرد.

این ساختارها برخلاف روابط خطی مشاهده شده در ساختارهای مرسوم ،

که از فولاد به عنوان منبع اصلی مواد استفاده می کنند ، رفتارهای غیر خطی دارند.

رابطه غیرخطی را می توان در هندسه و همچنین در جنبه های مادی مشاهده کرد.

با کشیدن قابل توجه در میزان اشتغال فولادی ، طراحی کششی هر دو ، طراحی ارتفاعی جذاب

و همچنین طراحی کلی اقتصادی طراح را برآورده می کند.

 

 

معرفی سازه چادری – بارگذاری ها و خصوصیات کلی

با توجه به خصوصیات وزن سبک آنها ، در بیشتر موارد ، اثرات زلزله در نظر گرفته نمی شود در حالی که باد یک عامل مهم است.

پارچه فقط در برابر فشار مقاومت می کند و تقریباً فشار  یا خمشی ندارد.

به دلیل ویژگی پارچه برای کشش دهانه های طولانی ، این سازه ها می توانند در مکان هایی

مانند استادیوم ها و مکان های پارکینگ آشیانه هواپیما که مکان های بزرگ بدون ستون مورد نیاز است ، به کار گرفته شوند.

بحث کلی در مورد جنبه های مختلف از قبیل خصوصیات مواد ، کنوانسیون طراحی ، نماهای اقتصادی در نظر گرفته شده است

که در هنگام طراحی سازه های چادری ضروری است.اینها در بخش اول این مقاله ارائه شده است.

بخش دوم به مقایسه ساختارهای کششی با ساختارهای قابهای فضا که عموماً برای پوشش مناطق استفاده می شود ، می پردازد.

منطقه انتخاب شده برای اهداف ذکر شده یک سایبان چادری  ورودی است.

کمکهای رایانه ای مانند Staad. Pro و FormFinder استفاده می شوند.

نتیجه گیری نهایی ، که این مطالعه قصد دارد نشان دهد ، این است که ساختار سازه غشایی کششی

می تواند از نظر مشکلات ساخت و ساز ، بدهی های اقتصادی و نیاز به منابع / ماده از سیستم های مرسوم پیشی بگیرد.

 

 

1- معرفی سازه چادری

سازه های چادری هنوز از محبوبیت مورد توقع و استفاده گسترده فاصله دارند.

این ساختارها برای آگاهی از این فن آوری نوظهور ، ادبیات بسیار کمتری را برای مهندسین سازه منتشر کرده اند

و به سختی دانشگاه ها موضوع را در برنامه درسی خود گنجانده است.

هنوز درک دقیقی از سازه های پارچه ای صورت نگرفته است ، زیرا این ساختارها دارای سابقه ای نسبتاً جدیدتر هستند.

ساختارهای نوع غشایی دارای خصوصیاتی هستند که باعث تمایز آنها شده و بر استفاده از آنها در سایر اشکال متعارف تأثیر می گذارد.

پارچه کششی در برابر تنشهای کششی که به دلیل بارهای بحرانی در آینده ایجاد می شوند ، مقاومت می کند.

این محفظه های غشایی هر دو به عنوان سازه های باربری و پاکت ساختمان عمل می کنند.

این روزها مسئله کمبود منابع نه تنها در مورد مواد بلکه در مورد انرژی نیز صدق می کند و در اینجا دوباره این ساختارها نقشی دارند.

پوست پارچه به عنوان فیلتر منفعل عمل می کند که قادر است هر دو سطح نور حرارتی را در فضاهای محصور تغییر دهد

تا اتکا به منابع انرژی متعارف را به حداقل برساند.

 

2. مواد مورد استفاده

تعاریف

همانطور که از نام این مقاله پیداست ، این سازه ها برای این منظور از ورق های پارچه بافته شده با روکش پلیمری روکش شده استفاده می کنند.

این پوشش برای اهداف زیر مفید است:

   ✔ نخ را می توان در برابر سایش محافظت کرد.

    ✔نخ را می توان در برابر آسیب UV محافظت کرد.

    ✔ به ثبات هندسه پارچه ناپایدار کمک می کند.

    ✔ در مراحل ساخت به مفاصل درز کمک می کند.

 

معرفی سازه چادری – دسته بندی مواد

ماده اصلی مورد استفاده برای توسعه نخ های غشایی ، نخ های پلی استر یا رزین است

که با هم ترکیب شده اند تا رشته های ضخیم تری بین ضخامت 3 تا 25 میکرون بر اساس نیاز به پروژه های مختلف تشکیل دهند.

مواد دیگر مورد استفاده برای رشته ها عبارتند از:

شیشه ، آرامید و پلی استر مایع کریستال.

سایر مواد برای اهداف مشابه تحت تحقیق است.

نخ ها توسط آژانس های خاص تولید می شوند و برای جلوگیری از سوء استفاده از آنها ثبت اختراع شده است.

مواد مورد استفاده در رشته های نخ در مورد عوامل زیر داوری می شود:

 

✔ قطر رشته.

✔تعداد رشته های ابتدایی. اینها ضخامت رشته ها را تعیین می کنند.

✔تراکم خطی رشته ها.

✔تعداد پیچ ​​در طول متر.

✔عملیات تصفیه مانند پوشش ارائه شده و فرآیندهای شیمیایی که نخ در معرض آن قرار دارد.

 

خلاصه مشخصات هندسی و کاربردی

 

جدول شماره: 1 انواع مختلف هندسه ساختاری پارچه

 

2.1 معرفی سازه چادری –  مواد مورد استفاده برای پوشش و خصوصیات آنها:

نخهای بافته شده بدون استفاده از آنها برای مقاومت در برابر نیروهای خارجی

مانند سایش به دلیل هوای شدید ، تعامل شیمیایی و تغییرات دما ، نمی توانند مورد استفاده قرار گیرند.

این پوشش به گونه ای انجام شده است که پیوند بین رشته ها را تقویت کرده و آنها را با استحکام کششی اضافی منتقل می کند.

مواد مورد استفاده برای اهداف پوشش عبارتند از:

 

         ✔ پارچه پلی استر با روکش PVC

         ✔ پارچه های شیشه ای با روکش PTFE

         ✔پارچه های شیشه ای با روکش سیلیکون

         ✔ورق های ETFE

 

2.1.1 پوشش PVC: ( معرفی سازه چادری )

PVC مخفف پلی وینیل کلراید است و به عنوان خمیر روی فیبر اعمال می شود.

به نظر می رسد PVC خصوصیات حرارتی نخ را بهبود می بخشد ،

جنبه های سطح بهتری را ارائه می دهد و به تمیز کردن کمک می کند.

برای مقاومت در برابر آتش ، از روکش های پلاستیکی ثانویه مانند فتالات ، فسفاتها یا استرها استفاده می شود.

PVC را می توان برای انتقال رنگ و پایداری نور رنگی کرد.

روکش PVC با داشتن مولکولهای تثبیت شده جهت محافظت حرارتی ، اکسیداسیون و محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش کاشته می شود.

 

2.1.2 پوشش PTFE: ( معرفی سازه چادری )

PTFE مخفف Polytetrafluoroethylene است. این ماده رایج ترین روکش است

زیرا تعداد کمی از مواد پوشش می توانند چنین خواص متنوع و برجسته ای را ارائه دهند.

همه اینها به دلیل چیدمان زنجیره ای مونومرهای تترا فلوئورواتیلن امکان پذیر است.

این یکی از بهترین عایق های حرارتی است زیرا می تواند درجه حرارت حرارتی بالا را حفظ کند و از ضریب هدایت حرارتی نسبتاً کم برخوردار است.

در برابر سایش و مواد خورنده مانند اسید هیدروکلریک یا اسید سولفوریک بسیار مقاوم است.

آنها در برابر بیشتر آلاینده های زیست محیطی مانند گازهای صنعتی و دودهای ناشی از ترافیک بی اثر هستند.

پوشش PTFE آبگریز است و از این رو تمیز کردن آن بسیار آسان است.

حتی به راحتی اشعه ماوراء بنفش را جذب می کند و به عنوان یک آنتی اکسیدان و پلاستیک ساز خودکفا عمل می کند.

 

2.1.3 پوشش سیلیکون: ( معرفی سازه چادری )

پوشش سیلیکون با اتصال متقابل ماکرومولکول های سیلیکون بدست می آید.

زنجیره سیلیکون روی نخ اعمال می شود تا پوشش محافظ آن را تأمین کند.

مزیت استفاده از سیلیکون این است که زنجیره مولکولها را می توان با ترکیبات شیمیایی مختلف ترکیب کرد

تا از این رو پوشش با خاصیت خاص مطابق آنچه در ساختار مورد نیاز است بدست آوریم.

به عنوان مثال بستر مبتنی بر سیلیکون با شیشه ترکیب می شود تا یک کووالانسی تشکیل شود تا یک پوشش فیلم آبگریز ایجاد شود.

 

2.1.4 فویل ETFE: ( معرفی سازه چادری )

ETFE مخفف اتیلن تترا فلورو اتیلن است. این یک کوپلیمر اتیلن و تترا فلورو اتیلن است

که دارای نقطه ذوب بسیار بالایی از 250 تا 270 درجه سانتیگراد است.

فویل ها نسبت به سایر مواد مزیت شفافیت دارند.

این می تواند حدود 90٪ از نور حادثه را منتقل کند. مزیت دیگر توزیع استرس است.

فویل های ETFE یک رفتار توزیع ایزوتروپی الاستیک دوطرفه دارند.

 

2.2 معرفی سازه چادری – ویژگی ها (خواص سازه چادری )

2.2.1 مقاومت در برابر آب و هوا مواد

آب و هوا در پلیمر یک نگرانی اساسی است و به طور قطعی ناشی از قرار گرفتن

در معرض اشعه ماوراء بنفش ، رطوبت ، دما و رطوبت ایجاد می شود.

برای دقت و آزمایش کنترل شده ، هوازدگی مصنوعی به جای هوازدگی طبیعی یا سرعت بخشیدن به هوازدگی طبیعی تکیه شده است.

آزمایش لامپ Xenon Arc یک روش آزمایش استاندارد است که برای این منظور استفاده می شود.

آزمایش قوس زنون شامل یک اتاق آزمایش است که آسیب های ناشی از طیف کامل نور خورشید را تولید می کند.

روش آزمایش دیگر ، آزمایش UV فلورسنت است.

شبیه به لامپ زنون ، این آزمایش بیش از حد از یک محفظه بسته استفاده می کند

که دارای 2 مجموعه لامپ UV ، برد کوتاه و پایه بلند مدت است.

بسته به نیاز ، از لامپ ها برای آزمایش پلیمر استفاده می شود.

همانطور که در آزمایش Xenon Arc Lamp ، عواملی مانند دما ، رطوبت ، رطوبت و شبنم برای تقلید از شرایط محیطی تنظیم می شوند.

 

2.2.2 خصوصیات حرارتی مواد غشایی ( معرفی سازه چادری )

در پلیمرها دیده شده است که به نظر می رسد که هدایت حرارتی به طور پیوسته در زیر نقطه ذوب کاهش می یابد.

خیلی شبیه یک پلیمر بی شکل رفتار می کند.

هدایت حرارتی بسیار به جهت گیری قطعه زنجیره بستگی دارد.

پلیمرها می توانند در طی فرآیند تولید برای تقاضای خاص هدایت حرارتی تقویت شوند.

اما در حین استفاده از غشاها به عنوان سایبان چادری ، طراح در پایان برای مقابله با این مسئله دو کار انجام می دهد.

آنها قبل از هر چیز از یک ساختار غشایی دو لایه یا چند لایه استفاده می کنند.

و آنها یک بافر هوا در حدود 25 تا 30 سانتی متر در بین آنها فراهم می کنند.

 

2.2.3 خاصیت ضد حریق مواد غشایی ( معرفی سازه چادری )

تعاریف

ایمنی در برابر آتش عامل اصلی در انتخاب غشاها است. این غشاها به عنوان یک وسیله

برای قطبش نور خورشید و استفاده از آن به عنوان یک فرم زیبایی شناسی مورد استفاده قرار می گیرند.

استفاده از نور خورشید نمی تواند از گرمای ناشی از اشعه خورشید جدا شود.

خود پارچه ، به عنوان ماده هدایت حرارتی کم ، احتمال اشتعال زیاد است.

در چنین شرایطی ، امنیت کاربران در معرض خطر قرار می گیرد.

برای جلوگیری از از بین رفتن جان انسانها ، تحقیقاتی انجام شده است

تا پوشش هایی ارائه شود که به ما در مقابله با این مسئله کمک می کند.

از این رو مشخص شد PVC نتایج مطابق با الزامات را ارائه می دهد.

مشخص شده است که غشاهای PVC در زیر 4 دقیقه دچار علامت می شوند

و سوراخ روی سطح را ایجاد می کنند بدون اینکه به پیکربندی آرزو آسیب برساند.

از باز کردن برای دود استفاده می شود.این کار با خفگی از مرگ جلوگیری می کند. .

بروز زود هنگام سوراخ منجر به انتشار گرما و دود از ساختمان می شود

و فروپاشی سازه فولادی را به تعویق می اندازد ، که برای کارکنان عمومی مفید است

 

مشخصات فنی پارچه ها

جدول شماره: 2 خواص مواد پوشش

 

3. معرفی سازه چادری – بارگذاری

حتی تغییر جزئی در شرایط بارگیری می تواند الگوهای انحراف را به میزان قابل توجهی تحت تأثیر قرار دهد.

ساختارهای غشایی مجبورند تحت تأثیر قرار گیرند تا پارچه پس از رخ دادن خزش غشای سطح ،

پیش تنش از پیش تعریف شده در هندسه صحیح را بدست آورد.

این سازه ها دارای وزن بسیار سبک هستند و بنابراین در صورت وقوع زلزله هیچ تاثیری در شتاب حاصل از زمین ایجاد نمی کند.

بنابراین در اکثر موارد بارهای زلزله در طراحی این سازه ها در نظر گرفته نشده است.

در صورت استفاده از کابل ها به عنوان تکیه گاه مرزی ، فشار شدید باد Uplift یک مورد مهم برای فشارهای غشایی و کابل است.

این به طور کلی به عنوان یک مورد بار استاتیک در نظر گرفته می شود ، تعریف شده توسط فشار پویا ضرب شده با ضریب فشار (Cp).

 

4. معرفی سازه چادری – مراحل طراحی

“شکل گیری” فرآیندی است که با استفاده از آن شکل اولیه غشاء به دست می آید.

این فرایند تضمین می کند که شکل کلی از نظر آماری متعادل است.

بررسی نیروهای تار و پود ناشی از پارچه و همچنین رعایت آنها با شرایط مرزی بسیار مهم است.

شکل نفیس معمار و قانون اساسی ساختاری مهندس باید تکیه کند و زیبایی را به همراه داشته باشد.

طراحی کاملاً مبتنی بر خصوصیات متریال است و به رفتار پارچه در حال بارگیری وابسته است ،

بنابراین طراحان سازنده و تولید کنندگان باید فقط از مراحل اولیه تا طراحی در این فرآیند دخیل باشند.

فرایند طراحی اساساً سه مرحله اصلی را دنبال می کند:

✔ شکل دهی

✔ تجزیه و تحلیل ایستا

✔ تجزیه و تحلیل پویا.

بررسی نیروهای تار و پود ناشی از پارچه و همچنین رعایت آنها با شرایط مرزی بسیار مهم است.

شکل نفیس معمار و قانون اساسی ساختاری مهندس باید تکیه کند و زیبایی را به همراه داشته باشد.

طراحی کاملاً مبتنی بر خصوصیات متریال است و به رفتار پارچه در حال بارگیری وابسته است ،

بنابراین طراحان سازنده و تولید کنندگان باید فقط از مراحل اولیه تا طراحی در این فرآیند دخیل باشند.

فرایند طراحی سازه چادری اساساً سه مرحله اصلی را دنبال می کند: شکل دهی ، تجزیه و تحلیل استاتیک و آنالیز پویا.

 

4.1 فرم بندی ( معرفی سازه چادری )

طبق گفته لوئیس (2003) ، یافتن فرم ممکن است به روش های زیر تعریف شود:

“یافتن فرم فرآیندی تکراری است که از طریق آن یک طراح به شکلی مطلوب که غشاء می تواند تحت بارهای مختلف ایستا و پویا انجام دهد ، می رسد.

این غشاء هرگز در معرض بارهای ثابت قرار نمی گیرد. از این رو یک روش تقریبی باید اجرا شود.

فرایند شکل گیری اساساً به شرایط مرزی بستگی دارد که شکل ساختار را تعیین می کند.

پس از تصمیم گیری در شکل ، نیروهای تار و پود تأیید می شوند

و تنش های موجود در پارچه با استفاده از وسایل مختلف رایانه ای مانند FORMFINDER ، NISA و غیره ارزیابی می شوند.

 

4.2 تعادل ایستا ( معرفی سازه چادری )

برای بررسی انحراف که به دلیل موارد مختلف بار و ترکیب وجود دارد ، آنالیز استاتیک انجام می شود.

در هنگام طراحی سازه ، در نظر گرفتن ترکیبات مختلف بار با در نظر گرفتن غیرقابل پیش بینی بودن قدر و جهت بسیار مهم است.

همان خمیده ای که با فرم بندی به دست می آید گرفته شده و برای بررسی انحراف های مجاز ، تجزیه و تحلیل انجام می شود.

الگوهای رنگی برای نشان دادن الگوهای انحراف ، کمک شایانی می کند.

ارزيابي تنش ها يك فرآيند مهم در طراحي سازه هاي كششي است ، زيرا نوع مواد مورد استفاده ، فرم ماده مورد استفاده را تعيين مي كند.

و زاویه ای که جهت های تار و پود با یکدیگر تراز می شوند.

 

4.3 تعادل پویا ( معرفی سازه چادری )

تجزیه و تحلیل پویا رابطه بین بارهای اعمال شده نوسان و هندسه ساختاری را ارزیابی می کند.

از آنجایی که باد بار بحرانی در نظر گرفته شده است ،

هدف اصلی از انجام تجزیه و تحلیل پویا بررسی ثبات غشاء در موارد مختلف بار ناشی از باد ناشی از جهات مختلف است.

حتی تغییر جزئی در تغییر ساختار ممکن است در موارد خاص به یک خسارت قابل توجه منجر شود.

برای دستیابی به این دقت برای بارگذاری پویا ، می توان تست های تونل باد را انجام داد.

هدف این فرایند محاسبه نیروهای باد / فشارهایی است که به عنوان شرایط مرزی مهم مورد نیاز نرم افزار عمل می کنند.

 

4.4 الگو سازی ( معرفی سازه چادری )

الگوی سازی به طور کلی یک فرایند تحلیلی است که برای تعیین خصوصیات هندسی فضای محصور شده با پارچه انجام می شود.

فرم فضایی حاصل از فرآیند شکل گیری به دو شکل برش بعدی تبدیل می شود.

در غياب كمك هاي رايانه ، مدل سازي فيزيكي ترجيح داده شد ، اما اكنون از كمك هاي رايانه به دليل دقت بهتر آنها استفاده مي شود.

 

5. معرفی سازه چادری – ساختارهای تکمیل سازه های مختلف ساختار قاب

از آنجا که این اشکال سازه در دنیای مهندسی سازه بسیار جدید است ، مقدمه اساسی در بخش اول ارائه شده است.

بخش دوم به مقایسه ساختارهای کششی در مقایسه با ساختارهای معمول قاب فضایی

با توجه به مزایای هزینه آنها ، ویژگی های وزن سبک ، ویژگی های دوام ، برنامه های ساختمانی کوتاه شده و ارتفاع جذاب می پردازد.

 

5.1 جنبه عمومی ( معرفی سازه چادری )

منطقه مورد نظر در این مورد ، یک صندوق ورودی برای یک ساختمان 19 طبقه است.

خانه حاج ، که در نزدیکی J. J. flyover در منطقه ChhatrapatiShivaji Terminus ، بمبئی ، هند واقع شده است.

این منطقه در حال حاضر با استفاده از پارچه کششی پوشانده شده است.

تأکید این مطالعه نشان می دهد که اگر به جای یک سایبان کششی یک چارچوب فضایی جایگزین ساخته شود ،

فاکتورهای مورد نظر چقدر متفاوت خواهند بود.

کدهای استاندارد هند برای داده های مورد نیاز و ملاحظات طراحی استفاده می شود.

مطابق با IS 875-3 (1987): آیین نامه اعمال بارهای طراحی (غیر از زلزله) برای ساختمانها و سازه ها ،

قسمت 3: بارهای باد ، سرعت باد اصلی بمبئی به عنوان 44 متر و فشار باد طراحی محاسبه می شود 745.12 نانومتر / متر

 

5.1.1 ترکیبات مدیریت بار:

1. بار مرده + بار تحمیل شده.
2. بار مرده + بار باد (UP).
3. بار مرده + بار باد (پایین)

 

5.1.2 خواص مواد:

1. كليه قسمت هاي خفيف فلز بايد حداقل مدول جواني 2.1 101 1010 كيلوگرم در متر مربع

و تراكم برابر با 7850 كيلوگرم در مترمكعب داشته باشد.

لوله های لوله ای به عنوان ستون استفاده می شوند. ورق های GI برای پوشش سقف.

 

2. پارچه مورد استفاده MEHATOPValmex No. No. FR 700 Type I با پارچه پلی استر ،

دارای وزن 700 gsm ، ضخامت 0.6 میلی متر و استحکام کششی 60 KN / m می باشد.

این پارچه توسط MehlerTexnologies ، یک شرکت آلمانی ساخته شده و در ساخت پارچه های کششی و سایر پارچه ها تولید می شود.

 

5.1.3 نرم افزار مورد استفاده:

Staad.Pro  – برای کلیه طراحی ها و تحلیل های فلزی از Staad.Pro استفاده می شود.

Formfinder – مدل سازی و تحلیل پارچه کششی با استفاده از Formfinder انجام می شود.

استرس تخمین زده شده ارزیابی می شود و پارچه ای بر اساس آن انتخاب می شود. M.S.EXCEL – نمودارها در Microsoft Excel ترسیم شده اند

 

5.2 طراحی سایبان کششی ( معرفی سازه چادری )

 

شکل -3: نمای کلی سایبان پارچه ای

 

شکل -4: قاب ساختاری

 

شکل 5: یک صفحه سقف چادری  (با استفاده از نرم افزار Formfinder ترسیم شده است)

 

 

5.3 طراحی قاب فضایی ( معرفی سازه چادری )

در همان منطقه ای که باید به عنوان یک راه حل جایگزین ، قاب فضایی طراحی شود.

 

شکل -6: ارتفاع قاب فضایی در STAAD.PRO

 

شکل -7: نمای ایزومتریک از قاب فضایی در STAAD.PRO

 

 

5.4 نتایج طراحی ( معرفی سازه چادری )

5.4.1 نتایج طراحی سایبان کششی:

 

شکل 8: فولاد از قاب ساختاری سازه کششی جدا شوید
کل نیاز فولاد = 35.459 KN
کل مورد نیاز پارچه = 3400 ft2.

 

 

5.4.2 نتیجه طراحی ساختار قاب فضایی

شکل 9: فولاد از قاب ساختاری قاب فضایی جدا شوید
اضافه کردن تقریباً 15٪ برای وزن اتصالات GI
نیاز کل فولاد = 75.25 KN

 

6. معرفی سازه چادری – خلاصه

طراحی قاب فولادی سایبان چادری و خرپا فضایی با استفاده از نرم افزار Staad.Pro به پایان رسید

و نتایج آن از گزارش تجزیه و تحلیل جدول بندی شده است.

طراحی هر دو طراحی هر دو سازه برای استخراج فولاد مورد استفاده ، مسئولیت اقتصادی و مشخصات مواد استفاده شده است.

نتایج به صورت زیر خلاصه می شوند:

 

6.1 هزینه کلی مواد سازه: 

 

نمودار شماره: 1 هزینه کل مواد سازه ها

 

از نظر مشتری هزینه نصب یک سازه باید به حداقل ممکن برسد.

هزینه مصالح هزینه اصلی ساخت است. همانطور که توسط نمایه گرافیکی نشان داده شده است ،

هزینه مواد سازه کششی شامل فولاد و پارچه نسبت به ساختار قاب فضایی بسیار کمتر است.

 

6.2 وزن کلی ساختار 

 

نمودار شماره: 2 وزن کلی ساختار

 

اگرچه یک طراحی اقتصادی است ، اما باید در برابر نیروهای مختلف قابل پیش بینی و غیرقابل پیش بینی نیز ایمن باشد.

وزن كلی سازه نشان داده شده است كه دربرگیرنده پارچه وزن ساختار در مقایسه با ساختار قاب فضایی بسیار كمتر است.

همچنین ساختار قاب فضا در مقایسه با ساختار کامپوزیتی مانند ساختار کششی ، یک شبکه بزرگ فلزی است ،

بنابراین در صورت فروپاشی غیر منتظره ساختار ، پارچه بودن یک ماده انعطاف پذیر نسبت به فولاد بی خطر خواهد بود.

 

6.3 مقدار فولاد 

 

نمودار شماره: 3 فولاد مورد نیاز برای سازه ها

 

هزینه یک سازه با توجه به هزینه های تعمیر و نگهداری آن که به ماندگاری مواد مورد استفاده بستگی دارد با افزایش عمر آن افزایش می یابد.

ضمانت پارچه مطابق بیشتر تولید کنندگان در حدود 15 20 سال است ، اما مطالعات نشان داده اند که پارچه ها تا 25-30 سال نیز عملکرد خوبی دارند.

همچنين سازه هاي كششي نسبت به ساختار قاب فضا مقدار كمتري از فولاد را دارند ،

بنابراين هزينه هاي نگهداري كمتري براي جلوگيري از خوردگي فولاد  وجود ندارد و همچنين براي برطرف كردن اعضا براي ترميم نيازي نيست.

 

7. معرفی سازه چادری – نتیجه گیری:

این مطالعه مقایسه ای نشان از برتری سازه های کششی در مقایسه با سازه های فولادی معمولی برای پوشش مناطق بزرگ دارد.

مزیت استفاده از سایبان کششی همانطور که با کمک نمودارها نشان داده می شود ، آشکار است.

این نه تنها یک راه حل مقرون به صرفه بلکه یک راه حل زیبایی شناختی نیز هست.

سازه های کششی مفهومی نسبتاً جدید هستند که تازه وارد سناریوی ساخت و ساز هند شده و به سرعت محبوبیت خود را به دست می آورند.

موارد زیر مناطقی است که ساختار کششی از اشکال متعارف سازه ها پیشی می گیرد:

 

• مزایای هزینه

همانطور که از نمودار مشاهده می شود که 50 قابل توجهی وجود دارد 60٪ هزینه بیش از سیستمهای معمولی است.

مطالعه موردی نشان می دهد که کل هزینه فولاد مورد نیاز برای پوشش a منطقه خاص

با قاب فضایی بسیار بیشتر از هزینه غشایی است که برای پوشش همان منطقه استفاده می شود.

مزیت هزینه اضافی این است که ساختار غشایی تهویه آسان و کارآمد (هوا و همچنین نور) را در اختیار ما قرار می دهد

که به نوبه خود صورتحساب برق را کاهش می دهد.

 

 

• طبیعت سبک و مقاومت در برابر زلزله

وزن غشاء در سازه های کششی بسیار کمتر است و در نتیجه ، مقدار فولاد سازه ای

که برای پشتیبانی از غشاء مورد استفاده قرار می گیرد نیز حداقل است.

بنابراین ، وزن و همچنین هزینه کلی سازه های پارچه ای در مقایسه با سیستم های بام معمولی بسیار کمتر است.

با استفاده از فولاد کمتر ، فضای مفید بیشتری بدون ستون در دسترس قرار می گیرد.

از آنجا که وزن سازه بسیار اندک است ، تحت عمل لرزه نویی نیروهای شتاب زیادی را تجربه نخواهید کرد

همانطور که از نمودارهای مقایسه مقایسه شده بدست آمده مشخص می شود

که کاهش کل مصرف فولاد در هنگام استفاده از سازه های کششی برخلاف اشکال متعارف ساختارها در هر مورد تقریباً 50-60٪ است

 

 

• دوام عالی

مواد غشایی خود می توانند در محدوده -40 درجه سانتیگراد تا 70+ درجه سانتیگراد مقاومت کنند.

شرکت ها حدود 10 تا 10 سال ضمانت برای پارچه های خود را ارائه می دهند و معمولاً حداقل طول عمر این سازه ها حدود 25 سال است

 

 

• برنامه های ساختمانی کوتاه

احداث و نصب سازه های چادری کمتر از یک هفته به طول می انجامد

زیرا کلیه کارهای طراحی و ساختگی بیشتر در انبارها انجام می شود و سازه در سایت احداث می شود.

دوره ساخت و ساز تنها زمان مورد نیاز برای احداث آن است

که می توان با استفاده از تجهیزات و تکنیک های پیشرفته ساخت و ساز به حداقل رسید.

 

 

• زیبایی شناسی طراحی انعطاف پذیر

ساختارهای غشایی می توانند به هر شکل و فرم موردنیاز خود طراحی ، تجزیه و تحلیل شوند.

این فضای اضافی را برای طراح فراهم می کند تا با شکل های مختلف آزمایش کند.

پارچه غشایی حتی می تواند دارای نور طبیعی و مصنوعی باشد که می تواند بعد زیبایی شناسی دیگری را به آنها اضافه کند.

 

 

 

معرفی سازه چادری – مراجع و منابع

[1] Space Structures: Principles and Practice, N. Subramanian, Volume 1, Multi-Science Pub.2006

[2] European Design Guide for Tensile Surface Structures, Brian Forster Marijke Mollaert, Vrije Universiteit Brussel. Scientia Vincere Tenebras, 2004.Tensinet.

[3] Tensioned membrane structures J. Schlaich, R. Bergermann, W. Sobek’. Invited Lecture In The LassCongress In Madrid. September 1989

[4] Conceptual Design and Analysis of Membrane Structures,EricaHenrysson. Department of Applied Mechanics, Division Of Material And Computational Mechanics.Chalmers University Of Technology.

[5] Horst Berger, Light Structures – Structures of Light, birkhauserverlag, Basel, Switzerland,1996

[6] Environmental behaviour of tensile membrane structures – amiraelnokaly*, John Chilton andRobin Wilson, School of the Built Environment, University of Nottingham, 2000.

[7] Tensile structures, Prof Schierle, American Institute of Architects.

[8] Is 800-2007general Construction In Steel — Code Of Practice(Third Revision)

[9] IS 806-1968 (Reaffirmed 2008): Code of practice for use of steel tubes in general BuildingConstruction.

[10]IS 1161-1998: Code of practice for use of steel tubes for structural purposes Specification.

[11]Membrane Materials And Membrane Structures In Architecture, Di Tian, The University Of Sheffield, School Of Architecture, September 2011.

 

معرفی سازه چادری – گروه تالیف :

GUIDE:

Er. Prashant R. Barbude Assistant Professor,

Civil Engineering Department, DattaMeghe College of Engineering,Airoli

Email ID: prbarbude@yahoo.com

 

Aniket N. Tolani1 , Aniket S. Patil2 , Ganesh N. Patil3 , Vedang H. Vadalkar4 , P. R.Barbude5

1Student, Department of Civil Engineering, DattaMeghe College of Engineering, Navi Mumbai, Maharashtra, India

2Student, Department of Civil Engineering, DattaMeghe College of Engineering, Navi Mumbai, Maharashtra, India

3Student, Department of Civil Engineering, DattaMeghe College of Engineering, Navi Mumbai, Maharashtra, India

4Student, Department of Civil Engineering, DattaMeghe College of Engineering, Navi Mumbai, Maharashtra, India

5Assistant Professor, Department of Civil Engineering, DattaMeghe College of Engineering, Navi Mumbai,