مطالعه سایبان پارچه ای – Tensile Structures Design

چکیده

طراحی سایبان پارچه ای ؛

در این مقاله ، مطالعه سازه چادری ( tensile structure -TF) در مورد شکل های آن و استفاده از فیبر استفاده شده به طور خلاصه توضیح داده شده است.

الیاف با خاصیت آنها ذکر شده است.

تجزیه و تحلیل و طراحی سازه چادری به دلیل تغییر شکل و استرسهای ناشی از استفاده از نرم افزار ANSYS انجام می شود.

به مفاهیم طراحی سازه های پارچه کششی اشاره شده است.

 

اهداف

هدف اصلی این کار بررسی نیروهای روی سازه پارچه ای کششی ، مدل سازی ،

تجزیه و تحلیل با استفاده از نرم افزار Ansys و مفاهیم طراحی سازه های پارچه کششی است.

 

 طراحی سایبان پارچه ای – مقدمه

ساختاری که پوسته خارجی آن پارچه ای است که بر روی یک چارچوب پخش می شود.

پارچه در همه جهت ایجاد ثبات در تنش حفظ می شود.

سایبان چادری ، ساختاری از عناصری است که فقط تنش دارند و فشاری یا خمشی ندارند.

اصطلاح کششی نباید با تنش اشتباه گرفته شود ، که یک شکل ساختاری است و هم با عناصر کششی و هم فشرده سازی.

سازه های چادری متداول ترین نوع سازه های پوسته نازک هستند.20

 

 طراحی سایبان پارچه ای – فرآیند طراحیها

بیشتر سازه های پارچه ای توسط نوعی از فشرده سازی یا عناصر خمشی ،

مانند دکل ها (مانند سابق گنبد هزاره) ، حلقه های فشرده سازی یا سازه  ، پشتیبانی می شوند.

این اغلب به عنوان سقف چادری استفاده می شود.

فرآیند طراحی با این واقعیت پیچیده تر می شود که نمی توان با استفاده از روشهای ریاضی ساده ،

شکل شبکه کابل تنگ و ساختار غشایی را توصیف کرد.

آنها باید از طریق یک فرایند یافتن فرم یا با استفاده از مدلهای فیزیکی یا رایانه ای یافت شوند.

 

طراحی سایبان پارچه ای – تحلیل و بررسی

همانطور که ذکر شد ، تجزیه و تحلیل با کمک نرم افزار cata انجام می شود.

مدل انتخاب شده از نظر ظاهری شبیه به ساختار چتر است.

Ansys s / w بر اساس روش المان محدود و ابزار MESH برای تقسیم عناصر در ساختار گنجانیده شده است.

تجزیه و تحلیل با محاسبه بار فیبر (PVC) بر روی سازه و بارهای زنده انجام می شود.

وزن خود سازه ، باران شامل بار باد ، براساس IS: 875: 1987 (قسمت چهارم) در نظر گرفته شده است.

فشارهای زیاد از کابل ها. ساختار كلی از فولاد خفیف و وضعیت احداث شده بر روی زمین است.

 

 

 

 

طراحی سایبان پارچه ای – نتایج

 

 

 

 

 

مفاهیم  TFS

فرآیند طراحی عمدتاً از دو مرحله انجام شده است یکی یافتن فرم و یکی دیگر از تجزیه و تحلیل ساختار پارچه کششی است.

یافتن فرم:

یافته فرم این است که عامل تعیین کننده شکل ساختار پارچه کششی.

بستگی به فشارها و نیروهای موجود در ساختار دارد.

سه بعد باید در نظر گرفته شود و ترکیب اشکال اساسی مختلف نیز ممکن است در نظر گرفته شود

 

طراحی سایبان پارچه ای – تحلیل و بررسی:

تجزیه و تحلیل در پرونده فعلی با استفاده از نرم افزار Ansys انجام شده است.

(نرم افزار مبتنی بر روش اجزاء محدود.)

این ساخته شده است تا تجزیه و تحلیل ساده تر شود و اشکال ساختار به راحتی به عنوان عناصر ساخته شده

و به راحتی و در هیچ زمان قابل تجزیه و تحلیل نباشند.

در واقع تجزیه و تحلیل برای ملاحظات ایستا و پویا انجام می شود. بدین ترتیب نتایج بدست آمده

تغییر شکل ساختار و تنشهای موجود در سازه را بر اساس بارهایی که به سازه وارد می شوند مورد نیاز است.

 

 

 طراحی سایبان پارچه ای – نتیجه

ساختار پارچه کششی نیز با استفاده از نرم افزارها قابل تجزیه و تحلیل است.

Ansys این مسئله را به دلیل توسعه آن آسانتر ساخته است.

تغییر شکل و استرس توسط این تجزیه و تحلیل نشان داده شده است.

حداکثر تغییر شکل فشار و حداقل فشار روی سازه 0.00022584m است.

حداکثر تنش برای نیروهای در نظر گرفته شده روی سازه 1.3312e7pa است.

نتایج مختلف را می توان از ابزارهای مختلف مانند تنش برشی ، تنش فون میز ، کرنش الاستیک برشی و غیره استخراج کرد.

 

 طراحی سایبان پارچه ای – مراجع

ASCE/SEI 19-96 Structural applications of steel cables for buildings. American Society of Civil Engineers, Reston

 

Barnes MR, Wakefield D (1984) Dynamic relaxation applied to interactive form finding and analysis of air-supported structures

. In: Proceeding of conference on the design of air supported structures. The Institution of Structural Engineers, Bristol

 

Corazza C (2006) Mechanical characterization of technical textiles for the screen-printing

experimental tests and numerical analysis. PhD thesis, Politecnico di Milano, Milan

طراحی سایبان پارچه ای

Daugherty HB (2013) Fabrication and construction. In: Huntington CG (ed) Tensile fabric structures.

Design, Analysis, and Construction, American Society of Civil Engineers, Reston

 

Foster B, Mollaert M (eds) (2004) European design guide for tensile surface structures. TensiNet, Brussels

 

Goldsmith N (2013) The material characteristics of fabrics. In: Huntington CG (ed) Tensile fabric structures

Design, analysis, and construction, American Society of Civil Engineers, Reston