طراحی مقدماتی سازه های چادری

سایبان پارچه ای

سقف چادری

طراحی مقدماتی سازه های چادری

در این مقاله سعی بر آن شده تا بطور تفصیلی به شرح طراحی سازه های چادری بهمراه تصاویر لازم بپردازیم ؛ پس با ما همراه باشید.

 

طراحی مقدماتی سازه های چادری

طراحی مقدماتی و مهندسی سازه های پارچه ای

سازه های پارچه ای در یک فرایند تکراری بین معمار و مهندس ، ورودی و خروجی تجزیه و تحلیل ، و جزئیات و الگوگیری طراحی شده اند.
در طراحی سازه پارچه ای سه مرحله اصلی وجود دارد:
پیدا کردن شکل ، بارگذاری و الگوگیری

فصل 1 پروژه
اساساً سه مرحله برای طراحی ساختار غشای پارچه ای وجود دارد (2):
1. شکل- پیدا کردن
2. بارگیری
3. الگوسازی/ جزئیات
معمولاً به آن ترتیب این پروژه شامل مهندسی ساختار پارچه ای کششی برای کازینو علاءالدین بود.
این گزارش به ترتیب روشی است که برای تجزیه و تحلیل و طراحی این مورد استفاده شده است
ساختار پارچه تعریف ساختارهای پارچه ای و نحوه تجزیه و تحلیل آنها

 

طراحی مقدماتی سازه های چادری

طراحی

در ابتدا مجموعه ای از نقشه های معماری به من داده شد (شکل 5.1-5.3.) نقشه ها ایده های کلی معمار را در مورد شکل و اندازه نشان می دهد. به دلیل هندسی بودن خطی بودن ساختار ، به دست آوردن شکل دقیق عملاً غیرممکن است
بدون تجزیه و تحلیل رایانه ای برای پروژه ای با این اندازه (3). اینجاست که طراحی/
بخش مهندسی پروژه آغاز می شود.
از نقشه های معماری می توانم شرایط انتشار برای گره ها و اعضا را تعیین کنم. این گره ها و اعضا یک شبکه کابل ایجاد می کنند که نمایانگر ساختار پارچه است. سپس شبکه کابل وارد یک رایانه تجزیه و تحلیل غیر خطی تکراری می شود
برنامه ای که سپس همگرا می شود

 

طراحی مقدماتی سازه های چادری

طراحی

نتیجه شکل ساختار پیش تنیده ای است که آماده بارگیری است.

هنگام بارگیری ، پارچه بیش از حد را بررسی کردم و اندازه پارچه را تغییر دادم
سطح مقطع کابل های لبه و خط الراس.

با هندسه ، نیروها و اندازه ، I2 سپس توانست جزئیات و الگوی نوارهای پارچه ها را برای ایجاد ساختار غشایی ادامه دهد.

محدوده این پروژه در شکل یافتن-بارگیری و فقط جزئیات است
وضعیت در گره 2
من در مورد الگوگیری در این مقاله بحث نمی کنم ، اگرچه این پروژه یک پروژه واقعی در مرحله طراحی است و الگوگیری باید در آینده انجام شود.
من برخی از مقایسه های محدود از دو نوع شبکه را انجام دادم ، یک شبکه 10 x 10 ‘عمودی
(شکل 5.4)
آیات یک که بیشتر شعاعی است (شکل 5.5).
من همچنین نتایج محدودیت های گره را مقایسه کرده و در مورد جنبه های دیگر مدل سازی سازه های پارچه ای نظر داده ام.

 

 

تصویر شماره دو (2) – نمایی از طراحی سازه چادری با فرم خیمه در فضای نرم افزاری

 

فصل 2
شکل

مدل 2 بعدی (شکل 5.4) نقطه شروع تجزیه و تحلیل است. من از a استفاده کردم
برنامه ای به نام Larsa ، که به طور خاص برای راه حل های غیر خطی بسیار بزرگ طراحی شده است
تغییر شکل نیاز دارد
2.1 انتخاب شبکه کابلی
انواع مختلفی از پیکربندی شبکه های کابلی وجود دارد که می توانید از آنها استفاده کنید. نیروهای نتایج
نباید متفاوت باشد ‘ موارد زیر مزایا و معایب شبکه کابلی است که من دارم
انتخاب شده:
طرفداران:
1. کشیدن یک شبکه عمودی 10 در 10 اینچ آسان است و به راحتی می توان آن را وارد کرد
مختصات برای گره ها
2. با استفاده از شبکه متعامد می توان پیش تنیدهای پارچه را محاسبه و وارد کرد.
اگر از مدل شعاعی (شکل 5.5) استفاده می کردم ، باید با ، محاسبه می کردم
برآورد ، پیش تنیدگی برای هر ناحیه مثلثی برای عمودی و افقی
اعضا.
3. بر خلاف شبکه کابل شعاعی ، شبکه 10 ‘x 10’ گره های کمتری دارد و
اعضا برای انجام محاسبات ، اجازه تجزیه و تحلیل سریعتر را می دهند. به کندی
کامپیوتر ، این مهم است بخش شکل یابی تحلیل گاهی اوقات
مستلزم این است که شما به عقب و جلو بروید ، پیش تنیدگی را در لبه تغییر دهید ،
کابل های خط الراس و دره برای به دست آوردن شکلی که از نظر زیبایی دلپذیر است. یک
معمار ممکن است این را از پیش تعریف کند اگر افتادگی زیاد باشد ، می توانید آن را افزایش دهید
پیش فشار برای محکم کردن آن و برعکس ، اگر کابل خیلی مستقیم باشد یا
پیش تنیدهای خروجی بسیار زیاد هستند و می توانید پیش تنش های اولیه را به آن کاهش دهید
حکیم را زیاد کنید
4. من به دلیل اندازه بزرگ ساختار از یک شبکه 10 در 10 اینچ استفاده کردم. بزرگترین پارچه
نوار تقریباً دوازده فوت عرض دارد.
معایب:
در این مورد ، شبکه کابل شعاعی به احتمال زیاد الگوی واقعی آن خواهد بود
نوارهای پارچه ای پیش تنش های نهایی از شکل یابی شبکه 10 در 10 در 10 خواهد بود
به مدل کامپیوتری شبکه کابل شعاعی منتقل شود. این باید تولید یک
شکل مشابه ، با شکل های 5.6 و 5.7 ، جایی که گره های جابجا شده اکنون می توانند مورد استفاده قرار گیرند
شکل هر نوار پارچه ای را محاسبه کنید

2.2 شکل گیری
نقطه شروع شکل یابی یک ساختار دو بعدی مسطح است. در اینجا فهرست شده است
شرایط اولیه ای که به لارسا وارد می شود. (در برخی از برنامه ها ممکن است شما این نرم افزار را نداشته باشید
گزینه ای است یا ممکن است کنترل این پارامترها دشوار باشد.)
2 بعدی:
• با لارسا ، شروع به کار با یک ساختار مسطح مفیدتر است. ثابت
گره ها پشتیبان هستند. تکیه گاهها در همه جای پارچه ثابت می شوند
پشتیبانی. پس از یافتن شکل ، تکیه گاه های دکل که به پارچه متصل می شوند
مجاز است در حین بارگیری حرکت کند.
شرایط نامتعادل این دو
ساختار بعدی عبارت است از جابجایی عمودی گره های ثابت به موقعیت نهایی خود.
موقعیت نهایی توسط نقشه های معماری تعیین می شود.

• برای اولین اجرا توصیه می شود که مدول Young’s ، E ، به اندازه پایین باشد
ممکن است به طوری که شبکه کابل مانند یک نوار لاستیکی تغییر شکل می دهد.
راه حل جابجایی ها مشابه تعادل گره ای خواهد بود.
از آنجا که برنامه لارسا چنین نمی کند
برای E مقدار صفر را بپذیرید ، من از 1 psf استفاده کردم. در تغییر شکل بزرگ این باعث می شود
تفاوت.
بنابراین اگر با گره های ثابت جابجا شده شروع به کار کنید ، اعضاء
متصل به آن گره سعی می کند تا حد امکان طول اولیه را حفظ کند.
تفاوت بین گره های پشتیبانی جابجا شده است ، با این انتظار که
شبکه کابل به جای خود باز می گردد و گره های پشتیبانی به تدریج به داخل حرکت می کنند
مکان می تواند بسیار آشکار باشد این ساختار را به تقریبی نزدیک می کند
در صورت تمایل ، ساختار نهایی و آماده برای اجرای دوم در شکل یابی.

• گره هایی که ثابت نیستند در جهت x ، y و z آزاد خواهند بود نه فقط z
جهت. جدول 6.1 نتایج تفاوت بین دو اجرا ، اولین را نشان می دهد
اجرا فقط دارای z رایگان است و آزمایش دوم دارای x ، y و z آزاد برای جابجایی است.
هنگامی که در همه جهات آزاد است ، از حالت مسطح تا شکل ، تفاوت کمتری از حداکثر وجود دارد
و حداقل نیروها بر روی کابل های جداگانه.
این از آن زمان سودمندتر است
شما نیروهای نسبتاً ثابت در هر کابل را می خواهید ، و حداکثر نیروها هستند
کمتر از دوره آزمایشی “Only Z Free”.

• پیش تنیدگی پارچه 3000 پوند است. در تنش استانداردهای صنعت برای
پارچه پیش تنیده 20 تا 25 پوند در اینچ خطی (pli) است.
• اعضا “Type = Cable” هستند ، Larsa به کاربر اجازه می دهد تا یک عضو خاص را تعریف کند
خواص مانند Beam ، Spring غیر خطی ، و غیره. همچنین درک می کند که یک کابل نمی تواند
وارد فشرده سازی شوید اگر فشاری وجود داشته باشد ، نیرو در آن عضو به سمت آن می رود
صفر

• کابل های لبه و خط الراس تا 10 پوند در حالت تنش پیش تنیده شده اند تا به این امر کمک کنند
همگرایی و جابجایی
برای این کابل ها ، ماژول های Young بسیار بالا است
نیروهای خروجی روی کابل ها پیش تنیدگی مدل بارگذاری شده خواهند بود.
لارسا قادر است به راحتی مقادیر E را برای هر کابل کنترل کند. این به کنترل شکل کمک می کند.
اگر کابل بیش از حد مستقیم به نظر می رسد ، یعنی انحنای کافی در کابل وجود ندارد ، که به طور مستقیم است
در رابطه با میزان تنش ، یا نیروی خروجی بسیار زیاد است ، E را می توان کاهش داد.
اگر کنترل E بسیار مشکل است ، سعی کنید پیش تنید را با محاسبه دستی تخمین بزنید
نیروها
مثال: گره های A و B انتهای ثابت یک کابل لبه هستند.

 

یسری معادلاتی هست که نمی فهمم

 

2.3 همگرایی
• من پیش تنیدگی خروجی را برای دومین تا چهارم اجرا کردم تا شکل و شکل را بررسی کنم
همگرایی من از حداکثر نیروهای خروجی در کابل های لبه و خط الراس به عنوان استفاده کردم
پیش تنیدگی ها برای اجرای روند من از 3000 پوند استفاده کردم پیش تنیدگی روی شبکه کابل برای هر کدام
اجرا کنید که تنش یکنواخت تری روی غشای پارچه ایجاد می کند. برای اجرای بارگذاری شده ، من
از پیش تنیدگی های موجود در کابل های لبه و خط الراس و پیش تنیدهای خروجی استفاده کرد
شبکه کابل به عنوان شرایط اولیه
من از مختصات گره جابجا شده از اجرای قبلی به عنوان مختصات اولیه برای
مراحل اجرا
• از لبه خروجی و نیروهای خط الراس اولین اجرا ، می توان اندازه کابل ها را مطابق شکل اندازه گرفت
در جدول 6.4. اندازه بندی از جدول 6.6 ، از کتابچه راهنمای فولاد AISI برای کابل ها تهیه شده است. جدول
6.5 بر اساس رشته ساختاری فولادی با روکش روی برای وزن 2000 پوند است ، این ترجمه می شود
به ضریب ایمنی 2. من نیروها را از lbs تبدیل کردم. کپی کنید و از کلاس A استفاده کنید
سیمهای داخلی روکش دار و کلاس C ستون سیم بیرونی روکش دار. از این نمودار نیز استفاده می شود
برای اندازه گیری نهایی حداکثر نیروی در هر کابل پس از بارگذاری برای جزئیات.
• برای دومین تا چهارمین دوره ، از یک ماژول Young’s 8000 pli برای برنامه استفاده کردم
شبکه کابل و 29000 ksi برای کابل های لبه و خط الراس

سطح مقطع اعضا در شبکه کابل باید نشان دهنده پارچه باشد

2.4 نتایج
نتایج در جداول 6.2 و 6.3 آمده است. در جدول 6.2 ، آخرین ورودی Cable Net است. شما
می توان از اجرای آزمایشی به مرحله آزمایشی دید که نیروهای شبکه کابلی یکنواخت تر می شوند.
این به دلیل استفاده مداوم از 3000 پوند است. پیش تنیدگی برای هر اجرا برخلاف استفاده
خروجی اجرای قبلی بررسی همگرایی در جدول 6.3 ذکر شده است. گره
جابجایی ها نشان داده نمی شوند اما به حداکثر 0.06 اینچ جابجایی توسط
چهارمین اجرا من می توانستم در بار سوم یا حتی دوم برای بارگیری سازه توقف کنم.
لارسا گزینه ای برای ایجاد وجه برای شما یا عناصر محدود ندارد. من
سه عنصر گره را به صورت دستی وارد می کند. نتایج نهایی به شکل یک پارچه در می آید
ساختار غشایی از اینجا می توانم ساختار را بارگذاری کنم.

 

فصل 3
بارگیری
استاندارد صنعت برای بارگذاری سازه های غشایی پارچه ای ، طبیعی به سطح ، این است که
از 20 psf به بالا و 20 psf به پایین استفاده کنید.
با برنامه Larsa ، من سه عنصر گره بسیار نازک ایجاد کردم و از “بارهای فشار” که در مرکز عنصر عمل می کرد ، استفاده کردم.
ضخامت عنصر را 0.001 اینچ وارد می کنم. ستون دوم در داده های خروجی در حال بررسی است
برای شکل دوباره
عناصر محدود سفتی را به غشای پارچه اضافه کردند و این
دلیل بررسی شکل است. مقدار E را برای عناصر به گونه ای تنظیم می کنم که دومی
ستون مشابه ستون اول ، پیش تنیدهای اولیه است. Larsa همچنین دارای چهار عنصر گره است

3.2 بررسی فشرده سازی در داده های تجزیه و تحلیل ، پنج ستون خواهید دید: شماره اعضا ، اولیه
پیش تنیدگی ، بدون بار (برای بررسی شکل) ، 20 psf پایین و 20 psf بالا. در اولین اجرا
(داده 1) ، پنج عضو کابل تحت فشار قرار گرفتند ، بنابراین من پیش تنیدگی آن ها را افزایش دادم
کابلها ، در اجرای دوم (داده 2) هیچ عضوی در حالت فشرده سازی وجود نداشت.

فصل 4
جزئیات
4.1 توسعه جزئیات
جزئیات ساختارهای پارچه ای اساساً مشابه هستند. کابل به پین ​​می رود
اتصالات ، روی یک صفحه فلزی پیچ خورده به یک تکیه گاه بتنی یا جوش داده شده به یک لوله فلزی.
پارچه به یک لبه آلومینیومی متصل است که به لبه ، خط الراس یا دره متصل است
کابل ها (شکل 5.8-5.9)

کابل های لبه و پشته مجدداً اندازه (جدول 6.5) برای قطرهای بر اساس
حداکثر نیروهای جدول 6.6 برای همه کابل ها. تفاوت بندهای Strand طناب سیم
در ضمیمه C ، همچنین از دفترچه راهنمای کابل فولادی AISI برشمرده شده است.

مانند یک سرنگ ، دو دکل مرکزی پارچه و کابل ها را پیش تنیده می کنند. پل
پریزها نیز اتصالی هستند که می توانند پیش تنیدگی را انجام دهند. من استفاده از سوکت های بسته را انتخاب کردم
یا به عنوان “The Crosby Group Inc.” شرکت آن را “سوکت اسپلتر باز” می نامد. از جانب.
کاتالوگ Crosby Fitting ، من سوکت های spelter معمولی شیاردار را انتخاب کردم (نمودار در
ضمیمه د). من قطر رشته ساختاری مربوطه را برای سوکت پیدا می کنم
ابعاد ابعاد مربوط به نمودار در گوشه بالا سمت راست است
از طریق اندازه پین ​​و نیروهای محاسبه شده می توانم رئیس را محاسبه کنم
اندازه بشقاب و بشقاب اینها بر اساس محاسبه اندازه صفحه ورودی محاسبه می شوند
ورق 1 تا 3 را برای سه کابل که در گره 2 به هم متصل می شوند پخش کنید. اندازه اتصال
بر اساس استانداردهای کتابچه راهنمای طراحی مجاز تنش انجام شده است. استاندارد وجود دارد
جزئیات اتصالات مشابه را می توان در بسیاری از ادبیات ساختار غشای پارچه یافت. از این صفحه گسترده ، سپس جزئیات اتصال را طراحی و ترسیم می کنم
پلان (شکل 5.8) و نمای جانبی کابل خط الراس RC – 2. اتصالات کابل دیگر بسیار مشابه هستند. بیشتر هزینه در جزئیات لباس است. بنابراین هر چه بیشتر تکرار شود ،
بهتر.

 

4.2 برنامه Fortran
برنامه Fortran (ضمیمه E) با استفاده از فرمول محصول متقاطع برای نوشته شد
یک ماتریس من مجموع محصول متقاطع را برای هر عنصر دو برابر کردم
مساحت را محاسبه کنید این امر برای بدست آوردن قیمت نقل قول بر روی تعداد پارچه مورد نیاز است

پیوست اول
ساختارهای پارچه ای چیست؟

سازه های پارچه ای را می توان به دو دسته تقسیم کرد: هوا و کشش.

A.1 سازه های پشتیبانی شده از هوا

عمومی
سازه های دارای پشتیبانی هوا ، همانطور که از نامشان مشخص است ، تحت فشار هوا نگه داشته می شوند. داخل سازه ها مانند بادکنک تحت فشار است. در حالی که ممکن است در ابتدا اینطور به نظر برسد
برای ساکنین سازه ناراحت کننده است ، اختلاف فشار بیشتر نیست
نسبت به نوسانات معمولی فشارسنج
کاربردهای متداول سازه های دارای پشتیبانی هوا
شامل استادیوم های ورزشی ، “حباب” مورد استفاده برای پوشش زمین های تنیس و استخرها و بسیاری دیگر
پناهگاه های موقت دیگر

انواع شکل A.1: گنبد پشتیبانی شده از هوا
دو نوع اساسی از سازه های پشتیبانی کننده هوا مشخصات بالا و مشخصات پایین هستند. مشخصات
به ارتفاع سازه نسبت به طول آن اشاره دارد. ساختارهای با مشخصات بالا هستند
معمولاً برای تأسیسات موقت یا ذخیره سازی استفاده می شود و غالباً رایگان هستند ، به این معنی که
آنها هیچ پایه ای ندارند که بر آن تکیه کنند. ساختارهای با مشخصات پایین برای دهانه استفاده می شود
مسافت های طولانی مانند استادیوم های ورزشی ، همچنین سازه هایی با مشخصات پایین تمایل دارند که در آن قرار گیرند
یک ساختمان و نه خود زمین ، بنابراین به عنوان سقف استفاده می شود. این به خاطر نیروهاست
در حمایت از ساختار شرکت می کنند.

امروزه سازه های دارای پشتیبانی هوایی با مشخصات بالا کمتر رایج هستند زیرا هزینه سازه های پارچه ای کششی قابل مقایسه کاهش یافته است
قابل توجه.
مزایا و معایب
هزینه های اولیه برای سقف پشتیبانی شده با هوا همیشه با هزینه های مطلوب مقایسه شده است
سازه های معمول سقف از نظر هزینه به ازای هر صندلی ، مزیت حتی بیشتر مشهود است.
این صرفه جویی از هزینه های کمتر ساخت و سازه و پشتیبانی کلی به علاوه حاصل می شود
اقتصاد طراحی از نظر معماری ، طراحی بسیار زیبا و چشمگیر است.
تورم ناخواسته و هزینه های ناشی از آن مشکل اصلی این ساختارها است. شایع ترین علت کاهش تورم ، انباشت برف و در نتیجه آن است
تامل کردن معرفی اصلاحات طراحی ، مانند الگوهای رایانه ای ، و
دانش و برنامه ریزی بیشتر از طرف اپراتورها به کاهش آن کمک کرده است
وقایع در گذشته اخیر

اصل ساختاری
فشار هوا برای حمایت و تثبیت سازه های پشتیبانی شده از هوا استفاده می شود. وقتی هوا قرار می گیرد
تحت فشار ، نیروی یکنواختی را در همه جهات اعمال می کند. این نیرو برای پشتیبانی از آن استفاده می شود
پارچه. کابل ها پارچه را پشتیبانی نمی کنند ، اما آن را پایین نگه می دارند. پارچه به آن متصل است
کابل های موجود در پانل ها منجر به غشای ترکیبی می شود. غشای ترکیبی انتقال می دهد
تنش از پارچه به کابل. کابل ها به یک حلقه فشرده متصل شده اند ،
که در برابر نیروهای بالابردن مقاومت می کند.
پیکربندی
ابتدایی ترین شکل یک بیضی شکل کم ارتفاع با الگوی کابل مورب و یک مفتول است
حلقه فشرده سازی Funicular به این معنی است که هیچ لحظه خمشی در آن وجود ندارد
حلقه فشرده سازی شکل مستطیلی با گوشه های اصلاح شده و سیستم های کابل دو طرفه
یک فونیکولر حلقه فشاری را نگه می دارد. سیستم های کابل یک طرفه در یک مستطیل اصلاح شده
ساختار در حلقه فشرده سازی لحظه ایجاد می کند. هوای با مشخصات بالا پشتیبانی می شود
ساختارها ممکن است از سیستم های کابل یک یا دو طرفه یا فقط از پارچه استفاده کنند. در نظر گرفتن
طراحی پارچه و حمل و نقل ، فاصله کابل را تا حداکثر 45 فوت (14 متر) محدود می کند. به واسطه
ساخت و هزینه اتصالات ، حداقل فاصله کابل از نظر اقتصادی در نظر گرفته می شود
امکان پذیر است 35 فوت (11 متر) در مرکز.

A.2 سازه های کششی
انواع اصلی سازه های کششی عبارتند از: گنبد کابل ، پشتیبانی از دکل ، پشتیبانی از قوس ،
چادر شعاعی و سقف زین. تمایز بین سقف و دیوار مشخص نیست. تنش
سازه ها می توانند فواصل وسیع را بدون مانع داخلی بدون
نیاز به هرگونه سیستم مکانیکی از نظر معماری ، این سازه ها بیشتر خوشایند هستند
از آنجا که بسیاری از اشکال مختلف و پویا وجود دارد که می توان ساخت. اشکال اصلی
ساختارهای کششی به این دلیل است که از یک رایانه استفاده می شود زیرا شکل تنظیم می شود
با معادلات دیفرانسیل پیچیده
اصول ساختاری
سازه های کششی از کابل و پارچه در حالت کشش تشکیل شده است. کابل ها جاذبه را حمل می کنند
بارها در حالی که ثبات و مقاومت در برابر افزایش باد توسط وزن سقف تأمین می شود
سیستم عرشه رایج ترین نوع ، گنبد کابل ، از یک حلقه کشش مرکزی تشکیل شده است
احاطه شده توسط تعدادی حلقه حلقه که آنها نیز در تنش هستند. اینها در محاصره شده اند
محیط توسط یک حلقه فشرده سازی

 

ضمیمه B
تجزیه و تحلیل غیر خطی
پارچه را می توان با استفاده از کابل ها مدل کرد ، زیرا آنها فقط می توانند مقاومت در برابر ایجاد کنند
نیروهای عادی با استفاده از پیش تنیدگی نظریه الاستیک خطی تغییر طول a را تقریب می زند
نوار بر محصول نقطه بردار جهت و جابجایی.
اما از شکل های زیر می بینید که عمود بر یکدیگر هستند
بنابراین محصول نقطه صفر است. بنابراین لازم است از نظر هندسی غیر خطی استفاده شود
تحلیل و بررسی