تحقیق در مورد تونل سازی

اختصاصی از سورنا فایل تحقیق در مورد تونل سازی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 8

تاریخچه تونل سازی و سازه‌های زیر زمینی

احتمالا اولین تونل‌ها در عصر حجر برای توسعه خانه‌ها با انجام حفریات توسط ساکنان شروع شد . این امرنشانگر این است که آنها در تلاشهایشان جهت ایجاد حفریات به دنبال راهی برای بهبود شرایط زندگی خود بوده اند. پیش ازتمدن روم باستان ، در مصر ، یونان ، هند و خاور دور و ایتالیای شمالی ، تماما تکنیکهای تونلسازی دستی مورد استفاده قرار می‌گرفت که در اغلب آنها نیز از فرایندهای مرتبط با آتش برای حفر تونل های نظامی ، انتقال آب و مقبره‌ها کمک گرفته شده است. در ایران نیز از چند هزار سال پیش، به منظور استفاده از آبهای زیر زمینی تونل هایی موسوم به قنات حفر شده است که طول بعضی از آنها به 70 کیلومتر و یا بیشتر نیز می‌رسد. تعداد قنات های ایران بالغ بر50000 رشته برآورده شده است. جالب توجه است که این قنات های متعدد، طویل و عمیق با وسایل بسیار ابتدایی حفر شده اند.

رومی ها نیز در ساخت قنات‌ها و همچنین در حفاری تونل های راه پرکار بودند. آنها در ضمن اولین دوربینهای مهندسی اولیه را در جهت کنترل تراز وحفاری تونل ها به کار بردند.

اهمیت احداث تونل ها دردوران های قدیم ، تا بدین جاست که کارشناسان کارهای احداث تونل درآن تمدن‌ها را نشانگر رشد فرهنگ و به ویژه رشد تکنیکی و توان اقتصادی آن جامعه دانسته‌اند. تمدنهای اولیه به سرعت ، به اهمیت تونل‌ها ، به عنوان راه‌های دسترسی به کانی ها و مواد طبیعی نظیر سنگ چخماق به واسطه اهمیتش برای زندگی، پی‌بردند. همچنین کاربرد آنها دامنه گسترده‌ای از طاق زدن بر روی قبرها تا انتقال آب و یا گذرگاههایی جهت رفت و آمد را شامل می شد. کاربردهای نظامی تونل‌ها ، به ویژه از جهت بالابردن توان گریز یا راههایی جهت یورش به قرارگاهها و قلعه های دشمن ، ازدیگر جنبه های مهم کاربرد تونلها در تمدن های اولیه بود.

تونل سازی همزمان با انقلاب صنعتی، به ویژه به منظور حمل و نقل ، تحرک قابل ملاحظه ای یافت. تونلسازی به گسترش و پیشرفت کانال سازی کمک کرد و این امر در توسعه صنعت به ویژه در قرون 18 و 19 میلادی در انگلستان سهم بسزایی داشت. کانال‌ها یکی از پایه های انقلاب صنعتی بودند وتوانستند در مقیاس بسیار بزرگ هزینه‌های حمل و نقل را کاهش دهند. تونل مال پاس با طول 157 متر برروی کانال دومیدی در جنوب فرانسه اولین تونلی بود که در دوره‌های مدرن در سال 1681 ساخته شد. همچنین اولین تونل ساخته شده با کاربرد حفاری و انفجار باروت بود. در انگلستان، قرن 18 نیز جیمز بریندلی از خانواده ای مزرعه دار با نظارت بر طراحی و ساخت بیش از 580 کیلومتر کانال و تعدادی تونل به عنوان پدر کانال و تونل های کانالی ملقب شد. وی در سال 1759 با ساخت یک کانال به طول 16 کیلومتر مجموعه معدن زغال دوک بریدجواتر را به شهر منچستر متصل نمود. اثر اقتصادی تکمیل این کانال نصف شدن قیمت زغال در شهر و ایجاد یک انحصار واقعی برای معدن مذکور بود.

در اوایل قرن نوزدهم به منظور عبور از قسمتهای پایین دست رودخانه تایمز هیچ سازه ای موجود نبود و 3700 عابر مجبور بودند با طی یک راه انحرافی 3 کیلو متری با قایق مسیر روترهایت به ویپنیگ را طی کنند. اقدام به ساخت یک تونل نیز به دلیل ریزشی بودن ومناسب نبودن رسوبات کف رودخانه متوقف شد. تا اینکه در حدود سال 1820 فردی بنام مارک ایرامبارد برونل از فرانسه ایده استفاده از سپر را مطرح نمود و در سال 1825 کار احداث تونل بین روترهایت و ویپنیگ را آغاز و علی رغم جاری شدن چند نوبت سیل در سال 1843 آن را باز گشایی نمود. این تونل تامس نام گرفته و اولین تونل زیر آبی بود که بدون هر گونه رودخانه انحرافی حفر شد.

در دیگر موارد تونلهای زهکشی بزرگ ، نظیر تونلی با طول 7 کیلو متر در هیل کارن انگلستان ، اهمیت زیادی در توسعه صنعت معدنکاری داشته‌اند. البته بررسی تاریخچه پیشرفت در روش ها و تکنیک ها و به عبارتی در هنر تونل سازی نشانگر این مطلب است که مانند بسیاری دیگر از علوم و فنون بیشتر رشد این هنردر قرن گذشته صورت گرفته و تا حال نیز ادامه دارد.

ویژگی های فضاهای زیرزمینی و نمونه های بارز آنها

هم اکنون در زمینه های مختلف کاربرد تونل‌ها ، مزایای متفاوت و گوناگونی را بر می شمرند. از آن جمله ویلت، استفاده فزاینده فعلی از فضاهای زیر زمینی را به دلایل زیر رو به افزایش دانسته است.

1- تفوق محیط ساختاری به معنای وجود یک حصار وساختار طبیعی فراگیر.

2-عایق سازی با سنگهای فراگیر که دارای ویژگیهای عالی عایق‌ها می باشند.

3- محدودیت کمتر دراحداث سازه های بزرگ به دلیل نیاز کمتر به استفاده از وسایل نگهداری عمده در مقایسه با احداث همان سازه بر روی سطح زمین.

4- کمتر بودن تأثیرات منفی زیست محیطی.

از دیگر مزایای تونل ها در راههای ارتباطی می توان به :

1- کوتاهتر شدن مسیرها و افزایش راند مان ترافیکی

2-بهبود مشخصات هندسی مسیر

3-جلوگیری از خطرات ریزش کوه و بهمن

4-ایمنی بیشتر در برابر زلزله،

اشاره کرد .

مثال های متعددی می توان از نقش وتأثیر عمده تونلسازی و پروژه های بزرگ این صنعت از گذشته تا حال ذکر کرد . تونل مشهور مونت بلان دو کشور فرانسه و ایتالیا را به هم متصل می

دانلود پروژه کاربرد کامپوزیت‌های FRP در سازه‌های بتن آرمه و بررسی دوام آنها

اختصاصی از سورنا فایل دانلود پروژه کاربرد کامپوزیت‌های FRP در سازه‌های بتن آرمه و بررسی دوام آنها دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

خلاصه

 خوردگی قطعات فولادی در سازه‌های مجاور آب و نیز خوردگی میلگردهای فولادی در سازه‌های بتن آرمه ای که در معرض محیط‌های خورندة کلروری و کربناتی قرار دارند، یک مسالة بسیار اساسی تلقی می‌شود. در محیط‌های دریایی و مرطوب وقتی که یک سازة بتن‌آرمة معمولی به صورت دراز مدت در معرض عناصر خورنده نظیر نمک‌ها، اسید‌ها و کلرورها قرار گیرد، میلگردها به دلیل آسیب دیدگی و خوردگی، قسمتی از ظرفیت خود را از دست خواهند داد. به علاوه فولادهای زنگ زده بر پوستة بیرونی بتن فشار می‌آورد که به خرد شدن و ریختن آن منتهی می‌شود. تعمیر و جایگزینی اجزاء فولادی آسیب دیده و نیز سازة بتن آرمه‌ای که به دلیل خوردگی میلگردها آسیب دیده است، میلیون‌ها دلار خسارت در سراسر دنیا به بار آورده است. به همین دلیل سعی شده که تدابیر ویژه‌ای جهت جلوگیری از خوردگی اجزاء فولادی و میلگرد‌های فولادی در بتن اتخاذ گردد که از جمله می‌توان به حفاظت کاتدیک اشاره نمود. با این وجود برای حذف کامل این مساله، توجه ویژه ای به جانشینی کامل اجزاء و میلگردهای فولادی با یک مادة جدید مقاوم در مقابل خوردگی معطوف گردیده است.  از آن‌جا  که  کامپوزیت‌های FRP (Fiber Reinforced Polymers/Plastics) بشدت در مقابل محیط‌های قلیایی و نمکی مقاوم هستند که در دو دهة اخیر موضوع تحقیقات گسترده‌ای جهت جایگزینی کامل با قطعات و میلگردهای فولادی بوده‌اند. چنین جایگزینی بخصوص در محیط‌های خورنده نظیر محیط‌های دریایی و ساحلی بسیار مناسب به نظر می‌رسد. در این مقاله مروری بر خواص، مزایا و معایب مصالح کامپوزیتی FRP  صورت گرفته و قابلیبت کاربرد آنها به عنوان جانشین کامل فولاد در سازه‌های مجاور آب و بخصوص در سازة بتن آرمه، به جهت حصول یک سازة کاملاً مقاوم در مقابل خوردگی، مورد بحث قرار خواهد گرفت.

1 – مقدمه

بسیاری از سازه‌های بتن آرمة موجود در دنیا در اثر تماس با سولفاتها، کلریدها و سایر عوامل خورنده، دچار آسیب‌های اساسی شده‌اند. این مساله هزینه‌های زیادی را برای تعمیر، بازسازی و یا تعویض سازه‌های آسیب ‌دیده در سراسر دنیا موجب شده است. این مساله و عواقب آن گاهی نه تنها به عنوان یک مسالة مهندسی، بلکه به عنوان یک مسالة اجتماعی جدی تلقی شده است ]1[. تعمیر و جایگزینی سازه‌های بتنی آسیب‌دیده میلیون‌ها دلار خسارت در دنیا به دنبال داشته است. در امریکا، بیش از 40 درصد پلها در شاهراهها نیاز به تعویض و یا بازسازی دارند ]2[. هزینة بازسازی و یا تعمیر سازه‌های پارکینگ در کانادا، 4 تا 6 میلیارد دلار کانادا تخمین زده شده است ]3[. هزینة تعمیر پلهای شاهراهها در امریکا در حدود 50 میلیارد دلار برآورد شده است؛ در حالیکه برای بازسازی کلیة سازه‌های بتن آرمة آسیب‌دیده در امریکا در اثر مسالة خوردگی میلگردها، پیش‌بینی شده که به بودجة نجومی 1 تا 3 تریلیون دلار نیاز است ]3[ !

از مواردی که سازه‌های بتن آرمه به صورت سنتی مورد استفاده قرار می‌گرفته، کاربرد آن در مجاورت آب و نیز در محیط‌های دریایی بوده است. تاریخچه کاربرد بتن آرمه و بتن پیش‌تنیده در کارهای دریایی به سال 1896 بر می‌گردد ]4[. دلیل عمدة این مساله، خواص ذاتی بتن و منجمله مقاومت خوب و سهولت در قابلیت کاربرد آن چه در بتن‌ریزی در جا و چه در بتن پیش‌تنیده بوده است. با این وجود شرایط آب و هوایی و محیطی خشن و خورندة اطراف سازه‌های ساحلی و دریایی همواره به عنوان یک تهدید جدی برای اعضاء بتن آرمه محسوب گردیده است. در محیط‌های ساحلی و دریایی، خاک، آب زیرزمینی و هوا، اکثراً حاوی مقادیر زیادی از نمکها شامل ترکیبات سولفور و کلرید هستند.

در یک محیط دریایی نظیر خلیج فارس، شرایط جغرافیایی و آب و هوایی نامناسب، که بسیاری از عوامل خورنده را به دنبال دارد، با درجة حرارت‌های بالا و نیز رطوبت‌های بالا همراه شده که نتیجتاً خوردگی در فولادهای به کار رفته در بتن آرمه کاملاً تشدید می‌شود. در مناطق ساحلی خلیج فارس، در تابستان درجة حرارت از 20 تا 50 درجة سانتیگراد تغییر می‌کند، در حالیکه گاه اختلاف دمای شب و روز، بیش از 30 درجة سانتیگراد متغیر است. این در حالی است که رطوبت نسبی اغلب بالای 60 درصد بوده و بعضاً نزدیک به 100 درصد است. به علاوه هوای مجاور تمرکز بالایی از دی‌اکسید گوگرد و ذرات نمک دارد [5]. به همین جهت است که از منطقة دریایی خلیج فارس به عنوان یکی از مخرب‌ترین محیط‌ها برای بتن در دنیا یاد شده است [6]. در چنین شرایط، ترک‌ها و ریزترک‌های متعددی در اثر انقباض و نیز تغییرات حرارتی و رطوبتی ایجاد شده، که این مساله به نوبة خود، نفوذ کلریدها و سولفاتهای مهاجم را به داخل بتن تشدید کرده، و شرایط مستعدی برای خوردگی فولاد فراهم می‌آورد [7-9]. به همین جهت بسیاری از سازه‌‌های بتن مسلح در نواحی ساحلی ایران نظیر سواحل بندرعباس، در کمتر از 5 سال از نظر سازه‌ای غیر قابل استفاده گردیده‌اند.

نظیر این مساله برای بسیاری از سازه‌های در مجاورت آب، که در محیط دریایی و ساحلی قرار ندارند نیز وجود دارد. پایه‌های پل، آبگیرها، سدها و کانال‌های بتن آرمه نیز از این مورد مستثنی نبوده و اغلب به دلیل وجود یون سولفات و کلرید، از خوردگی فولاد رنج می‌برند.

2 – راه حل مساله

تکنیک‌هایی چند، جهت جلوگیری از خوردگی قطعات فولادی الحاقی به سازه و نیز فولاد در بتن مسلح توسعه داده شده و مورد استفاده قرار گرفته است که از بین آنها می‌توان به پوشش اپوکسی بر قطعات فولادی و  میلگردها، تزریق پلیمر به سطوح بتنی و حفاظت کاتدیک میلگردها اشاره نمود. با این وجود هر یک از این تکنیک‌ها فقط تا حدودی موفق بوده است [10]. برای حذف کامل مساله، توجه محققین به جانشین کردن قطعات فولادی و میلگردهای فولای با مصالح جدید مقاوم در مقابل خوردگی، معطوف گردیده است.

مواد کامپوزیتی (Fiber Reinforced Polymers/Plastics) FRP  موادی بسیار مقاوم در مقابل محیط‌های خورنده همچون محیط‌های نمکی و قلیایی هستند. به همین دلیل امروزه کامپوزیتهای FRP، موضوع تحقیقات توسعه‌ای وسیعی به عنوان جانشین قطعات و میلگردهای فولادی و کابلهای پیش‌تنیدگی شده‌اند. چنین تحقیقاتی به خصوص برای سازه‌های در مجاورت آب و بالاخص در محیط‌های دریایی و ساحلی، به شدت مورد توجه قرار گرفته‌اند.

..............

40 صفحه فایل Word

فایل ورد Word سیمنار ارشد سازه‌های باز شونده و جمع شونده

اختصاصی از سورنا فایل فایل ورد Word سیمنار ارشد سازه‌های باز شونده و جمع شونده دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

دانلود سیمنار ارشد سازه‌های باز شونده و جمع شونده

تعداد صفحات : ۵۵ صفحه

۱-۱ 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. 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. توسعه قابل توجه سازه‌های فضا کار مرهون تلاش و فعالیت مهندسان نخبه دنیا در اواخر قرن نوزدهم می‌باشد.
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.
احتیاج به سازه‌های متحرک که به طور ساده و سریع نصب گردد و قابل حمل و نصب مجدد در مکانهای مورد نیاز باشد باعث پیدایش سازه‌های فضا کار باز شونده و جمع شونده شد که با رشد روز افزون استفاده از این نوع سازه‌ها بخصوص در کشورهای صنعتی توجه پژوهشگران و صنعت گران به این سازه‌ها افزایش یافت. ]۶[ در کشور ما هر سال زلزله‌های مخرب و سیل‌های وایرانگر عده ای از هموطنانمان را بی خانمان می‌کند، زلزله زدگان و سیل زدگان نیاز مبرم به سر پناه دارند در این میان استفاده از این سازه‌ها می‌تواند کمک موثری در حفظ جان و مال این عزیزان داشته باشد، به غیر از این کاربردهای فراوان این نوع از سازه‌های فضایی تلاش روز افزون پژوهشگران و صنعت گران این مرز و بوم را می‌طلبد و امید آنست که آن چه در این سمینار ارائه می‌گردد، ذره ای هر چند کوچک در راه رشد و اعتلای کشور عزیزمان باشد.

۱-۲ 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.

۱-۳ 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.

۱-۳-۱ موارد نیاز به سازه‌های باز شونده و جمع شونده
سازه‌های باز شونده و جمع شونده زیر مجموعه ای از آن دسته از سازه‌ها هستند که به سرعت و سهولت قابل نصب بوده و می‌توان آنها را به راحتی برای استفاده مجدد جمع آوری کرد نیاز به چنین سازه‌هایی از زمان‌های قدیم وجود داشته است. یعنی از هنگامی‌که قبایل چادر نشین برای یافتن مرتع و چراگاههای بهتر از جایی به جایی دیگر نقل مکان می‌کردند سازه‌های کوچک وسبک و متراکم شده ای مانند سیاه چادرها، خیمه سرخ پوستان و چادر کروی عشایر چنین نیازی را بر آورده می‌کردند، اکثر این سازه‌ها با وصل کردن میله‌های راست ساده در روی زمین به یکدیگر نصب شده و با پارچه‌ها ی سخت پوشیده می‌شوند. باز کردن و نصب آنها برای ابعاد متوسط هر چند .وقت زیادی نمی‌گرفت اما به هر حال وقت گیر بود، مخصوصا در شرایط نامساعد آب وهوایی مشکل آفرین می‌نمود.

فصل اول
۱-۱ مقدمه
۱-۲ تعریف سازه‌های فضایی باز شونده و جمع شونده
۱-۳ موارد کاربرد سازه‌های فضایی باز شونده و جمع شونده
۱-۳-۱ موارد نیاز به سازه‌های باز شونده و جمع شونده
۱-۳-۲ مزایای سازه‌های فضایی باز شونده و جمع شونده
۱-۳-۳ موارد استفاده
۱-۴ مکانیزم‌های مختلف در سازه‌های باز شونده و جمع شونده
۱-۴-۱ مکانیزم‌های چتری
۱-۴-۲ مکانیزم المان‌های تا شونده مفصلی (زانویی)
۱-۴-۳ مکانیزم المان‌های قیچی سان
۱-۴-۴ مکانیزم کشویی
۱-۴-۵ سازه‌های باد شده با هوا
۱-۴-۶ مکانیزم سازه‌های تا شونده صفحه ای
۱-۵ بافتار مختلف در سازه‌هایی باز شونده و جمع شونده
۱-۵-۱ سازه‌های خطی
۱-۵-۲ شبکه‌های تخت
۱-۵-۳ شبکه‌های بلوری
۱-۵-۴ چلیک استوانه ای با نقش دو طرفه
۱-۵-۵ چلیک استوانه ای با نقش سه طرفه
۱-۵-۶ گنبدهای کروی با نقش دو طرفه
۱-۵-۷ گنبدهای کروی با نقش سه طرفه
۱-۵-۸ گنبدهای کروی با المان‌های قیچی سان ۳ لولایی
۱-۵-۹ گنبدهای کروی ژئودزیک
۱-۵-۱۰ سایر انواع سازه‌های باز شونده و جمع شونده
۱-۶ طرح گره‌ها و اتصالات و روش‌های باز و بسته کردن سازه
۱-۷ تاریخچه سازه‌های فضا کار باز و جمع شونده
۱-۸ نمونه‌هایی از سازه‌های جمع شونده و باز شونده از سراسر دنیا

فصل دوم
۲-۱ طراحی هندسی سازه های فضایی بازشونده وجمع شونده
۲-۱-۱ اصول کلی و روابط هندسی
۲-۱-۲ طراحی هندسی در شبکه‌های فضایی تخت مشکل از واحدهای چند ضلعی منتظم
۲-۲ رفتار سازه های باز شونده و جمع شونده در مرحله باز و بسته شدن
۲-۲-۱ بررسی پارامترهای هندسی موثر بر رفتار سازه در حین باز و بسته شدن
۲-۲-۲ تغییرات کمیت‌های سازه ای در حین جمع شدن سازه
۲-۲-۳ پارامترهای موثر بر رفتار غیر خطی سازه در حین باز شدن
۲-۳ تحلیل و طراحی
۲-۳-۱ روند آنالیز ماتریسی سازه‌های باز شونده و جمع شونده
۲-۳-۲ روند طراحی سازه‌های باز شونده و جمع شونده
۲-۳-۳ طرح المان‌های کابل و میله
۲-۳-۴ طرح المان‌های قیچی سان
۲-۴ بهینه یابی سازه های بازشونده و جمع شونده
۲-۴-۱ فرآیند طراحی بهینه
۲-۴-۲ رابطه سازی مسائل بهینه یابی
۲-۴-۳ رابطه سازی سازه فضا کار باز شونده و جمع شونده
۲-۴-۴ متغیرهای از پیش تعیین شده
۲-۴-۵ متغیرهای طراحی
۲-۴-۶ تابع هدف
۲-۴-۷ قیدهای طراحی
۲-۴-۸ نمودار جریان بهینه یای وزن سازه تاشو
۲-۴-۹ روش‌های نو در بهینه سازی
۲-۵ کارهای آتی و زمینه‌های تحقیق آینده
منابع

دانلود پایان نامه سازه‌های باز شونده و جمع شونده

اختصاصی از سورنا فایل دانلود پایان نامه سازه‌های باز شونده و جمع شونده دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت) تعداد صفحه:59

دانلود پایان نامه سازه‌های باز شونده و جمع شونده

 چکیده:

سازه‌های باز شونده و جمع شونده سازه‌هایی هستند که توانایی باز و بسته شدن را دارند و در حالت بسته به صورت مجموعه ای فشرده از میله‌های تقریبا موازی در می‌آیند، چنر نمونه متدوالی از آنهاست کاربرد این سازه‌ها از سازه‌های موقت گرفته تا فضا پیما‌ها گسترده شده است، در این سمینار ابتدا مزایا، کاربردها و انواع سازه‌های باز و جمع شونده مورد بررسی قرار می‌گیرد سپس طراحی هندسی آنها مورد مطالعه قرار گرفته و رفتار این سازه‌ها در مراحل باز و بسته شدن از نظر می‌گذرد و در مراحل بعد، آنالیز، طراحی، و بهینه سازی آنها مورد کنکاش قرار می‌گیرد.

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

دانلود مقاله سازه‌های باز شونده و جمع شونده

اختصاصی از سورنا فایل دانلود مقاله سازه‌های باز شونده و جمع شونده دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

-1 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.
احتیاج به سازه‌های متحرک که به طور ساده و سریع نصب گردد و قابل حمل و نصب مجدد در مکانهای مورد نیاز باشد باعث پیدایش سازه‌های فضا کار باز شونده و جمع شونده شد که با رشد روز افزون استفاده از این نوع سازه‌ها بخصوص در کشورهای صنعتی توجه پژوهشگران و صنعت گران به این سازه‌ها افزایش یافت. ]6[ در کشور ما هر سال زلزله‌های مخرب و سیل‌های وایرانگر عده ای از هموطنانمان را بی خانمان می‌کند، زلزله زدگان و سیل زدگان نیاز مبرم به سر پناه دارند در این میان استفاده از این سازه‌ها می‌تواند کمک موثری در حفظ جان و مال این عزیزان داشته باشد، به غیر از این کاربردهای فراوان این نوع از سازه‌های فضایی تلاش روز افزون پژوهشگران و صنعت گران این مرز و بوم را می‌طلبد و امید آنست که آن چه در این سمینار ارائه می‌گردد، ذره ای هر چند کوچک در راه رشد و اعتلای کشور عزیزمان باشد.
1-2 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[
1-3 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.
1-3-1 موارد نیاز به سازه‌های باز شونده و جمع شونده
سازه‌های باز شونده و جمع شونده زیر مجموعه ای از آن دسته از سازه‌ها هستند که به سرعت و سهولت قابل نصب بوده و می‌توان آنها را به راحتی برای استفاده مجدد جمع آوری کرد نیاز به چنین سازه‌هایی از زمان‌های قدیم وجود داشته است ]10[. یعنی از هنگامی‌که قبایل چادر نشین برای یافتن مرتع و چراگاههای بهتر از جایی به جایی دیگر نقل مکان می‌کردند سازه‌های کوچک وسبک و متراکم شده ای مانند سیاه چادرها، خیمه سرخ پوستان و چادر کروی عشایر چنین نیازی را بر آورده می‌کردند، اکثر این سازه‌ها با وصل کردن میله‌های راست ساده در روی زمین به یکدیگر نصب شده و با پارچه‌ها ی سخت پوشیده می‌شوند. باز کردن و نصب آنها برای ابعاد متوسط هر چند .وقت زیادی نمی‌گرفت اما به هر حال وقت گیر بود، مخصوصا در شرایط نامساعد آب وهوایی مشکل آفرین می‌نمود]12[
1-3-2 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
4- نصب سریع و آسان
5- عدم نیاز به نیروی متخصص و تجهیزات کم برای نصب و برچیدن سازه
6- قابلیت جمع آوری و انتقال و نصب مجدد
7- نوع در شکل و طراحی
8- قابلیت استفاده در ابعاد وانداره‌های مختلف
9- چند منظوره بودن
1-3-3 موارد استفاده
برخی از کاربردهای مورد انتظار برای این نوع سازه‌ها عبارتند از:
1- سرپناههای اضطراری
2- پل‌های اضطراری
3- ساختمان‌ها در نقاط پرت و دور دست
4- گنبدها و یا چلیک‌های کروی و سهموی ثابت و متحرک
5- پوشش‌های محافظتی موقت
6- جرثقیل‌ها، پله‌ها، برج‌ها، و دکل‌های باز و جمع شونده
7- داربست‌ها، قالب بندیها، اسکلت بندی یا آمارتور بندی برای سازه‌های دائمی‌
8- سر پناه به عنوان سایبان یا محافظ در برابر بارندگی
9- آنتن‌های بشقابی

شکل 1-2-1 نمونه ای از آنتن های بشقابی [5]
10- اردوگاههای سبک وزن و سازه‌های تفریحی
11- دیوارهای جدا کننده یا سازه ای
12- درب‌ها و دریچه‌های ورود و خروج
13- گلخانه‌ها و سایر کاربرد‌های کشاورزی
14- بازو‌ها و اندامهای سیار
15- وسایل اسباب بازی
16- ابزارها و وسایل مکانیکی و صنعتی
17- صنایع هوا فضا
1-4 مکانیزم‌های مختلف در سازه‌های باز شونده و جمع شونده
به طور کلی می‌توان سازه‌های باز شونده و جمع شونده را از لحاظ مکانیزم و طرح اولیه به چند دسته تقسیم کرد که در زیر به آنها اشاره می‌کنیم.
1-4-1 مکانیزم‌های چتری
ایده و طرح این دسته از سازه‌ها بر اساس عملکرد چتر ساده باران می‌باشد و شامل یک پایه ثابت و یا متحرک بوده که گرد آ گرد آن گروهی از میله‌ها وجود داشته و بوسیله لغزاندن یک گره در امتداد پایه به سمت بالای آن باز می‌شود البته سازه‌های چتری دیگری نیز وجود دارند که با استفاده از مکانیزم‌های دیگر مانند مکانیزم المان قیچی سان (SLE) ساخته می‌شوند که به آنها مکانیزم چتری نمی‌گویند ]2[

شکل 1-4-1 یکنوع مکانیزم چتری ]2[

1-4-2 مکانیزم المان‌های تا شونده مفصلی (زانویی)
این مکانیزم شامل میله‌هایی است که وقتی مکانیزم باز می‌شود مفصل‌هایی که دو میله را به هم متصل کرده اند طوری قفل می‌شوند که دو میله مانند قطعه پیوسته منفرد عمل کند ]6[

شکل 1-4-2 مکانیزم المانی های تا شونده مفصلی]2[
1-4-3 مکانیزم المان‌های قیچی سان
اصول کار این مکانیزم بر اساس عملکرد پانتو گراف می‌باشد، برای استفاده سازه ای از این مکانیزم باید آن را محدود نمود تا قابلیت باربری پیدا کنند و پایدار شود. ]2[ ]13[

شکل 1-4-3 مکانیزم المانهای قیچی سان ]2[

1-4-4 مکانیزم کشویی
در این مکانیزم اجزای سازه در حالت جمع شده بوسیله کشوهایی در یکدیگر فرو می‌روند و هنگام باز کردن المان‌ها یکی پس از دیگری و یا باهم از داخل یکدیگر خارج می‌شوند. ]2[
1-4-5 سازه‌های باد شده با هوا
این نوع سازه‌ها به دو شکل می‌توانند ساخته شوند در نوع اول بوسیله یک دمنده هوا، با فشار داخلی خیلی کم که برای افراد داخل سازه قابل توجه نمی‌باشد سازه در محل خود نگهداشته می‌شود نوع دوم سازه‌های هوایی باد شده هستند که دارای دو یا چند جدار می‌باشند ]3[
1-4-6 مکانیزم سازه‌های تا شونده صفحه ای
در این مکانیزم صفحات صلب در لبه‌های انتهایی خود با مفصل‌هایی به یکدیگر متصل شده اند و ابعاد و زوایای آنها طوری انتخاب می‌شوند که قابل جمع شدن در یک بسته و باز شدن بصورت مورد نظر باشند. ]7[
1-5 بافتار مختلف در سازه‌هایی باز شونده و جمع شونده
یک المان قیچی سان از دو میله مستقیم الخط که در نقطه‌های میانی (این نقطه لزوما وسط میله‌ها نخواهده بود) به یکدیگر مفصل شده اند تشکیل شده است که این میله‌ها در نقاط انتهای می‌توانند در جهات مختلف به صورت مفصلی به المان‌های قیچی سان دیگر متصل شوند بدین ترتیب می‌توان واحدهای جمع شونده و باز شونده کوچکی را ساخت که هر یک این واحدها می‌توانند به تنهایی باز شده و یا جمع شوند. ]2[

شکل 1-6-1 باز و بسته شدن واحدهای کوچک ]2[
بسته به نحوه اتصال واحد‌های اولیه به یکدیگر می‌توان سازه‌هایی با کاربردها وشکل‌های متفاوت ایجاد کرد که در قسمت‌های بعد به معرفی و شرح آن می‌پردازیم.
1-5-1 سازه‌های خطی
سازه‌های خطی (در این جا به سازه‌های خطی می‌گوییم که دو بعد آنها نسبت به بعد سوم آن خیلی کوچکتر است) را ممکن است با اتصال طرح‌ها و واحدهایی در یک امتداد بدست آورد، برای ساخت سازه‌هایی سخت تر می‌توانیم از المان‌هایی استفاده کنیم که یک اتصال میانی دارند، با واحدهای تابیده شده نیز می‌توانیم قطعات انحناء میانی بسازیم ]6[

شکل 1-6-2 چند نوع سازه خطی باز شو متشکل از واحدهای بهم پیوسته ]6[
1-5-2 شبکه‌های تخت
این شبکه‌ها از سلولهای منظم ساخته شده اند و می‌توانند بصورت سقف، پل یا چتری‌های سخت شده به وسیله کابل یا پارچه مورد استفاده قرار گیرند ]6[
1-5-3 شبکه‌های بلوری
اگر از واحدهایی کج شده استفاه کنیم می‌توانیم سازه‌هایی مانند آنچه در شکل نشان داده شده است را ایجاد کنیم در این واحدهای کج شده خطوط محیطی المان‌های قیچی سان در راستای کج شده محیط یک متوازی الاضلاع می‌باشند ]6[.

شکل 1-6-3 شبکه های بلوری ]6[

1-5-4 چلیک استوانه ای با نقش دو طرفه
می‌توان یک شبکه دو طرفه را طوری بر روی یک استوانه رسم کرد که خطوط شبکه در امتدادهای طول و عرضی استوانه قرار گیرند چنانچه اضلاع این شبکه را با المان‌های قیچی سان عوض کنیم و طرح فاصله محدودیت‌های تعریف شده پیشین را ارضا کند آنگاه به یک ساز چلیکی باز شونده و جمع شونده با کاربردهای فراوان دست خواهیم یافت ] 14[.

شکل 1-6-4 چلیک استوانه ای ]14[

1-5-5 چلیک استوانه ای با نقش سه طرفه
چنانچه شکبه ای مثلثی را بر روی یک سطح استوانه ای رسم کنیم و المان‌های قیچی سان را جایگزین اضلاع آن نماییم به یک چلیک تا شو و باز شو با نقش مثلثی دست می‌یابیم ]کتاب[.
1-5-6 گنبدهای کروی با نقش دو طرفه
اگر شبکه مربعی شکل را در داخل یک سطح کروی تصویر کنیم والمان‌های قیچی سان را جایگزین خطوط تصویر شده نماییم می‌توانیم سازه‌های باز شونده گنبدی ایجاد کنیم ]14[

شکل 1-6-5 گنبد کروی ]14[

1-5-7 گنبدهای کروی با نقش سه طرفه
به چندین طریق می‌توان یک شبکه 3 طرفه را بر روی یک سطح کروی رسم کرد. اساس کار عبارتست از تصویر کردن شبکه ای که در صفحه استوایی کره واقع است، بر روی سطح کره. کانون این تصویر سازی نیز بر روی محور قطبی کره قرار داشته و بسته به شکل و موقعیت شبکه سازه‌هایی متفاوت بوجود می‌آیند. ]14[
1-5-8 گنبدهای کروی با المان‌های قیچی سان 3 لولایی
این نوع سازه‌ها که دارای 3 میله متصل شده در گره میانی هستند عمدتا بوسیله مورد مطالعه قرار گرفته اند. وی مهندسی اسپانیایی بود که در سال 1961 موفق به ساخت اولین مورد از چنین سازه‌هایی شد، سازه او نسبتا بزرگ بود و از المان‌های فلزی ساخته شده بود، المان‌های این سازه در حالت باز شونده و جمع شونده عاری از تنش‌های داخلی بودند (به استثنائی بار مرده) و با این که از المان‌های 3 واحدی تولید شده اند به خاطر این که المان‌ها دو درجه آزادی اضافی دارند نیاز به اعضای مهاری یا مکانیزم‌هایی برای قفل کردن سازه در حالت باز شده دارند و در حین باز شدن نیز تنشن داخلی در اعضای سازه ایجاد نمی‌شود Pinero در سال 1965 برای این سازه‌ها به یک ثبت اختراع در ایالات متحده است یافت ]6[ ]3[.
1-5-9 گنبدهای کروی ژئودزیک
پیدایش گنبد ژئودزیک و تکامل آن نقش موثری در کارهای پیشگامانه 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 [.
1-5-10 سایر انواع سازه‌های باز شونده و جمع شونده
طرحهای ارائه شده درقسمت‌های قبل امکان ایجاد تعداد زیادی از سازه‌ها را فراهم می‌آورند انواع دیگری از طرح‌ها را نیز می‌توان ذکر کرد از جمله سازه‌های ساخته شده با المان‌های قیچی سان چهار لولایی و شش لولایی که در گره میانی آنها بجای دو میله به ترتیب چهار و شش میله به یکدیگر متصل شده اند.
1-6 طرح گره‌ها و اتصالات و روش‌های باز و بسته کردن سازه
یکی از مباحث مهم در طراحی سازه‌های فضایی مساله طراحی اتصالات و گره‌ها می‌باشد در سازه‌های باز شونده و جمع شونده نیز طرح گره‌ها از قسمت‌های مهم طراحی سازه محسوب می‌شود و نوع اتصالات انتخابی می‌تواند اثر زیادی در عملکرد سازه و قابلیت‌ها و محدودیت‌های آن داشته باشد
مسئله دیگر در طرح سازه‌های باز و جمع شونده روش‌های مورد استفاده برای باز و بسته کردن سازه است برای این کار می‌توان از روش‌های مختلفی که بعضا بر حسب محدودیت‌ها و شرایط خاص در نحوه استفاده از سازه انتخاب می‌شوند استفاده کرد از جمله این روش‌ها می‌توان استفاده از جک‌های هیدرولیکی یا دستی، استفاده از موتورهای الکتریکی، استفاده از کابل و استفاده از وزن سازه و …ر ا نام برد ] 15[.
1-7 تاریخچه سازه‌های فضا کار باز و جمع شونده
احتیاج به سازه‌های متحرکت که به طور ساده و سریع نصب گردد و قابل حمل باشد و نصب و برچیدن آن آسان باشد باعث پیدایش سازه‌های فضا کار جمع شونده و باز شونده شده و است و مهندس در سال 1961 اولین سازه فضا کار تاشو از جمله گنبد تا شو دهانه 90 متر را طراحی و اجرا کرد بعد از آن طراحان دیگر مانند زیگلر و اسکریک با ایده‌های متفاوت و برای اهداف مختلف این سازه‌ها را طرحی و اجرا کرد ه اند بخصوص در دهه‌های اخیر تعداد زیادی استادیوم و فضاهای ورزشی با توجه به نیاز روز افزون در سراسر دنیا ساخته شده اند که میزبانان شایسته ای برای مسابقات جهانی و المپیک نیز نیز بوده اند. ]6[.

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله  60  صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید