بارگذاری باد
بارگذاری باد در سازه فضاکار
بار باد، در ساختمان های کوتاه و سنگین در مقایسه با نیروی زلزله، اثرات کمتری ایجاد می کندبارگذاری باد
و اغلب در طراحی مورد توجه قرار نمی گیرد.
از دیگر سو، ساختمان های بلند و یا سبک نسبت به بار باد حساس هستند،
به ویژه اگر در نواحی باز و بادخیز قرار گیرند.بارگذاری باد
آیین نامه های ساختمانی با بهره گیری از ساده سازی هایی به کمی کردن پیچیدگی رفتار باد می پردازند.
تند بادهای با سرعت بالا موضعی بالا می توانند اثر مخربی بر اعضای منفرد بدون حفاظ داشته باشند.بارگذاری باد
این پدیده توسط ایستگاه های معمول هواشناسی قابل پیش بینی نیست.
با این حال به منظور جلوگیری از خرابی های مرتبط درک صحیح رفتار سازه و تکیه گاه هایش در برابر این پدیده الزامی است.بارگذاری باد
با وجود تغییرات بارگذاری باد با زمان، چرخه های بارگذاری باد اغلب در حیطه ارتجاعی قرار دارند و به ندرت باعث خستگی می شوند.
در بارگذاری باد بر سازه های فضایی دو حالت متمایز باید بررسی شود:
سازه با پوشش و بدون پوشش. در حالت بدون پوشش ارتعاشات ناشی از باد در اعضای منفرد بدون حفاظ بحرانی خواهد بود.
کنش های ناشی از باد بر رویه های گنبدی
شدت و توزیع بار باد بر گنبدها به طور عمده به نسبت ارتفاع به دهانه گنبد، وضعیت توپوگرافی محل و همچنین ویژگی های سازه ها و محیط و ابنیه مصنوع مجاور و بالا دست بستگی داردکنش های ناشی از باد بر رویه های گنبدی
الگوی جریان باد و در نتیجه نحوه توزیع نیروهای ناشی از باد بر سازه در عین حال با حضور بازشوهای نسبتا بزرگ است کنش های ناشی از باد بر رویه های گنبدی
و منافذ نسبتا ریز و همچنین میزان زبری ( یا ناهمواری ) سطوح تغییر می نماید.کنش های ناشی از باد بر رویه های گنبدی
مورد سازه های فضاکار گنبدی شکل با دهانه های نسبتا بزرگ باید بر اساس نتایج آزمایش های تونل باد صورت گیرد.کنش های ناشی از باد بر رویه های گنبدی
طراحی اعضای سازه های فضاکار
هر سازه فضاکار شبکه ای، متشکل از تعداد قابل توجهی از اجزای گوناگون است.طراحی اعضای سازه های فضاکار
این اجزا را می توان با توجه به رفتار آنها در مجموعه سازه به سه رده کلی اعضا، اتصالات و تکیه گاه ها تقسیم کرد.اطراحی اعضای سازه های فضاکار
عضا، اضلاع تشکیل دهنده شبکه سازه فضاکار هستند.
اتصالات عبارتند از گره ها شبکه سازه فضاکار که انتقال نیروهای بین اعضا را بر عهده دارندطراحی اعضای سازه های فضاکار
تکیه گاه ها، گره هایی از شبکه سازه فضاکار می باشند که بارهای وارده بر سازه فضاکار را به شالوده پایه ها یا دیگر سازه ها یا تکیه گاه ها منتقل کرده
و در ین حال از حرکت سازه فضاکار به صورت جسم صلب ممانعت به عمل می آورند.طراحی اعضای سازه های فضاکار
نقش هر یک از این اجزا در عملکرد سازه در فرایند طراحی مجموعه تعیین می شودطراحی اعضای سازه های فضاکار
و به عبارت دیگر رفتار هر جزء در رفتار مجموعه تاثیرگذار است.طراحی اعضای سازه های فضاکار
از این رو شناخت رفتار هر یک از اعضا و اجزای سازه بخشی از فرایند طراحی است
و تعین کمی نقش هر عضو در رفتار مجموعه و تعیین ابعاد هر عضو بخش دیگری از روند طراحی به شمار می رود.
طراحی هموندها
همان طور که بیان شد، هر عضو سازه فضاکار از اجزای مهم سازه ای سازه های فضاکار به شمار می رود
که دو گره (یا پیونده) را به هم می بندد و نقش انتقال نیروها را ایفا می کند.طراحی هموندها
بیشتر طراحان تنها رفتار الاستیک سازه را مدنظر قرار می دهند.طراحی هموندها
این روش ساده نسبتا ساده بوده و در فرصت کوتاه، طراح می تواند به طرح دلخواه خود دست یابد.طراحی اعضای سازه های فضاکار
بتابراین همواره سعی می گردد اعضای سازه به نحوی طراحی گردندطراحی هموندها
که در طول عمر مفید خود تحت تاثیر اثر بارهای متعارف و خدمت در حد الاستیک باقی بمانند.
همچنین سعی می گردد که مقاطع به نحوی انتخاب شوند که از کمانش یا جاری شدن آنها جلوگیری شود.
تحلیل غیرخطی و بررسی رفتار و ظرفیت پس از کمانش یا جاری شدن و تحلیل بازتوزیع بارها، در هر صورت امکان پذیر است،
و تعدد بسیار زیاد اعضا باعث می شود که برخی از آنها، حداقل در شرایط خاصی از بارگذاری، باربر نگردند
و یا درصد باربری آنها بسیار پایین باشد.طراحی اعضای سازه های فضاکار
عوامل فوق سبب می شود که شکست یا خرابی تصادفی یک یا چند عضو، همیشه به معنای خرابی و فرو ریزش کل سازه نشده
و در بدترین شرایط، شکست کامل به صورت تدریجی و نرم صورت پذیرد
که این خود یکی از مزایای بزرگ خرپاهای فضایی است.طراحی هموندها
و با هر روش انتخابی مراحل کلی طراحی زیر بر سازه اعمال می شود:
1. فرض می شود که اعضای یکسان در کل سازه استفاده شود. سپس به کمک کامپیوتر یک تحلیل الاستیک، تحت بارهای طراحی انجام می شود
2. سطح مقطع اعضا، متناسب با نیروهای به دست آمده از تحلیل انتخاب می شوند
3. دور دیگری از تحلیل با اعضای جدید انجام شده و در صورت تغییر نیرو در اعضا، سطح مقطع اعضا اصلاح می شوند
4. تحلیل نهایی برای کنترل سازه انجام می شود.
انتخاب اندازه اعضا متناسب با نیروی آنها بر اساس استاندارد حاکم برای مصالح استفاده شده انجام می گیرد.
اعضای فشاری معمولا به طور محافظه کارانه به شکل دو سر مفصل و با طول موثری برابر با فاصله مرکز به مرکز بین گره ها در نظر گرفته می شوند.
اگر روش اتصال مطابق با روش های رایج و شناخته شده باشد،
تدابیر مشخص شده در آیین نامه طراحی اعمال می شود،
ولی در بسیاری از موارد، شرایط گره تعیین کننده نوع سیستم بوده طراحی اعضای سازه های فضاکار
و برای تعیین مقدار مقاومت طراحی، احتیاج به آزمایش اعمال مستقیم بار می باشد.
تعادل نیروهای اعضا و نیروهای وارده و حاشیه اطمینان کافی برای هر کدام از اعضا، ایمن بودن سازه را تضمین می کند.
طرح بر این فرض استوار است که هیچ یک از اعضا تا زمانی که بار وارده به بار ضریب دار نرسیده است،طراحی اعضای سازه های فضاکار
دچار شکست نشود. اکثر مهندسین طراح، این بار را به عنوان بار حدی می شناسند.
در صورتی که رفتار عضو الاستو بلاستیک باشد، تحلیل الاستیک جواب حد پایین را به دست خواهد داد.
مانند تسلیم در برابر شکست تردد در کشش و یا رفتار پایدار در برابر ناپایدار بعد از کمانش در عضو فشاری.