طراحی اعضای سازه

عملکرد معماری سازه

به دلیل بزرگ بودن سازه های فضاکار این فرض که تمامر سازه به یک باره مورد اتش سوزی قرار بگیرد غیرواقعی است راه حل واقعی برای حفاظت شبکه های فضایی در مقابل اتش سوزی عایق کردن سازه و استفاده از پوشش های ورم کننده است که در مقابل هزینه بسیار بالایی خواهد داشت تاثیر گسیختگی و خرابی یک یا چند عضو بر خرابی تدریجی یک سازه فضایی تحت بارگذاری کمتر از بار سرویس بستگی به سطح بارگذای و درجه اهمیت عضو اسیب دیده دارد در اکثر موارد فقط اعضایی که مستقیما بر روی تکیه گاه قرار دارند بحرانی هستند و برای تامین حاشیه ایمنی کافی در طراحی اندازه این اعضا را یا متحمل شدن هزینه ناچیزی افزایش داد. از انجا که اعضای محیطی معمولا پیوستگی سازه های فضایی را تامین می کنند هر گونه صدمات احتمالی اعضای قطری بین شبکه فوقانی و تحتانی در اثر اتش سوزی و یا وقوع ب اعضایی غیر از اعضای اصلی فوق صرفا سبب ایجاد اسیب دیدگی موضعی در سازه می شود.

دهانه سازه های فضاکار

دهانه سازه های فضاکار

پایداری کلی سازه ها در برابر کنش های وارده با عکس العمل تکیه گاه ها تامین می شود. به عبارت دیگر تکیه گاه بخشی از سازه هستند که پایداری کلی سازه را تامین می نمایند. تکیه گاه ها متناسب با قیودی که در برابر حرکت سازه ایجاد می کنند دارا یا فاقد عکس العمل می باشند انتخاب محل تکیه گاه ها و نوع انها یا قیدی که هر تکیه گاه در برابر حرکت سازه ایجاد می کند شرایط مرزی ماهیتی سیستم را تعریف می نماید نو از این رو طراحی تکیه گاه ها از مباحث مهم طراحی مفهومی مجموعه سیستم سازه فضاکار به شمار می رود. که علاوه بر موارد فوق در رفتار  و دوام سازه اثر قابل توجهی خواهد داشت.

عمر مفید طراحی سازه

عمر مفید طراحی سازه

عمر مفید طرح دوره زمانی مفروضی است که طی آن سازه برای کاربری و بهره برداری مورد نظر با سطحذ نگهداریر معول بدون نیاز به تعمیرات اساسی تحت تاثیر کنش های مفروض مورد بهره برداری قرار داده می شوند .
با توجه به شرایط محیطی دیدگاه های عملکردی و روش نگهداری پیش بینی شده سازه فضاکار را باید به نحوی طراحی کرد که فرسودگی اضمحلال خستگی تغییرشکل های تابع زمان و اثار نظیر انها در طول عمر مفید طراحی منجر به نزول کیفیت عملکرد سازه در مقایسه با آنچه در طراحی عملکردی مورد انتظار بوده است نگردد نکات زیر باید به منظور حصول اطمینان از پایانی سازه فضاکار در حد مورد انتظار مدنظر قرا گیرند.

سازه با رفتار شکل پذیری

سازه با رفتار شکل پذیری

در حالت مطلوب انتظار می رود ویژگی های ژئوتکنیکی لرزه ای ساختگاه و ماهیت خاک زیرشالوده سازه فضاکار نشانگر منتفی بودن احتمال غالب شکست خاک ناپایداری شیروانی ها و احتمال بروز روانگرایی و فرونشست و گسترش جانبی خاک باشد. به عبارت دیگر در انتخاب ساختگاه مناسب باید مطالعات مکانیک و دینامیک خاک ویژه ساختگاه نشانگر عدم احتمال قابل توجه بروز چنین پدیده هایی باشد در غیر اینصورت لام است مطالعات ویژه مکانیک و دینامیک خاک در صورت لزوم بهسازی خاک صورت گیرد.

عمر مفید طراحی سازه

پی سازه فضاکار

سرعت باد مبنا
سرعن باد اندازه گیری شده به مدت 3 ثانیه در ارتفاع 10متری از تراز سطح زمین باز در موقعیتی که ارتفاع موانع پراکنده اطراف محل اندازه گیری از ده متر کمتر باشد. سرعت باد مبنا برای دوره بازگشت نتوسط 50 ساله با احتمال وقوع سالانه ای برابر با 20% در نظر گرفته می شود سرعت باد مبنا را باید ازذ داده ها و مطالعات سازمان هواشناسی و یا مدارک معتبر به دست اورد.

تغییرشکل سازه

تغییرشکل سازه

تغییر شکل سازه ها باعث جابه جایی بار می شود و گاهی این جابه جایی باعث افزایش اثر آن خواهد شد. پدیده موسوم به اثر ناشی از اثر اندرکنش بارهای ثقلی و تغییرمکان های جانبی نمونه ای از این نوع افزایش اثر بار در اثر جابه جایی ان در قاب های ساختمانی و ستون ها می باشد. گاه در اثر تغییرشکل سازه میزان بار اورده بر کل سازه و یا منطقه ای از سازه (که معمولا مواضع حساس و بحرانی می باشند) افزایش می یابد لذا به این بارها تابع تغییرشکل سازه هستند تغییر میزان بارهای وارد بر سازه و اثار ناشی از ان در سازه های با دهانه و ابعاد بزرگ می تواندحائز اهمیت ویژه باشد و باید در تحلیل و طراحی سازه و جزییات ان منظور گردد.

انواع تکیه گاه

تغییرات دما در سازه فضاکار

جز در مناطق کم باد یا حفاظ دار وارده بر بام سازه معمولا از بار برف وارده بر سطح زمین با همان مساحت کوچکتر خواهد بود. زیرا بخشی از برف فرود امده بر بام به وسیله باد پراکنده می گردد . همچنین باد می تواند بخش هایی از برف بر جای مانده را هم به تدریج بردارد به علت افزایش دما یا گرم شدن بام از طبقه زیرین و انتقافل حرارت از طریق مصالح پوشانه بام بخشی از برف تبخیر و یا ذوب می شود . گاه از روش های گرم کردن پوشانه به منظور عدم تجمع برف در سازه های فضاکار پوشش دهانه های وسیع در دو امتداد متعامد بهره گیری می شود. از طرف دیگر ذوب شدن و به دنبال ان کاهش دما و یخبندان متعاقب ان ممکن است مانع جا به جایی برف از بام توسط باد گردد.

طراحی سازه موزه

طراحی سازه موزه (سازه های فضا کار)

کلیسای کوچک چشمه های یورکا
کلیسا کوچک یورکا در فضای باز است و تنها قسمتی از ان پوشیده است. این بنا از اتصال اعضای چوبی 38*39 میلی متر تشکیل شده است و سازه سبک ان با طبیعت چوبی اطراف به طرز باشکوهی همخوانی دارد. سقف مثلثی شکل دارای تیرهای متصل است که با تیرهایر متوالی که ستون ها تکیه گاه انها هستند نگه داشته می شوند در جهت طول پایه های درختی مانند شاخه هایی از ستون خارج می شوند و مانند تکیه گاهی میانیر برای تیرها هستن در عرض مهاربند ها به شکل خرپایی هستند هر دو نوع مهارقبندی نیروی جانبی را خنثی می کنند سقف شامل توفال های چوبی بر روی تخته های نازک چوبی است.

انواع تکیه گاه

 پوشانه در سازه فضاکار

در مواردی که به دلیل عدم شناخت کافی از رفتار مصالح و پیچیدگی نوع پوشانه یا عدم قطعیت در رفتار اتصالات پوشانه به اعضا و اجزای نگهدارنده پوشانه صحت نتایج حاصل از مدل سازی و تحلیل پوشانه های متکی بر اعضا و اجزای نگهدارندهء آنها تحت تاثیر فشار یا مکش ناشی از باد مورد تردید باشد لازم است از طریق آزمایش و کفایت پوشانه ها و اعضا و اجزا و اتصالات تکیه گاهی آنها از دیدگاه مقاومت و تغییر مکان و ارتعاش مورد بررسی قرار داده شود تا اطمینان حاصل شود که نیات عملکردی تحت تاثیر بار باد در عمر مفید سازه برآورده خواهد شد.

انواع پوشانه

پوشانه سازه فضاکار

براساس سیستم شبکهء فضایی مورد استفاده اعضای پوشش نهایی و شیشه ها ممکن است به طور مستقیم توسط اعضای فوقانی ( و در برخی مواقع توسط اعضای تحتانی) نگه داشته شوند. اگر این حالت وجود داشته باشد خمش و برش موضعی ایجاد شده در اعضا توسط بارهای مرده و بارهای وارده روی پوشش در تعیین اندازه اعضا مورد توجه قرار خواهد گرفت. این امر ممکن است اندازه و ضخامت اعضا و هم چنین هزینه را افزایش دهد هرچند موجب صرفه جویی به علت عدم نیاز به پرلین های جداگانه و تکیه گاه آنها خواهد شد. در حالتی که از براکت ها یا پایه های مناسبی در گره های اتصالی برای ثابت کردن پرلین ها استفاده شود از انتقال وزن سقف و بارهای وارده به صورت بار نقطه ای به گره های شبکهء فضایی اطمینان حاصل می شود. در این حالت وزن اعضا در مقایسه با بار های وارده توسط پوشش در حالت ساخت کوچک تراست و بنابراین