nx دارای 44 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد nx کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
این پروژه توسط مرکز nx2 آماده و تنظیم شده است
توجه : در صورت مشاهده بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي nx،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد
بخشی از متن nx :
خرپاهاخرپا مجموعه ای مثلثی شكل است كه بارها را به وسیله تركیبی مثلثی شكل از اعضا با اتصال مفصلی به تكیه گاه ها منتقل می كند. در اعضای خرپا فقط فشار و كشش ( نه برش و خمش) ایجاد می شود و تمامی نیروهای رانشی به صورت داخلی در آن خنثی می گردد. در عمل، ممكن است تنش خمشی در بین اتصالات به میزان كمی در اثر اصطكاك آنها و بارهای وارده و پخش شده در اعضا بوجود آید: این نیروها معمولاً با نیروی محوری یكجا در نظر گرفته شده و در عمل در تحلیل ها نادیده گرفته می شوند.واحد هندسی اصلی خرپا مثلث است. مثلثث شكل ثابتی است كه فرم آن بدون تغییر طول اضلاع حتی با اتصالات مفصلی نیز تغییر نمی كند. اتصالات در بقیه چند ضلعی ها (مانند مستطیل) غیر پایدار هستند (تصویر ب – 1 – 4 ).
اگر كابلی بین دو نقطه كشیده شده باشد، نیروی افقی به وسیله تكیه گاه ها (كه ثابت شده اند، تصویر الف-1-4) خنثی می شود. اگر وضعیت به گونه ای تغییر كند كه یكی از تكیه گاه ها مفصلی و تكیه گاه دیگر غلتكی شوند، سیستم غیرپایدار می گردد زیرا هر دو تكیه گاه می توانند عكس العمل نیروی عمودی را تحمل نمایند ولی تكیه گاه غلتكی به وسیله نیروی افقی كابل به سمت مركز كشیده خواهد شد. این مجموعه به عنوان یك خر پای ساده با هندسه مثلثی و دارای اتصالات گیردار و مقاومت درونی عمل می كند (تصویر ج-1-4).اگر مجموعه خرپایی كه در تصویر ج-1-4 نشان داده شده است معكوس گردد، نیروهای كششی و فشاری نیز معكوس خواهند گردید. تصویر 2-4 سیر تكاملیی خرپاهای پیچیده تری را نشان می دهد. توجه كنید كه در حالت واحد اصلی هندسی به شكل مثلث باقی می ماند.
اعضای بالا و پایین خرپا به ترتیب میله فوقانی و تحتانی خرپا نامیده می شوند. تمامی اعضای بین میله های فوقانی و تحتانی اعضا جان خرپا هستند. در خرپاهای مسطح تمامی اعضا در یك سطح قرار دارند، در حالی كه خرپاهای فضایی در سه بعد، این اعضا را دارند. در هر دو نوع خرپای ذكر ششده دهانه ها در یك جهت قرار گرفته اند (خصوصیات دهانه های غیر هم جهت در بخش 5 به عنوان قاب های فضایی تحت یك سیستم مستقل مورد مطالعه قرار می گیرند).انواع خرپاشكل محیطی اكثر خرپاهای فضایی مثلث و مستطیل قوسی شكل (انحنا رو به بالا یا پایین) یا كوژ (با انحنا به سمت بالا و پایین) می باششد. این اشكال محیطی به مثلث های كوچكتر تقسیم می شوند. تمامی اعضای كششی و فشاری به وسیله اتصالات مفصلی (مانند لولای اجرا شده با پیچ) به یكدیگر متصل می باشند (نگاه كنید به تصاویر 3-3 تا 10-4).مطالعات موردی خرپامركز فرهنگی ژرژ پومیدو Centre George Pompidou هدف ما قرار دادن سازه در بیرون ساختمان برای رسیدن به بیشترین انعطاف پذیری در فضاهای ساختمان می باشد، اگر چه ظاهراً به نظر می رسد در این حالت سازه عمر كوتاه تری نسبت به ساختمان دارد.
«ریچارد راجرز- در مركز فرهنگی ژرژ پومیدو»به دلیل نقش این ساختمان به عنوان یك مركز ملی هنری، مركز فرهنگی ژرژ پومیدو (1977: پاریس، مهندس معمار: پیانو و راجرز، مهندس سازه: اوو آروپ و همكاران) حتی قبل از اتمام كار نیز به عنوان یك ماشین غیر قابل انعطاف با اصول زیبایی شناسی مورد بحث قرار گرفت. تضادی مابین ساختمانی جدید با منطقه ای تاریخی كه درون آن قرار گرفته است. هدف طراحان این ساختمان، ایجاد بنایی «بدون ساخت» بوده است كه برای رسیدن به آن پرده ای شفاف در پشت سازه قرار داده شد كه می توان فعالیت های مختلف و نمایشگاه ها را با حفظخصوصیات هر یك در آن برگزار كرد. این ساختمان طرحی ابتكاری در سازه و جزئیات اجرایی دراد. حجم مكعب مستطیل شكل آن طولی برابر 551 فوت (168 متر) داشته و برای توسعه آینده و گسترش از بخش انتهایی آن نیز تدابیری صورت گرفته است. داكت های عمودی و سایر خدمات مكانیكی در نمای خیابان شرقی قرار گرفته و با رنگهای روشن رنگ آمیزی شده اند.به علت اینكه پوشش فلزی دیوارها در پشت سازه نمایان آن قرار گرفته است، سیركولاسیون داخلی و خدمات مكانیكی، نمود بسیار كمی در نمای نهایی ساختمان دارند. (اورتون Orton، 1988، ساندكرواگن Sandker and Eggen، 1992) (تصاویر 11-4 و 12-4).
آنچه كه به ساختار بصری ساختمان اهمیت می بخشد و بافت نما، مقیاس و جزئیات بصری را تعیین می كند، قاب خرپایی سازه اصلی آن است كه بر روی سه عضو دیگر اثر می گذارد. اتصالات گیر دار به طور گسترده ای جهت ایجاد تأثیر بصری مطلوب و پاسخی به بارگذاری مناسب مقیاس بزرگ و حركت در اثر دما مورد استفاده قرار می گیرند.
ساختمان از كل اجزای سازه شامل اعضاء اتصالات و اسكلت حجیم فولادی كه تیرهایی از آن به وسیله قلاب هایی آویزان است، استفاده می كند، در نتیجه به سازه و كل ساختمان انرژی و پویایی می بخشد. بخشی از سازه كه در بالای زمین قرار گرفته متشكل از 14 قاب دو بعدی با دهانه های 157 فوتی (48 متر) و یك بخش الحاقی 25 فوتی (6/7 متر) در هر طرف (برای حركت افراد روی قسمت غربی و بخش خدمات مكانیكی در بخش شرقی) می باشد. این قاب ها شش طبقه بوده و ارتفاع هر طبقه برابر 23 فوت (7 متر) می باشد. قاب ها به وسیله دال های كف به یكدیگر متصل می شوند و با استفاده از میله های فولادی متقاطع در برابر نیروهای جانبی مهاربندی می شوند. قطر ستون های اصلی 34 اینچ (850
میلیمتر) بوده كه به عنوان پایه های اصلی و ستون های لوله ای شكل فولادی با ضخامت زیاد كه برای محافظت در برابر آتش سوزی با آب پر شده اند،عمل می نمایند. این ستون ها با اتصالات قاب فولادی با ضخامت زیاد كه برای محافظت در برابر آتش سوزی با آب پر شده اند، عمل می نمایند. این ستون ها با اتصالات قاب فولادی اصلی دارای اتصال گیردار می باشند.قلاب ها در بخش بیرونی انتهای محور اصلی به وسیله یك میله عمودی 8 اینچی (200 میلیمتر) نگاه داشته می شوند كه گوشه های داخلی خرپای اصلی را نگاه می دارد. هر یك از دهانه های خر پا، طولی برابر 147 فوت(8/44 متر) و ارتفاعی برابر 3/9 فوت (82/2 متر) دارند. میله فوقانی خرپا مضاعف بوده و قطر آن 16 اینچ (419 میلیمتر) و قطر میله تحتانی 9 اینچ (225 میلیمتر) می باشد، لوله هایی به صورت تكی(فشار) یا توپر (كشش) اعضای فشاری را به صورت متناوب كامل می كنند، تمام اتصالات آنها به قالب فولادی و اعضای متصل به آن به صورت جوش می باشد.تالار گاند Gund Hall
تالار گاند (1972: كمبریج، ماساچوست، مهندس معمار: جان اندروز) فارغ التحصیلان مدرسه طراحی هاروارد را با برنامه هایی در معماری، طراحی فضای سبز و طراحی شهری در خود جای می دهد. مفهوم طراحی، فضایی وسیع در یك كارگاه كه ارتباطی بهتر بین دانشجویان رشته های مختلف را فراهم می سازد.اندروز چنین توضیح می دهد: یك كارگاه بزرگ با فضاهایی كوچكتر كه برای فعالیتهای بخصوصی به هم پیوسته اند. برای ایجاد فضای لازم مورد نیاز، كارگاه ها شبیه سینی هایی روی هم ردیف گشته و به وسیله یك سطح شیب دار پوشیده شده اند. (تیلور و اندروز Taylor and ANDREWS، 1982). هدف طراح از سیستم های مكانیكی و سازه بام به عنوان ابزار آ‚وزش بوده است ( تصاویر 13-4 تا 15 –4). عدد خرپای مسطح كه در مركز، فضایی برابر 24 فوت (3/7 متر) را اضغال كرده اند، دهانه ای برابر 134 فوت (41 متر و ارتفاعی برابر 11 فوت (4/3 متر) دارند.
قطر میله فوقانی خرپا 12 اینچ ( 300 میلیمتر) و دارای میله تحتانی باریك تر و اعضا جان می باشد. خرپا به وسیله یك اتصال گیر دار در بالا و یك اتصال ساده در پایین ( امكان حركت در اثر انبساط حرارتی و دیییگر حركات ضمنی ) نگاه داششته می شود. اعضای لوله ای شكل برای امكان ساخت ساده تر( در مقایسه با اعضا بال شهن) و سهولت كاربری انتخاب شدند. روی لوله ها با یك لایه رنگ ضد آتش به ضخامت 125/0 اینچ (3 میلیمتر) پوشانده شده است. مقاومت جانبی به وسیله گره های متقاطع در هر دو انتهای دهانه فراهم شده است. میله فوقانی خر پا از درون سقفی كه برای استفاده از نور روز در نمای غربی به صورت پله ای طراحی شده عبور می كند. چنین نورهایی از شیشه های پلاستیكی شفاف و تقویت شده عبور می نمایند و در زیر سقف اعضای خرپا نمایان هستند. ] در انتخاب بام پله ای نمای غربی، طراح بیشتر جنبه فرمال آن را مد نظر داشته است تا جنبه های تكنیكی. انرژی گرمایی به دست آمده از طریق شیشه های بدون سایه بیش از اندازه مورد نیاز است و سیستم گرمایش و سرمایش تهویه مطبوع (HVAC) به عنوان طراحی اصلی مكانیكی جهت ایجاد آسایش در نظر گرفته شده است [.
مركز سنزبری Sainsbury Center عملكرد اصلی این ساختمان (1978 : نورویچ، انگلستان، معمار: فوستر و همكاران، مهندس سازه: هانت و همكاران) ببه عنوان گالری هنری بوده است ولی بك سوم ساختمان برای كی مدرسه هنری، اتاق چند منظوره و یك رستوران استفاده می شود ( تصاویر 16-4 تا 18-4). فرم ساختمان به صورت یك مكعب ساده با دو وجه كاملاً شفاف است. این بخش ها با جزئیات بسیار دقیق به منظور حفظ سادگی فرم و سطح در نظر گرفته شده اند. نور روز تحت كنترل بوده و با پنجره های كركره ای پخش می شود. به علت وسعت زیاد ساختمان كه مربوط به كیفیت بالای آن به عنوان یك شی می گردد، طراحی بسیار مهم است. اجزای ساختمان به صورت پیش ساخته با دقت زیاد برای ایجاد نمای مناسب، بخصوص خرپاهای فضایی و تطبیق با ستون های خرپایی، طراحی شده اند (اورتون، 1988).
سازه ساختمان بر اساس 37 عدد خرپا ( در مقطع به شكل مستطیل) در طول 431 فوتی (4/131 متر) ساختمان با دهانه های 113 فوتی (4/34متر)شمل گرفته است. هر خرپا 2/8 فوت (5/2 متر) ارتفاع و 9/5 فوت (8/1 متر) عرض دارد. هر یك با اتصال گیردار در بالای هر ستون خرپایی كه از زمین طره شده اند، متصل هستند. (خرپاهایی كه در قسمت انتهای دیوارهای شفاف قرار دارند سخت كننده های اضافی برای جلوگیری از ریزش تقسیمات شیشه دارند، اتصالات گیر دار به پایین خرپا برای ایجاد رفتار قاب صلب با ستون ها و خرپا اضافه شده اند). روكش فلزی نهایی، تركیبی از آلومینیم توپر، مشبك و عایق یا پانل های شفاف كه به یك شبكه مدولار با درزبندهای نئوپرن به ابعاد 9/5 * 9/3 فوت (8/1 * 2/1 متر) متصل شده اند، می باشد.
استادیوم ورزشی كرازبی كمپر Crosby Kemper Arena این ساختمان چند منظوره (1974: كانزاس سیتی، میسوری، مهندس معمار و مهندس سازه: سی- اف – مورفی و همكاران) با خرپای عظیم فضایی كه در مقطع به شكل مستطیل می باشند، با دهانه 324 فوت (99 متر) و یك ستون فضایی به شكل قاب صلب با دو اتصال گیردار در هر پی، سازه ساختمان را تشكیل می دهند. هر خرپا 27 فوت (23/8 متر) ارتفاع دارد و از لولوه های فولادی به قطر 4 فوت (22/1متر) در بالا و دو لوله به قطر 3 فوت (914 میلیمتر) در پایین و اعضای جان به ضخامت 30 اینچ (762 میلیمتر) ساخته شده است. این حالت از خرپای فضایی صلبیت و مقاومت بالایی در برابر نیروهای عمودی، افقی و پیچشی دارد.سایبان استادیوم ورزشی
به علت نیاز به چشم انداز و دید مناسب، طره ها از شرایط مناسبی برای ایجاد سسایه جهت محافظت از آفتاب و باران در استادیوم های بزرگ ورزشی برخوردار می باشند. مداركی وجود دارد كه رومیان قدیم از تركیب Vela (سازه های سایبانی) در تعدادی از زمین های تاشو كه از تیرهای كوچك افقی كه به وسیله مهارهای طنابی از بالای دیرك های عمودی نگاه داشته می شدند، آویزان شده بودند و در پشت محل استقرار آنها از دیوار حائل سنگی استفاده شده بود، متداول بوده است (تصویر 21-4)استادیوم فوتبال سیدنی Sydney Football Stadium
استادیوم فوتبال سیدنی (1988: سیدنی، استرالیا، مهندس معمار: فلیپ كوكس، مهندس سازه: اوو آروپ و همكاران) به عنوان استادیومی برای بازی فوتبال و راگبی با گنجایش 38000 تماشاچی كه سایبان آن 65 درصد جایگاه را پوشش می داد، طراحی شد.
جایگاه منحنی شكل استادیوم بر اساس دال های بتنی پله ای در سطح پایین تر برای نشستن و در سطح بالاتر برای ایتسادن ساخته شده است و از بخش های بتنی پیش كشیده با دهانه 27 فوت (5/8 متر) بین تیرهای فولادی یب دار كه روی ستون های بتنی قرار می گیرند، تشكیل شده است (بروكز و گرچ 1992، جان 1991) ( تصاویر 22-4 تا 25-4).برای سایبان فلزی بام خرپاهای فضایی فولادی كه طول طره آن 96 فوت (30 متر) است استفاده شده است. تمامی اعضای خرپا صلب هستند و می توانند نیروهای كششی یا فشاری را كه به خرپا ها امكان مقاومت در برابر نیروهای رو به بالای باد و نیروهای ناشی از وزن را می دهد، ایجاد نمایند. خرپاها، بار را به یك حلقه از ستون ها و دیوارهای بتنی كه تیرهای نوك تیز را در جایگاه به هم متصل می كنند، انتقال می دهند. سیستم سازه ای به وسیله آزمایش بر روی یك مدل با مقیاس 1:200 آنالیز گردید و سختی اعضا با استفاده از تجزیه و تحلیل از مدل كامپیوتری تعیین گردید.
زیبایی ساختمان با وزن آن نسبت عكس دارد.«باك مینستر فولر»گنبد ژئودزیك، سازه فضا كار كروی است كه بارهای وارده را از طریق اعضای خطی كه در یك گنبد كروی شكل قرار گرفته اند به تكیه گاه ها منتقل می كند و تمامی اعضا در آن در تنش مستقیم (كشش یا فشار) هستند. معمو.لاً از پوشش نازك(از جنس پلاستیك یا فلز) برای پوشش گنبد و تبدیل آن به یك فضای محدود استفاده می شود. گنبدهای ژئودزیك بر اساس 5 حجم اصلی افلاطونی شكل می گیرند: چهار ضلعی، مكعب، هشت ضلعی، دوازده ضلعی و بیست ضلعی (تصویر 1-6).در این پنج حجم ( و فقط در این پنج حجم)، چند ضلعی ها همگی منتظم بوده و تمامی اضلاع یكسان هستند و تعداد وجوه با تعداد رئوس برابر است. چنین احجامیی به هر شكلی كه قرار گیرند، تمام رئوس با محیط كره در تماس می باشند.
هندسهگنبدهای ژئودزیك از طریق تقسیمات فرعی به صورت یك یا چند حجم افلاطنی شكل می گیرند. هشت ضلعی و بیست ضلعی به دلیل آن كه كه از مثلث هایی تشكیل می گردند، به طور ذاتی پایداری بیشتری دارند و یه عنوان عناصر اصلی در اكثر گنبدهای مشبك در ساختمان مورد استفاده قرار می گیرند. با تعداد تقسیمات بیشتر گنبدهای نرم تر و انعطاف پذیر تر به دست می آید (تصویر 2-6). شناخته شده ترین شكل چنین چنین گنبدهایی، توپ فوتبال است كه از تقسیمات سه تایی تكرار شونده از یك حجم بیست ضلعی به وجود آمده است (تصاویر 3-6 و 4-6). برای اطلاعات بیشتر در مورد گنبدهای ژئودزیك نگاه كنید به پیرس، 1978 (همچنین كاپ راف Kappraff 1991، ون لون Van Loon 1994). هندسه گنبدهای ژئ.دزیك به میزان زیادی شبیه به اسكلت میكروسكوپی مرجان های دریایی می باشد.
گنبدهای ژئودزیك واقعی از طریق توسعه و تكمیل گنبدهای دندانه ای مهار شده به وجود آمده اند. گنبد شودلر Schwedler (اقتباس از نام مهندس آلمانی، كه این گنبد توسط وی در اواخر قرن نوزدهم اختراع شد) متشكل از حلقه ها و اعضای و اعضای نصف النهاری می باشد كه با رابطه های قطری برای پایداری بیشتر تقویت گردیده است. سیستم گنبد زایس – دایویداگ Zeiss – Dywidag اولین بار در سال 1922 به طور آزمایشی در افلاك نمای شركت زایس به كار برده شد. این سیستم متشكل از تركیبات مثلثی شكل، ساخته شده از اعضای بتن مسلح می باشد كه با استفاده از بتن تكمیل كننده سیستم یك پوسته نازك بتنی بوجود می آید.
باك مینستر فولر، گنبدهای ژئودزیك امروزی را در سال 1954 اختراع و به نام خود ثبت كرد. این گنبدها در تئوری می توانند ابعاد بزرگی داشته باشند. ایده ها و طرح هایی كه فولر طی دهه های 50 و 60 ارائه نمود، این تصور به وجود آورد كه گنبدهای بزرگ و غول پیكر می توانند تمامی شهرها را بپوشانند. به نظر می رسید چنین سازه هایی چشم اندازی بدیع و جالب از طراحی شهری و معماری ارائه می دهند (ون لون، 1994).
بارها، از طریق نیروهای محوری (كشش و فشار) موجود در اعضای قاب به پی ها منتقل می شوند. تمامی اعضایی كه در بالای گنبد نیم كروی قرار گرفته اند (آنهایی كه بالاتر از زاویه 45 درجه قرار دارند) در زیر بار یكنواخت، تحت فشار و تمامی اعضای پایینی تحت كشش و اعضای نزدیك به خط عمود نیز تحت فشار قرار خواهند گرفت. شكل گنبد جهت نیروی عكس العمل رانشی (فشاری) را در پی تعیین می كند. گنبدهای نیم كره در تكیه گاه نزدیك به خط عمود هستند، یك خط پایه نزدیك به خط افق دارند و مقداری جزیی نیروی رانشی بیرونی ایجاد می نمایند.
گنبدهای ربع دایره (تقریباً نصف ارتفاع یك گنبد نیم كره) 5 نقطه اتكا دارند و نیروی رانشی بیرونی قابل توجهی ایجاد می كنند و باید به وسیله پشت بندها یا حلقه های كششی در برابر این نیرو مقاوم گردد. گنبدهای سه – چهارم كره هم دارای پنج نقطه اتكا هستند ولی نیروی رانشی به سمت داخل ایجاد می نمایند (كوركیل Corkill و دیگران، 1993) (تصویر 7-6). بارهای متمركز وارد بر گنبد از طریق خرپاهایی كه به وسیله دو یال مجاور هم تشكیل می شود، مقاومت می گردد. در جایی كه تعداد تقسیمات كم و طول میله های خرپا زیاد است، ارتفاع خرپا ( و مقاومت در برابر بارهای متمركز) افزایش می یابد.
اگر تعداد اعضا در گنبد ژئودزیك افزایش یابد، ارتفاع مقطع خرپا و مقاومت آن در برابر بارهای متمركز در گنبدهای بزرگ با ایجاد یك لایه مضاعف جهت افزایش ارتفاع مقطع خرپا حل می گردد. این لایه ها به خوبی سازه فضا كار را در بر می گیرند و از تقسیمات هندسی روی گنبد متابعت می نماید(تصویر 8-6).
گنبدهای یك لایه (بدون نیاز به ارتفاع مقطع) برای دهانه های تا 100 فوت (30 متر) مناسب است. در دهـانه های بزرگتر گنبـدها به دو لایه از سـاز فضا كار نیاز دارند (تصویر9-6).در اواخر دهه 1950، شركت آلومینیوم كیسر (Kaiser) تولید گنبدهای ژئودزیك را تحت امتیاز فولر آغاز كرد. پانل هایی به شكل الماس با لبه های سخت شده و عناصر فشاری صلیبی شكل به صورت یك پوسته با قاب ژئودزیك تركیب شده اند. گنبد اجرا شده كمی كمتر از نیمكره است (و بر 5 نقطه اتكا دارد)، این گنبد با قطری برابر 145 فوت (44 متر) و با استفاده از 575 پانل در 10 اندازه مختلف تشكیل شده است. اولین نمونه آن در هونالولو در مدت 20 ساعت (588 كار ساعت) با ایجاد یك جرم مركزی به عنوان تكیه گاه موقت ساخته شد. كار ساخت این مجموعه از بالا شروع شد و تا سطح زمین امتداد می یافت و امكان قرار گرفتن بر روی یك پی از قبل ساخته شده را پیدا كرد. در طی چند ماه، سه گنبد دیگر با این سیستم ساخته شد (ناشر، 1958) (تصویر 10-6)، ولی تجارت رویایی فولر و كیسر هرگز توسعه و پیشرفت پیدا نكرد و تولید چنین گنبدهایی بسرعت متوقف گردید.
در اواخر دهه 60، بازدهی سازه ای قابل توجه گنبد های ژئودزیك به رویاهایی كه در فرهنگ عامه مردم غیر ممكن بود، جامه عمل پوشاند و آن هیاهوی ساخت ساختمان های گنبدی به دست خود مردم بویژه در آمریكا بود. با وجود جذابیت و بازدهی سازه ای كه گنبدهای ژئودزیك دارند ولی در ساخت آنها مشكلات اجرایی متعددی از قبیل دشوار بودن ضد آب كردن آنها، سخت بودن اجرای بازشوها به علت تداوم سازه ای و مشكل بودن استفاده از مبلمان های متداول به علت شكل داخلی خاص آنها وجود دارد. شاید بتوان بر این مشكلات در سازه های بزرگ غلبه كرد، ولی در ساختمان های كوچك این مشكلات بر مزایای سازه ای چنین سیستمی غلبه دارند (ون لون، 1994).
هنگامی كه یك تیر بر روی دو ستون قرار می گیرد، معماری شروع به شكل گیری می كند. «لوئیس اچ سولیوان» تیرها، دال ها، ستون ها و دیوارهای باربر برای شكل دادن به قاب های راست گوشه (خطوط مستقیم) كه شناخته شده ترین سیستم تكیه گاهی است و در ساختمان ها به كار می رود، با یكدیگر تركیب می شوند. قاب ها، بارها را به صورت افقی (از طریق تیرها) به ستون ها و ستون ها نیروها را به صورت عمودی (به پی) منتقل می كنند. چنین سیستمی با عنوان سازه و تیر و ستون شناخته شده است. دال ها ممكن است جانشین تیرها و دیوارهای بابر جانشین ستون ها گردند ولی در هر صورت رفتاری مشابه دارند. به علاوه چنین اجزا عمودی و افقی باید مقاومت جانبی در برابر نیروهایی مانند نیروی زلزله و نیروی باد را داشته باشند (تصویر 1-9).
سیستم های راست گوشه بر اساس تعداد لایه های آنها (سطوح) از اعضا افقی در سیستم تقسیم بندی می شوند. سیستم های تك لایه ای معمولاً از تركیب دال یك طرفه كه دهانه بین دو دیوار بابر موازی را می پوشاند، تشكیل شده اند. سیستم های دو لایه ای بر اساس یك دال كه به وسیله تیرهای موازی نگاه داشته می شوند شكل گرفته اند كه روی دو دیوار باربر موازی یا یك ردیف از ستون ها قرار گرفته اند ( یك ستون در زیر هر تیر). سیستم های سه لایه ای معمولاً شامل یك دال تكیه گاهی با تیرچه های نزدیك به هم كه به وسیله تیرها نگاه داشته می شوند (عمود بر تیرچه ها و در آخر به وسیله ستون ها حمل می شوند می باشند (تصاویر 2-9 و 3-9).
پایداری جانبی مقاومت در برابر نیروی باد و دیگر نیروهای نیروی باد و دیگر نیروهای افقی برای پایداری قاب های راست گوشه لازم است. به طور معمول، این امر با استفاده از یك یا چند قانون كلی زیر به دست می آید: تقسیمات مثلثی شكل (تقسیم كردن قاب به مثلث هایی كه ذاتاً دارای فرم هندسی ثابت و پایدار هستند)، اتصال طلب (ایجاد یك اتصال صلب در نقطه تقاطع اعضا) و دیوارهای برشی (به كار گرفتن مقاومت برشی درونی یك سطح صاف مانند دیوار برای تغییر شكل آن) (تصاویر 4-9 تا 14-9).دهانه هادهانه عبارت است از تقسیم داخلی از قاب های تكراری كه به وسیله فضای بین ستون ها (دیوارهای باربر) تعریف می شوند. دهانه های ساده سازه ای بر اساس ستون هایی كه در طول چهار جهت دهانه سازه ای قرار گرفته اند شكل می گیرند (تصویر 15-9).
این گونه دهانه ها در عین اینكه در ظاهر ساده به نظر می رسند، ولی باعث می شوند كه ستون های مركزی بیشترین بار را تحمل نمایند (نسبت كل دهانه)، ستون های كناری نصف بار ستون هایی را كه در مركز قرار گرفته اند، تحمل می كنند(دهانه های یك – چهارم). برای یكسان نمودن بار تمامی ستون ها، می توان نیم دهانه هایی را با استفاده از تیرهای گیردار ایجاد نمود. چنین سیستمی بار را بر روی تمام ستون ها متعادل كرده و تعداد ستون های مورد نیاز (و پی ها) را كاهش می دهد.قاب های صلب
رفتار قاب تیر و ستون ساده دارای اتصالات مفصلی كه در بالا به آن اشاره شد، هنگامی كه اتصالات تیر به ستون صلب باشند تغییر می كند. مدل نمایشی تصویر 16-9 را در نظر بگیرید، اگر ستون ها به تیر اتصال صلب داشته باشند، مجموعه یك قاب صلب است. اگر تكیه گاه ها در دو سر تیر قرار داشته (ستون برای چرخش آزاد است) و بار یكنواخت در طول تیر وارد شود، تیر تغییر شكل خواهد داد و ستون ها دچار جابجایی می گردند. یك قاب صلب با تصالات غلتكی در پی های ستون نیز رفتاری مشابه خواهد داشت. اگر از حركت پایه ها ممانعت به عمل آید (اتصالات مفصلی باشد)، تغییر شكل آنها به صورت خمش خواهد بود و بنابراین مقاومت خود را به صورت خمشی در كل قاب به كمك گرفته و در نتیجه تغییر شكل كمتری در بالای تیر به وجود خواهد آمد.
سهمی خط چین شده در تصویر 17-9 نشان دهنده فرم مناسب قوسی برای چنین بارهای یكنواختی است. اگر قاب از چنین شكلی پیروی كند، هیچ گونه خمشی وجود نخواهد داشت. مقدار خمش (گشتاور) به طور مستقیم به میزان جابجایی قاب از چنین فرم مناسبی بستگی دارد. در جایی كه بیشترین تغییر مكان (در مركز دهانه و در اتصالات صلب تیر و ستون) وجود دارد، گشتاور خمشی حداكثر است و تیر نیاز به ارتفاع بیشتری دارد. در جایی كه تغییر مكان حداقل است ( در پی های ستون و در نقطه یك چهارم دهانه در تیر)، گشتاور خمشی صفر است و اتصال قاب می تواند به شكل مفصلی باشد. ولی همین علت، باعث ناپایداری قاب می شود. در قاب چهار مفصلی، اتصالات در بالا دارای ضخامت یكسان با قاب با اتصال صلب می باشند.
قاب های صلب چند دهانه هنگامی كه قاب های راست گوشه صلب تكرار شوند، اتصالات ثابت گشتاور خمشی را انتقال می دهند و تغییر شكل در هر دهانه منفرد( در نتیجه بار وارده) در دهانه های اطراف مشترك است. این اثر متقابل بین دهانه های مجاور به این معنی است كه مقاومت خمشی در چند دهانه برای ایجاد سازه مقاوم تر با هم تركیب می شوند. همچنین بیان كننده این است كه تغییر شكل در یك قاب به كل سازه منتقل می شود.
مدل ارائه شده در تصویر 18-9 نشان می دهد كه نوع اتصالات یك قاب (صلب یا مفصلی ) چكونگی تثسیم یارهای خمشی در سازه های متشكل از چندین قاب را مشخص می كند. اگر چه یك قاب صلب بخوبی از مصالح استفاده می نماید اما نیاز به نیروی كار اضافی برای تأمین و تضمین صلبیت كافی اتصالات تا حدی بازدهی این تأثیر را كاهش می دهد. تصمیم گیری در مورد این كه آیا از قاب های صلب استفاده شود پیچیده بوده و نیاز به تجزیه و تحلیل و نیز تجربه بسیار دراد (تصویر 19-9).ساختار قابهای سبك
در دیوارهای با ساختمان قاب چوبی سبك وزن كه متشكل از پایه های چوبی منفرد (مانند ستون) هستند، پایه ها با فواصل كم به وسیله صفحات ممتد به یكدیگر متصل شده و بالا و پایین دیوار را شكل می دهند، پوشش نهایی دیوار مشابه یك دیوار ممتد بابر كه جای ستون های مجزا را مشخص می سازد رزفتار می نماید (شبیه تیرچه های نزدیك به هم با پوشش چوب چند لایه كه شبیه به دال به جای تیرهای مجزا عمل می كند). نعل درگاه (تیر كوتاه با بارگذاری زیاد) برای پوشش دهانه ها به كار می رودو بار دیوارهای ممتد را به دو طرف باز شو جایی كه پایه های چوبی چند عددی، بار افزوده را به پی زیر ساختمان حمل می كنند، انتقال می دهد. پایداری جانبی به وسیله مقاومت برشی (عملكرد دیافراگمی) صفحات صلب تأمین می گردد (تصویر 20-9).
سابقه تاریخیساختمان قاب های سبك، نتیجه دو دستاورد مهم ناشششی از وقوع انقلاب صنعتی است: تولدی انبوه میخ های فولادی نازك و الوارهایی با ابعاد محدود ] 2 با ضخامت تا 4 اینچ (50 تا 100 میلیمتر) و عرض 2 اینچ یا بیشتر [. قبل از چنین پیشرفت هایی، در اجرای ساختمان های چوبی از تیرها و ستون های چوبی بزرگ و از بست های چوبی بزرگ و از بست های چوبی و میخ های دست ساز استفاده می شد. قدیمی ترین سیستم قاب سبك چوبی، روش قاب بالن بود ( تصویر 21-9) كه در آن پایه های چوبی دیوار به طور ممتد از پی تا سقف انتداد سافته اند، تیرچه های میانی كف به پایه های چوبی دیوارهای كناری متصل شده اند. اسن سیستم نیاز به پایه های چوبی بسیار بلند و صاف دارد كه برای استفاده در ساختمان های دو طبقه نامناسب بوده زیرا دیوارهای بلند باید بدون عملكرد خاصی از طبقه میانی برای استفاده در ساختمان های دو طبقه نامناسب بوده زیرا دیوارهای بلند باید بدون عملكرد
خاصی از طبقه میانی برای استفاده به عنوان سكوی كار ساخته شوند. سرانجام، فضای باز بلند بین پایه ها، شیاری را ایجاد كرد كه سرعت شعله های آتش در حادثه آتش سوزی را تسریع نمود. روش صفحه قاب جایگزین روش قاب بالن شده (تصویر 22-9) این صفحه از چندین لایه تشكیل شده است: سازه كف روی پی، كه به شكل یك سو برای ساخت دیوارهای چوبی ممتد است. این دیوارها برای مهاربندی موقت به شكل اریب اجرا شده اند. اگر دو لایه در یك طبقه مورد نیاز باشد، وضعیت سازه كف تكرار می شود. در آخر ، بام و تیرچه های سقف (امروزه، خرپای شیب دار) بر روی آخرین دیوار اجرا می گردد.
سهولت و سادگی اجزا و اجرای قاب چوبی، قابلیت اتصالات متنوع با دیگر سازه ها، چوبهای چند لایه و الوارهایی با چوب صاف و دارای ابعاد مناسب و طبقه بندی شده، این سیستم را برای خانه های مسكونی یك خانوار در آمریكا و كانادا منتخب كرده است. سیستم فوق انعطاف پذیری زیادی در طراحی داشته و قابل تطبیق با انواع روشهای سازه ای می باد (تصاویر 23-9 و 24-9). فضای باز بین پایه های چوبی محل مناسبی را برای عایق حرارتی و استفاده بهینه از انرژی فراهم می كند.
بهترین مهندس در دنیای حیوانات عنكبوت است، تار عنكبوت مانند آب لطیف و همچون درخت قابل انعطاف است و سازه ای شگفت انگیز است كه تمامی مهارت ها در آن به كرا رفته است.«هورست برگر»كابل های با فرم منحنی طنابیزنجیرواره، فرمی از منحنی طنابی برای یك كایل بدون بارگذاری است كه تحت تأثیر وزن كابل (و فقط وزن كابل) ایجاد می شود (باری كه به طور یكنواخت در طول كابل وارد می شود). سهمی فرمی از منحنی طنابی یك كابل معلق با بارگذاری یكنواخت در طول افقی دهانه صرف نظر از وزن كایل می باشد. در جایی كه نسبت دهانه به خیز بیشتر از 5 است، هر دو فرم به طور نزدیكی یكسان و شبیه هستند و با محاسبات ساده ریاضی می توان به تعیین فرم و تحلیل آنها پرداخت (تصویر 1-10).در عمل ، عبارت زنجیرواره (Catenary) برای هر عضو معلق منحنی شكل كه در طول آن بارگذاری شده صرف نظر از نحوه توزیع بارها به كار می رود. برای مثال، كابل های اصلی یك پل معلق از نوع كابل های زنجیرواره هستند، گر چه شششكل منحنی آنها نزدیك به یك سهمی است.
رانش در سازه ای كششی برای یك بار گذاری معین، میزان خیز در یك سازه كششی از نوع زنجیرواره، مقدار رانش افقی ایجاد شده به سمت داخل را تعیین می كند، هر چه انحنا كمتر باشد رانش درونی بیشتر خواهد شد (تصویر 2-10). سازه های كابل های زنجیر واره قابلیت پوشاندن دهانه های متنوعی را دارند. در دهانه ها و شرایط بار گذاری معمولی، نسبت خیز به دهانه یكی از مسائل مهم در طراحی اولیه سازه است. نیروهای وارد بر كابل، طول و قطر آن كاملاً به این نسبت بستگی دارند. این نسبت ارتفاع ستون های اصلی، نیروهای فشاری و میانگین مقاومت داخلی فشاری كه در كابل به وجود می آید را نیز تعیین می كند. معمولاً نیروهای كابلی نسبت عكس باخیز دارند، به عبارت دیگر، با كاهش طول كابل، قطر آن باید افزایش یابد. این مسئله در به حداقل رساندن مجموع فولاد به كار رفته در كاببل مورد استفاده قرار می گیرد. یك كابل كوتاه با حداقل خیز، به علت وجود نیروهای كششی بسیار بزرگ به قطر زیادی نیاز دارد. برعكس این حالت، یك كابل با خیز بسیار زیاد می تواند قطر كوچكی برای تحمل نیروهای كششی كم داشته باشد كه كاملاً طولی عمل می كند. برای بار متمركز كه در وسط دهانه وارد می شود، خیز مناسب در حدود 50 درصد طول دهانه است، برای بار یكنواخت روی یك كایل سهمی شكل، خیز مناسب تقریباً 33 درصد طول دهانه می باشد. گرچه در عمل، دیگر عوامل فنی (ارتفاع مفید خیز و محل تكیه گاه عمودی) این نسبت را به طور قابل ملاحظه ای كاهش می دهد. در بیشتر كابل هایی كه در سازه سقف ساختمان ها به كار می روند، نسبت ارتفاع به دهانه 1:8 تا 1:10 است. سازه های معلق با فرم منحنی طنابی به سه بخش تقسیم می شوند‚ منحنی دارای یك انحنا، كابل های مضاعف و منحنی های مضاعف (تصویر 3-10)
قوس، مهیج ترین شكل ساختمانی است كه برای ایجاد فرم های جدید و قابل تصور بیشترین استعداد و توانایی را دارد.«لوئیس اچ سولیوان»قوس از دو منحنی تشكیل شده كه تمایل به فرو ریختن دارند.«اندی رونی» طاق زدنطاق زدن، حد واسط بین طره و قوس واقعی است كه متشكل از ردیف های متوالی آجر كه روی یكدیگر در دو طرف باز شو قرار گرفته اند و بتدریج به هم نزدیك می شوند تا با هم تلاقی نمایند، می باشد. قواعد كلی آن در 2700 قبل از میلاد به وسیله سومری ها و مصری ها شناخته شده بود. شكل قوس واقعی، ساخته شده از سنگ (سنگ های بریده شده به شكل گوه و چیده شده در یك نیم دایره) هم به وسیله مصری ها و اهالی بین النهرین تقریباً همزمان با طاق زدن شناخته شده بود. برای ایجاد تعادل، زاویه طاق زنی باید كمتر از 45 درجه باشد (تصویر 1-13) (براون، 1993). در معابد كندو شكل یونانیان باستان (سیركا 1500 قبل از میلاد، مایسنی ) مثال های قابل توجهی از طاق زنی وجود دارد. در ایوان معبد كلایتمنتسرا (Clytemnestra) (تصویر 2-13) از سیوه طاق زنی برای شكل دادن به مدخل ورودی دو بعدی استفاده شد. همین قانون به شكل سه بعدی برای شكل دادن به صورت كندوی مخروطی گنبدها در داخل به كار رفت. قوس های مصالح بناییاگر از آجر سؤال كنید چه می خواهد، جواب خواهد داد: من قوس را ترجیح می دهم. اگر بگویید كه قوس ها برای ساخت مشكل هستند و هزینه ساخت آنها زیاد است و بهتر است از بتن در باز شوها استفاده كنید باز هم آجر می گوید: شما درست می گویید ولی من باز هم آجر را ترجیح می دهم.«لوی كان»قوس با با فرم منحنی طنابی، فشاری معكوس معادل یك كابل معلق است و فقط فشار محوری را تحمل می نماید. به عبارت دیگجر در شرایط بارگذاری بخصوص، قوسی كه به شكل وارونه ساخته شده است مانند یك كابل معلق فقط تحت فشار خواهد بود و در آن هیچگونه نیروی خمشی مورد مطالعه قرار نمی گیرد. این امر برای بارهای گسترده و بارهای متمركزی صادق است كه ممكن است طول و محل قرار گیری آنها متفاوت باشد (تصویر 4-13).اگر در یك كابل معلق، بارگذاری به صورت گسترده یكنواخت در طول منحنی قوس باشد، فرم منحنی طنابی به شكل زنجیرواره است(تصویر 5-13) . فرم منحنی طنابی برای بازشوی قوسی شكل در یك دیوار با مصالح بنایی بین این دو فرم است. مشابه كابل، در قوس كم خیز تر رانش جانبی تولید شده در اثر بارگذاری بیشتر خواهد بود (تصویر 6-13).رفتار سازه ایقوس هرگز خواب ندارد.«ضرب المثل هندی»بر خلاف طاق ردن كه مصالح بنایی طرح شده تحت خمش قرار می گیرند ( و كشش)، یك قوس با مصالح بنایی واقعی از فرم گوه ای سنگ ها برای انتقال بار جانبی به طور كامل به وسیله فشار بهره می برد (تصاویر 7-13 و 8-13).
ادامه خواندن تحقيق در مورد خرپاها
نوشته تحقيق در مورد خرپاها اولین بار در دانلود رایگان پدیدار شد.