تحقیق درباره خرپاها 40 ص

اختصاصی از هایدی تحقیق درباره خرپاها 40 ص دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 45

خرپاها

خرپا مجموعه ای مثلثی شکل است که بارها را به وسیلة ترکیبی مثلثی شکل از اعضا با اتصال مفصلی به تکیه گاه ها منتقل می کند. در اعضای خرپا فقط فشار و کشش ( نه برش و خمش) ایجاد می شود و تمامی نیروهای رانشی به صورت داخلی در آن خنثی می گردد. در عمل، ممکن است تنش خمشی در بین اتصالات به میزان کمی در اثر اصطکاک آنها و بارهای وارده و پخش شده در اعضا بوجود آید: این نیروها معمولاً با نیروی محوری یکجا در نظر گرفته شده و در عمل در تحلیل ها نادیده گرفته می شوند.

واحد هندسی اصلی خرپا مثلث است. مثلثث شکل ثابتی است که فرم آن بدون تغییر طول اضلاع حتی با اتصالات مفصلی نیز تغییر نمی کند. اتصالات در بقیة چند ضلعی ها (مانند مستطیل) غیر پایدار هستند (تصویر ب – 1 – 4 ).

اگر کابلی بین دو نقطه کشیده شده باشد، نیروی افقی به وسیلة تکیه گاه ها (که ثابت شده اند، تصویر الف-1-4) خنثی می شود. اگر وضعیت به گونه ای تغییر کند که یکی از تکیه گاه ها مفصلی و تکیه گاه دیگر غلتکی شوند، سیستم غیرپایدار می گردد زیرا هر دو تکیه گاه می توانند عکس العمل نیروی عمودی را تحمل نمایند ولی تکیه گاه غلتکی به وسیله نیروی افقی کابل به سمت مرکز کشیده خواهد شد. این مجموعه به عنوان یک خر پای ساده با هندسه مثلثی و دارای اتصالات گیردار و مقاومت درونی عمل می کند (تصویر ج-1-4).

اگر مجموعة خرپایی که در تصویر ج-1-4 نشان داده شده است معکوس گردد، نیروهای کششی و فشاری نیز معکوس خواهند گردید. تصویر 2-4 سیر تکاملیی خرپاهای پیچیده تری را نشان می دهد. توجه کنید که در حالت واحد اصلی هندسی به شکل مثلث باقی می ماند.

اعضای بالا و پایین خرپا به ترتیب میلة 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 یک سطح قرار دارند،

در حالی که خرپاهای فضایی در سه بعد، این اعضا را دارند. در هر دو نوع خرپای ذکر ششده دهانه ها در یک جهت قرار گرفته اند (خصوصیات دهانه های غیر هم جهت در بخش 5 به عنوان قاب های فضایی تحت یک سیستم مستقل مورد مطالعه قرار می گیرند).

انواع خرپا

شکل محیطی اکثر خرپاهای فضایی مثلث و مستطیل قوسی شکل (انحنا رو به بالا یا پایین) یا کوژ (با انحنا به سمت بالا و پایین) می باششد. این اشکال محیطی به مثلث های کوچکتر تقسیم می شوند. تمامی اعضای کششی و فشاری به وسیلة اتصالات مفصلی (مانند لولای اجرا شده با پیچ) به یکدیگر متصل می باشند (نگاه کنید به تصاویر 3-3 تا 10-4).

مطالعات موردی خرپا

مرکز 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 کوتاه تری نسبت به ساختمان دارد.

«ریچارد راجرز- در مرکز فرهنگی ژرژ پومیدو»

به دلیل نقش این ساختمان به عنوان یک مرکز ملی هنری، مرکز فرهنگی ژرژ پومیدو (1977: پاریس، مهندس معمار: پیانو و راجرز، مهندس سازه: اوو آروپ و همکاران) حتی قبل از اتمام کار نیز به عنوان یک ماشین غیر قابل انعطاف با اصول زیبایی شناسی مورد بحث قرار گرفت. تضادی مابین ساختمانی جدید با منطقه ای تاریخی که درون آن قرار گرفته است.

هدف طراحان این ساختمان، ایجاد بنایی «بدون ساخت» بوده است که برای رسیدن به آن پرده ای شفاف در پشت سازه قرار داده شد که می توان فعالیت های مختلف و نمایشگاه ها را با حفظخصوصیات هر یک در آن برگزار کرد. این ساختمان طرحی ابتکاری در سازه و جزئیات اجرایی دراد. حجم مکعب مستطیل شکل آن طولی برابر 551 فوت (168 متر) داشته و برای توسعة آینده و گسترش از بخش انتهایی آن نیز تدابیری صورت گرفته است. داکت های عمودی و سایر خدمات مکانیکی در نمای خیابان شرقی قرار گرفته و با رنگهای روشن رنگ آمیزی شده اند.

به علت اینکه پوشش فلزی دیوارها در پشت سازه نمایان آن قرار گرفته است، سیرکولاسیون داخلی و خدمات مکانیکی، نمود بسیار کمی در نمای نهایی ساختمان دارند. (اورتون Orton، 1988، ساندکرواگن Sandker and Eggen، 1992) (تصاویر 11-4 و 12-4).

آنچه که به ساختار بصری ساختمان اهمیت می بخشد و بافت نما، مقیاس و جزئیات بصری را تعیین می کند، قاب خرپایی سازة اصلی آن است که 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 حرکت در اثر دما مورد استفاده قرار می گیرند.

ساختمان از کل اجزای سازه شامل اعضاء اتصالات و اسکلت حجیم فولادی که تیرهایی از آن به وسیلة قلاب هایی آویزان است، استفاده می کند، در نتیجه به سازه و کل ساختمان انرژی و پویایی می بخشد. بخشی از سازه که در بالای زمین قرار گرفته متشکل از 14 قاب دو بعدی با دهانه های 157 فوتی (48 متر) و یک بخش الحاقی 25 فوتی (6/7 متر) در هر طرف (برای حرکت افراد روی قسمت غربی و بخش خدمات مکانیکی 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 کف به یکدیگر 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 که به عنوان پایه های اصلی و ستون های لوله ای شکل فولادی با ضخامت زیاد که برای محافظت در برابر آتش سوزی با آب پر شده اند،‌عمل می نمایند. این ستون ها با اتصالات قاب فولادی با ضخامت زیاد که 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 وسیلة یک میلة عمودی 8 اینچی (200 میلیمتر) نگاه داشته می شوند که گوشه های داخلی خرپای اصلی را نگاه

دانلود تحقیق معماری (سازه در معماری) 14 ص

اختصاصی از هایدی دانلود تحقیق معماری (سازه در معماری) 14 ص دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 14

خرپاها :

یک کابل انعطاف پذیر که باری در وسط دهانه را تحمل می کند یک سازه کششی محض است، حال سازه ای را در نظر بگیرید که در آن کابل را به طرف بالا برده ایم و اجزاء مایل آن سخت شده اند تا آمادگی تحمل نیروی فشاری را داشته باشند. افت منفی یا خیر صعودی ماهیت کلیه تنشها را تغییر می دهد و کابل های رو به بالا به یک سازه فشاری خالص تبدیل می گردند. این ساده ترین مثال یک خرپاست.

باری که در رأس خرپا وارد می شود بوسیلة اعضاء فشاری به تکیه گاهها منتقل می شود. به هر کدام از تکیه گاهها نیروی عمودی معادل نیمی از بار، همچنین رانش هایی به طرف بیرون وارد می شود، می توان با پشت بندهایی از مصالح فشاری مانند مصالح بنایی ، یا بوسیلة یک عنصر کششی، مانند میله رابط فولادی یا چوبی رانشها را جذب کرد. چنین خرپاهای اولیه، مرکب از چوب و رابطهای آهنی، در قرون وسطی برای نگهداری سقف کلیساها ساخته می شدند. دلایلی مبنی بر پوشش سقف های معابد یونانی با سازه های چوبی با طراحی مشابه وجود دارد. با بزرگتر شدن دهانه ها استفاده از یک میلة رابط کششی از بالای خرپا (برای حذف افت زیاد این عنصر نسبتاً انعطاف پذیر) کارآیی بهتری برای خرپا ایجاد می نماید، یک عنصر مثلثی مشابه ممکن است با افت مثبت ساخته شود که در آن از میله های فولادی برای اعضاء کششی و از چوب برای اعضا رابط فشاری استفاده می شود.

خرپاهای متشکل از اعضای فشاری و کششی که برای پوشاندن دهانه های بزرگ به کار رفته اند، خرپاهای مثلثی اولیه ای بدست می آیند که اتصال اعضای آنها مفصلی است یعنی امکان چرخش در نقاط انتهایی آنها وجود دارد. برای مثال دو خرپای مثلثی با رئوس رو به پایین را در نظر بگیرید که در یکی از نقاط دیگرشان به هم متصل شده اند.

این دو خرپا قادر به تحمل باری نیستند مگر اینکه میله ای کششی مانع از دور شدن دو رأس مثلث ها از هم شود. در نتیجه خرپایی با دو مثلث بدست می آید که قادر به پوشاندن دهانة بزرگتری است. یک خرپای مثلثی که به طور مشابه ساخته شده است با اعضای فوقانی و اعضای قائم تحت فشار و اعضای تحتانی و اقطار تحت کشش در شکل نشان داده شده است. بار 1w در وسط دهانه در امتداد اقطار کششی به نقاط A و B انتقال می یابد.

(عضو قائم OO باری تحمل نمی کند زیرا در نقطة O نیروهای افقی اعضای OA و OB نمی توانند آنرا متعادل نمایند) . عضو فوقانی فشاری AB رانش را جذب می کند، در حالی که عضوهای عمودی فشاری AC و BD عکس العملهای عمودی نقاط A و B که برابر نصف 1W است را به نقاط C و D انتقال می دهند. عضو قطری کششی CE هم واکنش انتقالی در C و هم بار اضافی W2 را به نقطة E انتقال می دهد و نیرویی کششی CE هم واکنش انتقالی در C و هم بار اضافی 2W را به نقطة G انتقال می دهد. این مکانیزم انتقال نیرو در همة اعضاء دیگر خرپا جریان می یابد، تا این که در پایان آخرین عناصر فشاری عمودی یعنی IL و MN نصف کل وزن خرپا را تحمل نموده و به نقاط تکیه گاهی N و L انتقال می دهند. اگر همانطور که مطلوب است بارها تنها بر نقاط «گره ای» D ، C ، O و ... خرپا وارد شوند و بار مرده اعضای خرپا را ناچیز فرض کنیم، همة اعضای خرپا با فشاری و یا کششی می شوند. وقتی که بارها در میان گره اثر بگذارند، و بار مرده را در نظر بگیریم در اعضای خرپا مقداری خمش نیز ایجاد می شود.

در صورتی که جهت اعضاء قطری را معکوس می کنیم اعضای عمودی به صورت کششی و اقطار به طور فشاری کار می کنند. بنابراین در شکل بار1 W بوسیله اعضاء کششی قائم از O به O انتقال پیدا می کند و سپس بار از O بوسیلة عناصر مورب فشاری به C و D منتقل می شود. CD یک عضو کششی است. خرپای مثلثی COD به گروه های C و D متصل است و در اینجا بارهای اضافی 2 W و 3 W بوسیلة اعضای قائم کششی به نقاط A و B منتقل شده و سپس توسط اقطار فشاری به نقاط G و H منتقل می شوند. عناصر مورب GA و HB میله های AO و OB را تحت فشار قرار می دهند. دوباره اعضای CG و DH کششی هستند. جریان بارها ممکن است همچنان ادامه داشته باشد تا اینکه در پایان توسط آخرین اعضای قطری فشاری بارها، بر تکیه گاه وارد شوند. در این خرپا اعضای قائم MN و IL و همچنین اعضای بالایی آنها غیرضروری می باشند. بطور مشابه اگر نقاط تکیه گاهی خرپا I و M بود بر اعضای قائم انتهایی و آخرین عضوهای افقی پایین خرپای شکل 25- 6 تنشی اثر نمی کرد. خرپای شکل 26-6 معمولاً در پل ها و اتوبانها و خرپای شکل 25-6 در پل های راه آهن استفاده می شود، غالباً در این نوع خرپاها در زیر سطح سواره رو قرار دارند. برای بدست آوردن اطلاعات بیشتر در مورد رفتار خرپا در مقایسه با رفتار تیر می توان به بخش 2-7 مراجعه نمود.

اعضای فوقانی، عمودی، و مورب خرپا ممکن است تحت تأثیر فشار دچار کمانش شوند، مگر آنکه بطور صحیح طراحی شوند. یکی از تحقیقات اولیه در مورد کمانش سازه های خرپایی پل ها به دلیل وقوع شکست ناشی از کمانش در پل راه آهن روسیه انجام گردید که در اواخر قرن 19 روی داد. از آنجا که بسته به موقعیت بارهای متحرک ممکن است هم کشش و هم فشار در عضوی ایجاد شود، بعضی از خرپاها با اقطاری که هم کششی هستند و هم فشاری، ساخته شده اند، تا هرگاه اقطار فشاری باریک به علت کمانش غیرفعال شدند اقطار کششی بار را تحمل نمایند.

برای ایجاد خرپاهای قابل استفاده امکان ایجاد ترکیبات بسیار متنوع اعضاء کششی و فشاری وجود دارد. خواننده می تواند نحوة انتقال بار را در مثالهای مقدماتی نشان داده شده در اشکال (الف – 27 – 6 ) و (ب – 27 – 6) دنبال کرده و بدین ترتیب چگونگی کار اینگونه سازه ها را مشاهده نماید.