تحقیق درمورد طراحی مهندسی و انجام آنالیز

دانلود پایان نامه

شکل 5- 19 نمونه‌ای از گنبدهای گروه 4 تحت بارگذاری نامتقارن
5-4 . ترکیبات بارگذاری در آنالیز و طراحی گنبدها تحت بارهای ثقلی
در طراحی گنبدها، احتمال همزمانی تأثیر بارها به شرحی که در آیین‌نامه‌ی سازه‌های فضاکار ایران [1] گفته شده در نظر گرفته شده است. ضرایب جزئی ایمنی هر یک از بارها و متقابلاً مقدار تنش‌های محاسباتی مربوط به هر جزء براساس ضوابط طراحی خاص خود در نظر گرفته شده و اجزای سازه برای ترکیبی از بارها که بیشترین اثر را در آن جزء ایجاد می‌کند طراحی شده است. این ترکیبات عبارتند از:
1-D+T
2-D+T+SXP
3-D+ T+SXN
4-D+ T+ SYP
5-D+ T+SYN
علائم بکار رفته عبارتند از:
D : بار مرده، T : حرارت، S : بار برف
SXP : بارگذاری نامتقارن در جهت وزش باد در راستای مثبت X
SXN : بارگذاری نامتقارن در جهت وزش باد در راستای منفی X
SYP : بارگذاری نامتقارن در جهت وزش باد در راستای مثبت Y
SYN : بارگذاری نامتقارن در جهت وزش باد در راستای منفی Y
5-5 . تحلیل و طراحی گنبدها تحت بارهای ثقلی
5-5-1 . روش آنالیز و فرضیات
گام اصلی در تحلیل و طراحی مهندسی، انتخاب نوع و سطح تحلیل می‌باشد. برحسب سازه مورد نظر، نوع بارگذاری و نوع پاسخ سازه، نوع و سطح تحلیل انتخاب می‌شود. در آیین‌نامه‌ی سازه‌های فضاکار[1] توصیه‌ی أکید شده است که در مورد سازه‌های نوینی چون گنبدهای دیامتیک فرازیده که در این تحقیق به بررسی آنها پرداخته شده، از انتخاب تحلیل کاملاً جامع در شروع مراحل تحلیل و طراحی پرهیز شود و توصیه شده که تحلیل و طراحی با روش‌ها و مدل‌های تحلیلی ساده‌تر شروع و در مراحل بعدی از مدل‌ها و روش‌های تحلیل تفضیلی‌ به قصد تدقیق نتایج تحلیل استفاده شود. لذا در این تحقیق از تحلیل استاتیکی خطی برای بررسی رفتار سازه تحت اثر بار وزن و بار برف استفاده شده است زیرا در صورتی که آثار ناشی از کنش‌های مؤثر بر سازه (پاسخ سازه) مستقل از زمان باشد یا شتاب ایجاد شده در سازه بالنسبه ناچیز باشد تحلیل سازه به روش استاتیکی کفایت خواهد نمود. فرضیات در نظر گرفته شده در انجام آنالیزها به شرح زیر می‌باشد.
مصالح دارای رفتار الاستیک خطی و همچنین همگن و ایزوتروپ می‌باشند.
گنبدهای دیامتیک از نوع تک لایه با اتصالات صلب انتخاب شده‌اند.
تغییرمکان‌های عمودی گره‌ها به 001/0 دهانه محدود شده است [1] و تغییرمکان‌های گره‌های تکیه گاهی که از نوع گیردار فرض شده، برابر صفر می‌باشد.
اعمال بارها بصورت متمرکز بوده و به گره‌ها وارد می‌شود.
5-5-2 . بررسی رفتار وزنی گنبدها در گروه‌های تعریف شده
از آنجاییکه سازه‌های فضاکار اغلب برای پوشش دهانه‌های وسیع مورد استفاده قرار می‌گیرند، ابعاد آنها معمولاً بزرگ است و در نتیجه طراحی بهینه‌ی این سازه‌ها موجب صرفه‌جویی قابل ملاحظه‌ای در هزینه‌ی نهایی می‌شود لذا در بررسی عملکرد بهینه برای این سازه‌ها در اکثر تحقیقات تابع هدف بصورت وزن گنبد در نظر گرفته می‌شود. در این تحقیق نیز با محاسبه‌ی وزن سازه در هر یک از مدل‌های ارایه شده در گروه‌های تعریف شده، اثر پارامترهای هندسی مختلف بصورت نسبت‌ خیز به دهانه در گنبد پایه و همچنین نسبت‌ دهانه به خیز در فرازش ایجاد شده مورد بررسی قرار گرفته است.
نتایج بررسی‌‌های انجام شده در گروه‌های مختلف تحت بارگذاری مرده + حرارت و بحرانی‌ترین حالت ترکیب بار مرده + برف + حرارت در شکل 5-20 تا 5-25 نشان داده شده است.
علائم استفاده شده در شکل‌ها به شرح زیر است:
D : بار مرده، T : حرارت، S : بار برف