سیستمهای کشبستی تحت بارگذاری استاتیکی، که در آن اثرات غیرخطی هندسی و مصالح در نظر گرفته شده بود ارائه کردند. Lazopoulos [62] یک سازهی کشبستی متشکل از سه دستک و ۶ کابل را که دو نوع رفتار ناپایداری در آن مورد بررسی قرار گرفته شده بود مطالعه نمود.
Abedi و Shekastehband [63] به بررسی رفتار پایداری استاتیکی سازههای دو لایهی کشبستی تحت اثر بار خارجی پرداختند و به ازای لاغریها و ناکاملیهای مختلف عضو فشاری و نیز کرنشهای اولیه مختلف، مکانیزمهای خرابی برای این سازهها را ارائه کردند. همچنین Shekastehband و همکارانش [۸] رفتار خرابی یک سازهی کشبستی متشکل از مدولهای هرمی شکل، شامل دستکهای ناپیوسته با آرایش هندسی منظم، ناشی از گسیختگی کابل و کمانش دستک را به صورت عددی و آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار دادند و تأثیر پارامترهای مختلفی مانند ناکاملی اولیهی دستک و ضرایب میرایی را بر روی رفتار پایداری سازهی کشبستی مورد بررسی قرار دادند.
Abedi و Shekastehband [64]، Shekastehband و همکارانش [۷] به بررسی از دست دادن عضو به صورت تدریجی و ناگهانی در بافتارهای تخت کشبستی تحت اثر بار خارجی و تأثیر آن بر نوع مکانیزم خرابی و رفتار پایداری این سازهها با در نظر گرفتن اثرات لاغری مختلف برای دستکها و میراییهای مختلف برای سازه کشبستی پرداختند.
۳-۲-۳- نقش توزیعهای مختلف خودتنش در طراحی بافتارهای کشبستی
در این مطالعه Quirant و همکارنش به طراحی یک بافتار کشیستی شامل ۳۶ مدول هرمی شکل با آرایش هندسی منظم (شکل ۳-۱)، به ازای دو نوع توزیع خودتنش یکنواخت و غیر یکنواخت
(شکل ۳-۲)، تحت بارهای سرویس و نهایی پرداختند و پس از طراحی بافتار در حالت توزیع یکنواخت مشاهده نمودند که نیروی ایجاد شده در دستکهای واقع در ناحیه کناری بیشتر از سایر دستکها میباشد و همچنین برخی از کابلها واقع در نواحی داخلیتر بافتار دچار شلشدگی میشوند. از اینرو برای طراحی بهتر این بافتارها، توزیع غیریکنواختی مطابق شکل ۳-۲ (ب)، پیشنهاد نمودند که ملاحظه شد در این نوع از توزیع خودتنش، کابلهای کمتری دچار شل شدگی میشوند به نحوی که تعداد کابلهایی که دچار شلشدگی میشوند از ۲۴ کابل در حالت توزیع یکنواخت به ۱۲ کابل کاهش پیدا میکند و به این نتیجه رسیدند که با یک توزیع غیریکنواخت مناسب میتوان کارایی بالاتری را از بافتارهای کشبستی انتظار داشت. در شکلهای ۳-۳ (الف و ب)، به ترتیب مقادیر نیروها در اعضای بافتار کشبستی به ازای توزیعهای یکنواخت و غیریکنواخت تحت بارهای سرویس (SLS) و نهایی (ULS) نشان داده شده است.
شکل ۳-۱: بافتار کشبستی مورد مطالعه
شکل ۳-۲: الف- توزیع یکنواخت، ب- توزیع غیریکنواخت
(الف)
(ب)
شکل ۳-۳: مقادیر نیروها در اعضای بافتار کشبستی؛ الف- توزیع یکنواخت، ب- توزیع غیریکنواخت
۳-۲-۴- مطالعهی عددی و آزمایشگاهی طراحی خودتنش سیستمهای کشبستی
در سیستمهای کشبستی سختی یکطرفه کابلها باعث برخی مشکلات در تعیین حالت خودتنش سازگار از حالات خودتنش پایه میشود. از اینرو، Shekastehband و همکارانش بر روی سیستمهای کشبستی به صورت عددی و آزمایشگاهی مطالعاتی در زمینهی طراحی خودتنش انجام دادند [۱۶] و یک روش عملی بر اساس روشهای عددی به منظور پیاده کردن خودتنش ارائه نمودند. روش عددی طراحی خودتنش براساس مشخص کردن یک ترکیب خطی از حالات خودتنش موجود برای رسیدن به یک حالت خودتنش سازگار استوار شده بود. در این مطالعه سعی شده بود که اهداف زیر عملی گردد:
غلبه بر مشکلات مهم موجود در فرآیند ساخت سازههای کشبستی
تأیید صحت و اعتبارسنجی روش عددی پیشنهادی برای مشخص کردن حالت خودتنش سازگار با در نظر گرفتن نتایج آزمایشگاهی
پیشنهاد دادن یک روش عملی برای پیادهسازی یک حالت خودتنش بر اساس قیود
تکیهگاهی که مراحل اعمال کردن نیروهای اولیه را کاهش میدهد.
۳-۲-۵- مطالعات استاتیکی تحت اثر بار خارجی
Hanaor به بررسی پاسخ بارگذاری استاتیکی بین شبکههای تخت و گنبدی دولایهی کشبستی صلب با نوع انعطافپذیر آنها به روش تحلیلی پرداخت [۶۵]. در شکل (۳-۴) مشخصات مربوط شبکههای مورد مطالعه آورده است.
شکل ۳-۴: مشخصات مربوط به شبکههای مورد مطالعه توسط Hanaor [65]
شکل ۳-۵ منحنیهای بار- تغییرمکان مربوط به شش بافتار فوق بررسیشده را نشان میدهد که با توجه به آن، ملاحظه میشود که:
شبکههای گنبدی نسبت به شبکههای تخت، دارای سختی بیشتر و کارایی سازهای بالایی هستند.
بافتارهای صلب اساساً نسبت به بافتارهای انعطافپذیر، سختتر هستند.
تراز پیشتنیدگی در بافتارهای صلب هندسی اثر اندکی در سختی و کارایی سازه دارد. این اثر در شبکههای تخت نسبت به شبکههای گنبدی بیشتر میباشد.
شکل ۳-۵: منحنیهای بار- تغییرمکان مربوط به بافتارهای مورد مطالعه توسط Hanaor [65]
Hanaor در مطالعهی آزمایشگاهی، دو شبکهی کشبستی صلب و انعطافپذیر را مورد بررسی قرار داد. این دو مدل در شکل ۳-۶ نشان داده شدهاند.
(ب) (الف)
□ تکیه گاه ○ محل بارگذاری * عضو بحرانی
شکل ۳-۶: طرحبندی مدلهای آزمایشگاهی: الف- مدل انعطافپذیر، ب- مدل صلب [۶۵]
هر نمونه، در معرض چندین آزمایش غیرمخرب در ترازهای پیشتنیدگی مختلف قرار گرفتند. آزمایشات صورت گرفته بر روی مدل هندسی صلب، چندین چرخهی بارگذاری را ثبت کرده است. نتایج این آزمایش که در دو تراز پیشتنیدگی مختلف انجام شده است، در شکل ۳-۷ نشان داده شده است. مقادیر تراز پیشتنیدگی، میانگین نیروها در میلهها میباشند که این مقادیر به ترتیب ۱/۱ کیلونیوتن و ۵/۴ کیلونیوتن میباشد. همچنین این منحنیها چرخهی بارگذاری، رهاسازی کلی۶۴ و هیستریسس۶۵ را به خوبی نشان میدهند.
شکل ۳-۷: منحنی بار- تغییرشکل: الف- هندسه صلب (مقدار پیشتنش ۱.۱ KN)، ب- هندسهی انعطافپذیر
(مقدار پیشتنش ۱.۱ KN)، پ- هندسهی صلب (مقدار پیشتنش ۴.۵ KN)،
ت- هندسهی انعطافپذیر (مقدار پیشتنش ۴.۵ KN) [65]
پاسخ بارگذاری نهایی در هر دو مدل در شکل ۳-۸ نشان داده شده است. ظرفیت بارگذاری
به طور کلی در اولین گسیختگی کابل، بازیابی شده است، بویژه در مدل انعطافپذیر که از واحدهای مستقل تشکیل شده است. قسمت ناهموار نمودار در بخش پسا الاستیک مدل هندسی صلب از بیش از حد سفت کردن بستهای کابلها نتیجه میشود.
کمانش الاستیک در برخی از میلهها مشاهده شده است و هیچگونه خمش اضافی در میلههای بالایی مشاهده نشده بود. مدل هندسی انعطافپذیر به بار بحرانی پیشبینی شدهی خود نرسیده است، در حالی که مدل هندسی صلب از بار پیشبینی شدهی خود بیشتر شده است. همانطوری که مشخص است، تغییرات افزایش نیرو در تحلیلهای آزمایشگاهی نسبت به تحلیلهای پیشبینی شده تئوری با شیب کمتری صورت میگیرد. این اختلاف (اختلاف بین تئوری و آزمایشگاهی) در مدل هندسی صلب، بیشتر مشاهده میشود.
شکل ۳-۸: منحنیهای بار- تغییرشکل مربوط به بارگذاری نهایی [۶۵]
دلایل کاملاً مشخصی برای اختلاف میان نتایج آزمایشگاهی و تئوری وجود ندارد، اما بخشی از آن میتواند مربوط به اتصال بین کابلها و میلهها و هممحور نبودن آنها در عمل باشد.
۳-۲-۵- مطالعهی مربوط به رفتار پایداری شبکههای کشبستی دو لایه
Abedi و Shekastehband [63] به بررسی رفتار پایداری شبکههای کشبستی دولایه پرداختند و مکانیزمهای مختلف گسیختگی در این نوع از سازهها را مشخص کردند و همچنین اثرات مربوط به نوع بافتار سازهی کشبستی، تراز خودتنیدگی، پاسخ پسکمانشی مربوط به اعضای فشاری، پاسخ پس از تسلیم شدن مربوط به اعضای کششی در رفتار ناپایداری این نوع از سازهها را بررسی کردند.
مدلهای بررسی شده در این مطالعه، شامل سه بافتار زیر میباشند:
۱- شبکهی کشبستی مربعی شکل انعطافپذیر، با دستکهای پیوسته و نوع اتصال رأس و لبه، شامل مدولهای هرمی شکل که دارای طرحبندی منظم میباشد.
۲- شبکهی کشبستی مربعی شکل صلب، با دستکهای پیوسته و نوع اتصال رأس و لبه، شامل مدولهای هرمی شکل که دارای طرحبندی منظم میباشد.
۳- شبکهی کشبستی مربعی شکل انعطافپذیر، با دستکهای پیوسته و نوع اتصال رأس به رأس، شامل مدولهای منشوری شکل که دارای طرحبندی منظم میباشد.
به منظور مقایسهی رفتار این بافتارها به طور مناسب، ویژگیهای هندسی آنها یکسان در نظر گرفته شده است. با بررسی نمودارهای پاسخ بار- تغییرمکان، مشخص شد که چهار نوع مکانیزم گسیختگی در مدلهای ارائه شده ممکن است اتفاق بیفتد:
گسیختگی کلی (شکل ۳-۹)؛
گسیختگی موضعی همراه با فروجهش (شکل ۳-۱۰)؛
گسیختگی موضعی بدون فروجهش (شکل ۳-۱۱)؛ گسیختگی موضعی بدون فروجهش به دلیل شلشدگی کابلها (شکل ۳-۱۲).
شکل ۳-۹: مدل گسیختگی نوع ۱ [۶۳]
شکل ۳-۱۰: مدل گسیختگی نوع ۲ [۶۳]
شکل ۳-۱۱: مدل گسیختگی نوع ۳ [۶۳]
شکل ۳-۱۲: مدل گسیختگی نوع ۴ [۶۳]
ملاحظه میشود در بافتارهای مورد مطالعه با نسبت لاغری L/r = 100 و نقص اولیهی
e = 0.001 در طول عضو عمدتاً گسیختگی از نوع موضعی رخ میدهد. در این سیستمها با نسبت
لاغری L/r = 65 اکثراً گسیختگی کلی رخ میدهد که مناسب نمیباشد. اگر چه در این حالت، مقاومت نهایی بالاست و با نسبت لاغری L/r = 160 عمدتاً گسیختگی موضعی رخ میدهد، در صورتی که مقاومت نهایی پایین میباشد. بنابراین به نظر میرسد که نسبت لاغری ۱۰۰ برای این نوع از سیستمها مناسب است.
۳-۲-۶- تأثیر تدریجی حذف اعضا بر روی رفتار پایداری بافتارهای کشبستی
Shekastehband و همکارنش در این مطالعه به بررسی از دست دادن عضو به صورت تدریجی و تأثیر آن بر نوع مکانیزم خرابی با لحاظ کردن اثرات لاغری مختلف دستکها در دو بافتار کشبستی پرداختند. این دو بافتار کش بستی (شکلهای ۳-۱۳و ۳-۱۴) شامل دستکهای ناپیوسته فشاری با اتصال رأس و لبه میباشد. بافتار اول یک شبکهی دولایهی صلب با آرایش هندسی منظم است در حالی که بافتار دوم یک شبکه دولایهی انعطافپذیر با آرایش هندسی نامنظم میباشد.
شکل ۳-۱۳: بافتار۱ متشکل از ۳۶ مدول؛ الف- پلان و نمای بافتار۱، ب- شماره اعضا در هر مدول [۷]
شکل ۳-۱۴: بافتار۲ متشکل از ۳۶ مدول؛ الف- پلان و نمای بافتار۲، ب- شماره گذاری اعضای مدول فرد،
پ- شماره گذاری اعضای مدول زوج [۷]
پس از بررسی پاسخهای بار-تغییر مکان ناشی از حذف تدریجی عضو در بافتارهای کشبستی Shekastehband و همکارانش ملاحظه کردند که دو نوع مکانیزم خرابی:
۱- مکانیزم خرابی ناشی از شلشدگی عناصر کابلی
۲- ترکیب مکانیزم خرابی ناشی از شلشدگی عناصر کابلی همراه با فروجهش دینامیکی در بافتارهای مورد مطالعه اتفاق افتاده است.
نتایج مربوط به از دست

مطلب مرتبط :   منابع پایان نامه با موضوعناخودآگاه، طلاق، روانشناسی، روان درمانی
دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید