دانشگاه‌ صنعتی ارومیه
دانشکده فنی و مهندسی
گروه عمران
پایاننامه کارشناسی‌ ارشد رشته عمران گرایش سازه
عنوان:‌
بررسی رفتار پایداری استاتیکی سازه های فضاکار کِشبستی بر اثر تغییر در توزیع خودتنیدگی آنها
پژوهشگر:
نوید پورمند
به پاس عاطفه سرشار و گرمای امیدبخش وجودشان که در این سردترین روزگاران بهترین پشتیبان است
به پاس قلب های بزرگشان که فریاد رس است و سرگردانی و ترس در پناهشان به شجاعت می گراید
و به پاس محبت های بی دریغشان که هرگز فروکش نمی کند
این مجموعه را به پدر و مادر عزیزم تقدیم می کنم
تقدیر و تشکر
سپاس و ستایش برای اوست، به خاطر الطاف بیکرانش، هدایتهای روشنگرش و محبتهای
بیدریغش.سپاسگزار اساتیدی هستم که اندیشیدن را به من آموختن، نه اندیشهها را… با تقدیر و سپاس شایسته از استاد فرهیخته و گرانقدرم دکتر بهزاد شکستهبند که همواره راهنما و راهگشای من در اتمام و اکمال پایاننامه بودهاند. همچنین از کلیه دوستان و عزیزانی که مرا در انجام این پایان نامه یاری نمودند تقدیر و تشکر مینمایم.
چکیده
سیستمهای کشبستی۱ نوع جدیدی از سازههای فضاکار هستند که به دلیل وزن کم، قابلیت
گسترشپذیری۲، سادگی تنظیم کردن اعضا۳، تکرار پذیری بالا۴، مقیاسپذیر بودن۵ و داشتن درجه نامعینی استاتیکی بالا امروزه مورد توجه مهندسان قرار گرفتهاند. در تعریف این سیستمها باید گفت که یک سیستم کشبستی متشکل است از هر مجموعهی دلخواهی از اعضای کششی که به یک بافتار کشبستی اعضای فشاری متصل شده باشد و بافتار کشبستی بافتاری است که بتوان آن را توسط برخی از اعضای کششی داخلی پایدار نمود. تاکنون تحلیلهای ناپایداری استاتیکی زیادی بر روی سازههای کشبستی صورت گرفته است که پارامترهای مختلفی را در ارتباط با تحلیل استاتیکی این سازهها در نظر گرفتهاند. اما اثرات توزیعهای مختلف خودتنش بر روی پایداری استاتیکی این سازهها صورت نگرفته است از آنجایی که اساس پایداری این سازهها متکی بر خودتنیدگی اولیهی اعضای آن میباشد، لذا مطالعهی تأثیر توزیعهای مختلف خودتنیدگی بر روی رفتار ناپایداری استاتیکی این سازهها از اهمیت زیادی برخوردار است.
در این پایاننامه پس از تعریف سازههای کشبستی و توصیف بافتارهای متنوع آنها، مطالعات استاتیکی و دینامیکی انجام شده روی این سازهها مرور میشود. سپس با هدف بررسی رفتار پایداری استاتیکی بافتارهای مختلف کشبستی تحت توزیعهای مختلف خودتنش و انجام تحلیلهای مسیر جایگزین با شرایط مرزی گوناگون، با استفاده از مدلسازی عناصر محدود روی این سازهها تحلیلهای غیرخطی انجام میگیرد. بدین منظور پس از تأیید مدلسازی عناصر محدود، برای ترسیم مسیرهای غیرخطی تعادل سازه از روش Riks استفاده میگردد. در نهایت، تأثیر توزیعهای مختلف خودتنیدگی در تحلیلهای ناپاپداری استاتیکی و نیز از دست دادن عضو در تحلیلهای مسیر جایگزین بر روی مکانیزم خرابی، ظرفیت باربری و سختی بررسی شده است. این مطالعه نشان میدهد که طراحی الگوی خودتنش در این سازهها میتواند نقش مؤثر در ظرفیت باربری، سختی، آستانهی شلشدگی کابلها و همچنین نوع مکانیزم خرابی داشته باشد.
واژگان کلیدی فارسی: پایداری استاتیکی، سازه فضاکار، کشبستی، خودتنیدگی، مکانیزمهای خرابی، کمانش اعضا.
فهرست مطالب
فصل اول- کلیات ۲
۱-۱- مقدمه ۲
۱-۲- تعریف مسئله و بیان اصل تحقیق ۳
۱-۳- ضرورت و هدف انجام تحقیق ۳
۴-۱- ساختار پایاننامه ۴
فصل دوم- سازههای فضاکار کشبستی ۷
۲-۱- مقدمه ۷
۲-۲- سازههای فضاکار ۷
۲-۳- سازههای کشبستی ۸
۲-۳-۱ – تاریخچه و تعاریف ارائه شده ۸
۲-۳-۲- مزایای سازههای کشبستی ۱۰
۲-۳-۳- معایب سازههای کشبستی ۱۱
۲-۴- مکانیزم، خودتنش و فرمیابی ۱۱
۲-۴-۱- خودتنیدگی و پیشتنیدگی ۱۲
۲-۴-۲- فرمیابی ۱۲
۲-۴-۲-۱- انواع روشهای فرمیابی سازههای کشبستی ۱۲
۲-۴-۲-۲- رهاسازی دینامیکی ۱۳
۲-۴-۲-۳- دانسیته نیرو ۱۳
۲-۴-۳- تعیین حالتهای خودتنش در بافتارهای کشبستی ۱۴
۲-۴-۴- مکانیزم در بافتارهای کشبستی ۱۶
۲-۴-۴-۱- تعیین مکانیزمهای بافتارهای کشبستی ۱۶
۲-۴-۴-۲- تشخیص مکانیزمهای بینهایت کوچک مرتبه اول از مکانیزمهای مرتبه بالاتر در سازههای کشبستی ۱۷
۲-۴-۴-۳- برطرف کردن مکانیزمهای بینهایت کوچک ۱۸
۲-۵- تقسیم بندی بافتارهای کشبستی ۱۹
۲-۵-۱- بافتارهای کشبستی مدولار نوع ۱ ۲۰
۲-۵-۱-۱- سیمپکلسهای مدولار کشبستی نوع ۱ ۲۰
۲-۵-۱-۲- بافتارهای کشبستی مدولار نوع ۱ شامل دستکهای ناپیوسته ۲۱
۲-۵-۱-۳- بافتارهای کشبستی مدولار نوع ۱ شامل دستکهای پیوسته ۲۲
۲-۵-۲- بافتارهای کشبستی مدولار نوع ۲ ۲۳
۲-۵-۲-۱- انواع سیمپلکسهای بافتارهای کشبستی مدولار نوع ۲ ۲۳
۲-۵-۲-۲- بافتارهای کشبستی مدولار نوع ۲ متشکل از دستکهای ناپیوسته ۲۷
۲-۵-۲-۳- بافتارهای کشبستی مدولار نوع ۲ شامل دستکهای پیوسته ۲۹
۲-۵-۳- بافتارهای کشبستی غیرمدولار ۳۲
۲-۵-۳-۱- عملکرد سازهای بافتارهای کشبستی غیرمدولار ۳۲
۲-۵-۳-۲- پهنابند V و پیوند دهندههای اولیه در بافتارهای کشبستی غیرمدولار ۳۳
۲-۵-۴- بافتارهای شبکهی کشبستی غیرمدولار ۳۴
۲-۶- نمونههای اجرا شدهی سازههای کشبستی ۳۶
۲-۷- نتیجهگیری ۳۸
فصل سوم- مروری بر مطالعات استاتیکی و دینامیکی انجام یافته بر روی سازههای کشبستی ۴۰
۳-۱- مقدمه ۴۰
۳-۲- مطالعات استاتیکی ۴۰
۳-۲-۱- مطالعات فرمیابی، خودتنش و مکانیزم ۴۰
۳-۲-۲- مطالعات استاتیکی تحت اثر بار خارجی ۴۳
۳-۲-۳- نقش توزیعهای مختلف خودتنش در طراحی بافتارهای کشبستی ۴۴
۳-۲-۴- مطالعهی عددی و آزمایشگاهی طراحی خودتنش سیستمهای کشبستی ۴۶
۳-۲-۵- مطالعات استاتیکی تحت اثر بار خارجی ۴۷
۳-۲-۵- مطالعهی مربوط به رفتار پایداری شبکههای کشبستی دو لایه ۵۰
۳-۲-۶- تأثیر تدریجی حذف اعضا بر روی رفتار پایداری بافتارهای کشبستی ۵۲
۳-۳- مطالعات دینامیکی ۵۴
۳-۳-۱- تحلیل دینامیکی ۵۴
۳-۳-۲- کنترل شکل سازههای کشبستی ۵۸
۳-۳-۳- کنترل سازههای کشبستی ۶۱
۳-۳-۴- اثر گسیختگی یک کابل در یک سازهی کشبستی ۶۲
۳-۳-۵- مطالعه تحلیل مسیر جایگزین دینامیکی بر روی بافتارهای کشبستی ۶۴
۳-۳-۶- تأثیر بارگذاریهای استاتیکی و هارمونیکی بر روی رفتار دینامیکی سازههای کشبستی ۶۵
۳-۳-۷- رفتار دینامیکی و کنترل ارتعاش یک سازهی کشبستی ۶۷
۳-۳-۸- مطالعهی عددی و آزمایشگاهی بر روی رفتار ناپایداری سیستمهای کشبستی بر اثر گسیختگی کابلها و کمانش دستکها ۷۱
۳-۴- نتیجهگیری ۷۲
فصل چهارم- مدلسازی عناصر محدود ۷۲
۴-۱- مقدمه ۷۲
۴-۲- اجزای مدلسازی عناصر محدود ۷۲
۴-۲-۱- تاشهپردازی فرمکسی ۷۲
۴-۲-۲- نوع تحلیل ۷۳
۴-۲-۳- روش Riks ۷۳
۴-۲-۴- مدلسازی کابلها و دستکها ۷۹
۴-۲-۵- مدلسازی غیرخطی مصالح ۷۹
۴-۲-۵-۱- مدلسازی پلاستیسیته برای کابلها ۷۹
۴-۲- ۵-۲- مدلسازی پلاستیسیته برای دستکها ۷۹
۴-۳- صحت مدلسازی عناصر محدود ۸۰
۴-۴- نتیجهگیری ۸۳
فصل پنجم- تحلیلهای ناپایداری استاتیکی بر اثر تغییر در توزیع خودتنش بر روی بافتارهای
کشبستی ۸۵
۵-۱- مقدمه ۸۵
۵-۲- بافتارهای مورد مطالعه ۸۵
۵-۲-۱- شرایط مرزی ۹۰
۵-۲-۲- خصوصیات مصالح و عناصر ۹۰
۵-۳- طراحی خودتنش ۹۲
۵-۴- توزیعهای خودتنش ۹۴
۵-۵- طراحی بافتارهای کشبستی ۹۶
۵-۶- تحلیل خرابی ۹۷
۵-۷- نتایج تحلیلهای ناپایداری استاتیکی بر روی بافتار۱ تحت توزیعهای مختلف خودتنش ۹۸
۵-۷-۱- شرایط تکیهگاهی C1 ۹۸
۵-۷-۲- شرایط تکیهگاهی C2 ۱۰۲
۵-۷-۳- مقایسهی شرایط تکیهگاهی C1 با C2 ۱۰۶
۵-۸- نتایج تحلیلهای ناپایداری استاتیکی بر روی بافتار ۲ تحت توزیعهای مختلف خودتنش ۱۰۷
۵-۸-۱- شرایط تکیهگاهی C1 ۱۰۷
۵-۸-۲- شرایط تکیهگاهی C2 ۱۱۱
۵-۸-۳- شرایط تکیهگاهی C3 ۱۱۵
۵-۸-۴- مقایسهی بین شرایط تکیهگاهی C1، C2 و C3 ۱۱۸
۵-۹- نتایج تحلیلهای ناپایداری استاتیکی بر روی بافتار۳ تحت توزیعهای مختلف خودتنش ۱۲۰
۵-۹-۱- شرایط تکیهگاهی C1 ۱۲۰
۵-۹-۲- شرایط تکیهگاهی C2 ۱۲۵
۵-۹-۳- شرایط تکیهگاهی C3 ۱۲۸
۵-۹-۴- مقایسهی شرایط تکیهگاهی C1، C2 و C3 ۱۳۲
۵-۱۰- تحلیل مسیر جایگزین ۱۳۴
۵-۱۰-۱- تحلیل مسیر جایگزین بافتار ۱ ۱۳۴
۵-۱۰-۱-۱- شرایط تکیهگاهی C1 ۱۳۵
۵-۱۰-۱-۲- شرایط تکیهگاهی C2 ۱۴۱
۵-۱۰-۲- تحلیل مسیر جایگزین بافتار ۲ ۱۴۷
۵-۱۰-۲-۱- شرایط تکیهگاهی C1 ۱۴۸
۵-۱۰-۲-۲- شرایط تکیهگاهی C2 ۱۵۵
۵-۱۰-۳- تحلیل مسیر جایگزین بافتار ۳ ۱۶۳
۵-۱۰-۳-۱- شرایط تکیهگاهی C1 ۱۶۵
۵-۱۰-۳-۲- شرایط تکیهگاهی C2 ۱۷۴
۵-۱۱- نتیجهگیری ۱۸۲
۵-۱۱-۱- نتایج حاصل از تحلیل ناپایداری استاتیکی ۱۸۲
۵-۱۱-۲- نتایج حاصل از تحلیل مسیر جایگزین ۱۸۶
فصل ششم – نتیجهگیری و پیشنهادات ۱۹۲
۶-۱- مقدمه ۱۹۲
۶-۲- نتایج تحلیل ناپایداری استاتیکی به ازای توزیعهای مختلف خودتنش ۱۹۴
۶-۳- نتایج تحلیل مسیر جایگزین به ازای توزیعهای مختلف خودتنش ۱۹۸
۶-۴- موضوعات پیشنهادی برای مطالعات آتی ۲۰۱
منابع ۲۰۲
فهرست جداول
جدول ۲-۱: مشخصات سیستمهای مفصلی ۱۷
جدول ۳۱: خلاصهی روشهای فرمیابی ۴۱
جدول ۵-۱: خصوصیات مصالح برای بافتارهای ۱و۲ ۹۲
جدول ۵-۲: خصوصیات مصالح برای بافتار۳ ۹۲
جدول ۵-۳: مقادیر تراز بار سرویس و نهایی برای بافتارهای ۱، ۲ و ۳ ۹۶
جدول ۵-۴: مقایسهی نتایج رفتار بافتار ۱ با در نظر گرفتن توزیعهای مختلف خودتنش تحت شرایط
تکیهگاهی C1 ۱۰۱
جدول ۵-۵: مقایسهی نتایج رفتار بافتار ۱ با در نظر گرفتن توزیعهای مختلف خودتنش تحت شرایط
تکیهگاهی C2 ۱۰۵
جدول ۵-۶: مقایسهی نتایج رفتار بافتار ۲ با در نظر گرفتن توزیعهای مختلف خودتنش تحت شرایط
تکیهگاهی C1 ۱۱۰
جدول ۵-۷: مقایسهی نتایج رفتار بافتار ۲ با در نظر گرفتن توزیعهای مختلف خودتنش تحت شرایط
تکیهگاهی C2 ۱۱۴
جدول ۵-۸: مقایسهی نتایج رفتار بافتار ۲ با در نظر گرفتن توزیعهای مختلف خودتنش تحت شرایط
تکیهگاهی C3 ۱۱۸
جدول ۵-۹: مقایسهی نتایج رفتار بافتار ۳ با در نظر گرفتن توزیعهای مختلف خودتنش تحت شرایط
تکیهگاهی C1 ۱۲۳
جدول ۵-۱۰: مقایسهی نتایج رفتار بافتار ۳ با در نظر گرفتن توزیعهای مختلف خودتنش تحت شرایط
تکیهگاهی C2 ۱۲۸
جدول ۵-۱۱: مقایسهی نتایج رفتار بافتار ۳ با در نظر گرفتن توزیعهای مختلف خودتنش تحت شرایط
تکیهگاهی C3 ۱۳۲
جدول ۵-۱۲: مقایسهی نتایج رفتار بافتار ۱ با در نظر گرفتن توزیعهای مختلف خودتنش تحت شرایط
تکیهگاهی C1 ناشی از حذف

مطلب مرتبط :   منابع پایان نامه با موضوعمسئولیت کیفری، ارتکاب جرم، مجازات اسلامی، قانون مجازات
دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید