این پایان نامه با فرمت ورد و قابل ویرایش میباشد

موضوع پایان نامه: سازه های بازشونده و جمع شونده

مقدمه

سازه‌هاي فضايي را مي‌توان به عنوان برگي بر گرفته از طبيعت دانست، فرم‌هاي طبيعي از صلبيت فوق العاده اي برخوردارند واز حداقل مصالح براي حداكثر استفاده سازه اي بهره مي‌گيرند ]1[سبكي و نصب سريع، چند منظوره بودن، تنوع در شكل و طرح عدم نياز به نيروي زياد در مراحل نصب و برچيدن، سهولت حمل ونقل، قابليت استفاده در ابعاد ودهانه‌هاي مختلف و ... از جمله عواملي مي‌باشند كه استفاده روز افزون اين نوع سازه‌ها را در دنياي علم و فن آوري توجيه پذير مي‌سازند ]2[توسعه قابل توجه سازه‌هاي فضا كار مرهون تلاش و  فعاليت مهندسان نخبه دنيا در اواخر قرن نوزدهم مي‌باشد. ]3[

گر چه در ابتدا هدف از بكار گيري سازه‌هاي فضا كار بعنوان سازه‌هايي موقت بود ولي در عمل از آنها به عنوان سازه‌هايي دائمي‌استفاده شد و به انواع مختلف و با مصالح متفاوت در كشورهاي گوناگون طراحي و اجرا گرديد.

احتياج به سازه‌هاي متحرك كه به طور ساده و سريع نصب گردد و قابل حمل و نصب مجدد در مكانهاي مورد نياز باشد باعث پيدايش سازه‌هاي فضا كار باز شونده و جمع شونده شد كه با رشد روز افزون استفاده از اين نوع سازه‌ها بخصوص در كشورهاي صنعتي توجه پژوهشگران و صنعت گران به اين سازه‌ها افزايش يافت. ]6[در كشور ما هر سال زلزله‌هاي مخرب و سيل‌هاي وايرانگر عده اي از هموطنانمان را بي خانمان مي‌كند، زلزله زدگان و سيل زدگان نياز مبرم به سر پناه دارند در اين ميان استفاده از اين سازه‌ها مي‌تواند كمك موثري در حفظ جان و مال اين عزيزان داشته باشد، به غير از اين كاربردهاي فراوان اين نوع از سازه‌هاي فضايي تلاش روز افزون پژوهشگران و صنعت گران اين مرز و بوم را مي‌طلبد و اميد آنست كه آن چه در اين سمينار ارائه مي‌گردد، ذره اي هر چند كوچك در راه رشد و اعتلاي كشور عزيزمان باشد.

چكيده:

سازه‌هاي باز شونده و جمع شونده سازه‌هايي هستند كه توانايي باز و بسته شدن را دارند و در حالت بسته به صورت مجموعه اي فشرده از ميله‌هاي تقريبا موازي در مي‌آيند، چنر نمونه متدوالي از آنهاست كاربرد اين سازه‌ها از سازه‌هاي موقت گرفته تا فضا پيما‌ها گسترده شده است، در اين سمينار ابتدا مزايا، كاربردها و انواع سازه‌هاي باز و جمع شونده مورد بررسي قرار مي‌گيرد سپس طراحي هندسي آنها مورد مطالعه قرار گرفته و رفتار اين سازه‌ها در مراحل باز و بسته شدن از نظر مي‌گذرد و در مراحل بعد، آناليز، طراحي، و بهينه سازي آنها مورد كنكاش قرار مي‌گيرد.

منابع

1.             D.S.A De focatiis And S.D.Guest, "Deployable membrances designed from folding tree leaves", university of Cambridge, U.K the royal society 2002.

2.             Z. you And S. Pellegrino, "Foldable bar Structures" Int. J. Solids and Structures Vol. 34, No. 15, PP1825-1847, 1997.

3.             Surinder Mann and Bryantokarczyk" The past, Present, and future of retractable roofs". Structure magazine November 2004.

4.             G.J. Gantes, "Deployable Structures, analysis and design", WIT press, C/O computational Mechanics Inc, U.S.A. 2001.

5.             R.E free lands, Richard G. Helms, Paul B. Willis," Inflatable space structures technology Development for Large Radar Antennas", Jet propulsion laboratory, California institute of technology (USA). 2004.

6.             Frank Vadstrup Jensen."Cover Elements for retractable roof structures". First year report submitted to the University of Cambridge on the progress of Ph.D.work, November 2001.

7.             F. Jensen and S. Pellegrino, "Expandable structures formed by Hinged Plates". Fifth International conference on space structures, 19-21 August 2002. University of sorrey U.K.

8.             G.J. Gants and E. Konitopoulou". Geometric design of arbitrarity curved bi-stable deployable arches with discrete joint size" Int. J. solids and structures, Vol 41(5517-5540) 2004.

9.             G.J. Gants and A. Giakoumakisand P. Vousvounis, " symbolic Manipulation as a tool for design of deployable domes, computers and structures, vol. 64.No.1-4, PP. 865-878, 1997.

10.        S. Hebbelinckand M. Mollaent and J. Haase," from small parts of large structures, Beven mit texhlien heft 4/2004.

11.        O. Soykasap, A. M. Watt and S. Pelligrino, " New concept for ultra-thin deployable structures". J. Int, Association for shell and spatial structures, Vol. 46(2005). N.1

12.        Julian F.V Vincent," Deployable structures in nature, center for Biometric, the University of Reading, U.K (1997).

13.        Hong. Hua Zhang, H. Matsuo, Y. Mopiia and H.yamakawa, Stabilization of a deployable flexible structures", acta Astranautica, vol. 43, No. 7-80 PP 369-376, 1998.

14.    كاوه علي، كروبي فرهاد، كيواني جعفر ( مترجم)- تحليل، طراحي و ساخت سازه هاي فولادي فضايي، نشريه شماره : ك-382. مركز تحقيقات ساختمان و مسكن، 1383.

15.    جعفروند علي، "تحليل و طراحي بهينه سازه هاي فضاكارتاشو" پايان نامه براي دريافت درجه دكتراي سازه: دانشكده علم و صنعت 1377.

16.     فرهاد پور احمد، بررسي رفتار سازه هاي تاشو در حين باز وجمع شدن، پنجمين كنفرانس دانشجويي عمران، دانشگاه آزاد اسلامي ، نجف آباد، 1376.

فهرست مطالب

فصل اول

1-1 مقدمه1

1-2 تعريف سازه‌هاي فضايي باز شونده و جمع شونده2

1-3 موارد كاربرد سازه‌هاي فضايي باز شونده و جمع شونده2

1-3-1 موارد نياز به سازه‌هاي باز شونده و جمع شونده2

1-3-2  مزاياي سازه‌هاي فضايي باز شونده و جمع شونده.2

1-3-3 موارد استفاده3

1-4 مكانيزم‌هاي مختلف در سازه‌هاي باز شونده و جمع شونده4

1-4-1 مكانيزم‌هاي چتري4

1-4-2 مكانيزم المان‌هاي تا شونده مفصلي (زانويي)5

1-4-3 مكانيزم المان‌هاي قيچي سان5

1-4-4 مكانيزم كشويي5

1-4-5 سازه‌هاي باد شده با هوا6

1-4-6 مكانيزم سازه‌هاي تا شونده صفحه اي6

1-5 بافتار مختلف در سازه‌هايي باز شونده و جمع شونده6

1-5-1 سازه‌هاي خطي7

1-5-2 شبكه‌هاي تخت7

1-5-3 شبكه‌هاي بلوري7

1-5-4 چليك استوانه اي با نقش دو طرفه8

1-5-5 چليك استوانه اي با نقش سه طرفه9

1-5-6 گنبدهاي كروي با نقش دو طرفه9

1-5-7 گنبدهاي كروي با نقش سه طرفه10

1-5-8  گنبدهاي كروي با المان‌هاي قيچي سان 3 لولايي10

1-5-9 گنبدهاي كروي ژئودزيك11

1-5-10 ساير انواع سازه‌هاي باز شونده و جمع شونده11

1-6 طرح گره‌ها و اتصالات و روش‌هاي باز و بسته كردن سازه11

1-7 تاريخچه سازه‌هاي فضا كار باز و جمع شونده12

1-8 نمونه‌هايي از سازه‌هاي جمع شونده و باز شونده از سراسر دنيا12

2-1 طراحي هندسي سازه هاي فضايي بازشونده وجمع شونده16

2-1-1  اصول كلي و روابط هندسي16

2-1-2 طراحي هندسي در شبكه‌هاي فضايي تخت مشكل از واحدهاي چند ضلعي منتظم17

2-2  رفتار سازه هاي باز شونده و جمع شونده در مرحله باز و بسته شدن23

2-2-1  بررسي پارامترهاي هندسي موثر بر رفتار سازه در حين باز و بسته شدن23

2-2-2 تغييرات كميت‌هاي سازه اي در حين جمع شدن سازه26

2-2-3  پارامترهاي موثر بر رفتار غير خطي سازه در حين باز شدن27

2-3 تحليل و طراحي32

2-3-1 روند آناليز ماتريسي سازه‌هاي باز شونده و جمع شونده32

2-3-2 روند طراحي سازه‌هاي باز شونده و جمع شونده39

2-3-3 طرح المان‌هاي كابل و ميله39

2-3-4 طرح المان‌هاي قيچي سان40

2-4 بهينه يابي سازه هاي بازشونده و جمع شونده41

2-4-1  فرآيند طراحي بهينه41

2-4-2  رابطه سازي مسائل بهينه يابي41

2-4-3  رابطه سازي سازه فضا كار باز شونده و جمع شونده42

2-4-4 متغيرهاي از پيش تعيين شده43

2-4-5 متغيرهاي طراحي43

2-4-6  تابع هدف43

2-4-7  قيدهاي طراحي43

2-4-8  نمودار جريان بهينه ياي وزن سازه تاشو45

2-4-9  روش‌هاي نو در بهينه سازي45

2-4-9  روش‌هاي نو در بهينه سازي46

2-5 كارهاي آتي و زمينه‌هاي تحقيق آينده47

منابع48