رفتن به مطلب

پست های پیشنهاد شده

خرپا

 

 

یکی از مباحث موجود در استاتیک رو تشکیل میده و توی صنعت سازه کاربرد فراوان داره.

 

خرپا سازه‌ای صلب از واحد‌های مثلثی شکل است که از اتصال اجزای باریک و بلند ساخته شده است. خرپا‌ها توانایی تحمل نیروهای کششی و فشاری را دارند.

 

دراین گونه سازه‌ها به علت عدم نیروی برشی و لنگر خمشی اتصالات بصورت مفصلی است.

 

خرپا بر حسب تعریف از مجموعه‌ای از اعضا‌یی بوجود می‌آید که همگی در یک صفحه قرار داشته و ترکیب آنها یک شبکه مثلثی ایجاد نماید. چون در خرپا‌ها فرض می‌شود که اعضا در انتهای خود به اعضای دیگر لولا شده‌اند بنابر این شکل مثلثی تنها شکل پایدار خواهد بود.

 

خرپاها به سه دسته زیر تقسیم بندی می شوند:

 

 

خرپا ساده :

با مفصل نمودن سه عضو در انتهای یکدیگر و ایجاد شکل مثلث ساده تشکیل شده است. توسعه خرپا هر بار با اضافه نمودن دو عضو و یک گره صورت می گیرد. اعضای جدید در گره جدید به یکدیگر مفصل شده و انتهای دیگر آنها به گره های موجود مفصل می گردند.

 

 

خرپاهای مرکب یا Compounded Trusses :

این نوع خرپاها از ترکیب مناسب در یا چند خرپای ساده ایجاد میشوند که این ترکیب میتونه بوسیله ی یک گره یا یک عصو ویا سه عضو موازی و غیر متقارب ایجاد شود.

 

 

خرپا مبهم :

هرگاه عضو یا اعضای جدیدی به خرپا اضافه شوند بدون اینکه گره جدیدی به آن اضافه شود،خرپا یک خرپای نامعین ایستایی میشود.

 

پایداری-ناپایداری-معینی-نامعینی خرپاها:

 

اگر تعداد گره های خرپا را با j و تعداد عضو های آن که همان میله ها هستند رو با m و تعداد عضوهای خرپا رو با R نشون بدیم داریم:

A) اگر m+R

B) اگر m+R=2j خرپا معین است اما پایداری و ناپایداری هندسی آن باید بررسی شود

C) اگر m+R>2j باشد خرپا نامعین استاتیکیست ولی پایداری و ناپایداری هندسی آن باید بررسی شود.

 

اینم یه عکس از خرپاهای پر مصرف :

 

 

truss_types.gif

حالا اینم میشه خرپا:

golden-gate-bridge-truss.jpg

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

معرفی انواع مختلف سازه های ماکارونی(نوعی خرپا)

بوسیله ماکارونی میتوان انواع مختلف سازه ها را برای اهداف متفاوت طراحی کرد که در مسابقات در بخش های مختلف بارگذاری میشوندآنها را در زیر توضیح میدهیم

A. سازه های فشاری

پل با دهانه کوتاه که در آنها پدیده کمانش مورد مطالعه قرار میگیرد اکثر اعضای این پلها تحت فشار هستند و اندازه گیری دقیق حداکثر تنش فشاری توسط آزمایشات ابتکاری برای هر عضو ماکارونی بسیار مهم است نمونه ای از این پل را

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.
!

B. طراحی برج های جرثقیل ( Tower Crane ) :

در این سازه های هدفمان طراحی چرثقیل هایی بر روی برج های بلند است که باید با ارتفاع و شعاع معین بتوانند بار را تحمل کنند

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.

( شکل قدیمیه ولی فقط اینو تونستم پیدا کنم انگاری این مدل زیاد پرطرفدار نیست ! )

C. پل با بار متمرکز

این پل ها از پرطرفدار ترین سازه های ماکارونی هستند که در دهانه های بزرگ هم طراحی میشوند آنها را از دو خرپای دو بعدی که بهم متصل میشوند میسازند و بار را در وسط خرپا آویزان میکنند — جزئیات در قسمت آیین نامه گفته میشود — در این گونه پلها ما در اعضای ماکاورنی پل هر سه نیروی فشاری ، کششی و خمشی را

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.

داریم مثالی از این گونه پل ها را در شکل میبینید

D. پل با بار گسترده

این پلها همانند پلهای بالا توسط دو خرپا ساخته میشوند اما برخلاف حالت بار متمرکز نحوه بارگذاری به صورت گسترده میباشد مانند این است که ترافیک در تمام سطح پل ثابت باشد طراحی این گونه پلها پیچیده تر از مدل بار متمرکز است

E. پل با بار متحرک

این گونه سازه ماکارونی را میتوان گفت پیشرفته ترین نوع پل های ماکارونی میباشد که در واقع ما یک پل واقعی به همراه تمام پل های واقعی را طراحی میکنیم که در آنها وزنه ای همانند ی اتومبیل در تمام طول مسیر پل به حرکت در میاید یک پل بسیار زیبا را که میتواند مانند یک پل واقعی و کامل عمل کند در شکل میبینید

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.

2/ ابزارهای مورد نیاز

ماکارونی رشته ای

چسب :

از چسب حرارتی برای اتصال مفصلی میتوان استفاده کرد این چسب ها بوسیله خاصیت انعطاف پذیری خود اجازه میدهند که اعضا در نقاط مفصل کمی دوران کنند

برای اتصال صلب میتوان از چسب دوقلو و چسب قطره ای استفاده نمود در چسب قطره ای بایستی اعضا را در نقاط اتصال تراش داد تا نقاطی خالی نمانند اما در چسب

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.

مقوا برای کشیدن طرح اولیه خرپا

خمیر برای نگه داری اعضای آماده شده بر روی طرح اولیه در مقوا

تصاویر از

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

جداول انواع خرپا از نظر شکل ظاهري

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.
به صورتهايي ساخته مي شوند که نمونه هايي از آنها را در جداولي که تهيه کرده ام ملاحظه ميکنيد. شکلها به دو دسته ي مجزاي انواع معمول خرپاهاي سقف و انواع معمول خرپاهاي پل تقسيم شده اند. در هر يک از جداول نام خرپا،

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.
جنس خرپا و شرحي در مورد آن قرار داده شده است:

مثال از

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.
: نوع: پرات (pratt) - شکل... - جنس : معمولا فولاد و در بعضي موارد چوب - شرح: دهانه حداکثر حدود 30 متر

مثال از خرپاي پل: نوع: بالتيمور(baltimore) - شکل... - جنس : فولاد - شرح: براي دهانه هايي بيش از حدود صد متر

 

k972e.jpg

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.

 

خرپای زیر بوسیله نرم افزار انسیس تحلیل شده و جابجایی ها تنشها و نیروهای اعضا بدست آمده است .

Truss.gif

 

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.

 

منبع :

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

tr-41026.gif truss_triangle-small.gif

 

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.

استفاده از خرپا در سازه های فضایی به منظور ایجاد صلبیت و عبور الکتریسیته و....

 

در محاسبه عضوهای خرپا همه اعضاء دو نیرویی محسوب میشوند.

عکس فضا پیما از مطالب ناسا در مورد سازه های فضایی گرفته شده است.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

آموزش نحوه مدل کردن و تحلیل خرپا با انسیس (ansys) را می توانید در ادامه مطلب دانلود نمایید.

 

Ansys.jpg

بقیه در ادامه مطلب (continue)

 

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.
__________________

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

تصویر یک خودرو که به روش اتصال خرپا طراحی شده

 

chassis%20%282%29.jpg

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

هر هرمی شیمیزو پروژه ای برای ساخت یک هرم عظیم در خلیج توکیو در ژاپن

xseed-3_0.img_assist_custom.jpg

 

این بنا 12 برابر هرم بزرگ جیزه خواهد بود و توانایی گنجایش 750000 نفر را خواهد داشت. در صورت ساخته شدن این سازه بزرگترین سازه ی ساخته شده به دست بشر بر روی زمین خواهد بود. هرم 2004 متر یا 6575 پا ارتفاع دارد و می تواند راه حلی برای کمبود مکان در توکیو باشد. سازه ی پیشنهاد شده به قدری بزرگ است که با مصالح موجود امروزی (به خاطر وزنشان) نمی توان آن را ساخت. این طرح نیازمند مصالح بسیار مقاوم و سبک وزنی چون نانوتیوب های کربن است.

مساحت فونداسیون 8 کیلو متر مربع و زیربنا مساحتی حدود 25 کیلومتر مربع می باشد. هرم دارای 8 طبقه یا لایه است که طبقات اول تا چهارم مسکونی، اداری و طبقات پنجم تا هشتم تحقیقاتی، رفاهی و غیره می باشد. ارتفاع 250.5 متر است که در مجموع ارتفاع 2004 متری هرم را تشکیل می دهند. هرم خود از 55 هرم کوچکتر تشکیل شده که هر یک تقریبا برابر با هتل لوکسر لاس وگاس می باشد.

هرم به ناحیه های مسکونی، تجاری و رفاهی تقسیم بندی می شود که 50کیلومتر مربع آن 240000 واحد مسکونی برای 750000 نفر را در بر میگیرد و هر ساختمان انرژی مورد نیاز خود را خود به وسیله ی انرژی بادی و خورشیدی تامین می کند. 24 کیلومتر مربع به ادارجات و ساختمان های تجاری که قابلیت استخدام 800000 نفر را دارا می باشد تخصیص داده می شود و 14 کیلو متر مربع باقی مانده امکانات رفاهی را تشکیل می دهد.

فونداسیون ترکیبی از 36 شمع با بتن مخصوص می باشد. به خاطر قرار گرفتن ژاپن بر روی کمربند آتش اقیانوس آرام قسمت خارجی هرم به صورت شبکه ی بازی از خرپاهای عظیم طراحی شده است. این خرپاها توسط میله هایی از جنس نانوتیوب های کربن ساخته می شوند که سازه را در مقابل بادهای شدید، زلزله ها و سونامی ها پایدار می سازد. خرپا ها توسط لایه ای از سلول های خورشیدی برای تامین انرژی لازم شهر پوشیده خواهند شد. روبوت های بزرگ وظیفه ی مونتاژ و سوار کردن خرپاها را بر عهده دارند و کیسه های هوا برای برافراشتن خرپاها استفاده می شوند که این طرح توسط آقای دانت بینی، آرشیتکت ایتالیایی، پیشنهاد شده است.

نقل و انتقال در داخل شهر توسط پیاده روهای متحرک، آسانسورهای مورب و یک سیستم ترانزیت سریع شخصی فراهم خواهد شد که همه ی این ها در داخل میله های خرپا ها جریان دارند. خانه ها و فضاهای اداری با آسمان خراشهای بلند 80 طبقه که از بالا و پایین معلق می باشند تامین می شوند. این برج ها توسط کابل های نانوتیوبی به گره های خرپاها وصل خاهند بود
.

 

35634ertwerter.jpg

4.jpg

 

منبع:

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.

به نظر من که خرپا به طور خلاصه نوعی سازه هست که باعث افتادن خیلی از بچه ها از درس تحلیل سازه ها میشه.

***

دروس سازه اي كه در رشته مهندسي عمران در دانشگاه هاي ايران تدريس مي شود ، معمولا به طور كلي به صورت تئوريك تدريس مي گردد و دانشجويان كمتر اين دروس را به صورت عملي تجربه مي كنند ، بنابراين شايد فهم اين دروس به صورت عميق در حين دوران تحصيل ممكن نباشد .

ساخت سازه هايي توسط فولاد و يا بتن صرفا براي آموزش هم مقدور نمي باشد ، چرا كه هزينه تمام شده اين كار بسيار بالا است .

بنابرلين در سرتاسر دانشگاههاي معتبر دنيا ، سعي شده است ، تا بااستفاده از مصالح ارزان قيمت ( به جاي بتن وفولاد ) و مدل كردن سازه هاي واقعي توسط اين مصالح ، آموزش دروس سازه اي به صورت عملي ممكن شود .

ماكاروني يكي از اين مصالح جايگزين مي باشد . اين عنصر سازه اي جديد به دليل برخي از خصوصيات ويژه مثل ( سبكي ، دسترسي ساده و ارزان بودن ) بيشتر از ديگر مصالح
مش
ابه مورد توجه قرار گرفته است .

سالانه در آمريكا مسابقات بزرگي در اين زمينه بين دانشجويان برگزار مي گردد و سازه هاي ساخته شده توسط ماكاروني به دليل
طراحي بهينه، به ركورد هاي غير قابل باوري دست پيدا مي كنند

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

با سلام

در این ساعت قصد دارم ، آموزش نحوه مدل کردن و تحلیل خرپا رو با انسیس (ansys) در سایت قرار بدم.امیدوارم که مورد توجه شما قرار بگیرد.

تهیه و تنظیم این pdf : محمد جواد انبارکی مطلق

 

دانلود(لینک جدید) :

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

نحوه اتصال دو صفحه خرپا - برپایی خرپا

 

در این پست جدید قصد دارم طبق در خواست دوستان نحوه اتصال دو صفحه از

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.
و به عبارت دیگه برپا کردن پل رو به شما آموزش بدم.

 

در ابتدا فرض میکنیم که شما دو قاب (دو صفحه ) رو ساختید ..

 

 

1.JPG

 

نکته اول : باید دو قاب شما با یکدیگر مشابه و متقارن باشد .برای این کار میتوانید دو قاب را به آرامی روی یکدیگر قرار دهید..اگر اضافه و یا کم بود باید قاب را عوض کنید.

نکته دوم : هیچ وقت در کار کردن سمبل کاری نکنید و اگر دیدید اشتباهی رخ داده حتما اون رو بر طرف کنید.

 

دو نمونه خرپای ساخته شده را روبروی هم قرار دهید.

سپس قطعات میانی که باید کار گذاشته شوند را از قبل آماده کرده ..مثلا به اندازه 5 سانتیمتر.

نکته سوم : حتما باید قطعات هم اندازه باشند.

همه قطعات 5 سانتی را به یک طرف پل متصل میکنیم.

 

 

2.JPG

 

دقت کنند که قطعات 5 سانتی متری دقیقاً به صورت

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.
و صاف باشند. در مرحله بعد یکی از اعضای گروه قابی را که اعضا 5 سانتی به آن متصل است را صاف و عمود نگه میدارد و سپس نفر دیگر قاب دوم را به قاب اول میچسباند.

در ادامه باید محل اتصالات را با چسب محکم کرده و اندکی صبر کنید تا پل استوار شود و جدا نشود.

 

 

3.JPG

 

برای چسب های قطره ای و دو قلو مدت بیشتر ولی برای چسب حرارتی مدت کمتری طول میکشد تا چسب خودش را بگیرد.

در آخر هم میتونید باد بند ها را اضافه کنید.

نکته طلایی : برای عمود شدن پل میتوانید از وسایل زیادی مانند گونیا استفاده کیند.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

چگونه سازه ماکارونی را بهینه کنیم ؟

 

 

برای بهینه کردن سازه باید یک تابع هدف تعریف کنیم .

تابع هدف در مورد سازه های ماکارونی دو چیز است :

 

 

  • وزن سازه
  • خمش موجود در اعضاء

 

سازه مورد نظر را باید طوری طراحی نماییم ، که در قبال کمترین وزن بیشترین رکورد را بدست آوریم .

همچنین سازه باید به گونه ای طراحی گردد ، که خمش موجود در اعضای آن به حداقل ممکن برسد . چراکه همانطور که گفته شد ، ماکارونی در برابر خمش بسیار ضعیف می باشد .

برای اینکه خمش موجود در اعضاء را به حداقل برسانیم باید از روش تخم مرغ استفاده نماییم . در تخم مرغ وقتی آن را از بالا و پایین فشار می دهیم نمی شکند . علت این امر این است ، که نیروی فشاری وارد به خاطر انحنای موجود در تخم مرغ ، قسمت اعظم آن به صورت فشار انتقال پیدا می کند و قسمت کمی از آن تبدیل به خمش می شود . که همین اصل در واقعیت باعث بوجود آمدن پل های قوسی شده است .

 

 

از آنجا که تخم مرغ نیز مانند ماکارونی یک جسم ترد است، بنابراین می توان با بوجود آوردن همین حالت در ماکارونی از بوجود آمدن خمش تا حد امکان در آن جلوگیری کرد.

 

 

image007.gif

 

اگر همانند شکل 1 ، نیرو را به اعضاء انتقال دهیم ، قسمت اعظم آن به شکل نیروی فشاری انتقال می یابد و فقط کمی از ان توسط خمش انتقال می یابد ، در حالی که در شکل 2 ، انتقال تمام نیرو توسط خمش می باشد .

بنابراین ، با توجه به توضیحات بالا شکل 1 ، مورد تائید است .

 

از طرف دیگر سازه باید به گونه ای طراحی گردد ، که تقریبا تمام اعضای اصلی با تمام ظرفیت خود کار کنند . یعنی اینکه در هنگام شکست سازه تمام اعضای اصلی به حداکثر مقاومت خود رسیده باشند و تقریبا خراب شدن سازه در اثر شکست همزمان تمام اعضای اصلی صورت گیرد . در این صورت می توان گفت که، از تمام اعضاء به نحو احسن استفاده شده است .

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

خرپا

سازه‌ای صلب از واحد‌های مثلثی شکل است که از اتصال اجزای باریک و بلند ساخته شده است. خرپا‌ها توانایی تحمل نیروهای کششی و فشاری را دارند.

خرپاها از جملهٔ ساده‌ترین اعضاء باربر سازه‌ها هستند که در کل به عنوان اعضاء خمشی عمل نموده و در سقف‌ها، پل‌ها، و سازه‌های هوا و فضا مورد استفاده قرار می‌گیرند. دراین گونه سازه‌ها به علت عدم وجود نیروی برشی و لنگر خمشی در تک تک اعضاء متشکله مثلث‌ها اتصالات باید به صورت مفصلی مدل شود.

خرپا بر حسب تعریف از مجموعه‌ای از اعضا‌یی بوجود می‌آید که همگی در یک صفحه قرار داشته و ترکیب آنها یک شبکه مثلثی ایجاد نماید. چون در خرپا‌ها فرض می‌شود که اعضا در انتهای خود به اعضای دیگر لولا شده‌اند بنابر این شکل مثلثی تنها شکل پایدار خواهد بود.

5987-004-C11C3867.jpg

خرپاها به سه گروه زیر تقسیم می شوند:

 

1) خرپاهای ساده یا
Simple Trusses:
که شبکه بندی مثلثی در آنها کاملا رعایت شده.

 

2)خرپاهای مرکب یا Compounded Trusses
: این نوع خرپاها از ترکیب مناسب در یا چند خرپای ساده ایجاد میشوند که این ترکیب میتونه بوسیله ی یک گره یا یک عصو ویا سه عضو موازی و غیر متقارب ایجاد شود.

 

3)خرپاهای پیچیده و مبهم

هرگاه عضو یا اعضای جدیدی به خرپا اضافه شوند بدون اینکه گره جدیدی به آن اضافه شود،خرپا یک خرپای نامعین ایستایی میشود.

 

پایداری-ناپایداری-معینی-نامعینی خرپاها:

اگر تعداد گره های خرپا را با j و تعداد عضو های آن که همان میله ها هستند رو با m و تعداد عضوهای خرپا رو با R نشون بدیم داریم:

A) اگر m+R

B) اگر m+R=2j خرپا معین است اما پایداری و ناپایداری هندسی آن باید بررسی شود

C) اگر m+R>2j باشد خرپا نامعین استاتیکیست ولی پایداری و ناپایداری هندسی آن باید بررسی شود.

jc-van-horne-bridge_24787.jpg

 

كاربرد خرپاها :

خرپاها از مفيد ترين فرم ساختماني هستند كه در انواع ساختمانها وماشينها به كار مي روند. ساختمانهاي خرپايي،در مقابل نيروهاي واردآمده مقاومت بسياري دارند واز لحاظ اقتصادي نيز ساختن آنها مقرون به صرفه است .اتصال ميله هاي خرپاها به يكديگر چنانچه فلزي باشند ،به وسيله ميخ وپيچ انجام مي گيرد .وچنانچه خرپاي چوبي باشد،اتصالات آنها به سقفهاي با دهانه هاي زياد ونيز پله ها به كار مي برند. بعضي از ماشينهاي سنگين ،مثل جرثقيلها،نيز از خرپا استفاده مي شود.خرپاها ضمن داشتن مقاومت زياد،از نظر وزن سبك هستند. استخوانبندي بال بعضي از پرندگان كه براي پرواز بايد سبك باشند،به صورت خرپا تكوين يافته است .اسكلت بندي هواپيماها را نيز به همين علت از نوع خرپايي انتخاب مي كنند.

1kerg.jpg

پروفيل هاي رايج در خرپا سازي :

در خرپاسازي ميتوان بر حسب مورد از پروفيلهاي فولادي مختلف استفاده كرد.1-استفاده از پروفيلهاي L و در خرپاهاي سبك به نحوي كه وترهاي بالايي وپاييني از I وقطرهايL استفاده مي شود .2-استفاده از پروفيلهاي IPE يا IPB و  و L به طوري كه وترهاي بالايي وپاييني از I واعضاي قائم از IPE يا IPB وقطريها از 2L پشت به پشت .

3-استفاده از پروفيلهاي مثل IPEIو 2 [ .4-در طراحي خرپاهاي بسيار سنگين از پروفيلهاي IPB استفاده مي‌كنند ولي وترهاي بالايي و پاييني به صورت افقي است.

5-امروزه به كمك تكنيك نورد كردن پروفيلهاي قوطي مربع و مربع مستطيل بسيار ساده شده است و هيچ‌گونه اضافه قيمت ساخت براي اين نوع پروفيلها در مقايسه با ديگر پروفيلها در خرپاسازي وجود ندارد.

6- ازپرو فيل هاي لوله اي شكل در خرپا سازي استفاده مي شود . تنها
مش
كل در استفاده از اين نوع پروفيل ها بريدن وجفت و جور كردن قطعات به يكديگر است . استفاده از اين نوع پروفيل در صنايع جرثقيل سازي اهميت بسيار دارد.

gorge+bridge.jpg

اجزاي تشكيل دهنده خرپا عبا رتند از :
نيروي وارد از لاپه- عضو قطري، عضو قا ئم ، وتر بالايي (كنش) وتر پاييني (عضو مورب زرين)وتر بالايي(عضو مورب بالايي)

 

اتصالات در خرپا ها :

اعضاي خر پاها به وسيله جوش ، پيچ و مهره ويا پرچ به يكديگر متصل مي شوند اتصال اعضا گاهي به مستقيم وگاهي به مسيله ورقي موسوم به ورق اتصال صورت مي گيرد :بنا براين در عمل نه تنها حالت اتصال مفصلي در انتهاي اعضا وجود ندارد، بلكه پيوند آنها به يكديگروبه ورق اتصال از گيرداري قابل ملا حظه اي نيز برخوردار است . توجه به نكاتي خاص موجب مي شود كه فرض اتصال مفصلي و نيرو ي محوري خالص در اعضاي خرپا ها واقعيت بيشتري پيدا كند . از مهمترين ملا حظات در اين مورد آن است كه در طرح خرپا سعي شود تا امتداد محور ميله ها از نقطه
مش
تركي بگذرد . همچنين اعمال نيرو هاي خا رجي به محل گروه ها از شرايط ديگر اين فرض مي باشد .

 

ورقه هاي اتصال در خرپا :

ورق اتصال در خرپا با توجه به فرم اعضاي آن بدست مي آيد .يكي از مسائلي كه گاهي در اتصالات خرپا ها پيش مي آيد خمش ورق اتصال است . خمش ورق اتصال در بعضي موارد موجب تغيير فرم و كج شدن خرپا واحتمالا خرابي آن مي شود . بسياري از خر ابيهاي ساختمانهاي خرپايي به علت اتصال ضعيف (جوش يا پرچ يا پيچ )و خمش ورق اتصال اتفاق افتاده است . گسيختگي جوش ، پارگي ورق و برش پيچ وپرچها را نيز بايد از ضايعات اتصالات ضعيف خرپا ها به شمار آورد.

 

لاپه ريزي روي خرپاها و مهار كردن آنها :

خر پا ها يا قابهاي خرپايي معمولا به فواصل 3تا6 متر از يكديگر انتخاب مي شوند وبر روي آنها تير هاي (لاپه) در امتداد عمو د برصفحه خرپا ها ويا قابهاي خر پايي قرار داده مي شود . براي نمونه قاب ساختماني از اين نوع با تير هاي طو لي و عرضي متكي بر آنها در شكل نشان داده شده است . بهتر است لاپه ها روي گره هاي خر پا قرار گيرند .

باد بند وانوع آن در ساختمانهاي خر پايي :

تعريف : به طور كلي باد بند عبارتند از مجموعه ميله ها ويا پرو فيل هايي ( كشها و مهار ها ) است كه نو عا به صورت ضربدري قا بهاي ساختماني را بهم متصل مي كند . چون مقاومت قابهاي خر پايي در برابر نيروهاي عمود بر صفحه قابهابسيار كم است ، لذا براي بالا بردن مقاومت ساختمان در امتدادعمود بر قابهاي خرپايي، از عناصر ساختماني ديگري به نام ( باد بند) يا ((مهارهاي جانبي ))استفاده مي كنند ، فلسفه وجودي باربند جانبي آن است كه به نحوي مقاومت مقاومت سيستم قابها را در جهت عمود بر قابها افزايش دهد. سيستم باد بند عبارتند از مجموعه اي از كشها يا مهارهايي كه به طور ضربدري قابها را به هم متصل مي‌سازد . در اين حالت قابهاي انتهاي ساختمان توسط باد بندها به اولين قاب دروني متصل شده‌اند . اين ترتيب تقويت براي ايجاد استحكام جانبي مناسب است و عملكرد آن به اين صورت است كه سيستم قابهاي خرپايي به اين وسيله به هم متصل مي‌شود و حالت قفسه‌اي را پيدا مي‌كند . اين قفسه در جهات مختلف تحت اثر نيروهاي جانبي داراي صلبيت و پايداري است و واژگون نمي‌شود ، در مواردي نيز سيستم بادبند را هر چند دهنه قاب در ميان ، بين دو قاب انجام مي‌دهند.چپ و راستها را مي‌توان در سطح ميله‌هاي بالايي خرپا يا در سطح ميله‌هاي پاييني خرپا قرار داد.

 

خرپاي فضايي:

يكي از مقاومترين و جالبترين سازه‌ها ي شبكه فضايي (( حقيقي )) يا خرپاي فضايي است . از خرپاهاي فضايي ، به علت سختي و استحكام زيادي كه دارند ، براي پوشش فضاهاي كارخانه‌ها ، نمايشگاها ،استخرها و … استفاده مي‌شود . در عمل از اين سيستم براي پوشاندن سقفهايي به مساحت 90*90 بدون بهره‌گيري از ستون استفاده مي‌كنند . در طي سالهاي اخير از شبكه‌هاي دو لايه‌اي كه يك يا هر دو لايه آنها از شش ضلعي‌هايي تشكيل مي‌‌شود ، براي احداث بام استفاده‌ شده است . جنس و نوع پروفيلهاي به كار رفته در خرپاهاي فضايي ممكن است لوله فلزي ، آلومينيومي ،نبشي و يا قوطي باشد كه اتصالات به صورت مفصلي است .

 

استاندارد خرپا در ایران

در ايران سازمان مديريت و برنامه‌ريزي كشور طي دو نشريه، استانداردهاي مورد نياز خرپا
هاي فولادي را تدوين نموده است:

· نشريه 82 سازمان مديريت و برنامه‌ريزي کشور، معاونت امور فني، ويرايش سال 1385

·

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.
سازمان مديريت و برنامه‌ريزي کشور، معاونت امور فني، ويرايش سال 1385

همچنين موسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايران استاندارد شماره 2909 را در دو بخش براي خرپا
ها و بلوكهاي سقفي مورد مصرف در صنعت ساختمان ارائه نموده است:

 

  • تيرچه مورد مصرف در سقف‌هاي تيرچه بلوک - ويژگي‌ها و روش‌هاي آزمون

  • بلوک‌هاي سقفي مورد مصرف در سقف هاي تيرچه بلوک- ويژگي‌ها و روش هاي آزمون

در اين دو نشريه تمامي موارد مورد نياز خرپا
ها و خرپاهاي فلزي از جمله خرپاهاي پيش ساخته فولادي و نحوه استفاده از فولادهاي نورد سرد شده (اصلاح شده) را ارائه نمود است.

a%3E.gif

 

منابع:

۱- اخوان لیل آبادی، محمد رضا، طاحونی، شاپور،
تحلیل سازه‌ها
، انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی امیر کبیر، تهران ۱۳۸۴.

۲-

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.

۳-

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.

۴-

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.

استفاده از مطالب تنها با قرار دادن لینک منبع وبسایت علمی

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.
مجاز است.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

truss.jpg

با این برنامه می توان آنالیز انواع خرپا با تعداد عضو دلخواه و تحت اثر بارهای گره ای مختلف را انجام داد . نتایج خروجی شامل جابجایی ها، نیروی های داخلی اعضا و عکس العمل های تکیه گاهی می باشد. برای کنترل نتایج، دو مثال با برنامه حل شده و نتایج با خروجی های برنامه ANSYS مقایسه شده است.

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

در این ساعت قصد دارم که عکس تمام پل هایی که در مسابقات سیستان و بلوچستان شرکت کردند رو قرار بدم . از مهندس حمید عظیمی هم کمال تشکر رو دارم که این عکس ها رو در اختیار بنده قرار دادند. سبک بیشتر این مسابقات بیشتر روی خرپا های ماهیچه ای بود . به هر حال امیدوارم مورد توجه شما قرار بگیرد.

 

demo_usb_IMG_7774%20%5Birkharpa.com%5D.jpg

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

انواع ساختمان بدنه هواپیما:

هواپیماها همانند سایر ماشینها از اجزاء اصلی ، فرعی و کمکی مختلفی تشکیل شده اند که توسط اتصال دهنده های گوناگونی مانند پرچ، پیچ، جوش، چسب و ... به یکدیگر متصل می شوند.
در این مبحث به موارد کلی خواهیم پرداخت چرا که توضیح در مورد تک تک جزئیات از حوصله این بحث خارج است.

 

اجزاء اصلی ساختمان هواپیما:

 

1 - بدنه (Fuselage or Body)

2 - بال (Wing)

3 - مجموعه دم (Empennage or Tail)

4 - ارابه فرود (Landing gear)

5 - پیشرانه (Power plant or Engine)

 

2yuxg9d.jpg

 

 

1- بدنه اسکلتی خرپا (Truss)

این نوع بدنه در هواپیماهای اولیه تا جنگ جهانی اول بسیار استفاده شد. هم اکنون در هواپیماهای دست ساز و نیز هواپیماهای مدل از این نوع بدنه استفاده زیادی می شود. چرا که ساده ، سبک و مقاوم بوده و با تیر های چوبی قابل ساخت هستند.

در این نوع بدنه، اغلب نیروها و تنشهای وارده توسط سازه اصلی تحمل شده و از پوسته برای ایجاد شکل آیرودینامیکی و انتقال نیروهای آیرودینامیکی به سازه استفاده می شود.

سازه اصلی از تیرهای طولی (Longeron) ، تیرهای مورب (Strut) ، قابهای عرضی (Former or Frame @ Bulkhead) و کابلهای نگهدارنده (Cable) تشکیل شده است.

2- بدنه تخم مرغی (Monocoque)
در این نوع بدنه ، پوسته اغلب نیروهای وارده را تحمل نموده و از سازه داخلی مختصری برای ثُلب شدن پوسته استفاده می شود. معمولا پوسته این نوع بدنه از جنس مواد کامپوزیت بوده و بصورت دو تکه ساخته می شود.

بسیاری از هواپیماهای گلایدر ، فوق سبک و هواپیماهای دست ساز ، دارای این نوع بدنه می باشند. اخیراً بدنه برخی هواپیماهای شکاری فوق مدرن نیز به این روش تولید شده است. بسیاری از هواپیماهای مدل و بدون سرنشین کاربردی ، از این نوع بدنه سود می برند.

 

3- بدنه نیمه تخم مرغی (Semi Monocoque)

این نوع سازه دارای
مش
خصات و ویژگیهایی بین دو نوع فوق بوده که باعث شده اکثر هواپیماها از این نوع بدنه استفاده نمایند. تقریبا همه هواپیماهای مسافربری ، باربری و شکاری دارای این نوع سازه هستند. در بدنه semi monocoque نیروها و شوکهای وارده هم بواسطه سازه داخلی و هم توسط پوسته تحمل می شوند. این سازه از اجزاء طولی ، عرضی تشکیل شده که هرکدام دارای اعضای اصلی و کمکی می باشند.

اجزاء طولی:

1- Longeron (اصلی)

2- stringer or stiffner (کمکی)

اجزاء عرضی:

1- Former or Frame (اصلی)

2- Bulk head (اصلی)

3- Ring (کمکی)

 

2mplopt.jpg

 

بال :
بال هواپیماها همانند بدنه دارای سازه داخلی و پوسته می باشد.

برخی
مش
ابه بدنه truss دارای سازه داخلی مستحکم بوده که اغلب نیروها را تحمل می نماید و پوسته نازکی که تنها جهت ایجاد فرم ایرودینامیکی روی سازه داخلی کشیده شده و معمولا از جنس پارچه و نایلون است. این نوع بال بیشتر در هواپیماهای قبل از جنگ جهانی دوم استفاده می شد اما در حال حاضر در هواپیماهای دست ساز شخصی و مدلها کاربرد بسیاری دارد.

 

 

اما درصد بالایی از آنها
مش
ابه بدنه Semi monocoque دارای سازه داخلی کامل و پوسته های نسبتا ضخیم آلومینیمی یا کامپوزیتی می باشند که پوسته نیز در تحمل نیروهای وارده به سازه داخلی کمک می کند. این نوع بال را در هواپیماهای مسافربری و باربری می توان
مش
اهده نمود.

 

اجزاء سازه داخلی بال به دو بخش طولی و عرضی تقسیم می شوند.

1- اجزاء طولی: اسپار (Spar) به عنوان تیر اصلی نگهدارنده بال و استرینگر (Stringer) نیز جهت کمک به اسپار و پر کردن فضاهای خالی

2- اجزاء عرضی: ریب (Rib) جهت ایجاد فرم ایرفویل در سراسر بال و نیم ریبهایی که در برخی جاها مانند لبه های حمله و فرار بال مابین ریبها قرار می گیرند.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

سازه ها باید 3 تا S را ارضا کنند: 1-مقاومت

 

f_am_a06eff7.jpg

2- صلبیت

 

f_bm_6a12f09.jpg

3- پایداری

 

f_cm_30e2969.jpg

سازه های افقی

به دو صورت وجود دارند : 1- یک طرفه 2- دو طرفه

سیستم های دوطرفه تنها در دهانه های مساوی در هر دو جهت کارا خواهند بود

1 Plywood deck on wood joists

2 Concrete slab on metal deck and steel joists

3 One way concrete slab

4 One way beams

5 One way rib slab

6 Two way concrete plate

7 Two way concrete slab on drop panels

8 Two way concrete slab on edge beams

9 Two way beams

10 Two way waffle slab

11 Deflection Δ for span length L1

12 Deflection Δ=16 due to double span L2 = 2 L1

f_2m_e6407c5.jpg

خرپا ها

از آنجایی که تیر ها با افزایش دهانه به حدی بار مرده شان(وزن خود تیر) افزایش می یابد که توانایی تحمل بار زنده را ندارند استفاده از سازه هایی که بار مرده آنها در دهانه زیاد کم باشد لازم می شود.خرپاها همین سازه ها هستند! خرپاها به جای ماده توپر از فضای مثلثی برای اسغال فضا بهره می برند و ظرفیت تحمل بار زنده را افزایش می دهند:

1 Unstable square panel deforms under load.

Only triangles are intrinsically stable polygons

2 Truss of triangular panels with inward sloping diagonal bars

that elongate in tension under load (preferred configuration)

3 Outward sloping diagonal bars compress (disadvantage)

4 Top chords shorten in compression

Bottom chords elongate in tension under gravity load

5 Gable truss with top compression and bottom tension

f_3m_afb5ff6.jpg

Warren trusses

Pompidou Center, Paris by Piano and Rogers

f_dm_f4d1589.jpg

Prismatic trusses

IBM Sport Center by Michael Hopkins

(Prismatic trusses of triangular cross section provide rotational resistance)

f_4m_b3a329d.jpg

Space trusses

square and triangular plan

Note:

Two way space trusses are most effective if the spans in the principle directions are

about equal, as described for two-way slabs above. The base modules of trusses should

be compatible with plan configuration (square, triangular, etc.)

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

آشنایی با پلهایی که اساس آنها یک سازه خرپایی است

 

بدون شك تا به حال پلي را ديده ايد و يا به احتمال زياد از روي يكي از آنها عبور كرده ايد. حتي اگر شما تخته يا كنده درخت را براي جلوگيري از خيس شدن خود بر روي آب قرار دهيد در واقع شما يك پل ساخته ايد. حقيقتاً پل ها در همه جا وجود دارند و در واقع يك بخش طبيعي و بديهي از زندگي روزمره ي ما را تشكيل مي دهند. يك پل مسيري را بر روي مانع ايجاد مي كند كه اين موانع مي تواند رودخانه, دره, جاده, خطوط راه آهن و ... باشد.

 

در اين مقاله ما سه نوع اصلي از پل ها را مورد مطالعه و بررسي قرار خواهيم داد كه شما مي توانيد بفهميد كه هركدام چگونه كار مي كنند. نوع پل بكار رفته در يك مكان به نوع مانع موجود در آنجا بستگي دارد. معيار اصلي در تعيين نوع پل وسعت و گستردگي آن مانع مي باشد. چه مسافتي ميان طرفين مانع وجود دارد؟ اين مسئله, فاكتور اصلي در تعيين نوع پلي است كه قرار است در آن محل احداث شود. با سپري شدن زمان و مطالعه اي مقاله علت آن را متوجه خواهيد شد.

تفاوت عمده ي اين سه پل در فاصله دهانه ي پل است. دهانه, فاصله اي است بين پايه هاي ابتدايي و انتهايي پل, اعم از اينكه آن ستون, ديوارهاي دره يا پل باشد. طول پل تيري مدرن امروزه از 200 پا (60متر) تجاوز نمي كند. در حالي كه يك پل قوسي مدرن به 800 تا 1000 پا (240 تا 300 متر) هم مي رسد. پل معلق نيز تا 7000 پا طول دارد.

چه عاملي سبب مي شود كه يك پل قوسي بتواند درازاي بيشتري نسبت به پل تيري داشته باشد؟ و يا يك معلق بتواند تقريباً تا 7 برابر طول پل قوسي را داشته باشد. جواب اين سوال زماني بدست مي آيد كه بدانيم چگونه انواع پلها از دو نيروي مهم فشاري و كششي تاثير مي پذيرند.

نيروي فشاري نيرويي است كه موجب فشرده شدن و يا كوتاه شدن چيزي كه بر روي آن عمل مي كند مي شود.

در اين زمينه مي توان از فنر به عنوان يك مثال ساده نام برد. زماني كه آن را روي زمين فشار مي دهيم و يا دو انتهاي آن را به هم نزديك مي كنيم, در واقع ما آن را را متراكم مي سازيم. اين نيروي تراكم يا فشاري موجب كوتاه شدن طول فنر مي شود. و نيز اگر دو سر فنر را از يكديگر دور سازيم, نيروي كششي در فنر ايجادشده, طول فنر را افزايش مي دهد.

نيروي فشاري و كششي در همه پل ها وجود دارند و وظيفه طراح پل اين است كه اجازه ندهد اين نيروها موجب خمش و يا گسيختگي گردد. خمش زماني اتفاق مي افتد كه نيروي فشاري بر توانايي شئ در مقابله با فشردگي غلبه كند. بهترين روش در موقع رويارويي با اين نيروها خنثي سازي,پخش و يا انتقال آنهاست. پخش كردن نيرو يعني گسترش دادن نيرو به منطقه وسيع تري است چنانكه هيچ تك نقطه مجبور به متحمل شدن بخش عمده ي نيروي متمركز نباشد. انتقال نيرو به معني حركت نيرو از يك منطقه غير مستحكم به منطقه مستحكم است, ناحيه اي كه براي مقابله با نيرو طراحي شده و منظور گرديده است. يك پل قوسي مثال خوبي براي پراكندگي است حال آنكه پل معلق نمونه اي بارز از انتقال نيروست.

پلهاي تيري

يك پل تيري, اساساً يك سازه افقي مستحكم است كه بر روي دو پايه نصب شده است و اين پايه ها, هر يك در انتهاي طرفين پل قرار دارند. وزن پل و هرگونه وزن اضافي ديگر كه بر روي پل اعمال مي شود, مستقيماً توسط پايه ها تحمل مي شوند.

فشار

نيروي فشاري خود را در بالاي عرشه پل يا جاده نمايان مي سازد. اين نيرو موجب مي شود كه بخش بالايي عرشه كوتاه- تر گردد.

كشش

برآيند نيرو فشاري در بخش بالايي عرشه به ايجاد نيروي كششي در بخش پاييني عرشه پل منجر مي شود. اين كشش موجب افزايش طول در بخش پاييني پل مي شود.

مثال

يك تخته در ابعاد 2 در 4 پا را بر روي جعبه خالي مثلاً جعبه شير قرار دهيد. هم اكنون شما يك پل تيري ساده ساخته ايد. حال يك وزنه ?0 پوندي را در وسط آن قرار دهيد. توجه كنيد كه چگونه تخته خم مي شود. وجه بالايي تحت فشار و وجه پاييني تحت كشش است. اگر شما اين افزايش وزن را ادامه دهيد, سرانجام تخته خواهد شكست. يعني قسمت بالايي خم شده و بخش پاييني آن ترك خورده و مي شكند.

 

pol1.gif پراكندگي

بسياري از پلهاي تيري كه شما مي توانيد آنها را در بزرگراهها بيابيد, براي تحمل بار از تيرهاي بتوني يا فولادي بهره مي گيرند. اندازه تير و بويژه ارتفاع تير بر حسب مسافتي كه تير دارد محاسبه مي شود.با افزايش ارتفاع تير, به مقدار مصالح بيشتري براي پراكنده كردن كشش مورد نياز است. طراحان پل براي ايجاد تير هاي بلند از شبكه هاي فلزي يا خرپا بهره مي گيرند. اين خرپا به تير استحكام داده و توانايي آن را در پخش كردن نيروي فشاري يا كششي افزايش مي دهد. زماني كه تير شروع به متراكم شدن مي كند, اين نيرو در ميان خرپا پخش مي شود. به غير از خلاقيت موجود در خرپا, پل تيري در ميزان طول خود محدود است. با افزايش طول آن اندازه خرپا نيز مي بايست افزايش يابد تا زماني كه خرپا به نقطه مي رسد كه ديگر نمي تواند وزن خود را تحمل كند.

انواع پل هاي تيري

پل هاي تيري به سبك هاي بسيار زيادي ساخته مي شود. نوع طراحي, مكان و چگونگي ساخت يك خرپا, تعيين كننده نوع يك خرپاست. در بدو انقلاب صنعتي, احداث پلهاي تيري در ايالات متحده با سرعت توسعه يافت. طراحان با طرحهاي نوين و سازه هاي مختلف و متعدد اين حرفه را رونق بخشيدند. پل هاي چوبي جاي خود را به پلهاي فلزي يا نيمه فلزي دادند. اين نمونه هاي متنوع از خرپا ها گامهاي موثري را در جهت پيشرفت در اين زمينه برداشت. يكي از ابتدايي ترين و مشهور ترين آنها خرپاي «هاو» بود كه در سال 18?0 توسط «ويليام هاو» طراحي و ابداع شد.

pol2.gif

شهرت ابداع جديد وي در طرح خرپايش نبود, چرا كه مشابه طرح kingpost بود. چگونگي استفاده از تيرهاي آهني عمودي با مجموعه اي از تير هاي چوبي مورب طرح او بود كه مورد توجه قرار گرفت. بسياري از پلهاي تيري امروزه هنوز از طرح هاو در خرپايشان استفاده مي كنند.

pol3.gif

pol5.gif

pol6.gif

pol4.gif

مقاومت خرپا

يك تير به تنهايي هرگونه فشردگي يا كشش را در بر خواهد گرفت. بيشترين فشردگي در بالاترين نقطه تير و بيشترين كشش در در پايين ترين نقطه تير است. در وسط تير فشردگي و كشش كمتري وجود دارد.

اگر تير طوري طراحي شود كه بيشترين مقدار مصالح در بالا و پايين تير و در وسط تير مصالح كمتري مصرف شود, بهتر خواهد توانست نيروهاي كششي يا فشاري را تحمل كند. ( در توضيح مي توانيم بگوييم كه تير هاي I شكل مستحكم تر از تير هاي مستطيلي ساده است)

مركز تير از عضو هاي مورب خرپا تشكيل شده طوري كه بالا و پايين خرپا نشان دهنده بالا و پايين تير است. با نگرش به خرپا به اين شيوه ما قادريم ببينيم كه بالا و پايين تير مصالح بيشتري نسبت به مركز آن مصرف مي كند(به اين دليل كه مقواي چين دار خيلي مستحكم است)

در اضافه به مطالب فوق در مورد تاثيرات خرپا, علت ديگري نيز وجود دارد دالّبر اينكه چرا خرپا مستحكم تر از تير است: يك خرپ توانايي پخش كردن نيرو را دارد. خرپا طوري طراحي شده است كه به دليل داشتن تعداد زيادي از مثلث ها _كه به طور معمول در آن مورد استفاده قرار مي گيرد_ هم مي تواند يك سازه بسيار مستحكم ايجاد كند و هم كار انتقال نيرو را از يك نقطه به منطقه وسيعي انجام دهد.

پل قوسي

يك پل قوسي سازه اي است به شكل نيم دايره كه در هر طرف آن نيم پايه (پايه هاي جناحي) قرار دارد. طراحي قوس طوري است كه به طور طبيعي وزن عرشه پل را به نيم پايه ها منتقل و منعطف مي كند.

 

فشار

پلهاي قوسي همواره تحت فشار قرار گرفته اند. نيروي فشاري همواره در امتداد قوس و به سمت نيم پايه ها وارد مي شود.

pol7.gif

كشش

كشش در يك قوس ناچيز و قابل اغماض است. خاصيت طبيعي خميدگي قوس و توانايي ان در پخش نيرو به بيرون, به طور قابل ملاحظه اي تاثيرات كشش را در قسمت زيرين قمس كاهش مي دهد. هرچند با زياد شدن زاويه ي خميدگي ( بزرگتر شدن نيمدايره قوس) تاثيرات نيروي كششي نيز در آن افزايش مي يابد.

همانطور كه اشاره شد, شكل قوس به تنهايي موجب مي شود كه وزن مركز عرشه پل به پايه هاي جناحي منتقل شود. مشابه پلهاي تيري محدوده ي اندازه پل در مقاومت پل تاثير گذاشته و در نهايت بر ان چيره خواهد گشت.

انواع پلهاي قوسي

پراكندگي

انواع قوس ها محدود هستند. امروزه قوس هايي مانند «رمان»3 , «باروك»? و «رنسانس»? وجود دارند كه همه آنها از نظر معماري و ظاهري متمايز هستند ولي از نظر ساختار يكسانند. ميزان مقاومت اين پلها به شكل هندسي آنه بستگي دارد. يك پل قوسي احتياج به هيچگونه تكيه گاه يا كابل ندارد. و قوسهايي كه از سنگ ساخته شده است حتي نيازي به ساروج يا ملاط نيز ندارد. در گذشته نيز روميان باستان پلهاي قوسي (پل آب بر) ساخته اند كه هنوز هم پابرجا هستند و سازه هاي آنه امروزه نيز با اهميت به شمار مي آيد.

 

پل معلق

پل معلق پلي است كه توسط كابل ها (يا ريسمانها يا زنجيرها) در عرض رودخانه (يا در هر جايي كه مانع وجود داشته باشد) كشيده شده اند و عرشه توسط اين كابل ها معلق مانده است. پل هاي معلق مدرن دو برج در ميان پل دارند كه كابل ها آن را مي كشند. بنابراين برج ها بيشترين وزن جاده را تحمل مي كنند.

 

نيروي فشاري

نيروي فشاري عرشه پل معلق را به سمت پايين متراكم مي سازد در نتيجه اين نيروي فشاري به برجها وارد مي آيند. اما از آنجا كه اين يك پل معلق است, كابلها اين نيروي فشاري را از برجها گرفته و آن را در بين خود پراكنده مي كنند. و آن را به زمين منتقل مي كنند, جايي كه آنها محكم بسته شدند.

 

كشش

كابلهايي كه ميان دو لنگرگاه خود يعني تكيه گاهها قرار گرفته اند, دريافت كننده نيروي كششي هستند. وزن پل و حمل و نقل روي آن سبب مي شود كه اين كابل ها به شدت كشيده شوند. تكيه گاهها نيز تحت كشش هستند ولي از آنجا كه همانند برجها, محكم به زمين بسته شده اند, كشش موجود در آنها پراكنده مي شود.

pol8.gif

pol9.gif

تقريباً همه پلهاي معلق به غير از كابل ها از يك سامانه خرپا نيز بر خوردارند كه در زير عرشه پل قرار گرفته است. اين سامانه موجب استحكام بيشتر عرشه و كاهش تمايل سطح جاده به نوسان و مواج شدن مي شود.

pol10.jpg

انواع پلهاي معلق

پلهاي معلق به دو شكل طراحي مي شوند: پل معلقي كه به شكل M است و نوع كم كاربردتري كه به صورت «كابل ايستاده»6 طراحي شده كه بيشتر شبيه A است. پلهاي كابل ايستاده ديگر مانند پلهاي معلق معمولي نيازي به دو برج و چهار تكيه گاه ندارند. در عوض كابلها از سمت جاده به بالاي برج محكم بسته شده اند. در هر دو نوع پل, كابلها تحت كشش هستند.

pol11.gif

pol12.jpg

pol13.jpg

نيروهاي ديگر در پل

ما در مورد دو نيروي بزرگ و مهم فشاري و كششي در طراحي پل بسيار صحبت كرديم. تعداد بسيار زياد ديگري از نيروها در پل وجود دارند كه در طراحي پل بايد مد نظر قرار گرفته شوند. اين نيرها معمولاً به محل مشخصي بستگي داشته و يا به نوع پل مرتبط است.

 

نيروي گشتاوري

نيروي گشتاوري نيروي چرخشي يا پيچشي و يكي از نيروهايي است كه به طور موثر در پلهاي قوسي و تيري وجود ندارد ولي به ميزان قابل ملاحظه اي در پلهاي معلق وجود دارد. شكل طبيعي قوس و خرپاهاي موجود در پلهاي تيري اثرات مخرب اين نيرو را از بين مي برد. پلهاي معلق به دليل معلق بودن در هموا (توسط كابلها) در برابر اين نيروي گشتاوري بخصوص در هنگام وزش بادهاي تند بسيار اسيب پذير است.

همه ي پلهاي معلق در عرشه ي خود از خرپا ها بهره مي برند كه همانند پلهاي تيري تاثيرات نيروي گشتاوري را كاهش مي دهد ولي در پلهايي با طول زياد, خرپاي موجود در عرشه به تنهايي كافي نيست. آزمون « تونل باد»7 براي سنجش ميزان مقاومت پل در برابر جنبش هاي چرخشي بر روي مدل آزمايش مي شود. ايجاد خرپاهاي آيروديناميك در سازه هاو كابلهاي آويزان مورب از روش هايي هستند كه براي تقليل تاثيرات نيروهاي گشتاوري به خدمت گرفته مي شود.

 

تشديد

تشديد ( ارتعاش در چيزي كه توسط نيروي خارجي به وجود آمده و با ارتعاش طبيعي اصل آن چيز, هماهنگ و هم موج است) نوعي نيرويي است, افسار گسيخته كه مي تواند بر روي پل اثرات مخربي بگذارد. امواج تشديد كننده از ميان پل به صورت امواج عبور خواهد كرد. يك نمونه مشهور از قدرت تخريب اين امواج مرتعش پل «تاكوما ناروز»8 است كه در سال 1940 توسط بادي با سرعت 40 مايل در ساعت (64 كيلومتر در ساعت) تخريب شد. بررسي هاي دقيق از محل نشان مي دهد كه خرپاي عرشه ناكارآمد بوده ولي با اين حال عامل اصلي فرو ريزي پل نبوده. در آن روز باد با سرعت به پل ضربه زده و با برخورد قائم به پل باعث ايجاد ارتعاش شده است. اين باد هاي متوالي لرزش و ارتعاش را افزايش داده تا آنجا كه اين امواج توانستند پل را فرو ريزند.

زماني كه يك ارتش بر روي پل رژه مي رود, اغلب به سربازان گفته مي شود " قدم رو" . با اين كار, ريتم رژه ي آنها سبب ايجاد تشديد در پل مي شود. اگر ارتش به اندازه كافي بزرگ باشد و آهنگ ارتعاشي لازم را داشته باشد در نهايت مي تواند پل را فرو پاشد.

به منظور مقابله با تاثيرات تشديد در يك پل, خيلي مهم است كه در پل كاهندهاي امواجي طراحي شود تا در اين امواج تداخل ايجاد كرده و از شدت آن بكاهد. ايجاد تداخل يك روش موثر در برابر امواج مخرب مي باشد. تكنيك هاي كاهش امواج معمولاً شامل اينرسي نيز هستند. اگر پلي, به عنوان مثال يك جاده با سطح پيوسته و يك تكه داشته باشد, يك موج قوي مي تواند در امتداد پل حركت كرده و منتقل شود. اگر جاده از تكه هاي مختلفي تشكيل شده باشد و صفحات آن همديگر را همپوشاني كرده باشند آنگاه جنبش از يك بخش توسط صفحات به بخش ديگر منتقل مي شود. از آنجا كه آن صفحات بر روي يكديگر قرار گرفته اند, اصطكاك نيز ايجاد مي شود. اين ترفند, اصطكاك كافي را براي تغيير فركانس امواج مرتعش را توليد مي كند. با تغيير فركانس مي توانيم از ورود امواج مخرب به سازه جلوگيري كنيم. تغيير بسامد به طرزي موثر دو نوع مختلف از موج را به وجود مي آورد كه موجب خنثي شدن يكديگر مي شوند.

 

آب و هوا

نيروي طبيعت به ويژه آب و هوا به گونه ايست كه مبارزه با آن مشكل و حتي در برخي موارد امكان پذير نيست. باران, يخبندان, طوفان و نمك هر كدام به تنهايي مي توانند در فرو پاشي پل نقش بسزايي داشته و تحت يك مجموعه به احتمال بسيار قوي خواهند توانست پل را تخريب كنند. طراحان پل با مطالعه و بررسي شكست هاي گذشته حرفه ي خود را بدرستي آموخته اند. آنان آهن را به چوب عوض كردند و سپس فولاد را جايگزين آهن كردند. بعد ها از بتون بطور گسترده در پلها بهره گرفتند. هر كدام از مواد و مصالح جديد و يا تكنيك هاي طراحي, ثمره درسهايي است كه در گذشته آموخته اند. با دانستن نيروي گشتاوري, تشديد و آيروديناميك ( بعد از چند شكست بزرگ ) طراحي هاي بهتر نيز شكل گرفت.تا آنجاكه توانستند بر مسئله آب و هوا غلبه كنند. تعداد شكست هاي مرتبط با آب و هوا و شرايط جوي بسيار فراتر از تعداد شكست ها در زمينه طراحي بوده است. اين شكست ها به ما آموخته است كه همواره به دنبال راه حل بهتري باشيم.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

مهمان
ارسال پاسخ به این موضوع ...

×   شما در حال چسباندن محتوایی با قالب بندی هستید.   حذف قالب بندی

  تنها استفاده از ۷۵ اموجی مجاز می باشد.

×   لینک شما به صورت اتوماتیک جای گذاری شد.   نمایش به عنوان یک لینک به جای

×   محتوای قبلی شما بازگردانی شد.   پاک کردن محتوای ویرایشگر

×   شما مستقیما نمی توانید تصویر خود را قرار دهید. یا آن را اینجا بارگذاری کنید یا از یک URL قرار دهید.


×
×
  • جدید...