سازه پوسته ای

[* v e n o o s * مهمان]

سازه پوسته ای

پوسته،سازه ای نازک با سطح منحنی می باشد که بارها را بصورت کشش، فشار و برش به تکیه گاه ها منتقل می نماید.سازه های پوسته ای مشابه طاقهای سنتی

می باشد با این تفاوت که سازه ی پوسته ای در برابر نیروهای کششی مقاوم می باشد.اغلب پوسته ها ی معماری از بتن مسلح ساخته شده اند همچنین از تخته ی چند لایی ،فلز پلاستیک های شیشه ای مسلح هم استفاده می شود.پوسته ها به علت شکل منحنی خود مقاومت خوبی در برابر بارهای گسترده ی یکنواخت در سازه هایی مانند سقف دارند اما مقاومت این نوع سازه به علت نازک بودن،در برابر خمش های ناحیه ای که ازطریق بارهای متمرکزتولید شده قابل توجه نمی باشد.

 

انواع پوسته

پوسته ها با توجه به شکلشان به چهار دسته (سین کلاستیک،آنتی کلاستیک،قابل توسعه،شکل آزاد)تقسیم می شوند.

 

1.اشکال سین کلاستیک(گنبد ها):دارای دو منحنی هستند که خطوط انحنای آن در جهت مشابه می باشد.

 

2.اشکال قابل توسعه(مخروط ،استوانه،استوانه ای):آنها در یک جهت دارای خطوط مستقیم و درجهت دیگر بصورت منحنی می باشند که از خمش در صفحه ی مسطح حاصل شده اند.

 

3.اشکال آنتی کلاستیک(اشکال زین اسبی شامل :مخروطی،سهموی_هذلولی شبه هذلولی)دارای انحنای مضاعف بوده که خطوط انحنا در جهت مخالف هم می باشند.

 

4.اشکال آزاد:دارای فرمهای آزادی هستند که از محاسبات ریاضی بدست نمی آیند.

 

 

[* v e n o o s * مهمان]

گنبد پوسته ای سین پلاستیک

 

از دوران یک خط منحنی حول یک محور گنبد بوجود می آید که شناخته ترین آن گنبدهایی به شکل کره می باشد که از دوران یک دایره حاصل شده است.

قسمتهای عمودی پوسته،خطوط قوسی طولی (نصف النهار)و قسمتهای افقی پوسته،بصورت دایره های موازی می باشد.

رفتار سازه:تنشهایی که در پوستهای گنبدی بوجود می آید از دو جهت می توان بررسی نمود.گنبدهای پوسته ای که زیر بار یکنواخت قرار می گیرند در طول قوسها(نصف النهار)درهر نقطه تحت فشار می باشند.

 

در گنبدهای نیم کره ای،به علت اینکه خطوط قوسی آن بصورت نیم دایره می باشد در قسمت بالایی خود پایداری آنچنانی ندارشته و در قسمتهای پایینی تمایل به خمش رو به بالا دارند.

 

در گنبدهای پوسته ای که در برابر کشش مقاوم می باشند،کمانش آنها توسط تنشهای کششی در طول خطوط حلقوی زیر زاویه ی 45درجه مهار می شود .

 

گنبدهای پوسته ای نازک:در قسمت تحتانی (زیر زاویه 45 درجه از مرکز)تحت تاثیر فشار حلقوی هستند.

 

گنبدهای پوسته ای عمیق :در قسمت تحتانی (زیر زاویه 45 درجه از مرکز)تحت تاثیر کشش های حلقوی و در قسمت فوقانی(بالای زاویه ی 45درجه از مرکز)تحت تاثیرکششهای حلقوی می باشند.البته این زوایا بسته به بارگذار متغییر است و در صورتی که فقط بار وزن گنبد وجود داشته باشداین زاویه به 38 درجه تقلیل پیدا می کند.گنبدهای بیضوی در بخشهای بالایی نسبت به بخشهای پایینی مسطح تر می باشد،در حین بارگذاری قسمت پایینی آن خمشی رو به بالا می گیرد که این خمش توسط حلقه های کششی مهار می شود.

 

[* v e n o o s * مهمان]

مقاومت رانشی گنبد پوسته ای سین پلاستیک

مانند قوسها تمام گنبدها دارای نیروی رانشی بیرونی می باشند.هرچند که گنبدهای مرتفع نیروی رانشی کمتری نسبت به گنبدهای کم ارتفاع با دهانه های مساوی دارند،اما در برابر همین مقدار جزئی باید مقاوم باشد.در گنبد مرتفع،مقاومت حلقوی کششی پوسته معمولا کافی می باشد،ولی در گنبدهای کم ارتفاع معمولا یک حلقه ی کششی به وسیله ی افزایش ضخامت گنبد در آن ایجاد می گردد(برای جای. دادن فولادهای کششی اضافی در پایه گنبد) از آنجایی که این حلقه های کششی در برابر رانش ذاتا مقاومت می نمایند به هیچگونه پشت بندی نیاز ندارند بنابراین گنبدها می توانند بر روی ساقه ی خود(یا حلقه ای از ستونها) بدون نیاز به دیوار حائل مقاوم بایستند.در حالتی که ستونها تکیه گاه ما باشند حلقه های کششی به عنوان تیرهای حلقوی می باشد که بین ستونها را پوشانده است.

 

 

 

 

[* v e n o o s * مهمان]

سالن سخنراني كرسگ

(1955:کمبریج،ماساچوست،مهندس معمار:ارو سارنین و همکاران،مهنس سازه:امان و ویتنی) دارای حجم یک هشتم کره می باشد که روی سه نقطه قرار گرفته است.شعاع گنبد 34متر متر می باشد که ضخامت پوسته ی بتنی مسلح سازه 8.7 سانتیمتر می باشد که در تکیه گاه ها به علت تمرکز تنشها تا 50 سانتیمتر افزایش می یابد.لایه ای از فایبر گلاس به ضخامت 50میلیمتر به عنوان عایق حرارتی روی پوسته ی بتنی به کار گرفته است با این حال با استاندارد های داخلی مطابقت ندارد.برای ایجاد شرایط مناسب با عملکرد غیر سازه ای و آکوستیک لایه ی دیگری به ضخامت 50میلیمتر گنبد را پوشانیده است بنابراین تاثیر سازه ی پوسته ای با ملاحضات غیر سازه ای خنثی شده.

 

 

[* v e n o o s * مهمان]

کلیسای ارتدیسک بشارت یونان

این کلیسا(1956:میلواکی،مهندی معمار:فرانک لوید رایت)یکی از آخرین کارهای رایت با ظرفیت 670 نفر محل نشستن در جایگاه اصلی می باشد.گنبد با

پوسته ی نازک بتن مسلح در پایه،قطری برابر 28.6 متر دارد و کاملا توخالی است.بخش منحنی با شعاع 60متر فقط 3.3متر ارتفاع در بالای پله دارد،ضخامت سازه ی پوسته از 75 تا 100میلیمتردر لبه ها افزایش یافته که برای مقاومت در برابر رانش بیرونی به عنوان حلقه ی کششی عمل می کند.گنبد با یک لایه ی 75میلیمتری که روی بتن پاشیده شده است.پوشش نهایی،کاشی آبی رنگ به ضخامت 50 میلیمتر است.کناره های پوسته روی یک ساقه ی کوتاه عمودی قرار می گیرد که با پنجره ی قوسی شکل برای دسترسی به نور طبیعی باز می شود،گوی های کره هایی شیشه ای و توپرهستند که درون ساقه ی بتنی سقف قالب گرفته شده اند.به دلیل فاصله ی کم مابین گوی ها،آنها بار وزن گنبد را به تکیه گاه ها توزیع می کنند.ساقه ی گنبد روی محیط یک گنبد ثانویه که کف تراس را شکل می دهد نگاه داشته می شود.این بخش در اطراف مسلح گردیده و مانند یک حلقه ی کششی عمل می نماید(هدف همان مقاومت در برابر نیروی رانش بیرونی است).این گنبد واژگون روی چهار دیوار باربر با منحنی مقعر وستون هایی تراز جایگاه در طبقه ی همکف را محصور کرده.

 

 

 

 

 

 

نمودار مسیر بارگذاری:

[* v e n o o s * مهمان]

پوسته ی قابل توسعه

پوسته ی گهواره ای قابل توسعه هستند از طریق یک خمیده شدن یک سطح شکل می گیرند،فقط در یک جهت دارای انحنا می باشند و از دوران یک خط منحنی در مقاومت کششی طول یک خط مستقیم شکل می گیرند.اشکال آنها عمدتا بصورت نیم دایره و سهمی می باشد،از ویژیگی های این نوع از پوسته داشتن داشتن مقاومت کششی می باشد که آن را از طاقهای قوسی متمایز می کند.این پوسته ها نیاز به تکیه گاهای ممتدد در طول هر پایه که در طاقهای قوسی مشاهده می شود ندارند، بنابراین می تواند فقط در گوشه دارای تکیه گاه باشد.

 

رفتار سازه ای

رفتارسازه ای طاقهای استوانه ای بطور قابل توجهی با تغییر طول نسبی آنها تغییر می کند.در پوسته های استوانه ای کوتاه،ابعاد پلان در جهت محور طولی کوتاه تر می باشد،در حالی که در پوسته استوانه ای بلند،ابعاد پلان در همان جهت بیشتر می باشد.

پوسته استوانه ای کوتاه

این نوع از پوسته ها معمولا در گوشه ها،دارای تکیه گاه می باشند و در یکی از دو جهت عمل می کنند(یا ترکیبی از هر دو جهت).اولین روش آن است با پوسته ای که به عنوان دال عمل کرده و فاصله بین قوس ها را می پوشاند هر انتهارا می توان توسط یک قوس،سخت و مقاوم نمود.دومین روش برای آنکه لبه ی طولیپایین تر بوسیله ی یک تیر سخت شود،آن است که از پوسته ی نازکتر که مانند مجموعه ای از قوسهای مجاورهم رفتار کرده و فاصله ی بین تیرهای کناری را می پوشانند،استفاده نمود.به علت حداقل ضخامت لازم برای اجرا و ساخت (و تامین دستورالعل لازم)پوسته ای گهواره ای کوتاه به علت نیازهای سازه ای غالبا تحت شرایط مختلف کارا نبوده و بندرت مورد استفاده قرار می گیرند.

 

 

پوسته های استوانهای کوتاه که به عنوان:(الف)فاصله بین قوسها با دال پوشانده شده است،(ب)مجموعهای از قوسهای مجاور هم که فاصله ی بین تیرها ی کناری را پوشانده اند.مقایسه این دو با (ج)طاق استوانه ای که باید در طول پایه،تکیه گاه ممتد داشته باشد،رفتار کند.

[* v e n o o s * مهمان]

پوسته های استوانه ای بلند

این نوع پوسته معمولا در گوشها دارای تکیه گاه است و مانند تیرهای بزرگ در جهت طولی عمل می کند.تنش خمشی در این نوع از پوسته ها مانند تیرها می باشدبه گونه ای که بخش بالایی در سرتاسر طول پوسته تحت فشار و بخش پایینی تحت کشش است.

 

پوسته ی استوانه ای بلند مانند تیری که فاصله ی بین دو تکیه گاه را می پوشاند رفتار می کند.افزایش تنش فشاری در بالا و تنش کششی پوسته در پایین پوسته اتفاق می افتد.

 

نسبت دهانه به ارتفاع در پوسته های استوانه ای بر روی مقدار تنش تاثیر داشته و آن را افزایش میدهد. همچنین افزایش این نسبتها میزان پوشش در دهانه ی بزرگ را افزایش می دهد.اگر ارتفاع از دهانه در این پوسته بیشتر باشد ارتفاع فشار تحتانی کاهش پیدا کرده و نیروی کششی در بالا امکان ایجاد پوسته ی با ضخامت کمتر را فراهم می کند. در تئوری بهترین نسبت دهانه به ارتفاع در حدود 2 می باشد،که حداقل حجم بتن و فولاد مصرفی را نیاز دارد.در عمل از نسبت های 6 تا 10به سبب ملاحظات فنی و حداقل ضخامت مورد نیاز و با توجه به قوانین ساختمانی یا ساختمانهای ساخته شده،معمول تر است.

 

 

 

 

 

شرایط لبه ها

سختی پوسته در دو انتهای و لبه ی طولی با مقاومت در برابر رانش بیرونی در نظر گرفته می شود.

 

 

نمودار تنش براي پوسته های استوانه ای بلند،همانطور که مشاهده می کنید تنشهای فشاری و کششی بر هم عمودند فاصله ی بین خطوط تنش اشاره به تمرکز تنش در آن ناحیه دارند.

 

[* v e n o o s * مهمان]

برای مقابله با نیروی رانشی بیرونی در پوسته های استوانه ای بلند،در محل اتصال قوسها پوسته ضخیم ترمی شودو از دیوار برشی و میل مهار همانطور که در تصویر مشاهده می کنید استفاده می گردد.لبه های بیرونی پوسته به عنوان یک تیر نازک برای انتقال رانش به تکیه گاه های انتهایی عمل می نمایند و برای ممانعت از خمیدگی سخت می گردند.در نقطه ی بر خورد پوسته های همجوار،هیچگونه سخت کننده ی عرضی نیاز نیست زیرا نیروهای رانشی در هر یک بوسیله ی بقیه ی موازنه می شود.

 

 

 

 

 

 

 

 

انواع پوسته های استوانه ای:

پوسته های استوانه ای را به اشکال استوانه ای و مخروطی می توان قالب گرفت(با انحنا در یک جهت)به علاوه طاقها متقاطع هم ممکن است مورد استفاده قرار گیرد.

 

 

 

[* v e n o o s * مهمان]

موزه ی کیمبل

این موزه (1972:فورث ورث،تگزاس،مهندس معمار لویی کان،مهندس سازه:آ کامدانت)مجموعه ای با استفاده از سازه ی استوانه ای و کوششی برای پخش نور جهت ایجاد یک اثر واضح و روشن و بی انتهای معماری است.

سازه ی سقف متشکل از 14پوسته ی استوانه ای است که دهانه ای به ابعاد7*30.5 متر را می پوشاند.ضخامت پوسته 10سانتی متر و از مقطع به شکل منحنی شبه دایره است.اکثر پوسته ها دارای پنجره ی سقفی به عرض 9.14سانتی متر در مرکز پوسته ی بریده شده است.

 

 

[* v e n o o s * مهمان]

پوسته های زین اسبی(آنتی کلاستیک)

پوسته های آنتی کلاستیک فرمهای زین اسبی با انحنای متفاوت در هر جهت می باشند .آنها شامل اشکال مخروطی ، سهموی ، هذلولی و شبه هذلولی می باشند.همچنین دارای فرم های گونیایی نیز هستند ، زیرا خطوط مستقیم می توانند روی سطح خود ادامه یابند.

به طور عکس با حرکت یک خط مستقیم می توان یک سطح ایجاد کرد. تناقض آشکار در یک سطح با انحنای مضاعف که بوسیله خطوط مستقیم ایجاد شده است،پوسته های زین اسبی را از نظر بصری جالب و برای قالب گیری آسان می سازد.

 

 

 

ایجاد سطح

مخروط بوسیله حرکت رفت و برگشت یک طرف خط مستقیم در طول یک مسیر منحنی بوجود می آید (معمولا یک قوس مدور یا یک سهمی ) و حرکت رفت وبرگشت انتهای دیگر در طول یک خط مستقیم یا یک منحنی با خیز بیشتر ، شبه هذلولی ها (هایپار )با حرکت رفت و برگشت سهمی محدب در طول یک سهمی مقعر با همان انحنا بوجود می آیند .همان سطح میتواند با حرکت رفت و برگشت یک خط مستقیم در یک مسیر مستقیم در یک سمت و خط مستقیم دیگر (نسبت به خط اول مایل) ایجاد شود .هذلولی سهموی ها با چرخش یک خط مستقیم (مورب تحت یک زاویه ) حول یک محور عمودی ساخته می شوند. بخش عمودی عبور کننده از این محور ، یک هذلولی - سهموی است .

 

سطح تولید شدهه از مخروط بوسیله ی حرکت یک خط مستقیم در پول مسیر منحنی و دیگر انتها در طول خط مستقیم،توجه کنید که مقاطع بصورت قطری بریده شده اندو به خطوط مستقیم تولید شده

(خط چین)منحنی شده و فرم زین اسبی کم ارتفاعی را ایجاد کرده.

 

 

دو شیوه برای ایجاد یک سهمی هذلولی

 

رفتار سازه ای

به طور معمول تنش در پوسته های زین اسبی متناسب با جهت انحنا میباشند . برای سقفهای پوسته ای تنش های فشاری منتج از منحنی محدب میباشند .(عملکرد قوسی)،در حالی که تنشهای کششی منتج از منحنی مقعر میباشند(عملکرد آویز)

[* v e n o o s * مهمان]

میدان اسب دوانی زارزوئلا

این سازه پوسته ای (1935،مادرید ،مهندس معمار ومهندس سازه ،ئی تروجا)یکی از مشهورترین و زیبا ترین نمونه کاربرد پوسته های چتری شبه هذلولی است .وضعیت طره ای آن امکان قرار گرفتن ستونهای تکیه گاهی اصلی در پشت جایگاه را فراهم کرده و دید بصری باز و بدون ستونی از دور برای دیدن مسابقات را ایجاد مینماید.

یک مجموعه 30 عددی از پوسته ها ،که در سه گروه (12،6،12) شکل گرفته اند،به عنوان سایبان جایگاه به کار رفته اند.

 

یک عضو مخروطی عمودی به دنبال هر چتر،کشش لازم برای ممانعت از کج شدن پوسته به سمت جلو را فراهم می سازد.

 

ابعاد دهانه پوسته 16.5*65 فوت (5*19.8 متر)، با طره ای برابر 42فوت (12.8 متر ) روی جایگاه و 23 فوت ( 7 متر )در بالای بخش تفرجگاه پشتی می باشد .ضخامت پوسته از 2 اینچ (50 میلیمتر)در لبه های آزاد تا 5.5 اینچ(137 میلیمتر )در تاج طاقها روی تکیه گاه های اصلی متغیر است.

 

تئوری پوسته ها در سال 1930 برای تحلیل این سازه نا کافی بود . در نتیجه ، یک نمونه اولیه با مقیاس واقعی ساخته شد و مورد آزمایش قرار گرفت تا هنگامی که ریزش کامل پیدا کرده . این آزمایش ثابت کرد این سازه سه برابر قویتر از میزان مورد نیاز برای تحمل شرایط بارگذاری طبیعی می باشد.

 

این طرح به علت پایداری در چندین بمباران هوایی قابل ستایش میبا شد،در طی جنگ داخلی اسپانیا 26 بار مورد حمله قرار گرفت و ترک های گستر ده ای به علت ارتعاشات انفجارات نزدیک به محل قرار گیری آن بوجود آمد . ولی از نظر سازه ای بی عیب باقی ماند و نیاز به میزان کمی ملات برای تعمر خرابی ها داشت .سر ستونها برای ایجاد حرکت به سبب تغییرات طولی در اثر تغییرات دما در پوسته ها در بالا و پایین باریک گردیده بود و به منظور تامین پایداری جانبی ،تیر های حجیم ستون ها را در نیمه ارتفاع آنها به هم متصل می نمودند (درتراز کف تفرجگاه ).

 

 

 

 

 

 

[* v e n o o s * مهمان]

خطوط تنش در پوسته ی سایبان:

 

 

سازه ی جایگاه نشان دهنده ی تیرهای بکار رفته برای ایجاد ایستایی جانبی :

 

 

 

 

 

 

 

افلاک نمای مک دانل

این ساختمان (1963:سنت لوئیز،مونتانا،مهندس معمار : هلموت ،اوباتا و کاسابوم ،مهندس سازه : آ الپر )بوسیله یک پوسته شبه هذلولی از بتن مسلح به قطر 160 فوت (49 متر ) محصور شده است و یک فرم زین اسبی معمولی برای برج های خنک کننده دستگاه های اتمی به کار رفته است که به شکل نیم کره با قطری برابر60 فوت (18.3 متر ) می باشد و هدف از طراحی آن فقط محصور کردن افلاک نما نبوده است .

 

یک راهرو فضا ی اطراف گنبد را احاطه کرده که برای نمایشگاه و سیر کولاسیون به کار می رود .پلکان حلزونی شکلی از اطراف گنبد تا بخش سکوی مشاهده ستارگان در جایی که تلسکوپ ها برای استفاده در شب نصب شده اند ، بالا رفته است .لبه بالایی پوسته تا تراز چشم امتداد یافته است . فضای دیگر نمایشگاه ها و همچنین دفاتر اداری و خدمات پشتیبانی در زیرزمین قرار گرفته اند .

 

ضخامت متوسط پوسته 3 اینچ ( 75 میلیمتر )است که در بالا وپایین حلقه های کششی برای ایجاد مقاومت در برابر نیروی رانشی بیرونی در این 2 نقطه ضخامت آن افزایش می یابد .حلقه پایینی با 36 عدد زبانه (وتر) پس کشیده تقویت شده است و به عنوان یک تیر حلقوی که دهانه های بین 12 ستون را می پوشاند ، به کار میرود .سطح بیرونی کل پوسته پیرامونی از ترکیب پلاستیک ضد آب است و داخل آن عایق بندی شده و با اندود گچ پوشانده شده است .

 

 

[* v e n o o s * مهمان]

مهمانخانه چشمه آبگرم معدنی

 

این مهمانخانه کوچک (1958: ونیز ، فلورانس ، مهندس معمار :وی لاندی ،مهندس سازه :دی ساویر ) انبوهی از پوسته های چتری هایپار را برای سازه سقف به کار برده است .

75پوسته کوچک در یک الگومانند صفحه شطرنج قرار گرفته اند به حدی که ارتفاع پوسته های مجاور برای تامین یک پنجره بام پیرامونی به 2 فوت می رسد .در نتیجه چترها با شکلی بدون ستون و آزاد شناور به نظر می رسند.

 

هر پوسته مربعی طول ضلعی برابر 14.4 فوت ( 4.5 متر) وضخامتی برابر 12 اینچ ( 50 میلیمتر ) داشته و در محل ریخته شده است و متشکل از 4 هایپار می باشد . تمامی سقف در مرکز فقط به وسیله یک ستون مربع شکل پیش ساخته ، با اتصالات جوش نگاه داشته می شوند . این ستون بر روی یک سطح فرعی قرار گرفته که از طریق یک دال ایستایی جانبی لازم در آن تامین می گردد چنین هایپار چتری شکلی در ایالات متحد جدید بوده و بسیار سریع به شکل وسیعی توسط فلیکس کاندلا ( مهمترین طرفدار ساختمان با پوسته های نازک ) در مکزیک به کار رفته است . پروژه های کاندلا معمولا ساختمانهای صنعتی بوده که استفاده از این سیستم به سبب نیروی نسبتا ارزان کارگر، انتخابی اقتصادی بوده (نسبت به هزینه نسبتا بالای ساختمانهای فولادی مشابه).کاندلا معمولا آرایشی متفاوت از 4 هایپار برای ایجاد یک مربع گنبد که بر روی چهارگوشه آن تکیه داشته ،به کار میرود. چنین ترکیبی نیاز به یک تیر اتصالی محیطی برای مقاومت رانشی دارد.

 

 

[* v e n o o s * مهمان]

گنبد هایپار نیاز به تیر اتصالی پیرامونی برای مقاومت در برابر رانش ایجاد شده قابل گسترش دارند

 

 

 

 

 

 

شکل گیری یک پوسته از دو هایپار

 

[* v e n o o s * مهمان]

رستوران لس مانانتیالیس

مشابه قوسها ، پوسته ها هم می توانند برای ایجاد شکلهای متقاطع با هم برخورد داشته باشند.این رستوران (1958 :گزوچیمیلکو،مکزیک،مهندس معمار:جی و افاوردونز،مهندس سازه :اف کاندلا)شاید بزرگترین موفقیت کاندلا در طراحی پوسته ها، طاقهای متداخل هشت ضلعی متشکل از چهار هایپار متقاطع می باشند .فرم زیبا ومعمارانه آن بر روی یک سطح با قطر 150 فوت (46 متر)گسترده شده است .

از آنجایی که لبه های نازک و مورب پوسته به سطح زمین می رسند ،منحنی قبل از اینکه دوباره به مسیر رفت وبرگشتی خود باز گردد ،به سرعت تغییر شکل می دهد . ارتفاع در مرکز 19 فوت و در بالای لبه بیرونی به 33 فوت می رسد

 

سازه این ساختمان عملکرد قوسی داشته و نیروهای فشاری به متابعت از منحنی محدب در محلهای تقاطع (خط القعرها)جمع می شوند ،جایی که با عملکرد قوسی به تکیه گاهها منتقل شده اند .نیروی رانش بیرونی در پایه با عملکرد قوسی که از طریق تیرهای مهار فولادی ایجاد می شوند در پی ها خنثی می گردند. در نتیجه ،پی ها فقط بارهای عمودی را نگاه می دارند.طره ها بوسیله ترکیبی از قوس محدب و آویز مقعر در طول خط الراس نگاه داشته می شوند .پوسته با ضخامت متفاوت از 10.6 اینچ تا 1.2 اینچ به طرز شگفت آوری نازک میباشد و تمامی آن بوسیله شبکه فولادی به قطر 0.3اینچ به اضافه دو میله فولادی اضافی به قطر 0.63اینچ در اطراف پوسته تقویت گردیده است .تیرهای مهاری ،پی متشکل از 5 میله فولادی به قطر 1 اینچ می باشند.

 

 

 

 

[* v e n o o s * مهمان]

مخروطها

مشابه هایپارها،مخروطها فرم زین اسبی دارند اما تنشهای پوسته ای را نمیتوان به سادگی یک هایپار محاسبه نمود .قالبگیری آنها بسیار مشکل می باشد.

 

 

بارانداز لیچریا سیسما

این بارانداز (1952:پتلال نپانتلا،مکزیک ،مهندس معمار :

 

سی ریکامیر ،مهندس سازه :اف کاندلا) یکی از معدود نمونه های ساخته شده از پوسته های مخروطی می باشد.سقف ،ترکیبی از مخروطهای طره ای (به شکل سایبان روی محل بارگیری کامیون )وطاقهای استوانه ای (روی دهانه مرکزی )میباشد.مخروط ،به علت مقطع نوک باریک به طور معمول برای کاربرد طره مناسب می باشد.پوسته های سخت کننده بر روی این پوسته های اصلی به منظور مقاومت در برابر رانش ونیز کاهش تمرکز تنش بر روی ستونها اجرا شده اند ،در حالی که قسمت های قابل مشاهده در زیر سقف با همان وضعیت اصلی باقی مانده اند.

 

شیبدار بودن مخروطها نیاز به یک قالب بندی پیچیده دارد زیرا در حقیقت سطح مورد نظر فقط در یک جهت صاف و بدون انحنا می باشند .کاندلا سعی بر خم کردن تخته های قالب در جهت انحنا نمود ،ولی قالبها از شکل اصلی خارج شدند.قالبهای جدید با قوسهای تکیه گاهی متقاطع وصفحات مستقیم که به طرز نرمی نوک تیز می گردند،ساخته شدند و در جهت های مورد نظر قرار می گرفتند . این شیوه ساخت در عمل بسیار خسته کننده بوده است .

 

به علت وجود این مشکلات ،هنگامی که وی یک شیوه ساده برای تحلیل ، هایپارها را ابداع نمود ،دیگر از فرم مخروطی استفاده نکرد (به جز یک سقف معلق رود کافه تریای آزمایشگاههای لدرل).در حال حاضر نمونه های سقف های مخروطی بندرت دیده می شوند.

 

سقف بار اندازی متشکل از مخروطهای طره ای و پوسته استوانه ای

[* v e n o o s * مهمان]

پوسته های نامنظم (بی قاعده)

 

طاقهای سنتی که بارها را فقط به وسیله تنش های فشاری نگاه میدارند. با فرم های منحنی طنابی که مستقیما به شرایط بارگذاری پاسخ می دهند،محصور شده اند . توانایی پوسته ها برای مقاومت کششی امکان ایجاد فرم های آزادتری را فراهم می سازد ،مادامی که اغلب پوسته ها در محاسبات عددی سطوح ایجاد شده که در بالا توضیح داده شد متفاوت می باشند ،پوسته های نامنظم (فرم آزاد) می توانند جهت پاسخگویی به حس زیباشناسی و ملاحظات کاربردی وعملکردی طراحی شوند و باز هم از لحاظ سازه ای رضایت بخش باشند .به طور معمول چنین فرمهایی در عباراتی از فرمهای پوسته های غیر منظم (بی قاعده)شکل گرفته اند و تحلیل گردیده اند.

 

 

 

TWAترمینال

 

این ساختمان در فرودگاه بین المللی کندی قرار گرفته است، ترمینال بین المللی حمل و نقل هوایی (1962:نیویورک ،مهندس معمار : ارو سارنین و همکاران ،مهندس سازه : آمان و ویتنی). طراحی آن را سارنین اینگونه بیان میکند :برای دستیابی به سفری دلچسب فرودگاه کندی اولین فرودگاهی است که دارای ترمینال های جدا از هم که برای تعیین مشخصات محموله های جداگانه ساخته شده بودند ،میباشد .نتیجه آن یک زد و خورد معمارانه میان طرحها و شیوه های رقابت کننده با یکدیگر بوده است .یک ساختمان نسبتا کوچک در قلب مجموعه ای از ساختمان ها ترمینال (تی دبلیو ای) به طور ساده جذاب ترین ساختمان از لحاظ بصری می باشد .

ساختمان اصلی شبیه پرنده ای بزرگ است که آماده پرواز می باشد ،متشکل از 4 پوسته بتنی است که روی 4 ستون (وای انگلیسی ) شکل قرار گرفته اند.هر پوسته از پوسته دیگر به وسیله یک ردیف از پنجره ها جدا شده است . دو پوسته طاقی بزرگتر از روی اعضای تکیه گاهی بلند شده اند .پوسته های مجاور و کوچکتر برای امکان حرکت رفت وبرگشت پوسته های بزرگتر ،پایین تر قرار گرفته اند.

 

در مجموع آنها مجموعه ای زیبا از 700 تن فولاد و 3058 متر مکعب از بتن سبک میباشند . ضخامت بام از 7 اینچ در کنارتیرهای کناری تا 11 اینچ در طول تاج تا 40 اینچ در محل اتصال چهار بال ساختمان متغیر می باشد .

 

 

[* v e n o o s * مهمان]

در محل پشتبندها ضخامت سقف به حدود 3فوت میرسد .در 4 منطقه انتقالی ،جایی که تقویت های فولادی برای انتقال بار مرده 6000 تنی سقف به پشت بندها کافی میباشند ،میله های فولادی به قدری به هم نزدیک بودند که باید یک نظم و ترتیب مشخص برای برای تقاطع میلگردها پیروی می شد تا گروه میلگردها بتوانند در مقطعی به عرض 135اینچ قرار گیرند .این نکته باید مورد توجه قرار گیرند .این نکته باید مورد توجه قرار گیرد که در این طرح در ابتدا زیباشناسی نسبت به ملاحظات سازه ای ارجحیت داشته است .به همین علت ضخامت پوسته ها وارتفاع تیرهای کناری در مقایسه با این نوع سازه ها نسبتا زیاد

می باشد.

این فرم مجسمه گونه زیبا و ساده ،پیچیدگی بی نظیر قالب بندی مورد نیاز برای خلق چنین اثری را به خوبی نشان میدهد.در طراحی اولیه به شکل نمونه ،نقشه های اجرایی معماری منتج از نمونه های ساخته شده بوده است . پس از آن پیمانکار ، این نقشه ها را به نقشه های لازم برای اجرای قالب بندی تبدیل کرد . یک سیستم داربست خاص برای ایجاد سظوح منحنی مرکب برای شکل دادن با اختلافی کمتر از 0.25 اینچ به نقشه های معماری مورد استفاده قرار گرفت .

اگر مشابه این پروژه امروزه ساخته شود ،نقشه های ساخت به طور مستقیم از مدلهای سه بعدی کامپیوتری به دست می آیند ، ولی پیچیدگی قالب بندی و تعداد کارگران نصب آن باقی می مانند . تمامی اینها عواملی هستند که طراحی و ساخت چنین ساختمانهایی را مشکل می سازند و دلیلی بر اینکه پوسته ها .با وجود زیبایی که در ساختمان ترمینال ( تی دبلیو ای ) دارند هنوز ناشناخته باقی مانده اند.

 

ترمینال خطوط هوایی twa

،نمای خارجی

 

[* v e n o o s * مهمان]

هاینس ایسلر

 

یکی از پیشگامان استفاده از پوسته ها ،مهندس سوئیسی (هاینس ایسلر)می باشد .شیوه وی در طراحی استفاده از نمونه فرم منحنی طنابی ،متشکل از یک پوسته معلق که سپس سخت شده و معکوس گردیده برای تعیین شکل بهینه یک گنبد پوسته ای نازک بوده است. تجربه اولیه ایسلر استفاده از پارچه های مرطوب آویزان فرمهای زنجیرواره بیرونی که در زمستان امکان یخزدگی را فراهم می نمود ، سپس وارونه کردن آن ومطالعه شکل بدست آمده است . مطالعات اخیر استفاده از پوسته های همگرا ( با طول و خصوصیات سختی برابر در تمام جهات ) و سخت کردن آنها با رزین ( صمغ ) می باشد .

با وجود آنکه این قانون به خوبی فهمیده شده است (و در شروع قرن جدید به وسیله آنتونیو گائودی برای تعیین شکل نمازخانه کولونیا گوگل به کار رفته )، تکنیکهای جدید ایسلر، وی را به فهم وسیعتر از شرایط لبه ها و فرم های ایده آل برای حل آنها راهنمایی کرده اند. بنابراین ، مادامی که لبه های پوسته ها در طرح های ایسلر از یک هندسه ساده نشات می گیرند ، آنها به طور کامل سازگار با تنشهای موجود در لبه های پوسته می باشند.پوسته های بسیار نازک تحت شرایط بارگذاری بیشتر ، فقط تحت فشار باقی می مانند و هیچگونه ترکهای کششی در اکثر پوسته ها دیده نمی شود.در نتیجه، این پوسته های زیبای سقف از آسیب دیدگی مصون باقی می مانند.

[224 13]

سلام باتشکر اما اگر فایله سازه پوسته ای pdf بود عالی بود