نام فایل : بررسي رفتار سيستم سازه اي خرپاي پله‌اي 20 ص

فرمت : .doc

تعداد صفحه/اسلاید : 20

حجم : 2063 کیلوبایت

بررسي رفتار سيستم سازه اي خرپاي پله‌اي
چكيده:
سيستم سازه اي پله اي (
staggreed truss
) سيستمي است كه به تازگي از جانب مهندسين سازه در كشورهاي عربي مورد توجه و استفاده قرار گرفته است.در اين تحقيق ابتدا خصوصيات هندسي و معماري سيستم سازه اي خرپاهاي پله اي توصيف و سپس عملكرد اين سيستم با مدلسازي المان محدود مورد مطالعه قرار گرفته است.در اين مطالعه ميزان تغيير مكان جانبي نسبي طبقات،نيروي كششي در پي (
uplift
) و همچنين وزن فولاد مصرفي در اسكلت اين سيستم با ساير سيستم هاي رايج اسكلت فولادي (قاب‌هاي خمشي و قابهاي باد بندي)مقايسه شده است.
1- مقدمه
به منظور دستيابي به يك سيستم با كار آرايي بيشتر براي مفابله با بارهاي جانبي توام با تحمل بارهاي قائم و همچنين تغيير دادن فضاي معماري براي رسيدن به يك فضاي بزرگ بدون ستون مياني،نظريه اوليه سيستم خرپاي پله اي(شكل 1)ابتدا توسط تيم معماري و مهندسين عمران دانشگاه
M.I.T.
در دهه 1970 ميلادي معرفي شد
[1]
اما به دليل عدم امكان شناخت دقيق رفتار اين سيستم كه ناشي از محدوديتهاي تحليل و محاسباتي است ، چندان مورد توجه قرار نگرفت . با پيشرفتهاي حاصل شده درسالهاي اخير درعلم تئوري سازه ها و بخصوص روشهاي عددي و همچنين علاقه مهندسين آرشيتكت به فضاهاي باز ، اين سيستم از چندي قبل مجددا مورد توجه خاص قرار گرفته است . اين سيستم تا كنون در ساخت انواع گوناگون سازه هاي نميه مرتفع (15 تا 20 طبقه) مثل هتلها و ساختمانهاي مسكوني و خوابگاه‌ها و بيمارستان‌ها و دانشگاهها به كار رفته است.
2- خصوصيات سيستم خرپاهاي پله اي
نظريه پايه در مورد سيستم خرپاهاي پله اي اين است كه كل قاب سازه در مقابله با بارهاي جانبي به شكل يك تير طره قائم رفتار كند . دراين حالت تمامي ستونها در پيرامون سازه قرار مي گيرند و به عنوان بال تير طره و خر پاها بعنوان جان تير طره عمل مي كنند . بدين ترتيب در اسكلت سازه فقط دو رديف ستون كناري خواهيم داشت كه خرپاها مابين اين ستونها قرار خواهند گرفت . شكل (2) با قرار گرفتن ستونها در ديوارهاي پيراموني ساختمان ، ستونهاي داخلي حذف مي شوند و بنابراين در عرض ساختمان هيچگونه ستوني موجود نخواهدبود . از آنجا كه ترتيب قرار گيري خرپاها در كل طبقه به صورت يك در ميان در بين ستونها مي باشد در نتيجه يك فضاي خالي يا دو دهانه بين دو خرپاي مجاور در هر طبقه ايجاد مي‌شود. (شكل 3).
در جهت طولي ساختمان عمدتا از سيستم قاب خمشي استفاده مي گردد تا در محل قرارگيري پنجره‌ها در بعد طولي ساختمان هيچ عضو سازه اي (مثل اعضاي بادبندي ) قرار نگيرد . در اين صورت اگر دو برش از نماي طولي ساختمان از محل دو قاب مجاور را در نظر بگيريم ملاحظه مي‌شود كه خرپاها در قابهاي متوالي هم به صورت يك درميان در دهانه هاي مجاور نصب مي شوند. همچنين خرپاها درهر قاب نيز بصورت يك درميان در طبقات قرار مي گيرند. (شكل 4).
همانطور كه در شكل 4(ب و ج ) ملاحضه مي شود براي اينكه خرپاها كل عرض ساختمان را مسدود نكنند يك دهانه خالي در وسط خرپاها تعبيه مي شود تا يك راهرو دسترسي درهر طبقه فراهم شود.
از ديدگاه معماري، يكي از خصوصيات جالب سيستم مورد بحث آن است كه در طبقه همكف نيازي به اجراي خرپا نيست و مي توان با نصب مهاربندي هايي در اين طبقه برش حاصل از بارهاي جانبي از طبقات فوقاني را به پي سازه منتقل نمود . ازديگرمزاياي معماري وسازه اي سيستم خرپاهاي پله اي مي توان به موارد زير اشاره كرد .
[1]
و
[2]
:
ايجاد فضاهاي خالي و بدون ستون مياني در فاصله بين دو خرپا در كل عرض سازه و به اندازه دو دهانه در جهت طولي ساختمان.
لنگر خمشي ناچيز در ستونها ناشي از بارهاي ثقلي و جانبي بدليل عملكرد طره اي قاب ساختمان.
بدليل قرار گيري ستون ها در ديوارهاي پراموني ، فونداسونها فقط در خطوط ستونها قرار مي گيرند كه مي تواند تنها شامل دوپي نواري باشد . اين موضوع كاهش حجم قالب بندي و هزينه هاي مربوط را به دنبال خواهد داشت.
...