منبع پایان نامه ارشد با موضوع قرن نوزدهم، حمل و نقل

دانلود پایان نامه ارشد

تنش هاي اعضاي لايه فوقاني عرشه به صورت کانتوهاي رنگي بر اساس راهنماي رنگ بندي تنش ها …… 186
3-259- نمايش تنش هاي اعضاي لايه تحتاني عرشه به صورت کانتوهاي رنگي بر اساس راهنماي رنگ بندي تنش ها ….. 186
3-260- راهنماي رنگ بندي تنش ها ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 186
3-261- بيشترين تنش هاي اعضاي لايه تحتاني عرشه بر اساس راهنماي رنگ بندي تنش ها …………………………………………. 187
3-262- ظرفيت مجاز باربري و ساير اطلاعات مربوط به عضو 151 از لايه تحتاني ……………………………………………………………… 188
3-263- نيروي محوري فشاري ناشي از مجموع بارهاي مرده و متحرک و ساير اطلاعات مربوط به عضو 151 از لايه تحتاني …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 190
3-264- پلان عرشه پل به صورت سازه فضايي دو لايه با آرايش مربع روي مربع جابه جا شده ………………………………………….. 191
3-265- نماي عرشه پل به صورت سازه فضايي دو لايه با آرايش مربع روي مربع جابه جا شده …………………………………………. 191
3-266- پيغام بيشتر بودن نيروي محوري فشاري از بار کمانش بحراني در عضو 151 از لايه تحتاني ……………………………….. 192
3-267- پيغام بيشتر بودن نيروي محوري فشاري از بار کمانش بحراني در عضو 151 از لايه تحتاني ……………………………….. 194

1-1- تعريف سازه هاي فضايي
با استناد به گزارشي که در رابطه با “وضعيت موجود سازه هاي فضايي” توسط انجمن بين المللي پوسته ها و سازه هاي فضايي (IASS) در سال 1984 انتشار يافت مي توان تعريف زير را براي اين سازه ها پذيرفت:
يک سازه فضايي را مي توان به صورت يک سيستم سازه اي در نظر گرفت که از عضوهايي خطي تشکيل شده است و طرز قرارگيري آنها به گونه اي است که بارها به صورت سه بعدي منتقل مي شوند. در بعضي موارد، عناصر سازنده ممکن است دو بعدي نيز باشند. يک سازه فضايي اغلب سطحي صاف يا منحني گونه به خود مي گيرد [1].

در گزارش انجمن مهندسين راه و ساختمان آمريکا با عنوان “وضعيت موجود سازه هاي شبکه اي” انتشار يافته در سال 1976، سازه هاي فضايي به عنوان دسته اي از سازه هاي شبکه اي معرفي و به صورت زير تعريف شده اند: يک سيستم سازه اي به صورت مجموعه اي از عضوهاي به هم پيوسته است. (نه به صورت يک صفحه پيوسته) ويژگي ديگر سيستم هاي سازه هاي شبکه اي اين است که مکانيزم انتقال بار آنها در حالت طبيعي سه بعدي است. لذا به طور کلي سازه هاي فضايي به آن دسته از سازه ها اطلاق مي شوند که ماهيتاً داراي رفتار و عملکرد مسلط سه بعدي مي باشند، به نحوي که اثر هيچ يک از سه بعد در رفتار سازه تحت تأثير کنش هاي وارده قابل صرف نظرکردن نيست. اين سازه ها به طريقي پيکربندي مي شوند که مسير انتقال بارها را از طريق عناصر سازه اي در سه بعد تأمين نمايند [1].

برخي اوقات بين قاب هاي فضايي و خرپاهاي فضايي تمايز قائل مي شوند. بر طبق اين تعريف، خرپاهاي فضايي سيستم هايي هستند که اتصالات آنها مفصلي است در حالي که واژه قاب هاي فضايي مخصوص سازه هايي است که اتصالات صلب دارند. بنابراين بر اساس گزارش گروه مهندسين IASS، سازه هاي فضايي به عنوان يک واژه کلي به کار رفته است و خرپاي فضايي، تنها يکي از زير مجموعه هاي آن به حساب مي آيد. سازه هاي فضايي با مصالح و روش هاي گوناگون احداث و در گروه هاي کلي به شرح زير طبقه بندي مي گردند [1].

1-2- توسعه اوليه شبکه هاي فضايي
سازه هاي فضايي را مي توان به عنوان برگي برگرفته از طبيعت دانست. فرم هاي طبيعي از صلبيّت فوق العاده اي برخوردارند و از حداقل مصالح براي حداکثر استفاده سازه اي بهره مي گيرند. به گفته Makowski فرم هاي طبيعي در جهت حداقل انرژي رفتار مي کنند. در سال 1940 م، Le Recolais، يکي از ترويج دهندگان مشهور سازه هاي فضايي، توجه همگان را به گونه ژئودزيک سطوح کروي جلب کرد که ويژگي اسکلت هاي استخواني Radia tuscaretta globosa را داشتند. انسان هرگز در تقليد اين گونه از نمونه هاي برگرفته از طبيعت کم اشتياق نبوده است. معماران و مهندسان همواره در پي يافتن راه حل هاي جديد براي حل مسئله فضاهاي محصور بوده اند. با صنعتي شدن و توسعه دنياي مدرن تقاضا براي استفاده از سازه هاي با دهانه هاي بزرگ افزايش يافت. سازه هاي مشبک فضايي به دليل تنوع بسيار و انعطاف پذيري، ابزار با ارزشي براي دستيابي به فرم هاي جديد توسط معماران و مهندسان مي باشند. پيش از ورود به بحث طراحي و کاربرد شبکه هاي فضايي در اواخر قرن بيستم، نگاه به گذشته و کاربرد اوليه سازه هاي سه بعدي، مفيد است [2].

تا اواسط قرن هيجدهم ميلادي، مصالح اصلي در دسترس براي معماران و مهندسان، سنگ، چوب و آجر بود. فلزات، کاربرد محدودي داشتند و اغلب براي اتصال بين قطعات ساخته شده از ساير مصالح به کار مي رفتند. از گستره وسيع مصالح موجود در آن زمان، سنگ و آجر، در برابر فشار مقاوم، ولي در برابر کشش ضعيف بودند، به همين دليل براي سازه هاي سه بعدي مثل گنبدها و طاق ها مناسب بودند. از پيشرفت هاي قابل توجه در اين زمينه اجراي طاق ها توسط کارگران قرون وسطي بود. بزرگترين دهانه ها در ميان گنبدهاي آجري، کليساي سنت پيترز در رم (93-1588) و سانتاماريادل فيوره در فلورانس (34-1420) بودند که هر دو در پايه گنبد، قطري معادل 42 متر داشتند [2].

شايد بر همگان روشن نباشد که الکساندر گراهام بل، مخترع تلفن، يکي از اولين کساني بود که زيبايي هاي سازه هاي فضايي را شناخت و آنها را در سازه هاي واقعي به کار برد. وي در دهه اول قرن بيستم، خرپاهاي فضايي مرکب از قطعات چهار وجهي و هشت وجهي را آزمايش کرد و در مجله نشنال ژئوگرافي در سال 1903 به شرح ساختمان کايت پرداخت. در حقيقت، او را بايد سازنده يکي از اولين نمونه هاي هواپيما، با استفاده از مفهوم يک سازه فضايي چند لايه اي دانست. از آنجا که کاهش وزن در سازه هاي هوايي بسيار مهمتر از ساختمان هاست، جاي تعجب نيست که اولين تلاش ها براي بهره گيري از مزيت سبکي سازه هاي فضايي، که از کارايي سازه اي آنها ناشي مي شد، در ساختن هواپيماها انجام گرفت. در اين شرايط بود که برادران رايت امکاناتي را که به وسيله واحدهاي چهار وجهي فراهم مي شد، کشف کردند (شکل 1-1). [2].

شکل (1-1) : تجارب اوليه سازه هاي مشبک فضايي توسط گراهام بل در اولين دهه قرن بيستم ميلادي

از ديدگاه تاريخي، اولين سازه فضايي، گنبدهايي بود که توسط مهندسان آلماني Schwedler و Zimmerman که در قرن نوزدهم از پيشگامان اين علم بودند، ساخته شد. ساخت دهانه 361 فوتي براي سازه نمايشگاه ليون در سال 1894 م، توسط Zimmerman کامل شد. گنبد Schwedler بلافاصله پس از جنگ جهاني دوم بر فراز مرکز مهندسي شارلوت در کاروليناي شمالي آمريکا ساخته شد که طول دهانه آن حدود 332 فوت بود [2].

در واقع سازه هايي با اين ابعاد در آن زمان، بزرگ و قابل توجه بودند. اين تجربه هاي آغازين، تقريباً تا سال 1937 هنگامي که دکتر Mangeringhausen تمايل به سازه هاي فضايي را دوباره رواج داد، فراموش شده بود. او دريافته بود که رواج سازه هاي فضايي در مقياس بزرگ جهاني، فقط در صورتي امکان پذير خواهد بود که اجزاي سازه به صورت کارخانه اي توليد و مونتاژ آن در محل انجام شود. براي دستيابي به اين دو هدف لازم بود که تنوع عضوي کاهش يابد و روش مونتاژ آن در محل انجام شود. به طور مطلوب، يک سازه فضايي بايد شامل عضوهايي با طول مساوي باشد. بنابراين، در عمل سعي مي شود که تا تعداد طول هاي متفاوت تا حد امکان کاهش يابد. تحقيقات توپولوژيکي دکتر Mangeringhausen به کاهش تنوع معطوف بود و اختراع اتصال Mero او به خوبي مشکل مونتاژ را حل کرد. با اين پيشرفت ها Mangeringhausen توانست با موفقيت سازه هاي فضايي را در سال 1942 به صورت تجاري در آورد [2].

اتصال جهاني Mero توانست تا تعداد 18 عضو را با زواياي مختلفي در سوراخ هاي قلاويز شده که بر روي سطح آن پخش بودند پذيرا باشد. اين امر نخستين بار براي ساخت دقيق سازه هاي فضايي متشکل از اجزاي توليد انبوه کارخانه اي، که با روش ساده Mechano مونتاژ مي شدند، امکان پذير شد. حمل و نقل آنها هيچ مشکلي ايجاد نمي کرد، زيرا بخش هاي مجزا، اندازه و وزن قابل کنترلي داشتند. مجموعه سازه هاي فضايي را مي توان حتي در مکان هاي دور و با استفاده از کارگر نسبتاً غير متخصص اجراء نمود. روش کار Mangeringhausen موجب پيشرفت هاي مشابهي در سراسر جهان شد. در سال هاي بعد، جهان شاهد افزايش سيستم هاي خاص بود. Octatube، Nodus، Unibat، Unistrut، Space Deck، Triodetic و مشتقات آنها از جمله سيستم هايي هستند که در اين دوره در قسمت هاي مختلف جهان گسترش يافتند. در واقع با وجود توسعه و پيشرفت حاصل از تلاش هاي گراهام بل در زمينه خرپاهاي فضايي سه بعدي سبک وزن در اوايل قرن بيستم، تا قبل از سيستم مرو در سال 1943، اين خرپاها در معماري کاربردي نداشتند. اين اولين سيستم شبکه فضايي بود که به صورت گسترده در دسترس معماران و مهندسان قرار گرفت. اين سيستم، همچنان که هنوز هم رايج ترين روش در ساخت خرپاهاي فضايي است. شامل اعضاي لوله اي منفرد و اتصالاتي از نوع پيونده هاي کروي (گوي سان) است. عموميّت استفاده از اين سيستم تا به امروز ادامه دارد. زيرا علاوه بر زيبايي سازه اي مي تواند به اشکال گوناگون و با سيستم هاي متنوع، متشکل از پيونده هاي کروي و لوله ها مورد استفاده قرار گيرد. يک نوع شناخته شده از اين سيستم، شبکه هاي دو لايه با استفاده از مدول هاي پيش ساخته است. در انگلستان، در دهه 1950، دنينگ آف چاد سيستم سقف فضايي را بر اساس مدول هاي هرمي فولادي پيش ساخته که به يکديگر جوش مي شوند (با ابعاد 22/1 x 22/1 متر در پلان و 05/1 متر يا 61/0 متر در ارتفاع)، توسعه داد. با اندکي تغييرات در ابعاد مدول ها و مصالح، سيستم سقف فضايي تاکنون به صورت گسترده و موفقيت آميز براي سازه هاي کف و بام مورد استفاده قرار گرفته است. يک مدل مشابه با همان ابعاد در پلان ولي ارتفاع کل 600 ميلي متر، براي ساخت بام و کف در سيستم ساختماني مدولار ننک به کار برده شد. اين سيستم توسط وزارت ساختمان هاي عمومي سابق در انگلستان با همکاري دنينگز توسعه يافت و در ساخت سربازخانه و بلوک هاي ارتش در اوايل دهه 1960 به کار برده شد. در دهه 1950 و 1960، سيستم هاي مشبک فضايي در تمام دنيا مورد استفاده قرار گرفت، چراکه معماران به زيبايي اين شبکه هاي مدولار پي بردند و مهندسين با گزينه هاي مختلف براي اتصال اجزا به يکديگر، انواع مصالح و اشکال هندسي متفاوت را با کمک اين سيستم آزمايش کردند. در آمريکا ريچارد باکمينستر فولر (1981-1895) در پي مطالعاتي که در مورد نحوه اتصال تعدادي از کره ها به يکديگر انجام داد، به سيستم خرپاي هشت وجهي دست يافت. تمام خرپاي هشت وجهي از هندسه هشت وجهي، چهار وجهي تشکيل مي شوند و از خطوطي که مرکز کره را به صورت پيوسته به يکديگر متصل مي کنند، تشکيل شده است. بنابراين هر کره توسط حداقل 12 عضو احاطه شده است و اعضاي شبکه فضايي از خطوط بين کره ها تبعيت مي کنند [2].

کنراد واچسمان (80-1901) در سال 1959 براي توسعه يک سيستم شبکه فضايي در دهانه بزرگ سيستمي را پيشنهاد کرد که از مجموعه اي از اتصالات عمومي نسبتاً پيچيده که از ترکيب چهار عضو آهني استاندارد که امکان اتصال بيست عضو لوله اي را در هر گره فراهم ساخت، تشکيل شده بود. دو نوع لوله با قطر مختلف به کار گرفته شده بودند، يک نوع براي اعضاي ممتد

پایان نامه
Previous Entries منبع پایان نامه ارشد با موضوع فضايي، آرايش، لايه، ناشي Next Entries منبع پایان نامه ارشد با موضوع پردازش اطلاعات، دانشگاه تهران، سرعت پردازش