پایان نامه سازه‌های باز شونده و جمع شونده

سازه‌های فضایی را می‌توان به عنوان برگی بر گرفته از طبیعت دانست، فرم‌های طبیعی از صلبیت فوق العاده ای برخوردارند واز حداقل مصالح برای حداکثر استفاده سازه ای بهره می‌گیرند  سبکی و نصب سریع، چند منظوره بودن، تنوع در شکل و طرح عدم نیاز به نیروی زیاد در مراحل نصب و برچیدن، سهولت حمل ونقل، قابلیت استفاده در ابعاد ودهانه‌های مختلف و ... از جمله عواملی می‌باشند که استفاده روز افزون این نوع سازه‌ها را در دنیای علم و فن آوری توجیه پذیر می‌سازند  توسعه قابل توجه سازه‌های فضا کار مرهون تلاش و  فعالیت مهندسان نخبه دنیا در اواخر قرن نوزدهم می‌باشد.

تعداد صفحات 50 word

-1 مقدمه. 1

1-2 تعریف سازه‌های فضایی باز شونده و جمع شونده. 2

1-3 موارد کاربرد سازه‌های فضایی باز شونده و جمع شونده. 2

1-3-1 موارد نیاز به سازه‌های باز شونده و جمع شونده. 2

1-3-2  مزایای سازه‌های فضایی باز شونده و جمع شونده. 2

1-3-3 موارد استفاده. 3

شکل 1-2-1 نمونه ای از آنتن های بشقابی [5]. 3

1-4 مکانیزم‌های مختلف در سازه‌های باز شونده و جمع شونده. 4

1-4-1 مکانیزم‌های چتری.. 4

شکل 1-4-1 یکنوع مکانیزم چتری ]2[. 4

1-4-2 مکانیزم المان‌های تا شونده مفصلی (زانویی) 5

شکل 1-4-2 مکانیزم المانی های تا شونده مفصلی]2[. 5

1-4-3 مکانیزم المان‌های قیچی سان. 5

شکل 1-4-3 مکانیزم المانهای قیچی سان ]2[. 5

1-4-4 مکانیزم کشویی.. 5

1-4-5 سازه‌های باد شده با هوا 6

1-4-6 مکانیزم سازه‌های تا شونده صفحه ای.. 6

1-5 بافتار مختلف در سازه‌هایی باز شونده و جمع شونده. 6

شکل 1-6-1 باز و بسته شدن واحدهای کوچک ]2[. 6

1-5-1 سازه‌های خطی.. 7

شکل 1-6-2 چند نوع سازه خطی باز شو متشکل از واحدهای بهم پیوسته ]6[. 7

1-5-2 شبکه‌های تخت... 7

1-5-3 شبکه‌های بلوری.. 7

شکل  1-6-3 شبکه های بلوری ]6[. 8

1-5-4 چلیک استوانه ای با نقش دو طرفه. 8

شکل  1-6-4 چلیک استوانه ای ]14[. 9

1-5-5 چلیک استوانه ای با نقش سه طرفه. 9

1-5-6 گنبدهای کروی با نقش دو طرفه. 9

شکل  1-6-5 گنبد کروی ]14[. 10

1-5-7 گنبدهای کروی با نقش سه طرفه. 10

1-5-8  گنبدهای کروی با المان‌های قیچی سان 3 لولایی.. 10

1-5-9 گنبدهای کروی ژئودزیک.... 11

1-5-10 سایر انواع سازه‌های باز شونده و جمع شونده. 11

1-6 طرح گره‌ها و اتصالات و روش‌های باز و بسته کردن سازه. 11

1-7 تاریخچه سازه‌های فضا کار باز و جمع شونده. 12

1-8 نمونه‌هایی از سازه‌های جمع شونده و باز شونده از سراسر دنیا 12

شکل 1-8-1  ball dome ]6[. 13

شکل 1-8-2  safeco field.. 15

شکل 1-8-3 reliant. 15

2-1 طراحی هندسی سازه های فضایی بازشونده وجمع شونده. 16

2-1-1  اصول کلی و روابط هندسی.. 16

شکل (2-1-1) یک مکانیزم سازه بازشو متشکل از دو المان قیچی سان ]6[. 16

شکل (2-1-2 a،b) نمایش صوری شرایط سازگاری هندسی در المانهای قیچی سان]8[. 17

شکل (2-1-3) یک مجموعه بازشونده وجمع شونده با شکل فرضی دلخواه]8[. 17

2-1-2 طراحی هندسی در شبکه‌های فضایی تخت مشکل از واحدهای چند ضلعی منتظم   17

شکل 2-1-3  مشخصات هندسی واحدهای چند ضعلی تخت باز شونده و جمع شونده]8[. 18

شکل  2-1-4 طراحی هندسی واحدهای چندضعلی با استفاده از خصوصیات بیضی]8[. 21

2-2  رفتار سازه های باز شونده و جمع شونده در مرحله باز و بسته شدن. 23

2-2-1  بررسی پارامترهای هندسی موثر بر رفتار سازه در حین باز و بسته شدن  23

شکل 3-1-1 روش باز و بسته کردن واحدهای منفرد ]16[. 24

جدول2-2-1 نتایج آنالیز واحد چهارضلعی تخت با نسبتهای هندسی مختلف تحت تغیر مکان اعمال شده برای جمع کردن سازه]16[  24

شکل 2-2-2  نیروی لازم برای باز و بسته کردن واحدهای تخت چهارضعلی برحسب زاویه اعضای قطری با امتداد قائم]16[  25

شکل 2-2-3 نیروی لازم برای باز و بسته کردن واحدهای تخت چهارضعلی برحسب نسبت اعضای قطری ]16[. 26

2-2-2 تغییرات کمیت‌های سازه ای در حین جمع شدن سازه. 26

2-2-3  پارامترهای موثر بر رفتار غیر خطی سازه در حین باز شدن. 27

شکل 2-2-5 تاثیر نسبت های هندسی بر پاسخ سازه در خلال باز وجمع شدن]16[. 28

شکل 2-2-4 تغییرات کمیات سازه ای در خلال باز و جمع شدن]16[. 28

تاثیر مقاطع عرضی المان های قیچی سان داخلی بر لنگر خمشی.. 30

تاثیر مقاطع عرضی المان های قیچی سان داخلی برنیروی محوری.. 30

تاثیر نسبت اندازه بر سختی المانهای قیچی سان داخلی به بار مورد نیاز. 30

تاثیر نسبت اندازه بر سختی المانهای قیچی سان داخلی به لنگر خمشی.. 30

تاثیر نسبت اندازه بر سختی المانهای قیچی سان داخلی به نیروی محوری.. 30

تاثیر مقاطع عرضی المان های قیچی سان داخلی بر بار مورد نیاز. 30

شکل 2-2-7 تاثیر نسبت اندازه بر سختی به پاسخ سازه در حین باز و جمع شدن.. 30

شکل 2-2-6  تاثیر مقاطع عرضی المان های قیچی سان داخلی بر پاسخ سازه. 30

شکل 2-2-8 تاثیر محدودیت حرکت گره های گوشه بر پاسخ سازه درحین باز و جمع شدن  ]16[. 31

2-3 تحلیل و طراحی.. 32

2-3-1 روند آنالیز ماتریسی سازه‌های باز شونده و جمع شونده. 32

شکل 2-3-1  عضو سه گره ای تشکیل دهنده المان های قیچی سان در فضای سه بعدی] 4[. 33

شکل 2-3-2  المان تیر سه گره ای در فضای سه بعدی ] 4[. 34

شکل 2-3-3 روابط نیرو تغییر مکان یک تیر سه گره ای در فضای سه بعدی.. 35

شکل 2-3-4  روابط نیرو تغییر مکان برای یک تیر سه گره ای بدون پیچش و ممان در گره] 4[. 37

شکل 2-3-5 شکل خلاصه ماتریس سختی اعضای المان های قیچی سان] 4[. 38

شکل 2-3-6 المان کابل یا میله در فضای سه بعدی به همراه رابطه نیرو- تغییر مکان در سه بعد] 4[. 39

2-3-2 روند طراحی سازه‌های باز شونده و جمع شونده. 39

2-3-3 طرح المان‌های کابل و میله. 39

2-3-4 طرح المان‌های قیچی سان. 40

2-4 بهینه یابی سازه های بازشونده و جمع شونده. 41

2-4-1  فرآیند طراحی بهینه. 41

2-4-2  رابطه سازی مسائل بهینه یابی.. 41

شکل 2-4-1  دامنه های امکان پذیر و امکان ناپذیر ]15[. 42

2-4-3  رابطه سازی سازه فضا کار باز شونده و جمع شونده. 42

2-4-4 متغیرهای از پیش تعیین شده. 43

2-4-5 متغیرهای طراحی.. 43

2-4-6  تابع هدف... 43

2-4-7  قیدهای طراحی.. 43

2-4-8  نمودار جریان بهینه یای وزن سازه تاشو. 45

2-4-9  روش‌های نو در بهینه سازی.. 45

2-5 کارهای آتی و زمینه‌های تحقیق آینده. 47

منابع. 48