سازه کابل کشی بستی چیست؟

تاثیر سازه کابلی کش بستی​

کرنش فیبر در کابل ناشی از مجموع کرنش در کابل و شلی فیبر (در صورت وجود) است. در برخی از سازه های کابلی کش بستی محکم، الیاف به شدت به ساختار کابل کوپل می‌شوند. و کرنش اعمال شده بر روی کابل برابر با فشار اعمال شده بر روی فیبر است. در این حالت هر طول اضافی فیبر باعث کاهش فشار اعمال شده به الیاف نمی‌شود. ساختارهای کابل شل از نظر مکانیکی برای فیبر دوست‌تر هستند. زیرا الیاف درجاتی از آزادی برای حرکت در داخل کابل دارند.

ازدیاد طول فیبر کمتر از کابل است. کرنش فیبر تا زمانی که طول کابل به حدی برسد صفر می‌ماند. ارزش شلی فیبر لوله‌های شل همچنین انعطاف‌پذیری خمشی را بهبود می‌بخشند. زیرا الیاف می‌توانند از محور کابل مرکزی تا سطح کرنش پایین‌تری عبور کنند و در شعاع بیرونی تحت سطوح بالاتر کرنش مهار نمی‌شوند.

تعریف سازه کابلی کش بستی

سازه کابلی کش بستی، شکلی از سازه با دهانه بلند که در معرض کشش است. و از کابل‌های تعلیق برای پشتیبانی استفاده می‌کند. سازه های کابلی بسیار کارآمد شامل پل معلق، سقف کابلی و سقف چرخ دوچرخه است. منحنی برازنده کابل‌های اصلی بزرگ یک پل معلق تقریباً به شکل خطی است، شکلی که توسط هر رشته یا کابلی که آزادانه بین دو نقطه آویزان است، به خود می‌گیرد. سقف کابلی از بالا توسط کابل های فولادی که از دکل هایی که بالاتر از سطح سقف هستند. به سمت پایین تابش می شود. سقف چرخ دوچرخه شامل دو لایه کابل کش بستی است. که از یک حلقه کششی داخلی و یک حلقه فشار بیرونی تابش می‌شود. که به نوبه خود توسط ستون ها پشتیبانی می‌شود.

پل سازه کابلی کش بستی

پل سازه کابلی کش بستی(پل کابلی)، شکل پل که در آن وزن عرشه توسط تعدادی کابل مورب تقریباً مستقیم در کشش که مستقیماً به یک یا چند برج عمودی کشیده می‌شود. پشتیبانی می‌شود. برج ها نیروهای کابل را از طریق فشرده سازی عمودی به پایه ها منتقل می‌کنند. نیروهای کششی در کابل ها نیز عرشه را در فشار افقی قرار می‌دهد.

ساختار سازه کابلی کش بستی

سازه کش بستی ساختاری از عناصری است. که فقط کشش دارند. و فشار یا خمش ندارند. اصطلاح کشش را نباید با انعطاف پذیری، که یک فرم ساختاری با عناصر کششی و فشاری است، اشتباه گرفت. سازه های کش بستی رایج ترین نوع سازه های پوسته نازک هستند.

بیشتر سازه های کشبستی توسط نوعی از عناصر فشاری یا خمشی، مانند دکل ها (مانند O2، قبلاً گنبد هزاره)، حلقه های فشاری یا تیرها پشتیبانی می‌شوند.

ساختار غشایی سازه کابلی کش بستی

ساختار غشایی کش بستی اغلب به عنوان سقف استفاده می‌شود. زیرا آن‌ها می‌توانند از نظر اقتصادی و ظاهر جذاب فواید زیادی دارد. سازه‌های غشایی کش بستی نیز ممکن است به عنوان ساختمان‌های کامل مورد استفاده قرار گیرند. با چند کاربرد متداول که می‌توان به امکانات ورزشی، ساختمان‌های انبار و انبار و مکان‌های نمایشگاهی اشاره کرد.

کاربرد سازه کابلی کش بستی

این شکل از ساخت‌وساز تنها در اواخر قرن بیستم در سازه‌های بزرگ با دقت بیشتری تحلیل و گسترش یافته است. سازه‌های کش بستی مدت‌هاست در چادرها مورد استفاده قرار می‌گیرند. جایی که طناب‌ها و میله‌های چادر پیش تنیدگی را به پارچه می‌دهند. و به آن اجازه می‌دهند تا بارها را تحمل کند.

مهندس روسی ولادیمیر شوخوف یکی از اولین کسانی بود که محاسبات عملی تنش ها و تغییر شکل های سازه های کش بستی، پوسته ها و غشاها را توسعه داد. شوخوف هشت غرفه نمایشگاهی سازه های کش بستی و سازه های پوسته نازک را برای نمایشگاه نیژنی نووگورود در سال 1896 طراحی کرد. که مساحت آن 27000 متر مربع بود. استفاده جدیدتر در مقیاس بزرگ از ساختار کش بستی پوشیده شده با غشاء، کاسه موسیقی سیدنی مایر است. که در سال 1958 ساخته شد.

تاریخچه سقف استادیوم المپیک

این مفهوم بعدها توسط معمار و مهندس آلمانی فری اتو، که اولین استفاده از این ایده در ساخت پاویون آلمان غربی در نمایشگاه 67 مونترال بود، مورد حمایت قرار گرفت. اتو در ادامه از ایده سقف استادیوم المپیک برای المپیک تابستانی 1972 مونیخ استفاده کرد.

مواد متداول برای سازه

مواد متداول برای سازه های پارچه ای منحنی مضاعف، فایبرگلاس با روکش PTFE و پلی استر روکش شده با PVC است. اینها مواد بافته شده با استحکام متفاوت در جهات مختلف هستند. الیاف تار (الیافی که در اصل مستقیم هستند – معادل الیاف شروع در یک ماشین بافندگی) می‌توانند بار بیشتری را نسبت به الیاف پود یا پرکننده که بین الیاف تار بافته می‌شوند تحمل کنند.

سازه های دیگر از فیلد ETFE، چه به صورت تک لایه یا به شکل بالشتک (که می تواند باد شده باشد، برای ایجاد خواص عایق خوب یا برای جلوه زیبایی شناختی – مانند آلیانز آرنا در مونیخ) استفاده می‌کند. بالشتک‌های ETFE همچنین می‌توانند با الگوها حکاکی شوند تا سطوح مختلف نور در هنگام باد کردن به سطوح مختلف انعکاس کند.

رفتار سازه در نور روز

در نور روز، شفافیت غشای پارچه، فضاهای نرم و پراکنده طبیعی را ارائه می‌دهد. در حالی که در شب، می‌توان از نور مصنوعی برای ایجاد درخشندگی بیرونی محیط استفاده کرد. آنها اغلب توسط یک قاب ساختاری پشتیبانی می‌شوند. زیرا نمی‌توانند استحکام خود را از انحنای مضاعف بدست آورند.

گنبدهای کش بستی

یکی دیگر از کابردهای سازه های کش بستی در نصب و اجرای گنبد است. گنبدهای کش بستی که به گنبدهای تنسگریتی معروف هستند نسبت به دیگر گنبدها فواید و مزایای بسیار زیادی دارند. به عنوان مثال اجزای این گنبد مانند سازه های فضایی پیش ساخته هستند. و در هنگام اجرای آن مشکلی پیش نمی‌آید. سرعت بالا در نصب گنبد و دقیق بودن طراحی از مزایای اصلی گنبد کش بستی است. استحکام این سازه به دلیل تقسیم شدن نیرو در بین اعضا بسیار بالا است و شکست به راحتی اتفاق نمی‌افتد.

مزایای گنبدهای تنسگریتی

بهتر است درباره ویژگی جالب گنبدهای کش بستی بدانید. در این نوع سازه اگر در بین اعضا شکست اتفاق بیافتد. مسیر تقسیم گذاری نیرو دوباره در بین دیگر اعضا تشکیل می‌شود. و در سازه اشکالی به وجود نمی‌آید. انعطاف در این سازه ها باعث می‌شود در اثر نیرو و فشارهای ناشی از عوامل محیطی مانند طوفان ها رفتار مناسبی داشته باشند.

بعضی مهندسین سازه این نوع سازه را به دلیل هزینه اجرایی بسیار کم جزو سازه های غشایی حساب می‌کنند. بار مرده و زنده در این سازه به دلیل استفاده نکردن از بتن تا حد اکان پایین است. و بار زنده استاتیکی به دلیل تقسیم نیرو کاهش قابل توجهی داشته است. دیگر سازه های خرپا و سیستم های پوسته بتنی یا بلوکی بار مرده بسیار زیادی دارند. که در رفتار سازه تاثیر منفی دارد.

سازه های کش بستی یا تنسگریتی چه مفهومی دارند؟

برای توضیح ساده این نوع سازه ها از معنی اسم تنسگریتی شروع می‌کنیم. در نگاه اول سازه کش بستنی سازه ای است که اتصالات آن توسط بست های کش مانند است. اما سازه کش بستی ساختار پیچیده تری دارند. کابل ها در این سازه کشش و یکپارچگی ایجاد می‌کنند. نمونه این یکپارچگی پل ها هستند.

پل هایی با ساختار کش بستی برای دهانه های بسیار بزرگ در صورت پاره شدن کابل ها در هم می‌شکنند. کلمه تنسگریتی(Tensegrity) نیز به همین صورت است. و از ترکیب دو کلمه تنشن(Tension) و اینتگریتی(Integrity) تشکیل شده. تنشن به معنی تنش و کشش است. و اینتگریتی به معنی یکپارچگی و کامل بودن است. تنسگریتی یعنی یکپارچگی و تعادل سازه وابسته به تعادل کشش میان کابل ها می‌باشد.

 

 

فهرست مطالب