سازه های پارچه ای مدرن(مراحل طراحی)

سازه های پارچه ای

مراحل طراحی سازه های پارچه ای

هرچند طراحی نمی تواند بصورت یک روند خطی صرف تعبیر شود،نگرش به طراحی یک سایبان یا سازه های پارچه ای به صورت یک ترتیب گسترده پنج مرحله ای می تواند به عنوان یک روش مؤثر به شمار رود :

  • طراحی
  • تکامل یک شکل مناسب
  • تعیین یک روش پیش تنش دهی کارآمد.
  • آزمایش سازه پیشنهادی برای پایداری تحت کلیه شرایط بارگذاری.
  • تعیین ابعاد قطعات(پارچه و کابل ها) برای تولید.
  • نهایی کردن انتخاب مصالح ونازک کاری ها.

 

در تعیین هندسه دقیق انحنا در سازه های  پارچه ای موارد زیر باید مد نظر قرار گیرند:

  •  به هر اندازه که انحنای سطح بیشتر باشد، نقش پیش تنیدگی به عنوان وسیله فراهم کننده سختی سطح و جلوگیری از لرزش مؤثر تر خواهد بود.
  •  در مقابل، انحنای بیش از حد می تواند اشکالات اجرایی در ایجاد پیش تنیدگی، به ویژه با مصالح سخت نظیر پارچه فایبر گلاس با اندود«PTFE» که در مقابل تغییر شکل مقاومت می کند و به پارچه اجازه توزیع مجدد تنش اضافی موضعی را نمی دهد، به وجود آورد.
  •  میزان انحنا در سطح سایبان باید به طور نسبی یکنواخت باشد، تغییرات زیاد در انحنا می تواند به ایجاد سطوح نرم در برخی قسمتها و سطوح سخت در سایر قسمت ها منجر شود که این حالت بسیار نامطلوب است.

مدل سازی فیزیکی سازه های پارچه ای

شکل صحیح برای ایجاد یک سایبان پارچه ای تحت تنش را می توان به سهولت با مدل سازی فیزیکی پیدا کرد.مدل ها را حتی می توان با  « جدارۀ صابونی» منسوجات نازک نظیر مواد جوراب نایلونی « لیکرا»  یا ورق (PVC) حرارت پذیر ساخت.یک پوسته  صابونی می تواند در یک «قالب» سیمی که تقریباً بیانگر هرگونه مرز مطلوب است،تشکیل یابد. این جدار صابونی به طور خودکار با کشش سطحی یکنواخت ، شکل قاب را به خود می گیرد و این امر دقیقاً معرف هندسه غشا در اندازه واقعی خواهد بود.

محاسبات رایانه ای سازه های پارچه ای

یک روش دیگر برای فرم یابی تجزیه وتحلیل رایانه ای بوده و در حال حاضر بسیاری از مؤسسات تخصصی طراحی از نرم افزارهایی بهره می گیرند که این نرم افزارها در پاسخ به متغییرهای بیان شده در طراحی، اشکال پارچه ای بسیار دقیق و قابل اعتمادی ارائه می دهند. دو مرحل اجرایی کار از این قرارند:

  • در مرحله نخست رایانه فرمی را می یابد که یک غشای «خالص» می تواند آن را بین مرزهای پیشنهادی خود با کشش یکنواخت در تمام جهات ایجاد نماید.
  • در مرحله دوم ویژگی های فیزیک ماده پیشنهادی غشا وارد برنامه شده و این امر به طور اجتناب ناپذیری تغییر مذکور در محاسبات منظور می شود. برای مثال باید بررسی شودکه آیا مواد بافت شده در امتداد تار بیشتر کشیده می شوند یا پود؟درکلیه مراحل، طراح از توانایی عقب و جلو کردن اشکال نمایش داده شده وتغییر دادن آن ها به تمام شیوه های تا دستیابی به یک نتیجه رضایت بخش برخوردار است. همچنین برای بررسی موقعیت های تکیه گاهی جایگزین، رسیدن به اشکال متفاوت مرزی، یافتن روشهای گوناگون

 جمع آوری کشش سطوح به کابل های و انتقال نیروها از طریق  سازه به زمین ونیز در بررسی انواع مختلف غشا این روش  می تواند کارساز باشد. صفحه نمایش نیز می تواند با استفاده از تغییرات  رنگ نشان دهد که هر قسمت از سازه تا چه میزان تحت تنش است و آیا قسمت هست که تحت کشش نباشد؟ (که البته این موضوع قابل قبول نیست).

روش های ترکیبی

بهترین روش استفاده از مدل سازی فیزیکی برای تعیین شکل اولیه و آزمایش چشمی طرح و تحلیل رایانه ای جهت تعیین دقیق شکل نهایی ،واعتبار بخشی به پایداری طرح تحت کلیه شرایط بارگذاری و ایجاد الگوهای برش پارچه می باشد.در ضمن مرحله آخر باید فوق العاده اجرا شود.

تنظیم دقیق شکل حاصل از تئوری

گرچه ممکن است اشکال بدست آمده از روش مدل سازی آزمایشگاهی یا محاسبه رایانه ای یه طور مطلوب کلیه تنش های سازه ای را تحمل نمایند ولی امکان دارد همچنان دلایل عملی وجود داشته باشد که بخواهیم،شکلی را که بدین ترتیب طراحی شده ،اصلاح نماییم.این دلایل می تواند موارد زیر باشد:

  • توزیع بار برف
  • توزیع آب باران
  • نمود ظاهری
  • مشکلات اجرایی

توزیع بار برف

در اقلیم های سرد،ممکن است توده ای از برف از سطوح شیب دار تر سایبان پارچه ای لغزیده و روی سطوح مسطح تر قرار گرفته وسبب یک پایین افتادگی شدید گردد.این تغییر شکل ممکن است بعداً به برکه ای پر از آب تبدیل گردد.به همین دلیل باید از ایجاد سطوح مسطح افقی اجتناب کرد.ویا اینکه با استفاده از واشر های لاستیکی یا کتانی تعبیه شده در پارچه آب جمع شده را تخلیه نمود.

توزیع آب باران

باز هم باید در نظر داشت که آیا ممکن است روی طرحی که به صورت نظری  به دست آمده برکه آب درست شود یا خیر.

نمود ظاهری

شکل حاصل از تئوری ممکن است«خوش جلوه» نباشد و به صلاح مکرر و احتمالاً استفاده از مدل های فیزیکی بزرگ مقیاس ،جهت یک نیم رخ«خوش نظر» نیاز داشته باشد.

مشکلات اجرای

از قبیل اتصالات یا ایجاد پیش تنیدگی ،مخصوصاً در قسمت های نوک تیز.

مراحل ساخت یک سازه پارچه ای

  • آزمایش با مدل کامپیوتری یا مدل فیزیکی
  • اطمینان حاصل کنید که سایبان در هر دو جهت دارای انحنای کافی باشد،که انحنا تا حدی مشابه بوده ،وانحنا بیش از حد نباشد.
  • روش پیش تنش دهی را نیز در نظر گرفته وتعیین کنید.
  • شکل را برای جاری شدن بهتر آب برف و باران اصلاح نمایید.
  • فرم را برای جاذبه بیشتر ،اصلاح کنید
  • شکل را برای سهولت مسائل اتصال پارچه و پیش تنش دهی اصلاح نمایید.
  • شکل سایبان را نهایی کنید.
  • کل سازه را جهت پاسخگویی به بارها ی وارده مجدداً مورد تجزیه و تحلیل قرار دهید.
  • مشخصات غشا را نهایی کنید.
  • الگوهای برش را برای غشا بسازید.
  • طراحی و خصوصیات رشته ها و پایانه ها را نهایی کنید.
  • ابعاد رشته ها را برای ساخت تعیین کنید.
  • غشا ساخته می شود.
  • سایبان در محل برپا می شود.
  • نگهداری و بازرسی منظم را به عمل آورید.

برداشت : کتاب سایبان های سبک

نوشته : ماریتز وندنبرگ