رفتار پارچه در سازه های چادری (بخش چهارم)

مقاومت در برابر  پیچیدگی در سازه های پارچه اي

پارچه های پوشش داده شده در حین نصب سازه های چادری در معرض تاثیرات مکانیکی قرار می گیرند .مخصوصا در حین پین خوردگی ،بلند کردن و اتصال  آنها به سازه های اصلی باید دقت زیادی داشته باشیم تا آسیب جدی به پوشش پارچه وارد نیاید و انتقال نیروهای وارده باید به گونه ای انجام شود که این نیروها بتوانند به راحتی از طریق اتصالات بکار رفته در گوشه ها و لبه ها به سایر اعضاء انتقال داده  شوند. ایجاد شکاف در پوشش می تواند پارچه باربر را در معرض خطرات  متعددی قرار دهد.در اثر آسیب های وارده به پوشش،نخهای پارچه تحت عوامل محیطی قرار خواهند گرفت و این امر منجر به شکست های زود هنگام در سازه پارچه ای خواهد شد.

تاب خوردگی

پارچه های شیشه ptfe(به علت الیاف ترد و شکننده شیشه )،به طور قابل ملاحضه ای بیشتر از پارچه های پلی استر با روکش  pvc،مستعد آسیبهای  ناشی از تاب خوردگی هستند .برای تعیین مقاومت تاب خوردگی  پارچه ها ،نمونه های پارچه ها را در تست بسته بندی و بوسیله یک غلطک با وزن معین رول می کنند تا از این طریق میزان کاهش مقاومت را در آنها تعیین نمایند.

کاهش مقاومت در اثر بارگذاری ،زمان و درجه حرارت

ظرفیت باربری پارچه های روکش دار درطول بارگذاری های دراز مدت کاهش می یابد.اگر کرنش ،تحت یک بارگذاری  ثابت و در یک بازه زمانی مشخص افزایش یابد ،آن را خزش وابسته به بار گذاری و یا ریلکسیشن (relaxation)مواد می نامند.جالب است بدانید که حتی در دمای اتاق ،مواد ترمو پلاستیک میزان خزش  معمول بیشتر یا کمتری را از خود نشان می دهند.

عوامل خزش در سازه های چادری

یکی از عوامل اصلی خزش در سازه چادری مقیاس زمان است .تحت تنش  ثابت (₁Ơ)،کرنش (ɛ)با افزایش زمان(t)،افزایش می یابد.هر چه زمان بارگذاری طولانی تر باشد،ظرفیت باربری کاهش بیشتری پیدا می کند.برای بررسی و تحقیق در این مورد تست های تنش خزشی را تحت تنش ثابت انجام داده و کرنش را در طول زمان اندازه گیری و ثبت می کنند و بدین وسیله نمودار خزش را تهیه می کنند.اگر کرنش(ɛ)  تحت بار گذاری دراز مدت ثابت نگهداشته شود ،در این صورت تنش (Ơ)در طول زمان (t)کاهش می یابد،و کاهش ایجاد شده در میزان تنش را ،ریلسیشن می نامند.که در نتیجه این امر ،کاهش نیرو تحت کرنش ثابت و با تاخیر صورت می پذیرد.

تغییر شکل وابسته به زمان در ترموپلاستیک ها

تغییرات شکل وابسته به زمان (Time-Dependant  Deformation)در پلاستیک ها به رفتار حرارتی آنها نیز بستگی خواهد داشت .ترموپلاستیکها به خاطر نوع ساختارشان ،در درجه حرارت کم ترد و شکننده می شوند و با افزایش دما تحت تاثیر یک انبساط نسبتا شدید قرار می گیرند که این منجر به یک کاهش ثابت در مدول الاستیک و باعث افزایش استحکام آنها خواهد شد.درک فرایندهایی که بین شرایط تعریف شده ،یعنی درجه حرارت انتقال شیشه ای Tg , و درجه حرارت ذوب Tm یا ناحیه تجزیه Tz  روی می دهد،کلید اصلی درک خصوصیات مکانیکی پلاستیکها در درجه حرارتهای گوناگون به حساب می آید.

رفتار خزشی

نوع مواد انتخاب شده و روش اتصال آنها به یکدیگر به طور قطع بر روی رفتار خزشی ناشی از حرارت و بارگذاری آنها تاثیر گذاشته  و سبب شده است تا این رفتار خزشی در حین فرایند پیش کشیدگی در زمان نصب از اهمیت بسیار بالایی برخوردار شود که در شرکت MAHOOT این موارد به خوبی رعایت شده و از درستی آن اطمینان حاصل میشود.

تنش های وارده به پارچه های تحت کشش

پارچه های کشیده شده تحت شرایط تنش یکسان  قرار دارند ضمن اینکه تنش های وارده به این پارچه ها می توانند به طور موضعی جابجا شوند .اگر این چنین پارچه ای نصب شده و تحت فرایند پیش کشیدگی قرا گیرد،بسته به نوع پارچه مصرفی و به علت رفتار خزشی متفاوت در آنها ،توزیع تنش در پارچه می تواند چندین هفته به طول بیانجامد. این رفتار بخصوص در پوسته های نسبتاً سخت شیشه PTFE به وضوح قابل رویت می باشد.در صورتی که انتظار وقوع خزش در پارچه وجود داشته باشد،می توان با نصب تجهیزاتی برای اعمال کشش های مجدد بعدی ،عملیات نصب را با سهولت بیشتری انجام داد.

تاثیر درجه حرارت در پارچه های روکش شده

پارچه های شیشه ای با روکش ptfe در مقایسه با پارچه های پلی استر با روکش pvc استعداد بیشتری برای خزش در دمای پائین از خود به نمایش می گذارند .در دمای 19 درجه سانتیگراد تغیرات کریستالیته ای در مواد ptfe ایجاد شده که منجر به کوتاه شدن زنجیره مولکولی آنها می گردد.این کوتاه شدگی در زنجیره مولکولی باعث تقویت بیشتر استحکام پارچه در درجه حرارت های پائین و در حین فرایند ساخت خواهد شد که بر روی دمای پارچه ای شیشه با روکش ptfe در حین نصب تاثیر گذار می باشد.بنابراین نصب پارچه ها در دمای پائین تر باید با دقت بیشتری  نسبت به نصب آنها در دماهای بالاتر صورت پذیرد.

کشش پارچه شیشهPTFE  در دمای پایین

بر طبق بررسی ها و مطالعات به عمل آمده در دانشگاه gh-essen برای کشیدن یک پارچه شیشه ptfe در دماهای پائین به منظور دستیابی  به میزان کرنش مورد نیاز باید تقریباً دو برابر نیروی مورد نیاز  در دمای طبیعی  را صرف کنیم.اگر در حین نصب پارچه از نیروی کشش مناسبی استفاده نشود،بعد از وزش یک باد قوی کشش ایجاد شده در پارچه کاهش یافته و ازدست می رود .این امر می تواند باعث لرزش پارچه شده و می تواند بارهای دینامیکی شدیدی به سازه ها وارد کرده و در نهایت باعث تخریب سازه گردد.بنابراین بهتر است تا در حین اعمال نیروی کشش ،تغییرات کشش را نیز مد نظر قرار داده و کنترل کنیم .

تاثیر دما در فرایند کشش

اگر درجه حرارت محیط برای نصب مناسب نباشد ،توصیه می کنیم تا کشیدن پارچه را به زمان دیگری موکول کنید.بنابراین دما یکی از پارامترهای تاثیر گذار در فرایند کشش در سازه چادری خواهد بود.به خاطر تاثیرات ناشی از زمان و درجه حرارت بر کشش مکانیکی پارچه ها ،تخمین یک برنامه زمانی صحیح برای انجام کشش از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد.

تعیین رفتار خزشی و ریلکسیشن

از آنجائیکه کشش اعمالی بواسطه فرایند ریلکسیشن در یک کرنش ثابت و با گذاشتن زمان کاهش می یابد،لذا کرنشهای  باقیمانده در پوسته را باید از طریق تستهای آزمایشگاهی تعیین نموده و با ابعاد هندسی پوسته را بدین وسیله اصلاح نمود. در حین فرایند الگو یابی از اطلاعات مربوط به کرنش خزشی بوجود آمده تحت شده و همچنین تقلیل کشش در طول زمان ،به منظور تعیین مقادیر اصلاح ابعادی (compensation)در جهت تار و پود استفاده می شود واین مقادیر در فرایند الگویابی صحیح  نوارها از اهمیت   بالایی برخوردار می باشد.البته لازم به ذکر است که به منظور تعیین رفتار خزشی و ریلکسیشن(در پارچه های مصرفی)،انجام تستهای دراز مدت بر روی این پارچه ها الزامی خواهد بود.

طریقه اتصال پوسته ها به یکدیگر

یکی دیگر از عوامل مهم در  تعیین رفتار باربری سطح  یک پوسته در طول زمان ،طریقه اتصال پوسته ها به یکدیگر و اجزای کناری آن می باشد.برای بررسی این مورد ،اتصالات سطح و لبه را تحت بارگذاری خزشی استاندارد قرار داده و رفتار خزشی آنها  را در نمودار خزش بدست آمده مورد ارزیابی و بررسی قرار می دهند.به خاطر رفتار پیچیده ای که مواد ،تحت بارگذاری و در طول زمان از خود نشان می دهند،تفاوت های چشمگیری بین طراحی سازهایی که برای عمر چند ساله ساخته می شوند و طراحی سازه هایی که قرار است چندین دهه مورد بهره برداری قرار گیرند وجود خواهد داشت که اصولا تلاش براین است که بتوان از سازه های چادری اعم از: سقف چادري ،پاركينگ ، سايه بان پارچه ای، آلاچيق چادري ،سقف متحرك ، سازه جمع شونده، سقف باز و بسته شونده، سقف اتوماتيك و … در چندین دهه بهره برداری کرد.

اندازه گیری و تعیین ظرفیت باربری

به منظور اندازه گیری و تعیین ظرفیت باربری پوسته منسوج پارچه ای و اتصالات آنها از سیستمی، از عوامل کاهنده که نیروهای گسیختگی واز طریق تستها بدست آمده اند،استفاده می کنیم .این عوامل عبارتنداز :اثرات کاهش مقاومت تحت بارگذاری (A₀) ،زمان (A₁)،تشعشعات uvخورشید(A₂)،دما(A₃)واختلافدر کیفیت محصول تولیدی (A₄) .