طراحی و ساخت سازه های ماکارونی - جلسه دوم

اهداف: معرفی انواع سازه ها و انواع تکیه گاه

در این جلسه قصد داریم شما را اولاً به صورت کافی با انواع سازه ها آشنا کنیم و در وهله ی بعدی مفاهیمی را که در المان های یک سازه (المان: به قسمت های متفاوت یا بخش های متفاوت سازه گفته می شود) را بررسی می کنیم.

اولین سازه مورد بررسی ما خرپا می باشد.

1- قاب تشکیل شده از عضوهایی که از ناحیه ی سر به هم متصل شده اند تا سازه ای صلب را به وجود آورند، خرپا نامیده می شود. پل ها، تکیه گاه های بام، جرثقیل ها (towercrain) و از این قبیل سازه ها نمونه های خوبی از خرپا به شمار می روند. عضوهای سازه ای که معمولاً در ساخت خرپا به کار می روند عبارت اند از: تیرآهن، ناودانی، نسبتی، میله و مقاطع مخصوص که سرهای آن ها را با جوشکاری، استفاده از اتصالات پرچی، یا پیچ ها یا پین های بزرگ به هم متصل کرده اند. هنگامی که عضوهای یک خرپا در یک صفحه واقع شوند آن را خرپای مسطح می نامند.

خرپاهای مسطح پل ها و سازه های مشابه را معمولاً به صورت جفتی به کار می روند و در هر طرف سازه یک مجموعه خرپا قرار می گیرد.

طراحی و ساخت سازه های ماکارونی - جلسه دوم

انواع دیگر خرپاها

بخش بعدی سازه قاب ها و ماشین ها می باشد.

2- سازه را قاب یا ماشین می نامند، هرگاه دست کم یکی از عضوهای آن عضوهای چند نیرویی باشد. عضو چند نیرویی به صورت عضوی تعریف می شود که سه یا چند نیرو بر آن وارد می شود یا دو یا چند نیرو یک یا چند کوپل (یعنی نیروهای مساوی ولی مخالف علامت هم که در بخش یا جلسه بعدی توضیح داده می شود) قاب تکیه گاه هایی هستند که برای تحمل بارهای اعمالی طراحی می شوند و معمولاً در محل خود ثابت اند. ماشین ها سازه هایی با قطعات متحرک اند و برای انتقال نیروها یا کوپل های ورودی به نیروها یا کوپل های خروجی طراحی می شوند.

چون قاب ها و ماشین ها عضوهای چند نیرویی دارند در حالت کلی در این عضوها نیرو در امتداد عضوها نیست. بنابراین نمی توان این سازه ها را با استفاده از روش های پی ریزی شده در بخش تعادل (که در جلسه بعد اشاره می شود به آسانی تحلیل کرد) زیرا این روش ها مخصوص خرپاها می باشد آن هم خرپاهایی که به المان ها و اعضای دو نیرو وارد می شود که آن نیروها نیز در امتداد عضوها می باشد.

3- تکیه گاه ها

قبل از این که در این بخش تکیه گاه ها را مورد بحث قرار دهیم ابتدا جسم صلب را تعریف می کنیم و بعد از آن تکیه گاه های صلب را تعریف می کنیم و بعد از آن انواع تکیه گاه ها را شرح می دهیم زیرا بیش تر تحلیل های سازه ها بسیار وابسته به تکیه گاه های آن می باشد به عنوان مثال اگر تکیه گاه صلب و ثابت باشد نیروی عکس العمل افقی و قائم را داریم امّا اگر تکیه گاه غلطکی باشد فقط نیروی عکس العمل قائم را داریم.

3-1- جسم صلب: در واقع به جسمی گفته می شود که تمام عناصر آن به صورت یکنواخت در تمام جسم پخش شده باشد یعنی در تمام قسمت های آن حالت یکنواختی از جسم را داشته باشیم منظور از یکنواخت، یکنواختی تراکم ذرات است.

معرفی تکیه گاه ها:

3-2 تکیه گاه مفصلی: منظور از این تکیه گاه تکیه گاهی است که عضو متصلی از آن قابل چرخش است. قابلیت حرکت در راستای افقی یا قائم را ندارد بنابراین در راستای افقی و قائم نیرویی به عضو وارد می شود.

3-3 تکیه گاه غلطکی: منظور از این تکیه گاه، تکیه گاهی است که علاوه بر قابلیت چرخش، در راستای افقی نیز حرکت دارد. ولی در راستای عمودی جابه جایی ندارد به همین دلیل در راستای عمودی نیروی وارد بر تکیه گاه را داریم.