close
تبلیغات در اینترنت
gl/l (1181)

خانه | پست الکترونیک | آرشیو

دانلود فایل های آموزشی

دانلود نمونه سوال فايل هاي آموزشي و پژوهشي نقد و بررسي مظالب دانشگاهي پروژه هاي دانشجويي تحقيق و مقاله


gl/l (1181)

 خرید پایان نامه های کارشناسی ارشد برای تمام رشته ها

   

 

gl/l (1181)

1-مقدمه :

قوس را مي توان سازه اي تعريف نمود كه توانايي آن براي حمل بارهاي قائم وارده ، بستگي به مولفه افقي واكنش تكيه گاههاي دو طرف آن دارد كه هر دو ، به طرف وسط دهانه قوس عمل مي نمايند .

قوسها از زمانهاي بسيار دور موارد استعمال فراواني در ساخت طاقهاي بزرگ و پلهاي جاده دارند و نمونه هاي فراوان آنها را مي توان در بناها و پلهاي تاريخي كشورمان يافت .

با تنوجه به وجود نيروي فشاري در مقاطع مختلف قوس و هم چنين كم بودن اثر لنگر خمشي ، علاوه بر بتن مسلح و فولاد ، قوس را مي توان از مصالح بنايي نيز بنا نمود كه با توجه به استادكاران ماهر و همچنين كمبود فولاد و سيمان در كشور ، اين شيوه مي تواند كمك موثري در طرح و اجراي پلهاي جاده هاي و راه آهن باشد . اكثر پلهايي كه در مسير راه آهن سراسري ايران قرار دارند ، از نوع پل قوسي بامصالح بنايي مي باشند كه سالهاي متمادي است كه بدون هيچ عيب و نقصي عمل مي نمايند .

انروزه با پيشرفت تكنيك محاسبه و اجراء ، پلهاي قوسي با دهانه بسيار بزرگ ساخته شده است . بزرگترين پل قوسي فلزي جاده كه در حال حاضر در جهان وجود دارد ، پل Kill Van Kull با دهانه حدود 504 متر در نيوجرسي آمريكا مي باشد . در بندر سيدني استراليا ، يك پل قوسي فلزي راه آهن با دهانه حدود 503 متر وجود دارد . هر دو پل فوق الذك از نوع دو مفصلي خرپايي مي باشند كه در بخشهاي آينده در مورد آن صحبت خواهد شد . بزرگترين پل قوسي بتن مسلح ، پل Sando در سوئد مي باشد كه مخصوص عبور وسايط نقليه است و دهانه آن حدود 264 متر مي باشد . در Esla اسپانيا يك پل قوسي بتن مسلح مخصوص عبور راه آهن به دهانه 197 متر وجود دارد كه بزرگترين دهانه در نوع خود مي باشد .

2-انواع قوس :

قوسهايي كه به قوسهاي سه مفصل موسوم هستند ، از لحاظ ايستايي ، معين مي باشند . قوسهاي دو مفصل يك درجه نامعين و قوسهاي دو سر گيردار يا بدون مفصل 3 درجه نامعين هستند . چون ايجاد و واكنشهاي افقي در تكيه گاه هاي سازه براي عمل قوسها ضروري مي باشد ، بنابراين بديهي است كه شرايط پي در تكيه گاههاي قوسها بايد بسيار مناسب باشد . در صورتي كه شرايط پي چندان مناسب نباشد ، در اين صورت مولفه هاي افقي تكيه گاهي را مي توان توسط مهاري تحمل نمود .

در مقايسه با تير ، به علت وجود واكنش افقي تكيه گاهي در قوس ، لنگر خمشي كوچكتري در قوس ايجاد مي شود .در شكل فوق لنگرهاي ايجاد شده در يك قوس و يك تير ساده با دهانه هاي مساوي تحت اثر يك سيستم نيرو مقايسه گرديده است . ملاحظه مي شود كه لنگر مثبت حداكثر به علت عمل قوس كاهش بسيار يافته است .

البته لازم به تذكر است نيروهاي محوري قابل ملاحظه اي در قوسها ايجاد مي گردد . اقتصاد هر قوسي بستگي به نسبت به ارتفاع دهانه آن دارد . در موارد بسياري اين نسبت با توجه به شرايط موجود تعيين مي گردد . در صورتي كه شرايط براي ايجاد يك قوس اقتصادي مهيا باشد . اين نسبت يعني نسبت ارتفاع قوس به طول دهانه آن () بايد بين 25/0 تا 3/0 باشد .

3-قوسهاي سه مفصل :

تعيين واكنشهاي تكيه گاهي :

واكنشهاي مجهول قوس عبارتند از ، ، و ، با نوشتن سه

معادله تعادل براي تمام قوس و معادله تعادل لنگري قطعه يا قوس حول نقطه C واكنشهاي مجهول به دست مي آيند . ولي حتي الامكانبايد از حل دستگاه معادلات همزمان خودداري نمود . براي مثال با نوشتن معادله تعادل لنگري قوس كه تكيه گاه هاي آن همتراز مي باشند ، حول مفصل B معادله اي به دست مي آيد كه فقط واكنش قائم مجهول در آن وجود دارد . با دانستن اگر معادله تعادل لنگري قسمت را حول نقطه C بنويسيم ، در آن فقط مجهول وجود خواهد داشت . اكنون با نوشتن معادله تعادل لنگري تمام قوس حول نقطه A واكنش و با نوشتن معادله تعادلي نيروها در امتداد افق واكنش به دست مي آيد . درستي نتايج حاصل را مي توان با نوشتن معادله تعادل نيروها در امتداد قائم كنترل نمود .

موقعي كه دو تكيه گاه قوس در ترازهاي مختلف قرار دارند ، در معادله دو مجهول و خواهد داشت . در نتيجه لازم است يك دستگاه دو معادله دو مجولي حل شود . در صورتي كه هر يك از واكنشهاي و را به دو مولفه كه يكي از آنها در امتداد خط باشد ، تجزيه نماييم ، مي توان از حل دو معادله دو مجهولي اجتناب نمود . پس از محاسبه مولفه هاي ، ، و مولفه هاي افقي و قائم واكنشها را مي توان از روابط زير بدست آورد .

البته در دنباله اين فصل ما قوسهايي را در نظر مي گيريم كه دو تكيه گاه آن در يك تراز بوده و فقط تحت بارهاي قائم مي باشند .

تعيين نيروهاي داخلي در قوسهاي سه مفصل :

نيروهاي داخلي در مقاطع عرضي يك قوس سه مفصلي عبارتند از نيروي برشي ، لنگرخمشي M و نيروي محوري N ، قرار داد جهت مثبت نيروي برشي و لنگر خمشي را همانند تيرها در نظر مي گيريم ، ليكن در قوسها نيروي محوري فشاري را مثبت و نيروي محور كششي را منفي فرض مي‌كنيم.

قوس سه مفصلي را كه تحت تاثير تعدادي نيروي قائم قرار دارد ، در نظر بگيريد (تكيه گاههاي قوس در يك تراز مي باشند) . نيروهاي داخلي در نقطه K قوس با مختصات x و y كه مماس بير قوس در آن نقطه به محور x زاويه مي سازد از روابط زير بدست مي آيد :

در روابط فوق اگر مماس بر قوس داراي شيب مثبت باشد ( ). مثبت و اگر مماس بر منحني داراي شيب منفي باشد ( ) ، منفي در نظر گرفته مي شود .

هرگاه تيري با همان دهانه و تحت فرمان بارگذاري را در نظر بگيريم و نيروي برشي و لنگر خمشي در نقطه نظير نقطه K (با فاصله x از تكيه گاه چپ) را در آن به ترتيب با و نشان مي دهيم ، نيروي برشي ، لنگر خمشي و نيروي محوري در نقطه K قوس را مي توانيم بر حسب كميتهاي مزبور بيان كنيم :

خط فشار
همانطور كه مي دانيم در هر نقطه از محور مركزي قوس سه نيروي داخلي ، نيروي برشي V ، لنگر خمشي M و نيروي محوري N وجود دارد . حال اگر خروج از مركز را در چندين نقطه محاسبه نماييم و خروج از مركزهاي محاسبه شده را در امتداد خطوط عمود بر خط مركزي قوس جدا و نقاط حاصل را به هم وصل كنيم ، خط فشار به دست مي آيد .
اگر براي حال بارگذاري معيني ، خط فشار بر محور مركزي قوس منطبق گردد ، بارهاي مزبور در قوس لنگر خمشي و نيروي برشي ايجاد نخواهد كرد و قوس فقط تحت اثر نيروي محوري قرار خواهد داشت . اين حالت بخصوص براي قوسهاي با بنايي كه مقاومت كششي آنها خيلي ضعيف است ، برتري اقتصادي دارد .

فرض كنيد y و به ترتيب عرضهاي محور مركزي قوس و خط فشار باشند . اين عرضها توابع معيني از x مي باشند .

و

شرط اينكه محور مركزي قوس بر خط فشار منطبق باشد ، اين است كه :

حال قوس را كه فقط تحت اثر بارهاي قائم مي باشد‌ ، بررسي مي نماييم . اگر نقطه K را در روس خط فشار در نظر بگيريم ، لنگر تمام نيروهاي وارد بر قوس واقع در سمت چپ نقطه K ، حول نقطه K بايد برابر صفر باشد .

در معادله فوق ، J تعداد بارخاي در سمت چپ نقطه K و طول نقطه اثر مي باشد . با محاسبه از رابطه فوق داريم :

از طرفي داريم :

پس :

كه در آن لنگر خمشي در فاصله a از تكيه گاه چپ تير ساده اي به دهانه L مي باشد . نتيجه مي گيريم كه براي رسم خط تاثير واكنش افقي H ، كافي است عرضهاي خط تاثير لنگرخمشي در نقطه C تير ساده اي به دهانه L را بر تقسيم نماييم .

خطر تاثير لنگرخمشي

با در نظر گرفتن قوس و خط تاثير لنگر خمشي را در مقطع D آن را رسم مي‌نماييم .

حل :

فاصله مقطع D را از تكيه گاه چپ مساوي C و ارتفاع آن را از خط AB با نمايش مي دهيم ، داريم :

جمله اول در رابطه فوق لنگر خمشي در فاصله C از انتهاي چپ تير ساده اي به دهانه L است . جمله دوم سهم رانش افقي H در لنگر خمشي مقطع D مي‌باشد . بنابراين براي پيدا كردن خط تاثير كافي است عرضهاي خط تاثير H را در ضرب كرده و از عرضهاي خط تاثير لنگرخمشي در مقطع D تير ساده كم كنيم . عرض خط تاثير در نقطه e (نظير E ازقوس ) مساوي صفر است .

خط تاثير نيروي برشي :

با در نظر گرفتن قوس ، خط تاثير نيروي برشي را در مقطع D آن‌رسم‌مي‌كنيم

حل :

مماس در نقطه D در قوس امتداد افق زاويه مي سازد . با تجزيه واكنشهاي A و B به دو مولفه ، يكي در امتداد قائم و ديگري در امتداد خط AB ، نيروي برشي نقطه D را مي توانيم به صورت زير بنويسيم :

كه در آن ، زاويه بين خط AB و امتداد افق مي باشد . جمله اول سمت راست اين رابطه ، معرف نيروي برشي در نقطه D تير ساده اي به دهانه قوس، ضربدر است . جمله دوم سمت راست رابطه فوق ، سهم واكنش افقي H در نيروي برشي نقطه D مي باشد . بنابراين عرضهاي خط تاثير نيروي برشي در D از تفاضل عرضهاي خط تاثير نيروي برشي در نقطه D تير ساده ضربدر و عرضهاي خط تاثير واكنش افقي H ضربدر بدست مي آيند . عرض خط تاثير در نقطخ e نظير نقطه E از قوس) مساوي صفر است . نقطه E از تلاقي امتداد BC با خطي كه از نقطه E به موازات مماس بر D رسم مي شود ، مي گذرد .

4-قوسهاي نامعين (قوسهاي دو مفصلي و بدون مفصل)

تمام تحليلهايي كه در مورد سازه هاي معمولي انجام مي دهيم ، در محدوده تغيير شكل هاي كوچك قراردارند . يعني همواره شكل هندسي اوليه براي تحليل سازه ها مورد استفاده قرار مي گيرد . در مورد قوسها تغيير شكلهاي الاستيك مجاز ، تاثير قابل ملاحظه اي در نيروهاي داخلي دارند و هرچه برطول قوسها افزوده مي گردد ، شدت اين اثر زيادتر مي شود . بدين جهت است كه براي تحليل قوسها با دهانه هاي بزرگ از تئوري تغيير شكل استفاده مي شود ، يعني همواره از هندسه سازه تغيير شكل داده براي محاسبه نيروهاي داخلي استفاده شده و اين روش آنقدر ادامه مي يابد تا اختلاف شكل هندسي به كار‌برده‌شده براي تحليل سازه با تغيير‌شكل الاستيك‌آن‌اندك شود .

5-تحليل قوسهاي دو مفصل

با انتخاب واكنش افقي تكيه گاه به عنوان مجهول اضافه ، اين نوع قوسها را مي‌توان با استفاده از روش سازگاري تغيير شكلها (روش نيروها) تحليل نمود. تغيير مكان افقي تكيه گاه در سازه اوليه از لحا تئوري بستگي به تغيير شكلهاي ناشي از نيروي محوري ، نيروي برشي و لنگر خمشي دارد .

 




+ نوشته شده در یکشنبه 16 مهر 1396 ساعت 14:16 توسط aaaa | | تعداد بازدید : 9

مطالب قبلی

صفحات وبلاگ

منوی اصلی

تبلیغات

دسته بندی خبر ها

نظر سنجی

درباره ی ما


آرشیو

پیوند های وبلاگ

امار وبلاگ

امکانات


Powered By
rozblog.com

کلیه ی حقوق مادی و معنوی وبلاگ postcf محفوظ می باشد.