موضوع : سازه و انواع آن

توضیح : این فایل به صورت ورد و آماده چاپ می باشد

سازه وانواع آن
    يك سازه مهندسي هر مجموعه اي از اعضاي متصل به هم است كه براي تحمل وانتقال مطمئن بارهاي ( نيروهاي )‌وارده به كار گرفته مي شود. به طور معمول سازه به تكيه گاه ( يا تكيه گاههايي )‌ارتباط مي يابد.
    بديهي است كه يك سازه به منظور برآورد نياز انسان طراحي و ساخته مي شود از اين رو بايد از مقاومت واستحكام كافي برخوردار باشد به سخن ديگر سازه دستگاهي است كه نيروهاي وارده را تحمل كرده وبه محيط انتقال مي دهد و ضمن اين تحمل و انتقال مشخصات هندسي و مكانيكي خود را تاح دودي حفظ مي نمايد.
    بنابراين يك سازهء ‌مناسب نبايد در اثر بارهاي وارده فرو ريزد ويا شكل هندسي اش به اندازه اي تغيير نمايد كه ديگر مورد استفاده نباشد. بااين تعريف گسترده سازه هاي بي شماري را مي توان نام برد از آنجا كه معرفي همهء سازه هاي موجود ممكن نيست دراينجاتنها به آوردن نام چند سازه از جمله ساختمانهاي مسكوني ،‌كارخانه ها ، سدها . پلها زير درياييهاي هواپيماها كشتيها ورزشگاهها و دستگاههاي مكانيكي بسنده      مي شود.
    نظر به كاربري متفاوت سازه ها آنها را به شكلهاي گوناگوني مي سازند هر سازه پيچيده را مي توان از به هم پيوستن چند شكل ساده به دست آورد دراينجا توجه خواننده را به اين نكته جلب مي نمايد كه يك عامل بسيار مهم در چگونگي تحمل بار و پخش نيروهاي دالخي شكل سازه است . شكل واقعي سازه با مطلوب سازي به صورت الگوي سادهاي در مي آيد و سپس به تحليل به كار گرفته مي شود.
    به طور كلي سازه ها را به دو گروه : رشته اي يا خطي و پيوسته دسته بندي مي نمايند سازه هاي رشته اي از عضوهاي باريك تشكيل مي شوندوبه صورتهاي يك دو ويا سه بعدي طراحي مي گردند.
    ويژگي اصلي عضوهاي رشته اي اين است كه ابعاد مقاطع آنها در برابر طولشان بسيار كوچك مي باشد. يادآوري مي گردد كه عضوهاي رشته اي به دو صورت مستقيم ويا خمدار به كار ميروند. سازه هاي رسيماني قوسي خرپايي ، تيري قابي و شبكه اي چند نمونه از سازه هاي رشته اي هستند كه شكل آنها در زير نشان داده شده است .
    مقاومت سازه هاي ريسماني به دليل انعطاف پذيري در برابر خمش ناچيز است و در نتيجه اين گونه سازه ها فقط توانايي تحمل نيروهاي كششي را دارند. از سازه هاي ريسماني هنگامي كه هدف انتقا لويا تحمل بار كششي باشد استفاده مي شود.
    از موارد كاربرد آنها مي توان پلهاي معلق خطوط انتقال نيرو و سيمهاي مهار برجهاي بلند را نام برد. در يك پل معلق وزن پل و بارهاي وارد بر آن توسط سازه ريسماني به تكيه گاههاي پل منتقل مي شود.
از سوي ديگر قوسها سازه هايي سخت اند و شكل خمدار آنها چنانكه در مورد سازه هاي ريسماني ملاحظه شد تابع بار وارده نيست. هرچند سازه هاي قوسي توانايي تحمل بارهاي كششي برشي و خمشي را دارند با وجود اين سازه هاي مزبور بويژه  در مواردي كه از رانش تكيه گاههايشان جلوگيري مي شود نيروهاي فشاري را با شايستگي بيشتري تحمل مي نمايند.
    به طور كلي از سازه هاي قوسي در مواردي استفاده مي گردد كه بارهاي وارده بايد بيشتر به صورت فشاري ( تا برشي و خمشي )‌تحمل شوند وافزون بر اين كاستن از لنگر خمشي مقاطع سازه نيز مورد نظر باشد. اگر قوسي داراي هيچ گونه لنگر خمشي نباشد و در مقاطع آن تنها نيروهاي فشاري و بر شي موجود باشد به آن  قوس مطلوب (‌ايده آل ) گويند.
    يك نمونه قوس مطلوب هنگامي است كه سازه به شكل سهمي درجه دوسه مفصلي اختيار گردد و بار قائم وارد بر آن يكنواخت باشد . بايد آگاه بود در حالت كلي شكل قوسهايي كه پلها را حمايت مي كنند. نزديك به سهمي اختيار مي شود چرا كه بار پل تقريبا به طور يكنواخت و با شدتي ثابت به قوسها وارد مي گردد.
    خرپاها عضوهاي ميله اي باريك مستقيم دارند كه در دو انتها توسط چوش پرچ پيچ و بارها تنها در محل اتصال عضوها (‌گره )‌به خرپا وارد گردند و مفصلهاي خرپا بدون مالش باشند.
با وجود آنكه عملا در مفاصل خرپاها به مقدار كمي اصطكاك وجود دارد با اين حال فرض مطبور تحليل را آسان مي نمايد و تنها خطاي ناچيزي را در محاسبات وارد مي سازد.
    دراين شرايط عضوهيا خرپا فقط نيروي محوري ( فشاري يا كششي)‌تحمل خواهند نمود هرچند اين سازه هاي به شكلهاي گوناگون ساخته مي شوند با وجود اين خرپاها بيشتر از اجزاي مثلثي تشكيل مي گردند .
    به دليل مقاومت خوب خرپاها در برابر خيز در مكانهايي كه دهانه بين تكيه گاهها به طور نسبي زياد باشد براي انتقال بارها به تكيه گاهها از سازه هاي خرپايي استفاده مي شود. به عنوان نمونه سازه هاي خرپايي در پاره اي از پلها سقفهاي كارگاهها و تالارها به كار مي روند.
    گونه ديگري از سازه ها كه كاربردي فراوان دارند تيرها هستند. سازها هاي تيري بارهاي جانبي وارده رااز طريق خمشي كه در آنهاايجاد مي شود تحمل مي كنند بارهاي وارد بر تير در مقاطع مختلف آ“‌لنگر خمشي ايجاد مي نمايند و تير با تحمل اين لنگر بارها را به تكيه گاهها انتقال مي دهد لنگر خمشي ياد شده در يكسوي محور خنثاي مقطع نيروهاي فشاري و در سوي ديگر آن ‌نيروهاي كشي ايجاد مي نمايد افزون بر لنگر خمشي در حالت كلي نيروهاي برشي ومحوري نيز در مقاطع تيرها به وجود مي آيند برخلاف خرپاها سازه هاي تيري از نظر ارتفاع جاي زيادي نمي گيرند
فهرست مطالب
سازه وانواع آن    1
سازه هاي معين و نامعين    8
تعيين درجه نامعيني سازه ها    9
روش معلوم و مجهول    10
تحليل سازه هاي نامعين با روش نيرو    13
مقايسه سازه هاي معين و نامعين    16
روش روي هم گذاري (برهم نهش)    18
قضيه كار كمينه    23
تحليل تيرهاي نامعين با روش تير مزدوج    25