مطالعه پایداری گنبدهای کابلی

گنبدهای کابلی نوع جدید و جالبی از سازه ها می باشند که علاوه بر سبک و اقتصادی بودن، از ظاهر زیبایی نیز برخوردارند.آنها می توانند به منظور پوشش دادن سطوح بزرگ مانند مراکز ورزشی، سالن های کنفرانس و تئاتر مورد استفاده قرار بگیرند. گنبد کابلی به عنوان یک سازه خودتنیده علاوه بر کابل ها، که در کشش اند، و دستک ها، که در فشارند، شامل یک رینگ فشاری نیز می باشد که به عنوان بخشی از سیستم خودتنیده عمل می کند. برای این نوع از گنبدها، مساله ای که در درجه اول اهمیت قرار دارد، پایداری آنهاست. گنبدهای کابلی در ابتدا ناپایدار بوده و صلبیت خود را از حالت خودتنیدگی بدست می آورند. در میان انواع گنبدهای کابلی، گنبدهای با شبکه کابلی مثلثی به خاطر سختی بالاتر نسبت به انواع دیگر، امروزه بسیار مورد توجه قرار دارند. مطالعه پایداری سازه ها برای تعیین حداکثر ظرفیت باربری سازه، سختی سازه و نحوه رفتار خرابی سازه به منظور جلوگیری از خرابی آن از اهمیت زیادی برخوردار است. در این بین، مطالعه پایداری گنبدهای کابلی به لحاظ برخی ویژگی ها از دیگر سازه های معمول فضاکار متمایز می باشد. از جمله این ویژگی ها می توان به اعمال پیش تنیدگی به اعضای کششی به منظور ایجاد سختی در سیستم، امکان تغییر حالت و شل شدگی کابل ها، کمبود مطالعات فراکمانشی اعضای فشاری و فراگسیختگی اعضای کششی، عدم وجود سخت شدگی کرنشی و پیوستگی اعضای کششی اشاره کرد. از این رو مطالعه پایداری سازه های کش بستی و بخصوص گنبدهای کابلی به خاطر کاربرد وسیع آنها از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. در این تحقیق، مطالعه ای پارامتریک بر روی رفتار خرابی گنبدهای کابلی با شبکه مثلثی با مقادیر متداول ناکاملی های اولیه و لاغری اعضای فشاری، برای مقادیر مختلف پیش تنیدگی کابل ها و نسبت های عمق به دهانه انجام شده است. به منظور بررسی رفتار پایداری استاتیکی گنبدهای کابلی، مدلسازی اجزای محدود انجام شده و پس از تایید مدلسازی، مکانیزم های خرابی در سازه، از نوع کمانش اعضای فشاری و گسیختگی اعضای کششی و خرابی موضعی ناشی از شل شدگی کابل ها مطالعه شده است. در تحلیل رفتار سازه اثرات غیرخطی هندسی و مصالح در نظر گرفته شده است. در پایان نیز توصیه هایی برای انتخاب پارامترهای مناسب در طراحی گنبدهای کابلی ارائه شده است.