تحلیل مسیر جایگزین استاتیکی سازه‌های کش‌بستی با در نظر گرفتن اثر توزیع‌های مختلف خودتنش

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی ارومیه

2 گروه مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی ارومیه

چکیده

یک سیستم کش­بستی، یک سیستم در حالت پایدار خودمتعادلی است که شامل مجموعه­ای از عناصر تحت فشار داخل محیط پیوسته­ای از عناصر تحت کشش می‌باشد. اساس پایداری این سازه­ها متکی بر خودتنیدگی اولیه اعضای آن می­باشد. لذا مطالعه تأثیر توزیع­های مختلف خودتنیدگی بر روی رفتار ناپایداری استاتیکی این سازه­ها از اهمیت زیادی برخوردار است. در این مطالعه، رفتار خرابی این سازه­ها بر اثر از دست دادن اعضای کششی و فشاری بحرانی تحت توزیع­های مختلف خودتنش در بافتارهای تخت کش­بستی با در نظر گرفتن اثرات غیر خطی هندسی و مصالح با استفاده از روش مسیر جایگزین مورد بررسی قرار گرفته است. ملاحظه شده است که طراحی الگوی خودتنش در این سازه­ها می­تواند نقش مؤثر در ظرفیت باربری، سختی، آستانه شل­شدگی کابل­ها، نوع مکانیزم خرابی و همچنین حساسیت این سازه­ها به حذف اعضای بحرانی داشته باشد. نتایج حاصل از این تحقیق، به ارائه برخی توصیه­های طراحی در رابطه با انتخاب الگوی خودتنش به منظور دست­یابی به رفتار بهتر در صورت حذف اعضای بحرانی منتهی می­شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Static Alternate Path Analyses on Tensegrity Systems Considering Effects of Self-Stress Distributions

نویسندگان [English]

  • Behzad Shekastehband 1
  • Navid Pourmand 2
1 Urmia University of Technology
2 Faculty of Civil Engineering, Urmia University of Technology
چکیده [English]

Tensegrity systems are innovative systems in the spatial structures field and refer to a special type of tensile structures that can offer an alternative to traditional space structures. These systems are defined as any given set of cables connected to a set of struts in which cables connectivity must be able to stabilize the configuration (Skeltton and Oliviera, 2009). The self- stresses contribute to the system’s rigidity and stability. In tensegrity systems, a number of members are critical, with the loss of any of them likely to produce serious strength reductions. In practice, members of a tensegrity system may be lost due to a poor member node connections or geometric imperfections, e.g. lack of fit. In fact, having one or more faulty connections in a structure, containing hundreds of connections, is a realistic possibility. In such a case, it can be argued that this member has in effect been lost.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Tensegrity structures
  • Static stability
  • Alternate path analysis
  • Collapse mechanisms
  • Self-stress distribution
Abedi K, Shekastehband B, “Static stability behaviour of plane double-layer tensegrity structures”, International Journal of Space Structures, 2008, 23 (2), 89-102.
Abedi K, Shekastehband B, “Stability analysis of space structures”, SUT Press, Iran, 2009 (In Persian).
Ben Kahla N, Kebiche K, “Nonlinear elasto-plastic analysis of tensegrity systems”, Engineering Structures, 2000, 23, 1552-1566.
Ben Kahla N, Moussa B, “Effect of a Cable Rupture onTensegrity Systems”, International Journal of Space Structures, 2002, 17 (1), 51-65.
Ben Kahla N, Moussa B, Pons JC, “Nonlinear dynamic analysis of tensegrity systems”, Journal of the International Association for Shell and Spatial Structures: IASS, 2000, 41 (1), 49-58.
Hanaor A, “Double-layer tensegrity grids: static load response. II: Experimental study”, Structural Engineering, 1991, 117 (6), 1675-1684.
Kebiche K, Kazi-Aoual MN, Motro R, “Geometrical non-linear analysis of tensegrity systems”, Engineering Structures, 1999, 21, 864-876.
Motro R, “Tensegrity: Structural Systems for the Future”, Kogan Page Science, UK, 2005.
Quirant J, Kazi-Aoual MN, Motro R, “Designing tensegrity systems: the case of a double layer grid", Engineering Structures, 2003, 25, 1121-1130.
Shekastehband B, Abedi K, Chenaghlou MR, “Sensitivity analysis of tensegrity systems due to member loss”, Journal of Constructional Steel Research, 2011, 67 (9), 1325-1340.
Shekastehband B, Abedi K, Dianat N, Chenaghlou MR, “Experimental and numerical studies on the collapse behavior of tensegrity systems considering cable rupture and strut collapse with snap-through”, International Journal of Non-Linear Mechanics, 2012, 47 (7), 751-768.
Shekastehband B, Abedi K, Dianat N, “Experimental and numerical study on the self-stress design of tensegrity systems”, Meccanica, 2013, 48 (10), 2367-2389.
Shekastehband B, Abedi K, Dianat N, “Experimental and numerical studies on the progressive collapse behavior of tensegrity systems”, International Journal of Space Structures, 2014, 29 (1), 9-24.
Skelton RE, Oliveira MC, “Tensegrity Systems", Springer, US, 2009.
SIMULIA, “ABAQUS/Standard Version 6.9 analysis user's manual", Pawtucket, Rhode Island, 2009.
Wang BB, “Free-standing tension structures-from tensegrity systems to cable-strut systems”, Spon Press, US, 2004.