طراحی سازه خرپایی کابلی

طراحی سازه خرپایی کابلی را بیش تر در طراحی سقف ها می بینیم. سازه خرپایی کابلی نوعی از سازه های کابلی است که در آن المان های پیش تنیده در یک صفحه (دو بعدی) به سازه متصل می شوند و در همان صفحه بارگذاری می شوند. طراحی سازه های کابلی ضوابط ویژه خود را دارد که با رعایت آن در نهایت یکی از مقاوم ترین سازه ها حاصل می شود.

 

طراحی سازه خرپایی کابلی

 

سازه خرپایی کابلی

در طراحی سازه خرپایی کابلی باید این نکته را مدنظر قرار دهیم که کابل ها تنها نیروهای کششی را تحمل می کنند. کابل به تنهایی نیروی فشاری و نیروی خمشی را نمی تواند تحمل کند. سازه های کابلی سازه های بسیار سبک وزنی هستند. کابل ها در برابر نیروهای وارده بسیار انعطاف پذیرند و تغییر شکل می دهند. کابل ها بدون توجه به نیروی وارد به آن ها همیشه رفتار غیرخطی دارند.

رفتار آن ها در مرحله بارگذاری به سه بخش قابل تقسیم است: گسترش، پیش تنیدگی و سرویس دهی. در مرحله اول ابتدا کابل باز می شود (گسترش) و مرحله تغییر شکل شروع می شود. با وجود بارهای دائمی مانند وزن و فشار هوا، کابل به حالت تعادل می رسد (پیش تنیدگی). بعد از به تعادل رسیدن کابل، بارهای زنده و سایر بارها به آن وارد می شود. (سرویس دهی)

در طراحی سازه کابلی هر کدام از کابل ها با توجه به بار متحمل شده توسط آن کابل عملکرد متفاوتی دارند. کابل های تعلیق، کابل های مهار یا تثبیت، و کابل های مضاعف از جمله المان های سازه های کابلی هستند. کابل های معلق اجزایی هستند که به صورت اولیه در آن ها کششی وجود ندارد و با بارگذاری خارجی تغییر شکل می دهند.

کابل های پیش تنیده تثبیت کننده را در فرم های متنوع می توان استفاده کرد. دو سری کابل داریم، کابل های اولیه و کابل های مهار. وقتی اعضای بین کابل های اولیه و کابل های مهار در کشش باشند به عنوان کابل معلق شناخته می شوند. در این صورت استفاده از کابل های مورب بین کابل های معلق، ممکن است. مانند شکل سازه های خرپایی، به همین دلیل به این سازه ها، سازه خرپایی کابلی گفته می شود.

سازه های خرپا کابلی ، با افزودن کابل هایی با انحنای معکوس نسبت به کابل های تعلیق، ایجاد می شوند. سقف های با سیستم خرپا کابلی در برابر بارهای عمودی بسیار انعطاف پذیر هستند. علت تحمل بارهای عمودی توسط سازه خرپایی کابلی ، وجود کابل ها با انحناهای معکوس است.

 

سازه خرپایی کابلی

 

مزایای طراحی سازه خرپایی کابلی

طراحی سازه خرپایی کابلی شامل تمام مزایای سازه کابلی است. از جمله:

·       در دهانه های بزرگ قابل استفاده است.

·       در فضاهای وسیع و بدون ستون عملکرد بسیار مناسبی دارد.

·       از لحاظ وزن بسیار سبک است و این مزیت بزرگی برای این سازه ها در برابر نیروی زلزله است.

·       سرعت بالای نصب سازه

·       رفتار کششی سازه و انعطاف پذیری و تغییر شکل تحت بارگذاری

 

سقف با خرپای کابلی

 

معایب طراحی سازه خرپایی کابلی

وجود بعضی معایب در طراحی سازه کابلی استفاده از آن در برخی موارد را محدود می کند. این معایب عبارت اند از:

·       عملکرد نامناسب سازه های کابلی در برابر نوسان و ارتعاش، به دلیل وزن کم

·       هزینه نگهداری سازه کابلی زیاد است.

·       در سازه های چند طبقه محدودیت استفاده از کابل ها وجود دارد.

 

سقف خرپایی

 

کاربردهای طراحی سازه خرپایی کابلی

سازه های کابلی عموما در فضاهای باز بدون ستون کاربرد گسترده ای دارند. در بین اشکال متفاوت سیستم های سقف کابلی ، طراحی سازه خرپایی کابلی به دلیل فرم ساده و تطبیق پذیر خرپا بسیار محبوب است.