بررسی پایداری سازه ای ‌فضاکار تک‌لایه‌ی آسمانه چینی خانهِ‌ی مقبره‌ی شیخ صفی‌الدین اردبیلی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری معماری، گروه معماری و شهرسازی، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران

2 استاد دانشگاه

3 دانشیار دانشکده ریاضی و علوم کامپیوتر، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، پلی‌تکنیک تهران، ایران

10.22065/jsce.2020.212214.2044

چکیده

سازه‌های فضاکار تک‌لایه به ویژه در فرم گنبدی‌شکل به دلیل سختی بالای سازه‌ای برای پوشش دهانه‌های بزرگ از ویژگی‌های خوبی برخوردارند. این نوع سازه‌ها بسیار مستعد ناپایداری هستند که این عامل می‌تواند میزان بارگذاری قابل تحمل و تغییرشکل سازه‌ها را محدود -کند و نقش بنیادی در طراحی سازه‌هایی داشته باشد که بارهای تحمّل‌شده توسط اعضای آن‌ها عمدتا به صورت محوری-فشاری یا محوری-کششی می‌باشد لذا مطالعه‌ی پایداری این سازه‌ها برای تعیین حداکثر ظرفیت باربری سازه، یافتن فرم هندسی بهینه، سختی سازه و نحوه‌ی رفتار خرابی آن از اهمیت زیادی برخوردار است. سازه‌های فضاکار گنبدی تحت شرایط بارگذاری متفاوت، مودهای ناپایداری گوناگونی شامل ناپایداری عضوی، ناپایداری گرهی، ناپایداری در امتداد طول عضو و ناپایداری عمومی را به نمایش می‌گذارند. با در نظرگیری این نوع ناپایداری‌، در این مطالعه سازه‌فضاکار تک‌لایه‌ی گنبدی مقبره‌ی شیخ صفی‌الدین اردبیلی با تاشه‌ی ویژه‌ی خود گنبد که با مطالعه‌ی پارامتریک به دست آمده‌است با انجام تحلیل‌های خرابی و استفاده از روش عناصر محدود مورد بررسی قرار گرفته‌است. اثرات عواملی همچون ناکاملی‌های هندسی اولیه، الگوی بارهای برف متوازن در گره‌ها، الگوی بارهای برف نامتوازن در دو جهت متعامد، با در نظر گیری سه نسبت ارتفاع به دهانه‌ی متفاوت، دو نسبت طول به عرض گنبد و تنش تسلیم مصالح در رفتار پایداری سازه‌فضاکار تک‌لایه‌ی آسمانه چینی خانهِ‌ی مقبره شیخ صفی‌الدین اردبیلی لحاظ گردیده‌است. نتایج نشان می‌دهد که نسبت ارتفاع به دهانه عاملی تاثیرگذار در این نوع سازه‌هاست و با افزایش این نسب وزن، سختی اولیه و ظرفیت باربری (برای طراحی با مقاطع یکسان برای تمامی سازه‌ها) افزایش می‌یابد؛ همچنین فرم سازه‌ای سازه‌فضاکار تک‌لایه‌ی گنبدی مقبره‌ی شیح صفی‌الدین اردبیلی با تاشه‌ی ویژه‌ی خود بسیار غیراقتصادی و غیر بهینه است و برای طراحی‌های سازه‌ای توصیه نمی‌شود و صرفا جنبه‌ی زیبایی دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigating the Sustainability of Structures of space frame structure of Sheikh Safieddin Ardebili Tomb

نویسندگان [English]

  • Sara Beyraghi 1
  • Hassan Sattari Sarbangholi 2
  • Ali Mohades Khorasani 3
1 PhD candidate, Department of Art & Architecture, Tabriz Branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran
2 Professor
3 Associate Professor, Department of Mathematics and Computer Science, Amirkabir University of Technology, 424 Hafez Ave, Tehran,
چکیده [English]

These types of structures are very disposed to instability, which can limit the amount of load that can be tolerated and deformed structures, and play a fundamental role in designing structures whose loads borne by their members are mainly axial-compressive or axial-tensile. So it is important to study the stability of these structures to determine the maximum load-bearing capacity of the structure, to find the optimal geometric shape, the stiffness of the structure and collapse behavior under different loading conditions. Under different loading conditions, dome-shaped space structures exhibit various modes of instability, including member instability, nodal instability, member length instability, and general instability. Considering this type of instability, in this study, the dome-shaped space structure of the tomb of Sheikh Safi al-Din Ardabili with the special form of the dome, which has been obtained by parametric study, have been investigated. These are done by collapse analysis and the use of finite element methods. Factors such as early geometric imperfections, balanced snow load pattern in nodes, unbalanced snow load pattern in two orthogonal directions, taking into account three different height to span ratios, two lengths to width ratios of the dome and yield stress are considered In the stability behavior of the single-layer space structure of Canopy the tomb of Sheikh Safi al-Din Ardabili. The results show that the height to span ratio is an influential factor in this type of structure and with increasing this ratio, weight, the initial hardness and load capacity (for design with the same sections for all structures) increases; also the structural form of the single-layer dome-shaped space structure of the tomb of Sheikh Safi al-Din Ardabili, with its special form, is very uneconomical and inefficient, and is not recommended for structural designs and has only a beautiful aspect.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Space Structure
  • Tomb of Sheikh Safi al-Din Ardabili
  • Stability of Structure
  • Single-Layer Dome
  • Finite Element