بررسی رفتار خرابی گنبد کابلی با فرم ترکیبی و بهبود رفتار با ابزارهای محدودگر نیرو

گنبدهای کابلی یکی از انواع بسیار کارا و موثر سازه های کش بستی می باشند. پایداری گنبدهای کابلی مرسوم از طریق یک رینگ فشاری صلب بتنی در پیرامون تامین می شود که با اصل خود ایستایی سازه های کش بستی در تعارض است. در این پژوهش، ترکیب یک رینگ کش بستی به ­جای رینگ بتنی با گنبد کابلی از نوع Levy به ­عنوان یک سیستم کابل- دستکی (Cable-strut) ترکیبی جدید موردمطالعه قرار می گیرد. پس از معرفی هندسه سازه ترکیبی، فرم یابی آن از طریق روش چگالی نیرو به­ همراه برنامه نویسی خطی انجام شده و پس از بارگذاری و طراحی سازه موردنظر با استفاده از آیین نامه های موجود، رفتار خرابی اولیه آن از طریق مدل سازی در نرم افزار ABAQUS موردمطالعه قرار می گیرد. بر روی این سازه، تاثیر تغییر تراز نیروهای پیش تنش نیز بررسی می شود. همچنین رفتار خرابی سازه گنبدی بدون حضور رینگ کش بستی نیز انجام گردیده و پس از انجام تحلیل های دینامیکی روی دو سازه گنبد کابلی مرسوم و سازه ترکیبی، تاثیر وجود رینگ کش بستی و عملکرد ترکیبی آن با سازه گنبدی و نیز کفایت تحلیل های استاتیکی بررسی می گردند. در نهایت با استفاده از چند نمونه از ابزارهای محدودگر نیرو، رفتار خرابی سازه های موردمطالعه به­ صورت سه مرحله ای بهبود داده می شود. نتایج نشان می دهند که استفاده از رینگ کش بستی باعث افزایش ظرفیت باربری به­ اندازه ۷/۳ % و ۳۴ % تحت دو حالت بارگذاری متقارن و نامتقارن می گردد. همچنین به ­کارگیری ابزارهای محدودگر نیرو طی سه مرحله مقاوم سازی، باعث افزایش ظرفیت باربری سازه به مقدار ۲۱ % تا ۳۴ % می گردد که این درصد افزایش، مستقل از نوع ابزار به­ کار گرفته شده می باشد.

Keywords:

گنبد کابلی , رینگ کش بستی , سیستم کابل- دستکی ترکیبی , روش چگالی نیرو , مقاوم سازی , ابزار محدودگر نیرو