Kábel-membrán szerkezetek

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Kábel-membrán szerkezetek"

Krisztina Orosz
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 Kábel-membrán szerkezetek 1

2 Tartalom Történet Általános tulajdonságok Tervezés menete Példák 2

3 Történet Membrán sátrak: a második legősibb épület forma a barlangok után Minden kontinensen megtalálható! 3

4 Európa: Római sátrak 4

5 Észak Amerika: tipi 5

6 Ázsia, Mongólia: Jurta 6

7 Afrika: Beduin sátrak 7

8 Sátrak tulajdonságai Időleges építmény, védelem Állat bőrt használtak (korlátozott teherbírás) A membrán nem része a tartószerkezetnek 8

9 Vitorlák Egyiptom Görögország 9

10 Sárkány 10

11 Halász háló 11

12 Halász háló 12

13 Kábel hidak 13

14 Fejlődés a 19. századig Nem volt fejlődés a 19. századig Az anyagoknak korlátozott teherbírásuk van. A húzószilárdság nem elég nagy. A csomópontok nem tudnak nagy erőket továbbítani. Nehéz volt a szerkezeteket stabilizálni szélben. 14

15 Cirkuszi sátrak Első cirkuszi sátor: Astley cirkusz sátra, 1770, Westminster Bridge-en, Londonban 1840, Párizs, Champs-Elysées, kátránnyal bekent lenvászon sátor XIX. sz. végén amerikai vándorcirkuszok Barnum Cirkusz: 12000néző Akár 50 méter átmérőjű 15

Champs-Elysées, kátránnyal bekent lenvászon sátor XIX. sz.

16 19. század: cirkuszi sátrak 16

17 19. század: légballon 17

18 Áttörés FreiOttó kísérletei az 1950-es években 18

19 Légnyomásos szerkezetek William Lanchester, 1917, hadi kórház 1946, Walter Bird, Bird Air Structures US Pavilon a 1970-es Expón, első nem gömb alakú légnyomásos szerkezet 19

20 US Pavilon, Expo 70 20

21 US Pavilon, Expo 70 21

22 Sátrak : Taiyo Kogyo Company nagy számban készített sátrakat Japánban Jeddah Repülőtér, zarándokok terminálja, Szaud Arábia m ezer zarándok befogadására alkalmas Csak nagy szilárdságú anyagokkal volt lehetséges, (üvegszövet anyag) 22

23 Jeddah Repülőtér 23

24 Futball világbajnokság,

25 Magyarország Első feszített sátor: 1974 GRABOPLAST Gépkocsi raktár Teniszcsarnokok Árnyékvetők 25

26 Modern alkalmazások Színházak, zenei színpadok lefedése Belépők, járdák és parkolók lefedése Stadionok, dómok, kiállítási helyek Repülőterek Árnyékvetők Időleges védelem, letakarás Időleges gátak Antennák 26

27 Modern vitorlák 27

28 Ejtőernyő 28

29 Ernyők 29

30 30

31 Kábel-membrán szerkezetek fő tulajdonságai Anyagok nagy szilárdságúak, könnyűek, tűz és vegyszernek ellenállóak. Nagy területek letakarására alkalmasak Előregyárthatók Gyönyörű építészeti létesítmények, gazdag formaválaszték Lehetnek mobilak, áttelepíthetők 31

32 Szerkezeti tulajdonságok Csak húzófeszültség ébredhet bennük, Nyomásra lazák lesznek A teljes keresztmetszet kihasználható, nem kell hajlítást, kihajlást figyelembe venni Elméleti és gyakorlati tapasztalat szükséges 32

33 Merevség 33

34 Egyszerű példa: kezdeti állapot 34

35 Egyszerű példa: terhelt állapot 35

36 Az egyszerű példa megoldása 2 EA l 0 s l sin 2 α + s l u = P K u = P 36

37 37

38 Előfeszítés 38

39 39

40 Felületek osztályozása Egyszeresen görbült Kétszeresen görbült 40

41 Kétszeresen görbült felületek Synclastic (Dóm) Anticlastic (Nyereg) 41

42 Forma és viselkedés kapcsolata T 1 + T 2 = F R 1 R 2 F T > 0 és T > T 1 = 0 F 0 = R R 2 1 T 2 (légnyomás) 42

43 Tervezési eljárás 1. Alak definiálása 2. Mérnöki modell készítése 3. Szerelési alak keresése (form-finding) 4. Szabásminta elkészítése 5. Terhek alatti viselkedés számítása, analízis 6. Részlet és csomópont tervek, építési folyamat megtervezése 43

44 1. Alak definiálása Beruházó (megrendelő)és tervező (építész) Beruházó követelményei: Lefedendő terület Belső, magassági követelmény Oszlopok és fix pontok megadása A szerkezet rendeltetése, esztétikai követelmény Stb. 44

45 3D rajz 45

46 Anyag kiválasztása Az anyagot is ki kell választani Az anyag átlátszósága határozza meg, mennyi mesterséges világításra van szükség Hőszigetelési tulajdonság határozza meg mennyi fűtésre van szükség A szín az esztétikát befolyásolja 46

47 2. Mérnöki modell készítése Minden szerkezeti tulajdonságot definiálni kell Régebben modellt építettek Manapság, CAD és véges elemes módszert használnak Véges elemes hálót kell definiálni Peremfeltételeket és anyagtulajdonságokat kell az elemekhez hozzárendelni Nagyon fontos a jó modell!!!!! 47

48 Mérnöki modell 48

49 3. Szerelési alak meghatározása Definíció: Egy geometriai alak meghatározása adott peremfeltétel és előfeszítés esetén amelynél a belső erők egyensúlyban vannak. Numerikus módszerek: Geometriai alakmeghatározás Egyensúlyi alakmeghatározás 49

50 Egyensúlyi alakmeghatározás Több módszer is létezik: Grid módszer(szabóand Kollár) Erő intenzitás (Force density -Schekand Linkwitz, 1971) Stuttgart direct módszer(linkwitz, ~1970) Dinamikus relaxáció (Dynamicrelaxation -Day 1965, Barnes 1971-, Topping) Véges elemes módszer 50

51 Szerelési alak 51

52 4. Szabásminta generálás A membrán felület gyártási terve Definíció: Az egyensúlyi helyzetben levő szerkezeti alakból meghatározzuk a feszültségmentes membrán méreteket 52

53 Szabásminta generálás Anyag csíkokat generálunk Lánc és vetülék irány 53

54 54

55 5. Analízis Önsúly: elhanyagolható Hasznos teher: csak szerelés során Földrengés: kis tömeg, így elhanyagolható Szélteher: domináns Hó there: domináns Pont teher:lámpa, jelek, stb. 55

56 6. Csomópontok és építési sorrend A szerkezet különböző részeinek összekötése: Kábel-kábel Kábel-membrán Kábel-membrán-támasz Vízlefolyók Fix pontok és rögzítések 56

57 57

58 58

59 Építési sorrend Biztosítja, hogy a szerkezetet a tervezett módon lehessen megépíteni Daruk elhelyezése Előfeszítési sorrend is fontos Anyag szakadást el kell kerülni Kábelek összegabalyogádását is el kell kerülni Nagyon komplex lehet 59

60 Indián sátor építése 60

61 Karbantartás Általában kevés karbantartást igényel Nem szabad szakadásnak kialakulnia: Megfelelő feszültség legyen az anyagban Ne kerüljön éles anyag a közelbe Megfelelő tervezés Közönségtől távol legyen Ultraibolya sugárzás károsítja a műanyagot Szél által szállított piszok, kipufogó gázok, stb Rossz légáramlás, nedvesség kezelés: alga 61

Hasonló dokumentumok

Kábel-membrán szerkezetek

Kábel-membrán szerkezetek Kábe-membrán szerkezetek Szereési aak meghatározása Definíció: Egy geometriai aak meghatározása adott peremfetéte és eőfeszítés esetén ameyné a beső erők egyensúyban vannak. Numerikus módszerek: Geometriai