مقاله تحلیلی: انواع تکیه‌ گاه‌ های سازه‌‌ ای/ شرایط مرزی

انواع تکیه‌گاه‌ها

تعریف شرایط مرزی در مدل، فارغ از اینکه از چه نرم‌افزاری استفاده می‌کنید، یکی از مهم‌ترین بخش‌های آماده‌سازی مدل در تحلیل است. تکیه‌گاه‌ها بخش مهمی از ساخت مدل هستند که با تعریف درست آن‌ها نتایج دقیق و مورد انتظار حاصل می‌شود. نمی‌توانیم تکیه‌گاه‌ها را نادیده بگیریم و یا بر مبنای حدسیات آن‌ها را تعیین کنیم زیرا شرایط تکیه‌گاهی متفاوت ممکن است منجر به رفتار غیرمنتظره سازه شود. برای تعریف تکیه‌گاه‌ها در سازه‌های فولادی باید از دیتیل آن آگاهی داشته باشیم. برای مثال تکیه‌گاه یک ستون در سازه‌های فولادی بسته به دیتیلی که در نظر گرفته‌شده، می‌تواند ساده یا گیردار باشد.

تکیه‌گاه گیردار

این صلب ترین نوع در بین تکیه‌گاه‌ها است. این تکیه‌گاه پیچش و حرکت عضو را در همه‌ جهت‌های طولی مهار می‌کند. این بدین معناست که عضو نمی‌تواند در هیچ جهتی حرکت یا دوران داشته باشد. بهترین مثال ستونی است که در بتن قرارگرفته است. این ستون نمی‌تواند بپیچد، دوران کند یا جابه‌جا شود. یک تکیه‌گاه گیردار در مدل سه بعدی، 6 درجه آزادی مهارشده دارد که سه تا از آن‌ها درجات آزادی انتقالی و سه مورد دیگر درجات آزادی دورانی در سه محور متعامد X،Y و Z هستند.

این تکیه‌گاه‌ها زمانی که فقط می‌توانید از یک تکیه‌گاه استفاده کنید، مفید هستند. تکیه‌گاه گیردار تمامی مهارهایی را که برای ایستایی ساختمان موردنیاز است، تامین می‌کند. این تنها نوع تکیه‌گاه است که برای طره‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بزرگ‌ترین ویژگی مثبت این نوع تکیه‌گاه می‌تواند نقطه‌ ضعف آن نیز باشد. گاهی نیاز است که ساختمان اندکی تغییر شکل دهد. برای مثال، بتن در حین افزایش مقاومت دچار انبساط می‌شود. پس این خیلی مهم است که تکیه‌گاه به‌درستی طراحی ‌شده باشد در غیر این صورت درز به وجود آمده در اثر انبساط، ممکن است منجر به کاهش دوام سازه شود.

تکیه‌گاه غلتکی

این تکیه‌گاه در جهت افقی آزاد است اما از حرکت آن در جهت عمودی جلوگیری شده است.

رایج‌ترین کاربرد این نوع تکیه‌گاه در پل‌ها است. به طور معمول در پل‌ها، تکیه‌گاه غلتکی در یک انتها اجرا می‌شود تا جابه‌جایی افقی و انبساط ناشی از تغییرات دمایی در نظر گرفته شود.

تکیه‌گاه غلتکی در مقابل نیروهای افقی مقاومت نمی‌کند. برای این کار سازه به تکیه‌گاه دیگری نیاز دارد تا جابه‌جایی افقی را محدود کند. برای اینکه سازه پایدار باشد، تکیه‌گاه غلتکی همراه با تکیه ساده استفاده می‌شود.

تکیه‌گاه ساده

تکیه‌گاه رایج مورد استفاده در مهندسی عمران، تکیه‌گاه ساده است. همانند مفصل، در این تکیه‌گاه دوران امکان‌پذیر است اما امکان حرکت وجود ندارد. این بدان معناست که با نیروهای افقی و قائم مقابله می‌‌کند اما خمش را نمی‌تواند تحمل کند.

تکیه‌گاه ساده به کرات در خرپاها مورد استفاده قرار می‌گیرد. بااتصال چند عضو توسط این نوع تکیه‌گاه، اعضا به یکدیگر فشار می‌اورند و به این شکل نیروی محوری در اعضا ایجاد می‌شود. مزیت این تکیه‌گاه این است که اعضا نیروهای خمشی داخلی ندارند در نتیجه فقط بر مینای نیروهای محوری طراحی می‌شوند.

تکیه‌گاه ساده نمی‌تواند به‌تنهایی سازه را نگه دارد زیرا سازه برای تحمل خمش حداقل به دو تکیه‌گاه نیاز است.

مفصل داخلی

مفصل‌های داخلی معمولا برای اتصال اعضا به یک نقطه مورد استفاده قرار می‌گیرند نه به عنوان تکیه‌گاه. در برخی موارد، عمدا کار گذاشته می‌شوند تا بار اضافی ناحیه ضعیف را بشکند (به عنوان فیوز عمل کند) و به سایر اعضای سازه‌ای آسیبی نرسد.

منبع

نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.