Εύρεση ισορροπουσών μορφών εφελκυόμενων κατασκευών από δίκτυα καλωδίων και μεμβράνες

• Κύριος συγγραφέας: Τατάνη, Ζωίτσα
• Άλλοι συγγραφείς: Μαραθιάς, Πέτρος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2014
• Θέματα: Δίκτυα καλωδίων; Μεμβράνες; Εύρεση ισορροπουσών μορφών; Φυσική προσομοίωση; Μέθοδος δυναμικής χαλάρωσης; Μέθοδος πυκνότητας-δύναμης; Cable nets; Membrane structures; Form finding; Physical modeling; Dynamic relaxation method; Force density method; 693.98

Η μόρφωση των κατασκευών από δίκτυα καλωδίων και μεμβράνες έχει την ιδιαιτερότητα να μην εξαρτάται μόνο από την ικανοποίηση των αισθητικών ή λειτουργικών απαιτήσεων αλλά και από την ικανοποίηση του περιοσμού ότι όλα τα στοιχεία έχουν μόνο αξονική καταπόνηση και μάλιστα εφελκυστική. Επειδή δε αυτή αναπτύσσεται με εφαρμογή προεντάσεως, τόσο η δυσκαμψία όσο και η φέρουσα ικανότητα υπό την δράση κάθετων στην επιφάνειά τους φορτίων, εξαρτάται από τον βαθμό της προέντασης και στις δύο κύριες διευθύνσεις καμπυλότητάς τους. Η αλληλεπίδραση μορφής-προεντάσεως αυτών των καλαίσθητων χωρικών κατασκευών δημιούργησε την ανάγκη διευρεύνησης για την δημιουργία μεθόδων εύρεσης ισορροπουσών μορφών τους. Στην παρούσα εργασία, περιγράφεται διεξοδικά το θεωρητικό υπόβαθρο των πιο ευρέως διαδεδομένων μεθόδων εύρεσης ισορροπουσών μορφών αυτών των κατασκευών. Η μέθοδος πυκνότητας-δύναμης και η ανάπτυξη των μαθηματικών τύπων που την περιγράφουν παρουσιάζονται εκτενώς. Η μέθοδος αυτή βασίζεται στην ελεύθερη επιλογή της παραμέτρου πυκνότητας-δύναμης η οποία μετατρέπει την επίλυση των εξισώσεων ισορροπίας σε γραμμικό σύστημα. Στην περίπτωση όπου στο παραπάνω πρόβλημα προστίθενται κάποιοι περιορισμοί, όπως παραδείγματος χάριν, προκαθορισμός των επιμέρους μηκών του κανάβου του δικτύου στην παραμορφωμένη ή απαραμόρφωτη θέση του ή προκαθορισμός του μεγέθους της εφελκυστικής δύναμης των καλωδίων του, τότε το πρόβλημα μετατρέπεται από γραμμικό σε μη γραμμικό. Για την εφαρμογή της μεθόδου πυκνότητας-δύναμης σε διάφορες μορφές εφελκυόμενων κατασκευών συντάσσεται κώδικας με την βοήθεια του λογισμικού Matlab.Τα αποτελέσματα αναπαριστώνται σε εικόνες και γραφικές παραστάσεις και απεικονίζουν την επίδραση διαφόρων παραμέτρων στην ισορροπούσα μορφή εφελκυόμενων κατασκευών. Τέλος, προτείνεται μία διαδικασία υλοποίησης πραγματικών κατασκευών κατά την οποία λαμβάνεται ως δεδομένη η γεωμετρία των ισορροπουσών μορφών, όπως προκύπτει από την εφαρμογή της μεθόδου πυκνότητας-δύναμης, και η οποία καταλήγει σε καλώδια συγκεκριμένης διατομής, αντοχής αλλά και εσωτερικής εφελκυστικής δύναμης.