اثر شکل هندسی بر چگونگی توزیع تنش در گنبدها

هدف از این پژوهش مطالعه اثر فرم هندسی گنبدها بر نحوه توزیع تنش های موجود در پوسته با استفاده از مدل سازی در نرم افزار SAP2000 می باشد. در این مقاله گنبد به عنوان یک سازه مستقل لحاظ شده و به منظور تاکید بر تمایز فرم های هندسی، سایر پارامترهای موثر در تحلیل گنبدها یکسان فرض شده است. همچنین در مدل عددی، از نمونه مشخصات مصالح رایج در معماری گذشته ایران استفاده گردیده است. در این پژوهش ابتدا چهار فرم هندسی رک، بیضی، نیم دایره و شکم دار (اوگون) بررسی شده اند که این نام گذاری صرفا به منظور تبیین بهتر ویژگی های مدل های عددی است. در ادامه با درنظر گرفتن پارامترهای یکسان برای چهار فرم مورد بحث، تحلیل استاتیکی تحت بار وزن گنبدها انجام شده است. با مقایسه مقادیر حدی تنش های حلقوی و نصف النهاری و جابجایی راس گنبد به عنوان معیار مطلوبیت، فرم های بیضی و رک به لحاظ حداقل نمودن این معیارها به عنوان مناسب ترین فرم ها معرفی شده اند. همچنین در این پژوهش از طریق انجام یک مطالعه پارامتری بر روی نسبت ارتفاع به قطر، گنبدهای مذکور مجددا مورد ارزیابی قرار گرفتند. از مقایسه مقادیر حدی تنش و تغییر شکل در این فرم ها چنین نتیجه می شود که بهترین رفتار گنبدهای رک و بیضی به ترتیب به ازای نسبت های ارتفاع به قطر 1 و 0/4 حاصل می گردد.