Design and Fabrication of Thin Folded Members with Digital Concrete Processes

پایان نامهDesign and Fabrication of Thin Folded Members with Digital Concrete Processes

طراحی و ساخت اعضای تا شده نازک با فرآیندهای بتن دیجیتال
چکیده:

بتن، پرمصرف ترین مصالح ساختمانی ساخت بشر در جهان است. به طور سنتی در حالت سیال در قالب‌هایی ریخته می‌شود که در آنجا سخت می‌شود و به یک ماده قوی و بادوام تبدیل می‌شود. با این حال، تولید مقادیر زیاد بتن، مسئول بخش قابل توجهی از انتشار جهانی CO2 است؛ و قالب‌های سنگین که بتن را در ساخت‌وسازهای معمولی شکل می‌دهند، سهم عمده‌ای در هزینه‌ها و ضایعات کلی دارند. بنابراین، در طول زمان، رویکردهای مختلفی برای افزایش پایداری اکولوژیکی و اقتصادی سازه‌های بتنی تکامل یافته است؛ و هدف این پژوهش پیوستن به این تلاش ها است. موضوع این تحقیق سازه های بتنی چین خورده نازک است که با توجه به افزایش ظرفیت باربری به خاطر فرم تاخورده خود، راه حلی کارآمد از نظر مصالح را برای دهانه های بزرگ ارائه می دهند. امروزه تعداد این پروژه‌ها به دلیل قالب‌بندی‌های پیچیده و اجرای کار متمرکز به‌طور قابل توجهی کاهش یافته است؛ در حالی که مزایای آنها همچنان مناسب باقی مانده است. بنابراین، این پایان‌نامه با هدف ارائه روش‌های تولید کارآمد برای سازه‌های چین‌خورده با استفاده از فرآیندهای ساخت دیجیتال با بتن، و ایجاد امکان استفاده مجدد از آن‌ها به صورت گسترده بوده است. برای دستیابی به این هدف، یک فرآیند لغزشی روباتیک به نام ریخته‌گری پویای هوشمند (SDC) انتخاب و با روش‌شناسی تجربی و تحلیلی مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی تجربی نشان داد، تولید نمونه‌های اولیه سازه های تا شده نازک با SDC نسبت به ستون‌ها یا جرزها دشوارتر بوده و تجزیه و تحلیل ها نیز با یک مدل فرآیند نظری، توضیحاتی ارائه کرد. این مدل از SDC، نشان داد که اصطکاک بین بتن و قالب متحرک بر فرآیند لغزش به صورت نسبی با شعاع هیدرودینامیکی کوچک (نسبت حجم به سطح) قالب نازک تا شده نسبت به قبل، تأثیر بیشتری می‌گذارد. هر چند این مدل دستورالعمل‌هایی را برای تنظیمات مواد برای تولید نمونه‌های اولیه تا شده نازک ارائه می‌کرد، امّا مسئله ارتفاع و هندسه‌ها محدود باقی ماندند. بنابراین، تحقیقات بیشتری برای بهبود سیستم مواد بر اساس تقاضای مورد استفاده در SDC با یک روش شتاب دوگانه سفارشی، انجام شد که منجر به فرآیند جدیدی به‌عنوان ریخته‌گری دیجیتال کنترل‌شده افزودنی (ACDC) شد. در ACDC، قالب‌های ضعیف به صورت رباتیک، با یک بتن سخت شونده، سریع پر می‌شوند تا فشار ناشی از ریخته‌گری را کاهش دهند. امکان تولید سازه‌های تا شده نازک قوی با ACDC ، با قالب‌های مختلف ارزان و ساده، به اثبات رسید، مانند سیستم In-Tense که در آن مواد نازک توسط قاب‌های سفت و سخت نگهداری می‌شوند، قالب‌های پوست تخم مرغی چاپ‌شده سه بعدی یا قالب‌های تخته کاغذی تا شده منحنی. در نهایت، مونتاژ سه نمونه اولیه در یک بخش سقف پس تنیده، کارایی روش ACDC را برای سازه‌های بتنی تا شده نازک در مقیاس معماری ، ثابت کرد.

رمز فایل فشرده: canvas-school