سازه های فضا کار چیست؟
سازه های فضا کار چیست؟ در علوم مهندسی برای ساخت یک بنا بر اساس هدف ساخت آن از سازههای مختلفی با ویژگیها و کاربردهای بسیار متفاوت استفاده میشود. همانگونه که
میدانیم استفاده از این سازهها امری ضروری است.
یکی از این سازهها به نام سازه فضاکار است. شاید تا به حال اسم این نوع سازه را شنیده باشیم. و برایمان سوال پیش آمده باشد این سازه چیست؟ و در چه بناهایی کاربرد دارد؟ در این مقاله تصمیم داریم به شرح مفصل تری در رابطه با سازه های فضا کار بپردازیم. اگر شما هم به اطلاع از این سازه علاقه مندید تا انتهای مقاله با ما همراه باشید.
آنچه در این مقاله میخوانید
منظور از سازه های فضا کار چیست؟
سازه های فضا کار به سازه هایی گفته میشود؛ که دارای یک ساختار سه بعدی، سبک و شبیه خرپا میباشد. و مانند میلههای کوچکی می باشد؛ که به صورت دقیق بر اساس میزان فشاری که باید تحمل کنند ساخته شده اند و به هم متصل میشوند.
تا به صورت اشکال مختلف هندسی بسیار زیبا و کاربردی در اماکن مختلف مانند نمایشگاهها، پارکها، و مناطق تفریحی، پاساژهای تجاری بزرگ و …اجرا شوند. به هر قطعه از سازه فضاکار یک فریم گفته میشود. این نوع سازه به عنوان پوششی زیبا به خصوص برای زمینهای بزرگ مورد استفاده قرار میگیرد. استحکام این سازهها ازطریق محاسبه بارهای خمشی وارد شده به سازه است. که خود به دو قسمت بارهای کششی و فشاری در طول هر پایه یا فریم منتقل میشود.
آموزش نحوه طراحی سازه فضاکار
فریم های این نوع سازههای زیبا معمولا با استفاده از ماتریسهای پیچیده طراحی میشود. ویژگی خاص این نوع ماتریسها در یک فضای معماری، زاویههای مجزا از هم برای شکل دهی بهتر و در نهایت طراحی دقیق تر طرح بر روی کاغذ در هنگام اجرای پروژه میباشد. جنس این فریم ها میتواند مانند تیرآهن های معمول از جنس فولاد بوده و یا بسته به نیاز از آلیاژ های سبک تر استفاده شود.
در واقع در این سازه میزان انحنا آنقدر زیبا و زیاد است؛ که اگر اتصالات به اندازه کافی سفت و محکم باشد میتوان انحرافات زاویه ای را به طور کل نادیده گرفت و محاسبات ساده انجام داد. ساده ترین شکل فریم فضایی دال افقی از اهرام مربع پیوسته و چهار ضلعی است که از رشته های فولاد آلومینیومی یا لوله ای ساخته میشود.
تقریبا در هر فریم از همه جهات بارهای مشابهی وارد میشود. که به تعادل سازه کمک میکند. از نظر فنی ماتریسهای طراحی این نوع سازهها را ماتریس بردار ایزو تروپیک و یا عرض یک واحد خرپای هشت تایی میگویند. سازه های فضا کار در واقع تلفیقی از علم مهندسی و هنر است که در ساختمانهای مدرن کاربرد فراوانی دارد.
این مقاله را نیز حتما بخوانید: اهمیت آهن آلات در صنعت ورزش
انواع سازه های فضایی
تا این قسمت مقاله با سازه های فضا کار آشنا شدیم. و متوجه شدیم چیست و چه کاربردی دارد. اکنون میخواهیم انواع آن را بهتر بشناسیم. به طور کلی سازههای فضاکار به دو دسته منحنی و ترتیبی تقسیم بندی میشوند.
سازه فضاکار منحنی
سازه های فضا کار منحنی عبارت است از:
پوشش سازههای فضاکار: این ساختارهای فضایی از زیر ساختهای مسطح تشکیل شده است. آنها مانند یک صفحه میباشند که در آن انحرافات صفحه از طریق میلههای افقی هدایت میشوند و نیروهای برشی توسط قسمتهای مورب پشتیبانی میشوند.
طاقهای بشکه ای: این نوع طاق دارای یک مقطع ساده است. معمولا در این نوع سازهها فریم فضایی نیازی به استفاده از ماژولهای چهار ضلعی یا هرم برای ایستایی و مقاومت سازه ندارد. در نتیجه سازه ساده تر و کاربردی تر میشود. چرا که گنبدهای کروی و سایر منحنیهای ترکیبی معمولا نیاز به استفاده از ماژولهای چهار ضلعی یا هرم و پشتیبانی اضافی از صفحه زیر ساز برای استحکام سازه را دارند.
سازه فضاکار ترتیبی
سازه فضار کار ترتیبی عبارت است از:
شبکه تک لایه: در این سازه همه عناصر روی سطح و به ترتیب قرار میگیرند. در واقع پیچیدگیهای حالت منحنی را ندارند.
شبکه دو لایه: در این سازه نیز عناصر در دو لایه به موازات و در فاصله مشخصی از یکدیگر سازمان یافته اند. هر یک از لایه ها شبکه ای از مثلثها، مربعها یا شش ضلعیها را توسط پایهها یا همان فریمهای سازه فضاکار تشکیل میدهند. که در آن ممکن است برآمدگی گرههای یک لایه با هم تداخل داشته باشند. یا نسبت به یکدیگر جابه جا شوند. میله های مورب به هم متصل می شوند. این سازه های فضا کار تقریبا همیشه صاف هستند و برای پوششهای آویزی مناسب هستند.
این مقاله را نیز حتما بخوانید: کاربرد ورق گالوانیزه در صنعت خودروسازی
فاصله ستون ها در سازه های فضا کار
در این گونه سازهها این امکان وجود دارد؛ که ستونها به صورت نامنظم ستون گذاری شوند. علاوه بر آن امکان دهانه گذاری با اندازههای متفاوت در سازه فضاکار وجود دارد. اما میزان متداول در اندازههای ستون گذاری معمولا 60 متر میباشد. البته همین انعطاف پذیری در اندازه ی سازه های فضا کار موجب پرطرفدار شدن این نوع سازه شده است.
ضخامت سقف سازه های فضا کار
برای سقفی با کیفیت بالا باید عواملی از قبیل نوع سازه و شکل هندسی آن، اندازه دهانه ها و اندازه ستونها، میزان بار وارده بر سازه را مدنظر قرار داد. چرا که این عوامل بسیار تایر بر میزان تاب آوری سقف دارند.
کاربرد سازه های فضا کار
سازه های فضا کار کاربرد زیادی در ساختمان سازی دارند. سایر نمونههای طبقه بندی شده این سازه به عنوان فریمهای فضایی عبارت اند از: سازههای فلزی چین دار،پوشش آویز، و ساختار پنوماتیک که در موارد زیر کاربرد دارند:
ساختمانهای تجاری و صنعتی
سالنها
به عنوان چراغ قوه های بزرگ شهری و پخش کنندههای نور
سایبان های زیبا
باجه های عوارض
سالنهای نمایشگاه
استادیومهای ورزشی
مزایا و معیب سازه های فضاکار
سبک بودن سازههای فضاکار یکی از مزایای ساختار این نوع اسکلت سه بعدی سازهها میباشد. مواد به کار رفته در این سازهها به گونه ای توزیع شده است؛ که مکانیسم انتقال بار در درجه اول کشش محوری یا فشرده سازی میباشد. علاوه بر این بیشتر فریمهای فضایی در حال حاضر با فولاد یا آلومینیوم ساخته میشوند.که به طور قابل توجهی باعث کاهش وزن در کل پروژه نسبت به سازههای آهنی میشود.
از طرفی قطعات سازه فضاکار به صورت انبوه در کارخانه تولید میشود. تا از نظر کیفی و مهندسی کاملا بررسی و یکسان باشند.در نتیجه استحکام و زیبایی مورد پسند مهندسین و سایر کاربران باشد.
معایب سازه های فضا کارر: تنها عیب سازههای فضاکار پایین بودن پتانسیل تولید فولاد میباشد. با اینکه سازه فضاکار مزایای بسیار زیادی دارد. ولی محدودیتهایی را هم ایجاد میکند. و مهمترین عیب این سازه را میتوان گفت نیاز به تولید فولاد بیشتر برای ساخت این سازه میباشد.
از طرفی هم تولید فولاد بیش از اندازه پروژههای سازه فضاکار به دلیل افزایش قیمت زغال کک، مواد اولیه، محدودیتهای دولتی تولید فولاد به دلیل آلودگیهای محیط زیستی امکان پذیر نمیباشد. و برای همین مشکلاتی را در تولید سازه فضاکار ایجاد میکند.
انواع قطعات سازه فضاکار
فریم های فضایی از قابلیت شکل و فرمهای متنوعی برخوردار هستند. در واقع طراحان می توانند از یک ماژول استاندارد برای تولید شبکه های مختلف فضای تخت، پوسته مشبک، یا حتی اشکال آزاد استفاده کنند. معماران نیز برای اجرای طرحهای خاص خود از زیبایی بصری و سادگی چشمگیر خطوط در قابهای فضایی استفاده بسیار زیادی میکنند. در واقع این نوع سازه ها کمک می کند تا مهندسین معمار آنچه را در ذهن دارند بسیار راحت تر به صورت واقعی اجرا کنند.
آنچه خواندیم
در این مقاله با سازه های فضا کار آشنا شدیم. اکنون اگر نام این سازه را بشنویم به راحتی میتوانیم در مورد آن شرح دهیم. همانطور که در این مقاله بیان کردیم. انواع سازه فضاکار مزایای بسیار زیادی دارد و بسیار در معماری و ساختمان سازی کاربردی میباشد.
مهمترین مزیت این نوع سازه باز گذاشتن دست طراح برای اجرای هرچه زیباتر و بهتر پروژههای طراحی می باشد. و محدودیت آن ساخت بیشتر این سازه به علت محدودیت تولید فولاد است. با این وجود این سازه به علت زیبایی شگرفی که دارد در ساختمان سازی و معماری بسیار پرطرفدار است.
این مطلب حرف نداشت
سوله بیستون سازه آذران