سازه فضاکار و انواع آن

سازه فضاکار و انواع آن

سازه فضاکار، نتیجه الگوبرداری انسان از طبیعت است. بشر از ابتدای خلقت، برای رفع نیازهای خویش ( پوشاک، خوراک، سرپناه، امنیت و …)، دست به اکتشافات و اختراعات بی شماری زده. انسان نخستین، با مشاهده و تأمل در آنچه اطراف زیستگاهش روی می دهد، به بسیاری از نیازهای خویش پاسخ داده است.
سازه فضاکار، نوع تکامل یافته سرپناه بشری ست که در پی پاسخ به نیازهای امروز بشر ابداع شد. این نوع سازه، با وقوع انقلاب صنعتی و پیدایش مصالح نوینی چون فولاد و آهن و … و نیاز انسان به ساخت بناهایی با دهنه وسیع، پا به عرصه ساخت و ساز نهاد.
سازه فضاکار چیست؟ تعاریف متعددی برای معرفی این عنوان وجود دارد.
– سازه فضاکار، اشکال هندسی منظمی هستند که به صورت مدولار و تکرار شونده، طی اتصال های مکرر، ساختاری شبکه ای، یکپارچه، سه بعدی و مستحکم ایجاد می کنند.
– سازه فضاکار، در واقع مدل گسترش یافته و پیشرفته سازه های خرپایی هستند. این سازه ها، شبکه ی در هم تنیده از سازه ای خرپایی را تشکیل می دهند که عموما در دو جهت با هم ترکیب شده اند.
– به سازه ای، که اصولا رفتار سه بعدی داشته باشد، به طوری که به هیچ ترتیبی نتوان رفتار کلی آن را با استفاده از یک یا چند مجموعه مستقل دوبعدی تقریب زد، سازه فضاکار گفته می شود.

انواع سازه فضاکار

الف) شبکه های تخت :
شبکه های تخت، به ترکیب یک سیستم یک یا چند وجهی با لایه های واحد شبکه گفته می شود.  شبکه مسطح، ترکیبی ست از یک دو وجهی که با تیرهای واحد متصل شده است.  شبکه های تخت، می توانند دارای یک، دو یا سه و حتی چند لایه باشند، ولی بیشتر به صورت دو لایه مورد استفاده قرار می گیرند. یک نمونه استفاده از این شبکه ها در آشیانه هواپیما است.
ب) شبکه چلیک
به شبکه ای که در یک جهت دارای انحنا باشد، چلیک می گویند. این سازه بیشتر برای پوشش سطوح مستطیلی دالان مانند استفاده می شود. اگر چلیک یک لایه باشد اتصالات به شکل صلب است.
ج) شبکه گنبدی
به شبکه ای که در دو جهت دارای انحنا باشد، شبکه گنبدی می گویند. شاید رویه یک گنبد بخشی از یک کره یا یک مخروط با اتصال چندین رویه باشد.

اجزا و قطعات تشکیل دهنده سازه فضایی

• ۱) مخروطی
  در محل اتصال المان ها و لوله ها به گوی، از قطعه مخروطی شکل به روش جوش.فولادی استفاده می شود.
• ۲) اسلیو
  قطعه ای مشابه مهره ست و برای محکم نمودن پیچ های درون گوی، مورد استفاده قرار می گیرد.
• ۳) گوی
  کره فولادی توپری ست که مفصل ارتباطی اعضای سه بعدی محسوب می شود.
• ۴) لوله
  لوله ها،اجزای اصلی سازه فضاکار هستند، که توسط گوی ها به یکدیگر متصل می شوند. لوله وظیفه تحمل و انتقال نیروهای وارده را بر عهده دارند.
• ۵) پیچ
• ۶) دستک

موارد کاربرد سازه فضاکار

از سازه های فضاکار اغلب در ساختمان هایی با کاربری عمومی که نیاز به ایجاد دهانه های گسترده و کاهش فضای اشغال شده توسط ستون ها دارند، استفاده می شود. ساختمان هایی از قبیل: انواع پل ها، غرفه های نمایشگاهی، انواع سوله (سالن های ورزشی، استخر، سردخانه، انبار و …)، سالن های چند منظوره ( سالن بازی، سینما، تئاتر و …)، انواع سایبان، ترمینال، جایگاه پمپ بنزین، انواع سردر، استادیوم ها، گلخانه ها و …

روش نصب سازه فضاکار

کلیه قطعات و اجزای سازه فضاکار پیش ساخته هستند، این امر موجب افزایش سرعت ساخت و ساز می گردد.

• روش نصب یکپارچه
  در این روش، ابتدا سازه، بر روی زمین ( محل احداث) آماده می شود و قطعات آن مونتاژ می گردد سپس با جرثقیل یا سایر ماشین آلات بالابر، بر روی تکیه گاه نصب می گردند.
• روش نصب بلوکی
  در این روش، سازه به بخش های مشخصی تقسیم می شود. این قسمت ها پس از انتقال به ارتفاع مناسب نصب و قرار گرفتن بر روی تکیه گاه ها به یکدیگر متصل می شوند.
  یک نکته قابل توجه: سازه های فضاکار، قابلیت پوشش فضایی به طول ۳۰۰ متر (بدون ستون) را دارند.

امروزه در سراسر دنیا سازه های فضاکار به سرعت در حال پذیرش و مقبولیت در بین طراحان و مهندسین سازه می باشند، این امر را نمی توان فقط مرهون جذابیت و زیبایی بیشتر این سازه ها دانست، بلکه دلایل متعددی وجود دارد که در ذیل به پاره ای از آنها اشاره می شود.

مزایای کاربرد سازه فضاکار

• حمل و نقل سریع اجزا و قطعات سازه
•  کلیه اجزای مورد استفاده در سازه فضاکار پیش ساخته می باشند. ساخت و تولید قطعات سازه در کارخانه ، کنترل کیفیت و دقت بسیار بالایی را موجب خواهد شد که این امر خود دقت و کیفیت بالا در کل سازه اجرا شده را به همراه خواهد داشت.
• استحکام در برابر حوادث طبیعی مانند زلزله
•  امکان نصب سازه در شرایط جوی نامناسب
• سازگاری سازه فضاکار با اقلیم و آب وهوای مختلف
• کاهش هزینه (کاهش هزینه حمل و نقل و دستمزد، ارزان تر بودن این سیستم در مقایسه با سایر سیستم های سازه ای به خصوص در سالن های با دهانه بالا این سیستم را تبدیل به تنها گزینه ای نموده که با توجه به سایر مزیت های آن دارای توجیه اقتصادی می باشد.)
•  امکان اجرای دهانه های وسیع و امکان حذف یا کاهش تعداد ستون ها
• ضریب ایمنی بالا (مقاومت در برابر آتش سوزی و انفجار، درجه نامعینی بالای این سیستم ، پیچ و مهره ای بودن اتصالات و سهولت کنترل کیفیت قطعات و اتصالات و ساخت کارخانه ای قطعات به صورت پیش ساخته، عواملی است که ضریب اطمینان و ایمنی سازه را به میزان قابل ملاحظه ای افزایش می دهد.)
•  سبک (علیرغم انچه که از شکل ظاهری این سیستم به نظر می آید سازه اجرا شده بسیار سبک می باشد به طوری که در مقایسه با دیگر سازه های ساختمانی در شرایط مساوی ترجیح داده می شود)
•  قابل بازیافت (کاهش ضایعات)
•  امکان نصب انواع پوشش از قبیل پلی استرن، پشم سنگ و …
•  امکان اجرای سقف سازه فضایی مضاعف
•  نمای دکوراتیو سازه فضاکار
•  امکان جانمایی تجهیزات مکانیکی ( عبور و انتقال لوله ها و تجهیزات سرمایشی- گرمایشی و تهویه) در سازه فضاکار
•  امکان همزمانی اجرای سازه فضایی با عملیات ساختمانی دیگر (از آنجایی که روش های مختلفی برای بافت در این سیستم وجود دارد ، امکان همزمانی اجرای این سیستم با دیگر فعالیت های ساختمانی، بدون مزاحمت وجود خواهد داشت.)
•  امکان باز کردن و بستن مجدد سازه (از آنجایی که در طول عملیات نصب سازه، هیچ گونه عملیات جوشکاری صورت نمی گیرد و کلیه اتصالات در سازه اصلی و قطعات الحاقی بصورت پیچ و مهره ای صورت می گیرد لذا سازه اجرا شده این قابلیت را دارا می باشد، که بطور کامل مونتاژ گردد و در محل دیگر به همان شکل تنها با تغییرات اندکی در قطعات سازه ای نصب شود.)
•  امکان خلق اشکال مختلف معماری (قابلیت ایجاد انواع اشکال هندسی مطابق با طرح های گوناگون معماری بوده که این قابلیت به خصوص در طرح های با معماری خاص نسبت به سایر سیستم های سازه ای جلوه گر می گردد.)

 مرکز فرهنگی حیدر علی اُف ( معمار بنا: زاها حدید)