کاربرد های نوین سازه های فضاکار شبکه ای
سیستم های فعلی سازه های فضاکار نشان داده اند
که برای دهانه های خالص بسیار بزرگ، خیز عامل تعیین کننده ای در طراحی می باشد.کاربرد نوین سازه
استفاده از شبکه های قطری یا مورب در طراحی آشیانه های هواپیما، سالن های نمایش، سالن های ورزش، فرودگاه ها است
طراحان را متوجه استفاده از چنین سیستمی برای دهانه های خیلی بزرگ کرده است.
نمونه ای از این تمایل آشیانه هواپیمایی در فرودگاه سنگاپور برای دهانه خالصی متجاوز از 200 متر می باشد کاربرد نوین سازه
که توسط وای. اس. لو طراحی و در سال 1983 اجرا شده است.
یکی از جالب ترین مسائل مربوط به سازه های فضاکار، امکان استفاده از آنها در ساخت پل های بزرگراه ها می باشد.
اولین مثال مربوط به چنین کاربردی، استفاده از سیستم اسپیس دک در ساخت پل های موقتی است.
دیگر زمینه ای که در حال حاضر مطالعات زیادی بر روی آن صورت می گیرد،
شهر های فضاکار است که نمونه ای از آن شهر هرمی است
با عنوان پروژه ترای 2004 است که در ژاپن طرح آن ارائه شده است.
این طرح که پیشنهاد شرکت شیمیزو در ژاپن است،
شامل شهری با فرم هرمی است که در ساعات کاری تا یک میلیون نفر را در خود جای می دهد. کاربرد نوین سازه
این شهر از یک سازه عظیم خرپای فضایی چند لایه به شکل هرم با قاعده مربع است
نشان دهنده یکی از امکانات سازه های فضاکار در آینده هستند.
در نهایت به طور کلی در کاربرد سازه های فضاکار شبکه ای به نظر نمی رسد
محدودیتی وجود داشته باشد
و از این سازه ها تا کنون در کاربری های گوناگونی بهره گیری شده است.
طبعا استفاده بجا از سازه های فضاکار شبکه ای، به معنی آن است
که در کاربری مورد نظر، از جمیع جهات و پس از مقایسه گزینه های سازه فضاکار شبکه است
با گزینه های انواع دیگر سیستم های سازه ای است
و بررسی مزایا و معایب گزینه ها از دیدگاه فنی، اقتصادی و سایر جنبه های ذیربط است
گزینه های سازه فضاکار شبکه ای به عنوان گزینه یا گزینه های برتر انتخاب شده باشد.
فرم های سازه های فضاکار
فرم های تخت
این نوع شبکه ها در واقع نوعی قاب مسطح هستند که بارهای وارده و شبکه در یک صفحه واقع نیستند.
در واقع فرق بین یک شبکه و قاب مسطح در امتداد اثر بارهای موثر بر سازه می باشد
. 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.
روش های مختلفی برای تقسیم یک سطح صاف با استفاده از شبکه خطوطی که در یک نقطه تقاطع دارند،
در یک الگوی منظم یا نا منظم وجود دارد،
اما هر یک از این روش ها ممکن است تفاوت زیادی را در طول خطوط و زاویه بین آنها به وجود آورد.
انتخاب نوع شبکه و ارتفاع بین دو لایه آن از نظر اقتصادی روی شبکه فضایی تاثیر خواهد گذاشت.
در سیستم سازه های مدولار مانند شبکه های تک لایه یا دو لایه اگر تفاوت در طول اعضا را بتوان محدود کرد
و زاویه اتصالات در گره ها استاندارد باشد مزایای چشمگیری در هر سازه خاص حاصل می شود.
این مسئله به کاربرد فقط سه نوع چند ضلعی مانند چند ضلعی هایی است
با طول اعضای مساوی که می تواند به طور کامل سطح را پر کند، محدود می شود.
این اشکال، مثلث متساوی الاضلاع، مربع و شش ضلعی هستند.
در برخی مواقع در سیستم شبکه های فضایی، مدول های کامل در یک الگوی منظم است
می توانند برای ایجاد یک هندسه بازتر و کاهش وزن خود سازه حذف شوند.
چنین صرفه جویی همیشه عملی نیست
و قبل از برداشتن مدول ها و یا کاهش تراکم اعضای شبکه تحتانی، باید تغییر مکان تکیه گاه های شبکه است
و میزان بار معکوس که به سبب نیروی باد ممکن است به وجود آید، در نظر گرفته شود.
ترکیب بندی شبکه ها
هموند های میانی بین لایه های چلیک را هموندهای جان نامند.
نام جان از جان مقطع تیر آهن گرفته شده است.
چرا که این دو در موقعیت های مشابه سازه ای قرار دارند.
همانطور که در مقطع تیر، جان تیر آهن نقش اتصال بین بال های بالایی و پایینی را بر عهده دارد،
در مقطع شبکه دو یا چند لایه نیز، جان نقش اتصال بین لایه ها بر عهده دارد.
که الگو و جهت گیری مشابهی در شبکه بالا و پایین وجود داشته باشد.
چهار نوع ارتباط بین شبکه بالا و شبکه پایین وجود دارد که عبارتند از :
-
شبکه های مستقیم یا مدول های منشوری:
- شامل دو شبکه موازی مشابه که یک شبکه به طور مستقیم روی شبکه دیگر قرار دارد.
- مدول های منشوری اعضای بالا و پایین و ابتدا و انتهایی برابری دارند.
- شبکه های مستقیم ممکن است دارای اعضای قطری در لایه های پایین و بالا باشند
- و یا در صورت حذف این اعضا، به عنوان یک خرپای فضایی دو طرفه عمل کنند.
-
شبکه ها یا مدول های جا به جا شده:
- و با جان های مایل به هم متصل می شوند.
- دو لایه انتهایی به صورت شیبدار قرار می گیرند
- شبکه های مختلف ( متفاوت ): شامل دو شبکه که ممکن است
- از لحاظ طراحی مختلف و از لحاظ قرار گیری نسبت به هم در دو جهت متفاوت باشند،
- شبکه های مشبک:
- شبکه های حاصل از تقاطع خرپاهای مسطح مشبک می باشند
-
فرم های استوانه ای ( چلیک )
تا اواخر قرون وسطی، عدم دسترسی به مصالح با مقاومت کششی قابل قبول است
- با این همه، معماران این دوره با به کارگیری فرم های سازه ای همچون قوس، طاق و گنبد که دارای عملکرد فشاری بوده
- و تنش کششی بسیار کمی در مصالح ( سنگ، چوب ) ایجاد می کنند
- بر این مشکل اساسی غلبه کردند. به ین ترتیب طاق های امروزی است
- به شبکه ای که در یک جهت دارای انحنا باشد،
- چلیک یا طاق استوانه ای می گویند. چلیک ها یا طاق استوانه ای سطوحی قابل توسعه است
- که انحنای گاوس آنها برابر صفر بوده است
- از حرکت یک منحنی هادی در امتداد یک خط مستقیم حاصل می شوند.
- این سازه فرمی دالانی شکل دارد به عبارتی در یک راستا، دارای محور است.
- محور چلیک می تواند خطی راست و یا خمیده باشد.یک چلیک فضاکار از تبدیل یک شبکه تک لایه، دو لایه یا چند لایه به فرم قوسی در یک جهت ایجاد می گردد
- و حاصل آن تشکیل تاشه چلیکی یک، دو یا چند لایه خواهد بود.
- و روی لبه های چلیک که به تکیه گاه متصل است قرار می گیرند.
- سازه های فضاکار چلیکی، گونه های همبندی متنوعی دارند
- مقطع عموی چلیکی ممکن است بخشی از دایره، بیضی یا سهمی باشد
-
کتاب : مبانی طراحی سازه های فضا کار
تالیف:
پروفسور محمود گلابچی
دکتر محمد رضا گلابچی