گنبدها در سازه فضاکار
در صورتی که سازه در دو جهت دارای انحنای مثبت باشد، گنبد نامیده می شود.گنبدها در سازه فضاکار
این سازه ها، سطوح سین کلاستیک یکپارچه ای هستند
که انحناهای شعاعی در هر دو جهت منحنی های اصلی، در ک طرف سطح قرار گرفته اند.
گنبدها، سازه هایی با صلبیت بالا می باشندگنبدها در سازه فضاکار
و برای دهانه های بسیار بزرگ، تا حدود 250 متر مورد استفاده قرار می گیرند.
ارتفاع گنبد باید بزرگتر از 15 درصد قطر پایه گنبد باشد.
گنبد، به عنوان یک فرم سازه ای که می تواند
دهانه های بزرگ را پوشانده و فضا را با کمترین نسبت سطح به حجم، محصور کند،
همواره مورد توجه معماران و مهندسان سازه بوده است.
استفاده از فرم گنبد برای مسقف کردن ورزشگاه ها است
امکان دید وسیع و بدون مانع را برای جمع کثیری از تماشاگران فراهم می آورد.
آرایش و چیدمان گنبدها
در کنار پلان های دایره ای و گرد، گنبدها می توانند پلان هایی به شکل چند ضلعی را به وسیله برش و تسطیح زوایا پوشش دهند.
نقاط تکیه گاهی که نتیجه این برش هستند،
باید به اندازه کافی برای نگه داشتن گنبد، بزرگ و محکم باشند.
این موضوع ممکن است منجر به نیاز به تکیه گاه های بزرگتر شود.
گنبدهایی که بر پلان های مثلثی و مربعی و شش ضلعی ساخته شده اند، می توانند تکثیر شوند.
نور طبیعی برای این دسته از گنبدهای تکثیر شده،
می تواند از طریق نور گیرهایی در خود گنبدها یا نقاط تلاقی آنها تامین گردد.
گنبدهای ساخته شده از بتن یا پلاستیک، بار را تحت فشار و کشش تحمل می کنند
و در برخی بارگذای ها تحت تنش خمشی که در سطح پخش می شود، قرار می گیرند.
گنبدها علاوه بر کشش و فشار، برش ناشی از بارگذاری نامتقارن را مهار می کنند.
گنبدهایی که دارای قوس های شعاعی هستند،
نیروی بار را تحت فشار در قوس های محوری مهار کرده است
و در برخی بارگذاری ها، تنش خمشی را نیز تحمل می کنند.
گنبدها ممکن است شکل منحنی های طنابی یا کروی داشته باشند
که دومی ساده تر و معمول تر است.
گنبدی به شکل منحنی طنابی تحت بار یکنواخت در سطح افق، دارای مقطعی به شکل منحنی درجه سه می باشد.
گنبد کروی به شکل منحنی طنابی است
بار به سمت داخل، گنبد را تحت فشار و بار به سمت خارج، گنبد را تحت کشش قرار می دهد.
برای مثال یک توپ تنیس تحت فشار یکنواخت هوا، شکلی کروی به خود می گیرد،
در حالی که گنبدهای زنجیرواره شکل و سهموی، بیشتر به شرایط بارگذاری های معمول و حقیقی نزدیک هستند.
گنبد مشبک
گنبد مشبک، یک سیستم سازه فضاکار است که شامل یک یا چند لایه ( از اجزا ) می باشد
که در تمامی جهات به فرم قوسی درآمده است.
یک گنبد مشبک از تصویر کردن یک الگوی شبکه ای مسطح بر روی سطحی خمیده به دست می آید.
گنبدهای مشبک در بسیاری موارد کم عمق هستند و نسبت دهانه به ارتفاع در آنها از سایر گنبدها کوچک تر است.
برخی از گنبدها دارای رویه ای ظاهری هستند که بخشی از یک سطح منفرد و واحد همانند کره را تشکیل می دهد
و برخی دگر متشکل از مجموعه ای از سطوح گنبدی شکل متفاوت می باشند.
شکل پلان گنبد مشبک می تواند دایروی، بیضوی، تخم مرغ گونه، چند بری و به صورت های دیگر باشد.
گنبدهای شبکه ای فضاکار از جنس فولاد یا چوب، معمولا بار را تحت فشار و کشش اعضای محوری تحمل می کنند.
گنبدهای مشبک از شبکه مثلث ها، برش را نیز از طریق کشش و یا فشار شبکه مثلثی تنها چندضلعی پایدار مهار می کنند.
دیگر گنبدهای شبکه ای از اشکالی مانند مربع یا شش ضلعی، نمی توانند برش را مهار کنند،
مگر اینکه عضوی مهاری برای برش یا مهارهایی مایل به آنها متصل شود.
گنبدهای مشبک دارای انواع فراوانی هستند مانند:
-
گنبد دنده ای
-
گنبد شودلر
-
گنبد لاملا
-
گنبد دیامتیک
-
گنبد اسکالپ
-
گنبد پیازی
-
گنبد گل ختمی
-
گنبد فرازشی
-
گنبد ژئودزیک
-
گنبد نوانشی
گنبد های مشبک ممکن است تک لایه یا دو لایه باشند.
یک شبکه را به هر شکل دلخواه می توان روی یک کره تصویر نمود
و ساختار گنبدی ایجاد نمود، اما رعایت نکات فنی الزامی است.
در صورتی که الگوی یک شبکه تخت را بر سطحی منحنی تصویر نموده و تطابق دهیم،
گنبد شبکه گونه تک لایه ایجاد می شود.
گنبد های تک لایه برای دهانه های کوچکتر استفاده می شود
و گنبدهای دو لایه برای دهانه های بسیار بزرگ به کار می روند.
در گنبدهای تک لایه باید دقت لازم برای اطمینان از مقاومت کافی خمشی برشی است
علاوه بر مقاومت در مقابل نیروهای محوری و ممانعت از بروز پدیده کمانش ( فروجهش ) به عمل آید.
با توجه به نسبت خیز به دهانه، اتصالات گنبدهای تک لایه مشبک را باید چنان طراحی نمود
که صلبیت به میزان مورد نظر تامین گردد.
یک قاچ عمودی، گروهی از عناصر است
که بر روی یک نصف النهار خوابیده است
و یک حلقه، گروهی دیگر از عناصر است
که تشکیل یک چندضلعی افقی را می دهد.
گنبدهای دنده دار تا زمانی که با اتصالات صلب طراحی نشوند،
از نظر سازه ای پایدار نخواهند بود.
در صورتی که تعداد دنده ها زیاد باشد،
باید به مسئله تراکم اعضا در راس گنبد توجه شود.
برای اجتناب از این مسئله، بهتر است
برخی از دنده های نزدیک راس حذف شود.
گنبدهایی که دارای عناصر مورب برای مقاومت در برابر بارهای جانبی هستند
-
گنبد های قابی یا اسکلتی تک لایه
-
گنبد های خرپا مانند و گنبدهای دولایه
-
گنبد های با پوشش پیش تنیده
-
گنبد های با سطح شکل داده شده
-
کتاب : مبانی طراحی سازه های فضا کار
-
تالیف: پروفسور محمود گلابچیدکتر
-
محمد رضا گلابچی