سازههای چادری (پارچه‌ای)
سازه های چادری
سازه چادری یا سازه پارچه‌ای ؟
سازه پارچه ای کششی غشایی است که می تواند بارهای وارده را تحت کشش تحمل کند. این سطوح با حداقل مساحت کارایی زیادی داشته و از بسیاری سیستم های دیگر به مصالح کمتری نیاز دارند. به این دلیل که غشا نمی تواند مانند یک تیر در برابر خمش و مانند ستون در برابر کمانش مقاومت کند، این سیستم ها بسیار سبک هستند. در واقع اعضای فشاری که چادرها را تحمل می کنند، اغلب وزنی برابر غشای کلی دارند. در حالی که سازه های هوای فشرده یک غشا را به وسیله فشار هوای داخلی تحت تنش کششی قرار میدهند، سازه های چادری به وسیله اعضایی صلب مانند قطعات فشاری، مهاربندیهای طنابی و قوسها نگه داشته میشوند. سیستم های کابلی هم به تنش کششی متکی هستند، اگر چه، کابلها بارها را در امتداد خطوطی نازک متمرکز می کنند، ولی سازه های چادری تنش کششی را در سرتاسر یک سطح عریض توزیع می کنند.
پیشینه تاریخی سازه های چادری
عشایر ایران، سرخپوستان آمریکا و قبیله های عرب برای هزاران سال از چادرها استفاده کرده اند. سبکی وزن این سیستم های سازهای و استفاده موثر از مصالح محدود از مزایای این سیستم است. نزدیک ۲۰۰۰ سال پیش تصمیم گرفته شد که آمفی تئاتر روم باستان با یک سقف چادری متحرک، با استفاده از تکنولوژی مشابه بادبان های کشتی، پوشیده شود. اخیرا سازه های چادری بزرگتر برای پوشاندن نمایشگاه هایی مانند سیرکها استفاده میشوند. اما در واقع استفاده جدی در معماری با ظهور کار فرای اوتو و دیگران در پی جنگ جهانی دوم شروع شد. وی پیوسته به دنبال معماری بود که کمترین مصالح را مصرف کند. او با استفاده از مدل حباب صابون در رویکردی کامل، معماری را به استفاده از سازه های چادری و هوای فشرده ترغیب کرد و استفاده از این نوع سازه را توسعه داد.
معماری و عملکرد های مناسب سازه چادری!
سازه های چادری استفاده گستردهای به عنوان سازه های موقت برای نمایشگاهها، بازارها و سایبان ها دارند. اگرچه، آنها برای سازههای دائمی مانند پایانه های هوایی، موزه ها و حتی آزمایشگاهها هم استفاده می شوند. این سازه ها اغلب برای ساختمانهای بیش از یک طبقه استفاده نمی شوند، زیرا نمی توانند یک سیستم طبقهای معمولی را شکل دهند. به دلیل سبکی وزن، سازه های چادری انتخاب بسیار خوبی برای مناطق زلزله خیز هستند. در واقع، پس از زلزله بسیاری از بازماندگان برای دور شدن از ساختمانهای فشرده و سنگین به چادرها نقل مکان می کنند.
طراحی سازه چادری
طراحی ساختمان با سازه چادری با طراحی ساختمانهای ساده بسیار متفاوت می‌باشد. درطراحی این سازه‌ها نمی‌توان ابتدا پلان بنا را کشید و سپس آن را اجرا کرد. در این نوع سازه‌ها، درگام اول طرح اولیه‌ای متناسب با عملکرد ارائه می‌شود، درگام بعدی با ساخت ماکتی شکل کلی آن را پیدا میکنند و سپس به تحلیل کلی سازه می‌پردازند و در نهایت تمامی جزئیات سازه را طراحی میکنند. به فرایندی که منجر به طراحی پوشش چادری می‌شوداصطلاحا form finding اطلاق می‌شود. امروزه این کار توسط نرم افزارهای تخصصی طراحی سازه چادری انجام می‌شود.
زیربنای عملکردی سازه های چادری وسیع ترین محدوده دهانه و گوناگون ترین اشکال زیر بنا را نسبت به هر سیستم سازهای شناخته شده می پوشانند. اگرچه، شکل زیبایی شناختی چادرها بیشتر با نیروهای فیزیکی کنترل می شود تا با خواست طراح شما
تنش ها (نیروهای داخلی)
شعاع کوچکی از انحنا در امتداد دو محور اصلی در سازه های چادری مناسب است. این انحنای کوچک، غشا را پایدارتر و تنش را در آن کمتر می کند. سطح غشایی کمینه را می توان با مدل سازی حباب صابون در روش فرای اوتو به دست آورد. شعاع کوچک دامنه و وسعت صفحات گسترش یافته را نیز محدود می کند. سازه های غشایی توانایی تحمل بارهای متمرکز را ندارند. ممکن است به غشاهای کوژ رو به بالا روی عناصر فشاری فشار آید، یا به وسیله مهارها یا تیر اتصالی رو به پایین به سمت پایین کشیده شوند. در هریک از این موارد، تنشهای نامطلوبی در سطح کوچکی از غشا متمرکز می شود. نوعی مکانیزم برای پخش این تمرکز تنش در سرتاسر سطح گسترده ای از غشا مورد نیاز است. کابل های جانبی، حلقههای کابلی، حلقه های صلب و نیمه صلب و رئوس اعضای فشاری می توانند برای رسیدن به این نتیجه استفاده شوند.
پوشش
سازه های چادری پارچه ای پوشش مقاوم در برابر هوا را شکل می دهند، اما شبکه های کابلی اینگونه نیستند. پوشش شبکه کابلی ممکن است یا پانل هایی باشد که درون شبکه را پر کند، یا یک غشا چادری باشد که جداگانه روی شبکه کابلی قرار گیرد، یا از زیر معلق شود. وقتی یک سقف غشایی یا شبکه کابلی به یک دیوار محصور کننده در زیر نیاز داشته باشد، طراحی با چالش های جدی روبه رو می شود. تدابیر مختلف و جزئیات متفاوتی در این اتصال بین سقف و دیوار استفاده شده است. غشای سقف ممکن است به آسانی به زمین محکم شود، یا ممکن است روی حلقه صلبی کشیده شود و برای شکل دادن یک دیوار به سمت پایین امتداد یابد. غشای سقف ممکن است در بالای یک دیوار صلب با مهارهای خارجی محکم به سمت پایین کشیده شود، یا سازه چادری ممکن است فقط غشایی محصور کننده باشد که روی یک قاب فشاری معمولی مضاعف کشیده شده است. در نهایت، یک عنصر انتقالی می تواند بین یک دیوار محصور کننده صلب معمولی و سقف چادری منحنی شکل و انعطاف پذیر قرار گیرد.
دهانه
سازه های چادری برای پوشش دهانه هایی به طول چند متر تا چندین متر استفاده می شوند. نسبت دهانه به ارتفاع سازه های چادری از ۱:۲ تا ۱:۵ است. ضخامت این نوع سازه نسبت به طول دهانه ناچیز است. باید در هر دو محور اصلی چادرهای آنتی کلاستیک یک شعاع انحنای کم داده شود، تنش در سرتاسر شبکه یا غشا یکسان نگهداشته شده، از تمرکز تنش جلوگیری و کمترین میزان مصالح استفاده شود. متاسفانه، نگه داشتن چنین انحنایی برای یک دهانه طویل چادری ممکن است نیاز به فضای بیش از حد در راس داشته باشد. شاید گروهی کردن برخی غشاهای کوچکتر مقرون به صرفه باشد. چادرهای متکی بر قوس ممکن است مشکلی مشابه ایجاد | کنند، اما غشاهای مواج و چادرهای کوژ با اعضای فشاری چندگانه مشکل فضای راس را ندارند. اگر ارتفاع اضافی برای زهکشی باران در میانه دهانه چادر نیاز باشد و یک عنصر فشاری عمودی اضافی در عملکرد زیر آن وقفه ایجاد کند (به طور مثال یک زمین ورزشی)، یک عنصر فشاری معلق می تواند استفاده شود.
مراحل پیاده سازی و نکات فنی سازه های چادری
1- طراحی اولیه و فرم یابی: در طراحی سازههای پارچه‌ای می‌بایست چهار عامل مورد توجه قرار گیرد و با توجه به عملکرد و نیروهای وارده، فرم مناسب جهت پارچه را به دست آورد.
2- طراحی و اجرای فندانسیون: بخشی از سازه پارچه ای است که وظیفه انتقال نیرو از ستون‌ها به زمین و خاک اطرافش را بر عهده دارد بر اساس نوع سازه پارچه ای و میزان نیروهای وارده، بافت لایه‌ها، نوع خاک زمین و شرایط آب و هوایی منطقه، می‌توان تیپ و ابعاد شالوده را انتخاب و مشخص کرد. ابعاد پی‌ها به میزان برف و وزش باد و نوع خاک محل بستگی دارد.
3- طراحی الگو و جوش پارچه: پارچه‌های مورد استفاده در این سازه‌ها، طی یک پروسه صنعتی تولید می شود و در تولید آن از مدرن‌ترین تکنولوژی‌ها و استانداردها استفاده می‌شود. برای تولید پارچه‌های روکش دار باید استانداردهای لازم در تمام مراحل از مرحله تولید الیاف تا بافت و اتصال روکش، رعایت شود.
4- طراحی و ساخت سازه: بخش دیگری از سازههای پارچه ای، عناصری هستند که وظیفهٔ انتقال بار غشا به فنداسیون و سپس زمین را برعهده دارند. این عناصر به‌طور عمومی سازه نامیده میشوند. سازه‌ها در این سیستم به صورت دیرک های خارجی، کابل‌های معلق و دیرک های داخلی هستند.
5- رنگ آمیزی و بسته بندی: یکی دیگر از مراحلی که در فرایند ساخت سازههای پارچه ای و غشایی طی می‌شود، رنگ آمیزی سازه و اتصالات می‌باشد . به علت نمایان بودن سازه و اتصالات در سایبان مدرن، زیبایی و ظرافت در سازه و اتصالات از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
6- طراحی و ساخت اتصالات: به دلیل تنشهای بالای ناشی از پیشتنیدگی و نیز بارگذاری سازههای غشایی، در لبه‌ها و مرزهای غشا، این قسمت‌ها نیاز به طراحی و مقاوم سازی ویژه دارند.
7- انتخاب تجهیزات نصب: در نصب سازههای غشایی به دلیل نحوه نصب پارچه، که نیاز است به تدریج و به صورت یکنواخت و از تمامی تکیه گاه‌ها، به پیشتنیدگی نهایی خود برسد، می‌بایست از نیروهای متخصص در این ضمینه به همراه تجهیزات مناسب برای این امر استفاده کرد.
8- نصب و تحویل پروژه: تیم اجرایی با پیشرفته‌ترین تجهیزات نصب و ایمنی و با استفاده از نیروی‌های آموزش دیده و مجرب سعی بر آن دارد که پروژه‌های این شرکت طبق نقشه‌های اجرایی را در کمترین زمان و با کیفیت به اتمام برساند.
مقالات دیگر
سازه چادری را نوعی سازه غشایی معرفی میکنند که از پوشش های چادری به عنوان غشای سازه ای استفاده می کنند.
کارايي سازه اي سازه هاي پارچه اي بعلت فرم فعال آن مي باشد به عبارتی براي تحمل و انتقال نيروها به تکيه گاه به صورت کشش خالص، بر هندسه منحني خود متکي اند.
هنگامی که کسی به یک سازه کششی فکر می کند، اولین تصویری که در ذهن ظاهر می شود یک پارچه یا شبکه کابلی کشیده است که توسط ستون های مفصلی (دکل) و کابلی پشتیبانی می شود که نقش پیش تنیدگی غشاء و تثبیت آن را برعهده دارند.
از به روز ترین کارهای ما دیدن کنید.
آدرس:
تهران، اتوبان ستاری شمال، دانشگاه علوام و تحقیقات، ساختمان کتابخانه مرکزی، طبقه چهارم
تلفن:
