سازه های فضایی شاهکار مهندسی و معماری
سازه های فضایی یا فضاکار، ساختار هایی سه بعدی و شبکه ای هستند که از تکرار و کنار هم قرار گرفتن یک سری اشکال هندسی منظم تشکیل می شوند. این سازه ها به دلیل استحکام بالا، وزن کم و قابلیت پوشش دهانه های بزرگ، در بسیاری از پروژه های ساختمانی و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند.
به دلیل استفاده از متریال های سبک وزن برای ساخت سازه فضایی، این سازه ها به عنوان سازه سبک نیز شناخته می شوند.
ساختار و اجزای سازه های فضایی
سازه های فضایی از اجزای به نسبت کوچکی تشکیل شده اند که به طور معمول از جنس فولاد یا آلومینیوم هستند. این اجزا به صورت گره ها و اعضای باربر به یکدیگر متصل می شوند و یک شبکه سه بعدی را تشکیل می دهند. گره ها نقاط اتصال اعضا هستند و اعضا بار های وارده را به گره ها منتقل می کنند.
انواع سازه های فضایی
سازه های فضایی بر اساس شکل هندسی و نحوه اتصال اعضا به انواع مختلفی تقسیم بندی می شوند. برخی از مهم ترین انواع این سازه ها عبارتند از:
- سازه های فضایی تخت: این سازه ها دارای سطحی تخت و مسطح هستند و به طور معمول به عنوان سقف یا کف استفاده می شوند.
- سازه های فضایی منحنی: این ساز ه‌ها دارای سطحی منحنی هستند و برای پوشش دهانه های بزرگ و ایجاد فضا های با هندسه پیچیده مناسب هستند.
- سازه های فضایی گنبدی: این سازه ها به شکل گنبد هستند و برای پوشش فضا های داخلی و خارجی استفاده می شوند.
مزایای سازه های فضایی
استحکام بالا: به دلیل توزیع یکنواخت بار ها در کل سازه، سازه های فضایی استحکام بسیار بالایی دارند.
وزن کم: نسبت به سازه های سنتی، سازه های فضایی وزن کمتری دارند که باعث کاهش بار مرده ساختمان و در نتیجه کاهش هزینه های ساخت می شود و تحت عنوان سازه سبک به حساب می آیند.
سرعت ساخت بالا: به دلیل پیش ساخته بودن اجزای سازه، سرعت ساخت و نصب سازه های فضایی بسیار بالا است. چرا که می توان از ورق یو پی وی سی برای ساخت آن ها استفاده نمود.
قابلیت پوشش دهانه های بزرگ: سازه های فضایی می توانند دهانه های بسیار بزرگی را بدون نیاز به ستون های میانی پوشش دهند.
ظاهر زیبا و متنوع: به دلیل تنوع در شکل و هندسه، سازه های فضایی می توانند ظاهری زیبا و منحصر به فرد به ساختمان ها ببخشند.
مقاومت در برابر زلزله: به دلیل انعطاف پذیری و توزیع یکنواخت بار ها، سازه های فضایی مقاومت بالایی در برابر زلزله دارند.
کاربرد های سازه های فضایی
سازه های فضایی در صنایع و پروژه های مختلفی کاربرد دارند، از جمله:
- ساختمان های صنعتی: سالن های تولید، انبار ها، آشیانه های هواپیما
- ساختمان های تجاری: مراکز خرید، هتل ها، رستوران ها
- ساختمان های عمومی: سالن های ورزشی، سالن های نمایشگاه، ایستگاه های حمل و نقل، سایبان اداری و پارکینگ اداری
- سازه های پوشش: سقف های سبک، سایبان ها، تونل ها
- سازه های فضایی: ماهواره ها، ایستگاه های فضایی
طراحی و محاسبات سازه های فضایی
طراحی و محاسبات سازه های فضایی نیاز به تخصص و دانش مهندسی بالایی دارد. نرم افزار های تخصصی برای تحلیل و طراحی این سازه ها مورد استفاده قرار می گیرند. در طراحی سازه های فضایی، مواردی مانند نوع و جنس مصالح، بار های وارده، شکل هندسی سازه و شرایط محیطی باید به دقت در نظر گرفته شوند.
در مجموع، سازه های فضایی به عنوان یکی از نوآورانه ترین و کارآمد ترین سیستم های سازه ای در جهان شناخته می شوند و نقش مهمی در پیشرفت معماری و مهندسی ایفا می کنند. این سازه ها، از جمله محصولات حائز اهمیت مجموعه پولی یوپان نیز به شمار می آیند.
سیستم کاتروس(catrus) یا تک پیچ
در سیستم کاتروس همه اعضا از لوله یا پروفیل تشکیل شده و معمولا برای دهانه های بین 5 تا 12 متر استفاده می شود در این سیستم به اعضا اتصالی کمتری در مقایسه با سیستم مرو نیاز است به همین لحاظ در شرایط مشابه از قیمت مناسب تر در مقایسه با سایر سیستم ها برخوردار است.
در این سیستم ، اعضای مهاری جان ، مقاطع لوله ای هستند که در هر انتها پانچ و خم شده و اعضای اصلی در طول های متناسب با ابعاد شبکه خرپای فضایی تولید شده و در نقاط مناسب متصل می شوند. در سیستم کاتروس، برخی اعضا (خصوصا اعضای لایه میانی ) مرکز مقطع عضو بطور مستقیم از مرکز گره عبود ننموده و منجر به ایجاد ممان خمشی جزئی در این عضو ها می شود و لذا این سیستم برای دهانه های بزرگ توصیه نمی گردد .
