طراحی سقف سازه فضایی

طراحی سقف سازه فضایی یک سیستم خرپای سه بعدی است که دهانه های آن در دو جهت گسترش یافته اند و اعضای آن فقط تحت تاثیر کشش و فشار قرار دارند.

ضخامت سقف در طراحی سقف سازه فضایی به عواملی چون دهانه و شکل سازه و میزان بار وارده به سازه بستگی دارد. با توجه به عوامل فوق امکان استفاده از شبکه های دو لایه، سه لایه، و … وجود دارد که طبیعتا صخامت سقف سازه فضاکار نیز وابسته به این عوامل می باشد.

یک سازه فضایی را می‌توان به صورت یک سیستم سازه‌ای در نظر گرفت که از عضوهای خطی تشکیل شده است و طرز قرارگیری آنها به گونه‌ای است که بارها به صورت سه بعدی منتقل می‌شوند.

در بعضی موارد، ممکن است دو بعدی نیز باشند.

یک سازه فضایی اغلب شکل سطحی صاف یا منحنی‌گونه را به خود می‌گیرند.

واژه قاب فضایی مخصوص سازه‌هایی است که اتصالات صلب دارند.

طراحی سقف سازه فضایی در ایران در مدت دو دهه گذشته گسترش یافته و توانسته در تسریع و سهولت اجرای پروژه های عمرانی مورد توجه کارفرمایان و مهندسان واقع شود.

شناخت انواع فرم های متداول طراحی سقف سازه فضایی جهت انتخاب زیباترین و به صرفه ترین فرم مطابق با نیازهای معماری بسیار حایز اهمیت است در زیر با چند نمونه از انواع فرمهای سازه های فضایی آشنا میشویم:

شبکه های تخت-   چیلیک(قوسی) -  گنبدی شکل – دیسکی – هرمی – سینوسی و تخت دو طرف شیب دار و شبکه های ترکیبی تخت وقوسی -  تخت شیبدار وقوسی – نیم قوس -  تخت و گنبد - و.....

در اجرای سازه فضاکار امکان ایجاد دهانه های بسیار بلند بدون نیاز به ستون امکان پذیر می گردد. از این رو معمولا در ساختمان های مدرن تجاری و اداری ، آشیانه هواپیما ، نمایشگاه ها ، استخرها و ... از این سیستم استفاده می شود.

اجزای تشکیل دهنده طراحی سقف سازه فضایی شامل گوی ، مخروطی ، لوله و اسلیو می باشد. المان های مورد استفاده در اجرای سازه فضاکار غالبا به صورت لوله های فلزی ، آلومینیومی ، نبشی و یا قوطی می باشند. طراحی و اجرای سازه فضاکار در انواع تک لایه ، دو لایه ، چند لایه و به صورت چلیک ، گنبدی ، تاشو و ... امکان پذیر می باشد. در ادامه به معرفی هر یک از موارد ذکر شده پرداخته شده است.

طراحی سقف سازه فضایی شبکه های تک لایه تخت

محور اعضای تشکیل دهنده شبکه های تک لایه در یک صفحه قرار گرفته و به صورت صلب به یکدیگر متصل می شوند. سازه هایی همچون سایه بان ها و عرشه پل ها در این دسته قرار می گیرند.

طراحی سقف سازه فضایی شبکه های دو لایه تخت

شبکه های دو لایه از یک لایه بالایی با اعضای متصل به هم ، یک لایه پایینی با اعضای متصل به هم و اعضای جان که لایه بالایی و پایینی را به هم متصل می کنند تشکیل شده است. اگرچه معمولا شبکه های دو لایه در حالت افقی طراحی و اجرا می گردند اما با هر درجه تمایلی نسبت به سطح افق نیز قابل طراحی و اجرا می باشند.

طراحی سقف سازه فضایی شبکه های چند لایه تخت

شبکه های چند لایه به شبکه هایی اطلاق می گردد که دارای بیش از ۲ لایه باشند. همچنین شبکه هایی که در برخی قسمت ها از دو لایه و در قسمت های دیگر از بیش از دو لایه تشکیل شده باشند نیز در این دسته قرار می گیرند.

از نظر ساختاری شبکه های چند لایه مشابه دو لایه بوده و لایه های آن مشابه با شبکه دو لایه توسط اعضای جان به یکدیگر متصل می گردد. از این سیستم اجرای سازه فضاکار غالبا در ساختمان های بزرگتر استفاده می شود.

طراحی سقف سازه فضایی چلیکی

به سازه های فضاکاری که در یک جهت دارای انحنا باشند، چلیکی گفته می شود. چلیک های شبکه ای در یک، دو و یا چند لایه پوشش های دالان گونه ایجاد می نمایند. اجرای سازه فضاکار چلیکی به شکل استوانه ای ، چنبره ای ، زین اسبی و ... امکان پذیر می باشد. پوشش بسیاری از گلخانه های بزرگ به صورت چلیکی اجرا می شود.

طراحی سقف سازه فضایی گنبدی

به سازه های فضاکاری که در دو جهت دارای انحنا باشند، سازه فضاکار گنبدی گفته می شود. این نوع از سازه های فضاکار دارای انواع مختلفی همچون گنبد دنده ای ، گنبد اشودلر ، گنبد لملا ، گنبد اسکالپ و ... می باشند.

طراحی سقف سازه فضایی تاشو

همان طور که از نام این نوع سازه فضاکار بر می آید، سازه فضاکار تاشو قابلیت جمع شدن و انتقال دارند. از این رو غالبا در اماکن موقت همچون سیرک ها و نمایشگاه ها اجرا می شوند.