سازه فضاکار چیست؟ مزایا و معایب سازه فضاکار

<p>سازه فضاکار با اتکا به قدرت ساختاری ذاتی مثلث متساوی اضلاع تعریف می شود. این قاب فضایی در دهه 1900 توسط الکساندر گراهام بل طراحی شد اما کاملا محقق نشده بود تا بعدا ریچارد باکمینستر فولر از آن برای ساخت گنبدهای ژئودزیکی خود استفاده کرد.</p> <p>یک سازه فضارکار دارای ساختار سه بعدی، سبک و شبیه خرپا است. که از روی پایه های بهم پیوسته و به صورت الگوی هندسی ساخته می شود. از سازه های فضاکار می توان برای پوشش مناطق عظیم با حداقل پشتیبانی داخلی استفاده کرد. استحکام ساختار فضا به دلیل استحکام ذاتی مثلث و بار های خمشی است که عنوان بارهای کششی و فشاری در طول هر پایه منتقل می شوند. این سازه معمولا در اماکن مختلف مانند نمایشگاه ها، پارک ها و مناطق تفریحی، پاساژ های تجاری بزرگ و ... اجرا می شوند.</p> <h2>طراحی ساختار قاب فضایی</h2> <p>فریم های این نوع سازه معمولا با استفاده از یک ماتریس سختی طراحی می شوند. اگر اتصالات سازه به اندازه کافی سفت و محکم باشند، می توان انحرافات زاویه ای را نادیده گرفت و محاسبات را ساده کرد. ساده ترین شکل فریم فضایی، دال افقی از اهرم مربع پیوسته و چهارضلعی است که از رشدهای فولادی آلومینیومی یا لوله ای ساخته شده است.</p> <p>تقریبا در هر فریم از جهات مختلف بارهای مشابهی وارد می شود که به حفظ تعادل سازه کمک خواهد کرد. از نظر فنی ماتریس های طراحی این نوع سازه ها ماتریس بردار ایزوتروپیک و یا عرض یک واحد خرپای هشت تایی می گویند. قاب های فضایی به منظور پوشش دادن دهانه هایی که تکیه گاه های کمی دارند صورت میگیرد. آنچه که قاب های فضای را مستحکم می کند، خرپاهای مثلثی شکل هستند که باعث می شوند لنگرهای خمشی، بارهای کششی و فشاری به عضای محوری خرپا منتقل کنند.</p> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title="10100.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1666502986750-10100.jpg" alt="طراحی سازه فضاکار" />تصویر شماره 1 - طراحی سازه فضاکار</p> <blockquote> <p>بیشتر بخوانید: <a title="سازه های پیش ساخته LSF چیست؟" href="https://www.modiranahan.com/article/233/%D8%B3%D8%A7%D8%B2%D9%87-LSF-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA-%D9%88-%DA%86%D9%87-%D9%85%D8%B2%D8%A7%DB%8C%D8%A7-%D9%88-%D9%85%D8%B9%D8%A7%DB%8C%D8%A8%DB%8C-%D8%AF%D8%A7%D8%B1%D8%AF" target="_blank">سازه های پیش ساخته LSF چیست؟</a></p> </blockquote> <h2>طبقه بندی متفاوت ساختار سازه فضا کار</h2> <p><strong>ساختار سازه فضایی به دو دسته طبه بندی می شود: طبقه بندی بر اساس انحنا و طبقه بندی بر اساس ترتیب</strong></p> <h3>طبقه بندی انحنا از ساختار سازه فضایی</h3> <ol> <li><strong>پوشش های صفحه فضایی:</strong> این ساختارهای فضایی از زیرساخت های مسطح تشکیل شده اند. رفتار آنها مانند صفحه ای است که از انحرافات صفحه از طریق میله های افقی هدایت می شود و نیروهای برشی توسط مورب ها پشتیبانی می شود.</li> <li><strong>طاق های بشکه ای</strong>: این نوع طاق های دارای مقطعی مسطح و ساده می باشند.</li> </ol> <p>معمولا این نوع سازه فضایی نیازی به استفاده از ماژول های چهار وجهی یا اهرم به عنوان بخشی از پشتوانه خود ندارد. گنبدهای کروی و سایر منحنی های ترکیبی، معمولا نیاز به استفاده از ماژول های چهارضلعی یا هرم و پشتیبانی اضافی از یک پوشت دارند.</p> <h3>طبقه بندی بر اساس ترتیب عناصر سازه فضاکار</h3> <p><strong>شبکه تک لایه:</strong> تمام عناصر در یک سطح نزدیک یکدیگر قرار دارند.</p> <p><strong>شبکه دولابه:</strong> عناصر در دولایه در موازات یکدیگر و در فاصله مشخصی از یکدیگر سازمان یافته اند. هریک از لایه های شبکه ای از مثلث ها، مربع ها و شش ضلعی ها تشکیل شدند که در آن ممکن است برآمدگی گره های یک لایه باهم تداخل داشته یا نسبت به یکدیگر جابه جا شود. میله های مورب گره های هر دو لایه را در جهات مختلف فضا متصل می کنند. در این نوع مش عناصر به سه گروه تقسیم می شوند: کوردون فوقانی، کوردون مورب و کوردون پایین</p> <p><strong>شبکه سه لایه:</strong> عناصر در سه لایه موازی قرار میگیرند، که توسط مورب ها به یکدگیر متصل می شوند. تقریبا همیشه صاف هستند.</p> <p>سایر نمونه های طبقه بندی شده به عنوان سازه های فضایی عبارتند از : سازه های فلزی چین دار، پوشش آویز و ساختارهای پنوماتیک</p> <blockquote> <p>بیشتر بخوانید: <a title="سوله چیست | انواع و کاربرد سوله" href="https://www.modiranahan.com/article/244/%D8%B3%D9%88%D9%84%D9%87-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA-%D8%A7%D9%86%D9%88%D8%A7%D8%B9-%D9%88-%DA%A9%D8%A7%D8%B1%D8%A8%D8%B1%D8%AF-%D8%B3%D9%88%D9%84%D9%87" target="_blank" rel="nofollow">سوله چیست | انواع و کاربرد سوله</a></p> </blockquote> <h2>چرا ساختار سازه های فضایی برجسته است؟</h2> <p>ازمهمترین مزایای سازه فضایی، سبک بودن آن است. عمدتا به این دلیل، که مواد به گونه ای توزیع می شوند که مکانیسم انتقال بار در درجه اول کششی محوری یا فشرده سازی باشد. در نتیجه، تمام مواد در هر عنصر مشخصی به میزان کامل خود مورد استفاده قرار می گیرند. علاوه بر آن اکثر قاب های فضایی اکنون با فولاد یا آلومینیوم ساخته شده اند، که به طور قابل توجهی وزن خود را کاهش می دهند. این امر در مورد سقف هایی با دهانه های طولانی که منجر به چندین نمونه قابل توجه از کاربرد ها شده است، بسیار مهم می باشد.</p> <p>سازه های فضاکار معمولا در کارخانه ها به صورت انبوه تولید می شوند تا بتوانند از یک سیستم ساخت و ساز صنعتی بهره کافی را ببرند. قاب های فضایی را می توان از واحدهای پیش ساخته ساده که اغلب از اندازه و شکل استاندار برخوردار هستند، ساخته می شوند. چنین واحدهایی توسط نیرو های نیمه ماهر به راحتی قابل حمل و جمع آوری سریع در محل هستند. در نیتجه می توان قاب های فضایی را با هزینه کمتری ساخت.</p> <p>یک قاب فضایی علی رغم سبک بودن معمولا به اندازه کافی محکم است. این به دلیل ویژگی سه بعدی و مشارکت کامل عناصر تشکیل دهنده می باشد. مهندسان از سختی ذاتی و سختی زیاد سازه های فضاکار و توانایی استثنایی آنها در برابر مقاومت بار متمرکز غیر متقارن و سنگین قدردانی می کنند. همچنین امکان انعطاف پذیری بیشتر در طرح و موقعیت ستون ها را فراهم می کنند.</p> <p>سازه های فضاکار از شکل های متنوعی برخوردار هستند و میتوانند از یک ماژول استاندارد برای تولید شبکه های مختلف فضای تخت، پوسته مشبک و یا حتی اشکال آزاد استفاده کنند.</p> <h2>اجزای سازه فضا کار</h2> <p>در ساخت سازه های فضا کار اجزایی به عنوان پوشش در نظر گرفته می شوند که شامل ساندویچ پانل، پلی کربنات، ورق های گالوانیزه ساده&nbsp;، ورق رنگی، شیشه، عایق و سایر پوشش های می باشد.</p> <blockquote> <p>بیشتر بخوانید: <a title="خرپا چیست | انواع خرپا | اصول ساخت خرپا" href="https://www.modiranahan.com/article/242/%D8%AE%D8%B1%D9%BE%D8%A7-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA-%D8%A7%D9%86%D9%88%D8%A7%D8%B9-%D8%AE%D8%B1%D9%BE%D8%A7-%D8%A7%D8%B5%D9%88%D9%84-%D8%B3%D8%A7%D8%AE%D8%AA-%D8%AE%D8%B1%D9%BE%D8%A7" target="_blank" rel="nofollow">اصول ساخت خرپا</a></p> </blockquote> <h2>کاربرد سازه های فضاکار</h2> <p><strong>سایر کاربردهای سازه فضاکار عبارتند از :</strong></p> <ul> <li>ساختارهای تجاری و صنعتی</li> <li>سالن ها</li> <li>سایبان های زیبایی</li> <li>باجه های عوراض</li> <li>استادیوم های ورزشی</li> </ul> <h2>مزایا و معایب سازه های فضاکار</h2> <p>یکی از مزایای مهم این نوع اسکلت های سه بعدی، سبک بودن آن ها است. مواد بکار رفته در ساخت این نوع سازه ها به گونه ای توزیع می شوند که مکانیسم انتقال بار در درجه اول کشش محوری یا فشرده سازی باشد.</p> <p>اکثر فریم های فضایی از فولاد یا آلومینیوم ساخته می شوند که به طور قابل توجهی باعث کاهش وزن در کل پروژه نسبت به سازه های اهنی می شود.</p> <p>قطعات این سازه ها سبک هستند اما بسیار مستحکم می باشند، علت این استحکام بیشتر به دلیل حالت سه بعدی و مشارکت کاکل عناصر یک قطعه برای تحمل نیروی خارجی می باشد.</p> <h3>معایب سازه فضارکار</h3> <p>تنها عیب سازه های فضاکار پایین بودن پتانسیل تولید فولاد در آن ها می باشد. با اینکه سازه های فضار کار مزایای زیادی دارد اما محدودیت هایی نیز دارد و آن عیب که از مهمترین عیب سازه فضاکار به شمار می رود نیاز به تولید فولاد بیشتر برای ساخت انواع این سازه های می باشد. &nbsp;</p>