سازه های فضاکار Space Frame Structure

[ایده]

space frame سازه فلزی برای سقفهای وسیع

 

[nino]

space frame سازه بسیار مناسب و سبکی برای پوشاندن دهانه های وسیع غیر باربر هست . مثل سقف سالنها و ....

ترکیب space frame ها مثل پیوند های مولکولی هست که با توجه به فرم سقف زاوایای اونها تغییر میکنه

 

[salehi658]

با سلام و عرض خسته نباشد
با توجه به مطالب ارائه شده در ارتباط با سازه فضائي لازم ديدم كه به ذكر چند مطلب جهت روشنتر شدن موضوع بپردازم :
اول اينكه : كلمه سازه فضائي اصطلاحان به كليه سيستم هاي سازه اطلاق مي شود كه جهت انتقال با در انها بصورت برون صفحه اي و يا خارج از صفحه واحد باشد و چون هر جهتي در فضا مي تواند باشد بنابر اين به نام سازه فضائي معروف هستند .بنابر اين نوع اتصال كه مفصلي باشد نشانه اي از سازه فضائي نمي باشد و سازه اي مانند خرپا با توجه به اينكه اتصالات در آم مفصلي است اما به دليل اينكه جهت انتقال بارها درون يك صفحه است جزء سيستم ها سازه فضائي در نظر گرفته مني شود و تنها يك نوع از خرپا ها كه جهت بار ها در دو صفحه مجزا است بنام خرپاي فضائي در نظر گرفته مي شود مانند يك پل كه خرپاي كناره ها با را در صفحه قائم و عرشه با را در صفحه افقي منتقل مي كند.
دوم اينكه : اتصالات در سازه فضائي هميشه بصورت مفصلي نمي باشد بلكه با توجه به نوع سيستم سازه اي مورد استفاده بصورت مفصلي يا صلب و يا نيمه صلب مي باشد .اتصالات مفصلي معمولاً در سيستم هاي سازه فضائي كه بصورت دو لايه و يا چند لايه اجرا مي شوند كاربرد دارد مانند اتصالات گوي و المان (مرو) و يا سازه پرسي كه اتصال در آنها لبه پرس شده اعضاء و يك پيچ با مقاومت بالا مي باشد.اما در سيستم ها تك لايه به دليل اينكه سازه بايد بارهاي برون صفحهاي را منتقل نمايد نياز است كه يا اتصالات بصورت صلب و نيمه صلب اجرا شود و يا هندسه سازه باعث پايداري سازه و انتقال بارهاي برون صفحه به تكيه گاهها شود.در تصاوير ارائه شده هر توسط يكي از اعضا دو نوع از اين سيستمها نمايش داده شده است كه يكي سيستم تك لايه با اتصالات صلب و ديگري سيستم دولايه با اتصالات مفصلي گوي و المتن مرو مي باشد.
سوم اينكه : ذكر سازه فضائي فقط به اينكه يك سازه متشكل از اعضاي لوله اي با اتصالات گوي مانند باشند اطلاق نمي شود بلكه اين سيستم يكي از سيستم ها سازه فضائي مي باشد و سازه فضائي چه از لحاض المانهاي انتقال دهنده نيرو ها انواع مختلفي دارند و چه از لحاظ نحوه اتصال المانها به يكديگر كه مي توان از لحاظ نوع المان به سيستم هاي كابلي و يا كابل و لوله و يا كابل و شيشه و يا پروفيلهاي متعارف و ... و از لحاظ نوع اتصال به اتصال گويسان و يا كاسه اي و يا صفحه اي و يا پيچ تنها و يا اتصال جوشي و يا اتصالات با اشكال مكعبي و ... نام برد.

 

[salehi658]

با عرض سلام و خسته نباشد خدمت تمام دوستان عزيز و گرامي و علاقه مند به مبحث سازه فضائي
امروز مي خوام چندتا عكس از انواع متفاوت سازه فضائي چه از لحاظ هندسه سازه و چه از لحاظ سيستم سازه كه كار شركت خودم هست را براتون قرار بدم تا
اولاً اين موضوع كه مطرح شده بود كه سازه هاي فضائي اصلاً باربر نيستند مشخص بشه كه نتنها باربر هستند بلكه بابري آنها به دليل هندسه المانها و نحوه چيدمان آنها و وزن حجمي ناچيز سيستم سازهاي و مقاومت خمشي بالاي اين نوع سيستم ها حتي با دهانه هاي بسيار زياد بدون ستون نيز قابل اجرا هستند
ثانياً يك موضوع ديگر را نيز دز ازتباط با سوال يكي از دوستان كه عنوان كرده بود "آيا اتصالات هيچ مقاوت خمشي يا به عبارتي گيرداري دارند يا خير " بايد عنوان كنم كه بله با توجه به اينكه در سازه هاي با سيستم مرو ( گوي و المان ) و يا تك پيچ اتصالات بصورت مفصلي در نرم افزار مدل مي شوند اما در حقيقت اينگونه نبوده و اتصالات گيرداري ناچيزي دارند ام به دليل اينكه مقدار اين گيرداري ناچيز مي باشد در نرم افزار براي راحتي كار و آناليز از آن صرف نظر مي شود ك اين گيرداري ناچيز ناشي از مقاومت خمشي پيچ و اصطكاك لوله ها روي يكديگر و ... مي باشد اما محاسبه دقيق آن و وارد كردن آن در نرم افزار محاسباتي نياز به كار آزمايشگاهي دارد.
سوم اينكه بر خلاف نظر يكي از دوستان كه عنوان كرده بودند كه اصلاً پيچ با آن قطر باري را تحمل ني كند جهت روشن شدن موضوع بايد عنوان كنم كه پيچ هاي مصرفي در اين سازه ها از فولاد خشكه با مقاومت بالا يوده و در رده پيچهاي سخت مي باشند و به عنوان مثال يك پيچ با قطر 20 ميليمتر در اين رده نيروي كششي در حدود 15 تا 24 تن كه بسته به نوع پيچ متفاوت است را دارا مي باشد.
http://www.www.iran-eng.ir/attachment.php?attachmentid=5344&stc=1&d=1220992720http://www.www.iran-eng.ir/attachment.php?attachmentid=5346&stc=1&d=1220992974http://www.www.iran-eng.ir/attachment.php?attachmentid=5348&stc=1&d=1220992264

http://www.www.iran-eng.ir/attachment.php?attachmentid=5345&stc=1&d=1220992720

http://www.www.iran-eng.ir/attachment.php?attachmentid=5344&stc=1&d=1220992720​

 

[*ملینا*]

سازه های فضاکار

سازه های فضاکار

سازه های فضا کار

​

کلاً هر خرپایی که در تمام جهات پراکنده بشه بهش میگند سازه فضاکار یا همون Space Frame . فقط نکته مهم قضیه توی هندسه این خرپاها هستش که تا حدود ۹۹% کاملاً منظم هستند و از هندسه چندوجهی های افلاطونی طرح گیری میشند .​

مزایای استفاده از شبکه های فضایی :​

۱ ) تقسیم بار :​

اولین مزیت سازه های فضایی ، مشارکت اغلب اعضای سازه در تقسیم و توزیع بار است .​

۲ ) نصب تاسیسات :​

به دلیل وجود فضای بازبین ۲لایه شبکه های فضایی ، نصب تاسیسات مکانیکی و الکتریکی وکانال های هوا درون ارتفاع سازه ساده است .​

​

۳ ) مقاومت :​

شبکه های فضایی ، سازه های مقاومی اند ، یعنی به طورکلی ، فروریختن تعداد محدودی ازاعضا ،لزوما منجربه فروپاشی سازه نمی شود . اگر چه در برخی مواقع ، استثنائاتی وجود دارد .
یک نمونه جالب فروریختن خرپای فضایی سقف ساختمان مرکز شهری هارتفورد ،کا لیسئوم ، در ژانویه ۱۹۷۸ است .​

۴ ) اجزای مدولار :​

شبکه های فضایی مدولارترین سیستم های سازه ای هستند که ازنصب اجزاء پیش ساخته به یکدیگرساخته شده اند.
براین اساس اجزای سازه با ابعاد بسیار دقیق و با کیفیت مطلوب تولید می شوند واغلب به راحتی قابل حمل و به جز برپایی به کار بیشتری نیاز ندارد .​

۵ ) آزادی در انتخاب محل تکیه گاه ها :​

امکانات زیادی درانتخاب محل تکیه گاه وجود دارد . این قابلیت به معماران آزادی زیادی برای طراحی فضای زیرشبکه فضایی می دهد .​

۶ ) هندسه منظم :​

۷ ) سهولت نصب :​

۸ ) دها نه :​

سیستم سازه فضاکار قادر به پوشاندن دهانه های بزرگ با حداقل مواد مصرفی می باشد.​

(فولاد مصرفی در سازه فضاکار ۳/۱ کمتر از سازه های متداول دیگر می باشد)​

معایب و محدودیت های شبکه های فضایی :
۱ ) هزینه :​

هزینه این سازه ها گاهی می تواند در مقایسه با سیستم های سازه ای دیگر مثل قاب مسطح بیشتر باشد . این قضیه بیشتر در سازه های با دهانه کوچک دیده می شود .​

۲ ) هندسه منظم :​

با وجود اینکه هندسه منظم شبکه های فضایی اغلب به عنوان یکی از مزایای آن ها در نظر گرفته میشود ، ولی از برخی زوایا بسیار پیچیده و در هم به نظر میرسند .​

۳ ) زمان نصب :​

این خصوصیت نیز از مزایای شبکه های فضایی است ، اگر چه یک نگاه منتقدانه به شکل های فضایی بیان می دارد که تعداد و پیچیدگی گره ها ممکن است سبب طولانی شدن زمان نصب در محل اجرا شود.​

۴ ) مقاومت در برابر آتش سوزی :​

شبکه های فضایی اغلب در ساخت بام مکان هایی که به مقاومت در برابر حریق نیا زی ندارند ، به کار می روند .​

۵ ) ا نتخا ب نا درست قطعا ت مربوطه :​

ا نتخا ب قطعا ت با ید به خوبی انجام شود به خصوص درجوشکاری مخروط ها ، ا نتخا ب پیچ وا سلیو ومهمترا زهمه کیفیت گوی میباشدگوی هایی که به روش فرج سا خته می شوند ، کیفیت بالاتری دارند ولی هزینه آ ن بیشتر ا ست .​

برگرفته شده از سایت : http://forum.persiangraphic.com​

 

[raha]

سازه فضا کار چیست؟

سازه فضا کار چیست؟

مقدمه :

امروزه با پيشرفت علوم و تكنولوژي نيازها و خواسته هاي جديدي در زمينه مهندسي سازه رخ نموده است . عامل زمان در ساخت سازه ها اهميت دوچندان يافته و اين امر گرايش به سازه هاي پيش ساخته را افزايش داده است همچنين با افزايش جمعيت بشري علاقه به داشتن فضاهاي بزرگ بدون حضور ستون هاي مياني خواهان بسياري پيدا كرده است . در اين راستا از اوايل قرن حاضر تعدادي از متخصصين مجذوب قابليت هاي منحصر بفرد سازه هاي فضاكار گشته پاسخ بسياري از نيازهاي جديد را در اين سازه ها جسته اند و البته به نتايج بسيار مثبتي نيز دست يافته اند . با انتشار اين نتايج روز به روز اين عرصه با اقبال بيشتري مواجه گرديد به گونه اي كه با گذشت چندين دهه هنوز هم مطالعه سازه هاي فضاكار در كانون متخصصين و دانشجويان قرار دارد. در اين مقاله منظور از عبارت سازه فضاكار سيستم هاي اسكلت فلزي بوده كه از بافت تعدادي زيادي المان يا مدول با شكلهاي استاندارد به يكديگر تشكيل مي شوند و نهايتا يك سيستم سبك و با صلبيت زياد را ايجاد مي كنند . سازه هاي فضاكار در اشكال بسيار متنوعي ساخته مي شوند كه مهمترين آنها عبارتند از : شبكه هاي مسطح دو يا چند لايه ، چليك ها ، گنبدها و قوس ها . علاوه بر اين ، سازه هاي فضاكار داراي بافتار متنوعي نيز مي باشند . بدين ترتيب كه با تغيير در آرايش المان ها مي توان بافتار جديد ايجاد كرد و بديهي است كه كارايي هر بافتار بايد در مقايسه با بافتارهاي ديگر سنجيده شود . مثالهاي متعددي از سازهاي فضاكاري كه در دنيا و ايران ساخته شده است وجود دارد ؛ استاديوم هاي ورزشي ، مراكز فرهنگي ، سالن هاي اجتماعات ، مراكز خريد ، ايستگاه هاي قطار ، آشيانهاي هواپيما ها ، مراكز تفريحي ، برجهاي راديويي و .....


تعريف و تاريخچه سازه هاي فضاكار:

سازه های فضایی شکلهای هندسی منظمی هستند که در کنار یکدیگر تکرار شده و با اتصال مکرر این اجزا شبکه ای مستحکم و یکپارچه با ساختاری سه بعدی ایجاد می کنند . این اجزا از المانهای طولی( با مقطع های مربعی ، دایره ای ، مثلثی و ... ) و اتصالهایی که هر روز بر انواع آنها افزوده می شود تشکیل می شود .

جنس المانهای طولی متنوع بوده و بسته به نوع مصرف آنها متغیر خواهد بود ولی معمولاً از انواع پلاستیک و پروفیل ، فولاد و آلومینیوم استفاده می شود.


به عنوان نمونه هایی از این نوع سازه ها درایران ،پوشش مرقد مطهرامام و سقف چند غرفه نمایشگاه بین اللملی تهران را می توان نام برد . البته این نوع سازه پدیده خیلی جدیدی نیست ، زیرا گراهام بل طرحهایی از شبکه های منظم هندسی که کاربرد ساختمانی داشته باشد تهیه کرده بود . همچنین آلاچیقهای عشایر محلی ایران ، سبکی مانند این نوع سازه ها دارند ولی در دهه 60 میلادی بود که این نوع سازه ها به صورت موضوعی بین اللملی و قابل بحث مطرح شد به طوری که اولین کنفرانس بین اللملی سازه های فضایی ( فضاکار ) در سال 1966 در دانشگاه ساری انگستان برگزار شد .

دلیل شهرت ناگهانی چه می تواند باشد ؟ سازه های فضایی چه خصوصیاتی دارند که همه کشورها به آن روی آورده اند ؟

این سوال چند جواب می تواند داشته باشد :

- سازه های فضایی ا قطعه های پیش ساخته استاندارد تشکیل می یابند که در صورت تولیدانبوه ،قیمت این قطعات بسیار پایین می آید .این قطعات توسط کارگران نیمه ماهر قابل نصب هستند .

- یکی ازمهمترین خصوصیات سازههای فضایی ،قابلیت پوشش سطحهای وسیع بدون ایجاد مانع وهمچنین قابلیت پوشانیدن دهانه های بسیاربلنداست که برای استفاده در امر ساختن استادیوم های ورزشی ،سالنهای چندمنظوره،آشیانه های هوایی،سقف استخرها و ... ایده آل است .

- سادگی ولی درعین حال زیباییظاهری این سازه ها توجه بسیاری از مهندسین معمار را به خود جلب کرده ، به طوری که قبل ازمهندسین ساختمان ،این آرشیتکتها بودند که به این نوع سازه روی آوردند وتنوع بسیاروسیع آن ،که بویژه با پیشرفت علم کامپیوتر وایجاد برنامه گرافیکی جدیدی برآن افزوده شده ،قدرت خلاقیت بسیار زیادی به طراح می بخشد .

- دانشمندان پس ازآزمایشهای زیاد،به مقاومت بسیارزیادانواع مختلف سازههای فضایی در مقابل بارگذاریهای سنگین متمرکزیا نا متقارن پی برده اند . سازه های فضایی دارای آنچنان نیروی پایداری و مقاومت نهایی هستند که سازه را قادر به تحمل بارگذاری موضعی بیش از حد میکند . تجربه نشان می دهد که انواع ویژه ای از شبکه های فضایی حتی در صورت صدمه دیدن ، به صورت ناگهانی فرو نمی ریزند و این ویژگی ، در صورت بروز حریق و انفجار ، اهمیت بیشتری دارد .

همچنین استحکام این قابهای فضایی ،امکان جابجایی بعضی ازستونها رابدون ایجاد نقض ساختمانی می آورد .

- با پیشرفت تکنولوژی،مهندسین و طراحان ، انواع جدیدی از اتصالهای ارزان قیمت رااختراع کرده اند که اتصال چند قطعه رادرفضا توسط کارگران نیمه ماهر بدون هیچ مشکلی ممکن می سازد .


- ازانجا که سازههای فضایی از نظر استاتیکی نامعین هستند بنابراین تحلیل دستی آنها با استفاده ازروشهای دقیق،کار بسیار دشواری است.این امریکی از دلایل معوق ماندن طرحهای سازه های فضایی درگذشته بوده است ،ولی امروزه بااستفاده ازکامپیوترهای الکترونیکی و رورشهای ریاضی نوین ، امر تحیلی سازه بسیار سریعتر و دقیق تر از گذشته صورت می گیرد .همچنین استفاده ازروشهای نوین طراحی بهینه سازه باحداقل مصالح را امکان پذیر می سازد و سازه ، دست بالا طراحی نمی شود .

از آغاز پیدایش سازه های فضایی اشکال بسیار گوناگونی به انواع آن افزوده شده که دارای طبقه بندی جامع ذیل است :

1-داربستهای اسکلتی ( Skeleton Frameworks )

2- سیستمهای پوسته تحت تنش ( Stressed Skin Systems )

3-سازه های معلق ( Suspended Structures )

4-سازه های هوای فشرده ( Pneumatic Structures )

در انواع این سازه ها ، اتصالهای مختلف که در طی مدت زمان طولانی تکمیل شده اند به کار گرفته می شوند و اکثر آنها شکل ظاهری بسیار ساده ای دارند . با استفاده از این اتصالها امکان ساختن این سازه ها به صورت دو ویا چند لایه وجودمی آید و با استفاده ازقطعات پیش ساخته می توان سازه های عظیمی را با هزینه کم و به آسانی ایجاد کرد .

یک نمونه ازسیستمهای موفق ،سیستم گوی ولوله ( mero ) است که اتصالهایش گوی هایی با 18 سوراخ است که از جهات مختلف عضو می پذیرد و قدرت عمل زیادی را به طراح و سازنده می بخشد . یک نمونه جالب از سازه های دو لایه ، ساختمان نمایشگاه واقع در سائوپولو ، برزیل است که محوطه ای به مساحت 260 در 260 متر مربع را با تکیه بر 25 ستون و با استفاده از 48000 عضو لوله ای آلومینیومی پوشش می دهد . نمونه جالب دیگری از کاربرد سازه های فضاکار قابل جداشدن ، پارکینگ هیترو لندن است . این پارکینگ قابلیت تحمل 325 اتومبیل را داشته و استفاده از آن بسیار اقتصادی است . این نمونه ، تصور اکثر افراد را مبنی بر اینکه شبکه های فضایی فقط برای مسقف کردن محوطه بکار می روند را باطل می سازد . نمونه دیگر ، آشیانه هواپیما در لندن است که دهانه ای به طول 138 متر دارد . این سقف باید لوازمی به وزن حدود 700 تن را تحمل کند که 300 تن آن متحرک و شامل چندین دستگاه جرثقیل است که امکان تعمیرات ونگهداری هواپیما را به سهولت فراهم می آورد .

سازه فضا كار(space structure) به سازه اي اطلاق مي شود كه سه بعد دارد . كه اين سازه ها در مقابل سازه هاي صفحه اي (plane structure) مانند خرپاهاي صفحه اي قرار مي گيرند كه بيش از دو بعد ندارند.بطور دقيق تردر حالت سازه صفحه اي بارهاي خارجي و داخلي در صحفحه اي منفرد وارد مي شوند .كه همان صفحه اي است كه شامل خود سازه نيز مي شود . درسازه هاي فضا كار تركيبي از بارهاي خارجي ؛ بارهاي داخلي و جابجايي هاي سازه بر فراز يك صفحه مفنرد توسعه مي يابد .اين تعريف يك تعريف كلي از سازه هاي فضا كار است . در عمل سازه فضا كار به مجموعه اي از سازه ها اطلاق مي شود كه شامل تيرها طاقهاي گنبدي گنبدها برج ها شبكه هاي كابلي سيستم هاي پوسته اي تركيبات تاشو و اشكال كششي است . سازه هاي فضا كار دامنه بزرگي از اشكال و سازه هاي ساخته شده با مواد مختلف مثل فولاد آلومونيم چوب بتن كامپوزيتهاي مسلح فيبري شيشه و يا تركيبي از اين موارد را شامل مي شود .

منبع

 

[raha]

سازه هاي فضا كار از نظر اسمي به سه گروه تقسيم مي شوند :

1-سازه هاي فضا كار شبكه اي 'lattice space structures'

كه شامل المانهاي طولي معمولي جدا از هم است

2-سازه هاي فضا كار پيوسته 'continuous space structures'

كه شامل اجزايي مانند دالها پوسته ها و جلد ها مي شود .

3-سازه هاي فضا كار دو وجهي 'biform space structures'

كه شامل تركبي از اجزاي جدا و پيوسته است

به سازه اي كه اصولا رفتار سه بعدي داشته باشد ، به طوريكه به هيچ ترتيبي نتوان رفتار كلي آن را با استفاده از يك يا چند مجموعه مستقل دوبعدي تقريب زد ، سازه فضاكار ناميده مي شود . با اين تعريف طيف وسيعي از سازه ها يعني حتي برخي از قوس ها و گنبدهاي آجري گذشته نيز جزو سازه هاي فضاكار محسوب مي شوند ، اما در اينجا منظور سازه هاي سه بعدي خاص هستند كه معمولا داراي اعضاي مستقيم با اتصالات صلب يا مفصلي مي باشند.

3- انواع سازه هاي فضاكار :

الف) شبكه هاي تخت :

به تركيب يك سيستم يك يا چند وجهي با لايه هاي واحد شبكه گفته مي شود . شبكه مسطح تركيبي از يك دو وجهي كه با تيرهاي واحد متصل شده است مي باشد . شبكه هاي تخت مي توانند داراي يك ، دو يا سه و حتي چند لايه باشند ، ولي بيشتر به صورت دو لايه مورد استفاده قرار مي گيرند. شبكه هاي دولايه از دو صفحه موازي كه بوسيله عناصري به هم متصل گرديده اند تشكيل مي شوند . يك نمونه استفاده از اين شبكه ها در آشيانه هواپيما است . زماني كه اعضا در شبكه دولايه طويل شوند براي جلوگيري از خطركمانش كردن از شبكه هاي سه لايه استفاده مي شود و با توجه به اينكه نيمي از هزينه هاي سازه هاي فضاكار را پيوندها تشكيل مي دهند اين نوع سازه ها اغلب غير اقتصادي است . نكته ديگري كه در طراحي شبكه هاي دولايه و اكثر سازه هاي فضاكار بايد در نظرگرفت اين است كه براي توزيع بهتر نيرو و كششي شدن آن ستون ها در داخل شبكه قرار مي گيرند و ستون به چند گره متصل شود و بهتر است براي توزيع منظم نيرو در سازه ها در اطراف كنسول داشته باشيم .

ب) شبكه هاي چيلك :

به شبكه اي كه در يك جهت داراي انحنا باشد ، چليك مي گويند . اين سازه بيشتر براي پوشش سطوح مستطيلي دالان مانند استفاده شده و بعضا فاقد ستون مي باشند و روي لبه هاي چليك كه به تكيه گاه متصل است ، قرار مي گيرند . چليك ها داراي محور مي باشند . اگر چليك يك لايه باشد اتصالات به شكل صلب است . چليك ها اغلب به شكل تركيبي استفاده مي شوند و تيركمري نقش تركيب كردن چليك ها به يكديگر را بازي مي كنند . نكته اي كه در طراحي اين نوع سازه ها بايد در نظرگرفت اين است كه انتهاي چليك بايد قوي باشد و اين تقويت را مي شود بوسيله تير ، و تيروستون و شكل خورشيدمانند انجام داد . انواع چليك ها عبارتند از : چليك اريبي ، چليك لملا با مقاطع بيضي گونه ، سهمي گون ، هذلولي گون و ..... .

اگر شبكه اي در دو جهت داراي انحنا باشد ، گنبد ناميده مي شود . شايد رويه يك گنبد بخشي از يك كره يا يك مخروط با اتصال چندين رويه باشد . گنبدها سازه هايي با صلبيت بالا مي باشند و براي دهانه هاي بسيار بزرگ تا حدود 250 متر مورد استفاده قرار مي گيرند . ارتفاع گنبد بايد بزرگتر از 15% قطر پايه گنبد باشد . گنبدها داراي مركز هستند . از انواع گنبدها مي توان گنبد از نوع دنده اي اشاره كرد كه در صورتيكه تعداد دنده ها زياد باشد بايد به مسئله شلوغي اعضا در راس گنبد توجه شود كه براي اجتناب از اين مسئله بهتر است كه برخي از دنده هاي نزديك راس حذف شود . گنبد ديگري به نام اشفدلر ( مهندس آلماني ) وجود دارد كه تعداد زيادي از اين نوع گنبدها بعد از قرن 19 توسط اشفدلر و ديگران ساخته شده است . از ايرادات اين گنبد مي توان به مسئله شلوغي اعضا در راس اشاره كرد ، كه براي حل اين مشكل همان راه حل بالا ارائه مي شود . نمونه ديگر از گنبدها ، گنبد لملا است . اين گنبد را مي توان به نوعي تركيبي از يك يا چند حلقه كه با يكديگر متقاطع هستند ، دانست . از نمونه ديگر گنبدها مي توان به گنبدهاي ديامتيك و گندهاي حبابي و ژئودزيك اشاره كرد. اتصالات در گنبدهاي دنده اي و اشفدلر حتما صلب هستند . از لحاظ پخش منظم نيرو ، گنبدهاي ژئودزيك ، ديامتيك و حبابي بسيار مناسب هستند .



امتيازات سازه هاي فضاكار :

امروزه در سراسر دنيا سازه هاي فضاكار به سرعت در حال پذيرش و مقبوليت در بين طراحان و مهندسين سازه مي باشند ، اين امر را نمي توان فقط مرهون جذابيت و زيبايي بيشتر اين سازه ها دانست ، بلكه دلايل متعددي كه در ذيل به پاره اي از آنها اشاره مي شود در گسترش محبوبيت اين سازه ها موثر بوده است :

· جذابيت و زيبايي بيشتر و قابليت ساخت انواع فرمهاي دلخواه

· ذخيره مقاومتي بيشتر به دليل داشتن درجات نامعيني بالا در مقايسه با ساير سازه هاي متداول .

· سختي و صلبيت زياداين سقف ها قابليت استثنايي براي حمل بارهاي بزرگ متمركز و غير متقارن بوجود مي آورد.

· سيستم هاي فضاكار براي پوشش سالن هاي بزرگ اجتماعات ،سالن هاي نمايشگاهي ، ورزشگاه ها ،آشيانه هواپيما ،كارخانه هاي صنعتي ،مساجد و به طوركلي تمام سازه هايي كه به نحوي محدوديت تكيه گاه هاي مياني دارند ، ايده ال بوده و دراين موارد از نظر جلوه هاي ظاهري ومسائل سازه اي حالت منحصربفردي رانسبت به ساير سيستم هاي جايگزين ايجاد مي كند .

· اكثر سيستم هاي فضاكار پيش ساخته بوده و قطعات مورد نيازآنها انبوه سازي مي شوند به همين دليل اين سيستم ها معمولا به سادگي و در زمان كوتاهي توليد و نصب مي شوند.

· دراخرمي توان گفت كه اصلي ترين علت گسترش روزافزون سازه هاي فضاكار در جهان ، اقتصادي تر بودن اين سيستم ها است .

سازه های فضا کار

سازه های فضایی بعلت پخش نیرودرجهات مختلف از استحکام توام با سبکی استثنایی برخوردارمی یاشد.به نحوی که وزن آنها 35% ازسازههای متداول کمتراست و بعلت استفاده حداکثر از سیستم پیش ساختگی ازسرعت ساخت ونصب بیشتری برخوردار می باشد و بعلت یکپارچگی میتوان کلیه سازه و تاسیسات مربوطه را در تراز زمین سوار کرده و سپس سقف را بالا برده و نصب کرد.

سازه فضایی با گسترش فضای بازبدون ستونها مترادف است که این امرراندمان فضا را بسیار بالا می برد(تا 25%) و این گسترش در هر دو بعد براحتی میسر است .

شکل منتظم سازههای فضایی نمای خوش آیندی راعرضه می دارد که به لحاظ معماری با ارزش می باشد و از این روست که بسیاری از معماران در سالنها و مراکز اجتماعات و غیره از سقف کاذب استفاده نکرده و خود سازه را به نمایش می گذارند.

چكيده :

امروزه با توجه به استفاده روزافزون ازسازهاي فضاكارو با بوجود آمدن نرم افزارها در عرصه مهندسي عمران (سازه)،نوآوري هايي درزمينه طراحي وساخت سازه هاي فضاكار صورت گرفته به نحوي كه امروزه دردنيا شاهد محبوبيت روزافزون اين نوع سازه ها هستيم و اين محبوبيت ناشي از قابليت منحصر بفرداين سازه ها است كه عبارت است از پوشش دهانه هاي بزرگ به جلوه هاي زيبا ، وزن كم ، سادگي توليد ، سرعت نصب و... است . از طرفي با پيشرفت علم و تكنولوژي نيازها و خواسته هاي جديد در زمينه مهندظططسي سازه رخ داده است . عامل زمان اهميت بيشتري يافته و باعث روي آوردن به سازه هاي پيش ساخته شده است ، همچنين با افزايش جمعيت ، جوامع بشري علاقه به داشتن فضاهاي بزرگ بدون حضور ستون هاي مياني از جمله مراكز خريد و سوپرماركت ها ، مساجد ، پل ها و سازه هايي كه در مدار زمين قرار مي گيرند نظير پشقاب مخابراتي اشاره كرد . اين نوع سازه ها بدليل اشكال بسيار متنوع از جمله گنبدي ، چليكي ، قوسي ، شبكه اي مسطح دو يا چند لايه و .... داراي جذابيت فراوان هستند . در اين مقاله سعي شده است كلياتي مفيد و قابل كاربرد در زمينه سازه هاي فضاكار اجمالا بيان شود تا مورد استفاده دانشجويان قرارگيرد.


منبع

 

[dokhtare darya]

سازه های فضاکار

سازه های فضاکار

سلام به همه ی دوستان ..............

کتاب درک رفتار سازه ها ترجمه ی دکتر محمود گلابچی میتونه منبع مفیدی برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با این موضوع باشه..........

در این کتاب در ارتباط با ستون این سازه مطلب کوتاهی نوشته شده ......دوستان اگر اطلاعات بیشتری در رابطه با ستون در این سازه و یا تعیین بهترین مکان برای ستون دارند لطفا در اختیار دیگر دوستان هم بذارن...........




با تشکر

dokhtare darya

 

[milad.jalalvand]

پروژه دانشجویی:همه چیز در مورد سازه های فضاکار یا اسپیس فریمspace frame

پروژه دانشجویی:همه چیز در مورد سازه های فضاکار یا اسپیس فریمspace frame

لطفا پروژه را با کلیک بر فایل ضمیمه دانلود کنید

 

[fariba.sh70]

آلاچیق های فضایی - 30-05-2009



سازه های فضایی شکلهای هندسی منظمی هستند که در کنار یکدیگر تکرار شده و با اتصال مکرر این اجزا شبکه ای مستحکم و یکپارچه با ساختاری سه بعدی ایجاد می کنند . این اجزا از المانهای طولی ( با مقطع های مربعی ، دایره ای ، مثلثی و ... ) و اتصالهایی که هر روز بر انواع آنها افزوده می شود تشکیل می شود .

جنس المانهای طولی متنوع بوده و بسته به نوع مصرف آنها متغیر خواهد بود ولی معمولاً از انواع پلاستیک و پروفیل ، فولاد و آلومینیوم استفاده می شود

به عنوان نمونه هایی از این نوع سازه ها در ایران ، پوشش مرقد مطهر امام و سقف چند غرفه نمایشگاه بین اللملی تهران را می توان نام برد . البته این نوع سازه پدیده خیلی جدیدی نیست ، زیرا گراهام بل طرحهایی از شبکه های منظم هندسی که کاربرد ساختمانی داشته باشد تهیه کرده بود . همچنین آلاچیقهای عشایر محلی ایران ، سبکی مانند این نوع سازه ها دارند ولی در دهه 60 میلادی بود که این نوع سازه ها به صورت موضوعی بین اللملی و قابل بحث مطرح شد به طوری که اولین کنفرانس بین اللملی سازه های فضایی ( فضاکار ) در سال 1966 در دانشگاه ساری انگستان برگزار شد .

​

---------- نوشته اضافه شده در 06:01 AM ---------- نوشته قبلی در 05:58 AM ارسال شده ----------

دلیل شهرت ناگهانی چه می تواند باشد ؟ سازه های فضایی چه خصوصیاتی دارند که همهکشورها به آن روی آورده اند ؟

این سوال چند جواب می تواند داشته باشد :​

1.سازه های فضایی از قطعه های پیش ساخته استاندارد تشکیل می یابند کهدر صورت تولید انبوه ، قیمت این قطعات بسیار پایین می آید . این قطعات توسط کارگراننیمه ماهر قابل نصب هستند .

2.یکی از مهمترین خصوصیات سازه های فضایی ،قابلیت پوشش سطحهای وسیع بدون ایجاد مانع و همچنین قابلیت پوشانیدن دهانه های بسیاربلند است که برای استفاده در امر ساختن استادیوم های ورزشی ، سالنهای چند منظوره ،آشیانه های هوایی ، سقف استخرها و ... ایده آل است .

3.سادگی ولی در عینحال زیباییظاهری این سازه ها توجه بسیاری از مهندسین معمار را به خود جلب کرده ، بهطوری که قبل از مهندسین ساختمان ، این آرشیتکتها بودند که به این نوع سازه رویآوردند و تنوع بسیار وسیع آن ، که بویژه با پیشرفت علم کامپیوتر و ایجاد برنامهگرافیکی جدیدی بر آن افزوده شده ، قدرت خلاقیت بسیار زیادی به طراح می بخشد .

4.دانشمندان پس از آزمایشهای زیاد ، به مقاومت بسیار زیاد انواع مختلفسازه های فضایی در مقابل بارگذاریهای سنگین متمرکز یا نامتقارن پی برده اند . سازههای فضایی دارای آنچنان نیروی پایداری و مقاومت نهایی هستند که سازه را قادر بهتحمل بارگذاری موضعی بیش از حد میکند . تجربه نشان می دهد که انواع ویژه ای از شبکههای فضایی حتی در صورت صدمه دیدن ، به صورت ناگهانی فرو نمی ریزند و این ویژگی ، درصورت بروز حریق و انفجار ، اهمیت بیشتری دارد .

همچنین استحکام این قابهایفضایی ، امکان جابجایی بعضی از ستونها را بدون ایجاد نقض ساختمانی می آورد .

5.با پیشرفت تکنولوژی ، مهندسین و طراحان ، انواع جدیدی از اتصالهایارزان قیمت را اختراع کرده اند که اتصال چند قطعه را در فضا توسط کارگران نیمه ماهربدون هیچ مشکلی ممکن می سازد .

6.از انجا که سازه های فضایی از نظراستاتیکی نامعین هستند بنابراین تحلیل دستی آنها با استفاده از روشهای دقیق ، کاربسیار دشواری است . این امر یکی از دلایل معوق ماندن طرحهای سازه های فضایی درگذشته بوده است ، ولی امروزه با استفاده از کامپیوترهای الکترونیکی و رورشهای ریاضینوین ، امر تحیلی سازه بسیار سریعتر و دقیق تر از گذشته صورت می گیرد . همچنیناستفاده از روشهای نوین طراحی بهینه سازه با حداقل مصالح را امکان پذیر می سازد وسازه ، دست بالا طراحی نمی شود .

​

---------- نوشته اضافه شده در 06:03 AM ---------- نوشته قبلی در 06:01 AM ارسال شده ----------

از آغاز پیدایش سازه های فضایی اشکال بسیار گوناگونی به انواع آن افزوده شده کهدارای طبقه بندی جامع ذیل است :
1)داربستهای اسکلتی ( Skeleton Frameworks )

2)سیستمهای پوسته تحت تنش ( Stressed Skin Systems )

3)سازه هایمعلق ( Suspended Structures )

4)سازه های هوای فشرده ( Pneumatic Structures )

در انواع این سازه ها ، اتصالهای مختلف که در طی مدت زمانطولانی تکمیل شده اند به کار گرفته می شوند و اکثر آنها شکل ظاهری بسیار ساده ایدارند . با استفاده از این اتصالها امکان ساختن این سازه ها به صورت دو و یا چندلایه وجود می آید و با استفاده از قطعات پیش ساخته می توان سازه های عظیمی را باهزینه کم و به آسانی ایجاد کرد .

یک نمونه از سیستمهای موفق ، سیستم گوی ولوله ( mero ) است که اتصالهایش گوی هایی با 18 سوراخ است که از جهات مختلف عضو میپذیرد و قدرت عمل زیادی را به طراح و سازنده می بخشد . یک نمونه جالب از سازه هایدو لایه ، ساختمان نمایشگاه واقع در سائوپولو ، برزیل است که محوطه ای به مساحت 260در 260 متر مربع را با تکیه بر 25 ستون و با استفاده از 48000 عضو لوله ایآلومینیومی پوشش می دهد . نمونه جالب دیگری از کاربرد سازه های فضاکار قابل جداشدن، پارکینگ هیترو لندن است . این پارکینگ قابلیت تحمل 325 اتومبیل را داشته واستفاده از آن بسیار اقتصادی است . این نمونه ، تصور اکثر افراد را مبنی بر اینکهشبکه های فضایی فقط برای مسقف کردن محوطه بکار می روند را باطل می سازد . نمونهدیگر ، آشیانه هواپیما در لندن است که دهانه ای به طول 138 متر دارد . این سقف بایدلوازمی به وزن حدود 700 تن را تحمل کند که 300 تن آن متحرک و شامل چندین دستگاهجرثقیل است که امکان تعمیرات و نگهداری هواپیما را به سهولت فراهم می آورد.

---------- نوشته اضافه شده در 06:08 AM ---------- نوشته قبلی در 06:03 AM ارسال شده ----------

سازه های فضا کار دارای ویژه گیهای خاصی به شرح زیر می باشد:​

دهانه :

سیستم سازه فضاکار قادر به پوشاندن دهانه های بزرگ با حداقل مواد مصرفی می باشد.(فولاد مصرفی در سازه فضاکار 3/1 کمتر از سازه های متداول دیگر می باشد)

سرعت نصب :

به علت پیش ساخته بودن قطعات سرعت عملیات مونتاژ و نصب بسیار بالا و اقتصادی می باشد.

وزن کم و قابلیت جابجایی :

سازه فضاکار دارای وزن کم بوده و قابلیت جابجایی با دست را دارا می باشد.

انعطاف پذیری در طراحی :

سازه فضاکار قابلیت افزایش و کاهش سطح را دارا بوده و امکان جابجایی ستونها بدون اینکه خطری برای سازه فضاکار ایجاد گردد میسر می باشد.

مقاومت در برابر نیروهای دینامیکی :

سازه فضاکار مقاومت بالاتری در برابر بارهای دینامیکی همچون زلزله انفجار بارباد در مقایسه به سازه های متداول دیگر از خود نشان می دهد.

عبور تاسیسات :

از فضای بین دولایه در شبکه های فضایی به راحتی می توان جهت عبور تاسیسات الکتریکی و مکانیکی استفاده نمود.

ظاهر زیبا:

سازه فضاکار از نظر نمای ظاهری بسیار زیبا بوده و نیازی به استفاده از سقف کاذب در این سازه نیست.

ایمنی سازه :

سختی زیاد سازه تغیر شکل سازه را پایین می آورد.

درجه نامعین این نوع سازه بالا بوده و معمولا خرابی موضعی باعث خرابی کل سازه نمی گردد.

بعلت رفتار سه بعدی، توزیع تنش در تمام جهات انجام می گردد.

​

 

[DDDIQ]

کتاب : Space Grid Structures

کتاب : Space Grid Structures

Space Grid Structures

John Chilton

​

این کتاب توسط دکتر محمود گلابچی با عنوان " سازه های مشبک فضایی " به فارسی ترجمه شده است (انتشارات دانشگاه تهران)

 

[reza2011]

مقاله جامع درباره سازه هاي فضا كار ( فرمت PDF )
​

 

[DDDIQ]

فناوریهاي نوین و کاربرد سازه هاي فضاکار در طراحی و اجراي فضاهاي ورزشی

فناوریهاي نوین و کاربرد سازه هاي فضاکار در طراحی و اجراي فضاهاي ورزشی

فناوریهاي نوین و کاربرد سازه هاي فضاکار در طراحی
و اجراي فضاهاي ورزشی

محسن وفامهر / عضو هیئت علمی و پژوهشگر معماري دانشگاه علم و صنعت ایران
بهرنگ فروزش / دانشجوي کارشناسی ارشد معماري -دانشگاه علم و صنعت ایران
​

چکیده :
سازه هاي فضاکار گروهی از سازه ها می باشند که رفتار سه بعدي داشته و معمولا داراي فرمهاي بدیع مستوي یا منحنی در فضا هستند که با مدولهاي تکرار شونده و یکسان طراحی و احداث می گردند. این سازه ها معمولا در خور تولید صنعتی انبوه بوده و قیود فنی و اقتصادي را با تلفیق مناسبی از مفاهیم سازه ها،اصول ایمنی از طریق جلب دیدگاههاي زیبایی شناسی ،سرعت در نصب و دقت در اجرا را به ارمغان می آورند. متداولترین کاربرد سازه هاي فضاکار با تعریففوق در طراحی و ساخت پوششساختمان هایی است که در آنها عملکرد ساختمان ایجاب می نماید که دهانه هاي بزرگ و وسیع در دو جهت متعامد توسعه یابند.
بدیهی است این نوع سازه ها چند منظوره بوده و کاربرد هاي ویژه اي در استادیوم ها و سالنهاي ورزشی دارند.از دیگر مکانهایی که از مزایاي این نوع پوششها در آنها می توان بهره برد باید به سالنهاي اجتماعات ،نمایشگاههاي چند منظوره ،مراکز فرهنگی و هنري ،مصلی ها و مساجد،آشیانه هواپیما ها ،سالنهاي صنعتی، انبارهاي وسیع وانواع پایانه هاي مسافربري اشاره کرد.
این نوع سازه ها به دلیل فرمهاي بسیار متنوع از جمله گنبدي، چلیکی،قوسی، شبکه اي مسطح دویا چند لایه و ... علاوه بر کاربرد وسیع داراي زیبایی هاي ویژه و جذابیت فراوان هستند که توام با دقت در اجرا و ارتقاء کیفیتفضا می باشند.
در این نگارش تلاش بر این است که با ارائه اصول اساسی مبتنی برطراحی و ساخت با ذکر کاربري هاي فراوان آن در زمینه ورزشی با مطرح کردن انواع دیگر سازه هاي فضاکار مانند سازه هاي کش بستی و تاشو این مفاهیم به دقتمورد بررسی وارزیابی قرار گیرد

واژگان کلیدي :
سازه ،ورزشی، فضاکار،شبکه دو لایه، چلیک، گنبدي

 

[DDDIQ]

ابداعات و طرح های بدیع و نوین سازه فضایی پیش بافته شکل پذیر

ابداعات و طرح های بدیع و نوین سازه فضایی پیش بافته شکل پذیر

ابداعات و طرح های بدیع و نوین سازه فضایی پیش بافته شکل پذیر
Prepinned Flexiable Space Structure

پرویز شاه آبادی
لیسانس عمران
​

واژه های کلیدی
سازه فضاکار, پیش بافته , شکل پذیر , اختراع

چکیده
عمده ترین بخش هر بنائی سقف و پوشش آن است که از دیرباز یکی زا نیازهای بشر بوده و هست . کاربریهای عمومی خصوصا فضاهای تجمع از جمله فضاهائی هستند که بدلائل خاص معماری و دهانه های زیاد , طراحی و ساخت سازه های پوششی پیچیده تری را نیاز دارند. به همین دلیل از قرنها پیش بشر به دنبال تکنولوژی بهتری برای اینکار بوده که طبق اطلاعات موجود سریعترین و اقتصادی ترین آنها سازه های فضاکار میباشد
با توجه به محدودیت هایی که سازه های فضاکار متداول به معمار دیکته میکنند در این طرح به دنبال بررسی سازه های موجود سازه جدیدی اختراع و به ثبت رسیده است که قابلیت فراوان و منحصر به فردی را رد شکل پذیری در اختیار معمار قرار می دهد و در طراحی سازه این امکان را می دهد که حتی پس از ساخت و نصب بدون نیاز به تغییرات نا ممکن و کار زیاد نظرات جدید سازه ای و معماری در آن اعمال میگردد.
سازه پیش بافته شکل پذیر عبارتست از یک توریه خرپائی سه بعدی با نقش و عملکرد سازه ای فضاکار متشکل از المانهای فلزی اعم از لوله و اتصالات خاص بدون ایجاد زوایای اتصال و استقرار حکمی از پیش تعریف شده در مفاصل و گره های اتصالی و غیر مشابه سازه های فضا کار متداول ( نظیر سیستم مرو mero ) می تواند هر شکل و فرمی را بخود گرفته و بدون مشکلات و محدودیت های سازهای فضا کار معمول پوسته های پیچیده و نا متقارن نظیر فرمهای شبیه به زین اسب که می تواند هیچ صفحه و یا محور تقارنی نیز نداشته باشد را بسازد.
آین طرح توسط ارائه دهنده مقاله از حدود سال 1368 تا کنون تهیه و در تاریخ 1384 به نتیجه رسیده و براساس مطالعات و بررسی های به عمل آمده خصوصا انتشارات فلز و فولاد بین المللی و انستینتو فلز و فولاد آمریکا در زمینه ابداعات جدید تاکنون سازه ای به این شکل و قابلیت منتشر نگردیده است
با توجه به مطالب کلی ارائه شده و توصیفاتی که در ادامه خواهد آمد پیش بینی میگردد در نتیجه بهترین بهره برداری از این سازه در طرح های معماری بتوان نظرات و ایده های رویایی معمارین قرن حاضر و آیندگان را در ساخت فرمهای حجمی پیچیده و عجیب به واقعیت تبدیل کرد

 

[DDDIQ]

مجموعه نكات مقدماتي و پيشرفته طراحي
سازه هاي فضاكار
SpaceFrame Structures Or Spatial Structures
مدرس: جناب پروفسور هوشيار نوشين
استاد دانشگاه ساري انگلستان
​

فهرست:
« مجموعه نكات مقدماتي »
مقدمه
و جبر فرمكسي Formian فصل اول)آشنايي با نرم افزار
فصل دوم)آشنايي با انواع سازه هاي فضاكار
فصل سوم) اجزاي سازه فضاكار
فصل چهارم) اتصالات در سازه هاي فضاكار
فصل پنجم) بارگذاري سازه هاي فضاكار
فصل ششم) تحليل و طراحي سازه هاي فضاكار
فصل هفتم)مثال از تحليل و طراحي شبكه تخت دولايه درSAP
فصل هشتم) نكات اجرايي سازه هاي فضاكار
مراجع
پيوست) مثالي از مراحل اجراي پروژه ها
Formian پيوست) نمونه هايي از ترسيم انواع شبكه هاي تخت، چليك ها و گنبد ها در

 

[DDDIQ]

اسلاید : سازه فضاکار

اسلاید : سازه فضاکار

سازه های فضاکار
Space structures
اسلاید

فرحناز کارگر دیانتی
​

 

[hossein00104]

نمونه موردی سازه های فضاکار (DWG)

نمونه موردی سازه های فضاکار (DWG)

نمونه موردی سازه های فضاکار ، فایل (DWG)

دانلود مستقیم از لینک زیر :

مشاهده پیوست Space Frame Structure.rar

 

[DDDIQ]

بررسی طبقه بندی و مقایسه انواع گوناگون گنبد های فضاکار

بررسی طبقه بندی و مقایسه انواع گوناگون گنبد های فضاکار

بررسی طبقه بندی و مقایسه انواع گوناگون گنبد های فضاکار
تخت اثر نیروهای استاتیکی , دینامیکی و دینامیکی غیر خطی هندسی

http://www.www.www.iran-eng.ir/attachment.php?attachmentid=156308&d=1372063834​

 

[M I N A]

درباره سازه های فضا کار

درباره سازه های فضا کار

بر گرفته از آیین نامه سازه های فضاکار:

مقدمه و کلیات

• ما در فضای سه بعدی زندگی میکنیم.


• هر سازه ای فضای سه بعدی را اشغال میکند.


• هر سازه ای در واقع به صورت سه بعدی رفتار مینماید.


• طبیعت هم دارای سازه هایی است که دارای رفتار سه بعدی هستند.


• رفتار برخی از سازه ها به گونه ای است که اثر یک بعد تحت الشعاع آثار رفتاری در دوبعد دیگر است. این گونه سازه ها رفتار

مسلط دوبعدی داشته و به سازه های سنتی موسوم اند.

• گاه با وجود آنکه سازه به صورت سه بعدی رفتار میکند، روش طرح به نحوی است که برای سهولت محاسبات، سازه را

به زیر مجموعه های صفحه ای (دوبعدی) تقسیم مینمایند. این امر گاه خطای قابل ملاحظه ای در تخمین رفتار سازه به
دنبال خواهد داشت.

• قاب متشکل از تیر و ستون با اتصالات صلب در هر دو جهت، یک سازه یا قاب فضاکار به معنای اعم است.


• هر سازه پوسته ای، هر سازه حجیم، هر صفحه تحت اثر خمش، نمونه ای از سازه با عملکرد مسلط سه بعدی است.

مثال:


• یک گنبد فضاکار اسکلتی مهاربندی شده،


• گنبد فضاکار را به هیچ روی نمیتوان به صورت یک سیستم صفحهای تصور، تحلیل و طراحی نمود.



تقسیم بندی کلی سازه های فضاکار


سیستم فضاکار مشبک:

با استخوان بندی و پیکربندی اسکلتی اغلب شامل تعداد قابل توجّهی اعضای نسبتاً طویل (اغلب)

مستقیم الخط (وگاه) دارای انحنا (مانند اعضای موسوم به عناصر قاب یا خرپا) که در پیونده ها به یکدیگر اتصال یافته اند. در حالتی که
اجزای پوشانۀ این گونه سازه ها به صورت تفکیک ناپذیر در رفتار سازه ای دخیل باشند، سیستمهای مختلط و دوگانه ایجاد میگردند.
سیستمهای مشبک تاشونده زیر مجموعه ای از این گروه به شمار میروند.


سیستم های غشای نازک تحت تنش:

که در آنها پوشش (پوشانه) جدار نازک سازه جزء عمده و جدایی ناپذیر سیستم بار بر

سازه به شمار میرود. سیستمهای متشکل از ورقهای چین دار نیز در همین گروه طبقه بندی میشوند.

سیستم های پوشانه ای متکّی بر کابل ها :

شبکه های متقاطع کابلها، سیستمهای ترکه ای، معلق یا آویخته.


سازه های کش بستی


سازه های بادی و سازه های هوانشین

مزایا و خصوصیّات دیگر


• ایجاد امکان ساخت دهانه های بزرگتر بدون پایه های میانی و ایجاد آزادی عمل برای معمار،


• جدایی ناپذیربودن فرم سازه از معماری،


• ایجادفصل مشترکی برای بهره گیری معماران پیشرو از قابلیتهای مهندسان سازه مسلح به دانش نوین،


• امکان احداث سازه ها با کاربرد چندمنظوره.

سازه های فضاکار مشبّک (اسکلتی)


عبارت فوق تنها به گروهی از سازه های دارای عملکرد مسلط سه بعدی اطلاق میگردد که ویژگیهای زیر در آنها مصداق دارد:


• اثر رفتاری هیچیک از سه بعد در جذب نیروهای وارده قابل صرفنظر کردن نیست.


• متشکل از اعضای منفصل خطی(اعضای خرپا، تیر، تیر ستون) میباشد. به عبارت دیگر سیستم سازه پیوسته نبوده و از
نوع اسکلتی میباشد.


• به عنوان قاعده (صرفنظر از استثناها)، اغلب شامل تعداد قابل توجهی از اجزا و زیرمجموعه های ساده و تکرارشونده
میباشد.


• اجزا و زیرمجموعه های ساده اغلب در خور پیش سازی و تولید انبوه میباشند و در ابعاد و اشکال استاندارد اختیار میگردند.


• با استفاده ازقابلیت باربری در 3 بعد ، امکان کاهش وزن فراهم میآید. از اینرو سازه های فضاکار مشبک اسکلتی معمولاً
سبک ولی بالنسبه صلب میباشند.


• متداولترین کاربرد این نوع سازه ها در ساخت پوشش یا سقف ابنیه ای است که در آنها عملکرد ساختمان ایجاب مینماید
که دهانه های آزاد نسبتاً بزرگ در دو جهت در پلان ایجاد گردد.


• معمولاً از دیدگاه زیباشناختی دارای اهمیت هستند.

• معمولاً از ذخیره ظرفیت مقاومتی قابل ملاحظهای در مقایسه با سازه های سنتی برخوردارند.
• معمولاً بسیار اقتصادی بوده و نیازهای اقتصادی به علت امکان صنعتی شدن ساخت، افزایش سرعت تولید و نصب،
کاهش وزن و صرفه جویی در مصالح را برآورده میسازند.


به طوریکه ملاحظه میشود، برخی از این ویژگیها در مورد سایر سیستمهای سازه های فضاکار نیز صدق مینمایند.

اهمیت سازه های فضا کار در محیط مصنوعی یا طبیعی


• سازه های فضاکار قابلیتها و امکانات عمده ای را در اختیار مهندسان و معمارها برای تلفیق اصول زیباشناختی و نوآوریها
با جنبه های رفتاری، عملکردی، کاربری و سرویس دهی سازه قرار میدهند.
• تمامی سازه ها باید از دیدگاه زیباشناسی و هماهنگی با محیط مصنوعی یا طبیعی مورد مطالعه قرار داده شوند.
• با توجه به آنکه اغلب سازه های فضاکار وسیع و بزرگ هستند، اثر قابل توجهی بر محیط باقی میگذارند.

• بیش از دیگر سازه ها، فضا را معرفی مینمایند.
• فرم پروژه توسط سازه تعریف میشود.


پیونده ها


پیونده ها معرف منطق سازۀ فضاکاراند.

• پیونده ها باید سخت و مقاوم باشند.
• باید ساده باشند (از نظر فرم وامکان برقراری اتصال).
• به سهولت ساخته شوند و قابلیت تولید صنعتی داشته باشند.
• برون محوری در پیونده ها بایدبه حداقل ممکن برسد.
• رواداری اجرایی لازم در طراحی پیونده ها باید پیشبینی شده باشد.
• اصلاح، تعمیر و نگهداری آنها به سهولت امکان پذیر باشد.
• قابلیت پذیرش تعداد قابل توجهی عضو را بر حسب نیاز دارا باشند.
• ترجیحاً هر عضو مستقلاً به پیونده متصل گردد.
• زاویه فضایی بین اعضا قابل توجه باشد.


تعریف کلی


در اینجا کوشش به عمل آمده است که تعریف فراگیری از سازه های فضاکار ارایه گردد که در عین حال در خور شأن این گروه از
سازه ها نیز باشد. در این تعریف اصل فدای فرع نشده و جزییات کلیّات را تحت الشّعاع قرار نمیدهند:
سازه های فضاکار عمدتاً دارای فرم بدیع مستوی یا منحنی در فضا بوده و با واحدهای حتی المقدور یکسان در
الگویی تکرار شونده احداث میشوند.



به طوریکه اشاره شد، درسازه های فضاکار، ترکیب مجموعۀ تاشه و فرم هندسی، بارهای خارجی، نیروهای داخلی و

تغییرمکانهای سازه در یک صفحه قرار نگرفته و از آن فراتر رفته و به سه بعد گسترش مییابند. در عمل، سازه های فضاکار به
گروههایی از سازه ها، عمدتاً شامل شبکه های تخت، چلیکها، گنبدها، دکلها، شبکه های متشکل از کابلها، سازه های غشایی،
سازه های تاشو، سازه های کشبستی و نظایر آنها اطلاق میگردد. سیستمهای نوین متشکل از عناصر کششی و فشاری خود
متعادل کنندۀ کشبستی امروزه از جذبۀ زیادی برخوردارند. سازه های فضاکار شکلهای گوناگون و متنوع به خود گرفته و از انواع
متفاوت مصالح مانند فولاد، آلومینیوم، چوب، بتن آرمه، مصالح مختلط و مواد پلاستیکی مسلح با انواع فیبرها، شیشه و ترکیبات این
مصالح در ساخت سازه های فضاکار بهره گیری میشود.


سازه های فضاکار را میتوان به شرح زیر نیز طبقه بندی نمود (پروفسور نوشین، 1998 ). این طبقه بندی به بحثهای بعدی، از
جمله شناسایی سازه های فضاکار مشمول بخشی از آیین نامه حاضر که در مرحلۀ اولویت کاری قرار داده شده است، مدد میرساند:



• سازه های فضاکار مشبک، که شامل اجزا و اعضای منفصل و معمولاً طویل میباشند.
• سازه های فضاکار پیوسته، که متشکل از اجزایی از قبیل دال، پوسته، غشای نازک و نظایرآن اند.
• سازه های فضاکار دو گونه، که مشتمل بر ترکیبی از اجزای منفصل و پیوسته میباشند.


به منظور روشن ترشدن امرکه در حوزۀ فراگیری پیش بینی شدۀ آیین نامه ذیمدخل خواهد بود، به اختصار به تشریح سازه های
فضاکار با طبقه بندی فوق مبادرت میشود (پروفسور نوشین، 1998)


شبکه های تک لایۀ تخت


شبکه عبارت است از سیستم سازه ای مشتمل بر یک یا تعدادی افزونتر لایۀ متشکل از مجموعه ای از اعضا. یک شبکۀ تک لایه
یا شبکۀ تخت، متشکل است از اعضای تیر با اتصالات صلب (با قابلیت انتقال لنگر قابل ملاحظه) که در آن تمامی اعضا به نحوی
مطلوب طراحی، اجرا و در درون صفحۀ واحدی هم بندی شده اند. معمولاً بارهای بیرونی وارد بر چنین شبکۀ تختی، از نوع نیروهای
متعامد بر صفحۀ شبکه و لنگرهای اعمال شونده حول محورهای مارّ بر صفحه میباشند. تحت تأثیر چنین نیروهایی، تغییرمکان های
حاصله در امتداد خارج از صفحه، مؤلفۀ قابل ملاحظه ای خواهند داشت.

بنابراین اگرچه اعضای تیر در صورتیکه به نحومطلوب طرح

و اجرا شده باشد (و در صورت صرفنظر نمودن از بعد قایم آنها) و تقریباً در درون یک صفحه واقع میگردند، ولی بارهای مؤثر و
تغییرمکان های حاصله در امتداد عمود بر صفحه، مؤلفه های قابل توجه داشته و در نتیجه رفتار مجموعه تنها با ملحوظ داشتن سه بعد
قابل بررسی است. تاشه های متداول شبکه های تخت شامل الگوهای دوراهی ، سه راهی و چهارمسیره است. الگوهای دو راهی
به عنوان ساده ترین تاشه ها متشکل از دو مجموعه از تیرهای متقاطع می باشند که در دو راستای معمولاً متعامد به موازات خطوط
مرزی (شبکه راست گوشه) یا با زاویۀ تورب نسبت به مرزها (شبکۀ قطری) امتداد مییابند.


در طراحی تاشه مناسب یک شبکۀ تخت (تکلایه) برای کاربرد ویژه، پس از بررسی گزینه های متفاوت و شناسایی ویژگیهای
هر یک، با در نظرگرفتن شکل، نوع مقاطع تیر، نوع مصالح، موقعیت، وضعیت و شرایط تکیه گاهها و خطوط مرزی و شیوۀ ساخت،
امکان اتّخاذ تصمیم منطقی در طراحی فراهم خواهدشد.


شبکه های دولایه


شبکۀ دولایه، از دولایه اعضای موازی تشکیل میگردد که به وسیلۀ اعضای موسوم به جان به یکدیگر متّصل میشوند.
هنگامی که از چنین شبکه ای به عنوان پوشانۀ سقف با شیب اندک استفاده گردد، یکی از لایه های شبکه، لایۀ رویین و دیگری لایه زیرین نامیده میشود.



در حالاتی که از چنین شبکه هایی به عنوان دیواره های سازه بهره گیری شود، یکی از لایه های شبکه را لایۀ بیرونی و دیگری را لایۀ درونی ، در مقایسه با موقعیت مرجع، مینامند.


شبکه های چندلایه



شبکه ها با ساختار چندلایه افزایش فاصلۀ بین لایه های رویین و زیرین را ممکن و به این ترتیب امکان پوشاندن دهانه های

وسیعتر با مصالح بالنسبه سبک را فراهم میآورند. در این حالت، وظیفۀ عمدۀ لایه های میانی کاهش طول مؤثر اعضای جان میباشد.


تفاوت اساسی رفتار شبکه های تک لایه و چندلایه



تفاوت اساسی بین رفتار شبکه های تک لایۀ تخت و شبکه های دو یا چندلایه، عبارت است از آنکه شبکه های تک لایۀ تخت
تحت تأثیر رفتار خمشی مسلط بوده و اعضای آنها عمدتاً لنگر خمشی حول محورهای واقع در درون صفحه، نیروی برشی (در امتداد
عمود بر صفحۀ شبکه) و گشتاور پیچشی (حول محور درون صفحه) را تجربه مینمایند، حال آنکه نیروهای داخلی اعضا در
شبکه های دو و چندلایه عمدتاً از نوع نیروهای محوری هستند.


شبکه های دو گونه


از گروه هایی از شبکه های دو گونه به طور متداول بهره گیری گسترده به عمل آمده است:


- شبکه های تخت بتن آرمه یکپارچه با دال فوقانی یا شبکه متقاطع فولادی مختلط با بتن درجای فوقانی.
- نمونه های متنوعی از شبکه های دو یا چندلایۀ فولادی ساخته شده که لایۀ رویین آنها در دال بتنی محصور یا اصولاً دال بتنی
نقش لایۀ رویین را ایفا مینماید.
- همچنین حالات گوناگونی از شبکه های دو یا چندلایه با رفتار توأم با اجزا و عناصر غشایی - پوسته ای متصور است.
سازه های فضاکار دو گونه ای که از شبکه های متشکل از اعضای منفصل با عملکرد توأم با دالها و پوسته های بتنی مسلح
تشکیل گردیده اند، به طور متداول به سازه های فضاکار مختلط موسوم گردیده اند. همچنین سازه های فضاکار مشبکی را که با
اجزای غشایی به صورت در هم آمیخته عمل مینمایند، سازه های فضاکار دوگانه مینامند.
لازمۀ آنکه سازۀ فضاکار از نوع دوگونه باشد، عملکرد لاینفک اجزای منفصل با اجزای پیوسته از دیدگاه سازه ای میباشد.


سازه های فضاکار چلیکی


یک چلیک از تبدیل یک شبکۀ تک لایه، دولایه یا چندلایه به فرم قوسی در یک جهت ایجاد میگردد و حاصل آن تشکیل تاشۀ
چلیکی یک، دو یا چندلایه خواهد بود. سازه های فضاکار چلیکی گونه های همبندی متنوعی دارند که از هریک بسته به ویژگی های
رفتاری در مقام مناسب، می توان بهره گیری نمود. مقطع عمومی یک سازۀ چلیکی ممکن است بخشی از دایره، بیضی یا سهمی باشد.


گنبدها


گنبد مشبک، یک سیستم سازۀ فضاکار است که شامل یک یا چند لایه (از اجزا) میباشد که در تمامی جهات به فرم قوسی در
آمده اند. برخی از گنبدها دارای رویه ای ظاهری هستند که بخشی از یک سطح منفرد و واحد همانند کره را تشکیل میدهد و برخی
دیگر متشکل از مجموعه ای از سطوح گنبدی شکل متفاوت میباشند.


در صورتیکه الگوی یک شبکه تخت را بر سطحی منحنی تصویر نموده و تطابق دهیم، گنبد شبکه گونۀ تک لایه ایجاد
میگردد. در این نوع گنبدها باید دقت کافی برای حصول اطمینان از مقاومت مکفی خمشی - برشی علاوه بر مقاومت در مقابل
نیروهای محوری و ممانعت از بروز پدیدۀ فروجهش به عمل آید. با توجه به نسبت خیز به دهانه، اتصالات گنبدهای تک لایۀ مشبک را
باید چنان طراحی نمود که صلبیت به میزان مورد نظر تأمین گردد.
سازه های فضاکار مشبک دوگونۀ چلیکی و گنبدی


سازۀ فضاکار گنبدی و چلیکی مختلط متشکّل است از یک شبکۀ فلزی همراه با یک پوسته بتن آرمۀ در گیر شده که به منظور
عملکرد توام و تفکیک ناپذیر باشبکۀ فلزی طراحی شده است.
سازۀ فضاکار گنبدی و چلیکی دوگانه، شامل یک شبکۀ فلزی باربر و اجزای غشایی فعّال با عملکرد توأم سازه ای میباشد.

سایر تاشه ها

انواع سازه های فضاکار مورد اشاره سهم قابل ملاحظه ای از حالات کاربردی را در بر میگیرند و پاسخگوی بسیاری از نیازها
میباشند. از جملۀ سایر کاربردهای سازه های فضاکار میتوان از برجهای مشبک، سازه های هرمی شکل، تاشه های سهموی،
سازه های غشای نازک و شبکه های کابلی با فرمهای بدیع و گوناگون نام برد.


کاربردهای نوین سازه های فضاکار شبکه ای


در کاربرد سازه های فضاکار شبکه ای به نظر نمی رسد محدودیتی وجود داشته باشد و از این سازه ها تاکنون در کاربری های
گوناگونی بهره گیری شده است. طبعاً استفادۀ بجا از سازه های فضاکار شبکه ای به معنی آن است که در کاربری موردنظر، از جمیع
جهات و پس از مقایسه گزینه های سازه فضاکار شبکه ای با گزینه های انواع دیگر سیستم های سازه ای و بررسی مزایا و معایب
گزینه ها از دیدگاه فنی و اقتصادی و سایر جنبه های ذیربط، گزینه های سازۀ فضاکار شبکه ای به عنوان گزینه یا گزینه های برتر انتخاب
شده باشد.


با توجه به سبکی وزن، صلبیت قابل ملاحظه و عملکرد سه بعدی سیستمهای سازه ای فضاکار، امکان احداث سازه های پوشش
فضاهای سرپوشیدهای که در آن عملکرد معماری دهانه های آزاد نسبتاً طویلی را در دو امتداد متعامد ایجاب مینماید، به نحوه
مطلوبی فراهم گردیده است. در عین حال، در صورتی که فرم به نحو شایسته درخدمت محتوای سازه ای قرار گیرد، کاربرد این سازه ها
در بسیاری دیگر از پروژه های متنوعی که تاکنون کمتر در احداث آنها از سازه های فضاکار شبکه ای بهره گیری شده است، واجد
مزایای غیرقابل انکاری خواهد بود.


از جمله، بهره گیری از سازه های فضاکار شبکه ای پیش ساخته در احداث و تولید انبوه سازه های مسکونی، اداری و تجاری
سریع النصب و با دهانه های آزاد نسبتاً قابل ملاحظه، بازسازی بافتهای دارای ارزش تاریخی فرهنگی، سکوهای دریایی، سازه های
صنعتی و برجهای انتقال نیرو و سازه های متنوع دیگر، به دلایل عدیده، زمینه های کاربرد نوین سازه های فضاکار شبکه ای را به میزان
گسترده تر میسر خواهد ساخت.

همچنین سازه فضاکار به دلیل صرفه جویی در میزان فولاد و مصالح مصرفی، گامی در جهت کاهش
تخریب در منابع موجود در
کره خاکی و محیط زیست به شمار میرود.

بر گرفته از آیین نامه سازه های فضاکار
منبع : iioss.ir

 

[M I N A]

تحلیل یک نمونه اجرایی سازه فضایی

تحلیل یک نمونه اجرایی سازه فضایی

مقدمه

غرفه نمایشگاهی ایالات متحده در نمایشگاه بین المللی ۱۹۷۰ در اوزاکای ژاپن یکی از ابتدایی ترین انواع سقف های کابلی متکی برهوا را به خوبی نشان می دهد که به صورت یک بیضی بزرگ که دهانه های ۲۶۲ در ۴۶۰ فوت را می پوشاند . در سقف از کابل های ۲۰ فوتی در مرکز استفاده شده است . که به صورت الگوی الماسی شکل به نظم درآمده وتکرار شده اند . هیچگونه رینگ کششی در مرکز وجود ندارد . کابل ها با یک رینگ بتنی فشاری مهاروایستا شده اند .

شیب کم سکوها وگنبد مسطح بام ( ۲۳ فوت ارتفاع ) بارحاصل از نیروی باد را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد . فشارهوای داخلی برابر است با ۰٫۰۳ Psig
ظرفیت دمیدن مورد نیازمعمولا کم است چون این مقدار مستقل ازحجم هوا و وابسته به مقدار نشت ونفوذ آن می باشد.

هزینه کم ، کیفیت زیبایی فضای شفاف و دهانه یک پارچه وتصدیق وتثبیت نظریه طرح توسط نتایج آزمایشات تجربی منجربه گسترش استفاده از این سیستم سازه ای درسایر کاربردها ونیزدهانه های بالاتر تا ۲۴۰۰ متر (۸۰۰۰ فوت) گردید.

درتوسعه این سیستم پیش ازطرح غرفه نمایشگاهی ایالات متحده ضروری بود که پوششی ایجاد شود که پایدار وغیرقابل اشتعال (نسوختنی ) باشد تا ساختمان بتواند براساس آئین نامه های موجود امریکا مجوزبگیرد .محصول نهایی ازالیاف پشم وشیشه تحت ضمانت لابراتوار های معتبر که به رزین تفلون فلوروکربن آغشته شده بود تشکیل شده بود . پوشش یک تفلون فرموله ” TFE” و ” FEP” می باشد که پس از ضد عفونی توسط حرارت وپس از پوشش ابتدایی وازجنس سیلیکون قابل استفاده است. پوشش سیلیکون ازفتیله شدن آب جلوگیری می کند .
برای پراکندگی تفلون ۱۰ دانه ی میکرونی از جنس شیشه به آن افزوده می شود باعث کاهش قیمت الیاف وهم بالا رفتن مقاومت سایشی آن می شود.مقاومت این محصول بین lbs/in 200 تا lbs/in1000 تفاوت می کند . محصول بامقاومت lbs/in 600 می تواند از حالت کاملا مات تا شفافیت ۱۸% تغییر نماید .

مشخصه غرفه این نمایشگاهی برجسته سازی یک سقف که ۱۰۰۰۰۰ فوت مربع را با یک دهانه شفاف ، یکپارچه و بزرگ می پوشاند.



وزن نهایی بخش سازه پنوماتیک این بنا در حدود ۱ پوند بر فوت مربع است.کابل های فولادی با مقاومت بالا ، که قطر آن ها بین ۲/۳ تا ۴/۹ فوت تغییر می کند،در مرکز حدود ۲۰ فوت طول دارند و تا ۴۵۰ فوت نیز در کناره ها می رسد که به صورت الگوی الماسی آراسته شده اند. کابل ها توسط یک رینگ فشاری بتنی که متکی بر کشش کابل است مهار شده اند.(هیچ نوع گشتاور خمشی تحت اثر بار معمولی ایجاد نمی شود ) در پلان شکل سقف با یک بیضی که در گوشه ها حالت مستطیل به خود می گیرد مواجه هستیم.انتخاب این فرم بر اساس اهداف زیبایی شناسانه بوده است.


سازه فضاکار


از آغاز پیدایش سازه های فضایی اشکال بسیار گوناگونی به انواع آن افزوده شده که دارای طبقه بندی جامع ذیل است:

۱- داربستهای اسکلتی Skeleton Frameworks )
2- سیستمهای پوسته تحت تنش ( Stressed Skin Systems )
3-سازه های معلق ( Suspended Structures )
4- سازه های هوای فشرده ( Pneumatic Structures )

در انواع این سازه ها ، اتصالهای مختلف که در طی مدت زمان طولانی تکمیل شده اند به کار گرفته می شوند و اکثر آنها شکل ظاهری بسیار ساده ای دارند . با استفاده از این اتصالها امکان ساختن این سازه ها به صورت دو و یا چند لایه وجود می آید و با استفاده از قطعات پیش ساخته می توان سازه های عظیمی را با هزینه کم و به آسانی ایجاد کرد . یک نمونه از سیستمهای موفق ، سیستم گوی و لوله ( mero ) است که اتصالهایش گوی هایی با ۱۸ سوراخ است که از جهات مختلف عضو می پذیرد و قدرت عمل زیادی را به طراح و سازنده می بخشد .
یک نمونه جالب از سازه های دو لایه ، ساختمان نمایشگاه واقع در سائوپولو ، برزیل است که محوطه ای به مساحت ۲۶۰ در ۲۶۰ متر مربع را با تکیه بر ۲۵ ستون و با استفاده از ۴۸۰۰۰ عضو لوله ای آلومینیومی پوشش می دهد .

نمونه جالب دیگری از کاربرد سازه های فضاکار قابل جداشدن ، پارکینگ هیترو لندن است . این پارکینگ قابلیت تحمل ۳۲۵ اتومبیل را داشته و استفاده از آن بسیار اقتصادی است . این نمونه ، تصور اکثر افراد را مبنی بر اینکه شبکه های فضایی فقط برای مسقف کردن محوطه بکار می روند را باطل می سازد . نمونه دیگر ، آشیانه هواپیما در لندن است که دهانه ای به طول ۱۳۸ متر دارد . این سقف باید لوازمی به وزن حدود ۷۰۰ تن را تحمل کند که ۳۰۰ تن آن متحرک و شامل چندین دستگاه جرثقیل است که امکان تعمیرات و نگهداری هواپیما را به سهولت فراهم می آورد.


انقلابی در طراحی


پس از برآورد هزینه های ساخت پروژه تصمیم بر آن شد که بودجه پیش بینی شده (۲٫۶ ملیون دلاری) به طریقی تقلیل یابد.یک راه کاهش هزینه ها کار کردن روی مسائل خاص محدوده طرح از جمله ضرورت طراحی با در نظر گرفتن طوفان های با سرعت ۱۵۰ مایل بر ساعت است.
از همان ابتدا تصمیم تیم طراحی استفاده از سازه متکی بر هوا بود.از بعد دیگر چون در طرح اولیه قصد بر این بود که فیلم هایی در پرده های بزرگی در سطح داخلی گنبد مورد نظر پخش شود، استفاده از این نوع سازه با توجه به فرم گنبدی آن بسیار منطقی می نمود.


The roof in plan and section
پلان و مقطع بام

سازه بنا


کابل ها این امکان را به ما می دهند که یک گنبد با خیز بسیار کم داشته باشیم.

(تنها ۲۳ فوت در برابر دهانه ۲۶۲ فوتی)چون سازه کوتاهی داریم استانداردهای ژاپن آن را برای طوفان با سرعت ۱۲۵ مایل بر ساعت مجاز دانسته اند.
به منظور مطالعه خواص آیرودینامیکی بام یک مدل ۱۰۰/۱ داینامیکی ساخته و در برابر تونل باد مورد تست قرار گرفت. با وجود ضخامت کم صفحات، در مقابل باد تا سرعت ۲۰۰ مایل بر ساعت هیچ نوع لرزشی ایجاد نشد. با افزایش فشار هوای داخل سازه فرکانس (بسامد) لرزش های بام افزایش و دامنه نوسانات کاهش می یابد.برای این که سازه باز هم بیشتر آیرودینامیک شود ، یک سکوی زمینی با عرض ۲۰ فوت و شیب ملایم انتخاب شده است. سطح خارجی با اسفالت قهوه ای کوبیده شده که با بتن های متکی بسته شده ، پوشانده شده است و سطح داخلی با صفحات پلی استری “Mylar” که اثرات آینه ای با انعکاسات موجی شکل در داخل می گذارد و نیز نور را در طول روز به سمت سقف بازمی تاباند.

نصب صفحات پلاستیک پلی استری


این مقطع از سکوی زمینی وبام ما را به طریقه توزیع فشار باد هدایت می کند که درقسمت سک مثبت (روبه پایین) ودرقسمت روی سطح بام کابلی منفی (روبه بالا)می باشد .
تصمیم برآن بودکه کابل ها به شیوه مرسوم شعاعی با یک رینگ کششی مرکزی قرارداده شوند .زیرا وزن رینگ خود ممکن بود که درمرکز سقف سازه پنوماتیک ایجاد یک فرورفتگی وگودی کند ودر اثر جمع شدن آب باران ممکن بود موجب فروپاشی واضمحلال سازه شود ، همچنین در کابل های شعاعی به تعداد دوبرابراتصالات نیازداریم وبه علاوه هزینه و وزن رینگ کششی ، همچنین به دست آوردن پوششی که مسافت بزرگ دهانه را درقسمت پیرامونی ومحیطی بام وعرض کم و باریک آن را در قسمت مرکزی بپوشاند.

درابتدا طرح بر این مبنا بود که کابل ها به صورت مستقیم الخط وموازی با اقطار اصلی وفرعی بیضی بزرگ صف آرایی شوند . (مانند راکت تنیس ) به هرحال طبق مطالعات مشخص شد که براساس چیدمان طبق مدل الماسی ۳۳% دروزن کابل ها صرفه جویی می شود.
سه قطر متفاوت ازکابل های سیمی استاندارد با سایزهای ۲/۳ ، ۸/۹ و ۴/۹ اینچ به کار گرفته شدند . محل تقاطع کابل ها به طور دقیق با رایانه مشخص شده بود ودر محل استقرار پوشش علامت گذاری شده بود .

انتهای کابل ها با آلیاژپرکننده وبطونه فلزروی به سرپیچ ثابت می شود و به رینگ فشاری بتنی مهارمی شود . ضریب اطمینان طرح مهار بندها درمقابل بار گسیختگی ثابت تحت یک دوره کوتاه ۲٫۶ می باشد.

رینگ فشاری به پایه بتنی زیرین آن بسته نشده است بلکه پایه طراحی شده تا جرم کافی ومناسبی برای جلوگیری ازحرکت سازه به سمت بالا (بالا کشیده شدن) را با ضریب اطمینانی به اندازه ۱٫۶ داشته باشد. بین پایه ورینگ فشاری یک صفحه فولاد گالوانیزه می باشد که ضریب اصطکاک ۰٫۴ دارد .
این ضریب از این رو انتخاب شده است که از سرخوردن وجابجا شدن پایه توسط رینگ وتحت اثر بار ارتعاشات ولغزش های زمین ویا بار حاصل ازوزش طوفان جلوگیری می کند . درعین حال اجازه لغزش را درصورت نا پایداری حاصل ازنوسانات بام که به خاطرارتفاع و وزش بادهای شدید ایجاد می شود می دهد .

لغزش وجابجا شدن پوسته تحت اثربار دینامیکی ازنظرتعدیل نمودن حرکات بام و کابل ها سودمند خواهدبود.

تصویربالا مقطع عرضی رینگ فشاری را نمایش می دهد .رینگ روی یک پایه بتنی قرار می گیرد اما به آن مهاربندی نشده است . یک صفحه فولاد گالوانیزه بین رینگ وپایه ضریب اصطکاکی در حدود ۰٫۴ را تأمین می کند . مهاروتکیه گاه طراحی شده است تا بارهای نقطه ای روی پوسته را حذف نماید که ممکن است باعث شکاف درپوسته شود ؛ همچنین است کاربرد پوشش بین پوسته وکابل ها.

پوشش بام


پوشش بام ازالیاف ریزبافت پشم شیشه که به خوبی بند کشی شده ودر دوطرف با وینیل پوشش داده شده تا مقاومت کافی را دربرابر رطوبت وهوا تأمین کند ،تشکیل شده است .

تصویربالا نقاط تقاطع کابل و جزئیات یراق آلات را نمایش می دهد.اکثر اتصالات پوشش ها به یک دیگراز طریق آب بندی کردن توسط حرارت ووینیل که غشاء وپوسته شیشه ای را می پوشاند می باشند . روی مهره های کابل نگهدار پوشش ها وکلاهک هایی ازجنس “PVC” قرارداده شده تا امکان گسیختگی را ازبین ببرد .


نتیجه گیری


سازه های پنوماتیک (Pneumatic Structures)نوع خاصی از سازه ها هستند که سبک وزن ، کم هزینه و دارای امکان سریع بوده ، می توانند به سرعت برپا شده و یا برداشته شوند. این سازه ها به صورت های کلی زیر ایجاد می شوند:

۱ـ سازه های متکی بر هوا (Air-Supported Structures)

٢ – سازه های پر شده با هوا(Air-Inflated Structures )

کاربرد نوع متکی بر هوا ساده تر است، چون سازه هوایی فقط شامل سقف می شود. اما نوع پر شده با هوا اجرای مشکل تری دارد.
با مطالعه و کسب اطلاعات کافی می توان از این سازه ها در کاربردهای فراوانی چون استادیوم های ورزشی ، غرفه های نمایشگاهی ، کمپ های دانشجویی ، پناهگاههای موقت و یا در کلیه کاربری های فصلی استفاده نمود.
منبع : farsnevis.com

 

[DDDIQ]

بررسي سازه هاي فضاكار تخت براي پوشش سالنهاي صنعتي سبك با دهانه هاي مختلف

بررسي سازه هاي فضاكار تخت براي پوشش سالنهاي صنعتي سبك با دهانه هاي مختلف

بررسي سازه هاي فضاكار تخت براي پوشش سالنهاي صنعتي سبك
با دهانه هاي مختلف​

كيان كريمي 1، هومن توللي 2، همايون استكانچي 3
-1 كارشناسي ارشد دانشكده مهندسي عمران، دانشگاه صنعتي شريف، تهران
-2 كارشناسي ارشد دانشكده مهندسي عمران، دانشگاه صنعتي شريف، تهران
-3 استاديار دانشكده مهندسي عمران، دانشگاه صنعتي شريف،

چكيده: با توجه به اهميت انتخاب سيستم ساز هاي مناسب و بهينه در طراحي خرپاهاي فضايي، در اين مقاله چند گزينه مختلف جهت اجراي سيستم خرپاي فضايي تخت، براي پوشش سالن صنعتي سبك با دهان ههاي آزاد متفاوت بين 40 تا 100 متر آناليز و طراحي شده و سپس مورد بررسي و مقايسه قرار گرفت هاند. پارامترهاي ارزيابي شده در اين مقاله عبارتند از: تاثير الگوهاي مختلف هندسي مدول ها، حداكثر تغيير مكا نهاي ايجاد شده تحت اثر بارهاي ثقلي، خصوصيات ديناميكي قابل توجه، حداكثر نيروهاي توليد شده در اعضا و اتصالات با توجه به موقعيت نسبي آنها، تغييرات نسبت نيروي باد و زلزله براي دهان ههاي مختلف و تاثير آن در طراحي، نسبت عمق خرپا به دهانه و وزن واحد سطح خرپا. از جمله نتايج به دست آمده،
مناسب بودن الگوي هندسي هرمي شكل از جهت افزايش ميزان سختي، كاهش ميزان جابجايي و كاهش وزن سازه م يباشد. همچنين استفاده از سيستم خرپاي فضايي سه لايه براي دهان ههاي بزرگ اقتصاد يتر به نظر م يرسد. نتايج و نمودارهاي به دست آمده از مقايسه پارامترهاي مورد بررسي مي تواند اطلاعات كاربردي مفيدي را براي طراح در انتخاب اوليه سيستم خرپاي فضايي مناسب براي دهان ههاي مختلف فراهم نمايد.


كلمات كليدي :
سازه هاي فضاكار، الگوي هندسي واحدهاي خرپا، تحليل ديناميكي خرپاهاي فضايي

 

[mpb]

سازه های فضاکار

سازه های فضاکار



شامل:

• مقدمه
• سازه فضاکار
• تعریف سازه فضاکار
• پیشینه سازه فضاکار
• پدر علم نوین سازه فضاکار
• مزایای سازه های فضاکار
• کاربردهای سازه فضاکار
• محدودیت ها ی سازه فضاکار
• معماری سازه فضاکار
• طبقه بندی بنیادی سازه فضاکار
• طبقه بندی اسمی سازه فضاکار
• طبقه بندی هندسی سازه فضاکار
• انواع مدلهای هندسی سازه فضاکار
• اتصالات در سازه فضاکار
• انواع سیستم های اتصال سازه فضاکار
• اجزای سازه فضاکار
• مصالح سازه فضاکار
• انواع دیتیلهای اتصالات سازه فضاکار
• تحلیل و طراحی سازه فضاکار
• آشنایی با نرم افزار FORMIAN
• مودهای ناپایداری در سازه های فضاکار
• مراحل عملی اجرای پروژه سازه فضاکار
• نکات اجرایی سازه فضاکار
• نحوه مونتاژ سازه فضاکار
• بازرسی فنی برای خوردگی سازه فضاکار
• آیین نامه ملی سازه فضاکار
• محدودیت های آیین نامه ملی سازه های فضاکار
• بارهای وارده بر سازه فضاکار
• نیروهای دینامیکی در طراحی سازه فضاکار
• منابع و مراجع

این فایل پاور پوینت از آقای فرزاد سعیدی ، دانشگاه سیستان و بلوچستان ، در 35 اسلاید برای شما عزیزان آماده شده است.

 

[milad 1987]

همه چیز در مورد سازه های فضاکار

مقدمه​

امروزه با پيشرفت علوم و تكنولوژي نيازها و خواسته هاي جديدي در زمينه مهندسي سازه رخ نموده است . عامل زمان در ساخت سازه ها اهميت دوچندان يافته و اين امر گرايش به سازه هاي پيش ساخته را افزايش داده است همچنين با افزايش جمعيت بشري علاقه به داشتن فضاهاي بزرگ بدون حضور ستون هاي مياني خواهان بسياري پيدا كرده است . در اين راستا از اوايل قرن حاضر تعدادي از متخصصين مجذوب قابليت هاي منحصر بفرد سازه هاي فضاكار گشته پاسخ بسياري از نيازهاي جديد را در اين سازه ها جسته اند و البته به نتايج بسيار مثبتي نيز دست يافته اند . با انتشار اين نتايج روز به روز اين عرصه با اقبال بيشتري مواجه گرديد به گونه اي كه با گذشت چندين دهه هنوز هم مطالعه سازه هاي فضاكار در كانون متخصصين و دانشجويان قرار دارد. در اين مقاله منظور از عبارت سازه فضاكار سيستم هاي اسكلت فلزي بوده كه از بافت تعدادي زيادي المان يا مدول با شكلهاي استاندارد به يكديگر تشكيل مي شوند و نهايتا يك سيستم سبك و با صلبيت زياد را ايجاد مي كنند . سازه هاي فضاكار در اشكال بسيار متنوعي ساخته مي شوند كه مهمترين آنها عبارتند از : شبكه هاي مسطح دو يا چند لايه ، چليك ها ، گنبدها و قوس ها . علاوه بر اين ، سازه هاي فضاكار داراي بافتار متنوعي نيز مي باشند . بدين ترتيب كه با تغيير در آرايش المان ها مي توان بافتار جديد ايجاد كرد و بديهي است كه كارايي هر بافتار بايد در مقايسه با بافتارهاي ديگر سنجيده شود . مثالهاي متعددي از سازهاي فضاكاري كه در دنيا و ايران ساخته شده است وجود دارد ؛ استاديوم هاي ورزشي ، مراكز فرهنگي ، سالن هاي اجتماعات ، مراكز خريد ، ايستگاه هاي قطار ، آشيانهاي هواپيما ها با توجه به استفاده روزافزون ازسازههاي فضاكارو با بوجود آمدن نرم افزارها در عرصه مهندسي عمران (سازه)،نوآوري هايي درزمينه طراحي وساخت سازه هاي فضاكار صورت گرفته به نحوي كه امروزه دردنيا شاهد محبوبيت روزافزون اين نوع سازه ها هستيم و اين محبوبيت ناشي از قابليت منحصر بفرداين سازه ها است كه عبارت است از پوشش دهانه هاي بزرگ به جلوه هاي زيبا ، وزن كم ، سادگي توليد ، سرعت نصب و... است . از طرفي با پيشرفت علم و تكنولوژي نيازها و خواسته هاي جديد در زمينه مهندظططسي سازه رخ داده است . عامل زمان اهميت بيشتري يافته و باعث روي آوردن به سازه هاي پيش ساخته شده است ، همچنين با افزايش جمعيت ، جوامع بشري علاقه به داشتن فضاهاي بزرگ بدون حضور ستون هاي مياني از جمله مراكز خريد و سوپرماركت ها ، مساجد ، پل ها و سازه هايي كه در مدار زمين قرار مي گيرند نظير پشقاب مخابراتي اشاره كرد . اين نوع سازه ها بدليل اشكال بسيار متنوع از جمله گنبدي ، چليكي ، قوسي ، شبكه اي مسطح دو يا چند لايه و .... داراي جذابيت فراوان هستند .، مراكز تفريحي ، برجهاي راديويي و ...تعریفسازههاي فضاكار :
به سازه ای كه اصولا رفتار سه بعدی داشته باشد ، به طوریكه به هیچ ترتیبی نتوان رفتار كلی آن را با استفاده از یك یا چند مجموعه مستقل دوبعدی تقریب زد ، سازه فضاكار نامیده می شود . با این تعریف طیف وسیعی از سازه ها یعنی حتی برخی از قوس ها و گنبدهای آجری گذشته نیز جزو سازه های فضاكار محسوب می شوند ، اما در اینجا منظور سازه های سه بعدی خاص هستند كه معمولا دارای اعضای مستقیم با اتصالات صلب یا مفصلی می باشند.

کلاً هر خرپایی که در تمام جهات پراکنده بشه بهش میگند سازه فضاکار یا همون Space Frame . فقط نکته مهم قضیه توی هندسه این خرپاها هستش که تا حدود۹۹%کاملاً منظم هستند و از هندسه چندوجهی های افلاطونی طرح گیری میشند .این سازه ها در مقابل سازه هاي صفحه اي (plane structure) مانند خرپاهاي صفحه اي قرار مي گيرند كه بيش از دو بعد ندارند.بطور دقيق تردر حالتسازه صفحه اي بارهاي خارجي و داخلي در صحفحه اي منفرد وارد مي شوند .كه همان صفحهاي است كه شامل خود سازه نيز مي شود . درسازه هاي فضا كار تركيبي از بارهاي خارجي ؛بارهاي داخلي و جابجايي هاي به مجموعه اي از سازهها اطلاق مي شود كه شامل تيرها طاقهاي گنبدي گنبدها برج ها شبكه هاي كابلي سيستمهاي پوسته اي تركيبات تاشو و اشكال كششي است . سازه هاي فضا كار دامنه بزرگي ازاشكال و سازه هاي ساخته شده با مواد مختلف مثل فولاد آلومونيم چوب بتن كامپوزيتهايمسلح فيبري شيشه و يا تركيبي از اين موارد را شامل مي شود .تاریخچه سازه های فضاكار:​

تا اواسط قرن 18 ، مصالح اصلیدر دسترس برای معماران و مهندسان، سنگ ، چوب وآجر بود. از آن مصالح ، سنگ و آجر ،در برابر فشار مقاوم ، ولی در برابر کشش ضعیف بودند ، به همین دلیل برای سازه هایسه بعدی مثل گنبد ها وطا ق ها منا سب بودند . از پیشرفت های قا بل توجه در اینزمینه اجرای طاق ها توسط کارگران قرون وسطی بود.بزرگترین دهانه ها در میان گنبدهای آجری ، کلیسای سنت پیترز در رم(93-1588) و سانتاماریادل فیوره در فلورانس (34- 1420) بودند که هردو در پایه گنبد ، قطری معادل 42 متر داشتند . چوب مقاومت زیادیدربرابر کشش وفشار دارد ولی به صورت طبیعی تنها درطول ها ومقاطع عرضی محدود دردسترس است .با وقوع انقلاب صنعتی ، تولید آهن و سپس فولاد گسترش یافت و تولید مصالحبا مقاومت زیاد ، ساختن ساختمان های با ارتفاع بیشترو دها نه های وسیعتر را امکانپذیر ساخت .همزمان با توسعه راه آهن وصنعتی شدن تولیدات کالاها ، تقاضا جهت سازههای با دهانه وسیع برای پل ها ، ایستگاه ها ، ساختمان انبارها و کارخانه ها افزایشیافت . در ابتدا مجموعه ای از خرپاهای متنوع شکل گرفت ودر مراحل بعد سازه های مشبکفضایی سه بعدی به وجود آمدند .بسیاری از فرم های سازه ای به ویژه اغلب شبکه هایفضایی از مدول هایی تشکیل شده اند . نظریه ساخت ساختمان های مدولار به صورت یکرویای تحقق یافته تقریبا 150 سا ل قبل ، با طراحی ، ساخت و نصب قا ب های فلزیکریستال پالاس در هاید پارک لندن (برای برگذاری نمایشگاه بزرگی در سال 1851 ) شکلعملی یافت وکارایی این روش به خوبی نشان داده شدهسازه های نمادین مانند برج ایفل کهاز آهن شکل داده شده بین سا ل های1897 و 1899 در شهر پاریس ساخته شد ، دلیلی برپایداری و دوام سازه های فلزی سه بعدی مدولار به شمار میروند .شاید قدیمی تریننمونه ها از انچه امروزه به عنوان قاب فضایی میشناسیم ( که دارای امتیاز هایی نظیرسبکی ، مقاومت ، سه بعدی ، امکان تولید انبوه و اجرا به روش سازه های مدولار میباشد (در دههاول قرن 20 الکسا ندر گرا خرپاهای فضایی مرکب از قطعات 4 وجهی و 8 وجهی را آزمایش کرد .گراهامبل خصوصیات دو گانه مقاومت بالا وسبکی وزن را با فرم های 4 وجهی سه بعدی صلب بهنمایش گذاشت وازآنها دربسیاری ازپروژه هایش استفاده کرد. یکی از اولین سازه هایمشبک فضایی فولادی با استفاده از اتصالات ریخته گری شده و اعضای لوله ای ، یک برجدیده بانی در بین بریگ ، آمریکا بود که در سال 1907 توسط گراهام بل ساخته شدMeroدر سال 1943 ، این خرپاها در معماری کاربردینداشتند . این اولین سیستم شبکه فضایی بود که به صورت گسترده در دسترس معماران ومهندسان قرار گرفت و توسط دکتر مکس منگرینگ هوسن ( 88- 1903 ) معرفی شد .این سیستم، هنوزهم رایج ترین روش درساخت خرپاهای فضایی است ، شامل اعضای لوله ایمنفردواتصالاتی ازنوع پیوندهای کروی ( گوی سان ) است .عمومیت استفاده از این سیستمتا به امروز ادامه دارد زیرا علاوه بر زیبایی سازه ای می تواند به اشکا ل گوناگونوبا سیستم های متنوع ، متشکل از پیوند های کروی و لوله ها مورد استفاده قرار گیرد .یک نوع شناخته شده از این سیستم ، شبکه های دو لایه با استفاده از مدول های پیشساخته است . در انگلستان ، دردهه 1950 ، دنینگ آف چارد سیستم سقف فضایی را براسا سمدول های هرمی فولادی پیش ساخته که به یکدیگرپیچ می شوند ( با ابعاد 1.22*1.22 متردر پلان و 1.05 متر یا 0.61 متر در ارتفاع ) توسعه داد. با اندکی تغییرات در ابعادمدول ها و مصالح ، سیتم سقف فضایی تا کنون به صورت گسترده وموفقیت آمیز برای سازههای کف وبام مورد استفاده قرار گرفته است .در دهه 1950 و 1960،سیستم های مشبک فضاییدر تمام دنیا مورد استفاده قرار گرفت . در امریکا ریچارد باکمینستر فولر(1981-1895) در پی مطالعاتی که در مورد نحوه اتصال تعدادی از کره ها به یکدیگر انجام داد، بهسیستم خرپای هشت وجهی دست یافت . ارائه طرحهای جدید ریچارد باکمینستر فولر و رشدقابل انتظارسازه های مشبک سبب به وجود آمدن ساختمان سه ربع کره ای به قطر 76 متر بهصورت گنبد ژئودزیک برای غرفه آمریکا در نمایشگاه اکسپو 67 مونترال ، کانادا شد . این غرفه توسط فولربا همکاری شرکت های سادائو ، ژئومتریکس و سیمپسون، گامپرتزو هگرطراحی شد . گنبدها یک شبکه اتصالی دو لایه از لوله های فولادی بودند که یک شبکهژئودزیک مثلثی برای لایه خارجی و یک شبکه شش ضلعی برای لایه داخلی داشتند.

روش های نصب​

: در انواع این سازه ها ، اتصالهای مختلف که در طی مدت زمان طولانی تکمیل شده اند به کار گرفته می شوند و اکثر آنها شکل ظاهری بسیار ساده ای دارند . با استفاده از این اتصالها امکان ساختن این سازه ها به صورت دو و یا چند لایه وجود می آید و با استفاده از قطعات پیش ساخته می توان سازه های عظیمی را با هزینه کم و به آسانی ایجاد کرد .
شناخته شده ترین روش های به کاررفته عبارتند از:
1 نصب تمام مدول ها یا اعضای مجرد شبکه فضایی در یک سطح یا داربستموقت ، در محل شکل دائمی آن ها
2 نصب اعضای شبکه فضایی یا مدول ها به وسیله اتصال طره شده به بخش های موجود با م ، در محل اصلی که در این مورد اغلب زیر مجموعه هایکوچک یا مجرد اعضا توسط جرثقیل به محل مورد نظربرده می شوند
3نصب اعضای شبکهفضایی یا مدول ها در بخش های بزرگتر ( اغلب روی زمین یا دال یک طبقه ) ، قبل ازبالا بردن آ ن ها توسط جرثقیل و نصب آ ن ها در هوا به قسمت هایی از شبکه که قبلانصب شده است .4- نصب تمام شبکه در یک مرحله بر روی زمین ، قبل از بالا بردن آ ن برروی تکیه گاه های دا ئمی توسط جرثقیل.
5- نصب یک بخش یا تمام شبکه فضا یی بر رویزمین پیش ا ز بالا بردن آ ن در موقعیت نها یی روی تکیه گاه های موقت یا د ا ئمی.

سازه هاي فضا كار از نظر اسمي به سه گروه تقسيم مي شوند
1سازه هاي فضا كار شبكه اي 'lattice space structures' كه شامل المانهاي طولي معمولي جدا از هم است
2سازه هاي فضا كار پيوسته 'continuous space structures' كه شامل اجزايي مانند دالها پوسته ها و جلد ها مي شود .
3سازه هاي فضا كار دو وجهي 'biform space structures'
كه شامل تركبي از اجزاي جدا و پيوسته است .
لازم به ذكر است كه اين سازه ها ميتوانند فضايي به طول 300 متر را بدون ستون پوشش دهند!!!سازه های فضایی شکلهای هندسی منظمی هستند که در کنار یکدیگر تکرار شده و با اتصال مکرر این اجزا شبکه ای مستحکم و یکپارچه با ساختاری سه بعدی ایجاد می کنند . این اجزا از المانهایطولی ( با مقطع های مربعی ، دایره ای ، مثلثی و … ) و اتصالهایی که هر روز بر انواع آنها افزوده می شود تشکیل می شودسازه های فضایی بعلت پخش نیرو در جهات مختلف از استحکام توام با سبکی استثنایی برخوردار می یاشد.به نحوی که وزن آنها 35% از سازه های متداول کمتر است و بعلت استفاده حداکثر از سیستم پیش ساختگی از سرعت ساخت و نصب بیشتری برخوردار می باشد و بعلت یکپارچگی میتوان کلیه سازه و تاسیسات مربوطه را در تراز زمین سوار کرده و سپس سقف را بالا برده و نصب کرد.
سازه فضایی با گسترش فضای باز بدون ستونها مترادف است که این امر راندمان فضا را بسیار بالا می برد(تا 25%) و این گسترش در هر دو بعد براحتی میسر است .

شکل منتظم سازه های فضایی نمای خوش آیندی را عرضه می دارد که به لحاظ معماری با ارزش می باشد و از این روست که بسیاری از معماران در سالنها و مراکز اجتماعات و غیره از سقف کاذب استفاده نکرده و خود سازه را به نمایش می گذارند.مصا لح شبکه های فضاییجنس المانهای طولی متنوع بوده و بسته به نوع مصرف آنها متغیر خواهد بود ولی معمولاً از انواع پلاستیک و پروفیل ، فولاد و آلومینیوم استفاده می شودبیشترسیستم های شبکه های فضایی به عنوان سا زه ساختمان ها ، ا ز فولاد ساخته می شوند،اگر چه آلومینیوم نیز به صورت گسترده ای به کار می رود واز چوب ، بتن و پلاستیکمسلح هم استفاده می شود . به صورت خیلی نا متعارف ، در سازه های آ زمایشی تیر هاییاز جنس با مبو مشاهده شده وحتی شیشه هم درخرپاهای فضایی وجود داشته است، ولی اینموارد فقط د رمورد مجسمه ها به کارگرفته شده است. برای لوله ها و مقاطع ا ز فولادنرم و فولاد با درجه جاری شدن بالا ، برای اعضا ی شکل داده شده از نوار های فولادیبه صورت سرد و برای قسمت های ریخته گری شده از آهن گرافیت کروی استفاده می شود .ایناعضا اغلب به صورت گالوانیزه یا رنگ شده هستند . سیستم های شبکه های فضایی :بهاغراق ، امروزه صدها سیستم شبکه فضایی مختلف از زمانی که اولین نمونه آن ها در 50سا ل قبل به صورت تجاری مطرح شد ، توسعه یافته است. در سرتا سرجهان ، همه سالهسیستم های جدیدی به بازارمی آید.نمونه هایی از این نوع سازه ها​

به عنوان نمونه هایی از این نوع سازه ها در ایران ، پوشش مرقد مطهر امام و سقف چند غرفه نمایشگاه بین اللملی تهران را می توان نام برد . البته این نوع سازه پدیده خیلی جدیدی نیست ، زیرا گراهام بل طرحهایی از شبکه های منظم هندسی که کاربرد ساختمانی داشته باشد تهیه کرده بود . همچنین آلاچیقهای عشایر محلی ایران ، سبکی مانند این نوع سازه ها دارند ولی در دهه 60 میلادی بود که این نوع سازه ها به صورت موضوعی بین اللملی و قابل بحث مطرح شد به طوری که اولین کنفرانس بین اللملی سازه های فضایی ( فضاکار ) در سال 1966 در دانشگاه ساری انگستان برگزار شد .یک نمونه جالب از سازه های دو لایه ، ساختمان نمایشگاه واقع در سائوپولو ، برزیل است که محوطه ای به مساحت 260 در 260 متر مربع را با تکیه بر 25 ستون و با استفاده از 48000 عضو لوله ای آلومینیومی پوشش می دهد . نمونه جالب دیگری از کاربرد سازه های فضاکار قابل جداشدن ، پارکینگ هیترو لندن است . این پارکینگ قابلیت تحمل 325 اتومبیل را داشته و استفاده از آن بسیار اقتصادی است . این را باطل می سازد . نمونه دیگر ، آشیانه هواپیما در لندن است که دهانه ای به طول 138 متر دارد . این سقف باید لوازمی به وزن حدود 700 تن را تحمل کند که 300 تن آن متحرک و شامل چندین دستگاه جرثقیل است که امکان تعمیرات و نگهداری هواپیما را به سهولت فراهم می آورد .

شهر هرمی 12 برابر هرم بزرگ جیزه خواهد بود و توانایی گنجایش 750000 نفر را خواهد داشت. در صورت ساخته شدن این سازه بزرگترین سازه ی ساخته شده به دست بشر بر روی زمین خواهد بود. هرم 2004 متر یا 6575 پا ارتفاع دارد و می تواند راه حلی برای کمبود مکان در توکیو باشد. سازه ی پیشنهاد شده به قدری بزرگ است که با مصالح موجود امروزی (به خاطر وزنشان) نمی توان آن را ساخت. این طرح نیازمند مصالح بسیار مقاوم و سبک وزنی چون نانوتیوب های کربن است. مساحت فونداسیون 8 کیلو متر مربع و زیربنا مساحتی حدود 25 کیلومتر مربع می باشد. هرم دارای 8 طبقه یا لایه است که طبقات اول تا چهارم مسکونی، اداری و طبقات پنجم تا هشتم تحقیقاتی، رفاهی و غیره می باشد. ارتفاع 250.5 متر است که در مجموع ارتفاع 2004 متری هرم را تشکیل می دهند. هرم خود از 55 هرم کوچکتر تشکیل شده که هر یک تقریبا برابر با هتل لوکسر لاس وگاس می باشد.​

هرم به ناحیه های مسکونی، تجاری و رفاهی تقسیم بندی می شود که 50کیلومتر مربع آن 240000 واحد مسکونی برای 750000 نفر را در بر میگیرد و هر ساختمان انرژی مورد نیاز خود را خود به وسیله ی انرژی بادی و خورشیدی تامین می کند. 24 کیلومتر مربع به ادارجات و ساختمان های تجاری که قابلیت استخدام 800000 نفر را دارا می باشد تخصیص داده می شود و 14 کیلو متر مربع باقی مانده امکانات رفاهی را تشکیل می دهد.فونداسیون ترکیبی از 36 شمع با بتن مخصوص می باشد. به خاطر قرار گرفتن ژاپن بر روی کمربند آتش اقیانوس آرام قسمت خارجی هرم به صورت شبکه ی بازی از خرپاهای عظیم طراحی شده است. این خرپاها توسط میله هایی از جنس نانوتیوب های کربن ساخته می شوند که سازه را در مقابل بادهای شدید، زلزله ها و سونامی ها پایدار می سازد. خرپا ها توسط لایه ای از سلول های خورشیدی برای تامین انرژی لازم شهر پوشیده خواهند شد. روبوت های بزرگ وظیفه ی مونتاژ و سوار کردن خرپاها را بر عهده دارند و کیسه های هوا برای برافراشتن خرپاها استفاده می شوند که این طرح توسط آقای دانت بینی، آرشیتکت ایتالیایی، پیشنهاد شده است.نقل و انتقال در داخل شهر توسط پیاده روهای متحرک، آسانسورهای مورب و یک سیستم ترانزیت سریع شخصی فراهم خواهد شد که همه ی این ها در داخل میله های خرپا ها جریان دارند. خانه ها و فضاهای اداری با آسمان خراشهای بلند 80 طبقه که از بالا و پایین معلق می باشند تامین می شوند. این برج ها توسط کابل های نانوتیوبی به گره های خرپاها وصل خواهند بود.

رفتار سازه ای​

دو عامل ازمهمترین ملاحظات سازه ای درطراحی اعضای خرپای فضایی ، کمانش اعضای فشاری و اعضایمها ری جان ونیزطراحی گره ها برای تا ثیر وکارایی در انتقا ل نیروهای محوری بیناعضا و گره ها برای به حداقل رساندن تاثیر خمش ثا نویه است. نسبت دهانه به ا رتفاعبرای شرایط تکیه گاهی متفا وت :تعیین نسبت اقتصادی دهانه به ارتفاع برای سا زه ها یمشبک فضایی مشکل است ، چرا که آنها از شرایط تکیه گاهی ، نوع با رگذاری وتا حدزیادی ازسیستم مورد نظر تا ثیرمی پذیرند . زد ، اس ، ماکوسکی ا ظها ر د اشته کهنسبت دها نه به ا رتفاع ممکن ا ست ا ز 20 تا 40 ، بسته به صلبیت سیستم مورد استفادهتغییر کند . نسبت دهانه به ارتفاع بزرگ تر را در صورتی می توان به دست آورد که تمام( یا بیشتر ) گره های پیرامونی بر روی تکیه گاه قرار داشته باشند. این نسبت زمانیکه گره ها فقط درنزدیکی گوشه ها بر روی تکیه گاه ها نگه د اشته شده با شند ، بهحدود 15الی 20 کاهش می یابد .انواع سازه هاي فضاكار
الف) شبكه هاي تخت : بهتركيب يك سيستم يك يا چند وجهي با لايه هاي واحد شبكه گفته مي شود . شبكه مسطحتركيبي از يك دو وجهي كه با تيرهاي واحد متصل شده است مي باشد . شبكه هاي تخت ميتوانند داراي يك ، دو يا سه و حتي چند لايه باشند ، ولي بيشتر به صورت دو لايه مورداستفاده قرار مي گيرند. شبكه هاي دولايه از دو صفحه موازي كه بوسيله عناصري به هممتصل گرديده اند تشكيل مي شوند . يك نمونه استفاده از اين شبكه ها در آشيانههواپيما است . زماني كه اعضا در شبكه دولايه طويل شوند براي جلوگيري از خطركمانشكردن از شبكه هاي سه لايه استفاده مي شود و با توجه به اينكه نيمي از هزينه هايسازه هاي فضاكار را پيوندها تشكيل مي دهند اين نوع سازه ها اغلب غير اقتصادي است . نكته ديگري كه در طراحي شبكه هاي دولايه و اكثر سازه هاي فضاكار بايد در نظرگرفتاين است كه براي توزيع بهتر نيرو و كششي شدن آن ستون ها در داخل شبكه قرار مي گيرندو ستون به چند گره متصل شود و بهتر است براي توزيع منظم نيرو در سازه ها در اطرافكنسول داشته باشيم .
ب) شبكه هاي چيلك : به شبكه اي كه در يك جهت دارايانحنا باشد ، چليك مي گويند . اين سازه بيشتر براي پوشش سطوح مستطيلي دالان ماننداستفاده شده و بعضا فاقد ستون مي باشند و روي لبه هاي چليك كه به تكيه گاه متصل است، قرار مي گيرند . چليك ها داراي محور مي باشند . اگر چليك يك لايه باشد اتصالات بهشكل صلب است . چليك ها اغلب به شكل تركيبي استفاده مي شوند و تيركمري نقش تركيبكردن چليك ها به يكديگر را بازي مي كنند . نكته اي كه در طراحي اين نوع سازه هابايد در نظرگرفت اين است كه انتهاي چليك بايد قوي باشد و اين تقويت را مي شودبوسيله تير ، و تيروستون و شكل خورشيدمانند انجام داد . انواع چليك ها عبارتند از : چليك اريبي ، چليك لملا با مقاطع بيضي گونه ، سهمي گون ، هذلولي گون و
منبع: http://www.arshadownload.com

 

[milad 1987]

سازه‌های فضاکار


سقف این ساختمان صنعتی توسط یک سازه قاب فضایی، نگه داشته شده‌است.


سازه فضاکار یک سیستم خرپای سه بعدی است که دهانه‌های آن در دو جهت گسترش یافته‌اند و اعضای آن فقط تحت تاثیر کشش و فشار قرار دارند. این سازه‌ها از مدول‌های یکسان و تکرار شونده با لایه‌های موازی در بالا و پایین (مشابه میله‌های فوقانی و تحتانی خرپا) تشکیل می‌گردند.[SUP][۱][/SUP] سازه فضاکار، به مجموعه سازه‌های مشابهی اطلاق می‌شود که شامل شبکه‌ها، طاقها، برجها، شبکه‌های کابلی، سیستمهای پوسته‌ای و غشایی، سازه‌های تا شونده و ترکیبات کش بستی می‌شود. این تعریف، یک تعریف ریخت شناسانه از سازه‌های فضا کار است.[SUP][۲][/SUP]
یک قاب فضایی یا سازهٔ فضایی، عبارت است از سازه‌ای که از اجزای خرپامانند سبک و محکم تشکیل شده از پایه‌هایی که در یک الگوی هندسی در کنار هم قرار گرفته‌اند. قاب‌های فضایی برای پوشش دادن دهانه‌هایی که تکیه‌گاه کم تعدادی دارند به کار می‌روند. چون در قاب‌های فضایی، همچون خرپاها از مثلث استفاده می‌شود، لنگرهای خمشی، به صورت بارهای کششی و فشاری به اعضای محوری خرپا منتقل می‌گردند که این خود باعث مستحکم بودن قاب‌های فضایی می‌شود.

گاهی از سازه‌های فضاکار در ساخت موتور سیکلت و وسایل حمل و نقل نیز استفاده می‌شود.


اصطلاح سازه فضایی گاهی اوقات به جای سازه فضاکار بکار می رودکه این دو اصطلاح از لحاظ کلمه‌ای مترادفند؛ ولی از لحاظ معنا و مفهوم با هم تفاوت دارند. سازه فضایی به سازه‌ای اطلاق می‌شود که در فضای خارج از جو ساخته یا مورد استفاده قرار گیرد که ممکن است خود یک فضاکار باشد.[SUP][۳][/SUP]



بررسی کلی


یک قاب فضایی ساده


ساده‌ترین نوع قاب‌های فضایی به این گونه‌است که هرم‌هایی با سقف تخت و با استفاده از میله‌های آلومینیومی و یا فولادی میله‌ای شکل ساخته شوند. در بیشتر مواقع، این نوع از قاب‌ها شبیه به بازوی متحرک افقی یک جرثقیل برجی است که در کنار هم قرار گرفته‌اند. نوع دیگر قاب‌های فضایی که دارای استحکام بیشتری نیز هست، به صورت هرم‌های چهاروجهی به‌هم‌پیوسته اجرا می‌شوند. در این حالت، همهٔ اعضای محوری قاب، دارای طول یکسانی هستند. از نظر فنی، این نوع از قاب فضایی، مانند یک شبکهٔ برداری و یا یک خرپای هشت‌گانه‌است. در انواع دیگر قاب‌ها نیز، با تغییر دادن طول اعضای محوری، شکل کلی سازه به صورت انحناء یا اشکال هندسی دیگر تغییر می‌یابد.
تاریخچه

به عنوان قدیمی ترین ساخت‌ها برای سازه‌های فضاکار می‌توان از داربست‌هایی که جهت نگهداری چادرهای انسانهای اولیه بکارمی رفت نام برد. از جمله قدیمی ترین چادرهای انسان‌های اولیه که در مناطقی از چین باستان که در چند سال پیش کشف شده بود می‌توان اشاره کرد. کاربرد سازه‌های شبکه‌ای و سه بعدی در روم باستان و ایران کهن و نیز ایران دوره صفویه در ساخت سالن‌های تجمع، آمفی تئاترها، قصرها، مساجد اسلامی، اماکن متبرکه و غیره جلوه گر است.
اولین شبکه چند لایه توسط الکساندر گراهام بل درسال ۱۹۰۶ برای کایت پرواز ساخته شد. در این شبکه طول اعضاء یکسان، اتصالات ساده بود. او اولین مهندسی است که حدود ۹۰ سال پیش نشان داد که می‌توان با قرار دادن صحیح اعضاء سازه‌ای در کنار هم سازه‌هایی محکم و سبک ساخت. می‌توان گفت کاربرد عملی وتوسعه یا فته سازه‌های فضاکار و طراحی اصولی این گونه سازه‌ها از سال ۱۹۵۰ شروع شده است. مهندسین سازه به دلیل رفتار خوب این نوع سازه‌ها در برابر بارهای مختلف و مهندسین معمار به علت زیبایی و یکنواختی خاصی که در هندسه آنها موجود است مجذوب این گروه از سازه‌ها شده و تحقیق و بررسی عمیقی در رفتار واقعی این سازه‌ها و کاربرد ساختار بهینه در تحلیل و طرح این سیستم‌ها آغاز گردید.[SUP][۴][/SUP]
مزایا

سازه‌های فضاکار مزیت‌هایی دارند که در ذیل به آنها اشاره می‌کنیم:

• زیبایی:

طراحی اجزاء سازه‌ای در این سیستم به گونه‌ای است که سیستم اجرا شده از چنان زیبایی برخوردار است که در اکثر پروژ ه‌های اجرا شده، سازه بصورت نمایان باقی می‌ماند، حتی در بسیاری از موارد جهت نماسازی‌ها از این سیستم استفاده می‌گردد.

• امکان همزمانی اجرای سازه فضایی با عملیات ساختمانی دیگر از آنجایی که روش‌های مختلفی برای بافت در این سیستم وجود دارد، امکان همزمانی اجرای این سیستم با دیگر فعالیت‌های ساختمانی بطور همزمان و بدون مزاحمت وجود خواهد داشت.
• عبور تاسیسات از داخل سازه اجرا شده:

فضای موجود بین لایه‌های سازه فضایی اجرا شده محل مناسبی را جهت عبور تاسیسات برقی و مکانیکی که می‌بایستی در سطح سالن پراکنده شود فراهم می‌سازد با این مزیت که این تاسیسات از حداقل دید برخوردار می‌باشد و هم چنین اتصال این قطعات و قطعات الحاقی دیگر نظیر تابلوها، نور افکن‌ها و ... به راحتی و در تمامی سطح ایجاد شده وجود خواهد داشت.

• عدم استفاده از عملیات جوشکاری در هنگام نصب

بواسطه پیش ساخته سازی اجزای سازه در کارخانه و پیچ و مهره‌ای بودن کلیه اتصالات هیچگونه عملیات جوشکاری در هنگام مونتاژ و نصب سازه بر روی قطعات انجام نمی‌پذیرد.

• سبک بودن

علیرغم انچه که از شکل ظاهری این سستم به نظر می‌آید سازه اجرا شده بسیار سبک می‌باشد بطوریکه در مقایسه با دیگر سازه‌های ساختمانی در شرایط مساوی ترجیح داده می‌شود و از این سیستم در اضافه اشکوب‌ها و در زمین‌های با مقاومت خاک پایین استفاده فراوانی صورت می‌گیرد.

• سرعت

استفاده از نرم‌افزارهای مختلف کامپیوتری و هم چنین نرم‌افزارهای خاص این سیستم که توسط متخصصین این شرکت طراحی وآماده شده است در مرحله طراحی استفاده از ماشین آلات اتوماتیک و نیمه اتوماتیک در تولید قعات در مرحله تولید و روش‌های متعددی که در زمان اجرای سازه فضایی توسط نیروهای مجرب این شرکت بکار گرفته می‌شود.

• هزینه پایین در دهانه‌های بزرگ

ارزان تر بودن این سیستم در مقایسه با سایر سیستم‌های سازه‌ای به خصوص در سالن‌های با دهانه بالا این سیستم را تبدیل به تنها گزینه‌ای نموده که با توجه به سایر مزیت‌های آن دارای توجیه اقتصادی می‌باشد.

• امکان بازکردن و بستن مجدد سازه

از آنجایی که رد طول عملیات نصب سازه هیچگونه عملیات جوشکاری صورت نمی‌گیرد و کلیه اتصالات در سازه اصلی وقطعات الحاقی بصورت پیچ و مهره‌ای صورت می‌گیرد لذا سازه اجرا شده این قابلیت را دارا می‌باشد که بطور کامل مونتاژ گردد و در محل دیگر به همان شکل دیگری تنها با تغییرات اندکی در قطعات سازه‌ای نصب شود.

• تولید قطعات در کارخانه

ساخت و تولید قطعات سازه در کارخانه، کنترل کیفیت و دقت بسیار بالایی را موجب خواهد شد که این امر خود دقت وکیفیت بالا در کل سازه اجرا شده را به همراه خواهد داشت.

• تغییر در فضای ایجاد شده

به واسطه قابلیت خاصی که این سیستم سازه‌ای دارا می‌باشد کاهش و یا افزایش سطح سازه فضایی اجرا شده از هر طرف و به هر شکل تغییر محل تکیه گاهها با حفظ سازه قبلی با رعایت نکات طراحی به راحتی امکان‌پذیر می‌باشد که این مطلب امکان فوق العاده‌ای را در سالن‌های تجاری و صنعتی جهت طرح‌های توسعه ایجاد می‌نماید که از این نظر با هیچ نوع از سازه‌های دیگر قابل مقایسه نیست.

• ضریب ایمنی بالا

درجه نامعینی بالای این سیستم، ژیچ و مهره‌ای بودن اتصالات و سهولت کنترل کیفیت قطعات و اتصالات و ساخت کارخانه‌ای قطعات بصورت پیش ساخته عواملی است که ضریب اطمینان و ایمنی سازه را به میزان قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌دهد.

• ایجاد سقف افقی در فضایی داخلی

ایجاد سقف افقی در داخل سالن‌ها از دیگر مزیت این سیستم می‌باشد که علاوه بر زیبایی نسبت به سیستم‌هایی نظیر سوله در مصرف انرژی جهت گرمایش و سرمایش فضای داخل حداکثر صرفه جویی را موجب می‌گردد.
کاربرد

قاب‌های فضایی در ساختمان‌های مدرن کاربرد فراوانی دارند. این نوع از قاب‌ها بیشتر در سقف‌هایی با دهانه‌های بزرگ در ساختمان‌های مدرن تجاری و صنعتی دیده می‌شوند.
سیستم‌های سازه‌های فضاکار در سازه‌هایی که در آنها احتیاج به پوشش دهانه‌های بزرگ و بدون ستون است از قبیل:
آشیانه هواپیماها، سالنهای کارخانه‌ها، پوشش استادیوم‌های ورزشی، باشگاه‌های ورزشی، پارکینگ‌های طبقاتی، مراکز فرهنگی وتفریحی، تالارهای تجمع و سخنرانی، سالن اجتماعات، سینماها، آمفی تئاترها، مراکز خرید (بازارهای خرید)، ایستگاههای راه آهن، ترمینال‌ها و اهداف بسیار دیگربکار می‌رود. سیستم‌های سازه‌های فضاکار در سازه‌هایی چون دکل‌های انتقال نیرو، برج‌های مخابراتی، برج‌های ذخیره آب، بشقاب‌های مخابراتی و رادیویی، نیز کاربرد دارند.
انواع

سازه‌های فضاکار به سه روش دسته‌بندی می‌شوند:

• انواع سازه‌های فضاکار از لحاظ کاربرد و نحوه عملکرد
• انواع سازه‌های فضاکار از لحاظ مصالح
• انواع سازه‌های فضاکار از لحاظ ساختار

سازه‌های فضاکار از لحاظ ساختار


سازه فضا کار یک ایستگاه قطار


شبکه‌های دو لایهشبکه‌های دو لایه یکی از مهمترین و متداول ترین انواع سازه‌های فضاکار به شمارمی روند. این نوع سازها از دو صفحه عناصر که این دو صفحه که با یکدیگر موازی و توسط عناصر میانی به یکدیگر متصل اند تشکیل شده است.
شبکه‌های سه لایهشبکه‌های سه لایه از دو صفحه بالا و پایین و یک صفحه میانی تشکیل شده‌اند که هر یک از صفحات بالا و پایین توسط اعضای میانی به صفحه میانی متصلند. این شبکه‌ها در مواقعی به کار می‌روند که سازه دارای دهانه خیلی بزرگی باشد و ارتفاع شبکه دو لایه جوابگوی قیود آن نباشد. به عنوان مثال:ایستگاه راه آهن جمهوری اسلامی ایران - تهران، نماز جمعه تهران – دانشگاه تهران[SUP][۵][/SUP]
سازه‌های چلیکیاگر شبکه‌ای در یک جهت دارای انحناء باشد سازه‌های چلیکی نامیده می‌شود. این بیشتر برای پوشش سطوح مستطیلی شکل بکاربرده می‌شوند.
سازه‌های گنبدیدر صورتی که شبکه‌ای در دو جهت دارای انحناء باشد، سازه گنبدی نامیده می‌شود. در ساخت گنبدها سعی بر آن است که اعضا دارای یک اندازه باشد اما به هر حال تعداد انواع اعضا زیاد خواهد بود. برای ایجاد ساختار گنبدی کافی است یک شبکه را (به هر شکل دلخواه) روی یک کره تصویر نمود.
سازه‌های تاشواین نوع سازه‌ها مثل چتر قابلیت جمع شدن و انتقال دارند و کاربرد عمده آنها در مکانهایی است که به دلیل محدودیتهای جوی، مکانی، زمانی ومصالح، ساخت دیگر سازه‌ها امکانپذیر نباشد. سازه‌های تاشو بیشتر برای اماکن موقت مانند سیرکها، نمایشگاه‌ها ومناطق سیل و زلزله زده بکار می‌رود.
سازه‌های بادشوسازه‌هایی هستند که از مواد مخصوص لاستیکی و یا پلاستیکی ساخته می‌شوند و در مواقع استفاده با پمپ باد می‌شوند.
سازه‌های ماهواره‌اییسازه‌هایی هستند که به صورت خرپاهای فضایی در ارتفاع ساخته می‌شوند و کاربرد آنها درسازه‌های ماهواره‌ای، خطوط انتقال نیرو وبرج‌های مخابراتی است.
سازه‌های پل‌های فضاکارپل‌هایی هستند که از خر پاهای مرکب فضایی ساخته می‌شوند. این نوع پل‌ها برای دهانه‌های بزرگ بعد از پل‌های کابلی در درجه اهمیت اند.
سازه‌های فضاکار از لحاظ مصالح

سازه‌های فضاکار فولادیفولاد پر کاربردترین ماده در ساخت سازه‌های فضاکار به شمار می رود. شاید مهمترین علت آن سختی و جوش پذ یری بالای آن باشد. یکی دیگر از ویژگیهای مفید فولاد، تنوع پروفیلهای فولادی و انبوه بودن در اکثر نقاط دنیا بخصوص در کشورهای صنعتی است.
سازه‌های فضاکار آ لومینیومییکی از مصالحی که اکنون مورد توجه قرار گرفته است، آلومینیوم می‌باشد. از مزیتهای بارز آلومینیوم می توا ن به سبک بودن آن اشاره نمود. بطوریکه وزن آلومینیوم در حدود ۳/۱ وزن فولاد است. همچنین مقاومت خوردگی بیشتری نسبت به فولاد دارد. در نهایت آلومینیوم هنوز گرانتر از فولاد است.
سازه‌های فضاکار چوبیچوب به عنوان یک ماده اولیه در قرون وسطی جهت پوشش سقف بکار می‌رفت. استفاده از چوب‌های ورقه‌ای جهت ساخت این سازه‌ها، یک روش اقتصادی فراروی ساخت این سازه‌ها قرار داد. گنبدهای چوبی در پوشش سالنهای مدارس و سالنهای ورزشی بسیار متداول است.
اجزای تشکیل دهنده

گره‌ها (پیونده‌ها)شاید می‌توان گفت که مهمترین قسمت در سازه‌های متداول اتصالات و جزئیات مربوط به آنها می‌باشد. پیونده مرو با قابلیت ۱۸ اتصال
اعضاءبدنه اصلی یک سازه فضاکار را اعضای آن سازه تشکیل می‌دهند. این اعضا در سازه‌های فضاکار، پروفیلهایی در اندازه و مقاطع مختلف می‌باشند. عمده ترین مقاطع بکار رفته در سازه‌های فضاکار مقطع دایره‌ای، به صورت توپر یا توخا لی ومقاطع نبشی یا قوطی است.
تکیه گاه‌هاشکل و موقعیت تکیه گاه‌ها در سازه‌های فضاکار، تاثیر زیادی بر نحوه توزیع نیروها در اعضای مجاور و تمرکز نیرو در آنها دارد. این بدان علت است که تعداد تکیه گاه‌ها در این سیستمها نسبت به سطح پوششی بسیار کم است و کل نیروهای قائم توسط این تعداد اندک تکیه گا ه‌ها به پی منتقل می‌گردد. در اغلب موارد اعضای مجاور تکیه گاه را پروفیلهای تو پر و سنگین تشکیل می‌دهند.
روش‌های طراحی


در صورتی که بار به گره آبی رنگ اعمال شده و عضو سرخ رنگ وجود نداشت، آنگاه رفتار سازه کاملاً به سختی خمشی گره آبی بستگی داشت. اما اگر عضو قرمز رنگ را در نظر گرفته و از سختی خمشی گره آبی و سختی عضو قرمز صرف نظر کنیم، در این حال، می‌توان این سیستم را با استفاده از ماتریس سختی و بدون درنظر گرفتن تغییرات زاویه‌ای محاسبه کرد


قاب‌های فضایی معمولاً با استفاده از ماتریس سختی، طراحی می‌شوند. ویژگی ماتریس سختی، مستقل بودن آن نسبت به تغییرات زاویه‌ای است. اگر مفصل‌ها به حد کافی محکم و سخت باشند، برای سادگی در محاسبات، می‌توان از تغییرات زاویه‌ای صرف نظر کرد.
مراحل اجرای پروژه‌ها

1. طراحی: (مدل سازی در Formian وانتقال و ادیت نقشه در AutoCad)
2. محاسبات: (توسط نرم‌افزار 89 Sap-AISC ASD)
3. تولید هموندها
4. رنگ آمیزی هموندها
5. ستون گذاری
6. بافت سازه فضاکار
7. نصب سازه فضاکار
8. نصب پوشانه[SUP][۶][/SUP]

روش‌های نصب

• گسترش و تثبیت تمامی اعضای سازه به صورت یکجا، سپس نصب آن محل دائمی.
• گسترش و تثبیت تمامی اعضای سازه در بخش‌های کوچک بر روی زمین سپس بالا بردن آنها تا موقعیت نهایی و نصب روی تکیه گاه دائمی.
• گسترش و تثبیت اعضای سازه قطعات بزرگتر روی زمین سپس بالا بردن و نصب آنها در هوا به قسمت‌هایی از سازه که قبلاً نصب شده‌اند.
• گسترش و تثبیت اعضای سازه به صورت یکجا بر روی زمین سپس بالا بردن و نصب آن در محل دائمی.

از روش‌های یاد شده روش اول به دلیل وزن سازه و دشواری عملیات نصب اجزا در ارتفاع بلند کمترین کاربرد را در میان سایرین ارد.[SUP][۷][/SUP]
منابع

• دکترمحمودگلابچی، درک رفتار سازه‌ها، انتشارات دانشگاه تهران، 1391
• ا رهایی، "ا، استراتژیی‌های پایدار در زراحی سازه‌های فضاکار"، دومین کنفرانس ملی سازه‌های فضاکار، دانشگاه تهران ،1389
• کاوه، علی _ ثروتی، همایون، شبکه‌های عصبی مصنوعی دربهینه سازی سازه‌ها، مرکزتحقیقات ساختمان ومسکن، چاپ اول (1379)
• کاوه، علی _ ثروتی، همایون، شبکه‌های عصبی مصنوعی دربهینه سازی سازه‌ها، مرکزتحقیقات ساختمان ومسکن، چاپ اول (1379)
• تحقیقات گروه سازه‌های فضاکار دانشگاه علم وصنعت ایران دانشکده عمران
• www.Saze808.com
• عشقی صنتی، "ح، نگاهی به فناوری‌های جدید"، نشریه آبادی، شماره. 66،1389