سایبان پارچه ای
سقف چادری
انواع سازه های کششی و عملکرد آن ؛
در این مقاله قصد داریم تا با بررسی تاریخچه ی پیداش سازه های چادری و نیز تفصیل انواع آن ها به شناخت بهتری در این زمینه دست پیدا کنیم.
با ما تا انتهای مقاله همراه باشید.
انواع سازه های کششی و عملکرد آن
سازه های کششی چگونه کار می کنند و انواع مختلف آن چیست؟
با الهام از تاریخ برخی از اولین پناهگاه های ساخته شده توسط بشر مانند چادرهای سیاه که اولین بار با استفاده از چرم شتر
توسط عشایر صحرای عربستان سعودی و ایران و همچنین سازه های مورد استفاده قبایل بومی آمریکا ایجاد شد.
سازه های کششی طیف وسیعی از مزایای مثبت در مقایسه با سایر مدل های ساختاری را دارا می باشند.
ساختار کششی اصطلاحی است که معمولاً برای اشاره به ساخت سقف ها با استفاده از غشایی که روی
کابل های فولادی ثابت است ، استفاده می شود.
انواع سازه های کششی و عملکرد آن
ویژگی های برتر
ویژگی های اصلی سازه های پارچه ای نحوه کار و تحت کشش بودن تنشی ، سهولت در ساخت و مونتاژ ،
قابلیت پوشش برای دهانه های بزرگ و شکل پذیری بسیار عالی آن هاست.
این سیستم ساختاری به لطف استفاده از بوم های نازک که مقدار کمی از مواد را داراست
که با استفاده از کابل های فولادی کشیده می شوند ، سطوحی ایجاد می نماید که قادر به غلبه بر نیروهای تحمیل شده به آن است.
تصویر شماره دو (2) – نمایی از سقف چادری ورزشگاه schlaich
انواع سازه های کششی و عملکرد آن
کاربرد و موارد مصرف
سازه های غشایی که عمدتاً در پوشش مراکز ورزشی ، عرصه ها و سازه های صنعتی و کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرند ، بر اساس سیستم های قدیمی مورد استفاده در دوران امپراتوری روم بنا شده اند.
با این حال ، از دوره روم تا اواسط قرن بیستم ، به دلیل تقاضای کم ، قابلیت استفاده و عدم وجود تولیدکنندگان کابل ،
بوم و اتصالات قادر به مقاومت در برابر نیروهای ایجاد شده ، پیشرفت های تکنولوژیکی کمی وجود داشت.
تنها پس از انقلاب صنعتی و آغاز عصر فوردیسم بود که تحولات جدید توانست نیازهای ذاتی این سیستم ساختمانی را برآورده کند.
هزینه پایین تولید انبوه و تقاضا برای سیستم هایی که می توانند با تنوع وسیع زمین ها با دهانه های بزرگ سازگار شوند ،
برای مثال چادرهای سیرک ، توسعه این تکنیک را گسترش داد.
تصویر شماره سه (3) – نمایی از سقف پارچه ای استادیوم ملی برازیلیا در کشور برزیل
انواع سازه های کششی و عملکرد آن
سیر تکامل فنی
بی ثباتی ایجاد شده در مدل های قبلی با استفاده از کابل های درهم تنیده و روکش های بسیار سبک و در نتیجه نقص های ساختاری ، در اواسط قرن گذشته برطرف شد.
این امر به لطف سیستم کابل های فولادی و غشای فیبر با استحکام بالا ، همراه با لایه هایی از روکش های ضد آب انجام شده است ،
که در برابر اشعه ماوراء بنفش ، قارچ و آتش محافظت می کند و شفافیت و انعکاس پذیری بیشتری را امکان پذیر می کند.
چنین پیشرفتی فقط به لطف مطالعات فیزیکی – ساختاری توسط معمار و مهندس آلمانی Frei Otto آغاز شد ،
که از سال 1950 میلادی اولین مطالعات علمی و اولین سازه های سقفی را با استفاده از کابل های فولادی کشیده و همراه با غشاء انجام داد.
تصویر شماره چهار (4) – نمایی از گنبد هزاره با سازه های خرپایی (ریچارد راجرز)
انواع سازه های کششی و عملکرد آن
انتقال دانش ساخت سازه ها به آلمان
در دوران دانشجویی ، اتو از دفتر فرد سِرود دیدن کرد ، جایی که Raleigh Arena را در کارولینای شمالی ملاقات نمود
و تحت تأثیر زیبایی جسورانه و راحتی مطلوب پروژه قرار گرفت.
در بازگشت به آلمان ، او شروع به کشف مدل های فیزیکی در مقیاس کوچک کرد و به صورت تجربی چندین سطح را بوسیله زنجیرها ،
کابل های کشیده شده و غشاهای الاستیک تولید نمود.
او که از مفید بودن سقف های کشیده متقاعد شده بود ، اولین پروژه در مقیاس بزرگ را با استفاده از این سیستم توسعه داد ،
که بعداً پروژه هایی از جمله استادیوم های المپیک ، باشگاه ها ، باغ وحش و غرفه ها را فعال کرد. در سال 1957 او مرکز توسعه
ساخت و سازهای سبک را در برلین تأسیس نمود و هفت سال بعد ، در سال 1964 میلادی شرکت سازه های سبک را
در برلین و در دانشگاه اشتوتگارت آلمان تأسیس کرد.
انواع سازه های کششی و عملکرد آن
کمی درباره Frei Otto ، معمار برجسته آلمانی
معمار و نویسنده پروژه های قابل توجهی که با آزمایشات و اصلاحات فنی انجام شده مانند غرفه آلمان
برای نمایشگاه 1967 میلادی در مونترال و استادیوم المپیک مونیخ در سال 1972 میلادی و به دلیل کارهای تحقیقاتی خود مشهور شد.
این معمار برجسته در سال 2006 میلادی با مدال طلای سلطنتی RIBA تجلیل شد و جایزه پریتزکر 2015 را از آن خود کرد.
Frei Otto هنوز مسئول اولین کتاب جامع در مورد سازه های کششی – “Das Hangende Dach” (1958) – است .
ایده بازآفرینی عقلانیت مواد پیش ساخته ، انعطاف پذیری و درخشندگی در فضای داخلی و حتی پایداری را از شاهکارهای اوست.
آن هم در زمانی که این اصطلاح هنوز در معماری استفاده نمی شد!
تصویر شماره پنج (5) – نمایی از سقف غشایی سرژیو برنارد
انواع سازه های کششی و عملکرد آن
طبقه بندی
سه طبقه بندی اصلی مختلف در زمینه سیستم های ساخت کششی وجود دارد:
ساختارهای کشیده غشایی ، ساختارهای کشیده مش و ساختارهای پنوماتیک.
مورد اول مربوط به ساختارهایی است که در آن ها غشایی توسط کابل ها نگه داشته می شود و اجازه می دهد
تا تنش های کششی از طریق شکل خود توزیع شوند.
مورد دوم مربوط به سازه هایی است که در آنها مش کابل نیروهای ذاتی را حمل می کند و آن ها را به عناصر جداگانه منتقل می کند ،
به عنوان مثال ، ورق های شیشه یا چوب.
در حالت سوم ، یک غشاء محافظ با فشار هوا پشتیبانی می شود.
انواع سازه های کششی و عملکرد آن
مزایای سازه های پارچه ای
اگر بخواهیم از نظر ساختاری به بررسی مزایای سازه های چادری بپردازیم ، این سیستم با ترکیب سه عنصر شناخته می شود :
غشاها ، ساختارهای سفت و سخت مانند قطب و دکل ها و کابل ها.
غشاهای الیاف پلی استر با روکش PVC سهولت بیشتری در تولید و نصب در کارخانه دارند.
هزینه کمتر؛ و ماندگاری متوسط - حدود 10 سال.
غشاهای فیبر شیشه ای با روکش PTFE دوام بالایی دارند. (حدود 30 سال)
و همین طور مقاومت بیشتر در برابر عناصری مانند (خورشید ، باران و باد) ؛
تصویر شماره شش (6) – نمایی از سازه چادری فرودگاه دنور
انواع سازه های کششی و عملکرد آن
ساختار سازه ای
در این سیستم ، دو نوع پشتیبانی وجود دارد :
مستقیم و غیر مستقیم
تکیه گاه های مستقیم آنهایی هستند که در آن ساختمان به طور مستقیم بر روی بقیه ساختار بنا چینش شده ،
در حالی که مورد دوم از نقطه ای بلند مانند دکل به سمت پایین کشیده شده است.
کابل هایی که وظیفه توزیع تنش های کششی و سخت شدن بوم ها را بر عهده دارند ، بر اساس عملکردی که انجام می دهند به یکی از دو روش زیر طبقه بندی می شوند:
تحمل کننده و تثبیت کننده
هر دو نوع کابل به صورت متقاطع شده و از دو جهت استحکام را تضمین نموده و از تغییر شکل ها جلوگیری می کنند.
کابل های باربر آنهایی هستند که مستقیماً بارهای خارجی را دریافت می کنند و در بالاترین نقاط ثابت شده اند.
از طرف دیگر ، کابل های تثبیت کننده وظیفه تقویت کابل های باربر را بر عهده دارند و از کابل های باربر به صورت عمودی عبور می کنند.
انواع سازه های کششی و عملکرد آن
توضیحات تکمیلی
با استفاده از کابل تثبیت کننده جانبی می توان از اتصال کابل های تثبیت کننده به زمین جلوگیری کرد.
بعلاوه ، برخی از نامگذاری ها برای کابل های مختلف با توجه به موقعیت آن ها ایجاد می شود :
یک کابل خط رج به بالاترین کابل اشاره دارد. در حالی که کابل های دره در زیر همه کابل های دیگر ثابت شده اند.
کابل های شعاعی ، کابل های تثبیت کننده به شکل حلقه هستند.
کابل های خط الراس بارهای گرانشی را پشتیبانی می کنند در حالی که کابل های دره ای بارهای باد را تحمل می کنند.
در اینجا برخی از پروژه هایی که در آن ها از سازه های کششی استفاده شده است آورده ایم.
تصویر شماره هفت (7) – نمای جانبی از سقف چادری کششی استادیوم ملی برازیلیا در کشور برزیل
Visits: 501
