سقف پارچه ای
اصول ساختار یک سقف پارچه ای
سقف پارچه ای ؛ قبل از توصیف استفاده از پارچه ها برای یک سایبان چادری در معماری و طراحی ،
مهم است که توضیح دهیم که چگونه رفتار ساختاری عناصر انعطاف پذیر – کابل ها ،
غشاها و شبکه های کابل – با ساختارهای متداول متفاوت است.
یک سلسله مراتب وجود دارد که سازه های چادری در برابر بارهایی که بر روی آنها اعمال می شود مقاومت می کنند.
و عناصر در تنش خالص بهترین کارایی را دارا هستند.
فشار و تنش در سقف پارچه ای
سطح مقطع کامل آنها را می توان در مقاومت یا نزدیک به قدرت نهایی مواد یافت
این موضوع بر خلاف عناصر بارگذاری شده در فشار خالص است ،
که عموماً قبل از رسیدن فشار به آن سطح ، دچار کمانش میشوند.
همچنین تیرها کمتر کارایی دارند زیرا هم تنش کششی و هم فشار تنش در خمش اتفاق می افتد
و به دلیل الگوی توزیع آنها در قسمت اصلی تیر، از تمام ظرفیت مواد در بارگذاری استفاده نمی گردد.
مصالح و مواد مورد استفاده
خوشبختانه ، بیشتر مصالحی که معمولاً در ساخت و سازها مورد استفاده قرار می گیرد،
از مقاومت کششی خوبی برخوردار هستند ، هرچند آجر ، سنگ و بتن آرمه شده از این موارد استثناست.
این بدان معناست که حتی عناصر بسیار انعطاف پذیر با سفتی قابل خمش ناچیز
مانند زنجیر ، کابل ، طناب ، نخ و پارچه بافته شده ، می توانند در کارآمدترین سازه ها ، که در تنش خالص هستند ،
به طور موثری مورد استفاده قرار گیرند. ( سقف پارچه ای )
و این موضوع اساس کاربرد و نوع عملکرد یک سازه چادری را تشکیل میدهد.
سقف پارچه ای در طبیعت
بهترین مثال از یک سقف چادری و یا همان سازه پارچه ای را می توان در تار عنکبوت مشاهده کرد.
این سازه یک منحنی را تشکیل می دهد ، که به عنوان یک سقف و دیافراگم یکپارچه شناخته می شود.
هر بار اضافی اعمال شده باعث تغییر شکل این پروفایل حلقوی می شود.
این اثرات را می توان به راحتی در فضای عنکبوت هنگام قرار گیری قطرات شبنم در ساعات اولیه صبح مشاهده کرد
تار عنکبوت پر از شبنم (عکس: جان چیلتون).
عملکرد سقف پارچه ای در بارگذاری
متداول ترین کاربرد سازه های پارچه ای در معماری در سازه های سقفی است
سازه های سقفی یا همان سقف پارچه ای ، در واقع یک نوع از سازه های چادری محسوب می گردند
که در معرض بارهای متغیر و پویا از جمله باد و برف قرار دارد.
بنابراین ، در هنگام استفاده از سیستمهای سقف سازه ای با وزن انعطاف پذیر و سبک ،
مانند شبکه های کابل یا غشاها ( پارچه کششی) ، ممکن است افتادگی ایجاد شود.
تثبیت سقف های چادری
برای تثبیت سازه می توان از سیستم های سازه ای و ایجاد بارهای مقاوم در برابر بارهای محرک استفاده کرد.
به طوری که تغییر شکل تحت بارهای پویا ، در استفاده ، به کمترین مقدار خود برسد.
به عنوان مثال ، در یک سیستم تعلیق ،در عرشه پل ، کابل های اصلی وظیفه تثبیت و کنترل بارهای عرشه را بر عهده دارند.
البته لازم به ذکر است کابلها در پل نقش کمکی داشته و وظیفه اصلی متوجه ستون هاست.
نقش کابل ها و اتصالات در سقف چادری
کلیات- سقف پارچه ای
برای ساختارهای تنشی در معماری و طراحی ، اصل بر تحمل و کنترل بار هاست
این استراتژی ، احتمالاً مهمترین ویژگی سازه های پارچه ای ، وزن سبک آنهاست را نفی می کند.
لذا جهت رسیدن به این هدف بایستی در کنار ساختار اصلی سازه چادری ، از قطعات اتصالی و مهاری استفاده کرد.
به عنوان مثال ، برای یک کابل در یک سازه سقف ، اتصال به چندین نقطه اعم از قعر و قله سقف چادری مطرح می باشد.
همچنین استفاده از خرپاها و تلفیق استفاده از خرپا و کابل مد نظر می باشد.
برای سازه های سطح کششی مانند غشاها و شبکه های کابل ،
دو مجموعه کابل (معمولاً تقریباً موازی و جهت دار به طور متعارف) این نقش ها را انجام می دهند.
عملکرد کابلها
کابل ها با استفاده از سیستم استرند ، ساخته شده و توسط المان های اتصالی به نقاط اساسی سازه متصل می گردند.
و در نتیجه در سه بعد یک سطح فضایی ( اعم از یک یا چند قوسی ) را تشکیل می دهند.
در هر نقطه ، این نوع سطح از دو جهت عمود بر خمیدگیهای مخالف برخوردار است (به عنوان مثال یک مقعر و دیگری محدب).
لازم به ذکر است ، همانطور که سه نقطه همیشه در یک صفحه مسطح قرار دارند ،
برای دستیابی به یک سطح انعطاف پذیر حداقل به چهار نقطه پشتیبانی نیاز دارید که یکی از آنها باید خارج از پلان باشد.
متدوال ترین اشکال در سقف پارچه ای
متداول ترین روش های ایجاد سطوح در سازه غشایی کششی با مخروط ، زین / ‘هایپار’ ، تکیه گاه قوس دار و ریج و دره (یا موج) است ،
همانطور که در شکل زیر (الف) تا (د) نشان داده شده است.
سطوح غشایی: (الف) مخروط؛ (ب) زین / “هایپر”؛ (ج) قوس پشتیبانی: (د) شکل موج (عکس: جان چیلتون).
سطوح دو خمیده در تنش خالص نیز ممکن است با تورم به دست آید. حباب صابون ، بادکنک و لاستیک اتومبیل.
با این حال ، این اشکال همگرا هستند (یعنی هر دو مقعر یا هر دو محدب).
Visits: 920
