مقاله کامل درباره سازه های فضاکار 97 اسلاید - پروژه پاورپوینت در مورد سازه های فضاکار 97 اسلاید | گروه معماری پارساکد

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 .

برای توضیحات بیشتر و دریافت فایل به ادامه مطلب مراجعه نمائید…

بخشی از مطالب:
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 …
تعريف و تاريخچه سازه هاي فضاكار
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.
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 شودبه 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 .
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 :
1- سازه های فضایی از قطعه های پیش ساخته استاندارد تشکیل می یابند که در صورت تولید انبوه ، قیمت این قطعات بسیار پایین می آید . این قطعات توسط کارگران نیمه 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 بسیار بلند 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 عین حال زیبایی ظاهری این سازه ها توجه بسیاری از مهندسین معمار را به خود جلب
کرده ، به طوری که قبل از مهندسین ساختمان ، این آرشیتکتها بودند که به این نوع سازه روی آوردند و
تنوع بسیار وسیع آن ، که بویژه با پیشرفت علم کامپیوتر و ایجاد برنامه گرافیکی جدیدی بر آن افزوده
شده ، قدرت خلاقیت بسیار زیادی به طراح می بخشد .

4- دانشمندان پس از آزمایشهای زیاد ، به مقاومت بسیار زیاد انواع مختلف سازه های فضایی در مقابل بارگذاریهای سنگین متمرکز یا نامتقارن 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 نشانمی 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 از ستونها را بدون ایجاد نقض ساختمانی می آورد.
5- با پیشرفت تکنولوژی ، مهندسین و طراحان ، انواع جدیدی از اتصالهای ارزان قیمت را اختراع کرده اند
که اتصال چند قطعه را در فضا توسط کارگران نیمه ماهر بدون هیچ مشکلی ممکن می سازد .
6- از انجا که سازه های فضایی از نظر استاتیکی نامعین هستند بنابراین تحلیل دستی آنها با استفاده از روشهای دقیق ، کار بسیار دشواری است . این امر یکی از دلایل معوق ماندن طرحهای سازه های فضایی در گذشته بوده است ، ولی امروزه با استفاده از کامپیوترهای الکترونیکی و روشهای ریاضی نوین ، امر تحیلی سازه بسیار سریعتر و دقیق تر از گذشته صورت می گیرد . همچنین استفاده از روشهای نوین طراحی بهینه سازه با حداقل مصالح را امکان پذیر می سازد و سازه ، دست بالا طراحی نمی شود.

انواع سازه های فضايي

سازه هايي که در گروه سازه های فضايي جای گرفته اند به شرح زیر تقسيم بندی مي شوند:
شبکه های تخت یک لایه ای Flat single layer grids
شبکه های تخت دو لایه و چند لایه ای Double-layer grids
چلیک ها Barrel vaults
گنبدها Domes
شبکه های زین اسبی (هیپار)Parabolid, hyperbolic

شبکه های تخت یک لايه اي

اين نوع شبکه ها در واقع نوعي قاب مسطح هستند که امتداد بارهای وارده و خود شبکه در يک صفحه واقع نيستنددر واقع فرق بين يک شبکه و قاب مسطح در امتداد اثر بارهای موثر بر سازه مي باشد.
سازه ايکه در آن بار وارده عمود بر صفحه سازه اثر ميکند به شبکه موسوم است .سازه هايي نظير سايه بانها ، عرشه پلها و … از اين نوع مي باشند.شبکه تک لايه نيز شبکه ای متشکل از يک سری المان و گره است که به دو صورت مورب و موازی توليد مي شوند.
در اعضای مورب هزینه تمام شده از حالت موازی بيشتر است ؛زيرا اعضای آن دارای طولهای مختلف هستند و همگي در زوايای قائمه به يکديگر متصل نمي باشند اما شبکه مورب برای ارتفاع يا ضخامت کل يکسان از شبکه موازی سخت تر است.
شبکه های تک لايه جهت دهانه های نسبتا کم بار بکار می روند و به اشکال تخت ، نيم استوانه ای ، گنبدی و زين اسبي ساخته مي شوند..

شبکه های تخت دو لايه و چند لايه

هرگاه دوشبکه مسطح در کنار هم قرار گرفت (به موازات هم) و به وسيله المانهايي به هم متصل شوند، سازه بوجود آمده را شبکه دو لايه می نامند
شبکه های دو و چند لایه برای دهنه های m الي 120m20 بطور معمول مورد استفاده قرار مي گيرد.با اين شبکه ها مي توان فضای زيادی را بدون قرار دادن ستونهای مياني پوشش داد؛وليکن بايد سعي نمود که ستونها کمتر حذف گردند
زيرا با حذف ستونها هزينه سازه بيشتر مي گردد و سازه طراحي شده غير اقتصادی مي گردد.از شبکه های دولايه در امتداد عمودی نيز به عنوان بخشي از ديوار و يا با هر زاويه دلخواه ديگر استفاده مي کنند.ارتفاع بين دو لايه برای فواصل بزرگ20/1تا 50/1 طول دهنه مي باشد.
شبکه های دولايه از نظر نمای ظاهری بسيار زيبا هستند و بهمين دليل از سقف کاذب استفاده نمي شود و حتي در کليسا ها و سالنهای اجتماعات و غيره ، نمای زيباي سازه خود به ارزش آن مي افزايد.

چليک ها

سازه های چليکي به شکل نيم استوانه ای مي باشد در اين نوع سازه ها معمولا ستون استفاده نشده و روی یک بدنه که به تکيه گاه متصل است قرار مي گیرند.
سازه های چليکي مي تواند چند دهانه باشند .اين نوع سازه ها لازم است در محل اتصال چليک ها حتما ستون داشته باشند و در اين صورت نواحي مدور حالت یک تير را خواهند داشت.
گنبدها
اگر سازه های چليکي در دوجهت انحنا داشته باشند گنبد بوجود مي آيد.ارتفاع گنبدها بايد از حدود 15% قطر پايه بيشتر باشد؛ معمولا 20% قطر پايه اقتصادی ترين حالت مي باشد.در دهانه بزرگ بصورت کره کامل ساخته مي شود .در هر قطر Base داده شده است .افزايش ارتفاع سبب ايجاد بارهای بيشتر در شبکه مي شود. انحنا کمانش بيشتر را تضمين مي کند.پوشش گنبدها را مي توان طوری طراحي نمود که در پانلهای خاص از پوشش به عنوان روشنايي استفاده نمود.

و…..

بعضی از اسلایدها: