پاورپوینت سازه های فضایی

پاورپوینت سازه های فضایی در 17 اسلاید به برسی یکی از مباحث درسی پرداخته است. امروزه با توجه به استفاده روز افزون از سازهاي فضاكار و با بوجود آمدن نرم افزارها در عرصه مهندسي عمران (سازه) نوآوري هايي در زمينه طراحي و ساخت سازه هاي فضاكار صورت گرفته به نحوي كه امروزه در دنيا شاهد محبوبيت روزافزون اين نوع سازه ها هستيم و اين محبوبيت

ناشي از قابليت منحصر بفرد اين سازه ها است كه عبارت است از پوشش دهانه هاي بزرگ به جلوه هاي زيبا، وزن كم، سادگي توليد، سرعت نصب و… است. پاورپوینت معماری تمامی دروس دانشگاهی را از وب سایت معماری نوین ارچ دریافت کنید.

فهرست مطالب

• تعريف و تاريخچه سازه هاي فضاكار
•  انواع سازه هاي فضاكار
• امتيازات سازه هاي فضاكار
• سيستم هاي فضاكار
• ویژگی های سازه های فضا کار

پاورپوینت سازه های فضایی

پاورپوینت سازه های فضایی

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.

 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.

سيستم هاي فضاكار

براي پوشش سالن هاي بزرگ اجتماعات، سالن هاي نمايشگاهي، ورزشگاه ها، آشيانه هواپيما، كارخانه هاي صنعتي، مساجد و به طور كلي تمام سازه هايي كه به نحوي محدوديت تكيه گاه هاي مياني دارند، ايده ال بوده و در اين موارد از نظر جلوه هاي ظاهري و مسائل سازه اي حالت منحصربفردي را نسبت به ساير سيستم هاي جايگزين ايجاد مي كند.

 پاورپوینت سازه های فضایی (فضاکار): هندسه و سبکی در معماری

سازه‌های فضایی یا فضاکار (Space Frame Structures)، سیستم‌های سازه‌ای سه‌بعدی و بسیار کارآمدی هستند که از اتصال اعضای خرپایی مستقیم (میله‌ها) در یک الگوی هندسی منظم شکل می‌گیرند. این سازه‌ها به دلیل سبکی، استحکام بالا، قابلیت پوشش دهانه‌های بسیار بزرگ بدون نیاز به ستون‌های میانی، و زیبایی بصری منحصربه‌فرد، به یکی از محبوب‌ترین انتخاب‌ها در معماری معاصر برای پوشش سقف استادیوم‌ها، سالن‌های نمایشگاهی، فرودگاه‌ها، مراکز خرید و آتریوم‌ها تبدیل شده‌اند.

اصول و مبانی سازه‌های فضایی:

برخلاف سازه‌های صفحه‌ای (دو بعدی) مانند تیرها و قاب‌ها، سازه‌های فضایی نیروها را به صورت سه‌بعدی توزیع می‌کنند. اصل کلیدی در این سازه‌ها، “صلبیت هندسی” است. بار وارد شده به یک نقطه از سازه، از طریق اعضای متصل به آن گره، به گره‌های مجاور و سپس به کل شبکه منتقل شده و در نهایت به تکیه‌گاه‌ها هدایت می‌شود. این توزیع گسترده نیرو باعث می‌شود که هر عضو تنها بخش کوچکی از بار کل را تحمل کند (عمدتاً به صورت کشش یا فشار محوری)، که این امر امکان استفاده از اعضای بسیار سبک و لاغر را فراهم می‌آورد.

شکل پایه و بنیادین در اکثر سازه‌های فضایی، “چهاروجهی” یا “هرم” است که از اتصال چهار گره با شش عضو تشکیل می‌شود. این شکل، یک واحد هندسی پایدار است. با تکرار و ترکیب این واحدهای هرمی در کنار یکدیگر، یک شبکه سه‌بعدی صلب و یکپارچه به وجود می‌آید.

اجزای اصلی سازه فضایی:

یک سازه فضاکار به طور کلی از سه جزء اصلی تشکیل شده است:

1. اعضا (Members): این‌ها همان میله‌های مستقیم هستند که معمولاً به صورت لوله‌های توخالی فولادی یا آلومینیومی ساخته می‌شوند تا حداکثر کارایی را با حداقل وزن داشته باشند.
2. گره‌ها (Nodes/Connectors): گره‌ها قلب سیستم سازه فضایی هستند. این قطعات که وظیفه اتصال اعضا به یکدیگر را بر عهده دارند، باید توانایی پذیرش چندین عضو از زوایای مختلف و انتقال نیرو بین آن‌ها را داشته باشند. طراحی گره‌ها بسیار متنوع است و سیستم‌های مختلفی مانند سیستم “مرو” (MERO)، “تریودتیک” (Triodetic) و سیستم گوی‌سان (Ball-and-socket) برای این منظور توسعه یافته‌اند.
3. تکیه‌گاه‌ها (Supports): کل مجموعه سازه فضایی در نهایت بر روی تکیه‌گاه‌هایی که معمولاً ستون‌های بتنی یا فولادی هستند، قرار می‌گیرد. نحوه طراحی و جانمایی تکیه‌گاه‌ها تأثیر زیادی بر رفتار سازه دارد.

انواع و دسته‌بندی سازه‌های فضایی:

سازه‌های فضایی را می‌توان بر اساس معیارهای مختلفی دسته‌بندی کرد:

• بر اساس انحنا:
  • شبکه‌های تخت (Flat Covers): این نوع که به صورت یک یا چند لایه موازی ساخته می‌شود، رایج‌ترین نوع سازه فضایی برای پوشش سقف‌های مسطح است.
  • شبکه‌های چلیکی (Barrel Vaults): این سازه‌ها دارای انحنا در یک جهت هستند و برای پوشش فضاهای طولی مانند سالن‌های ورزشی یا ایستگاه‌های قطار مناسب‌اند.
  • گنبدها (Domes): این سازه‌ها دارای انحنا در دو جهت هستند و کارایی سازه‌ای فوق‌العاده‌ای در پوشش دهانه‌های بسیار بزرگ و دایره‌ای شکل دارند. گنبدهای ژئودزیک که توسط باکمینستر فولر معروف شدند، نمونه‌ای از این نوع هستند.
• بر اساس تعداد لایه‌ها:
  • تک لایه: مانند گنبدهای ژئودزیک.
  • دو لایه: رایج‌ترین نوع که از دو شبکه موازی بالا و پایین که توسط اعضای قطری به هم متصل شده‌اند، تشکیل می‌شود. این ساختار سختی و عمق لازم برای پوشش دهانه‌های بزرگ را فراهم می‌کند.
  • سه لایه: برای دهانه‌های بسیار عظیم و بارهای سنگین به کار می‌رود.

مزایای سازه‌های فضایی:

• سبکی وزن: به دلیل توزیع سه‌بعدی نیروها، وزن این سازه‌ها در مقایسه با سایر سیستم‌های سازه‌ای برای دهانه‌های مشابه، بسیار کمتر است.
• پوشش دهانه‌های بزرگ: قابلیت اصلی این سازه‌ها، پوشش دهانه‌های وسیع بدون نیاز به ستون‌های میانی است که حداکثر انعطاف‌پذیری را در طراحی فضا فراهم می‌کند.
• پیش‌ساختگی و سرعت نصب: اکثر اجزای سازه فضایی (اعضا و گره‌ها) در کارخانه و تحت شرایط کنترل‌شده تولید می‌شوند و در محل پروژه به سرعت مونتاژ می‌گردند.
• زیبایی بصری: الگوی هندسی منظم و تکرارشونده این سازه‌ها، زیبایی بصری خاصی دارد و اغلب به صورت نمایان (Exposed) در معماری به کار می‌رود.
• انعطاف‌پذیری در طراحی: می‌توان سازه‌های فضایی را در اشکال هندسی بسیار متنوع (مسطح، منحنی، فرم آزاد) طراحی و اجرا کرد.
• سهولت در عبور تأسیسات: فضای خالی بین لایه‌های بالا و پایین، مکان مناسبی برای عبور کانال‌های تهویه، کابل‌های برق و سایر تأسیسات مکانیکی و الکتریکی فراهم می‌کند.

نتیجه‌گیری:

سازه‌های فضایی نمونه‌ای درخشان از هم‌افزایی بین هندسه، مهندسی و معماری هستند. این سیستم‌های سازه‌ای با ارائه راه‌حلی زیبا، سبک و کارآمد برای چالش پوشش دهانه‌های بزرگ، امکان خلق فضاهای معماری شگفت‌انگیز و بازی با نور و فرم را برای معماران فراهم آورده‌اند. از سقف شفاف هرم لوور در پاریس تا گنبدهای عظیم استادیوم‌های ورزشی، سازه‌های فضایی تأثیر خود را بر خط آسمان شهرهای مدرن به جای گذاشته‌اند و همچنان به عنوان یکی از نوآورانه‌ترین سیستم‌های سازه‌ای در قرن بیست و یکم به کار خود ادامه می‌دهند.