معرفی فرم های اصلی سازه کششی

فرم های سازه کششی

نحوه باربری و محاسبات مهندسی سازه های پارچه ای کششی از پیچیدگی های بسیار بالایی برخوردار است. در کنار پیچیدگی های مهندسی استفاده از فرم های پیچیده معماری انجام محاسبات تنش و بار در پارچه های سازه چادری را بسیار پیچیده می کند. لزوم استفاده از نرم افزارهای پیچیده برای محاسبات یکی از دلایل استفاده محدود از سازه های پارچه ای است. دراین نوشتار انواع فرم های کلی قابل استفاده در سازه های کششی بررسی شده است و نحوه باربری هر یک از آنها به صورت کامل بیان شده است.

در سازه های کششی بر خلاف سازه های متداول بنایی انتقال باز از طریق یک پوسته غشایی (پارچه) انجام می گردد. با توجه به مقاومت پایین پوسته ها تحت نیروهای فشاری و برشی تنها شیوه باربری از طریق کشش است. از همین رو به سازه های پارچه ای سازه های کششی نیز گفته می شود.

برای انتقال نیروهای عمود بر سطح پارچه مانند بار باد به سمت بالا و بار برف به سمت پایین می بایست. در سطح پارچه انحنا هایی عمود بر هم ایجاد کرد. در ریاضیات فضایی به سطوحی که در هر نقطه دو انحنای عمود بر هم دارند. سطوح آنتی کلاسیک گفته می شود. سطوح انتی کلاستیک انواع متفاوتی دارند. که در ادامه به بررسی 3 نوع از آنها که بیشتر در سازه های پارچه ای کاربرد دارد خواهیم پرداخت. به جرآت می توان ادعا کرد. تمامی سازه های پارچه ای ایجاد شده در جهان ترکیبی از این سه نوع رویه کلی تشکیل شده اند.

انواع فرم های سازه های کششی

سازه کششی با فرم زین اسبی (Hyperbolic):

در این نوع از سطوح بار وارده از طریق گوشه انتقال پیدا می کند. در این نوع سطوح دو گوشه به سمت پایین و دو گوشه به سمت بالا خواهد بود. گوشه های پایین نیروهایی به سمت بالا و گوشه های بالا نیروهایی به سمت پایین را انتقال خواهند داد. فرم های استاندارد سازه کششی شامل سایبان های با فرم شید، سایبان های با فرم کایت، پاگودا و قله دره می توان نام برد.

خیمه (Conic):

در این نوع از سطوح با استفاده از انحنا در سطح پارچه نیروها به دو سمت سطح انتفال پیدا می کند. این نوع از سطوح سال های زیادی است به عنوان سطوح باربر خیمه های موقت نیز کاربرد دارد. در این فرم تمامی بارها به سمت لبه پایینی و بالایی رویه انتقال پیدا کرده. و در نهایت از طریق اتصال به زمین یا ستون های میانی رویه مهار می شود. فرم های وارون، خیمه ، پارادایس و تترا از فرم های سازه چادری هستند. که دارای رویه به فرم خیمه می باشند.

آرک (Arch):

رویه آرک شباهت بسیار زیادی با زین اسبی دارد. با این تفاوت که گوشه های بالا و پایین در کنار همدیگر قرار گرفته اند. این فرم از رویه در گذشته برای انتقال بار در سقف های سنتی طاق ضربی استفاده شده است. به دلیل استفاده زیاد از طاق ضربی به عنوان سقف راهرو ها در بناهای قدیمی این فرم با نمونه بنا های سنتی کشور تطابق بهتری خواهد داشت.

در اکثر پروژه های سازه کششی بزرگ دنیا با استفاده از ترکیب این رویه ها فرم های معماری بسیار پیچیده و جذابی ایجاد می کنند. ارائه طرح های معماری متناسب با فضا و انجام محاسبات مهندسی برای تنش چادر و ابعاد سازه از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. شرکت ساینا با در اختیار داشتن نرم افزارهای به روز مهندسی و همکاری با نیروهای مجرب متناسب با فضای کارفرما طرح های معماری و محاسبات مهندسی بهینه را ارائه می دهد. از نمونه پروژه های اجرا شده توسط این شرکت به فرم رویه خیمه به طرح سایبان روف گاردن یوسف آباد اشاره کرد.