تاریخچه:

امروزه مسئله بهینه سازی و صرفه‎ جویی در مصالح مصرفی در ساختمان سازی بسیار مورد توجه مهندسان و دست اندرکاران امر ساخت و ساز می‎باشد. روش‌‎های معمول طرح و محاسبه ساختمان‎ها اعم از فولادی یا بتنی، استفاده از قابهای مهاربندی شده، قابهای خمشی معمولی و یا سیستم‎های دوگانه می‎باشد. تحقیقاتی که تاکنون انجام گرفته در جهت سبک‎سازی مصالح مصرفی در این نوع ساختمان‎ها بوده است. در همین راستا استفاده از  سازه‎های فضایی مورد توجه مهندسین قرار گرفته است.

سازههای فضایی را می‎توان به عنوان برگی برگرفته شده از طبیعت دانست. فرم‎های طبیعی از صلبیت فوق‎العاده‎ای برخوردارند و از حداقل مصالح برای حداکثر استفاده سازه‎ای بهره می‎گیرند. به گفته Makowski فرم‎های طبیعی در جهت حداقل انرژی رفتار می‎کنند. در سال ۱۹۴۰ میلادی Le Recolais، یکی از ترویج دهندگان مشهور سازه‎های فضایی، توجه همگان را به گونه‎ی ژئودزیک سطوح کروی جلب کرد که ویژگی اسکلت‎های استخوانی Radia tuscaretta globosa را داشتند. انسان هرگز در تقلید این گونه از نمونه‎های برگرفته از طبیعت کم اشتیاق نبوده است.

شاید بر همگان روشن نباشد که الکساندر گراهام بل، مخترع تلفن، یکی از اولین کسانی بود که زیبایی‎های سازه‎های فضایی را شناخت و آنها را در سازه‎های واقعی به کار برد. در حقیقت، او را باید سازنده یکی از اولین نمونه‎های هواپیما، با استفاده از مفهوم یک سازه فضایی چند لایه‎ای دانست. از آنجا که کاهش وزن در سازه‎های هوایی بسیار مهمتر از ساختمان‎هاست، جای تعجب نیست که اولین تلاش‎ها برای بهره‎گیری از مزیت سبکی سازه‎های فضایی، که از کارایی سازه‎ای آنها ناشی می‎شد، در ساختن هواپیماها انجام گرفت. در این شرایط بود که براداران رایت امکاناتی را که به وسیله واحدهای چهار وجهی فراهم می‎شد، کشف کردند. از دیدگاه تاریخی، اولین سازه‎های فضایی، گنبدهایی بود که توسط مهندسان آلمانی Schwedler و Zimmerman که در قرن نوزدهم از پیشگامان این علم بودند، ساخته شد. ساخت دهانه ۳۶۱ فوتی برای سازه نمایشگاه لیون در سال ۱۸۹۴ میلادی توسط Zimmerman کامل شد. گنبد از نوع Schwedler بلافاصله پس از جنگ جهانی دوم بر فراز مرکز مهندسی شارلوت در کارولینای شمالی آمریکا ساخته شد که طول دهانه آن حدود ۳۳۲ فوت بود. در واقع سازه‎هایی با این ابعاد در آن زمان، بزرگ و قابل توجه بودند. این تجربه‎های آغازین، تقریباً تا سال ۱۹۳۷ هنگامی که دکتر Mngeringhausen تمایل به سازه‎های فضایی را دوباره رواج داد، فراموش شده بود. او دریافته بود که رواج سازه‎های فضایی در مقیاس بزرگ جهانی، فقط در صورتی امکان پذیر خواهد بود که اجزای سازه به صورت کارخانه‎ای تولید و مونتاژ آن در محل انجام شود. برای دستیابی به این دو هدف لازم بود که تنوع عضوی کاهش یابد و روش مونتاژ آسان توسعه پیدا کند. به طور مطلوب یک سازه فضایی باید شامل عضوهای با طول مساوی باشد. بنابراین در عمل سعی می‎شود که تعداد طول‎های متفاوت تا حد امکان کاهش یابد.

منابع: کتاب تحلیل، طراحی و ساخت سازه‎های فضایی، مقاله سیستمی نوین در ساختمان سازی با نگرشی نو به سازه‎های فضا کار

تعریف سازه‎های فضایی:

با استناد به گزارشی که در رابطه با “وضعیت موجود سازه‎های فضاکار” توسط انجمن بین‎المللی پوسته‎ها و سازه‎های فضایی (IASS) در سال ۱۹۸۴ انتشار یافت، می‎توان تعریف زیر را برای این سازه‎ها پذیرفت:

یک سازه فضایی را می‎توان بصورت یک سیستم سازه‎ای در نظر گرفت که از عضوهای خطی تشکیل شده است و طرز قرارگیری آنها به گونه‏ای است که بارها به صورت سه بعدی منتقل می‎شوند. در بعضی موارد عناصر سازنده ممکن است دو بعدی نیز باشند. یک سازه فضایی اغلب شکل سطحی صاف یا منحنی گونه را بخود می‎گیرد.

eslid3

در گزارش انجمن مهندسان راه و ساختمان آمریکا با عنوان ” وضعیت موجود” سازه‎های شبکه‎ای انتشار یافته در سال ۱۹۷۶، سازه‎های فضایی به عنوان دسته‎ای از سازه‎های شبکه‎ای معرفی و به صورت زیر تعریف شده‎اند:

یک سیستم سازه‎ای به صورت مجموعه‎ای از عضوهای بهم پیوسته است (نه به صورت یک صفحه پیوسته) است که مکانیزم انتقال بار آنها در حالت طبیعی سه بعدی است.

برخی اوقات بین قاب‎های فضایی و خرپاهای فضایی تمایز قائل می‎شوند. بر طبق این تعریف، خرپاهای فضایی، سیستم‎هایی هستند که اتصالات آنها مفصلی است در حالیکه واژه قاب‎های فضایی مخصوص سازه‎هایی است که اتصالات صلب دارند.

منبع: کتاب تحلیل، طراحی و ساخت سازه‎های فضایی

مزایای سازه‎های فضایی:

سازه‎های فضایی دارای مزیت‎های متعددی بوده که می‎توان آنها را در قالب مزایای “سازه‎ای”، “معماری” و “سایر مزایا” ارائه نمود:

مزایای سازه‎ای:

عدم محدودیت دهانه

عدم ضرورت نظم تکیه‎گاههای سازه

امکان نصب جرثقیل بر روی سازه فضایی

دارا بودن تکنیک برتر

وزن کم و ایمنی بسیار بالا

استفاده بهینه از مصالح

عدم انهدام ناگهانی

مقاوم‎ترین سازه در برابر زلزله و آتش‌سوزی

مزایای معماری:

سادگی و زیبایی منحصر به فرد در معماری

انعطاف‎پذیری زیاد به لحاظ معماری

عدم نیاز به استفاده از سقف کاذب

امکان اتصال آویزهای متعدد از سقف

گسترش سازه با حداقل تغییر در سازه قبلی

سازهای مناسب برای نورپردازی

دارای صرفه جویی فضایی

ضریب ایمنی بالا

سایر مزایا:

سرعت بالا در تولید و اجرا

کنترل کیفیت بالا به دلیل تولید صنعتی

امکان نصب هر نوع پوشش بر روی سازه

دارای صرفه جویی اقتصادی

سهولت در بسته بندی و حمل و نقل ارزان

امکان سندبلاست و رنگ آمیزی الکترواستاتیکی

برگشت پذیری سریع سرمایه

امکان تولید سازه فضایی با ضخامت دلخواه

کاربرد سازههای فضایی:

سالن‎های نمایشگاهی، کنفرانس، تالار و کتابخانه

سالن‎های تولید و انبار کارخانجات

سقف آخر ساختمان، سر درب ورودی و نورگیر

سالن‎های وزشی، استخر و پارک آبی

سالن اجتماعات، ترمینال و فرودگاه

گلخانههای صنعتی، تحقیقاتی و تزیینی

دکوارسیون داخلی ساختمان

بیلبوردهای تبلیغاتی

و …

لوگوی جشنواره وب و موبایل ایران