نشریه شماره   157   دوهفته نامه آرشیو PDF پیام ساختمان

سازه فضاکار

سازه فضاکار(Space frame)   متشکل از فریم های هندسی منظمی است که به طور متحد در کنار یکدیگر قرار گرفته و با بست اسپیس به یکدیگر متصل میگردند و یک سازه محکم و زیبای سه بعدی خلق میکنند. این سازهها به واسطه شکل و ساختار هندسی که دارند، وزن خود را در جهات مختلف به زمین وارد میسازند که این امر باعث استحکام آنها میگردد.

 

از این سازه برای ساخت انواع فضاها از قبیل: سالن ها، غرفه ها، فضاهای نیمه باز یا سرپوشیده استفاده میشود. این اجزا از المان های طولی و اتصالاتی که هر روز بر انواع آنها افزوده میشود، تشکیل میشود. سازه فضا کار سیستم خرپای سه بعدی است که دهانه آن در دو جهت گسترش یافته و اعضای آن فقط در کشش یا فشار میباشند. در حالی که اصطلاح قاب به درستی به سازه هایی با اتصالات صلب اشاره می‌‌ند، سازه فضاکار به طور مشترک برای سازه هایی با اتصالات مفصلی و صلب به کار میرود. سازه فضاکار بیشتر از مدول های یکسان و تکرار شونده با لایه های موازی از بالا و پایین (مشابه عنصر فوقانی و تحتانی خرپا) تشکیل میگردد. تا زمانی که هندسه سازه فضاکار امکان استفاده از اشکال مختلف را داشته باشد، از نیم هشت ضلعی (هرم چهار وجهی) چهار ضلعی (هرم سه وجهی)  و کلیه چند ضلعیها به طور گسترده ای در ساختمانها استفاده میشود.

 

اجزای اسپیس فریم:

 1- پیوندها: عبارت است از یک گره توپر فولادی که با عملیات خورجینگ بر روی آلیاژهای مقاوم فولاد تولید میشود و پس از انجام عملیات ماشین کاری بر روی آن، آماده نصب در شبکه سازه فضاکار میگردد. وظیفه این قطعه اتصال اعضای اصلی باربر خرپای سه بعدی به یکدیگر و انتقال بار میباشد. این قطعه براساس بارهای وارده بر آن و شرایط هندسی در فرم معماری سازه از اندازه های مختلفی برخوردار است و به منظور مقاوم بودن در مقابل شرایط جوی و همچنین حصول زیبایی قبل از نصب آبکاری میگردد.

2- المان های رابط بین گره ها: این المانها به عنوان اعضای اصلی باربر و انتقال دهنده بار از محل وارد آمدن آن به تکیه گاه عمل مینماید که خود از چهاربخش تشکیل میشود:  الف) لوله: پروفیل لوله ای شکل به لحاظ هندسی بهترین مقطع برای حمل بارهای محوری میباشدکه براساس بارهای وارده بر آن طراحی شده و قطر و ضخامت آن بر این اساس محاسبه میشود. جنس المان های طولی متنوع بوده و بسته به نوع مصرف آنها متغیر خواهد بود ولی به طور معمول از انواع پلاستیک و پروفیل های فولادی و آلومینیومی استفاده میشود.

ب) مخروطی: قطعه مخروطی شکل که به دو سر لوله به وسیله عملیات جوشکاری متصل میشود و وظیفه کاهش ابعاد لولهها را در محل گرهها به عهده دارد.

ج) پیچ: اتصال لولهها به گرهها توسط بسته شدن این پیچ در روزنه های ایجاد شده در گرهها صورت میگیرد که اندازه و جنس این قطعه نیز براساس نوع و میزان بار وارده طراحی شده و از ابعاد مختلفی برخوردار است.

د) مهره: اتصال پیچ به گرهها توسط مهره ای که به وسیله یک خار با پیچ درگیر شده است، صورت میگیرد. این قطعه در انواع و ابعاد مختلف طراحی و به کار میرود.

هـ) پرلین: جهت حصول سطح لازم برای نصب انواع پوشش بر روی سازه فضاکار از یکسری پروفیل با مقاطع مختلفی نظیر قوطی، ناودانی و ... استفاده میگردد.

- مزایای استفاده از اسپیس فریم:

 1- خلق سازههاي زيبا 2- تنوع كاربري 3- اجراي دهانههاي بزرگ 4- امكان عبور امكانات برقي و حرارتي و ... از فضاي خالي سازه 5- سرعت در توليد و اجراي اسپيس فريمها 6- امكان نصب و بازكردن سريع اسپيس فريم 7- هندسه منظم 8- امكان همزماني اجراي سازه با عمليات ساختماني ديگر 9- امكان استفاده در هر شرايط آب و هوايي در كليه نقاط كشور 10- وزن كم سازههاي اسپيس فريم 11- بهترين سازه جهت نورپردازي و غرفهآرايي 12- ايمني بالا- 13- اجزاي مدولار

معايب استفاده از اسپيس فريم:

1- هزينه بالاي اين سيستم نسبت به ساير سيستمهاي سازهاي بخصوص در سازههايي با دهانه كوچك 2- طولاني شدن زمان نصب در محل اجرا به علت تعداد پيچيدگي گرهها 3- به كار بردن به تنهايي در بام مكانهايي كه به مقاومت در برابر آتش سوزي احتياج دارند.

مصارف:

سازههاي فضايي براي سالن هاي توليدي، سالنهاي ورزشي، انبارهاي سرپوشيده، گلخانه، گاراژ و ايجاد سقف بر روي آخرين طبقه ساختمانهاي مرتفع و انواع فضاهاي يك بنا مناسب ميباشد. اين سازه را با پوششهاي مختلفي همچون ساندويچ پانلها، ورقهاي ذوزنقه، ورقهاي سينوسي، ورقهاي شادولان، ورقهاي پليكربنات، ورقهاي آلومينيوم، پلي اتيلن، تفلون و .. ميتوان اجرا نمود.

- مزایای سازه فضاكار نسبت به سيستم خرپا و پرلين:

 الف) سازه فضاكار سه بعدي بوده و در دو جهت يا بيشتر داراي قابليت تحمل نيروها ميباشد.

ب) تركيبهاي خرپا و پرلين اساسا دوبعدي بوده و فقط در يك جهت داراي قابليت باربري است.

- اتصالات در سازه فضاكار:

 الف) سيستم Unistrut از ورقهاي فولادي خم شده ساخته شده كه به يكديگر پيچ شدهاند و براي دهانههاي كوچك مناسب است.

ب) سيستم سه راهي متشكل از گرههاي آلومينيومي قاب گرفته شده با سوراخهاي دندانهدار و لولههاي فولادي گالوانيزه كه در انتها به شكل كليد هستند و درون سوراخها قرار ميگيرند.

ج) سيستم گره كروي متشكل از اعضاي لولهاي كه به گرههاي توپر كروي شكل پيچ ميشوند و براي دهانههاي بزرگ مناسب ميباشند.

- انواع معماري سازه فضاكار:

تخت: شبكههاي تخت يك لايهاي، شبكههاي تخت 2 لايهاي، شبكههايي كه از دو يا چند صفحه موازي كه به وسيله عناصري به هم متصل گرديدهاند، تشكيل ميشوند.

شيبدار: به صورت كاملا تخت مونتاژ ميشوند و با تغيير ارتفاع ستونها شيب يكطرفه يا دو طرفه براي سقف ايجاد ميشود.

قوسي: اين نوع به صورتي طراحي ميشوند كه نما به شكل كماني از دايره ديده ميشوند.

گنبدي: براي مسقف نمودن فضاهاي وسيع بدون استفاده از ستون در ميانه مورد استفاده قرار ميگيرد.

هرمي: به صورت نيمه هرم اجرا ميشود كه در نماسازي شهري و نورگيريها كاربرد دارد.

تلفيقي: از خرپاهای فضايي و اتصال دهندههاي آنها كه ميتواند از المانها يا رابطههاي فضايي تشكيل شده باشد.