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 سازه ها 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 ساختمان ها 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 المان ها 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 لوله ها را در محل گره ها به عهده دارد. ج) پیچ: اتصال لوله ها به گره ها توسط بسته شدن این پیچ در روزنه های ایجاد شده در گره ها 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 گره ها 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 سازه های زیبا 2- تنوع کاربری 3- اجرای دهانه های بزرگ 4- امکان عبور امکانات برقی و حرارتی و ... از فضای خالی سازه 5- سرعت در تولید و اجرای اسپیس فریم ها 6- امکان نصب و بازکردن سریع اسپیس فریم 7- هندسه منظم 8- امکان همزمانی اجرای سازه با عملیات ساختمانی دیگر 9- امکان استفاده در هر شرایط آب و هوایی در کلیه نقاط کشور 10- وزن کم سازه های اسپیس فریم 11- بهترین سازه جهت نورپردازی و غرفه آرایی 12- ایمنی بالا- 13- اجزای مدولار معایب استفاده از اسپیس فریم: 1- هزینه بالای این سیستم نسبت به سایر سیستم های سازه ای بخصوص در سازه هایی با دهانه کوچک 2- طولانی شدن زمان نصب در محل اجرا به علت تعداد پیچیدگی گره ها 3- به کار بردن به تنهایی در بام مکان هایی که به مقاومت در برابر آتش سوزی احتیاج دارند. مصارف: سازه های فضایی برای سالن های تولیدی، سالن های ورزشی، انبارهای سرپوشیده، گلخانه، گاراژ و ایجاد سقف بر روی آخرین طبقه ساختمان های مرتفع و انواع فضاهای یک بنا مناسب میباشد. این سازه را با پوشش های مختلفی همچون ساندویچ پانل ها، ورق های ذوزنقه، ورق های سینوسی، ورق های شادولان، ورق های پلیکربنات، ورق های آلومینیوم، پلی اتیلن، تفلون و .. میتوان اجرا نمود. مزایای سازه فضاکار نسبت به سیستم خرپا و پرلین: الف) سازه فضاکار سه بعدی بوده و در دو جهت یا بیشتر دارای قابلیت تحمل نیروها میباشد. ب) ترکیب های خرپا و پرلین اساسا دوبعدی بوده و فقط در یک جهت دارای قابلیت باربری است. اتصالات در سازه فضاکار: الف) سیستم Unistrut از ورق های فولادی خم شده ساخته شده که به یکدیگر پیچ شده اند و برای دهانه های کوچک مناسب است. ب) سیستم سه راهی متشکل از گره های آلومینیومی قاب گرفته شده با سوراخ های دندانه دار و لوله های فولادی گالوانیزه که در انتها به شکل کلید هستند و درون سوراخ ها قرار میگیرند. ج) سیستم گره کروی متشکل از اعضای لوله ای که به گره های توپر کروی شکل پیچ میشوند و برای دهانه های بزرگ مناسب میباشند. انواع معماری سازه فضاکار: تخت: شبکه های تخت یک لایه ای، شبکه های تخت 2 لایه ای، شبکه هایی که از دو یا چند صفحه موازی که به وسیله عناصری به هم متصل گردیده اند، تشکیل میشوند. شیب دار: به صورت کاملا تخت مونتاژ میشوند و با تغییر ارتفاع ستون ها شیب یکطرفه یا دو طرفه برای سقف ایجاد میشود. قوسی: این نوع به صورتی طراحی میشوند که نما به شکل کمانی از دایره دیده میشوند. گنبدی: برای مسقف نمودن فضاهای وسیع بدون استفاده از ستون در میانه مورد استفاده قرار میگیرد. هرمی: به صورت نیمه هرم اجرا میشود که در نماسازی شهری و نورگیریها کاربرد دارد. تلفیقی: از خرپاهای فضایی و اتصال دهنده های آنها که میتواند از المان ها یا رابطه های فضایی تشکیل شده باشد.