شرکت سازه چادری کاوشکام

‌سازه غشایی چیست؟

سازه‌ های غشایی بیان خالص نیروهای کششی متعادل هستند. ‌سازه‌های غشایی که سازه چادری یا سازه پارچه ‌ای نیز نامیده می شود، زیر مجموعه‌ ای از سازه‌ های فضایی هستند و به دلیل سبکی، شفافیت و انعطاف در خلق فرم‌ های زیبا و بدیع، گسترش روز افزونی در ساخت بناهایی با عملکردهای مختلف تجاری، اداری، ورزشی و… و یا به شکل سایه بان در فضاهای عمومی و شهری داشته‌ اند. نکته بسیار مهم در مورد ‌سازه‌ های غشایی یا کششی این است که همیشه باید در کشش باشند‌. در غیر این صورت با وزش باد، مانند پارچه ‌ای لخت و رها‌، چین و چروک برداشته و قسمت‌های مختلف آن‌، آنچنان به هم کوبیده میشوند که از بین بروند. در سازه‌ های غشایی وجود چروک نشانه عدم وجود کشش، و وجود پارگی نشانه وجود کشش بیش از حد است. تاثیر باد را در طول بر پایی سازه‌های غشایی و تثبیت وضعیت پایداری نهایی آن نباید نادیده گرفت‌.

سازه غشایی از چه اجزایی تشکیل شده است؟

سازه مورد بحث دارای دو بخش اصلی است که عبارتند از غشا و تکیه گاه. در ادامه ویژگی های هر یک از این اجزا را با هم بررسی می کنیم:

جزء اول: غشا

غشا ورقه نازکی است که در سه گروه پارچه ای، فیلم و همچنین فیلم های تقویت شده طبقه بندی می شود. این ورقه پوسته نازکی است که نیروی کششی را منتقل می کند.

در این میان روکش های پلی استر به دلیل مقاومت بالا، دوام طولانی مدت، داشتن کشش مناسب و همچنین هزینه مقرون به صرفه پرکاربردترین روکش ها در ساخت سازه غشایی محسوب می شوند. استفاده از پارچه برزنتی قیمت مناسب در این سازه ها نیز بسیار مرسوم است. سازه غشایی با توجه به اجزای آن به سازه پارچه ای ، سازه چادری و سازه کششی نیز مشهور است.

جزء دوم: تکیه گاه

اساس کار سازه غشایی ، نیروی کششی است. از این رو سقف های پارچه ای آن این کشش را تامین می کنند اما برای انتقال وزن به زمین نیازمند بهره گرفتن از پایه های عمودی و قوس ها هستند که در برابر فشار و خم شدگی مقاومت بالایی داشته باشند. موادی همچون فلز، چوب و بتن بیشترین کاربرد را سازه های کششی تحت عنوان تکیه گاه دارند. این مصالح مقاومت بالایی در برابر فشار و خمیدگی دارند و به وفور در دسترس هستند. از این جهت استفاده از آن ها مقرون به صرفه و کارآمد می باشد. در حال حاضر بهترین تکیه گاه های مورد استفاده در این سازه ها از فولاد تهیه می شوند. استقامت بالا و قیمت مناسب فولاد از موارد اصلی در این مهم می باشد.

مزایای استفاده از سازه غشایی چیست؟

استفاده از سازه غشایی به دلایل مختلفی همچون سرعت اجرای بالا، وزن متوسط، طول عمر مناسب، دوام و مقاومت در شرایط آب و هوایی مختلف در طی سال های متمادی یکی از انتخاب های اصلی معماران سنتی و مدرن بوده است. از دیگر قابلیت های این سازه ها می توان به داشتن مقاومت بالا در شرایط بحرانی همچون آتش سوزی و ایجاد سایه مناسب در عین عبور نور خورشید برای روشنایی اشاره نمود که این امر به جهت نیمه شفاف بودن روکش سقف امکان پذیر است.

دوام و طول عمر بالا در شرایط جوی مختلف

در هنگام آتش‌سوزی، باعث کاهش گسترش آتش‌سوزی میشود.

ریشه در سنت کهن چادر سازی دارند.

به لحاظ ارزانی مصالح، سهولت اجرا و سرعت برپایی بسیار جذاب هستند.

پیشرفت فنا‌وری‌ های امروز باعث شده است تا گسترش حریق و دودهای ساطعه کاهش یابد.

انرژی کمتری برای تنظیم شرایط محیط حاصل شود مثلا در مناطق گرمسیر با استفاده از این غشاء‌ها می‌توان مقدار زیادی از نور خورشید را منعکس کرد و دمای ساختمان را با صرف انرژی کمتری تنظیم نمود و در مناطق سردسیر با بهره‌گیری از لایه ‌های عایق حرارتی که منعطف و مات میشوند با انرژی کمتری شرایط مطبوع حاصل کرد.

کاربرد سازه های غشایی در معماری بناها چیست؟

سازه غشایی در کنار مزایای متعددی که دارد از زیبایی خاصی نیز برخوردار است که این امر آن را به یکی از انتخاب های اصلی معماران به خصوص در دنیای مدرن تبدیل نموده است. فرم های به خصوص و چشم نواز در این سازه ها در کنار ویژگی هایی همچون فراهم آوردن سایه و نور به صورت همزمان موجب شده این سازه های غشایی در بناهایی همچون ورزشگاه ها، سالن های نمایش، ورودی برخی از پاساژها، ترمینال های مسافربری، فرودگاه ها و … به عنوان سایه بان های مدرن مورد استفاده قرار گیرند.

طراحی سازه‌ های چادری

طراحی ساختمان با سازه چادری با طراحی ساختمان‌ های ساده بسیار متفاوت میباشد. درطراحی این سازه‌ ها نمیتوان ابتدا پلان بنا را کشید و سپس آن را اجرا کرد. در این نوع سازه‌ ها، درگام اول طرح اولیه‌ای متناسب با عملکرد ارائه می‌شود، درگام بعدی با ساخت ماکتی، شکل کلی آن را پیدا می‌کنند و سپس به تحلیل کلی سازه می‌ پردازند و در نهایت تمامی جزئیات سازه را طراحی میکنند.

در طراحی ‌سازه‌ های غشایی چهار عامل مورد توجه قرار دارند. فرم غشا، طراحی تکیه‌گاه‌ ها، انتخاب مصالح مناسب و طراحی دقیق لبه‌ ها و مرز‌ها، امری هستند که فرآیند طراحی ‌سازه‌ های غشایی را تشکیل می‌ دهند. در ‌سازه ‌های غشایی، فرم معماری و عملکرد سازه‌ ای یکی هستند. در نتیجه مهندسی ساختمان و معماری جدا نشدنی بوده و درک رفتار سازه‌ یک ابزار اساسی در طراحی این نوع از سازه‌ ها است.

طراحی ساختمان با ‌سازه ‌های غشایی با طراحی ساختمان ‌های ساده بسیار متفاوت است در طراحی این سازه ‌ها نمی‌توان ابتدا پلان بنا را کشید و سپس آن را اجرا کرد. در این نوع سازه‌ها، در گام اول طرح اولیه‌ ای متناسب با عملکرد ارائه می‌شود، درگام بعدی با ساخت ماکتی شکل کلی آن را پیدا می‌کنند و سپس به تحلیل کلی سازه می‌پردازند و در نهایت تمامی جزئیات سازه را طراحی می‌کنند. در حالت کلی در این نوع سازه‌ ها غالباً چادر توسط ستون مرکزی نگاه داشته می‌شود. در این حالت برای جلوگیری از پارگی در پارچه ستون بصورت قارچی اجرا می‌شود. درحالت ‌های دیگر از قوس ‌ها، کابل‌ های زنجیرواره، ترکیب سیستم فشاری و کابل‌ های زنجیر واره نیز دیده میشود. هندسه صفحات چادری اندکی با هندسه‌ صفحات زین اسبی تفاوت دارد. در این صفحات سازه‌ چادری به واسطه‌ ی کشش به سمت خارج در حداقل یک نقطه از سطح صاف ایجاد میشود. به این صورت انحنای دوگانه متشکل از تار و پودهایی فرضی در راستاهای شعاعی و محیطی‌ است. تارهای شعاعی این بار در مقابل بار برف و فشار هوا مقاومت مینمایند و پودهای محیطی حلقه‌ ای، در مقابل جهت مکش باد مقاومت می‌ نمایند. انتخاب فرم ‌سازه‌ های غشایی، بسته به نیازهای معمارانه و نیز ظرفیت‌ها، یکی از مهم‌ترین تصمیمات معمار در فرآیند طراحی و ساخت سازه‌ های چادری ست. در واقع طراح، با انتخاب فرم پایه‌ ی سازه ‌ی غشایی، و با تبین فرم‌ پیچیده‌ مورد نظر و ترجمه‌ی آن به الگو‌های پایه، منطق باربری، محل استقرار تکیه‌گاه‌ها و نوع آن‌ ها و مصالح ممکن برای اجرای سازه را نیز مورد بررسی و فرآیند تصمیم ‌گیری قرار میدهد. ‌سازه‌ های غشایی به دلیل منطق سازه‌ ای روشن و رفتار کششی قابل درکی که دارند و نیز به دلیل توجه روز افزون به بهره‌گیری از ظرفیت‌ های موجود در مصالح کششی، هر روز در پهنه وسیع ‌تری از کاربرد معمارانه آزموده می‌شوند. از آن‌جا که در این سازه ‌ها میان فرم ‌معمارانه و رفتار سازه‌ ای دوگانگی وجود ندارد، طراح لازم است تا به منظور طراحی فرم معمارانه‌ی مورد نظر خود، فرمی مناسب برای رفتار سازه‌ ای موجود در سازه‌های چادری را انتخاب نماید و این مساله منجر به نیاز دانش ‌ و اندک‌ سازه‌ ای در میان طراحان معمار سازه‌های چادری میشود.

عوامل تشکیل دهنده سازه های غشایی

همانطور که می دانیم پارچه به تنهایی فاقد قابلیت ایستایی می باشد لذا به علت قابلیت کششی ما بایستس از متریال مکملی جهت ایجاد مش و چهارچوب برای ایستایی آن استفاده کنیم. ترکیب پارچه و فولاد به جز زیبایی بصری ایجاد فرم پویا و متعادل را در این زمینه در اختیار طراح قرار می دهد تا بتواند با استفاده از قابلیت کششی پارچ و استحکام فولاد طرح هایی نوع را بوجود آورد.

امروزه میتوان با استفاده از پلی‌راستر با روکش پی ‌وی‌ سی سازه های غشایی تولید کرد که نه تنها نیروهای کششی بسیار بزرگ را تحمل کند بلکه علاوه بر آن خصوصیات فیزیکی بسیار ارزشمندی از قبیل انعطاف پذیری بالا‌، قابلیت عبور نور‌، قابلیت تمیز شوندگی خوبی را دارا هستند. طول عمر این چادرها حداقل 20 سال در شرایط آب و هوایی بسیار بد تخمین زده شده است. چادرهای تولید شده در سال‌های اخیر علاوه بر ویژگی های فوق دارای تنوع رنگی و قابلیت چاپ پذیری نیز هستند. پس از تحول بزرگ در صنعت پارچه‌ های سازه کششی، این سازه‌ ها در مکان ‌های متفاوت با کاربری‌ های متفاوت بکار گرفته شدند. سازه‌ های پارچه ‌ای علاوه بر کاربری سقف، در پیاده‌ روها و ورودی‌ ها نیز بسیار به متداول هستند. به دلیل ظاهر زیبا و مهیج این سازه‌ ها بکارگیری آنها در سال‌ها و استادیوم‌ های ورزشی بسیار مورد استقبال قرار گرفته است.