درباره سازه فضایی
اولین شخصی که کلمه سازه فضایی را بکار برد تیموشکنو بود که در مقابل این کلمه از لغت plan structure استفاده کرد. این لغت در حدود چند دهه قبل اشکالی نداشت اما با پدید آمدن موضوعاتی همچون مهندسی هوا فضا – سازه ، اختلافی در تفهیم لغت فوق بوجود آمد و اساتید بسیاری کوشش کردند و این لغت را به space frame اصلاح کردند.
سازه هایی که در گروه سازه های فضایی جای گرفته اند به شرح زیر تقسیم بندی می شوند :
- شبکه های تخت یک لایه ای Flat single layer grids
- شبکه های تخت دو لایه و چند لایه Double-layer grids
- چلیک ها Barrel vaults
- گنبدها Domes
- شبکه های زین اسبی (هیپار) Parabolid, hyperbolic
شبکه های تخت یک لایه ای
این نوع شبکه ها در واقع نوعی قاب مسطح هستند که امتداد بارهای وارده و خود شبکه در یک صفحه واقع نیستند.
در واقع فرق بین یک شبکه و قاب مسطح در امتداد اثر بارهای موثر بر سازه می باشد.
سازه ایکه در آن بار وارده عمود بر صفحه سازه اثر میکند به شبکه موسوم است .سازه هایی نظیر سایه بانها ، عرشه پلها و … از این نوع می باشند.شبکه تک لایه نیز شبکه ای متشکل از یک سری المان و گره است که به دو صورت مورب و موازی تولید می شوند.
در اعضای مورب هزینه تمام شده از حالت موازی بیشتر است ؛زیرا اعضای آن دارای طولهای مختلف هستند و همگی در زوایای قائمه به یکدیگر متصل نمی باشند اما شبکه مورب برای ارتفاع با ضخامت کل یکسان از شبکه موازی سخت تر است.
شبکه های تک لایه جهت دهانه های نسبتا کم بار بکار می روند و به اشکال تخت ، نیم استوانه ای ، گنبدی و زین اسبی ساخته می شوند
شبکه های تخت دو لایه و چند لایه
هرگاه دوشبکه مسطح در کنار هم قرار گرفت (به موازات هم) و به وسیله المانهایی به هم متصل شوند، سازه بوجود آمده را شبکه دو لایه می نامند.
شبکه های دو و چند لایه برای دهنه های 20 متر الی 120 متر بطور معمول مورد استفاده قرار می گیرد. با این شبکه ها می توان فضای زیادی را بدون قرار دادن ستونهای میانی پوشش داد؛ولیکن باید سعی نمود که ستونها کمتر حذف گردند زیرا با حذف ستونها هزینه سازه بیشتر می گردد و سازه طراحی شده غیر اقتصادی می گردد.
از شبکه های دولایه در امتداد عمودی نیز به عنوان بخشی از دیوار و با هر زاویه دلخواه دیگر استفاده می کنند.ارتفاع بین دو لایه برای فواصل بزرگ1/20تا 1/10 طول دهانه می باشد.
چلیک ها
سازه های چلیکی به شکل نیم استوانه ای می باشد در این نوع سازه ها معمولا ستون استفاده نشده و روی یک بدنه که به تکیه گاه متصل است قرار می گیرند.
سازه های چلیکی می تواند چند دهانه باشند .این نوع سازه ها لازم است در محل اتصال چلیک ها حتما ستون داشته باشند و در این صورت نواحی مدور حالت یک تیر را خواهند داشت.
گنبدها
اگر سازه های چلیکی در دو جهت انحنا داشته باشند گنبد بوجود می آید. ارتفاع گنبدها باید از حدود 15% قطر پایه بیشتر باشد؛ معمولا 20% قطر پایه اقتصادی ترین حالت می باشد. در دهانه های بزرگ بصورت کره کامل ساخته می شود
افزایش ارتفاع سبب ایجاد بارهای بیشتر در شبکه می شود انحنا بیشتر مقاومت در هر قطر Base داده شده است مقاومت buckling (کمانش) بیشتر را تضمین می کند.
شبکه های زین اسبی هیپار
نحوه شکل گیری این سطوح بدین صورت است که یک منحنی مسطح (مولد) به موازات خودش بر روی منحنی مسطح دیگری (هادی) حرکت می کند ومعمولا صفحه این دو منحنی بر هم عمودند.
