سازه فضاکار نوع جدیدی از سازه باربر سقفی می‌باشد، که از پایه‌های هندسی متصل به هم تشکیل شده است. این نوع سازه با نام اسپیس فریم نیز شناخته می‌شود. عناصر ساختار دهنده آن، عمدتا میلههایی دایره‌ای و مستطیلی شکل هستند که توسط توپ جوشی مطابق با هندسه‌ای منظم، به هم متصل می‌شوند. خرپای سه بعدی، عملکرد خوبی در برابر زمین لرزه‌ها دارد و به طور گسترده در سقف استادیوم‌ها، تئاترها استفاده می‌شود. در ادامه این مطلب بیشتر در خصوص این سازه، انواع، مزایا و معایب آن خواهیم پرداخت، با ما همراه باشید.
سازه فضاکار چیست؟
قابهای فضاکار با استفاده از ترکیبی از عناصر خطی، مانند تیرها یا خرپاها، که توسط گره‌ها یا اتصالات به هم متصل شده‌اند، ساخته می‌شوند. این نوع ساختار، ظاهری سه بعدی به سازه می‌بخشد و موجب می‌شود تا بارها به طور یکنواخت در سرتاسر چهارچوب توزیع گردد؛ به طوری که باعث استحکام و پایداری بنا شود.
SPACE FRAME یک فناوری جدید در معماری و مهندسی سازه است. فریم‌های فضایی، در حالی که به تکیه‌گاه‌های داخلی کمی نیاز دارند، می‌توانند مناطق بزرگی را در بر گیرند. همانند سازه سقف وافل ، که به دلیل نوع ساختار خود می‌تواند متفاوت با انواع معمولی سقف‌ها، دارای دهانه‌های بلندتری باشد، از ستون‌های کمتری استفاده کند و کماکان از استحکام و مقاومت بالایی برخوردار باشد.
انواع اسپیس فریم
انواع مختلفی از سازه‌های اسپیس فریم بسته به انحنای آنها، مصالح و آرایش عناصرشان وجود دارد که در بخش زیر به آنها اشاره خواهیم کرد.طبقه‌بندی بر اساس مصالح
- چوبی
- فولادی
- آلومینیومی
طبقه‌بندی بر اساس انحنا
این طبقه‌بندی بر اساس پیکربندی هندسی عناصر سازه‌ای و شکل کلی “قاب فضاکار” است.-
پوشش هواپیماهای فضایی
-
خرک‌های بشکه‌ای
خرک‌های بشکه‌ای دارای سطحی با قوس‌های ساده می‌باشد. معمولاً برای ایجاد فضاهای باز و گسترده به شکل منحنی ملایم و پیوسته؛ مانند: طرح‌های چهار وجهی یا هرمی شکل استفاده می‌شوند.
-
گنبدهای کروی
همانگونه که از نام این سازه اسپیس مشخص است، شکلی گرد و سه بعدی دارد و شبیه به یک کره است، که معمولا برای ایجاد گنبدهای کروی و سایر اشکال پیچیده از آن استفاده می‌شود.
طبقه‌بندی بر اساس آرایش عناصر آن (ساختار)
طبقه‌بندی بر اساس چیدمان عناصر، کمک می‌کند تا هندسه کلی و رفتار ساختاری “قاب فضاکار” را تعریف کنیم.شبکه تک لایه
در ساختار شبکه‌ای “تک لایه” همه عناصر تقریباً روی سطح قرار می‌گیرند. شبکه تک لایه نوعی ساختار قاب فضایی است که با یک الگوی شبکه دو بعدی که توسط اعضای مستقیم و موازی تشکیل شده است مشخص می‌شود.
شبکه دو لایه
قابهای فضاکار رایج، ساختاری دو لایه و مسطح دارند. اجزاء این نوع قاب‌ها در دو لایه موازی قرار می‌گیرند و با مسافت مشخص از هم جدا می‌شوند.شبکه سه لایه
اجزاء قاب اسپیس شبکه سه لایه، به صورت سه خط هم راستا با فاصله‌ای مشخص در کنار هم قرار می‌گیرند و به واسطه میلههایی مورب به هم متصل می‌شوند. آنها تقریبا همیشه شکلی صاف دارند و به طور کاربردی برای ساختار‌هایی که به دهانه‌های بزرگتر نیاز باشد، استفاده می‌شوند.
طراحی سقف وافل نیز ظاهری شبکه‌ای دارد و همانند “سازه فضاکار” در نوع کاربری خود در دسته سقف‌های سبک وزن قرار می‌گیرد. شاید از لحاظ ساختاری متفاوت باشند و شیوه‌ی اجرایی یکسانی نداشته باشند اما در برخی ویژگی‌ها، همانند: کاربری در سازه‌های دهانه بلند عملکرد مشابهی دارند.
مزایا و معایب فریم فضاکار
سازه‌های اسپیس فریم در مقایسه با سایر سیستم‌های سازه‌ای، مزایای متعددی دارند و همچنین دارای معایبی نیز می‌باشند. برخی از مزایا و معایب SPACE FRAME به شرح زیر است:
مزایا
- وزن سبک
- مقاوم در برابر زلزله
- ساختار بسیار پایدار؛ به دلیل تعامل و یکپارچگی بین اعضای سازه
- دهانه بزرگ. دهانه سازه‌ها را می‌تواند به بیش از 100 متر وسعت بخشید.
- تمام اجزا را می‌توان در کارخانه با سایز و کیفیت استاندارد، به صورت انبوه تولید کرد.
معایب
- نیاز به نیروی کار ماهر
- طراحی و مهندسی پیچیده
- برای دهانه‌های کوچک، هزینه بالایی دارد
- تعداد لوله‌های همگرا روی گره زیاد است و ساخت و نصب را پیچیده‌تر از ساختار صفحه‌ای ساده می‌کند.
جمع بندی
به طور خلاصه قاب فضایی یک ساختار مشبکی است که با کنار هم قرارگیری تعداد زیادی از میله‌های فولادی ایجاد می‌شود. انعطاف‌پذیری و استحکام این نوع سازه‌ها به سرعت در حال افزایش است و قطعا در سال‌های آینده بازارها را اشباع خواهند کرد.
از این سازه می‌توان در سالن‌های نمایشگاه، سوله‌های ذخیره زغال سنگ، کارخانه‌های صنعتی، سقف شیشه‌ای نورگیر سالن خرید، سایبان غرفه‌ها، سوله‌های هواپیما و … استفاده کرد.
اگر سؤالی در مورد سازه وافل و شیوه اجرای سقف وافل دارید، می‌توانید با مهندسان حرفه‌ای ما تماس حاصل فرمایید، قطعا در نقل قول و راهنمایی پروژه به شما کمک خواهند کرد.