سقف های فضایی
تعریف سازه فضایی
یک سازه فضایی را می توان بصورت یک سیستم سازه ای در نظر گرفت که از عضوهای خطی تشکیل شده است و طرز قرارگیری آنها به گونه ای است که بارها به صورت سه بعدی منتقل می شوند. در بعضی موارد، ممکن است دو بعدی نیز باشند. یک سازه فضایی اغلب شکل سطحی صاف یا منحنی گونه را به خود می گیرند. واژه قاب فضایی مخصوص سازه هایی ا ست که ا تصالات صلب دارند.
تاریخچه
شاید قدیمی ترین نمونه ها از آنچه امروزه به عنوان قاب فضایی می شناسیم (که دارای امتیاز هایی نظیر سبکی، مقاومت، سه بعدی، امکان تولید انبوه و اجرا به روش سازه های مدولار می باشد) توسط مخترع تلفن، الکساندر گراهام بل (1922- 1847) رواج یافت. در دهه اول قرن 20 او خرپاهای فضایی مرکب از قطعات 4 وجهی و 8 وجهی را آزمایش کرد. گراهام بل خصوصیات دو گانه مقاومت بالا و سبکی وزن را با فرم های 4 وجهی سه بعدی صلب به نمایش گذاشت و از آنها در بسیاری از پروژه هایش استفاده کرد. با وجود پیشرفت حاصل از تلاش های گراهام بل در زمینه خرپاهای فضایی سه بعدی سبک وزن در اوایل قرن 20، تا قبل از معرفی سیستم مرو (MERO) در سال 1943، این خرپاها در معماری کاربردی نداشتند. این اولین سیستم شبکه فضایی بود که به صورت گسترده در دسترس معماران و مهندسان قرار گرفت و توسط دکتر مکس منگرینگ هوسن (88- 1903) معرفی شد.
تاریخچه
این سیستم، هنوز هم رایج ترین روش در ساخت خرپاهای فضایی است، شامل اعضای لوله ای منفرد و اتصالاتی از نوع پیوندهای کروی (گوی سان) است. عمومیت استفاده از این سیستم تا به امروز ادامه دارد؛ زیرا علاوه بر زیبایی سازه ای می تواند به اشکال گوناگون و با سیستم های متنوع، متشکل از پیوند های کروی و لوله ها مورد استفاده قرار گیرد.
سقف زنبوره ای نوعی سازه فضایی
در این سقف سازی از قطعات فولادی مانند هرم های معکوس استفاده می شود که در سطح زمین صاف، قطعات مونتاژ خواهد شد. در ادامه به ذکر شیوه ساخت آن اشاره می گردد.
شیوه ساخت
1- چهار عضو مورب هرم که عموماً لوله هستند و انتهای دو سر آن ها رزوه است، در یک نقطه به چهارسو (که اصطلاحاً "کوپلر" گفته می شود)، پیچ می شوند.
2- عضوهای مورب لوله ای، از ناحیه بالا به کلاف نبشی که در ابعاد 120×120 سانتی متر ساخته شده است، جوش می شود. ارتفاع هرم تشکیل شده از پنج عضو، بین 73 تا 120 سانتی متر نسبت به کاربری های مختلف از طول دهانه خواهد بود.
شیوه ساخت
3- عناصر هرمی که از کلاف نبشی و لوله ها به وجود می آیند، در کنار یکدیگر قرار گرفته و توسط قطعات دیگری از لوله به شکل افقی و عمودی به چهارسو، پیچ شده و سبب یکپارچگی لوله ها از ناحیه زیرین می شود. ضمناً از ناحیه سر نبشی های همجوار نیز به یکدیگر جوش خواهند شد.
شیوه ساخت
توجه 1 : از تکرار قطعات در جوار یکدیگر و اتصالات، بُعدی از سقف زنبوره ای ساخته شده که در بین ستون ها نصب می گردد.
قابل ذکر است که از ایجاد قطعات مذکور، می توان تا 33 متر دهانه را از دو طرف پوشش داد. معمولاً قطعاتی که به شکل پیش ساخته در ابعاد گسترده تهیه شده اند، توسط چندین جرثقیل در حالت متعادل بالا برده می شود و در بین ستون ها با فاصله زیاد در دهانه میانی، قرار داده شده و اتصالات در نواحی استقرار داده شده و اتصالات در نواحی استقرار با ستون ها (که در مواردی ستون های قطور لوله ای از فولاد می باشند)، در روش کرپی قطور فولادی و متصل به ستون اجرا می شود.
شیوه ساخت
توجه 2 : ستون ها در کنار یکدیگر با فاصله مشخص در دو ردیف اجرا شده و فضای دهانه ای را تشکیل می دهد. در مواردی، در این دهانه ها، با اتصالات مفصلی متصل به ستون و قفل میانی و با کابل کشی ضربدری، می توان اصول مهار سازی و ضد زلزله در سازه را نیز به وجود آورد.
اتصالات قاب های فضایی
1- در این نوع اتصال، قطعات متعدد لوله ای در یک محل، توسط رابطی به نام "نادوس" به یکدیگر متصل خواهند شد.
اتصالات قاب های فضایی
2- این نوع اتصال که امروزه بسیار رواج یافته است، در وسط محل تقاطع اعضا سوراخی وجود دارد که یک پیچ و مهره درون آن قرار می گیرد. 3- در این نوع اتصال، قطعات متعدد لوله ای در یک محل، در رابطی گوی شکل، به صورت نری و مادگی، پیچ و یا جوش متصل می شوند. به این سیستم "مرو" (MERO) گفته می شود.