سازه کششی 

سازه های کششی به سازه هایی بسیار زیبا و چشم نواز اطلاق می شود که برای پوشش مکان هایی مثل سیرک، ورزشگاه ، مکان های تفریحی و… از آنها استفاده می شود. سازه کششی از سه جزء اصلی تیر یا ستون، سیم یا کابل و گنبد یا چادر تشکیل می شود. برای آشنایی بیشتر با سازه چادری ایران سایه بان  را تا پایان این مطلب همراهی کنید.

توضیحاتی در مورد سازه های کششی

سازه های کششی که به سازه غشایی یا سازه کشسان و سازه چادری نیز معروف می باشند، سازه های بسیار زیبا و شگفت انگیزی هستند که در فضای باز برای ایجاد یک محیط سایه و امن احداث می شوند. سازه کششی را می توان یک سازه خلاقانه دانست، زیرا خلاقیت در ساخت این نوع سازه ها حرف اول را می زند. معمولا پارچه های بسیار سبک گزینه مناسب تری برای انواع سازه کششی به شمار می روند و این موضوع به خاطر فشار کمتر به ستون های سازه است.

معمولا سازه کششی به عنوان یک سایبان عمل کرده و می تواند با توجه به ابعادی که دارد، از چند نفر در برابر تابش مستقیم نور آفتاب محافظت نماید. معمولا سایبان ها از نظر ابعاد دارای محدودیت بوده و بیشتر برای فضای های بسیار کوچک مانند درب مغازه ها، پارکینگ، بالکن و… به کار می روند، در صورتی که سازه کشسان یا کششی این محدودیت را ندارد. بدین ترتیب هنگامی که یک فضای بسیار بزرگ را قرار باشد با استفاده از چادر بپوشانیم، سازه چادری یا کشسان می تواند یک گزینه بسیار مفید و کاربردی به شمار برود.

شفافیت و انعطاف پذیری را می توان دو عامل مهم در جذابیت این سازه ها دانست. معمولا پارچه های مخصوصی که برای ساخت این سازه ها در نظر می گیرند، هم شفافیت بالایی داشته و هم انعطاف پذیری بسیار مناسبی دارند. این خواص در سازه به خوبی قابل مشاهده بوده و تبدیل به دو عامل مهم در استفاده از این سازه ها شده اند. معمولا انعطاف پذیری بالای سازه کششی کمک می کند تا بتوان از نظر ظاهری سازه های بسیار زیبا و جذابی را خلق کرد. جذابیت سازه ها باعث می شود تا افراد بیشتری تمایل به استفاده از این سازه ها داشته باشند.

در واقع با استفاده از سازه های کششی می توان یک عمارت بسیار زیبا و دلنشین ساخت و از آن استفاده های مختلف کرد. معمولا افراد بسیار زیادی را می توان یافت که برای کسب و کار خود سازه کشسان را انتخاب می کنند. علت اصلی انتخاب این سازه ها، زیبایی منحصر به فرد و جذابیت بالای آنها است. یکی دیگر از عواملی که در انتخاب این سازه ها تاثیر می گذارد، هزینه نه چندان بالا و امکان اجرای سریع آن است. اجرای سازه کششی در کوتاه ترین زمان ممکن انجام می شود این موضوع باعث شده تا استقبال بسیار زیادی از این سازه ها انجام شود.

سازه های چادری چیست؟

به سازه هایی که دارای یک روکش غشایی یا نازک هستند، سازه کششی می گویند. غشا در اینجا معنی یک ورقه بسیار نازک را میدهد که در برابر کشش بسیار مقاومت بسیار مطلوبی دارد. روکش غشایی در برابر نیروهای خمشی و فشاری مقاومت خاصی از خود نشان نمی دهند بدین ترتیب تنها در سازه های کششی می توان از آنها بهره مند شد. پارچه را می توان بهترین نمونه از روکش های غشایی دانست. به همین خاطر معمولا این سازه ها با پارچه پوشانده می شوند.

سازه غشایی نیاز به طراحی و محاسبات بسیار دقیقی دارد. در صورتی که طراحی این سازه ها به بهترین شکل ممکن صورت نگیرد، مشکلات عمده ای برای سازه به وجود می آید. بدین ترتیب برای اجرای سازه کششی نمی توان به هر فرد، شرکت یا گروه اعتماد کرد. بهتر است ابتدا تحقیقات گسترده ای انجام داده و پروژه ای مختلفی که در سطح کشور انجام شده را بررسی کرده تا ببینیم کدام شرکت ها توانسته اند عملکرد بهتری را در اجرای سازه کششی بر جای گذارند.بدین ترتیب می توان بهترین سازه کشسان را برای خود تهیه کرد.

فرمهای اصلی سازه های کششی کدامند؟

برای اینکه سازه های کششی بتوانند نیروهای مختلف را تحمل کنند، معمولا انحناهای مختلفی در پارچه این سازه ها ایجاد می شود. این انحنا ها کمک بسیار زیادی به سازه در هنگام بارش برف وباران می کنند تا سازه بتواند نیروی فشاری که برف وارد می کند را تحمل کند. همچنین نیروی باد که سازه را به سمت بالا می کشاند بسیار قدرتمند بوده و سازه باید به شکلی طراحی شود که بتواند نیروی بارد را تحمل کند.

این نیروها که عمود بر سطح پارچه می باشند گاهی فشار بسیار زیادی را به سازه وارد می کنند.بدین ترتیب سازه باید این قابلیت را داشته باشد که فشار وارد شده را به راحتی کنترل کند. در علم ریاضیات به نقاطی که دارای دو انحنای عمود بر هم باشند، سطوح آنتی کلاسیک می گویند. در ادامه با سه رویه آشنا میشویم که در ساخت سازه های کششی بیشترین کاربرد را دارند. تقریبا همه سازه های کشسان در دنیا از این سه رویه الهام می گیرند. بدین ترتیب نیاز است تا همه افراد با آنها آشنایی کامل داشته باشند.

فرم اول: سطح زین اسبی (Hyperbolic)

سطح زین اسبی یا Hyperbolic را می توان یکی از پرکاربردترین فرم های سازه کششی دانست. سطح زین اسبی این امکان را فراهم می کند تا نیروی وارد از طریق گوشه ها منتقل گردد. در سطح زین اسبی دو گوشه معمولا طراحی به این صورت است که دو گوشه باید به سمت بالا و دو گوشه به سمت پایین قرار گیرند. گوشه هایی که به سمت پایین قرار می گیرند، وظیفه انتقال نیرو به سمت بالا را برعهده دارند و برعکس این موضوع را در گوشه هایی که به سمت بالا قرار می گیرند می توان مشاهده کرد، یعنی گوشه هایی که به سمت بالا قرار می گیرند، وظیفه انتقال نیرو به سمت پایین را بر عهده دارند. بدین ترتیب توازن بسیار خوبی در سازه کششی ایجاد می شود. این نوع سازه برای هر شرایط محیطی مناسب بوده و در اغلب کشورهای دنیا مورد استفاده قرار می گیرد. این فرم هم به صورت اختصاصی و هم به صورت ترکیبی با سایر فرم های سازه کششی مورد استفاده قرار می گیرد.

فرم دوم: خیمه (Conic)

در فرم خیمه یا Conic بر روی سطح پارچه انحنا ایجاد می شود. انحنا هایی که بر روی سطح پارچه ایجاد می شوند، وظیفه انتقال نیرو به دو جهت را دارند. معمولا از سالها پیش این فرم در خیمه هایی که به صورت موقت ساخته می شدند، به عنوان سطح حمال یا باربر مورد استفاده قرار می گرفت. در این فرم معمولا همه بارهای موجود به سمت لبه های پایین و بالایی منتقل می شوند.پس از این انتقال، بارها از طریق ستون های میانی و یا اتصالاتی که به زمین وصل بوده، مهار می شوند. فرم خیمه اغلب به صورت ترکیبی با سایر فرم ها مورد استفاده قرار می گیرد.

فرم سوم: آرک (Arch)

با توجه به توضیحاتی که برای فرم زین اسبی ارائه شده، می توان گفت فرم آرک نیز شباهت بسیار زیادی به آن دارد. تفاوت جزئی که این دو فرم با هم دارند در این است که معمولا در فرم زین اسبی دوگوشه به سمت بالا و دوگوشه به سمت پایین قرار می گرفت. در فرم آرک، گوشه های پایین و بالا در کنار هم قرار می گیرند، یعنی اگر ابتدا یک گوشه به سمت پایین باشد، گوشه بعدی به سمت بالا قرار می گیرد. به صورت یکی در میان گوشه ها قرار می گیرند. معمولا در سالهای دور از این فرم برای انتقال نیرو در طاق ضربی یا سقف های سنتی استفاده شده است.

بدین ترتیب با هر 3 فرم بسیار مهم از فرمهای مورد استفاده برای سازه های کششی آشنا شدیم. در ادامه با سایر مقوله های مرتبط با سازه های کششی آشنا خواهیم شد.

تاریخچه سازه های کششی

شاید برای شما نیز جالب باشد که با تاریخچه این نوع از سازه ها بیشتر آشنا شوید. برای اولین بار ولادیمیر شوخوف روسی که یک دانشمند و مهندس معمار بود توانست محاسبات دقیق مربوط به سازه های کششی را انجام دهد. بیشتر شهرت این دانشمند روسی نیز به خاطر موفقیت در انجام این محاسبات و اجرای سازه کششی است. بدین ترتیب ولادیمیر شوخوف توانست نام خود را به عنوان یکی از افراد شاخص در صنعت ساخت سازه کشسان معرفی کند و هنوز هم از او به عنوان یکی از ابداع کننده های چنین سبک هایی در ساخت سازه شناخته می شود.

پس از ولادیمیر شوخوف روسی، آنتونیو گائودی اسپانیایی این سبک را گسترش داد. آنتونیو گائودی یک معمار چیره دست در بارسلون اسپانیا بود که با برخی تغییرات در سازه های کشسان توانست کارایی این سازه ها را بسیار بیشتر نماید. کلیسای ساگرادا فامیلیا را می توان یکی از اولین مکان هایی دانست که آنتونیو گائودی سازه غشایی را برای آن با تغییر و تحولات خاص خود اجرا کرد. کلیسای ساگرادا فامیلیا یکی از برجسته ترین کارهایی بود که آنتونیو گائودی توانست از خود به جای بگذارد.

نفر بعدی که توانست از سازه کشسان بیشترین بهره را ببرد، فرای اتو بود. فرای اتو توانست با الهام از محاسبات و فرمول های بسیار دقیقی که از ولادیمیر شوخوف و آنتونیو گائودی به جای مانده بود، یک شاهکار خلق کند. او در سال 1972 توانست برای سقف استادیوم المپیک مونیخ از سازه غشایی یا کشسان استفاده نماید. در آن سالها چنین سازه ای توانست موجب حیرت و شگفت زدگی افراد مختلف در سر تا سر دنیا شود. به کار گیری سازه های کششی در ایران نیز قدمت بسیار زیادی دارد و محدود به چند سال گذشته نمی شود. عشایر و کوچ نشینان بختیاری در ایران از سالهای بسیار دور توانسته اند، سازه های کششی بسیار محکم و باکیفیتی را برای سکونت خود در فضای آزاد تهیه کنند.

آشنایی با مراحل پیاده سازی سازه های کششی

مرحله اول: طراحی اولیه جهت پیدا کردن فرم سازه

در این مرحله باید با توجه به عوامل مختلف، یک طرح ایده آل برای سازه در نظر گرفت تا بتوان طبق آن طرح، سازه را اجرا کرد. اینکه نیروهای وارده به چه صورت بوده و فرم مناسب برای پارچه باید به چه شکل باشد، در این مرحله محاسبه می شوند. هر چقدر یک تیم در این مرحله عملکرد بهتری داشته باشد، قدرت بیشتری برای اجرای سازه باکیفیت و کاربردی خواهد داشت. طراحی را می توان یکی از مهمترین مراحل پیاده سازی سازه های کشسان دانست.

مرحله دوم: طراحی و اجرای فونداسیون

با توجه به نوع شرایط آب و هوایی و نوع خاک منطقه و میزان برف و باران می توان شالوده اصلی سازه کشسان را طراحی کرد. انتقال نیرو از ستونها به زمین در این نوع از سازه توسط پارچه انجام می شود. بهتر است همه عوامل جوی و محیطی را در طراحی و اجرای فونداسیون مد نظر داشت. توجه به این مسائل می تواند بر روی کیفیت و استحکام سازه تاثیر بیشتری داشته باشد.

مرحله سوم: طراحی الگو و جوش پارچه

پارچه هایی که برای سازه کششی مورد استفاده قرار می گیرند، پارچه هایی با طراحی و تولید مخصوص و منحصر به فرد می باشند. این پارچه ها به صورت کاملا صنعتی و مدرن تولید می شوند.کیفیت بالای این پارچه ها باعث می شود. استفاده از پارچه های استاندارد کمک می کند تا بتوان یک سازه بسیار مستحکم و زیبا را خلق کرد.

مرحله چهارم: طراحی و ساخت سازه

یک سری عناصر وجود دارد که وظیفه دارند بار موجود در غشا را به فونداسیون سازه انتقال دهند. سپس فونداسیون این بار را به زمین منتقل می کند. عناصری که بار غشا را به فونداسیون وارد می کنند، به طور کلی سازه نامیده می شوند. دیرک های داخلی و خارجی و کابل های معلق را در این موارد سازه می نامند. دیرک های داخلی و خارجی و کابل های معلق می توانند نیروی غشا را به فونداسیون برسانند تا از طریق فونداسیون این نیرو به زمین منتقل شود.

مرحله پنجم: رنگ آمیزی سازه و اتصالات

با توجه به اینکه اتصالات در سازه کششی نمایان بوده، بهتر است با استفاده از وسایل مناسب، رنگ آمیزی شوند. رنگ آمیزی اتصالات کمک میکند تا سازه ظاهری بسیار شیک و زیبا به خود بگیرد. بدین ترتیب کاربردهای سازه کشسان بسیار بیشتر می شوند.

مرحله ششم: طراحی و ساخت اتصالات

طراحی و ساخت اتصالات از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. زیرا نیروی وارده بسیار زیاد بوده و اتصالات باید به قدری استحکام داشته باشند تا بتوانند این نیروی وارده را تحمل نمایند.

مرحله هفتم: انتخاب تجهیزات مناسب

با توجه به اینکه سازه های کشسانی نوعی سازه خاص و منحصر به فرد محسوب می شوند، تجهیزات و نیروی کار مورد استفاده نیز باید قابلیت های لازم برای اجرای این سازه را داشته باشند. بهتر است از افراد متخصص برای اجرای سازه کشسان استفاده شود. در غیر این صورت ممکن است مشکلات بسیار زیادی به وجود آید.

مرحله هشتم: نصب و تحویل پروژه

تیم سازنده ایران سایبان  با تجربه خاصی که دارد، می توانند مراحل مختلف نصب سازه کششی را نیز به بهترین شکل ممکن انجام دهند. بهتر است افرادی که آموزش های لازم را دیده اند و با همه مباحث از جمله ایمنی در نصب سازه کشسان آشنا بوده برای نصب چنین سازه هایی انتخاب شوند. در صورتی که نصب این سازه با رعایت اصول مربوطه انجام شود، می توان سالها از آن استفاده کرد بدون آن که کوچکترین مشکلی برای سازه به وجود آید.

اجرای سازه کششی