سازه کششی به طرق مختلفی، فرصت هایی را برای معماران و سازندگان در سرتاسر جهان فراهم آورده است. این نوع خلاقانه از معماری به ایجاد فضاهای کاربردی تر و مملو از انرژی کمک می کند.
اگر مایلید حیاط یا فضای بازی را طراحی یا بازسازی کنید، توصیه می کنیم قبل از آن حتماً نگاهی بر مزایا و اثرات سازه های کششی داشته باشید. سازه های کششی به پارچه های نازکی اطلاق می شوند که با استفاده از یک ستون نگه‌داشته می شوند.
در این سازه ها پوسته یا همان چادر تمام بار یا قسمتی از آن را تحمل می کنند که با استفاده از دکل یا همان قوس ثابت نگه‌داشته می شوند. در ادامه این مطلب از ساختمانچی به بیان نکات تکمیلی در این زمینه می پردازیم. با ما همراه باشید.
سازه کششی
در بسیاری از موارد، استفاده از سازه های کششی نسبت به سایر سازه ها در الویت قرار دارد. از جمله ویژگی هایی که باعث می شود، انتخاب این سازه در صدر قرار گیرد، می توان به سبک بودن و نمای مناسب آن برای استفاده در فضای باز اشاره کرد.
از دیگر ویژگی های این سازه ها قابلیت نوردهی آن ها به فضای داخلی سازه و در نتیجه روشنایی فضای داخلی آن می توان اشاره کرد.
هزینه نصب این گونه سازه ها نسبت به سازه های دیگر پایین می باشد. نصب سازه های کششی این امکان را فراهم می کند که در فضای باز امکان تشکیل سایه وجود داشته باشد.
پیشرفت تکنولوژی بر روی این سازه ها نیز تاثیر گذار بوده است. این امر به گونه ای است که می توان از مصالحی با دوام و با کیفیت برای اجرای این سازه ها استفاده کرد. متریال هایی که به این منظور مورد استفاده قرار می گیرند باید به گونه ای باشند که در برابر آتش از خود مقاومت نشان دهند.
همچنین از انتشار حریق نیز جلوگیری به عمل آورند. از دیگر عواملی که می توان با استفاده از این سازه ها به آن دست یافت، تنظیم شرایط محیطی داخلی سازه های کششی با استفاده از متریال مناسب برای انجام این کار می باشد.
برای مثال در مناطق سردسیر و یا در فصول سرد سال می توان با استفاده از یک لایه عایق حرارتی فضای داخلی سازه را گرم نگه داشت.
همچنین می توان در مناطق گرمسیر و یا در فصول گرم سال نیز با استفاده از یک لایه مناسب از ورود نور خورشید به داخل سازه جلوگیری کرده و فضای داخلی را خنک تر نگهداشت.
رویه های تشکیل‌دهنده سازه های کششی
رویه های تشکیل دهنده سازه های کششی در سه نوع مختلف هستند که می توان به سطح زین اسبی، خیمه و آرک اشاره کرد.
- در سطح زین اسبی، بار واردشده از طریق گوشه ها انتقال پیدا می کند. ساختار این گونه سازه ها به گونه ای است که دو گوشه از آن به سمت پایین و دو گوشه آن به سمت بالا می باشد.
- ساختار خیمه به شکلی است که در سطح پارچه با ایجاد انحنا، نیروها به دو سمت سازه انتقال پیدا می کند.
- ساختار سازه های آرک به گونه ای است که سطح این گونه سازه ها با زین اسب شباهت زیادی دارد. از این مدل در سقف های سنتی طاق ضربی استفاده می شود.
در اجرای برخی از سازه های کششی از ترکیب هر سه مدل استفاده می شود و نمونه های بسیار جذاب از لحاظ معماری ایجاد می گردد. طراحی این گونه سازه ها باید متناسب با فضا انجام شود.
کاربرد سازه‌های کششی
سازه‌های کششی به دلیل ویژگی های منحصر به فردشان در طراحی و قابلیت عملکرد بالا، کاربردهای مختلفی دارند. در زیر به برخی از کاربردهای سازه‌های کششی اشاره می کنیم:
- سازه‌های پوشش دهنده (سقف‌ها): سازه‌های کششی به عنوان سقف هایی سبک و زیبا برای فضاهای باز و بسته مانند استادیوم ها، تئاترها، سیرک ها، نمایشگاه ها و پارک ها استفاده می شوند.
- سازه‌های ورزشی: در ورزشگاه ها و مراکز ورزشی، استفاده از سازه‌های کششی می تواند به ایجاد فضاهای کناری و پوشش هایی برای زمین های بازی کمک کند.
- سقف های تم پارک ها و گذرگاه ها: در طراحی پارک های تفریحی و مراکز خرید، این سازه ها به عنوان سقف های بیرونی یا ساختمان های موقت استفاده می شوند.
- پوشش های فضای باز: در فضاهای عمومی مانند نمایشگاه ها و جشنواره ها، سازه‌های کششی می توانند برای ایجاد سایه و محافظت از باران مورد استفاده قرار گیرند.
- سازه های طراحی تجاری: در ساختمان های تجاری و اداری، می توان از سازه‌های کششی برای جداسازی فضاها و توزیع نور طبیعی استفاده کرد.
- سازه‌های نصب سریع: سازه‌های کششی به عنوان سازه‌های موقتی در کنسرت ها، همایش ها و رویدادهای خاص به کار می روند.
- گلخانه ها و باغ های عمودی: در طراحی گلخانه ها و باغ های عمودی، این سازه‌ها می توانند برای حمایت از گیاهان و ایجاد ساختارهای سبز استفاده شوند.
- سازه‌های پل: در طراحی پل ها، به ویژه پل های معلق، از تکنیک های کششی برای توزیع بار و استحکام بیشتر استفاده می شود.
- سازه های نمایشگاهی و نمایشگاه های موقت: در نمایشگاه ها، این سازه‌ها به صورت موقت برای نمایش محصولات و برگزاری کنفرانس ها استفاده می شوند.
ویژگی های سازه کششی
سازه های کششی دارای ویژگی هایی می باشند که از جمله می توان به امکان اشتعال پایین آن ها اشاره کرد. این ویژگی از مهم ترین نکاتی است که باید به آن توجه شود. در این سازه ها از تارپولین با وزن متوسط استفاده می شود.
متریالی که به این منظور مورد استفاده قرار می گیرد باید از خاصیت ضد قارچ و ضد کپک زدگی برخوردار باشند. این سازه ها باید در برابر اشعه های مضر خورشید از خود مقاومت نشان دهند. جنس سازه باید به گونه ای باشد که در شرایط مختلف آب و هوایی در مقابل فرسایش مقاوم باشد.
در سازه های کششی برخلاف سازه های دیگر انتقال بار تنها از طریق پوسته آن که همان پارچه می باشد صورت می گیرد. از این رو اجرای صحیح محاسبات در برپایی این گونه سازه ها بسیار مهم و حائز اهمیت می باشد.
انواع سازه های کششی
سازه‌های کششی بر اساس نوع کاربری به انواع مختلف دسته بندی می شوند که از جمله می توان به استفاده از آن ها در برپایی چادر برای آمفی تئاترها در فضای باز، ورودی ها، پارکینگ، اجرای سازه های موقت، پارکینگ و آلاچیق اشاره کرد.
نمونه ای از این سازه ها نیز با نام سازه های پیش مهندسی شناخته می شوند. ساخت آن ها به درخواست مشتری صورت می گیرد و طراحی و محاسبات آن ها از قبل انجام می شود.
نکاتی پیرامون سازه های کششی
نکته اول
اگر بخواهید برای هر کاربرد خاصی مثلاً رستوران، آتلیه یا محیطی برای مهمانی از یک حیاط یا فضای باز که در آن نور طبیعی وجود دارد و می توان هوای تازه را احساس کرد استفاده کنید، اما در منطقه ای باشید که آفتاب به شدت سوزان است، یا باران در اکثر فصول سال می بارد، استفاده از فضای باز ممکن نیست.
راه حل: با استفاده از سازه های کششی با پارچه می توانید از فضای باز لذت ببرید. با انتخاب غشایی مناسب کیفیت و میزان انتقال نور را تعیین کنید. مطمئن شوید که کاربران بدون قرار گرفتن در معرض هوای شدید از نور لذت می برند.
نکته دوم
با استفاده از سقف معمولی با سازه ای با تیر و ستون، کاربران نمی توانند حس حضور در فضای باز را به خوبی تجربه کنند. هم چنین سقف به تعمیر و نگهداری در طول زمان نیاز دارد.
راه حل: یک سازه کششی با استفاده از متریال قوی و در عین حال سبک فضای بزرگی را پوشش می دهد. با استفاده از ترکیب حرفه ای و مهندسی بدنه با کابل های پشتیبانی، می توانید بدون استفاده از ستون های قدیمی به یک سایه بان با پوشش کامل فضا دست پیدا کنید.
نکته سوم
ممکن است برای هرکسی اتفاق بیوفتد که طرحی را که مایل به انجامش است به علت کمبود بودجه نتواند عملی کند. خوشبختانه با گذشت زمان نوآوری هایی به وجود آمده است که راه حل هایی برای کاهش هزینه را شامل می شوند.
راه حل: انتخاب یک سقف کششی هزینه بسیار کمتری نسبت به نمونه های مشابه در گذشته دارد. با استفاده از این سازه ها در فضای باز علاوه بر این که در برابر اشعه ماورا بنفش خورشید محافظت می شوید، هم احساس راحتی بیشتری دارید و هم از هوای مطبوع بدون نیاز به سیستم تهویه بهره می برید.
عملاً سازه ها تمایل به تحمل کشش و فشار دارند. اینکه یک سازه برای تحمل فشار یا تنش در نظر گرفته و طراحی می شود مشخص می کند که آن سازه کششی است یا خیر. کشش معمولاً در سیم یا کابل ایجادشده و توسط پایه ها جذب می شود.
سازه هایی با المان کششی عبارتند از:
- سازه های کششی پارچه ای
- سازه های کابلی شبکه ای
- پل های معلق
سازه های کششی سه بعدی به طور معمول به صورت منحنی دوطرفه هستند. سطوح منحنی دو طرفه می توانند بدون از دست دادن فرمشان کشیده شوند، زیرا انحنا در جهات مختلف است و این منحنی ها تعادل ایجاد می کنند.
کشش پارچه، قابلیت ارتجاعی (الاستیسیته) را کاهش می دهد و بدین صورت در بارگذاری های بعدی که توسط باد یا برف رخ می دهد، کمتر کج می شود.
به علاوه خود هندسه منحنی شکل سازه ی پارچه ای باعث می شود تا بعد از اعمال بار، نسبت به سازه با منحنی کمتر و یا بدون منحنی، تغییر شکل کمتری داده و کمتر منحرف شود. بنابراین هرچه انحنا بیشتر باشد، پیش کشیدگی پارچه بیشتر است و تحت بار کمتر کج می شود.
به طور کلی در ساخت سازه های کششی از متریال کمتری نسبت به سازه فشاری استفاده می شود، بنابراین سبک تر هستند و می توانند فضای وسیعی را پوشش دهند.
مزایای سازه های کششی
سازه های کششی به دلیل ویژگی های منحصر به فردشان در طراحی و ساخت سازه‌ها، در بسیاری از پروژه ها مورد استفاده قرار می گیرند. در زیر به برخی از مزایای سازه‌های کششی اشاره می کنیم:
- سبک وزن: سازه‌های کششی به دلیل استفاده از مواد سبک مانند پارچه، نایلون یا کابل، وزن کمتری نسبت به سازه‌های بتن یا فولاد دارند. این ویژگی باعث کاهش هزینه های حمل و نقل و نصب می شود.
- اقتصادی بودن: هزینه تولید و نصب این سازه‌ها معمولاً کمتر از سازه‌های جامد است. همچنین، به دلیل استفاده بهینه از مواد، می تواند در صرفه‌جویی در منابع مؤثر باشد.
- زیبایی شناسی منحصر به فرد: سازه‌های کششی طراحی های بصری خلاقانه و منحصر به فردی را امکان پذیر می‌کنند. این سازه‌ها می توانند به عنوان عناصر زیبایی‌شناختی در محیط های شهری یا طبیعی عمل کنند.
- انعطاف‌پذیری طراحی: این سازه‌ها به طراحان این امکان را می دهند که فرم ها و اشکال مختلفی را ایجاد کنند، که می تواند به ساخت فضاهای کاربردی و زیبا کمک کند.
- توزیع بار مؤثر: سازه‌های کششی به خوبی بار را در تمامی نقاط سازه توزیع می کنند و می توانند بارهای مرکزی و جانبی را بهتر از سازه‌های سنتی تحمل کنند.
- مقاومت در برابر عوامل جوی: این سازه‌ها معمولاً مقاومت خوبی در برابر باد و باران دارند و می توانند به راحتی با تغییرات جوی یا شرایط آب و هوایی سازگار شوند.
- تعمیر و نگهداری آسان: نگهداری از سازه‌های کششی معمولاً ساده‌تر است و با هزینه کمتری انجام می شود. مواد مورد استفاده در این سازه‌ها معمولاً در برابر عوامل جوی مقاوم هستند.
- سازگاری با محیط زیست: سازه‌های کششی معمولاً کمتر بر روی محیط تأثیر می گذارند و به کاهش اثرات منفی بر روی طبیعت کمک می کنند. این سازه‌ها می توانند به شکل پایدار و بهینه در محیط های مختلف قرار گیرند.
- سرعت نصب: نصب سازه‌های کششی معمولاً سریع تر از سازه‌های سنتی است، که این موضوع می تواند به کاهش زمان پروژه کمک کند.
نکات پایانی
آن چه که در این مطلب به بیان آن پرداختیم، ارائه نکاتی در زمینه سازه های کششی می باشد. همان گونه که گفتیم، اجرای نکات مهندسی در برپایی این گونه سازه ها بسیار حائز اهمیت می باشد، چرا که رعایت این نکات از بروز هرگونه خطرات احتمالی جلوگیری به عمل می آورد.
