یکی از جذاب‌ترین و کارآمد‌ترین روش‌های ساخت سازه‌های بزرگ و پیشرفته، سازه‌های فاضاکار هستند. اگر به سقف‌های بزرگ ورزشگاهها، پل‌های بزرگ یا سالن‌های بدون ستون دقت کرده باشید، همه این سازه‌ها با کمک تکنولوژی سازه‌های فضاکار ساخته شده‌اند.
امروز در فولادسل قصد داریم که انواع سازه فضاکار را مورد بررسی قرار دهیم و شما را با کاربردهای متنوع و مزایایی که دارند، آشنا کنیم. این نوع سازه‌ها نه‌تنها به دلیل زیبایی ظاهری، بلکه به‌خاطر استحکام و کارایی‌شان، در پروژه‌های بزرگ و مهم بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند. اگر می‌خواهید بدانید که چرا سازه فضایی در پروژه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد، در ادامه همراه ما باشید.
سازه فضاکار یا سازه فضایی چیست؟
سازه فضاکار یا Space frame structure، نوعی ساختار مهندسی است که از کنار هم قرار گرفتن قطعات کوچک و سبک مثل مثلث‌ها یا چندضلعی‌ها ساخته می‌شود. این سازه‌ها به ما کمک می‌کنند تا فضاهای بزرگ مثل ورزشگاهها، فرودگاه‌ها و سالن‌های کنفرانس را بدون نیاز به ستون‌های زیاد، به شکل باز و گسترده بسازیم.
ویژگی اصلی این سازه‌ها این است که با وجود سبک بودن، بسیار مقاوم و محکم هستند و می‌توانند وزن‌های سنگین را تحمل کنند. این ویژگی آن‌ها در سبک‌سازی سازه تاثیر به‌سزایی داشته و به‌خاطر طراحی خاصشان، در برابر نیروهای طبیعی مثل باد و زلزله هم مقاومت بالایی دارند.
سازه‌های فضاکار نه‌تنها برای ساخت بناهای بزرگ و مدرن کارآمد هستند، بلکه به سازه‌ها جلوه‌ای زیبا و مدرن می‌بخشند. در کل، این نوع سازه‌ها یک ترکیب هوشمندانه از سادگی، استحکام و زیبایی را به شما ارائه می‌دهند.
انواع سازه فضاکار
سازه‌های فضاکار را می‌توان بر اساس ساختار و فرم هندسی یا نوع مصالح به کار رفته در آن‌ها دسته‌بندی کرد. البته اغلب در ساخت آن‌ها از پروفیل گالوانیزه استفاده می‌شود. هر یک از این دسته‌ها ویژگی‌های خاصی دارند که برای کاربردهای مختلف معماری و مهندسی مناسب هستند.
سازه فضاکار بر اساس ساختار و فرم
این نوع سازه‌ها بر اساس شکل و فرم هندسی‌شان دسته‌بندی می‌شوند و هر کدام مزایا و کاربردهای خاصی در پروژه‌های مختلف دارند.
سازه فضاکار تخت (Flat Cover)
این نوع سازه دارای سطحی صاف و مسطح است و بیشتر برای پوشش فضاهای وسیع و مستطیلی شکل مانند سوله‌ها و انبارها استفاده می‌شود. سازه‌های تخت به‌دلیل سادگی طراحی و اقتصادی بودن، بسیار محبوب هستند.
سازه فضاکار چلیک
سازه چلیک به‌صورت نیم‌استوانه‌ای طراحی می‌شود و برای پوشش فضاهای طولانی و مستطیل شکل مانند سالن‌های نمایشگاهی یا استادیوم‌ها کاربرد دارد. این سازه به دلیل قوس نرم و فرم منحنی، توزیع بار مناسبی دارد و فضای داخلی بدون ستون فراهم می‌کند.
سازه فضاکار گنبدی یا قوسی شکل (Spherical Domes)
سازه‌های گنبدی یا قوسی با استفاده از فرم‌های کروی طراحی می‌شوند و برای ایجاد فضاهای بزرگ با دهانه‌های وسیع مناسب هستند. این نوع سازه‌ها معمولا برای استادیوم‌ها، سالن‌های کنفرانس یا مراکز ورزشی استفاده می‌شوند و دارای دو نوع عمده‌اند:
- سازه گنبدی ژئودزیک (Geodesic Dome):
با استفاده از چندضلعی‌های منظم ساخته می‌شود و به دلیل پایداری و مقاومت بالا، یکی از محبوب‌ترین انواع سازه‌های گنبدی است. - سازه گنبدی شودلر (Schwodler Dome):
این نوع سازه به‌صورت گنبدی طراحی شده، اما از المان‌های عمودی و افقی بهره می‌برد که ظاهر منحصر به فردی ایجاد می‌کند. - سازه گنبدی کیویت (Kiewitt Dome):
این نوع سازه از تعدادی هرم‌های کوچک تشکیل شده که به شکل گنبدی بزرگ به هم پیوسته‌اند و ظاهری هندسی و دقیق ایجاد می‌کند.
سازه فضاکار فرم آزاد
این نوع سازه با انعطاف‌پذیری در طراحی، به معماران اجازه می‌دهد اشکال نامنظم و خلاقانه‌ای ایجاد کنند. سازه‌های فرم آزاد بیشتر برای پروژه‌های هنری، نمایشگاهی یا ساختمان‌هایی با معماری خاص استفاده می‌شوند.
سازه فضاکار دیسکی
سازه‌های فضاکار دیسکی با طراحی دایره‌ای شکل خود، برای پوشش فضاهای مدور و دایره‌ای مناسب هستند و معمولاً در فضاهای عمومی باز مانند میدان‌ها یا پارک‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
سازه فضاکار هرمی
این نوع سازه‌ها با فرم هرمی خود، توزیع بار متعادل و مقاومی را ایجاد می‌کنند. سازه‌های هرمی به دلیل ظاهر خاصشان در پروژه‌های مدرن و چشم‌نواز مورد توجه قرار می‌گیرند.
سازه فضاکار سینوسی
سازه‌های سینوسی با استفاده از فرم‌های موج‌دار و منحنی ساخته می‌شوند و به دلیل طراحی پویا و جذاب، در پروژه‌هایی که به‌دنبال ایجاد زیبایی‌های بصری هستند، کاربرد دارند.
سازه فضاکار طاق بشکه‌ای (Barrel Vault)
این نوع سازه به‌صورت قوسی شبیه به یک بشکه است و برای پوشش فضاهای طولانی و باریک مثل راهروها یا سالن‌های ورودی استفاده می‌شود.
سازه فضایی تاشو (Folding Domes)
این نوع سازه‌ها با قابلیت تاشدن طراحی می‌شوند و برای سازه‌هایی که نیاز به جابه‌جایی یا تغییرات موقتی دارند، بسیار کاربردی هستند. اغلب در سازه‌های موقت یا قابل جابه‌جایی از این نوع استفاده می‌شود.
سازه فضایی فری فرم (Free Form)
این نوع سازه‌ها با شکل‌های آزاد و غیرمنظم ساخته می‌شوند و به معماران اجازه می‌دهند خلاقیت و نوآوری بیشتری در طراحی داشته باشند. این سازه‌ها بیشتر در پروژه‌های هنری یا ساختمان‌هایی با طراحی خاص استفاده می‌شوند.
سازه فضاکار ترتیبی
این سازه‌ها بر اساس لایه‌های مختلف شبکه‌ای تقسیم‌بندی می‌شوند:
- شبکه تک لایه
ساختارهایی که تنها از یک لایه مشبک ساخته شده‌اند و بیشتر برای فضاهای کوچک استفاده می‌شوند. - شبکه دولایه
این نوع سازه‌ها از دو لایه مشبک تشکیل شده و برای پروژه‌های بزرگ‌تر با نیاز به استحکام بیشتر کاربرد دارند. - شبکه سه لایه
سازه‌های سه لایه، با استحکام بالا و مقاومت بیشتر، مناسب برای پروژه‌های پیچیده و سنگین هستند.
سازه فضاکار بر اساس مصالح
سازه‌های فضاکار بسته به نوع مصالح به‌کار رفته در آن‌ها می‌توانند از فولاد، آلومینیوم یا حتی چوب ساخته شوند. هر یک از این مصالح ویژگی‌های خاص خود را دارند و در شرایط مختلف به کار می‌روند.
سازه فضاکار فولادی
سازه‌های فضاکار فولادی به دلیل استحکام بالا و مقاومت در برابر شرایط سخت محیطی، یکی از محبوب‌ترین گزینه‌ها هستند. این نوع سازه‌ها به‌ویژه در پروژه‌های بزرگ و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
سازه فضاکار آلومینیومی
سازه‌های فضاکار آلومینیومی به‌دلیل وزن سبک و مقاومت در برابر خوردگی، برای پروژه‌هایی که نیاز به مصالح سبک و بادوام دارند، مناسب هستند. این نوع سازه‌ها بیشتر در معماری‌های مدرن و پروژه‌های موقت به کار می‌روند.
سازه فضاکار چوبی
سازه‌های فضاکار چوبی کمتر رایج‌اند، اما به دلیل زیبایی طبیعی و سازگاری با محیط زیست، در برخی پروژه‌های معماری پایدار و محیط‌های طبیعی کاربرد دارند. این سازه‌ها بیشتر در پروژه‌هایی با طراحی منحصر به‌فرد و خاص به کار می‌روند.
کاربرد و مزایای سازه فضاکار
سازه‌های فضاکار به ساختارهایی گفته می‌شود که از اعضای کوچک و سبک تشکیل شده و به صورت شبکه‌ای در کنار هم قرار می‌گیرند. این نوع سازه‌ها به دلیل طراحی خاص خود، می‌توانند فضاهای بزرگ را بدون نیاز به ستون‌های داخلی پوشش دهند.
یکی از مزایای مهم سازه‌های فضاکار، وزن کم و استحکام بالا است. این ویژگی باعث می‌شود تا این سازه‌ها در برابر نیروهای مختلف مانند باد و زلزله مقاوم باشند. همچنین، به دلیل توزیع یکنواخت بار در کل سازه، فشار به صورت متعادل بر تمامی اجزا اعمال می‌شود که عمر مفید سازه را افزایش می‌دهد.
از دیگر مزایای کاربردی این سازه‌ها، سرعت نصب بالا و کاهش هزینه‌های ساخت است. قطعات سازه‌های فضاکار به صورت پیش‌ساخته تولید می‌شوند و در محل پروژه به سرعت مونتاژ می‌گردند، که این موضوع نه تنها زمان اجرای پروژه را کاهش می‌دهد، بلکه هزینه‌های نیروی کار و مواد اولیه را نیز کم می‌کند.
در نهایت، انعطاف‌پذیری در طراحی این نوع سازه‌ها به معماران و مهندسان این امکان را می‌دهد تا انواع طرح‌های جذاب و کارآمد را برای پروژه‌های مختلف اجرا کنند. از کاربردهای متداول این سازه‌ها می‌توان به پوشش سقف سالن‌های ورزشی، نمایشگاه‌ها، فرودگاه‌ها و حتی پل‌ها اشاره کرد.
در نتیجه، سازه‌های فضاکار یک گزینه ایده‌آل برای پروژه‌هایی هستند که به فضای باز، زیبایی و استحکام نیاز دارند.
جمع‌بندی سازه فضایی
امروز در فولادسل سعی کردیم تا شما را با سازه فضایی یا فضاکار آشنا کنیم و انواع آن‌ها را مورد بررسی قرار دهیم. اگر در فرآیند اجرای این نوع سازه‌ها نیاز به مقاطع فولادی داشتید، با کارشناسان ما در فولادسل تماس حاصل نمایید.