چکیده

امروزه با توجه به استفاده روزافزون از سازه های فضاکار و با بوجود آمدن نرم افزارها در عرصه مهندسی عمران-سازه-، نوآوری هایی در زمینه طراحی و ساخت سازه های فضاکار صورت گرفته به نحوی که امروزه در دنیا شاهد محبوبیت روزافزون این نوع سازه ها هستیم و این محبوبیت ناشی از قابلیت منحصر بفرد این سازه ها است که عبارت از پوشش دهنه های بزرگ به جلوه های زیبا، وزن کم، سادگی تولید، سرعت نصب و … است .

از طرفی با پیشرفت علم و تکنولوژی نیازها و خواسته های جدید در زمینه مهندسی سازه رخ داده است . عامل زمان اهمیت بیشتری یافته و باعث روی آوردن به سازه های پیش ساخته شده است، همچنین با افزایش جمعیت،جوامع بشری علاقه به داشتن فضاهای بزرگ بدون حضور ستون های میانی از جمله مراکز خرید و سوپرمارکت ها، مساجد، پل ها و سازه هایی که در مدار زمین قرار می گیرند نظیر بشقاب مخابراتی اشاره کرد .

این نوع سازه ها بدلیل اشکال بسیار متنوع از جمله گنبدی، چلیکی، قوسی، شبکه ای مسطح دو یا چند لایه و …دارای جذابیت فراوان هستند . در این مقاله سعی شده است کلیاتی مفید و قابل کاربرد در زمینه سازه های فضاکار اجمالا بیان شود تا مورد استفاده دانشجویان قرار گیرد.

واژههای کلیدی: سازه های فضاکار، چلیک های دولایه ،گنبد

۱

-۱ مقدمه :

امروزه با پیشرفت علوم و تکنولوژی نیازها و خواسته های جدیدی در زمینه مهندسی سازه رخ نموده است. عامل زمـان در سـاخت سازه ها اهمیت دوچندان یافته و این امر گرایش به سازه های پیش ساخته را افزایش داده است همچنین با افزایش جمعیت جوامع بشری علاقه به داشتن فضاهای بزرگ بدون حضور ستون های میانی خواهان بسیار پیدا کرده است . در ایـن راسـتا از اوایـل قـرن حاضر تعدادی از متخصصین مجذوب قابلیت های منحصر بفرد سازه های فضاکار گشته و پاسخ بسیاری از نیازهای جدید را در این سازه ها جسته اند و البته به نتایج بسیار مثبتی نیز دست یافتند . با انتشار این نتایج روز به روز این عرصه با اقبال بیشتری مواجـه گردید به گونه ای که با گذشت چندین دهه هنوز هم مطالعه سازه های فضاکار در کانون تحقیقات متخصصین و دانشـجویان قـرار دارد.
در این مقاله منظور از عبارت سازه فضاکار سیستم های اسکلت فلزی بوده که از بافت تعداد زیـادی المـان یـا مـدول بـا شـکلهای استاندارد به یکدیگر تشکیل می شو ند و نهایتا یک سیستم سبک و با صلبیت زیاد را ایجاد می کنند.

سازه های فضاکار در اشکال بسیار متنوعی ساخته می شوندکه مهمترین آنها عبارتند از : شبکه های مسطح دو یا چند لایه، چلیک ها، گنبدها و قوس ها . علاوه بر این، سازه های فضاکار دارای بافتار متنوعی نیز می باشند. بدین ترتیب که با تغییر در آرایش المان ها می توان بافتار جدید ایجاد کرد و بدیهی است که کارآیی هر بافتار باید در مقایسه با بافتارهای دیگر سنجیده شود.

مثال های متعددی از سازه های فضاکاری که در دنیا و ایران ساخته شده است وجود دارد : از جمله استادیوم های ورزشـی، مراکـز فرهنگی، سالن های اجتماعات، مراکز خرید، ایستگاه های قطار،آشیانه های هواپیماها، مراکز تفریحی، برجهای رادیویی و …

۲ -تعریف و تاریخچه سازه های فضاکار

به سازه ای که اصولا رفتار سه بعدی داشته باشد، به طوریکه به هیچ ترتیبی نتوان رفتار کلی آن را با استفاده از یک یا چند مجموعه مستقل دوبعدی تقریب زد، سازه فضاکار نامیده می شود . با این تعریف طیف وسیعی از سازه ها یعنی حتی برخی از قوس ها و گنبدهای آجری گذشته نیز جزو سازه های فضاکار محسوب می شوند، اما در اینجا منظور سازه های سه بعدی خاص هستند که معمولا دارای اعضای مستقیم با اتصالات صلب یا مفصلی می باشند.

-۳ انواع سازه های فضاکار