سازه فضاکار در واقع یک سازه خرپا مانند و سه بعدی است که از الگوهای تکرار شونده تشکیل می شود و می تواند در هر سه راستای x، y و z گسترش یابد. این نوع سازه به دلیل ساختار باربری که دارد از مستحکم ترین و پایدارترین انواع سازه محسوب می شود و می تواند در عین سبکی، بار قابل توجهی را تحمل کند و چنانچه حتی قسمتی از سازه به هر دلیل آسیب ببیند، باز هم کل سازه پایدار خواهند ماند.

تعریف سازه فضایی و سازه فضاکار

“سازه فضاکار در واقع یک سازه خرپا مانند و سه بعدی است که از الگوهای تکرار شونده تشکیل می شود و می تواند در هر سه راستای x، y و z گسترش یابد. این نوع سازه به دلیل ساختار باربری که دارد از مستحکم ترین و پایدارترین انواع سازه محسوب می شود و می تواند در عین سبکی، بار قابل توجهی را تحمل کند و چنانچه حتی قسمتی از سازه به هر دلیل آسیب ببیند، باز هم کل سازه پایدار خواهند ماند. “

این سازه ها به دلیل داشتن نقاط اتصالی متعدد، توانایی تحمل بارهای سنگین را به طور یکنواخت در سرتاسر سازه دارند. سازه فضایی با نام سازه فضاکار نیز شناخته می شود.

با استفاده از سازه فضایی، معماران و مهندسان می توانند طراحی های انعطاف پذیر و چشم نوازی را پیاده سازی کنند که همزمان از لحاظ هزینه و زمان نیز بهینه باشند. این ویژگی ها باعث شده است که اقبال عمومی به سمت این نوع سازه افزایش چشم گیری پیدا کند.

تاریخچه سازه فضایی

“استفاده از شبکه‌های چند لایه سه بعدی اولین بار در سال ۱۹۰۶ توسط الکساندر گراهام بل مطرح شد. نام گراهام بل عنوان مخترع تلفن برای همه ما آشناست. این دانشمند اولین کسی بود که نشان داد می‌توان با کنار هم قرار دادن صحیح المان‌ها، سازه‌ای سبک اما مستحکم داشت.

اما کاربرد عملی و توسعه علمی این نوع سازه از سال ۱۹۵۰ میلادی شروع شد. این نوع سازه‌ها به دلیل زیبایی چشم نواز، استحکام خوب و تنوع در فرم توجه بسیاری از پژوهشگران را به خود جلب کرد و تحقیق و پژو‌هش‌های فراوانی روی آن انجام شد. امروزه دانش ساخت سازه فضایی به خوبی توسعه یافته است و در مکان‌های متعدد مورد استفاده قرار می‌گیرد.”

با رشد نیاز به فضاهای باز و بدون ستون در معماری مدرن، مهندسان به دنبال راهکاری بودند که ضمن حفظ استحکام سازه، وزن کمتری داشته باشد و فضاهای گسترده ای ایجاد کند. اولین نمونه های موفق سازه فضاکار در نهایت در دهه ۱۹۶۰ به کار گرفته شد و از آن زمان تا امروز، این فناوری به مرور تکامل یافته است.

در ایران نیز از دهه های اخیر شاهد رشد استفاده از سازه فضایی در پروژه های بزرگ مانند سالن های ورزشی، نمایشگاه ها و فرودگاه ها هستیم. این تکنولوژی به دلیل سرعت نصب، استحکام بالا و انعطاف پذیری در طراحی، محبوبیت زیادی در صنعت ساخت وساز یافته است.

انواع فرم های سازه فضایی

سازه فضایی دارای انواع فرم های مختلف است که هر یک برای کاربردهای خاصی طراحی می شوند. برخی از فرم های رایج عبارتند از:

* فرم تخت: این نوع سازه برای فضاهای بزرگ و مسطح مانند سقف های کارخانه ها و انبارها مناسب است.
* فرم گنبدی: این نوع سازه برای پروژه هایی مثل سالن های ورزشی و استادیوم ها که نیاز به پوشش بدون ستون دارند، به کار می رود.
* فرم قوسی (چلیک): یکی از محبوب ترین انواع فرم سازه فضاکار است که هم هزینه مقرون به صرفه تری دارد و هم برای اغلب مکان ها مناسب است.
* فرم هرمی: این فرم ها معمولاً در ساخت سازه های معماری جذاب و منحصر به فرد مانند برج ها و سازه های فرهنگی کاربرد دارند.
* فرم آزاد: سازه فضاکار این قابلیت را دارد که در هر فرم دلخواهی بسته به سلیقه کارفرما و صلاحدید مجری سازه فضایی، اجرا شود.

تنوع در طراحی و فرم بندی سازه فضاکار به معماران امکان می دهد تا آزادی بیشتری در ایجاد فضاهای منحصربه فرد داشته باشند.

ویژگی های سازه فضایی

از مهم ترین ویژگی های سازه فضایی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

* وزن سبک : به دلیل استفاده از اجزای مثلثی کوچک، این سازه ها وزن کمی دارند که به کاهش هزینه های حمل ونقل کمک می کند.
* استحکام بالا : ساختار سه بعدی این سازه ها توانایی تحمل بارهای سنگین را دارد و مناسب پروژه های بزرگ است.
* سرعت نصب : سازه های فضایی به راحتی و سرعت نصب می شوند که باعث کاهش زمان اجرای پروژه می گردد.
* انعطاف پذیری در طراحی : قابلیت اجرای طرح های پیچیده و منحصر به فرد را به معماران می دهد.

مزایای سازه فضاکار

سازه فضاکار مزایای متعددی دارد که آن را به گزینه ای برتر برای پروژه های بزرگ تبدیل کرده است:

* کاهش هزینه: به دلیل استفاده از مصالح کمتر و وزن سبک، هزینه های کلی کاهش می یابد.
* نصب سریع: زمان اجرای این سازه ها به مراتب کمتر از سازه های سنتی است.
* امکان اجرای دهانه های بزرگ بدون ستون: این سازه ها فضاهای وسیع بدون نیاز به ستون های داخلی ایجاد می کنند.
* طول عمر بالا: به دلیل استفاده از مواد مقاوم در برابر خوردگی، سازه های فضایی دوام و طول عمر بالایی دارند.
* انعطاف پذیری در کاربری: این نوع سازه ها در انواع پروژه ها از جمله سالن های کنفرانس، ورزشگاه ها، فرودگاه ها و نمایشگاه ها استفاده می شوند.

کاربردهای سازه فضایی

سازه فضایی در پروژه های متنوعی مورد استفاده قرار می گیرد، از جمله:

* استادیوم ها و سالن های ورزشی: به دلیل امکان ایجاد فضاهای بزرگ بدون ستون، این سازه ها برای ورزشگاه ها و سالن های ورزشی ایده آل هستند.
* فرودگاه ها و ترمینال ها: استفاده از سازه فضاکار در ساخت سقف های بزرگ فرودگاه ها و ترمینال های حمل و نقل رایج است.
* سالن های نمایشگاهی: این سازه ها برای ایجاد فضاهای باز و بدون مانع در سالن های نمایشگاهی مناسب هستند.
* سقف های کارخانه ها و انبارها: فرم های تخت سازه فضایی در این نوع پروژه ها به کار می روند تا فضاهای وسیع و مقاومی ایجاد شود.

سایه بان پایانه مرزی مهران با سازه فضاکار اجرا شده توسط شرکت استاک پیشرو سازه

مقایسه با سایر سازه ها

در مقایسه با سازه های سنتی مثل سازه های فولادی و بتنی، سازه فضایی مزایای زیادی دارد:

* وزن کمتر: سازه فضایی به دلیل طراحی مدولار و استفاده از قطعات سبک تر، وزن کمتری نسبت به سازه های فولادی و بتنی دارد.
* نصب سریع تر: زمان نصب این سازه ها به دلیل آماده بودن قطعات و طراحی ساده، بسیار کوتاه تر است.
* استحکام بیشتر: سازه فضاکار به دلیل توزیع بار در تمام نقاط، استحکام بیشتری در مقابل بارهای سنگین و شرایط نامساعد دارد.
* قیمت تمام شده کمتر: به دلایل متعددی مانند مصالح کمتر، سرعت اجرای بالاتر و … هزینه اجرای سازه فضایی نسبت به روش های سنتی بسیار کمتر است.

شرکت های فعال در حوزه سازه فضایی

در دنیا، شرکت هایی مثل شرکت Spaceframe، LF-BJMB و DSI Spaceframe از پیشتازان این حوزه هستند. در ایران هم شرکت های سازه فضایی مانند استاک پیشرو سازه، فضاسازه نقش جهان و آسمان گستر از نام آشنا ترین شرکت های سازه فضایی هستند

نتیجه گیری

سازه فضایی به دلیل ویژگی های منحصربه فرد خود از جمله وزن سبک، استحکام بالا، سرعت نصب و انعطاف پذیری در طراحی، به یکی از پرکاربردترین روش های ساخت و ساز در پروژه های بزرگ تبدیل شده است. از استادیوم ها و سالن های ورزشی گرفته تا فرودگاه ها و سالن های نمایشگاهی، این سازه ها در صنعت ساختمان نقش بسزایی دارند. در نهایت، آینده سازه فضایی با پیشرفت های فناوری و نیازهای روزافزون به فضاهای بزرگ و باز، همچنان روشن و پراهمیت خواهد بود.

منبع: https://3dspaceco.com/space-roof/