1. سازه های فضاکار

2. سازه هاي فضا كار
سازه فضا كار(space structure) به سازه اي اطلاق مي شود كه سه بعد دارد .
اين سازه ها در مقابل سازه هاي صفحه اي (plane structure) مانند خرپاهاي صفحه اي قرار مي گيرند كه بيش از دو بعدندارند.
بطور دقيق تردر حالت سازه صفحه اي بارهاي خارجي و داخلي در صحفحه اي منفرد وارد مي شوند كه همان صفحه اي است كه شامل خود سازه نيز مي شود درسازه هاي فضا كار تركيبي از بارهاي خارجي ؛ بارهاي داخلي و جابجايي هاي سازه بر فراز يك صفحه منفرد توسعه مي يابد.

3. این اجزا از المانهای طولی ( با مقطع های مربعی ، دایره ای ، مثلثی و … ) و اتصالهایی که هر روز بر انواع آنها افزوده می شود تشکیل می شود .
جنس المانهای طولی متنوع بوده و بسته به نوع مصرف آنها متغیر خواهد بود ولی معمولاً از انواع
پلاستیک و پروفیل ، فولاد و آلومینیوم استفاده می شود
به عنوان نمونه هایی از این نوع سازه ها در ایران ، پوشش مرقد مطهر امام و سقف چند غرفه نمایشگاه بین اللملی تهران را می توان نام برد .

4. مصا لح شبکه های فضایی :
بیشتر سیستم های شبکه های فضایی به عنوان سا زه ساختمان ها ، ا ز فولاد ساخته می شوند، اگر چه آلومینیوم نیز به صورت گسترده ای به کار می رود واز چوب ، بتن و پلاستیک مسلح هم استفاده می شود .
برای لوله ها و مقاطع ا ز فولاد نرم و فولاد با درجه جاری شدن بالا ، برای اعضا ی شکل داده شده از نوار های فولادی به صورت سرد و برای قسمت های ریخته گری شده از آهن گرافیت کروی استفاده می شود .این اعضا اغلب به صورت گالوانیزه یا رنگ شده هستند .

6. طراحی و ساخت :
عواملی از قبیل :رفتار سا زه ای اعضا ، نسبت دهانه به ارتفاع ، جزئیات تکیه گاه ها ، درستی اندازه ها ، پیش خمیدگی ، پوشش نهایی و شیشه ها ، نصب ، رفتار در مقابل آتش سوزی و رفتا رتحت نیروهای زلزله بر طراحی و ساخت شبکه های فضایی تا ثیر می گذارند .
رفتار سازه ای :
دو عامل از مهمترین ملاحظات سازه ای درطراحی اعضای خرپای فضایی ، کمانش اعضای فشاری و اعضای مها ری جان ونیزطراحی گره ها برای تا ثیر وکارایی در انتقا ل نیروهای محوری بین اعضا و گره ها برای به حداقل رساندن تاثیر خمش ثا نویه است.
نسبت دهانه به ا رتفاع برای شرایط تکیه گاهی متفا وت :
تعیین نسبت اقتصادی دهانه به ارتفاع برای سا زه ها ی مشبک فضایی مشکل است ، چرا که آنها از شرایط تکیه گاهی ، نوع با رگذاری وتا حد زیادی ازسیستم مورد نظر تا ثیرمی پذیرند .

7. سازه های فضایی چه خصوصیاتی دارند که همه کشورها به آن روی آورده اند ؟
دهانه : سیستم سازه فضاکار قادر به پوشاندن دهانه های بزرگ با حداقل مواد مصرفی می باشد.(فولاد مصرفی در سازه فضاکار 3/1 کمتر از سازه های متداول دیگر می باشد)
سرعت نصب : به علت پیش ساخته بودن قطعات سرعت عملیات مونتاژ و نصب بسیار بالا و اقتصادی می باشد
. وزن کم و قابلیت جابجایی : سازه فضاکار دارای وزن کم بوده و قابلیت جابجایی با دست را دارا می باشد.
انعطاف پذیری در طراحی : سازه فضاکار قابلیت افزایش و کاهش سطح را دارا بوده و امکان جابجایی ستونها بدون اینکه خطری برای سازه فضاکار ایجاد گردد میسر می باشد.
مقاومت در برابر نیروهای دینامیکی : سازه فضاکار مقاومت بالاتری در برابر بارهای دینامیکی همچون زلزله انفجار بارباد در مقایسه به سازه های متداول دیگر از خود نشان می دهد.

8. عبور تاسیسات : از فضای بین دولایه در شبکه های فضایی به راحتی می توان جهت عبور تاسیسات الکتریکی و مکانیکی استفاده نمود. ظاهر زیبا: سازه فضاکار از نظر نمای ظاهری بسیار زیبا بوده و نیازی به استفاده از سقف کاذب در این سازه نیست. ایمنی سازه : سختی زیاد سازه تغیر شکل سازه را پایین می آورد. درجه نامعین این نوع سازه بعلت رفتار سه بالا بوده و معمولا خرابی موضعی باعث خرابی کل سازه نمی گردد. به علت رفتار سه بعدی، توزیع تنش در تمام جهات انجام می گردد.

9. از آغاز پیدایش سازه های فضایی اشکال بسیار گوناگونی به انواع آن افزوده شده که دارای طبقه بندی جامع ذیل است :
1- داربستهای اسکلتی ( Skeleton Frameworks )
2- سیستمهای پوسته تحت تنش ( Stressed Skin Systems )
3-سازه های معلق ( Suspended Structures )
4- سازه های هوای فشرده ( Pneumatic Structures )
در انواع این سازه ها ، اتصالهای مختلف که در طی مدت زمان طولانی تکمیل شده اند به کار گرفته می شوند و اکثر آنها شکل ظاهری بسیار ساده ای دارند . با استفاده از این اتصالها امکان ساختن این سازه ها به صورت دو و یا چند لایه وجود می آید و با استفاده از قطعات پیش ساخته می توان سازه های عظیمی را با هزینه کم و به آسانی ایجاد کرد .

10. انواع معماری سازه فضایی
1_تخت : • شبکه های تخت یک لايه اي •  شبکه های تخت دو لايه و چند لایه • شبكه هاي که از دو یاچند صفحه موازي كه بوسيله عناصري به هم متصل گرديده اند تشكيل مي شوند 
دراین نوع معماری پس از انجام مراحل مشاوره و طراحی سازه فضایی بصورت تخت, مونتاژ و در محل نصب شده و با استفاده از پایه های نصب شده بر روی سازه شیب بندی مورد نظر بر روی سقف ایجاد می شود 

11. 2_ شیب دار  : دراین نوع معماری سازه بصورت کاملا تخت مونتاژ شده و با تغییر ارتفاع ستونها شیب یکطرفه یا دوطرفه برای سقف ایجاد می شود

12. 3_قوسی : دراین نوع معماری سازه فضایی به گونه ای طراحی و تولید می شود که پس از اجرا نمای بیرونی و داخلی سازه بصورت کمالی از دایره می باشد

13. 4_گنبدی : در این نوع معماری سازه فضایی برای مسقف نمودن فضاهای وسیع و بدون استفاده از ستون در میانه ها مورد استفاده قرار می گیرد

14. 5_ هرمی: دراین نوع معماری سازه فضایی بصورت نیمه هرم اجرا می گردد که در نماد سازی شهری و نورگیر بیشترین استفاده را دارد

15. 6_ تلفیقی : دراین نوع معماری سازه فضایی از خرپاهای فضایی و اتصال دهنده های آنها که می تواند از المان یا رابط های فضایی باشد تشکیل شده است 

16. 7_چليك :
به شبكه اي كه در يك جهت داراي انحنا باشد ، چليك مي گويند . اين سازه بيشتر براي پوشش سطوح مستطيلي دالان مانند استفاده شده و بعضا فاقد ستون مي باشند و روي لبه هاي چليك كه به تكيه گاه متصل است ، قرار مي گيرند . چليك ها داراي محور مي باشند .
نكته اي كه در طراحي اين نوع
سازه ها بايد در نظرگرفت اين است
كه انتهاي چليك بايد قوي باشد
و اين تقويت را مي شود
بوسيله تير ، و تيروستون و شكل
خورشيدمانند انجام داد .

17. چند نمونه چليك

18. نمونه های اجرا شده چلیک چلیک دو لایه ای با مصالح پوشاننده تفلون می باشد که از جنس سازه غشایی تعریف می شود.برای چلیک های طولانی وجود دنده میانی میتواند مجموعه چلیک را اقتصادی تر کند.

19. انواع سيستم های سازه فضايي
1-سازه فضايي مرو ( گوی سان )  
اين سيستم امروزه رايج ترين روش در ساخت سازه های فضايي است و شامل اعضای لوله ای منفرد و اتصالات از نوع پيونده های کروی ( گوی سان ) است. اين نوع سازه علاوه بر زيبايي می تواند به اشکال گوناگون و با سيستم های متنوع متشکل از از پيوندهای کروی و لوله ها مورد استفاده قرار گيرد. اعضای لوله ای شکل با مقطع دايره توسط يک پيچ پنهان برای هر لوله به گره های توپی ريخته شده متصل مي شوند.
2-سازه فضايي تک پيچ :
اين نوع از سازه فضايي، ساده ترين نوع شبکه های فضايي است. در اين نوع سازه لوله ها در محل گره ها توسط يک پيچ به يکديگر متصل ميشوند.مورد استفاده اين نوع از سازه ها جهت دهانه های تا 10 متر مي باشد.

20. روش های نصب سازه فضايي
1-    نصب تمام مدول ها يا اعضای مجرد شبکه فضايي در يک سطح يا داربست موقت در محل شکل دائمی آنها.
2-    نصب اعضای سازه فضايي يا مدول ها در بخش هاي بزرگ تر ( اغلب روی زمين ) قبل از بالا بردن آنها توسط جرثقيل و نصب آنها در هوا به قسمت هايي از شبکه که قبلاً نصب شده اند.
3-    نصب تمام شبکه در يک مرحله بر روی زمين قبل از بالابردن آن بر روی تکيه گاه های دائمی توسط جرثقيل.

21. 4-    نصب يک بخش يا تمام سازه فضايي بر روی زمين پيش از بالابردن آن در موقعيت نهايي روی تکيه گاه های موقت يا دائمی.

22. انواع سیستم های اتصال سیستم های واحدی
انواع سیستم های اتصال
سیستم های واحدی
در سیستمهای واحدی واحدهای تکرار شونده که شبکه را تشکیل میدهند جداگانه در کارخانه تولید شده وبا اتصال آنها به یکدیگر درمحل کارگاه, شبکه سازه فضایی احداث میگردد.معمولا این اتصالات از نوع پیچی می باشد اعضای هر واحد ممکن است با استفاده از پیونده های مختلف ویا مستقیما به یکدیگرمتصل شوند.  

23.    سیستم های ترکیبی
سیستم هایی هستند که جزءسیستمهای واحدی نباشند.یا ازترکیب چند نوع سیستم اتصال بوجود آمده باشد. سیستم اتصال ترکیبی تولید شده در این شرکت بیشتر شبیه سیستم اتصال ترکیبی نوع Harley کانادایی می باشد.

24. مزایای استفاده از شبکه های فضایی
1 ) تقسیم بار : اولین مزیت سازه های فضایی ، مشارکت اغلب اعضای سازه در تقسیم و توزیع بار است . 2 ) نصب تاسیسات : به دلیل وجود فضای بازبین 2لایه شبکه های فضایی ، نصب تاسیسات مکانیکی و الکتریکی وکانال های هوا درون ارتفاع سازه ساده است . 3 ) مقاومت : شبکه های فضایی ، سازه های مقاومی اند ، یعنی به طورکلی ، فروریختن تعداد محدودی ازاعضا ،لزوما منجربه فروپاشی سازه نمی شود . 4 ) اجزای مدولار : شبکه های فضایی مدولارترین سیستم های سازه ای هستند که ازنصب اجزاء پیش ساخته به یکدیگرساخته شده اند.

25. ترکیب space frame ها مثل پیوند های مولکولی هست که با توجه به فرم سقف زاوایای اونها تغییر میکنه
5 ) آزادی در انتخاب محل تکیه گاه ها : امکانات زیادی در انتخاب محل تکیه گاه وجود دارد . این قابلیت به معماران آزادی زیادی برای طراحی فضای زیر شبکه فضایی می دهد 6 ) هندسه منظم 7 ) سهولت نصب 8 ) پیش ساخته بودن 9 ) امکان مونتاژ و دمونتاژ به دفعات 10) امکان افزايش يا کاهش سازه اجرا شده 11) امکان نصب در هر شرايط آب و هوايي

26. معایب و محدودیت های شبکه های فضایی:
1 ) هزینه:
هزینه این سازه ها گاهی می تواند در مقایسه با سیستم های سازه ای دیگر مثل قاب مسطح بیشتر باشد . این قضیه بیشتر در سازه های با دهانۀ کوچک دیده می شود
2 ) هندسه منظم :
با وجود اینکه هندسه منظم شبکه های فضایی اغلب به عنوان یکی از مزایای آن ها در نظر گرفته میشود ، ولی از برخی زوایا بسیار پیچیده و در هم به نظر میرسند
3 ) زمان نصب :
این خصوصیت نیز از مزایای شبکه های فضایی است ، اگر چه یک نگاه منتقدانه به شکل های فضایی بیان می دارد که تعداد و پیچیدگی گره ها ممکن است سبب طولانی شدن زمان نصب در محل اجرا شود.
4 ) مقاومت در برابر آتش سوزی : شبکه های فضایی اغلب در ساخت بام مکان هایی که به مقاومت در برابر حریق نیا زی ندارند ، به کار می روند .

27. ترکیب space frame ها مثل پیوند های مولکولی هست که با توجه به فرم سقف زاوایای اونها تغییر میکنه

28. ازجمله کاربردهای سازه فضایی یاسازه فضا
سالن نمایشگاه: استفاده جهت سقف سالن های نمایشگاهی وسقف غرفه

29. سالن ورزشی و استخر:
سقف سالن بدن سازی

30. ساختمان و سالنهای پایانه ای: سقف سالن فرودگاه ، راه آهن،ترمینال

31. سالن کارخانجات و انبار کالا ها: سقف سالنهای تولیدی،کارگاهی ،کارخانهای،انبارو..

32. سایبانهای چند منظوره وسردرب                              

33. پارکینگ: سقف پارکینگ ساختمانهای مسکونی،اداری،تجاری و...

34. مدل های مختلف سازه فضاکار

35. گنبد های چند قوسی و دیاماتیک و ژئودیزیک

36. در چلیک مرکب دره وسط همانند تیر عظیم عمل می کند.

37. گنبد های لملا دارای اعضای مورب
گنبد دنده ای

38. گنبد های ژئودزیک نسبت به گنبد های دیاماتیک شباهات زیادی دارند،اما تفاوت اصلی آن این است که به دلیل هندسه منظم تر ،تعداد تیپ های کمتری از اعضا ایجاد می کند.
گنبد ژئودزیک
گنبد دیاماتیک
گنبد برایی

39. گنبد ژئودیزیک (افلاطونی) نحوه تشکیل گنبد ازچند رخی های منتظم
اين نوع گنبد ها با اشكال منظم هندسي و از تصوير نيمرخ هاي چند وجهي روي كره (كه معمولا از 5رخ بالاي
20 رخي منظم ميباشد) تشكيل مي شود

40. نمونه هایی از اتصالات در سازه فضاکار

41. با سختي پايين و با ضخامت بسيار كم و نيز جرم و وزن كم استفاده نمود.
پوشاننده سازه فضاكار
سقف يا پوشش رويي سازه فضاكار كه به جهت انتقال بار برف ميباشند معمولا از جنس آلومينيوم
با ضخامت و سختي بسيار پايين ميباشد كه در طراحي سازه هاي فضاكار ميبايست براي تعريف اين پوشش روي سازه فضاكار المان صفحه اي
با سختي پايين و با ضخامت بسيار
كم و نيز جرم و وزن كم استفاده نمود.
اين نوع پوشاننده ها معمولا از جنس تفلون ،پلي اتيلن و فایبر گلاس با الیاف شیشه می باشد.اما نوع معمول جنس اين نوع سازه هاي پارچه اي در سازه هاي چادر با ابعاد معمول از نوع پلي اتيلن ميباشد.

42. تکیه گاهها در سازه های فضاکار:
در سازه های فضاکار ستون های مورب به عنوان مهار بندی هایی در برابر بار جانبی زلزله شناخته می شوند
و نقش بادبند ها در سازه های معمولی را در برابر بارهای جانبی زلزله ایفا می کنند.
همانند شکل زیر که ستون ها با طراحی به شکل اعضای مورب همزمان نقش مهار بار های جانبی را در راستای خود دارا می باشد.

43. نحوه بالا بردن و مونتاژ سازه های فضاکار