سازه کششی اصطلاحی است که معمولاً برای نامگذاری سازه هایی استفاده می شود که غشا ها و کابل های فولادی را برای ساخت سقف های بزرگ مخلوط می کنند که ویژگی های اصلی آن ها مقاومت کششی، پیش ساخته بودن و چکش خواری است. این نوع سازه به دلیل استفاده از بوم نازک که در صورت کشیده شدن، سطوحی را ایجاد می کند که قادر به غلبه بر نیروهای وارده به آن ها هستند، به مواد بسیار کمی نیاز دارد. این سازه های پرتنش که عمدتاً برای پوشش مراکز ورزشی، استادیوم ها و ساختمان های صنعتی و کشاورزی استفاده می‌شوند، از سیستم های باستانی الهام گرفته شده اند که در دوران امپراتوری روم استفاده می شده است.
با این حال، از زمان رومیان تا اواسط قرن بیستم، به دلیل تقاضای کم و کمبود تولید کنندگان کابل، بوم و اتصالات قادر به مقاومت در برابر نیروهای ایجاد شده، پیشرفت‌های تکنولوژیکی کمی وجود داشت. تنها پس از انقلاب صنعتی بود که تحولات جدید توانست نیاز های ذاتی این سیستم ساخت و ساز را برآورده کند. هزینه پایین تولید انبوه و تقاضا برای سیستم هایی که قادر به انطباق با متنوع ترین زمین ها از طریق دهانه های بزرگ، مانند چادرهای سیرک هستند، توسعه این تکنیک را تشویق کرد.
کابل های فولادی و غشاهای ضد آب سازه کششی
ناپایداری و نواقص ساختاری برخی از مدل های قبلی سازه کششی به دلیل استفاده از کابل های در هم تنیده و روکش های بسیار سبک در اواسط قرن گذشته به لطف استفاده از کابل های فولادی و غشا های الیافی ضد آب با درجه مقاومت بالا برطرف شد. این ها نه تنها محافظت بیشتری در برابر اشعه ماوراء بنفش، قارچ ها و آتش ایجاد می کنند، بلکه باعث شفافیت و بازتاب بیشتر یا کم تر می شوند.
چنین پیشرفتی تنها به لطف مطالعات فیزیکی-ساختاری آغاز شده توسط معمار و مهندس آلمانی فری اتو، که از دهه 1950 اولین مطالعات علمی را انجام داد و اولین روکش ها را با کابل های فولادی کششی ترکیب شده با غشاء طراحی کرد، ممکن شد.
مطالب پیشنهادی دنیای چادر: سازه کششی استخر
فری اتو، معمار چیره دست
او که از مفید بودن سقف های کشسان متقاعد شده بود، اولین پروژه در مقیاس بزرگ را با استفاده از سیستمی توسعه داد که بعداً امکان پوشش استادیوم ها، باشگاه ها، باغ وحش ها و غرفه های المپیک را فراهم کرد. او در سال 1957 مرکز توسعه ساخت و ساز سبک را در برلین تأسیس کرد. هفت سال بعد، در سال 1964، او مؤسسه سازه های سبک (The Institut fur Leichte Flachentragwerke) را در دانشگاه اشتوتگارت آلمان ایجاد کرد. فری اتو طراح پروژه های برجسته‌ای مانند پاویون آلمان برای نمایشگاه 1967 مونترال و استادیوم المپیک مونیخ در سال 1972، به دلیل فعالیت های تحقیقاتی فشرده اش مشهور است. اتو همچنین نویسنده اولین کتاب کامل در مورد سازه های کششی، "Das Hangende Dach" (1958) است که ایده اختراع مجدد مواد پیش ساخته، انعطاف پذیری و درخشندگی در فضای داخلی و حتی پایداری را تشدید می کند.
برای پایان دادن به این مبحث، ما به سادگی آن ها را طبقه بندی می کنیم و روش اصلی پشتیبانی آن ها را توضیح می دهیم و با آن موضوع سازه های کششی را به پایان می رسانیم.
طبقه بندی اصلی سازه های کششی
در زمینه سازه های کششی با کیفیت سه طبقه بندی اصلی وجود دارد: سازه های کششی غشایی، مش های کششی و سازه های پنوماتیکی. اولین مورد به سازه هایی اشاره دارد که در آن ها غشاء توسط کابل ها نگه داشته می شود، که امکان توزیع تنش های کششی را از طریق شکل خاص خود فراهم می کند. مورد دوم مربوط به سازه هایی است که در آن شبکه کابلی نیروهای ذاتی را به عناصر مستقل منتقل می کند، به عنوان مثال، صفحات شیشه یا چوب. در حالت سوم، یک غشای محافظ با استفاده از فشار هوا پشتیبانی می شود.
از نظر ساختاری، سیستم با ترکیب سه عنصر رسمی می شود: غشاها، ساختارهای صلب مانند قطب ها و دکل ها و کابل ها.
غشاهای الیاف پلی استر که با پی وی سی پوشانده شده اند، از نظر تولید و مونتاژ در کارخانه آسان تر هستند، هزینه کم تری دارند و متوسط دوام آن حدود 10 سال است.
غشاهای فایبرگلاس که با PTFE پوشانده شده اند، دوام بالاتری دارند، حدود 30 سال، و مقاومت بیشتری در برابر آفتاب، باران و باد دارند. با این حال، برای نصب آن به نیروی کار ماهر نیاز است.
همچنین پیشنهاد می کنیم مقاله با سازه کششی تهویه طبیعی داشته باشید را نیز مطالعه کنید.
انواع پشتیبانی
در این سیستم دو نوع پشتیبانی وجود دارد: مستقیم و غیر مستقیم. تکیه گاه های مستقیم آن هایی هستند که در آن ها پوشش مستقیماً روی بقیه سازه ساختمان چیده می شود، در حالی که حالت دوم، پوشش از یک نقطه مرتفع مانند یک دکل مستقر می شود.
کابل ها که مسئول توزیع تنش های کششی و "سخت شدن" برزنت ها هستند، بر اساس عملکردی که انجام می دهند طبقه بندی می شوند: بارگذاری و تثبیت. هر دو نوع کابل به صورت متعامد عبور می کنند که مقاومت آن ها را در دو جهت تضمین می کند و در نتیجه از تغییر شکل جلوگیری می کند. كابل هاي باربري، كابل هايي هستند كه مستقيماً بارهاي خارجي را كه در بالاترين نقاط ثابت مي شوند، دريافت مي كنند. از طرفی کابل های تثبیت کننده وظیفه تقویت کابل های بار و عبور از کابل های بار را به صورت عمود بر عهده دارند. می توان از اتصال کابل های تثبیت کننده به زمین با استفاده از کابل تثبیت کننده جانبی خودداری کرد.
نامگذاری برای کابل های مختلف بر اساس موقعیت آن ها ایجاد می شود: کابل بالایی به بالاترین کابل اشاره دارد. کابل های رادیال کابل های تثبیت کننده حلقه ای هستند. کابل های بالایی بارهای گرانشی را تحمل می کنند در حالی که کابل های زیرین بار های باد را تحمل می کنند.
شما می توانید برای مشاوره و خرید انواع سازه کششی، سازه چادری و ... با مشاوران و کارشناسان دنیای چادر در ارتباط باشید.