اینستاگرام گروه معماری پایدار
اینستاگرام مجله معماری پایدار
بررسی سازه های غشایی
سازه های غشایی ، سازه پارچه ای و یا سازه چادری نیز شناخته می شوند. زیر مجموعه ای از سازه های فضایی بوده که بدلیل فرم پذیری وزن سبک و نصب در پای پروژه و توانایی ایجاد فرم های زیبا و جدید دارای گسترش روز افزونی می باشند. البته کیفیت پارچه بافت آن و میزان کشش و مقاومت و شفافیت بستگی به شرکت تولید کننده دارد که بایستی بطور کامل بررسی و انتخاب گردد.
عوامل تشکیل دهنده سازه های غشایی
همانطور که می دانیم پارچه به تنهایی فاقد قابلیت ایستایی می باشد لذا به علت قابلیت کششی ما بایستس از متریال مکملی جهت ایجاد مش و چهارچوب برای ایستایی آن استفاده کنیم. ترکیب پارچه و فولاد به جز زیبایی بصری ایجاد فرم پویا و متعادل را در این زمینه در اختیار طراح قرار می دهد تا بتواند با استفاده از قابلیت کششی پارچ و استحکام فولاد طرح هایی نوع را بوجود آورد.
امروزه می‌توان با استفاده از پلی‌استر با روکش پی‌وی‌سی سازه های غشایی تولید کرد که نه تنها نیروهای کششی بسیار بزرگ را تحمل کند بلکه علاوه بر آن خصوصیات فیزیکی بسیار ارزشمندی از قبیل انعطاف پذیری بالا، قابلیت عبور نور، قابلیت تمیز شوندگی خوبی را دارا هستند. طول عمر این چادرها حداقل ۲۰ سال در شرایط آب و هوایی بسیار بد تخمین زده شده است. چادرهای تولید شده در سال‌های اخیر علاوه بر ویژگی های فوق دارای تنوع رنگی و قابلیت چاپ پذیری نیز هستند. پس از تحول بزرگ در صنعت پارچه‌های سازه کششی، این سازه‌ها در مکان‌های متفاوت با کاربری‌های متفاوت بکار گرفته شدند. سازه‌های پارچه‌ای علاوه بر کاربری سقف، در پیاده‌روها و ورودی‌ها نیز بسیار به متداول هستند. به دلیل ظاهر زیبا و مهیج این سازه‌ها بکارگیری آنها در سال‌ها و استادیوم‌های ورزشی بسیار مورد استقبال قرار گرفته است.
سازه های غشایی همیشه در کشش
یکی از مهم ترین قابلیت های سازه های غشایی حالت کششی آن بوده چرا که در صورتی که این سازه از این حالت خارج گردد فرم اصلی خود را به مرور از دست داده و چروک گشته و در هنگام وزش باد کارایی اصلی خود را نیز از دست میدهد. البته تمامی میزان کشش ها بایستی توسط شرکت ارائه دهنده محاسبه گردد چراکه در اثر کشش زیاد باعث پارگی پارچه و عدم آن موجب چین و چروک بر روی سطح آن می گردد.
مزایای استفاده از سازه‌های غشایی
- دوام و طول عمر بالا در شرایط جوی مختلف
- در هنگام آتش‌سوزی، باعث کاهش گسترش آتش‌سوزی می‌شود
- ریشه در سنت کهن چادر سازی دارند.
- به لحاظ ارزانی مصالح، سهولت اجرا و سرعت برپایی بسیار جذاب هستند.
- پیشرفت فن‌وری‌های امروز باعث شده است تا گسترش حریق و دودهای ساطعه کاهش یابد.
- انرژی کمتری برای تنظیم شرایط محیط حاصل شود مثلا در مناطق گرمسیر با استفاده از این غشاء‌ها می‌توان مقدار زیادی از نور خورشید را منعکس کرد و دمای ساختمان را با صرف انرژی کمتری تنظیم نمود و در مناطق سردسیر با بهره‌گیری از لایه‌های عایق حرارتی که منعطف و مات می‌شوند با انرژی کمتری شرایط مطبوع حاصل کرد.
معایب سازه های غشایی
- کوتاهی عمر
- دوام پایین
- آسیب پذیری در مقابل آتش سوزی
- بی ثباتی شکل
- چروک شدن
طراحی سازه های غشایی
در فرایند طراحی سازه های غشایی عواملی بایستی مورد توجه قرار گیرد همچون :
- فرم غشا
- طراحی تکیه گاه ها
- انتخاب متریال درست
- طراحی دقیق لبه ها و اتصال ها
طراحی نمای ساختمان با استفاده از این نوع سازه بسیار متفاوت با طراحی موردی در محوطه یا روف گاردن می باشد. چرا که در این نوع طراحی در همان ابتدای طراحی پلان و نما بایستی عملکرد نیز با توجه به توانایی های این سازه مورد توجه طراح قرار گیرد. اصولا در این نوع طراحی از ابعاد کوچک جهت استحکام و ماندگاری بیشتر استفاده می گردد. یکی از سبک های مورد توجه در این حال ستون ها بصورت قارچی طراحی می گردند.
طراحی ساختمان با سازه‌های غشایی با طراحی ساختمان‌های ساده بسیار متفاوت است در طراحی این سازه‌ها نمی‌توان ابتدا پلان بنا را کشید و سپس آن را اجرا کرد. در این نوع سازه‌ها، در گام اول طرح اولیه‌ای متناسب با عملکرد ارائه می‌شود، درگام بعدی با ساخت ماکتی شکل کلی آن را پیدا می‌کنند و سپس به تحلیل کلی سازه می‌پردازند و در نهایت تمامی جزئیات سازه را طراحی می‌کنند. در حالت کلی در این نوع سازه‌ها غالباً چادر توسط ستون مرکزی نگاه داشته می‌شود. در این حالت برای جلوگیری از پارگی در پارچه ستون بصورت قارچی اجرا می‌شود.
درحالت‌های دیگر از قوس‌ها، کابل‌های زنجیرواره، ترکیب سیستم فشاری و کابل‌های زنجیر واره نیز دیده می‌شود .هندسه‌ی صفحات چادری اندکی با هندسه‌ی صفحات زین اسبی تفاوت دارد. در این صفحات سازه‌ی چادری به واسطه‌ی کشش به سمت خارج در حداقل یک نقطه از سطح صاف ایجاد می‌شود. به این صورت انحنای دوگانه متشکل از تار و پودهایی فرضی در راستاهای شعاعی و محیطی است. تارهای شعاعی این بار در مقابل بار برف و فشار هوا مقاومت می‌نمایند و پودهای محیطی حلقه‌ای، در مقابل جهت مکش باد مقاومت می‌نمایند.
سازه های غشایی به دلیل منطق سازه‌ای روشن و رفتار کششی قابل درکی که دارند و نیز به دلیل توجه روز افزون به بهره‌گیری از ظرفیت‌های موجود در مصالح کششی، هر روز در پهنه‌ی وسیع‌تری از کاربرد معمارانه آزموده می‌شوند. از آن‌جا که در این سازه‌ها میان فرم معمارانه و رفتار سازه‌ای دوگانه‌گی وجود ندارد، طراح معمار لازم است تا به منظور طراحی فرم معمارانه‌ی مورد نظر خود، فرمی مناسب برای رفتار سازه‌ای موجود در سازه‌های چادری را انتخاب نماید و این مساله منجر به نیاز دانش و اندک سازه‌ای در میان طراحان معمار سازه‌های چادری می‌شود.
نرم افزار شبیه‌ساز در طراحی سازه‌های غشایی
RhinoMembrane یکی از برنامه‌های موجود برای شبیه سازی و پیداکردن فرم سازه‌های چادری تحت تنش است که به صورت یک افزوده برای نرم افزار قدرت‌مند Rhinoceros عرضه شده است. البته به دلیل تقریب‌های محاسباتی، نتوانسته در اجراهای فنی و دقیق سازه‌های چادری نقشی ایفا نماید اما به دلیل سادگی بیش از حد استفاده از آن و نیز سایر امکانات قدرت‌مند نرم‌افزار راینو برای طی گام‌های از طرح تا اجرای یک سازه‌ی غشایی چادری، به نظر مناسب‌ترین گزینه برای طراحی سازه‌های غشایی چادری توسط طرحان است. در این سیستم‌ها، رفتار سازه‌های غشایی به طور یک پارچه مدل می‌شود و فرم نهایی از پس تنش‌های درونی و بارگذاری‌های بیرونی، استخراج می‌شود و در مرحله‌ی بعد الگو‌ی برش قطعات پارچه و نیز اتصلات و باربری‌های خطی موجود در قطعات جانبی غشا نیز مدل و استخراج می‌شود.
با عرض سلام و خسته نباشید. آیا برای آموزش و یادگیری بحث مربوط به طراحی سازه های چادری تحت کشش، دوره ای وجود دارد؟ من با جستجوی فراوان دوره ای پیدا نکردم. برای یادگیری این بحث باید از کجا شروع کنم.