سازه فضایی +‌ (قیمت و نصب انواع سازه فضاکار)

آیا تا به حال وارد ساختمانی شده‌اید که سقف آن بدون هیچ ستون میانی، فضا را باز و گسترده نشان دهد و در عین حال احساس استحکام و امنیت به شما بدهد؟ این شاهکار معماری و مهندسی نتیجه استفاده از سازه فضایی است. ساختاری سه‌بعدی و سبک که با ترکیبی از اجزای کوچک و میله‌های متصل به هم، نیروی وارده را به طور یکنواخت توزیع می‌کند و امکان پوشش دهانه‌های وسیع را بدون نیاز به ستون‌های اضافه فراهم می‌آورد. شرکت های مجری سازه فضایی حرفه‌ای با بهره‌گیری از تجربه و فناوری مدرن، در زمینه طراحی، ساخت و نصب سازه فضایی، پروژه‌هایی را اجرا می کنند که نه تنها از نظر عملکردی بی‌نقص هستند، بلکه جلوه‌ای زیبا و مدرن به فضا می‌بخشند. در این مقاله، با ما همراه باشید تا به صورت جامع با این تکنولوژی آشنا شوید، مزایا، انواع، کاربردها و عوامل موثر بر قیمت سازه فضایی را بررسی کنیم.

سازه فضایی چیست؟

سازه فضایی به سازه‌ای گفته می‌شود که ساختاری سه‌بعدی و سبک دارد و از اجزای کوچک و میله‌های متصل به هم تشکیل شده است. این اجزا در یک الگوی هندسی منظم و تکرار شونده کنار هم قرار می‌گیرند و مانند یک خرپا سه‌بعدی عمل می‌کنند. اصلی‌ترین ویژگی این سازه، توزیع نیروها به صورت سه‌بعدی است؛ به این معنی که نیروهای کششی و فشاری به شکل یکنواخت بین اعضای سازه تقسیم می‌شوند و همین امر باعث می‌شود سازه استحکام بسیار بالایی داشته باشد و در عین حال وزن آن سبک باقی بماند. هدف اصلی از استفاده از سازه‌های فضایی، پوشش دهانه‌های بزرگ با تکیه‌گاه‌های کم یا حتی بدون ستون میانی است. این ویژگی باعث می‌شود فضاهای داخلی کاملاً باز و انعطاف‌پذیر باشند، بدون آنکه از استحکام یا ایمنی کاسته شود. ویژگی‌های کلیدی سازه فضایی شامل استحکام، وزن سبک، انعطاف‌پذیری در طراحی و ظاهر زیبا است که آن را به انتخابی ایده‌آل برای پروژه‌های مختلف، از سالن‌های ورزشی و صنعتی تا مراکز تجاری و فرهنگی، تبدیل کرده است.

تاریخچه سازه های فضاکار

از دیرباز اندیشه‌ی بهره‌گیری از ساختارهایی با قابلیت توزیع سه‌بعدی نیروها در ذهن معماران و مهندسان شکل گرفته بود. ریشه‌های این تفکر را می‌توان در دوران معماری گوتیک جست‌وجو کرد؛ زمانی که طراحی طاق‌های مرتفع و قوس‌های متقاطع، در پاسخ به نیاز تحمل بارهای سنگین، در دستور کار معماران قرار گرفت. کلیسای جامع کلن در کشور آلمان، نمادی برجسته از این دوران به شمار می‌رود که در ساختار آن آرایش پیچیده‌ای از عناصر فضایی برای تقویت سازه به کار رفته است. این بنا با طاق‌های بلند و قوس‌های هندسی‌اش، به شکلی طراحی شده که نیروها را به بهترین شکل ممکن در سرتاسر سازه توزیع می‌کند. اما نقطه‌ی عطف تحول سازه‌های فضاکار در عصر مدرن، به آغاز سده‌ی بیستم بازمی‌گردد؛ زمانی که الکساندر گراهام بل، دانشمند و مخترع برجسته، دست به آزمایش‌هایی در زمینه‌ی طراحی شبکه‌های مثلثی زد و نخستین گام‌های علمی را برای توسعه‌ی این گونه سازه‌ها برداشت. او با بهره‌گیری از میله‌های سبک و آرایش منظم آن‌ها، ساختارهایی را پدید آورد که مبنای پژوهش‌های آینده قرار گرفتند.

ورود به قرن بیستم، آغازگر دورانی نوین در مسیر پیشرفت سازه‌های فضاکار بود. در دهه‌ی ۱۹۴۰ میلادی، باکمینستر فولر، که از چهره‌های نوآور مهندسی در آن زمان به شمار می‌رفت، با معرفی الگوهای هندسی نوین، تحولی اساسی در طراحی این سازه‌ها پدید آورد. تلاش‌های او منجر به شکل‌گیری سیستم‌هایی شد که بر پایه‌ی اجزای مشبک سه‌بعدی ساخته می‌شدند و توانایی بالایی در تحمل نیروهای گوناگون از خود نشان می‌دادند. در سال‌های پس از آن، به ویژه در دهه‌های ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰، پیشرفت‌های فناوری و بکارگیری رایانه‌ها در فرآیند طراحی مهندسی، به معماران این امکان را داد تا با دقت بیشتری به محاسبه‌ی نیروها و آرایش اجزای سازه بپردازند. همین تحول فناورانه موجب شد سازه خرپا فضایی وارد عرصه‌های بزرگی همچون ساخت استادیوم‌های عظیم ورزشی، تالارهای نمایش و ترمینال‌های مدرن فرودگاهی شود. به مرور این سازه‌ها به دلیل مزایای فراوانی که در صرفه‌جویی مصالح، زیبایی‌شناسی و کارایی ساختاری داشتند، جایگاه خود را در میان دیگر  راهکار های ساخت تثبیت کردند و به یکی از ابزارهای کلیدی در معماری معاصر تبدیل گشتند.

کاربردهای سازه فضایی

سازه فضایی به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود، در پروژه‌های متنوعی کاربرد دارد و امکان خلق فضاهای وسیع، بدون ستون و با انعطاف‌پذیری بالا را فراهم می‌کند. از مهم‌ترین کاربردهای آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• پروژه‌های با دهانه‌های وسیع و بدون ستون: مانند آشیانه‌های هواپیما، سالن‌های کارخانه‌ها و انبارها که نیاز به فضاهای باز و بدون مانع دارند.
• اماکن ورزشی و تفریحی: شامل استادیوم‌های ورزشی، باشگاه‌های ورزشی، پارک‌های آبی، سالن‌های بزرگ صنعتی و نمایشگاهی، سالن‌های اجتماعات و گلخانه‌ها.
• مراکز حمل و نقل: ایستگاه‌های راه‌آهن، ترمینال‌های مسافربری فرودگاهی و ریلی، پایانه‌های حمل و نقل شهری و باجه‌های عوارضی.
• مراکز تجاری و فرهنگی: مراکز خرید، تالارهای تجمع و سخنرانی، سالن‌های اجتماعات، سینماها، آمفی‌تئاترها، نمایشگاه‌ها و موزه‌ها.
• ساختارهای خاص: برج‌های نوری و مخابراتی، دکل‌های انتقال نیرو، سایه‌بان‌ها، پارکینگ‌های طبقاتی و پل‌های عابر پیاده.

این کاربردها نشان می‌دهد که سازه فضایی انتخابی ایده‌آل برای پروژه‌هایی است که نیازمند فضاهای باز، انعطاف‌پذیری در طراحی و مقاومت بالا هستند. استفاده از این نوع سازه، امکان اجرای پروژه‌های بزرگ و پیچیده را با کیفیت و سرعت بالاتر فراهم می‌کند.

انواع سازه فضایی

سازه‌های فضایی بر اساس معیارهای مختلفی دسته‌بندی می‌شوند که هر دسته ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارد. این دسته‌بندی شامل فرم و ساختار، تعداد لایه‌ها و مواد سازنده است.

انواع سازه فضایی بر اساس فرم و ساختار

سازه های فضایی بر اساس شکل هندسی و فرم ساختاری‌شان طبقه‌بندی می‌شوند. انتخاب فرم مناسب بسته به دهانه، کاربرد و زیبایی‌ شناسی پروژه انجام می‌گیرد.

سازه فضاکار تخت

این گونه از سازه‌ها با سطحی کاملاً افقی و یکنواخت طراحی می‌شوند. وجه مشخصه‌ی این نوع، تقارن و سادگی در طراحی می باشد که آن را به گزینه‌ای اقتصادی و پرکاربرد در ساخت انبارها، سوله‌ها، نمایشگاه‌ها و سالن‌های بزرگ صنعتی تبدیل کرده است. ساختار آن معمولاً از شبکه‌های منظم مثلثی یا مربعی تشکیل شده که به صورت موازی در دو سطح فوقانی و تحتانی امتداد می‌یابند.

سازه فضاکار چلیک (نیم‌استوانه‌ای)

ساختار قوسی این سازه، که به شکل نیم‌ استوانه‌ای اجرا می‌شود، موجب توزیع متعادل نیروها بر روی سطح سازه شده و از تمرکز تنش جلوگیری می نماید. چنین ویژگی‌ ای، این سازه را به انتخابی مطلوب برای پوشش فضاهای کشیده و مستطیل‌ شکل نظیر سالن‌های ورزشی، کارگاه‌ها و نمایشگاه‌ها تبدیل کرده است.

سازه فضاکار گنبدی

سازه فضایی گنبدی با بهره‌گیری از قوس‌های کروی، توانایی پوشش‌ دهی گسترده‌ترین دهانه‌ها را بدون تکیه‌ گاه‌های میانی دارد. این نوع سازه‌ها بیشتر در طراحی استادیوم‌ها، آدیتوریوم‌ها و گنبدهای فرهنگی کاربرد دارند و در چند زیرشاخه شناخته می‌شوند.

• گنبد ژئودزیک: ساخته‌ شده از چندضلعی‌های منتظم که استحکام بالایی را در کنار فرم مدرن فراهم می‌سازد.
• گنبد شودلر: بهره‌مند از عناصر عمودی و افقی با ظاهری خاص و معماری چشم‌نواز.
• گنبد کیویت: مجموعه‌ای از هرم‌های کوچک متصل به هم که گنبدی بزرگ را شکل می‌دهند.

سازه فضاکار فرم آزاد

در طراحی فرم آزاد، مهندس و معمار از قیدهای هندسی معمول رها شده و ساختاری خلق می‌شود که منطبق بر نیازهای زیبایی‌ شناختی یا عملکردی خاص پروژه است. این سازه‌ها اغلب در ساختمان‌های نمایشی، پروژه‌های هنری، موزه‌ها یا سازه‌هایی با معماری آوانگارد دیده می‌شوند.

سازه فضاکار دیسکی

در میان گونه‌های مختلف سازه فضایی، سازه دیسکی با ظاهری دایره‌ وار و سطحی مسطح، جایگاهی ویژه دارد. این ساختار که بیشتر در پروژه‌هایی با نیاز به چینش ستون‌ها به صورت شعاعی یا حلقه‌ای به‌ کار می‌رود، به دلیل هماهنگی با فرم‌های مدور و ایستا، زیبایی و کارایی مطلوب را در کنار هم فراهم می‌آورد.

گرچه در نگاه نخست ممکن است مشابه سازه‌های تخت به نظر برسد، اما نحوه توزیع بار در آن متفاوت بوده و به‌ گونه‌ای طراحی شده که تنش‌ها را از مرکز به پیرامون منتقل کند. هزینه ساخت این نوع سازه نسبت به سایر مدل‌های فضاکار بالاتر می‌باشد و دلیل آن نیز، پیچیدگی در طراحی، اجرای دقیق و مصالح مورد نیاز برای تضمین مقاومت در برابر نیروهای محیطی است.

این نوع سازه بیشتر در فضاهایی چون تالارهای گرد، آمفی‌تئاترها، گنبدهای مدرن و سالن‌هایی با نیاز به پوشش دایره‌ای بدون ستون‌های میانی، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سازه فضاکار هرمی

از میان ساختارهای فضاکار، مدل هرمی با طراحی هندسی منظم و شکل سه‌بعدی چشمگیرش، یکی از محبوب‌ترین گزینه‌ها در پروژه‌های بزرگ عمرانی به‌دشمار می‌رود. این سازه های فضایی ایران با بهره‌گیری از اعضای فولادی که به‌صورت شبکه‌ای سه‌بعدی در کنار هم قرار می‌گیرند، نه‌تنها استحکام بالایی را دارا می‌باشند  بلکه جلوه‌ای خاص و مدرن به فضا می‌بخشد.

فرم هرمی در اصل موجب می‌شود تا نیروهایی مانند باد و زلزله به‌طور یکنواخت در سراسر سازه پخش شوند و از این طریق، میزان آسیب‌پذیری کاهش یابد. یکی از امتیازات مهم این ساختار، امکان اجرای دهانه‌های وسیع بدون نیاز به ستون‌های میانی است؛ خصوصیتی که در سالن‌های ورزشی، فرودگاه‌ها، نمایشگاه‌ها و سوله‌های صنعتی بسیار اهمیت دارد. همچنین به علت طراحی مدولار این نوع سازه، عملیات نصب آن سریع‌تر و با دقت بالاتری انجام می‌گیرد.

وزن کمتر این سیستم در مقایسه با روش‌های سنتی، موجب کاهش فشار بر فونداسیون شده و هزینه نگهداری آن نیز با توجه به استفاده از فولادهای مقاوم در برابر خوردگی، پایین است. نمونه‌ای شاخص از اجرای موفق این سازه، در پروژه هتل دریای نور به‌چشم می‌خورد که نشان‌ دهنده قابلیت‌های فنی و زیبایی‌ شناختی آن می باشد.

سازه فضاکار سینوسی

ساختار فضاکار سینوسی با بهره‌گیری از اتصال اعضای فولادی در قالب شبکه‌ای منحنی و موج‌دار، ظاهری پویا و بسیار خاص به خود می‌گیرد. طراحی این نوع سازه به‌ گونه‌ای است که سطحی منحنی‌ شکل (مشابه امواج سینوسی) در فضا پدید می‌آید؛ این ویژگی موجب می گردد نور، صدا و بارهای وارد شده به صورت خاصی در سازه پخش شوند. در این سیستم، اجزا معمولاً به‌صورت جداگانه نصب می گردند و در چند نقطه کلیدی یا به اصطلاح نقاط عطف، به هم متصل می شوند.

این نقاط عموماً با طراحی قوس‌ دار مشخص می‌شوند و محل نصب آبروها نیز در همین بخش‌ها قرار می‌گیرد تا از تجمع آب باران یا برف جلوگیری شود.

ساختار سینوسی نه‌تنها از نظر فنی عملکرد مناسبی دارد بلکه از لحاظ بصری نیز فضای بسیار جذابی خلق می‌کند. این نوع سازه فضایی در پروژه‌هایی که نیاز به فرم آزاد، دینامیک و جریان‌دار دارند مانند نمایشگاه‌های هنری، سقف گالری‌ها یا سازه‌های خاص شهری بسیار محبوب است.

سازه فضاکار طاق بشکه‌ای

با الهام از طاق‌های قدیمی، این سازه‌ها به شکل نیم‌ دایره‌ای و قوسی اجرا می‌شوند. بیشتر برای سالن‌های ورودی، راهروهای طولانی یا بناهایی که نیازمند پوشش باریک اما ممتد هستند، استفاده می‌شود.

سازه‌ فضاکار تاشو (Foldable Structures)

نوعی سازه نوآورانه و انعطاف‌پذیر می باشد که قابلیت باز و بسته شدن را داراست. برای کاربری‌های موقت، نمایشگاه‌های سیار، سازه‌های نظامی یا پروژه‌های امدادی در مناطق بحران‌ زده، این نوع سازه‌ها بسیار مناسب‌ اند.

سازه‌های فری فرم (Free Form)

سازه فری فرم به طور کلی تجلی نوآوری و فناوری در معماری است. این فرم‌ها عاری از نظم هندسی هستند و به کمک نرم‌افزارهای طراحی پیچیده، به شکلی دقیق ساخته می‌شوند. برای پروژه‌هایی با ارزش معماری بالا نظیر مراکز فرهنگی، موزه‌ها و ساختمان‌های نمادین گزینه‌ای شایسته‌ به حساب می ایند.

انتخاب فرم مناسب تاثیر زیادی بر عملکرد سازه و جلوه زیبایی‌شناسی آن دارد و به مهندسان امکان خلق پروژه‌های وسیع، مقاوم و زیبا را می‌دهد.

انواع سازه فضایی بر اساس تعداد لایه‌ها

تعداد لایه‌های سازه فضایی مشخص‌کننده استحکام و توانایی تحمل دهانه‌های مختلف است. هرچه لایه‌ها بیشتر باشد، مقاومت سازه در برابر نیروهای جانبی و بارهای وارده افزایش می‌یابد.

• یک‌لایه (Single Layer): دارای یک لایه از اعضا، مناسب دهانه‌های کوچک و متوسط.
• دولایه (Double Layer): دو شبکه متصل با عضو میانی، مناسب دهانه‌های ۱۰۰ تا ۱۵۰ متر.
• سه‌لایه (Three Layer): سه لایه متصل، مناسب دهانه‌های بزرگ‌تر از ۱۵۰ متر.

این تقسیم‌بندی به مهندسان کمک می‌کند تا سازه‌ای بهینه، مقاوم و اقتصادی طراحی کنند.

انواع سازه فضایی بر اساس جنس مصالح

انتخاب متریال سازنده تاثیر مستقیم بر وزن، هزینه و طول عمر سازه دارد. مواد مختلف برای کاربردهای متفاوت به کار می‌روند و هر کدام مزایا و محدودیت‌های خاص خود را دارند و شناخت دقیق انواع سازه خرپا فضایی بر پایه جنس مصالح، گامی اساسی در مسیر طراحی هوشمندانه و پایدار محسوب می‌شود. مصالح به‌ کار رفته نه‌تنها دوام سازه را تضمین می‌کنند، بلکه نقش بسزایی در کارایی، زیبایی و سازگاری آن با محیط دارند.

1. سازه های فضایی فولادی: این نوع بیشترین کاربرد را در پروژه‌های صنعتی دارد. فولاد به خاطر مقاومت بالاییش در برابر بارهای سنگین و نیروهای طبیعی، خصوصاً زلزله، گزینه فوق العاده‌ای برای پروژه‌های کلان است.
2. سازه های فضایی آلومینیومی: آلومینیوم به‌عنوان فلزی سبک و مقاوم در برابر خوردگی، انتخابی مناسب برای پروژه‌هایی با نیاز به وزن پایین و عمر طولانی است. در معماری‌های مدرن، سازه‌های موقتی یا پروژه‌های دریایی، آلومینیوم کارایی فراوانی دارد.
3. سازه های فضایی چوبی: گرچه کمتر رایج است، اما استفاده از چوب در سازه‌های فضاکار، ضمن حفظ زیبایی طبیعی، حس گرما و دوستی با محیط زیست را منتقل می‌کند. این نوع سازه‌ها بیشتر در فضاهای فرهنگی، معماری پایدار و محیط‌های طبیعی استفاده می‌شوند.

با بررسی ویژگی‌های گوناگون مصالح از فولاد گرفته تا چوب، می‌توان دریافت که هرکدام بسته به نیاز پروژه، شرایط اقلیمی و هدف طراحی نقشی خاص و ارزشمند دارند.

بررسی اتصالات سازه فضایی

در سازه های فضایی برای ایجاد پوشش‌های سقف سازه فضایی و دیوارهای فضایی، از مجموعه‌ای گسترده از اجزا و اتصالات متنوع استفاده می‌شود که هر یک ویژگی‌ها و خصوصیات منحصر به فرد خود را دارا اند. این اجزا معمولاً شامل ساندویچ پانل‌ها، پلی کربنات، ورق‌های گالوانیزه ساده و رنگی، شیشه، عایق‌ها و دیگر پوشش‌های گوناگون هستند که بر اساس نیازهای خاص طراحی و شرایط محیطی به‌دقت انتخاب می‌شوند. هر یک از این پوشش‌ها نقشی اساسی در تامین استحکام، عایق‌بندی و حفاظت در برابر عوامل محیطی ایفا می‌کنند. به‌ عنوان نمونه ساندویچ پانل‌ها به‌خاطر ویژگی‌های عایقی برتر خود در برابر حرارت و صدا، به‌طور گسترده در پوشش سقف‌ها و دیوارهای سازه‌های فضاکار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

همانطور که اشاره شد؛ اتصالات یکی از مهم‌ترین بخش‌های سازه های فضاکار هستند و تاثیر مستقیم بر استحکام، ایمنی و دوام سازه دارند. نوع اتصال انتخابی بسته به تعداد لایه‌ها، فرم سازه و بارهای وارد بر آن تعیین می‌شود. اتصالات سازه فضاکار به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند که هر کدام کاربرد و محدودیت‌های خاص خود را دارند.

• مفصلی (Pin): رایج در شبکه‌های دولایه و سه‌لایه و تنها نیروهای محوری را منتقل می‌کند.
• گیردار (Fixed): معمولا در شبکه‌های یک‌لایه استفاده می‌شود و توانایی انتقال نیروهای خمشی و محوری را دارد.
• نیمه گیردار: در عمل کاربرد عملی ندارد و بیشتر جنبه تئوریک دارد.

انتخاب نوع اتصال مناسب به مهندسان این امکان را می‌دهد که سازه‌ای پایدار و مقاوم در برابر نیروهای جانبی و بارگذاری‌های مختلف طراحی کنند.

سیستم‌های اتصال تجاری سازه فضاکار

برای راحتی نصب و کیفیت بالاتر، برخی سیستم‌های اتصال به صورت تجاری ارائه شده‌اند. این سیستم‌ها شامل اجزای استاندارد شده‌ای هستند که سرعت تولید و نصب را افزایش می‌دهند.

• مرو (Mero): شامل گوی، بشقابک، پیچ و اسلیو، رایج‌ترین سیستم اتصال تجاری.
• ان اس (NS): اعضا مستقیما با پیچ یا جوش به پیونددهنده متصل می‌شوند.
• کاتروس (CATRUS): گره‌های تک پیچ و مهره‌ای، مناسب دهانه‌های ۵ تا ۱۲ متر.
• یونی‌بت (UNIBAT): از واحدهای هرمی تکرار شونده تشکیل شده است.
• تریودتیک (Triodetic): ترکیبی از قطعات آلومینیوم و فولاد با اتصالات شکافی.

استفاده از سیستم‌های تجاری‌شده باعث افزایش دقت و سرعت نصب، کاهش خطا و تضمین کیفیت سازه می‌شود.

طراحی و مدلسازی سازه فضایی

طراحی و مدلسازی دقیق سازه فضایی نقش حیاتی در استحکام، ایمنی و اجرای صحیح پروژه دارد. استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی و روش‌های مدلسازی پیشرفته، امکان تحلیل دقیق نیروها و بهینه‌سازی سازه را فراهم می‌کند.

مدلسازی سازه فضایی با نرم‌افزارهای تخصصی انجام می‌شود تا هندسه، اتصالات و بارگذاری‌ها به صورت دقیق شبیه‌سازی شوند.

• نرم‌افزار Formian: برای مدلسازی هندسه پیچیده سازه‌های فضاکار استفاده می‌شود و امکان کار با دستگاه‌های مختصات کارتزین، استوانه‌ای و کروی را فراهم می‌کند.
• مثال‌های کدنویسی: شبکه تخت یک‌لایه، شبکه تخت دولایه، گنبد اسکالپ.
• انتقال مدل: مدل نهایی از Formian به SAP2000 منتقل می‌شود از طریق فایل DXF و AutoCAD برای تحلیل و طراحی نهایی.

مدلسازی دقیق، پایه‌ای برای تحلیل‌های بعدی و طراحی اقتصادی و مقاوم سازه است.

طراحی

پس از مدلسازی، طراحی سازه شامل تحلیل نیروها، انتخاب پروفیل‌ها و اتصالات، و بررسی ایمنی و عملکرد سازه است.

• نرم‌افزار SAP2000: برای تحلیل و طراحی نهایی سازه فضاکار استفاده می‌شود.
• دیگر نرم‌افزارها: ETABS ،Space Truss ،Rhino-Grasshopper و همچنین AutoCAD و Autodesk 3ds Max.
• روش‌ها: استفاده از ماتریس سختی برای محاسبه دقیق نیروها و تغییر شکل‌ها.
• مراحل طراحی: مشاوره اولیه، طراحی مدل اولیه، عقد قرارداد، محاسبات مهندسی، تأیید کارفرما، تولید قطعات، بافت و نصب و اجرا.

طراحی اصولی باعث می‌شود سازه هم از نظر مقاومت و هم از نظر اقتصادی بهینه باشد و عملکرد آن در طول زمان تضمین شود.

روش های اجرای سازه فضایی

اجرای صحیح سازه فضایی نقش مهمی در تضمین کیفیت، ایمنی و عملکرد طولانی مدت سازه دارد. انتخاب روش مناسب نصب و رعایت مراحل اجرایی، باعث سرعت و دقت بیشتر در پروژه می‌شود.

روش انتخابی برای نصب سازه فضایی به ابعاد پروژه، نوع سازه و امکانات موجود بستگی دارد.

• پیش‌ساخته در کارخانه و مونتاژ در محل: قطعات در کارخانه تولید و آماده می‌شوند و در محل پروژه به سرعت مونتاژ می‌گردند.
• ساخت و نصب در محل پروژه: تولید و نصب قطعات به صورت مستقیم در محل انجام می‌شود، مناسب پروژه‌هایی با محدودیت حمل و نقل یا ابعاد خاص.

انتخاب روش مناسب اجرای سازه باعث کاهش هزینه‌ها، افزایش سرعت و حفظ کیفیت می‌شود.

مراحل نصب سازه فضایی

فرآیند نصب سازه فضایی شامل چند مرحله کلیدی است که هر مرحله اهمیت خاص خود را دارد.

• گسترش و تثبیت اعضا به صورت یکجا و سپس نصب در محل دائمی: مناسب سازه‌های کوچک و متوسط.
• گسترش و تثبیت در بخش‌های کوچک روی زمین و سپس بالا بردن و نصب: برای دهانه‌های بزرگ‌تر و کنترل آسان‌تر قطعات.
• گسترش و تثبیت قطعات بزرگتر روی زمین و نصب هوایی به قسمت‌های قبلا نصب شده: مناسب سازه‌های بسیار بزرگ و پیچیده.

رعایت دقیق مراحل نصب باعث افزایش ایمنی و کاهش خطاهای احتمالی می‌شود.

نکات اجرایی سازه فضاکار

رعایت استانداردها و نکات اجرایی در نصب سازه فضایی، کیفیت و طول عمر سازه را تضمین می‌کند.

1. ساخت استاندارد و مطابق نقشه‌ها: تمامی قطعات باید طبق نقشه‌ها و استانداردهای مهندسی تولید شوند.
2. کنترل و بازرسی کیفیت: بررسی دقیق اتصالات و اعضای سازه قبل و حین نصب ضروری است.
3. حمل‌ونقل صحیح اعضا: جلوگیری از آسیب و تغییر شکل قطعات در طول حمل‌ونقل اهمیت زیادی دارد.
4. حفاظت سازه در برابر خوردگی: به خصوص در اتصالات و محیط‌های مرطوب با استفاده از گالوانیزه گرم.
5. استفاده از ماشین‌آلات اتوماتیک و نیمه اتوماتیک در تولید: برای افزایش دقت و سرعت تولید قطعات.
6. نیاز به نیروهای متخصص: تیم اجرایی باید آموزش دیده و با تجربه باشد.
7. رعایت اصول ایمنی و استفاده از ابزار دقیق: تضمین ایمنی کارکنان و حفظ کیفیت سازه.

با رعایت نکات اجرایی، سازه فضایی با عملکرد بالا، ایمنی کامل و دوام طولانی‌مدت نصب و بهره‌برداری می‌شود.

بارگذاری و بهینه‌سازی سازه فضایی

تحلیل بارگذاری و بهینه‌سازی سازه فضایی از مراحل کلیدی طراحی و اجرای این نوع سازه‌ها است. با شناسایی نیروهای وارد بر سازه و استفاده از روش‌های بهینه‌سازی، می‌توان سازه‌ای سبک‌تر، مقاوم‌تر و اقتصادی‌تر ایجاد کرد.

بارگذاری سازه فضاکار

بارگذاری سازه فضایی شامل انواع نیروها و وزن‌هایی است که به صورت مستقیم یا غیرمستقیم بر سازه وارد می‌شوند.

• بار مرده: شامل وزن سازه (۲۰ تا ۶۰ کیلوگرم/مترمربع)، وزن پوشش (۱۰ تا ۵۰ کیلوگرم/مترمربع) و تاسیسات.
• بار برف: طبق مقررات ملی (مبحث ۶، فصل هفتم)، وابسته به شیب و دمای بام، برف‌گیری و اهمیت سازه.
• بار باد: معمولا حاکم‌تر از بار زلزله به دلیل سبکی سازه و دهانه‌های بزرگ. محاسبه طبق مبحث ۶ مقررات ملی یا روش تونل باد برای سازه‌های خاص.
• بار زلزله: به دلیل سبکی سازه معمولا کمتر تاثیرگذار است، اما مولفه قائم زلزله باید لحاظ شود.

تحلیل دقیق بارها باعث می‌شود طراحی سازه با حداکثر مقاومت و حداقل مصرف مصالح انجام شود.

بهینه‌سازی سازه فضاکار

بهینه‌سازی سازه فضایی به منظور کاهش وزن و مصرف مصالح بدون کاهش مقاومت انجام می‌شود.

• کاهش تعداد اعضای غیرضروری: با استفاده از الگوریتم‌های نرم‌افزاری مانند الگوریتم ژنتیک، اعضای غیرضروری حذف می‌شوند.
• هدف بهینه‌سازی: ساخت سازه‌ای سبک‌تر با همان مقاومت، کاهش وزن سازه و شرایط بهتر برای عملکرد اعضا.

بهینه‌سازی سازه فضایی نه تنها هزینه‌ها را کاهش می‌دهد بلکه امکان اجرای سازه‌ای مقاوم و پایدار با دهانه‌های بزرگ را فراهم می‌کند.

قیمت سازه فضایی

قیمت سازه فضایی، همچون بسیاری از سازه‌های مدرن و پیشرفته، با توجه به فاکتورهای گوناگونی تعیین می‌شود که با در نظر گرفتن آن‌ها، می‌توان به برآوردی دقیق و واقع‌بینانه ای رسید. یکی از مهم‌ترین این فاکتورها، نوع سازه انتخابی است. مثلاً سازه‌هایی با طراحی‌های گنبدی یا فرم آزاد، به دلیل پیچیدگی در ساختار هندسی شان، هزینه‌ی بیشتری نسبت به سازه‌های تخت یا چلیک دارند.

متریال بکار رفته در ساخت نیز بر قیمت نهایی اثرگذار است. به‌ کارگیری آلیاژهای مقاوم‌تری همچون فولاد ضدزنگ یا آلومینیوم سبک‌ وزن، موجب افزایش یا کاهش قیمت سازه فضایی می‌گردد. سومین عامل، ابعاد و متراژ پروژه است؛ هرچه دهانه‌ی سازه وسیع‌تر باشد، به همان نسبت نیاز به لوله‌ها و گوی‌های بیشتر خواهد بود.از سوی دیگر، محل اجرای پروژه و شرایط اقلیمی آن نیز بر روی انتخاب متریال و سازه مؤثر بوده و در نهایت در قیمت تمام‌ شده تاثیر دارد. طراحی سفارشی، میزان نیروی انسانی لازم، نوع پوشش انتخابی (مانند پلی‌کربنات یا ساندویچ‌پنل) و پیچیدگی در مونتاژ از دیگر فاکتورهایی اند که در تعیین قیمت سازه فضایی مؤثر خواهند بود. شناخت این عوامل موثر بر قیمت سازه به کارفرمایان کمک می‌کند تا تصمیمات اقتصادی و منطقی برای پروژه بگیرند.

• ابعاد سازه: طول، عرض و ارتفاع سازه مستقیما بر قیمت هر متر مربع تاثیر می‌گذارد؛ افزایش دهانه باعث افزایش هزینه‌ها می‌شود.
• نوع متریال مصرفی: فولاد، آلومینیوم (گران‌تر) یا چوب، هر کدام هزینه‌های متفاوتی دارند.
• نوع اتصالات: مرو، کاتروس، یونی‌بت و غیره، جنس و هزینه تولید گوی‌ها و اتصالات بر قیمت مؤثر است.
• شکل ظاهری (فرم معماری): فرم تخت، چلیک، گنبدی، هرمی، سینوسی یا فرم آزاد، فرم‌های منحنی معمولا در دهانه‌های بزرگ اقتصادی‌تر هستند.
• تعداد لایه‌ها: یک‌لایه، دو لایه یا سه‌لایه بودن سازه روی قیمت تاثیر می‌گذارد.
• تعداد و محل قرارگیری ستون‌ها: حذف ستون‌ها باعث افزایش هزینه نصب و ساخت سازه فضایی می‌شود.
• منطقه جغرافیایی و کاربری سازه: شرایط اقلیمی، بار باد، برف و زلزله و ضریب اهمیت سازه (مثلاً سالن اجتماعات در مقابل انبار) بر قیمت اثر دارد.
• نوع پوشش سقف: ساندویچ پانل، ورق گالوانیزه، پلی کربنات، شیشه و غیره، هر نوع پوشش هزینه متفاوتی دارد.
• روش نصب: پیچیدگی روش نصب می‌تواند هزینه‌ها را افزایش دهد.
• نیروی انسانی: نیاز به تخصص و تجربه بالاتر، هزینه نیروی انسانی را افزایش می‌دهد.
• ضخامت سازه فضاکار: کاهش ضخامت یا ارتفاع بین دو لایه می‌تواند قیمت را به شدت افزایش دهد.
• برند تولید کننده و حجم پروژه: تولیدکننده معتبر و حجم پروژه بزرگ، قیمت هر متر مربع را تحت تأثیر قرار می‌دهد.
• مدیریت موثر پروژه و رعایت قوانین: برنامه‌ریزی و رعایت استانداردها از هزینه‌های اضافی جلوگیری می‌کند.
• هزینه‌های جانبی: شامل رنگ‌آمیزی، مراقبت و نگهداری سازه.

بررسی دقیق این عوامل باعث می‌شود پروژه‌ای با قیمت منطقی، کیفیت بالا و ایمنی کامل اجرا شود و از هزینه‌های اضافی جلوگیری شود.

از سازه فضایی در چه مکان هایی می توان استفاده کرد؟

کاربرد گسترده و چند منظوره‌ سازه‌های فضاکار، آن‌ها را به انتخابی عالی در انواع پروژه‌های ساختمانی تبدیل کرده است. در ادامه این بخش برخی از مهم‌ترین مکان‌هایی که می‌توان از این سازه‌ها بهره برد را معرفی می‌نماییم.

• استادیوم‌ها و سالن‌های ورزشی: در طراحی و ساخت استادیوم‌ها و سالن‌های ورزشی، از سازه‌های فضایی بهره گرفته می‌شود تا امکان پوشش دهانه‌های بسیار بزرگ بدون نیاز به ستون‌های مزاحم فراهم گردد. این موضوع دید کامل تماشاگران و آزادی عمل در چیدمان داخلی را ممکن می‌سازد و چنین فضاهایی را به گزینه‌ای برتر در ساخت مجموعه‌های ورزشی تبدیل نموده است.
• سالن‌های اجتماعات و نمایشگاه‌ها: در سالن‌های اجتماعات بزرگ و نمایشگاه‌های عمومی، سازه‌های فضاکار با ایجاد فضایی گسترده، پیوسته و بدون مانع مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نوع سازه‌ها امکان چیدمان متنوع و اجرای برنامه‌های متنوع را به‌راحتی فراهم می‌آورند.
• فرودگاه‌ها و پایانه‌های مسافربری: سازه‌های فضایی در ساخت فرودگاه‌ها و پایانه‌های مسافری، به‌منظور تامین فضاهای باز و بدون انسداد داخلی، نقش کلیدی دارند. این طراحی جریان روان مسافران و جابجایی آسان تجهیزات را تضمین نموده و به کارایی هر چه بیشتر این فضاهای پرتردد یاری می‌رساند.
• مصلی‌ها، مساجد و مراکز فرهنگی مذهبی: در بناهای مذهبی همچون مساجد و مصلی‌ها، از سازه‌های فضاکار برای خلق فضاهایی معنوی، باز و بی‌ستون بهره گرفته می‌شود.
• آشیانه‌ی هواپیماها و سالن‌های صنعتی: برای پوشش دهانه‌های عریض در آشیانه‌های هواپیما و کارگاه‌های صنعتی، بکارگیری سازه‌های فضاکار امری ضروری است. این سازه‌ها با حذف ستون‌های داخلی، فضای کاری آزاد و کارآمدی در اختیار مهندسان و ماشین‌آلات قرار می‌دهند.
• انبارهای وسیع و مراکز لجستیکی: در ساخت انبارها و پایانه‌های توزیع کالا، سازه‌های فضایی با وزن اندک و استحکام بالا امکان بهره‌برداری بهینه از فضا را فراهم می‌آورند. اجرای سریع، کاهش هزینه‌ها و ایجاد فضای داخلی گسترده از جمله مزایای این سازه‌ها در حوزه لجستیک است.
• نمای ساختمان و طراحی دکوراتیو داخلی: سازه‌های فضاکار در طراحی نمای بیرونی ساختمان‌ها و همچنین دکوراسیون داخلی، به عنوان عناصری تزئینی استفاده می‌شوند.

به طور کلی مواردی مثل انعطاف‌ پذیری ساختاری، زیبایی ظاهری، سرعت نصب و صرفه‌جویی در مصرف مصالح باعث شده‌اند که سازه‌های فضاکار در طیف وسیعی از پروژه‌ها مورد استفاده قرار گیرند.

آرتاویل نما بهترین شرکت طراحی و اجرای سازه فضایی در ایران

اگر به دنبال ساخت و نصب سازه فضایی با بالاترین کیفیت و رعایت استانداردهای فنی هستید، تیم متخصص ما در آرتاویل نما آماده همراهی شماست. با ما تماس بگیرید و اجازه دهید پروژه شما از ایده تا اجرا، حرفه‌ای و بی‌نقص پیش برود. همین حالا با آرتاویل نما تماس بگیرید و آینده سازه خود را مستحکم و مدرن بسازید.

• آدرس: امانیه، خیابان ولیعصر پلاک ۲۶۰۹، برج سایه
• شماره تماس: ۰۲۱۷۲۴۱۸۶۰۶ و 09127241298

در بازار پر رقابت امروزی انتخاب شرکت سازنده‌ی سازه فضایی نیازمند دقت بالا و بررسی دقیق ویژگی‌های فنی، تخصصی و اجرایی آنها می‌باشد. در این میان شرکت آرتاویل، با بهره‌گیری از سال‌ها تجربه، دانش تخصصی و نیروی انسانی کارآزموده موفق شده است نام خود را به عنوان یکی از برندهای خوش‌نام در این حوزه ثبت کند. شرکت‌های معتبر در زمینه‌ی سازه‌های فضایی، خصوصیاتی دارند که آنان را از دیگران متمایز می‌سازد.

• تجربه و سابقه‌ی درخشان: برخورداری از رزومه‌ی اجرایی غنی و سابقه‌ی طولانی در اجرای پروژه‌های موفق، ضامن کیفیت عملکرد شرکت‌ها می‌باشد.
• تیم فنی متخصص و آموزش‌ دیده: بهره‌مندی از مهندسان، طراحان و مجریان مجرب که با اصول مهندسی و نرم‌افزارهای روز دنیا آشنایی کامل دارند، کیفیت اجرای پروژه را تضمین خواهد کرد.
• استفاده از تجهیزات و فناوری‌های نوین: بکارگیری تکنولوژی‌های روز در طراحی، ساخت و نصب هم کیفیت نهایی سازه را بالا می‌برد و هم زمان اجرای پروژه را کاهش می‌دهد.
• تنوع در نمونه پروژه‌ها و توان اجرای پروژه‌های بزرگ: شرکتی که توانسته باشد پروژه‌هایی در ابعاد گوناگون را با موفقیت اجرا کند، توانایی مدیریت و اجرای پروژه‌های بزرگ را نیز خواهد داشت.
• پایبندی به اصول ایمنی و استانداردهای بین‌المللی: رعایت دقیق اصول ایمنی و مقررات بین‌المللی در طراحی و اجرا، نشانی از حرفه‌ای بودن آن شرکت دارد.
• شفافیت مالی و ارائه‌ی قراردادهای دقیق: شرکت‌های معتبر پیش از آغاز پروژه، برآوردهای مالی و جزئیات قرارداد را با شفافیت کامل به کارفرما ارائه می‌دهند.

شرکت آرتاویل با رعایت تمام این اصول و فروش قطعات سازه فضایی انتخابی شایسته برای تمامی پروژه‌های سازه فضایی به شمار می‌آید و با افتخار، آماده‌ی همکاری در اجرای طرح‌های ملی و بین‌المللی می‌باشد.

مزایای سازه های فضایی

استفاده از سازه فضایی مزایای متعددی دارد که آن را به گزینه‌ای جذاب برای پروژه‌های مختلف تبدیل کرده است. این مزایا شامل استحکام، سبک بودن، انعطاف‌پذیری و زیبایی سازه است و در ادامه به تفکیک آورده شده‌اند:

• سبک بودن سازه: وزن کمتر سازه (۵۰ تا ۷۵ درصد سبک‌تر از سازه‌های مشابه) باعث کاهش نیروهای وارده از زلزله و سایر بارهای جانبی می‌شود.
• مقاومت و استحکام بالا: توزیع یکنواخت بار و همکاری تمام اعضای سازه، مقاومت فوق‌العاده در برابر نیروهای جانبی و صلبیت زیاد را فراهم می‌کند.
• سرعت بالا در تولید و اجرا: پیش‌ساختگی قطعات در کارخانه و مونتاژ سریع در محل پروژه، زمان اجرا را به شکل قابل توجهی کاهش می‌دهد.
• امکان ایجاد دهانه‌های بزرگ بدون ستون: این ویژگی اجازه می‌دهد فضاهای داخلی کاملا باز و وسیع طراحی شوند.
• زیبایی معماری و انعطاف‌پذیری در طراحی: امکان خلق فرم‌های هندسی پیچیده و منحصربه‌فرد، زیبایی و جذابیت سازه را افزایش می‌دهد.
• قابلیت عبور تاسیسات از داخل سازه: فضای مناسب بین لایه‌ها برای نصب تاسیسات برقی و مکانیکی فراهم است.
• عدم نیاز به جوشکاری در محل: استفاده از اتصالات پیچ و مهره‌ای امکان دمونتاژ و نصب مجدد را به راحتی فراهم می‌کند.
• ضریب ایمنی بالا: تولید کارخانه‌ای، کنترل کیفیت قطعات و اتصالات، و درجه نامعینی بالا ایمنی سازه را تضمین می‌کند.
• صرفه‌جویی اقتصادی: به ویژه در دهانه‌های بزرگ، مصرف کمتر مصالح نسبت به سایر سازه‌ها باعث کاهش هزینه‌ها می‌شود.
• امکان نصب انواع پوشش: سازه فضایی با ساندویچ پانل، ورق گالوانیزه، پلی‌کربنات، شیشه، پارچه و سایر پوشش‌ها سازگار است.

مزایای فوق نشان می‌دهد که سازه فضا کار نه تنها از نظر عملکردی، بلکه از نظر طراحی و اقتصادی نیز انتخابی هوشمندانه برای پروژه‌های مختلف است.

معایب و چالش سازه های فضاکار

با وجود مزایای متعدد، سازه‌های فضاکار محدودیت‌ها و چالش‌هایی نیز دارند که قبل از طراحی و اجرا باید به دقت بررسی شوند. شناخت این معایب به مهندسان و کارفرمایان کمک می‌کند تصمیمات بهینه‌تری برای پروژه بگیرند.

هر سازه‌ای محدودیت‌های خاص خود را دارد و سازه فضاکار نیز از این قاعده مستثنی نیست.

• هزینه اولیه بالا: برای دهانه‌های کوچک نسبت به سازه‌های سنتی ممکن است سرمایه‌گذاری بیشتری لازم باشد.
• نیاز به فولاد بیشتر و آلودگی محیطی: افزایش مصرف فولاد به دلیل محدودیت‌های تولید و قیمت بالای مواد اولیه.
• حساسیت به خطا در ساخت و نصب: نیاز به دقت بالا در تولید قطعات و تطابق کامل آن‌ها در نصب.
• مقاومت پایین در برابر آتش‌سوزی: در برخی منابع به عنوان محدودیت ذکر شده است.
• محدودیت دهانه: برای ابعاد بزرگ‌تر از ۴۰ متر نیاز به تکیه‌گاه‌های اضافی در برخی شرایط.
• عایق‌بندی حرارتی ضعیف: می‌تواند منجر به افزایش هزینه‌های انرژی و نیاز به تاسیسات اضافی شود.
• پیچیدگی ساختاری: نیاز به برنامه‌ریزی دقیق، تجهیزات خاص و مهارت بالای تیم اجرایی.

شناخت و بررسی این معایب قبل از اجرای پروژه، امکان برنامه‌ریزی دقیق، کاهش ریسک‌ها و افزایش موفقیت پروژه را فراهم می‌کند.

جمع‌بندی

سازه فضایی با تمام مزایا و کاربردهای گسترده‌اش، به مهندسان و معماران امکان خلق فضاهای وسیع، مقاوم و زیبا را می‌دهد. از سبک بودن و انعطاف‌پذیری گرفته تا امکان اجرای دهانه‌های بزرگ بدون ستون، این نوع سازه‌ها انتخابی هوشمندانه برای پروژه‌های مدرن محسوب می‌شوند. البته شناخت معایب و عوامل تاثیرگذار بر قیمت نیز اهمیت ویژه‌ای دارد تا پروژه‌ای اقتصادی و ایمن طراحی و اجرا شود.

سوالات متداول

سازه فضایی چیست؟

سازه فضایی یک ساختار سه‌بعدی سبک است که از اجزای کوچک و میله‌های متصل به هم در یک الگوی هندسی منظم تشکیل شده و برای پوشش دهانه‌های بزرگ با کمترین ستون استفاده می‌شود.

انواع سازه فضایی کدام‌اند؟

سازه‌های فضایی بر اساس فرم و ساختار، تعداد لایه‌ها و مواد سازنده دسته‌بندی می‌شوند. فرم‌ها شامل شبکه‌ای، گنبدی، چلیک، هرمی، سینوسی و فرم آزاد هستند. تعداد لایه‌ها می‌تواند یک‌لایه، دولایه یا سه‌لایه باشد و مواد شامل فولاد، آلومینیوم، چوب و ترکیبی هستند.

نصب سازه فضایی چگونه انجام می‌شود؟

نصب سازه فضایی معمولا به سه روش انجام می‌شود: پیش‌ساخته در کارخانه و مونتاژ در محل، ساخت و نصب مستقیم در محل و روش ترکیبی که قطعات روی زمین گسترش یافته و سپس نصب هوایی می‌شوند. رعایت مراحل نصب و کنترل کیفیت اهمیت بالایی دارد.

قیمت سازه فضایی به چه عواملی بستگی دارد؟

قیمت سازه فضایی تحت تأثیر ابعاد، نوع متریال، فرم سازه، تعداد لایه‌ها، نوع پوشش سقف، روش نصب، نیروی انسانی و برند تولیدکننده است. تحلیل دقیق این عوامل کمک می‌کند پروژه‌ای اقتصادی و بهینه اجرا شود.

سازه فضایی گنبدی چه ویژگی‌هایی دارد؟

سازه فضایی گنبدی با انحنا در هر دو جهت، بسیار صلب و مقاوم است و مناسب دهانه‌های بسیار بزرگ تا ۲۵۰ متر می‌باشد. این نوع سازه امکان خلق فضای داخلی وسیع و بدون ستون میانی را فراهم می‌کند و جلوه معماری مدرن و زیبایی دارد.