سازه فضاکار به مجموعه ای از المان ها گفته میشود که آرایش و طرز قرار گیری آنها نسبت به یکدیگر منجر به رفتار سه بعدی سازه در مکانیزم انتقال بار به شالوده می شود
– کاربرد های سازه های فضاکار
بیشترین و متداول ترین کاربرد اینگونه از سازه ها در مسقف نمودن سالن های با پوشش سبک شامل سالن کارخانجات ، سالن های ورزشی ، سالن های نمایشگاهی ، پایانه های مسافربری ، آشیانه هواپیما ، سالن های نمایش و آمفی تئاترها ، پوشش ووید های مراکز تجاری و پاساژها میباشد .
– انواع سیستمهای سازه فضاکار
بطور کلی سازه های فضاکار را میتوان از جنبه های مختلف تقسیم بندی نمود که مهمترین آنها عبارتند از
1- تقسیم بندی از لحاظ نوع اتصالات و قطعات سازه
بدین معنا که جهت اتصال المانهای سازه در محل تلاقی آنها با یکدیگر روشهای مختلفی ابداع گردیده است که از جمله مهمترین و پرکاربردترین آنها سیستم گوی سان مرو (MERO KK System) میباشد . در این سیستم نقطه اتصال المانها ، از یک گوی فولادی توپر تشکیل شده که در زوایایی که المانها به این گوی میرسند سوراخهایی ایجاد گردیده است والمانهای منتهی به این گوی توسط پیچ به آن متصل میگردند از مزایای این نوع اتصال نسبت به سایر اتصالات میتوان به امکان ساخت سازه هایی با فرم های بسیار مختلف هندسی و در دهانه های قابل توجه را نامبرد که این مزیت ناشی از شکل کروی نقطه اتصال بوده که امکان اتصال المانها در جهات مختلف را میسر میسازد همین خصوصیت باعث گردیده تا بتوان سازه هایی با ضخامت چندین لایه که منجر به سختی خمشی بسیار بالائی میگردد را جهت دهانه های بسیار بزرگ اجرائی نمود .
جنس این گوی ها عموما فولاد آلیاژی CK45 بوده که توسط عملیات کوبن کاری (Forging) تهیه میگردند و قطر آنها بر اساس شرایط و کاربرد آنها در محدوده 90 الی 190میلیمتر متغیر میباشد که البته در شرایط لزوم قطرهای کمتر و یا بیشتر از محدوده ذکر شده نیز قابل استفاده خواهند بود .
حد اکثر تعداد سوراخهای قابل اجرا در این نوع اتصال 18 عدد میباشد .
2- تقسیم بندی از لحاظ شکل هندسی و بافت شبکه سازه
از دیدگاه هندسی این سازه ها به انواع تخت،چلیک( قطاعی از استوانه ) ، کروی یا گنبدی، سینوسی و در نهایت فرم های آزاد تقسیم بندی می شوند منظور از فرم های آزاد در اینجا اشکالی هستند که نمیتوان آنها را با یک معادله ریاضی تعریف نمود زیرا در هندسه خود از هیچ قاعده خاصی پیروی نمیکنند و تنها بروش عددی قابل تعریف هستند .
اکثر موارد فوق بنا بر نیاز میتوانند در یک لایه دو لایه ویا چند لایه اجرا شوند که طبیعتا سازه های چند لایه بعلت سختی قابل توجه خود در دهانه های بسیار یزرگ کاربرد خواهند داشت
قابل ذکر است سازه های فضاکار تخت تنها جهت پوشش سقف یک سیستم سازه ای بکار میروند بدین معنی که ابتدا سازه تحتانی متشکل از تیرو ستون و در مواردی مهاربندها اجرا گردیده و سپس سازه فضاکار بعنوان پوشش سقف به ستونها وتکیه گاههای تعبیه شده به سازه تحتانی متصل میگردد
در این حالت نقش عمده سازه فضاکار تحمل بارهای ثقلی بوده و بارهای جانبی ناشی از باد و زلزله توسط سازه تحتانی تحمل میگردد ولی در اشکال چلیک و گنبد علاوه بر کاربردی که اشکال تخت دارند بسته به معماری طرح ، سازه فضا کار امکان اجرا تا روی فونداسیون را داشته و عملا کل سازه بصورت بکپارچه از نوع سازه فضاکار خواهد بود که در این حالات تحمل کلیه بارهای اعم از ثقلی و جانبی بعهده سازه فضا کار میباشد .
مزایای سازه فضاکار
1- سبک بودن
وزن واحد سطح این نوع سیستم نسبت به سایر سیستمها بسیار کمتر می باشد
2- ضریب ایمنی بالاتر
این خصوصیت ناشی از درجه نامعینی بسیار بالای این نوع سازه ها می باشد که ضریب ایمنی آنها را نسبت سایر سیستمها افزایش می دهد .
3- امکان اجرای سازه با دهانه های بزرگ
این خصوصیت ناشی از سختی قابل توجه این نوع سیستم بوده که اجرای سازه بدون استفاده از ستونهای میانی را امکان پذیر میسازد .
4- سرعت بالای نصب و مونتاژ
5- امکان استفاده از فضای میانی این نوع سیستم در سازه های دولایه و چند لایه جهت تعبیه و عبور دادن تاسیسات مکانیکی و برقی
6- سهولت تعویض المانهای اسیب دیده و همچنین دمونتاژ سازه