Archive for مارس, 2015

بررسی رفتار خرپاهای فضاکار تک یال تحت اثر بار قائم

بررسی رفتار خرپاهای فضاکار تک یال پس تنیده تحت اثر بار قائم

واژه های کلیدی: خرپاهای فضاکار تک یال پس تنیده،فرم دهی،شبکه های دو لایه چلیکی ،بارهای قائم.

چکیده:

کاربرد پیش تنیدگی و پس تنیدگی در سازه های فولادی در طی چندین دهه اخیر به صرفه جویی حدود 12 تا 13 درصد منجر شده و در عمل مقادیر صرفه جویی در فولاد تا 12 و در هزینه های نصب تا 19 درصد بوده است. درمیان سیستم های مختلف سازه های پس تنیده فولادی،خرپاهای فضاکار تک یال جزء سیستم های نوینی می باشند که از واحدهای هرمی که در لایه بالایی به یکدیگر متصل شده اند،تشکیل می شوند. در این سیستم سازه ای بدلیل عدم وجود یال های پایینی،با پس تنیدگی شبکه های مسطح،قابلیت تولید انواع فرم های سازه ای مانند چلیکی،گنبدی شکل و زین اسبی وجود دارد.هدف اصلی این مقاله،بررسی کارایی خرپاهای فضاکار تک یال تحت اثر بارهای قائم می باشد.مدل های مورد بررسی در این مقاله انواعی از شبکه های دو لایه چلیکی هستند که اثرات حذف اعضا در یال های پایینی و گاهی اعضای قطری در آن ها مورد بررسی قرار می گیرد.

تاریخچه :

پیش تنیدگی و پس تنیدگی همواره قرن ها مورد استفاده بشر قرار گرفته اند. از تسمه های فولادی در بشکه های چوبی تا چرخ های چوبی،و در دنیای امروز در سازه های بتنی و اعضا بتنی. از دیدگاه کلی پیش تنیدگی یا پس تنیدگی به معنای ایجاد تنش هایی دائمی به منظور مخالفت با تنش بارهای وارده بر سازه می باشد. به عنوان مثال در تیرهای بتنی،فولادهای پیش تنیده در خارج از محور عضو باعث افزایش تنش های فشاری و کاهش تنش های کششی می گردد. در سازه های فضاکار مفهموم پیش و پس تنیدگی همواره با سازه های کابلی همراه بوده است. سازه های کش بستی جزء اولین سیستم های پیش تنیده در سازه های فضاکار می باشند که توسط اسنلسون ابداع شد. در این سازه ها،پایداری توسط کابل های کششی و عضو فشاری بدست می آید . در ادامه نظریه فولر،گایگر با تغییردر مدل سه بعدی فولر،مدل او را ساده نموده و اولین سازه کش بستی را تولید نمود.

در سال های بعد، گنبد معلق با ترکیبی از گنبد تک لایه و اعضای کششی مورد استفاده قرار گرفتند. دراین گنبدها با ایجاد کشش در کابل،در سازه گنبد،تنش هایی ایجاد شده که در مقابل بارهای قائم،به مراتب مقاومت بیشتری نسبت به گنبدهای تک لایه مرسوم دارند. در این گنبدها میله ها به عنوان رابطی بین گنبد و کابل ها می باشند.با افزایش نیروهای پیش تنیدگی گنبد به سمت بالا حرکت خواهد نمود و از شدت تنش ناشی از بارهای خدمت کاسته می شود . در ادامه انواع روش های پس تنیدگی در سازه های فضاکار،در سال های گذشته نوعی از شبکه های دو لایه که با پس تنیدگی مسطح بوده و با توجه به حالت و جهت پس تنیدگی،قابلیت تولید فرم های مختلف سازه ای را دارا می باشد.

شکل دهی سازه های فولادی:

با توجه به تحقیقات انجام شده دو روش برای برپاسازی این سازه ها وجود دارد. در روش اول یال های بالایی حذف شده و بعد از شکل دهی سازه با جابجایی ایجاد شده در تکیه گاه ها،اعضای کششی بالایی که معمولا کابل هستند به کشش مورد نظر رسیده و سپس کابل های تکیه گاهی برای ایجاد شکلی پایدار اضافه می شوند.

در روش دوم یال های پایینی حذف شده و بعد از ایجاد شکل مورد نظر این یال ها به سازه اضافه می شوند و یا اینکه در مرحله اولیه از یک سمت به گره ها متصل بوده و بعد از ایجاد تغییر شکل مناسب و رسیدن سمت دیگر عضو کوتاه شده به گره بعدی،انتهای آزاد عضو به گره متصل می شود. از این روش برای شکل دهی به خرپاهای صفحه ای برای اولین بار استفاده شده است.(شکل 1)

شکل یال خرپاهای فضاکار

سازه های فضاکار تک یال:

استفاده از روش دوم در شکل دهی به خرپاهای صفحه ای باعث ظهور نمونه ای جدید از سازه های فضاکار با نام سازه های فضاکار تک (SCST) گردید که از جمله مزایای آن صرفه جویی اقتصادی در ساخت و مونتاژ می باشد(شکل 2).در سازه جدید که در قبل از پس تنیدگی به صورت مسطح می باشد،واحدهای هرمی در شبکه پایینی از یکدیگر مجزا بوده و با ایجاد سطح خمیده در شبکه بالایی ,واحدهای هرمی از یکدیگر فاصله گرفته یا به نزدیک می شوند،با توجه به اینکه فاصله هرم ها مانند روش دوم در شکل دهی یکسان هستند،با اضافه کردن یالهای هم طول در شبکه پایینی سازه پایدار گردیده و شکل مورد نظر را حفظ می کند. با توجه به شکل وجهت پس تنیدگی ،پروفسور L.C.Schmidt قابلیت تولید سه فرم نیم بشکه ای،گنبدی و زین اسبی را مطرح نموده است.

همان طور که ملاحظه می شود سه فرم یاد شده از نظر مونتاژ و نحوه انجام آن دارای مشکلاتی هستند که در روش ذکر شده تمامی این مشکلات حذف شده است. در این شبکه یال های زیرین یا وجود ندارند و یا فقط در گوشه ها دیده می شوند.یال های گوشه ای می توانند در قبل از شکل دهی با طولی کوتاه تر در شبکه قرار داشته و بعد از اینکه کابل های پس تنیدگی (که از درون آن ها می گذرد) به مقدار مورد نیاز کشیده شد،با رسیدن فاصله دو گره کناری به طول لوله کوتاه شده،میله به گره ها متصل می گردد.

شبکه تک یال

مدلسازی شبکه ها:

از آنجا که اتصالات استفاده شده در این شبکه ها معمولا به صورت خارج از مرکز می باشند،اما در نظر گرفتن و یا عدم آن در نتایج تحلیل تاثیر نداشته و به همین دلیل در مدلسازی شبکه از آن ها صرفه نظر می گردد. اتصالات از نظر شکل ظاهری در شبکه بالایی بسیار به اتصالات ترکیبی (Cartus sys.) نزدیک می باشند.مدل استفاده شده در این مدلسازی برابر با مدل آزمایشگاهی(Schmidt &Dehdashti,1995.)می باشد.ابعاد شبکه ها برابر 3060*3120 میلیمتر،3060*5200 میلمیتر و عمق شبکه ها برابر 360 میلیمتر می باشد،در مرحله شکل دهی،با نزدیک کردن تکیه گاه ها با نیروی پس تنیدگی،توسط تنیدگی در کابل ها،چلیک مورد نظر شکل گرفته و بعد از رسیدن به مقدار تغییر شکل هندسی لازم،عملیات پس تنیدگی متوقف می شود. در مدلسازی می توان شبکه مورد نظر را به دو صورت ساخت. در مدل اول از اعضای کوتاه تر در یال های پایینی استفاده نموده و بعد از شکل دهی شبکه و رسیدن انتهای آزاد عضو به گره،گره انتهای عضوو گره اتصال را با یکدیگر کوپل نمود،در این روش شکل ظاهری تولید شده کمی متفاوت بوده و کوپل کردن گره هابرای هر عضو در شبکه های بزرگ کاری دشوار می باشد. در روش دوم (Schmidt & Dehdashti) با استفاده از المان های کوتاه شده خرپا،که فقط قابلیت تحمل نیروهای فشاری را دارند،می توان شکل مورد نظر را تولید نمود، در این حالت فرم تغییر شکل یافته با نتایج آزمایشگاهی و هندسی یکسان بوده و مقادیر بسیار به هم نزدیک می باشند.نتایج فرم دهی شبکه با نتایج آزمایشگاهی در توافق کامل بوده است اما با توجه به اینکه در گره طراحی شده،اعضای یال های پایینی قابلیتت تحمل نیروی کششی بالای را ندارند(شکل 3)،در زمان بارگذاری بین نتایج عددی و آزمایشگاهی فاصله قابل ملاحظه ای می باشد. در مدلسازی جدید با در نظر گرفتن مواردی که در نمونه آزمایشگاهی رخ داده اند،نشان داده خواهد شد که نتایج مدلسازی به نمونه آزمایشگاهی بسیار نزدیک می باشد.

خرپاهای فضاکار

خرپای فضاکار

خرپاهای فضاکار پس تنیدگی

آنالیز شبکه ها:

برای رسیدن به اهداف مورد نظر در آنالیزها،باید از نرم افزاری استفاده می شدتا قابلیت بارگذاری در بازه های زمانی مختلف را داشته و همچنین بتواند اثرات پس تنیدگی را مدل کند. تمامی مدل های اولیه توسط نرم افزار Formian تولید شده (Nooshin & Disney) و برای تحلیل از نرم افزار ANSYS استفاده شده است. برای آنالیز مدل ها،هر دو حالت غیر خطی مواد و تغییر شکل های بزرگ در نظر گرفته می شوند. هر چند در مرحله ایجاد تغییر فرم،آنالیز تغییر شکل های بزرگ حاکم است ولی باید توجه داشت که در مرحله بارگذاری حالت غیرخطی مواد از اهمیت بالایی در نزدیک شدن جواب مدلسازی به نتایج آزمایشگاهی برخوردار است. برای در نظر گرفتن حالت غیرخطی مواد،از حالت چند خطی در حالت سخت شدگی ایزوتروپیک استفاده شده است.

نمودار غیرخطی

بارهای وارده به منظور ایجاد پس تنیدگی در مدلسازی به صورت نزدیک کردن دو تکیه گاه به مقدار آنچه در هندسه تغییر فرم یافته است،می باشد. در مرحله بعدی بارگذاری مطابق با مدل آزمایشگاهی صورت می گیرد. با توجه به آنچه در طول آزمایشات رخ داده است،در طول مرحله بارگذاری فقط دو تا سه یال کناری در باربری سازه شرکت داشته و کمانش نموده اند و از آنجا که گره طراحی شده قابلیت تحمل نیروی کششی را نداشته است،در نتیجه در طی آنالیز یال های مورد نظر را غیر فعال نموده و فقط المان های باربر فعال هستند. در تعدادی از آنالیزهای انجام شده،فرض شده است که گره طراحی شده بتواند به طوری عمل نماید که تمامی اعضا بتوانند فشار وارده را تحمل نمایند،سپس مقایسه ای نیز بین سازه تغییر فرم داده شده و یالهای فوقانی نیز به صورت پیوسته می باشند انجام پذیرفته است،تا اثر وجود تنش های پس ماند حاصل شده در فرآیند پس تنیدگی بر روی باربری نشان داده شود. در ادامه،تاثیر اعضای مورب در صورت حذف آن ها در پانل های میانی و همچنین تاثیر آرایش های مختلف اعضای مورب نشان داده می شود. کارایی بالای این سیستم در صورت توجه بیشتر در رابطه با تولید گره های جدید قابل ملاحظه خواهد بود.همچنین زمان و سادگی در مونتاژ نهایی سازه باید بسیار مورد توجه قرار بگیرد.

تسلیم یال بالا:

با توجه به مقدار شکل دهی خرپای تک یال باید در قبل از شکل دهی از مقادیر کرنش در مقطع آگاه شده و رسیدن و یا عدم رسیدن به کرنش تسلیم که برای فولاد آزمایش شده در حدود 002/0 می باشد را بررسی نمود. مقدار این کرنش که با استفاده از تئوری تیر اولر و کرنش صفر روی محور مرکزی یال بالا بدست می آِید،برابر=ԑ می باشد. در مدل چلیک با انحنای کم این مقدار با توجه به هندسه مدل برابر0.00125===ԑ بوده که نتایج آنالیز مقداری برابر 00142/0 تا 001/0 را نشان می دهد.با توجه به نتیجه بدست آمده،می توان از رابطه بالا برای کرنش نهایی استفاده نمود.همان طور که در شکل 8 نشان داده شده است با وارد نمودن بارهای خدمت در مرحله بعد از پس تنیدگی،از مقادیر کرنش ایجاد شده در مرحله پس تنیدگی کاسته شده و مقاومت سازه بالاتر می رود.

کرنش یال فوقانی

بارگذاری سازه:

در این قسمت به منظور آگاهی از دقت مدلسازی انجام شده در بارگذاری،یکی از شبکه های آزمایشگاهی مدلسازی و بارگذاری گردید.با توجه به رفتار نمونه آزمایشگاهی تمام شرایطی که رخ داده بودند در حد امکان در نظر گرفته شد. در این آنالیز از المان های تیر برای یال های شبکه بالا و از المان های خرپا با طول کوتاه شده که فقط نیروی فشاری را تحمل می کردند برای یال های شبکه پایین استفاده شده است. در این قسمت با توجه به گره طراحی شده،فقط دو المان کناری نیروهای فشاری را تحمل نموده و بدلیل کششی که در سایر یال های پایین ایجاد شده است،سایر یال ها در باربری سازه نقشی نداشته و در مدلسازی این المان ها غیرفعال هستند همان طور که در شکل 9 نشان داده شده است،مدلسازی انجام شده از دقت بالایی برخوردار است.

مقایسه نتایج خرپاهای فضاکار

در ادامه به منظور نشان دادن نقش واحد های هرمی،مقایسه ای بین چهار مدل انجام می شود. در این مدل ها به طور واضح دیده می شود با اینکه این واحد ها در قسمت پایینی مجزا هستند،اما در باربری سازه نقش بالایی را ایفا می نمایند. در مدل هایی که این واحدها فقط در یک جهت وجود دارند،سازه در جهت دیگر دارای سختی جانبی مناسب نبوده و به همین دلیل دچار پیچش می شود.پیچش ایجاد شده در افزایش خیزسازه نقش موثری بر عهده داشته و پیچش در مدل هایی که در دو جهت واحدهای هرمی وجود دارند،دیده نمی شود.

آرایش هرمی

در آنالیز بالا اثرات اعضای هرمی کاملا مشخص است . در این مدل ها فرض بر این است که یال های پایینی به طور کامل توانایی تحمل نیروهای فشاری و کششی را دارند.برای رسیدن به این امر با تغییراتی در گره اتصال در شبکه پایینی می توان به خواسته مورد نظر که همانا تحمل توام فشار و کشش در تمام اعضا است،رسید. در ادامه مقایسه ای بین دو شبکه که یکی از آن ها مدل GCBVST 1 ودیگری چلیک دو لایه که به صورت مرسوم ساخته می شود،انجام پذیرفته است (شکل 12).

نمودار شبکه سازه فضایی

در این آنالیزها نشان داده می شود که اگر به طراحی گرهی که قابلیت تحمل توام نیروهای کششی و فشاری را داشته باشد بپردازیم،شبکه پس تنیده شده دارای رفتاری کاملا مشابه با چلیک دو لایه در مقابل بارهای قائم بوده و همواره مقاومت شبکه پس تنیده بیشتر و یا برابر با مقاومت چلیک معادل آن می باشد.

نتیجه گیری:

1-      پس تنیدگی همواره کاهش در زمان و سادگی در مونتاژ چلیک ها را به دنبال دارد.

2-      همواره شبکه های پس تنیده،مقاومتی بالاتر و یا برابر با شبکه های مرسوم دارند.

3-      در مرحله بارگذاری از مقادیرکرنش و تنش های ایجاد شده در زمان پس تنیدگی کاسته می شود،به همین دلیل شبکه از مقاومت بالاتری نسبت به شبکه های معادل برخوردار است.

4-      با تغییر در گره های موجود و تولید گره هایی با قابلیت تحمل توام نیروهای کششی و فشاری،مقاومت این شبکه ها به مراتب نسبت به شبکه هایی با گره های موجود افزایش می یابد.

5-      تعداد واحدهای هرمی در صورت عدم استفاده از یال های پایینی،در مقامت سازه نقش بسیار مهمی برعهده دارند.

6-      در صورت استفاده از یال های بیشتر در شبکه پایین،می توان از تعداد واحدهای هرمی کاسته و مقدار سختی در مقابل بارهای قائم را حفظ نموده و حتی افزایش داد.

تهیه کننده: غلامرضا دهدشتی،محمد ابراهیم کرباسچی،امیر لقمانی کوشکی

سیر تحول سیستم های سازه و پوشانه استادیوم های ورزشی

کلمات کلیدی:استادیوم- سقف های متحرک-سیستم های سازه ای فضاکار

چکیده:

می توان به جرات ادعا کرد که موضوع طراحی سازه همزمان با آفرینش معماری همواره مطرح بوده است . در طول تاریخ ساختمان هر کجا این دو “هنر” در تکمیل یکدیگر به کار گرفته شده اند، بناهای ماندگاری بوجود آمده اند. در دوران معاصر ترکیب و تلفیق سازه و معماری بعنوان دو عنصر ضروری و جدایی ناپذیر برای ساختن هر ساختمان،نمود بیشتر و بارزتری یافته و توجه نکردن به هریک از این عوامل و دخالت ندادن آن در ساخت موجبات بوجود آمدن نقص در شکل گیری و کاربرد ساختمان خواهد شد.

اما در برخی موارد در صنعت ساختمان،لزوم همراهی آفرینندگی معماری و ملاحظات سازه ای بروز عیان تری می یابد.از موارد بارزی که سازه نقش عمده ای را ایفا کرده و به جز نقش ایستایی همپای معماری در زیبایی فرم نیز سهیم است،ساختمان هایی با دهانه های بزرگ از قبیل فرودگاه ها،ایستگاه های راه آهن و استادیوم های ورزشی هستند.با شروع نهضت معماری مدرن و استفاده از روش ها و مصالح پیشرفته به جای روش ها و مصالح سنتی ،روند ساختمان سازی نیز به سرعت تغییرکرده و این تغییرات به نوبه خود موجب به وجود آمدن سیستم های جدید سازه ای شده اند.این سیستم های سازه ای تاثیر بسزایی در معماری دوران معاصر داشته و زمینه ساز خلق سبک های نوین معماری گشته اند.

در این مقاله کوشیده ایم سیر تحول سیستم های سازه در نیم قرن اخیر را با بررسی استادیوم های ورزشی و سیستم سازه ای آن ها که بخوبی نماینگر تحول سیستم های سازه ای و ترکیب و تاثیر آن بر روی معماری هستند،مورد نقد و بررسی قرار دهیم.

شرح سیستم های سازه:

همزمان با بوجود آمدن معماری مدرن و تغییر نگرش به اجزای ساختمان و بنا وحتی کاربرد و عملکرد آن ،نحوه استفاده و طرز برخورد با اجزای معماری چون نما و فرم وهمچنین بخش سازه دچار تغییر وتحول اساسی گردید.معماری مدرن با تاکیدی که بر استفاده از فولاد و بتن داشت موجب گشت تا امکان آفرینش ساختمان های بزرگ با استفاده از قدرت و استحکام فولاد و بتن که دیر زمانی شبیه به رویا بود به حقیقت بپیوندد. تحول علم سازه نیز همزمان با آن باعث طراحی و بوجود آمدن فضاهایی با دهانه های بالاتر از 70 متر در این دوران گردید که این سیر تحول تا به امروز ادامه دارد.

اجزای استادیوم های ورزشی را اگر از لحاظ معماری و سازه بخواهیم تقسیم بندی کنیم می توانیم به سه بخش 1- بخش تماشاگران 2-بخش و محل زمین بازی 3- سقف و پوشاننده مجموعه اشاره کرد. که اجزای دیگری همانند بخش تاسیسات و فضاهای اداری و خدماتی در این تقسیم بندی در ذیل بخش نخست(بخش سکوی تماشاگران) گنجانیده و از این بخش به حساب آمده است.

سیستم های سازه ای و سیر تحول آن ها در نیم قرن اخیر بیشتر در قسمت پوشاننده ها و کاور استادیوم ها (سقف مجموعه های ورزشی) نمود و جلوه بیشتری داشته است،هر چند که نمی توان نحوه اجرا و پیشرفت تکنولوژی ساخت واجرای بخش های دیگر مجموعه های ورزشی از قبیل بخش سکوهای تماشاگران،فضاهای ارتباطی و عملکردی و خدماتی و خصوصا نحوه اجرای پی و فونداسیون و نوع بتن با عیارهای بالا و مقاوم در برابر نیروها و فشارهای وارده را ندیده گرفت.

1960-1920

1)      دید هوایی از یکی از استادیوم های اوایل دهه 1930

در این دوران که تقریبا با شروع معماری مدرن همراه است با پیشرفت جزی در کاربرد نوع مصالح و با استفاده از قوانین ایستایی و استفاده از بتن و فولاد و ترکیب این دو ماده که معماری سبک مدرن براستفاده از آن تاکید داشت ساختمان های بزرگی از لحاظ حجم و فرم معماری وسطح اشغال بوجود آمد که استادیوم های ورزشی ساخته شده برای بازی های المپیک و همچنین بازیهای جام جهانی فوتبال از این دسته به شمار می آمدند. در این دوره که بیشتر به دوره آزمون و خطا در استفاده از مصالح گوناگون شبیه است استادیوم های ساخته شده همانند استادیوم المپیک برلین در آلمان فقط دارای بخش سکوی تماشاگران با فضاهای خدماتی و تاسیساتی مرتبط با آن و زمین بازی می باشد. در این دوران به علت عدم دانش و علم کافی در طراحی سازه های مقاومتر و پیشرفته تر همچنان مسقف کردن مجموعه های ورزشی با مشکل روبرو است و به رویا می ماند.زیرا هر چند با توجه به مزیت و استحکام بتن و فولاد و ترکیب آن دو با هم استفاده از ان ها رو به گسترش و مورد استقبال همگانی بود ولی سنگینی آن ها از لحاظ وزنی امکان استفاده از آن ها در سطح بزرگتری را نمی داد.

133

هر چند که با استفاده از دال بتنی توانستند بخش کوچکی را از قسمت بالای قسمت تماشاگران را مسقف کنند اما همچنین نیاز به یک سیستم سازه ای جدیدی که دارای استحکام و سبکی وزن برای پوشش دهانه های بزرگتر بدون استفاده از ستون هایی در وسط فضا و یا حداقل با استفاده از کمترین و حداقل تعداد ستون برای ایستایی خود احساس می شد. زیرا با توجه به کاربری استادیوم ها و نیاز به فضا و سالن بزرگی برای بازی که بدون ستون باشد در طراحی استادیوم ها نقش اساسی دارد. در این دوره استادیوم های ساخته شده به دلایل ذکر شده بدون سقف و روباز هستند. در این دوره بیشتر توجه معماران و مهندسان سازه معطوف طراحی و ساخت قسمت های سکو و تماشاگران و استفاده از بتن و فولاد برای مقاوم تر کردن بیشتر آن ها و افزایش تعداد گنجایش تماشاگران در سکوها با استفاده از قدرت ایستایی بتن و فولاد و ترکیب آن ها با هم و مسلح کردن بتن و سوار کردن تعداد بیشتری سکو روی هم می شود.

استادیوم سیستم سازه ای

2- استادیوم های ساخته شده در آمریکا و اروپا در دهه آغازین قرن 20 هنوز فکری برای پوشش سقف نیست…..

در این دوران حتی ساختمان و فرم استادیوم از لحاظ معماری شخصیت مستقلی به خود نگرفته و شبیه به دیگر ساختمان ها می باشد.یعنی زیاد نمی توان در نما و صورت فرمی بنای یک مجلس و استادیوم تفاوتی قائل شد.(تصویر شماره2 )

ورودی و نما استادیوم

2- ورودی و نمای استادیوم ساخته شده در دهه های 30 و40 میلادی

پس می توان به اختصار گفت که در این دوران ساخت استادیوم ها فقط محدود به ساخت استادیوم های بزرگ می شود که به علت روباز بودن هیچگونه حفاظ و محافظتی در برابر عوامل اقلیمی از قبیل باد و باران و برف و سرما و گرما ندارندو تماشاگران مجبورند برای تماشای یک مسابقه در روز ساعت ها زیر باران یا نور خورشید بمانند.

1990-1960

در این دوران آرام آرام با پیشرفت علم و فن آوری آرام آرام سعی بر مسقف کردن استادیوم ها با تکیه بر سیستم های سازه ای جدیدی می شود که در شرف بوجود آمدن هستند.از پیشگامان این امر در ایندوره می توان از <پییر لویجی نروی> نام برد که برای استادیوم المپیک مونیخ اقدام به طراحی و محاسبه سقف می نماید که این سقف فقط برای پوشش بخش سکوها وبخش تماشاگران است. اهمیت این سازه بر این است که سرفصل و آغازی است برای مسقف کردن استادیوم ها با استفاده از مصالحی جدا از مصالح متداول همانند بتن مسلح.

سیستم سازه استادیوم

3-سقف داخلی استادیوم المپیک مونیخ

این سازه که سازه کابلی ابتدایی با اتصالات خاص خود بود که سطحی به وسعت 75000متر مربع را در بازیهای المپیک 1972 مونیخ آلمان می پوشاند که 9 دیرک عمودی به بندی 80 متر این سقف را که چادر بود نگه می داشتند و دارای کابل های پیش تنیده ای با ظرفیت 4500 تن بودند. در نتیجه سقف و سازه ایجاد شده به صورت یک سری سطوح زین اسبی که باهم مرتبط هستند به نظر می رسید.

533                 استادیوم با پوشش چادری

4،5 : استادیوم المپیک مونیخ باسیستم سازه کابلی و پوشش چادری

این استادیوم را می توان به عنوان سرآغازی برای ساماندهی و پوشاندن و مسقف کردن استادیوم هایی به حساب آورد که بعد از دهه 1960شروع به ساخته شدن کرده و یا انجام تعمیرات بر روی آنها انجام گرفت.

سیستم فضاکار

سیستم فضاکار عموما به گروهی از سیستم های سازه اطلاق می شود که رفتار سه بعدی داشته و معمولا دارای فرم های بدیع مستوی یا منحنی در فضا باشند که با مدول های تکرار شونده و یکسان طراحی واحداث می گردند. در ابتدای این دوره هنوز از پویایی و زیبایی و سیالی این سازه فضاکار زیاد خبری نیست و هنوز برای پوشش دهانه های بزرگ از سیستم کابلی استفاده می گردد. در این دوره هرچه به پایان قرن نزدیک تر می شویم با پیشرفت علم و تکنولوژی و همچنین با استفاده از وسیله ای به نام کامپیوتر در طراحی و تحلیل و مدلسازی سیستم های سازه ای آرام آرام تغییرات محسوسی در سیستم های سازه ای بوجود می آید . با کنترل دقیق توسط رایانه مقدار بار و کشش و تنش در مفاصل و مقاطع گوناگون و اندام های سازه ای به طور مش خص قابل اندازه گیری و محاسبه می شود و این امکان را به معماران و مهندسان سازه می دهد تا با اتکا به سیستم های سازه ای جدید عموما و به طور اخص سیستم سازه ای فضاکار سازه های بزرگ وجدیدی را طراحی و محاسبه و اجرا کنند که موارد بسیار زیادی از این سازه ها تا بحال در استادیوم ها وحتی فضاهای دیگر استفاده شده است.

در این دوره سیستم سازه های مورد استفاده برای استادیوم ها سازه فضاکار و یا همان space frame می باشد که خود این سیستم دارای انواع و اقسام مختلفی از لحاظ اتصالات و مدل و فرم وحتی نحوه ساخت و اجرا می باشد.که سیر تحول سیستم های سازه ای مربوط به و منوط به پیشرفت سیستم های فضاکار می شود . از دلایلی که می توان از آنهابه عنوان دلایل اصلی انتخاب چنین سیستمی برای مسقف کردن استادیوم ها نام برد می توان به موارد زیر اشاره کرد:

         i.            سبکی وزن

       ii.            پوشش فضاهای بزرگ بدون ستون با کاربری های متنوع

      iii.            انتقال بار به صورت سه بعدی و انتقال بار متمرکز سنگین به هرگره

     iv.            امکان تغییر مکان کم به دلیل سختی زیاد سازه

       v.            امکان استفاده ازکارگر غیر متخصص جهت مونتاژ قطعات در محل

     vi.            امکان تلفیق نورپردازی و تهویه با سازه

    vii.            زمان ساخت کوتاه

  viii.            حمل و نقل ساده به دلیل سبکی وزن اجزا

     ix.            آزادی عمل نامحدود برای مهندس معمار،جهت تعیین محل تکیه گاه

       x.            صرفه جویی در عضوهای سازه ای و ستون ها به علت کوچک بودن بار مرده ی سازه

این سیستم دارای انواع گوناگون اتصالات با حالات و متدهای زیادی می باشد که اجازه خلق فرم های گونانی را از لحاظ شکلی و فرمی در اختیار طراحان قرار می دهد.

مهمترین اتفاق در این دوران علاوه بر سبک کردن وزن سازه و ارتقا دادن به ایستایی سازه و پوشش دهانه های بالای 150 متر با این سازه سعی بر افزودن حالت وخاصیت تحرک به سیستم سازه ای سقف استادیوم هاست که در استادیوم کانادا اتفاق می افتد.

در پایان این دوران سیر تحول سازه در استادیوم ها به مرحله تکامل خود نزدیک تر شده و استفاده از سیستم سازه ای جدید و مصالح جدید از سقف مجموعه به بقیه اجزای دیگر استادیوم نیز وارد می شود.

2007-1990

این دوران که اوج سیستم سازه ای چه در استادیوم ها که بلکه در تمامی ساختمان های جدید الاحداث دوران معاصر می باشد.نقطه عطفی در مسیر تحول و پیشرفت و تکمیل سیستم های سازه ای می باشد. در این دوران استفاده از سیستم سازه های فضاکار بعنوان بهترین و مقاوم ترین و پیشرفته ترین سیستم سازه ای برای پوشش دهانه های بسیار بزرگ همانند سقف استادیوم ها که باید بدون ستون باید اجرای شود مطرح می گردد و استادیوم های جدید با این سیستم ساخته می شوند.این سیستم علاوه بر استادیوم ها در فرودگاه ها و ایستگاه های راه آهن وموزه ها و نمایشگاه ها نیز بعنوان مطرح ترین گزینه برای سازه مطرح می شود که معماری بنا را نیز شکل می دهد و تحت تاثیر خود قرار می دهد.در این دوران حتی برای ساماندهی و بازسازی استادیوم های قدیمی و مسقف کردن آن ها از سیستم سازه های فضاکار استفاده می گردد. که می توان به بازسازی استادیوم های شهرهای مختلف آلمان برای بازی های جام جهانی فوتبال 2006 و یا استادیوم المپیک 2004 آتن اشاره کرد. حتی برای ساختن استادیوم های جدید از تکنولوژی مدرن و بسیار پیشرفته که در این دوران به اوج خود رسیده استفاده می گردد همانند استادیوم المپیک مونیخ(آلیانز)و یا استادیوم المپیک آبی چین که برای بازی های سال 2008 در حال ساخته شدن می باشد و همچنین استادیومiota در ژاپن.

در این دوران خاصیت حرکت و متحرک بودن سقف نیز به طور کامل به سیستم سازه ای اضافه شده و طراحان سقف را با توجه به نوع اتصالات سیستم سازه ای سقف استادیوم ها که معمولا دیگر فضاکار می باشد متحرک طراحی می کنند که در مواقع ضروری سقف مجموعه باز وبسته می گردد.که می توان به مجموعه المپیک آتن و سقف مجموعه اسب سواری آن اشاره کرد.که در ادامه در بررسی هر چه دقیق تر این دوران که دوره پیشرفت استفاده از سیستم های سازه ای جدید و مدرن است به بررسی استادیوم هایی که در این دوران ساخته شده اند و همچنین استادیوم هایی که در دهه های قبلی ساخته شده ولی با این سیستم های جدید اقدام به مسقف کردن آن ها در این دوره شده و بازسازی شده اند می پردازیم.

استادیوم المپیک برلین

6-استادیوم المپیک برلین

استادیوم المپیک برلین

استادیوم المپیک برلین،که توسط معمار womer morch طراحی شده و قسمتی از میدان ورزشی reiches است،مجموعه ای از بناهای آماده (خدماتی) برای بازی های المپیک 1936 بود. اکنون مجوعه وسیع،توسط کمیسون آثار تاریخی به عنوان یک اثر معماری تاریخی از دوره سوسیالیسم ملی حفاظت می شود. بیضی پهن ای استادیوم با سکوهای کم عمق آن در سمت غرب توسط ورودی (دروازه ) ماراتن بریده شده که دید مختصری از mai field وآنسوی برج ناقوس ارائه می دهد.

سیستم های سازه

7- استادیوم المپیک برلین

به منظور تغییر این استادیوم به یک عرصه چند منظوره وچند کاربردی که پاسخگوی نیازهای فوتبال باشد تعمیرات وسیع و مدرن ضروری بود.بویژه مسقف کردن سکوها.راه حلی که برای سقف انتخاب شد،یک سازه سبک فلزی(بازوی پایه ای به بازوی دیگر رسیده و سازه را تشکیل داده)بود که در کل مسیر محدوده،یکسان و ثابت بود،اما در دروازه ماراتن برای باز شدن به منظره ای از بعد تاریخی شکسته شده است.این چهارچوب سقفی به قطعاتی با 76 تیر حمال خرپایی تقسیم می شود.همه مشابه با هم و در اندازه های خارجی که بطور شعاعی اطراف استادیوم مرتب شده اند.

سیستم سازه برلین

8- استادیوم المپیک برلین

طول هر کدام از این تیرهای حمال شعاعی،68 متر است که این عرض سقف را نیز تعیین می کند. قوس بالایی مستقیم حرکت می کنداما قوس پایین در ناحیه ای از ستون های درختی نگهدارنده خم شده است.به دلایل بصری طراحی،انتهای تیرهای حمال در مجاورت شیب سقف فرم یک تیر حمال vierended را می سازد. در انتهای بیرونی تیرهای حمال اتصالات دقیقی بین صفحه انتهایی با سر مقطع جعبه ای تیر بیرونی وجود دارد. همانطور تیرهای فلزی مرکب در انتهای بیرونی خرپاهای شعاعی،قسمتی از عرصه مثلثی شکل بیرونی بتن مسلح را تشکلیل می دهند که هرگز برای استحکام افقی برای چهار چوب سقف فراهم نشده است،اما بعنوان یک پاره سنگ(وزنه برابر) برای سازه مگدستی عمل می کند.

ستون های درختی که سقف را نگه می دارند،در فاصله های 32 تا 40 متری قرار گرفته اند،برای به حداقل رساندن موانع دید برای 66000 تماشاچی نشسته ،تا حد ممکن پشت سرهم جانمایی شده اند.بدنه های ضعیف (باریک)و 8.5 متری (ارتفاع) ستون های گرد،با برش عرضی توپر از بالا به پایین از 350 میلی متر در نقطه انشعاب تا 250 میلی مترد رپایه فلزی قالب باریک می شود. مانند 4 شاخه بالای نقطه انشعاب طرح این ستون ها از فولاد کوره هوای داغ با محدوده الاستیک ساخته شده اند که هر ستون را قادر به حمل بار 1200 تنی می سازد.بارهای سقف همچنین توسط 132 ستون خارجی که بطور مرتب بین محورهای گروه بیرونی جرزها(ستون های) ورقه ای سنگ آهک قرار گرفته اند تحمل می شود. بالای ستون های درختی یک شبکه مثلثی خرپا در جهتی مماس حرکت می کند که به عنوان یک تیر ممتد عمل می کند خرپای شعاعی را نگه می دارد و پلان بام را می بندد. برای حفظ تعادل شکل عجیب قائم خارجی در این نوع خرپای شعاعی یک تیر حمال 2 قوسی در زاویه ای نزدیک (مماس)به لبه داخلی بام واقع شده است. چهارچوب بام در هر دو طرف با اعضای بافت کششی غیرقابل اشتعال dirt-re-pellent (کالبد فایبر گلاس روکش شده با PTFE) پوشیده شده است. تیرهای کمانی لوله ای مماس،به اتصالات سیستم متصل می شوند. خرپاهای شعاعی تا حدود پوسته biamial کششی استفاده شده در قسمت بالایی است برای تحمل بار می آیند.این پوسته در قسمت داخلی،دارای تنش های یکنواخت است.

اما یک بافت باز اضافی،پشت قاب باریک بام،برای آشکار شدن خط بیرونی دارد.همچنین سطح وسیعی (صافی)از نفوذپذیری صدا و نور دارد،از آنجائیکه برای بلند گوها و نورپردازی بالای سر که در سقف بالای ردیف صندلی نصب شده اند،لازم است.لبه های داخلی فریم (قاب) بام با شیشه های عریض تقریبا 13 متری پوشانده شده اند.شیشه های ایمن ورقه (لایه ) شده تا حدودی فشرده شده اند،در چهار نقطه ثابت شده هستند. سیستم نورهای شناور و صدا بین این حاشیه شیشه ای و پوسته پایینی کامل شده اند.

استادیوم المپیک مونیخ

دید هوایی المپیک مونیخ

تصویر شماره 6:دید هوایی استادیوم المپیک مونیخ

استادیوم فوتبال جدید در مونیخ که در شمال شهر و بین تقاطع خط راه آهن و مسیر ماشین رو اصلی شهر قرار دارد.

در قسمت سکوی تماشاگران که به سه ردیف تقسیم بندی شده است گنجایش 60000 تماشاگر موجود است. چون شیب این ردیف ها به سمت عقب بیشتر است. تماشاچی ها تا جایی که ممکن باشد در فاصله شیب نزدیک تر به بازی آورده می شوند.

این استادیوم با یک پوسته مجزا cashion احاطه شده است.این قاب سقف را نگه داشته و نماها به سازه اصلی و دوم تقسیم شده اند . نگهدارنده اصلی قاب از 48 خرپای اصلی مرکب از 65 متر طول و 10 متر ارتفاع است که شبکه تیرهای حمال با parabalicپایه گذاری شده اند.

سقف استادیوم

9-برشی از جایگاه تماشاگران و سقف استادیوم

مقطع خالی (hollow ssefion)قوم های بالا و پایین و اعضای web به طرف زمین بازی زاویه داده شده اند. تیرهای حمال مگدستی(centilenered) در دایره مرکزی جمع شده اند و برای اینکه بتوانند در پلان دیده شوند بالای مناطق فشار پایین به سمت کناره های استادیوم خم شده اند.نقاط قوت در هر مورد بین در موقعیت فشار و کشش هستند. در تیر حمال خرپایی اطراف محیط های خنثی خیز منفی در نقطه گره اتفاق می افتد که به توزیع هر چه بیشتر بار بین 92 بار بر کره ای منجر می شود . موضوع بارهای بالا(زیاد)میله های اریب در خرپای بیرونی است که اعضای مرکب هستند.پرکردن هسته با بتن بدین معنی است که ضخامت دیوار مقاطع فلزی می توانست کمتر شود و بنابراین در هزینه ها صرفه جوی شود. بارهای کششی از طریق ستون ها گامپوزیت با یک هسته فلزی به سازه بتنی وصل شده اند. میله های اریب بارهای افقی را به سازه بتنی هدایت می کند. دومین سازه نگهدارنده ،شبکه فضاییی منحنی (خمیده ای ) است که به مقدار کم خمیده شده اند، که در نقطه تقاطع بین پوسته مانع اصطکاک در سقف دیده می شود. این لوزی مشبک که از فلز با مقطع خالی ساخته شده است یک محور بطور افقی حول استادیوم می چرخد و دیگری بطور مورب که سراسر داخل سقف و نما را شامل می شود و 2784 پوسته مانع اصطکاک ETFE را با ضخامت 2 میلی متر را که به آن چسبیده نگه می دارد.

10:بزرگ نمایی از جزئیات اجرایی سقف و پوشاننده استادیوم المپیک مونیخ

استادیوم لایپزینگ

استادیوم لایپزینگ

11:دید هوایی استادیوم لایپزینگ

استادیوم قدیمی ورزشی لایپزینگ در 56-1955 ساخته شد و زمانی بزرگترین استادیوم با گنجایش 100000 نفر بود. که برای بازی های جام جهانی فوتبال 2006 اقدام به بازسازی آن شد.

فرم ورزشگاخ فوتبال جدید در میان استادیوم های ورزشی بیضی شکل فعلی سازه ای و مستقل و خاص دارد .سکوی تماشاگران که گنجایش 39000 نفر را دارد از بتم مسلح ساخته شده است. فاصله بین دو ستون خرپاهای هلالی در بالای سکوی اصلی 202 متر و زاویه آن ها از امتداد عمود 26 درجه می باشد. این فرم ها از مشخصه های سازه این استادیوم و سازه آن می باشد.خرپاهای ساخته شده از یک زه در بالا از جنس لوله های فولادی و در پایین از کابل استیل است.تیرهای کششی پایین قوس برخلاف بارهایasym metrical مقاومت بارها را جذب می کند و بخشی از بارهای افقی را متعادل می کند.بیشتر بارهای افقی توسط عضو مفصلی اضافه شده یا تاق های قوس حمل می شود که از دو کابل مارپیچ 100 میلی متری ساخته شده و به هم قفل و بست شده اند. در سطح یکنواخت زه میانی،شبکه ای از تیرهای حمال به سمت بیرون و به طول 15 تا 49 متر توسعه یافته که مثل تیرهای حمال گسترده عمل می کند.این فرم بعلاوه بادبند و برگه های ذوزنقه ای سقفی که به حلقه محیطی تیرهای حمال متصل می شود،پوشش دهنده سقف هستند.و کابل های redirecting به قوس تیرهای حمال استحکام می بخشد. به خود تیرهای حمال 64 ستون کوچک آویزان شده که ستون حمال بار قاب سقف را بطور یکنواخت به ستون های دیوارهای بتنی محیط استادیوم توزیغ می کند.شبکه های تیرهای حمال نگهدارنده بالای سقف های دو انتهای استادیوم هستند.همچنین از پشت به حلقه ی تیرهای حمالمتصل هستند. پایه های بیرونی صفحه های سقف به طرف داخلی استادیوم و نگهدارنده های اضافی برای ستون های V شکل است.پایه های صفحه سقف در داخل ورزشگاه روی ستون های V شکل می نشیند.سقف به گونه ای طراحی شده است تا درآینده بتواند به صورت جمع شده ای بابلی ورزشگاه را پوشش دهد. سقف مجموعه توسط یک سایبان کشویی پوشانده شده و سقف کشویی توسط یک شبکه ثانویه حمایت می شود و به این ترتیب بام ورزشگاه کامل می شود . به همین علت می باشد که دو لبه بام بصورت موازی ساخته شده و این سایبان در همین مسیر بطور کامل می تواند باز شود.

استادیوم المپیک اویتا ژاپن

12- استادیوم المپیک اویتا ژاپن

استادیوم اویتا

معمار:Kisho Kurokawa سال ساخت:1996 سال بهره برداری:2001

سازه:بتون تقویت شده-استیل- سقف جمع شدنی(سیم با سیستم کششی)

تعداد طبقات:2 طبقه زیرزمین و 3 طبقه بالای هم کف-مساحت زمین 52234 متر مربع

فضای کل طبقات:92882 متر مربع-برای ورزش فوتبال،دو میدانی،بیس بال،استخر،تنیس،زمین تمرین

از بالا ساختمان همانند یک چشم بزرگ به نظر می رسد. این تصویر دیده پرنده است وقتی دور تا دور آن پرواز می کند . این تشابه نه تنها در ظاهر ساختار بلکه در کارکرد آن نیز می باشد.چنانچه سقف قابلیت باز و بسته شدن همانند یک چشم را دارد که در شرایط مختلف آب و هوایی می توان از آن بهره برد.

به گفته ی خود Kisho Kurokawa سایت همانند یک کره ی بادامی بزرگ است که در زمین خاک شده،در واقع اولین کانسپت آن حالت کروی است.این کره در قسمت مرکزی خمی زیبا و یکنواخت دارد. این استادیوم شبیه شرکت هواپیمایی Kansail رنزوپیانو-1994 نیز می باشد.

اسکلت بالایی از قاب های قوسی تشکیل شده به همراه شبکه های مثلثی و اسکلت پایینی از قاب های فلزی سفت و محکم با دیواره های مقاوم و پایدار…

ساختار: سقف آن قسمت بسزایی از ساختار آن را تشکیل می دهد. سقف دارای دو پوسته است قسمت پایینی متشکل از 3 بعد قاب های قوسی به هم بسته شده تیر اصلی،تیرهای افقی ،عمودی (ساختار استخوانی )و لایه بالایی از دو قسمت هلالی یا غشای جمع شونده (پوسته).این غشا در طول 20 دقیقه باز و بسته می شود همانند حرکت پلک ها.غشای خارجی سقف از پانل تفلن است با 25% نفوذ پذیری مغناطیسی که این خاصیت احتیاج به چراغ الکتریکی در طول روز را از بین می برد.

ساختار اصلی قوسی است همراه با ستون های افقی و عمودی . همانند دنده هایی که به ستون فقرات متصل هستند.تیرهای قوس یک قاب فضایی بسیار بزرگ را تشکیل می دهد که اقتصادی ترین طرح برای پوشش های پهن است.تیر اصلی و سط ورزشگاه در فاصله 60 متری قرار دارد. و جهت آن شمال به جنوب است و همچنین غشای سقف در همین راستا باز و بسته می شود . و به صورت موازی تیر حرکت می کند دوربینی به وسط تیر اصلی آن متصل شده است که قابلیت جابه جایی در طول این ستون اصلی را دارد.

بخش ثابت و ساکن سقف با تیتانیوم مزین شده که این ساختاری مدرن را تداعی می کند.چراغایی درونی و برجسته به پانل های تفلونی سقف با ساختار متحرک وصل شده است. پوشش سقف نه تنها روشن تر از شیشه بلکه یک سطح بزرگ و صاف ،کشدار ،بادوام و نشت ناپذیر در هر آب و هوایی است. این پوشش بسیار سبک بوده و با قابلیت عدم فرسایش در برابر آب و هوا و فراتابی همانند یک پوسته روی کره عمل می کند. و قابلیت حرکت در سطح هموار سقف را داراست.

سقف با سیم هایی که دارای سیستم منقبض کننده هستند عمل می کنند . و هنگام بسته شدن پوشش سقف از هر دو طرف به سمت بالا حرکت می کنند و درست در قسمت وسط زمین به هم چفت می شوند.

در طول این عمل سیستم کامپیوتری کشش سیم ها را بررسی و کنترل می کند.

نمای داخلی استادیوم

13-نمای داخلی استادیوم المپیک اویتا

سیم ها در استوانه تارکشی پیچیده شده اند که هرکدام دنده ی مشخصی دارد و هر دنده خم معین و ثابت خود را نسبت به بقیه دارد و هر کدام فشار مختلفی را تحمل می کنند.این سیم ها با تکنولوژی برقی و کامپیوتری کار می کنند.

نتیجه گیری:

در مجموع می توانیم سیر تحول سازه ای در استادیوم های ورزشی را در نیم قرن اخیر که سیر پیشرفت علم و تکنولوژی در تمام عرصه های زندگی بشری شتاب دو چندان گرفته با توجه به اینکه سازه و معماری در تمام ابعاد زندگی بشر دخیل هستند اینگونه بیان کنیم:

در دهه های اولیه و میانی قرن 1960-1920 تنها اقدام به ساخت استادیوم می شود و به علت نبود علم و ابزار اجرایی کافی اقداماتی برای مسقف کردن استادیوم ها نمی گردد. در این دوران تنها به بالا بردن کیفیت بتن و فولاد و مستحکم تر کردن سکوهای استادیوم ها و همچنین ساختن استادیوم هایی با کنجایش بالای نفر اقدام می گردد.

در دهه های میانی و پایانی(1990-1960) همگام با پیشرفت علم و تکنولوژی اقدام به مسقف کردن استادیوم ها هر چند در ابعاد کوچک می گردد. همزمان با این مرحله استفاده از سیستم سازه ای فضاکار به علت مزیت های فراوان این سیستم از قبیل سبکی و زیبایی و ظرافت خاص آن می گردد . که این سیستم آرام آرام تبدیل به سیستم بلامنازع برای سقف های استادیوم ها و تمام فضاهای مسقف با دهانه های بزرگ که نیاز داشتند بدون ستون در وسط فضا اجرا شوند تبدیل می گردد. در این دوران خود سیستم سازه های فضاکار نیز از لحاظ detail و نحوه اجرا و اتصالات سازه ای نیز دچار تحول شده و اقدام به طراحی سیستم های فضاکاری می گردد که سبک تر و ظریف تر و با اتصالات مستحکمتری نسبت به پیش باشد. به عنوان مثال سیستم اولیه به کار گرفته شده در این دوران ابتدا سازه فضاکار غشایی و کابلی است که آرام آرام متحول شده و این تحول در شکل و فرم سازه و نحوه اتصالات نمایان می گردد.

در دهه پایانی قرن پیش و آغاز قرن جدید عنصر و مزیت حرکت و خاصیت متحرک بودن به سیستم های سازه ای سقف استادیوم ها اضافه می گردد. که می توان به استادیوم oaka آتن کار سانتیاگو کالاتراوا اشاره کرد. همراه با این تغییر جنس پوشاننده سقف استادیوم ها ورق های فلزی به مواد آلی و پلی مری تغییر پیدا می کند که این تغییر به نوبه خود باعث ساخت استادیوم هایی با فرم و ترکیب خاصی می گردد همانند استادیوم آلیانز مونیخ که ترکیبی از ورقه های شفاف پلی اتیلن می باشد که نما و فرم خاصی به استادیوم بخشیده است.

همراه با این تغییرات آرام آرام سیستم های سازه ای رو به طراحی و ساخت استادیوم هایی می رود که نهایت زیبایی و استحکام را با مصالح جدید و پلی مری را داشته باشد که سیستم سازه ای “فرم آزاد ” که گونه ای جدید از سیستم سازه های فضاکار می باشد.

در این میان کاربرد بیشتری دارد که می توان به طراحی و ساخت استادیوم iota ژاپن اشاره کرد.که همچنان نشان از عطش بشر در دستیابی به تکنولوژی و طراحی و ساخت ساختمان ها و سازه های بزرگ و زیبا را نشان می دهد. که در این میان نقش مهندسان معمار و سازه کشور خودمان در دستیابی به این علم و استفاده از تکنولوژی سازه های جدید و همچنین نیاز به ساخت استادیوم های جدید در کشور نباید فراموش گردد.