المان و گوی سازه فضاکار یک سیستم است که از یک خر پایی سه بعدی تشکیل شده‌است و دهانه‌های آن در دو سمت گسترش پیدا کرده که اعضای آن تحت تاثیر دو عامل فشار و کشش قرار دارند. از مدول‌های تکراری و مشابه در این سازه‌ها با لایه‌های موازی در پایین و بالا تشکیل شده‌اند. جنس المان و گوی سازه فضاکار بیشتر از آلمینیوم می‌باشد.
در این سازه‌های فضایی از خر پای سه بعدی استفاده می‌شود که بسیار محکم و سبک است و بر اساس پایه‌هایی که دارای الگوی هندسی مثلثی شکل هستند استفاده می‌شود که در آن از لنگرهای خشمی مانند بارهای فشاری و کششی به قطعات محوری خر پا منتقل می‌شوند و موجب محکم شدن قاب‌های فضایی می‌گردد که معمولاً برای دهانه‌هایی با تعداد تکیه گاهی که تعداد کمتری دارند استفاده می‌شود.
مواد تشکیل دهنده المان و گوی سازه فضاکار
- ✓لوله‌های آلومینیومی
- ✓ لوله‌های فولادی سیاه
- ✓لوله‌های استیل
- ✓ مصالح دارای مقاومت کششی و فشاری مناسب
کاربرد المان و گوی سازه فضایی
این نوع سازه‌ها با قاب‌های فضایی در ساختمان‌های مدرن بسیار کاربردی می‌باشند. این قاب‌ها در سقف با دهانه‌های بزرگ استفاده می‌شوند و هم‌چنین در ساختمان‌های صنعتی و تجاری مورد استفاده قرار می‌گیرند.
سیستم‌های فضا کار در سازه‌هایی مانند برج‌های مخابراتی، برج‌های ذخیره آب و بشقاب به رادیویی کارایی دارند. این سیستم در سازه‌هایی که در آن‌ها نیاز به پوشش دانه‌های بدون ستون و بزرگ است کاربردی می‌باشد. مانند: سالن کارخانه‌ها، پوشش ورزشگاه‌ها، مراکز فرهنگی و هنری، سالن اجتماعات، آشیانه هواپیما‌ها، مراکز خرید و…. استفاده می‌شوند.
انواع المان و گوی سازه فضاکار
- ✓ شبکه‌های دو لایه:
این شبکه‌ها بسیار رایج می‌باشند و ساده ترین نوع سازه محسوب می‌شوند از پروفیل‌های فولادی تشکیل شده، و برای پوشش ساده فضا استفاده می‌شوند.
- ✓ شبکه‌های سه لایه:
این شبکه‌ها از یک صفحه میانی و از دو صفحه پایین و بالا تشکیل شده‌اند. زمانی که دهانه سازه بسیار بزرگ باشد ارتفاع شبکه دو لایه جوابگو نباشد از این شبکه‌ها استفاده می گردد. از این نمونه می‌توان به ایستگاه راه آهن جمهوری اسلامی ایران و هم‌چنین دانشگاه تهران محل برگزاری نماز جمعه اشاره کرد.
- ✓ سازه‌های چلیکی:
سازه‌های چلیکی یعنی شبکه در یک جهت دارای انحنا است. برای پوشش سطوح مستطیلی استفاده می‌گردند، مانند گلخانه‌های بزرگ.
- ✓ ساختار گنبدی:
اگر شبکه در دو جهت انحنا داشته باشد ساختار گنبدی است، مانند مساجد.
- ✓سازه های تاشو:
این نوع سازه‌ها مانند چادر عمل می‌کنند و قابل باز و بسته کردن است و بیشتر در مکان‌هایی که موقت نیاز است مورد استفاده قرار می‌گیرد مانند: سیرک، نمایش، مناطق زلزله زده و سیل زده.
- ✓سازه های ماهواره‌ای:
در این سازه خر پا‌ها در ارتفاع درست می‌شوند، مانند خطوط انتقال نیرو سازه‌های ماهواره‌ای.
- ✓ سازه‌های باد شو:
این سازه از مواد خاصی مانند: پلاستیک و لاستیک ساخته شده‌اند و در هنگام استفاده با پمپ باد می‌گردند.
مزایای المان و گوی سازه فضاکار
- ✓ ایمنی بالا:
اتصالات این نوع سازه پیچ مهره‌هایی هستند که سهولت کنترل کیفیت اتصالات و قطعات پیش ساخته کارخانه که ضریب ایمنی و اطمینان از سازه را بالا می‌برد، می‌باشد.
- ✓ ایجاد صفحه افقی در فضای داخلی:
ایجاد سقف افقی علاوه بر زیبایی در فضای داخلی و مصرف انرژی جهت سرمایش و گرمایش منجر به صرفه جویی در هزینه ها هم می‌شود.
- ✓ تولید قطعات کارخانه:
تولید و ساخت قطعات در کارخانه موجب کنترل کیفیت و دقت بالا در کل اجزای سازه می‌شود.
- ✓ امکان باز و بسته کردن سازه:
در انجام المان و گوی سازه فضاکار از جوش‌کاری استفاده نمی‌شود و قطعات و اتصالات به صورت پیچ و مهره استفاده می‌شود که می‌توان سازه را مونتاژ کرد و در محل دیگر استفاده کرد.
- ✓ عدم استفاده از جوش‌کاری در نصب:
اتصالات به صورت پیچ و مهره در کارخانه تولید می‌گردند. در هنگام اتصال قطعات هیچ‌گونه جوش‌کاری صورت نمی‌گیرد.
- ✓ سبک بودن:
این سازه‌های اجرا شده بسیار سبک هستند و در زمین‌هایی با مقاومت خاک پایین قابلیت استفاده بیشتری دارند.
- ✓ زیبایی:
طراحی سازه اجرا شده بسیار زیبا است در مواردی هم جهت نما سازی از این سیستم استفاده می‌شود.
انواع مختلف سازه
در زیر به انواع سازه های فضاکار اشاره خواهیم کرد:
- ✓ سازه‌های فضا کار از لحاظ ساختار
- ✓ سازه‌های فضا کار از لحاظ سیستم اتصال دهنده اعضا
- ✓ سازه فضا کار از لحاظ مصالح
اجزای سازه فضایی
- اجزا المان و گوی سازه فضاکار از سه قسمت تشکیل می‌شود:
- ✓اتصالات یا( پیوند دهنده)
- ✓المان یا (همبند)
- ✓پوشش
در المان و گوی سازه‌های فضا کار نیمی از هزینه‌ها صرف اتصالات می‌گردد اما در سازه‌های معمولی حدود ۲۰ درصد هزینه می‌گردد.
گوی:
یک توپ از جنس فولاد یا آلومینیوم می‌باشد که باعث ایجاد تعادل بین نیروهای اعضا و ارتباط بین اعضای سازنده می‌شود. برای کنترل آن اتصالات بزرگتری را داراست.
بشقابک یا (مخروطی) :
یک تکه مخروطی از جنس فولاد است که به لوله جوش شده و سمت دیگر، امکان متصل شدن به گوی را فراهم می‌سازد و از تراکم لوله‌ها جلوگیری می‌کند.
لوله:
تحمل نیروهای محوری را دارا می‌باشد و از طریق جوش به بشقابک، اتصال آن با دیگر اعضا برقرار می‌گردد.
اسلیو(غلاف):
یک مهره است، در فشار وارد عمل می‌شود به دو شکل سوراخ و شیاردار تولید شده‌اند.
نحوه اجرای سازه فضا کار
هنگامی که در کارخانه سازه طراحی و ساخته می‌شود، قطعات محل اجرای کار انتقال پیدا می‌کنند و قطعات را در روی زمین به هم متصل می‌کند و توسط جرثقیل حمل می‌گردد برای جلوگیری از آسیب ندیدن سازه و هم‌چنین واژگون نشدن سازه باید جرثقیل به چهار گره وصل شود.