با توجه به اینکه در سال های اخیر علم و تکنولوژی پیشرفت چشمگیری داشته، در زمینه مهندسی سازه هم خواسته های جدیدی پدید آمده است. وجود زمان در ساخت سازه ها اهمیت بسیاری پیدا کرده و این موضوع مسئله سازه های پیش ساخته را بیش از قبل مهم کرده است. علاوه بر آن افزایش جمعیت مردم باعث شده تا به داشتن فضاهای بزرگ بدون حضور ستون پایه علاقه مند شوند. بنابراین با توجه به این مسائل امروزه متخصصین قابلیت های منحصر به فرد سازه های فضاکار را کشف کردند و از انواع این سازه ها بیش از گذشته استقبال می کنند. نمونه ای از این سازه ها، سازه های فضاکار گنبدی است که در این مقاله به آن پرداخته ایم.

سازه های فضاکار گنبدی چه نوع سازه ای هستند؟

سازه های فضاکار گنبدی جزو پر کاربرد ترین سازه های فضاکار در ایران است که ساختار هندسی دارد. این سازه ترکیبی از معماری مدرن و اسلامی است که موجب استفاده مفی در ایران شده است. این مدل سازه ها به دو شکل بیضی و گنبدی اجرا می شوند که در زمان طراحی نقشه انواع زیادی برای معماران دارند. شکل گنبدی مانند در سازه های معماری قبل و بعد از اسلام در ایران پایداری و استحکام این فرم از سازه ها را نشان می دهد.

سازه های فضاکار گنبدی به شکل شبکه سه بعدی در دو جهت دارای انحنا هستند. در ساخت این مدل سازه ها از اعضا با اندازه برابر استفاده می کنند که باعث شده نسبت به انواع سازه فضاکار دیگر برتری خاصی داشته باشند. برای ایجاد فرم گنبدی شکل سازه باید شبکه دلخواه روی یک کره را به تصویر کشید. سازه های گنبدی مدل‌های مختلفی ازجمله سازه گنبدی ژئودزیک، سازه گنبد شودلر، سازه گنبدی کیوبیت و گنبد لاملا دارد.

ویژگی های سازه های فضاکار گنبدی

سازه های فضایی گنبدی همان طور که در گذشته ثابت شده محدودیت ستون گذاری در آن ها رفع می شود. در نتیجه از آن برای دهانه های بزرگ استفاده می کنند. سازه های گنبدی ایستا هستن.د و  خطر فرو جهش در آنها وجود ندارد. این سازه ها تا حد زیادی از پایداری کافی برخوردار هستند. و به تنهایی می توانند آزادی عمل در مورد محل قرارگیری ستون هایشان داشته باشند.

با توجه به مطالبی که گفته شد کاربرد اصلی سازه های فضایی گنبدی شکل برای پوشش فضای وسیع است. که قابلیت افزایش و کاهش سطح پوشش و استفاده از انواع پوشش ها چه از نوع فلز، شیشه و پلی کربنات چه از سایر پوشش ها را دارد. توجه کنید که محبوب ترین نوع پوشش سازه های فضاکار گنبدی پوشش ورق گالوانیزه است .که از لحاظ اقتصادی هم نسبت به دیگر پوشش ها به صرفه تر است.سازه های فضاکار در تهران را بررسی کنید.

این شکل از سازه ها باید با صلیب بالا ساخته شوند. و دهانه هایشان می تواند تا حدود ۲۵۰ متر بزرگ باشد. ارتفاع سازه های گنبدی شکل بزرگتر از ۱۵ درصد قطر پایه آن است. و در شرایطی که تعداد دنده های آن زیاد باشد باید دنده های نزدیک راس حذف شود.

کاربرد سازه های فضاکار گنبدی

این مدل سازه ها به صورت تک لایه و چند لایه قابلیت اجرا دارند. و هر کدام از انواع آن از لحاظ زیبایی معماری ویژگی های منحصر به فرد خود را دارا هستند. به خاطر داشتن این ویژگی های منحص به فرد بسیاری از طراحان از انواع سازه های فضایی گنبدی استفاده می کنند. از کاربردهای سازه فضایی گنبدی در صنعت می توان به پوشش سقف ساختمان های عریض در مقیاس بزرگ که نیازمند پوششی با قابلیت نوردهی و کاهش مصرف انرژی را دارد اشاره کرد. در ساخت انواع سازه فضاکار ضخامت سقف به فاکتور های مختلفی از جمله دهانه، شکل سازه و میزان بار وارده به سازه بستگی دارد .که این عوامل در استفاده از شبکه های دو لایه و سه لایه هم تاثیر گذار است.

مزایای سازه های فضاکار گنبدی

این سازه ها از مزایای زیادی از جمله آسانی حمل و نقل و انباشت. کمبرینگ قابل تنظیم، نصب راحت و سریع در محل به دلیل قطعات پیش ساخته، نیازمند نبودن به پرلین، انتخابی مناسب برای سازه های دارای اشکال و مکان های نامنظم پلان، انتخابی مناسب برای  سازه هایی که دهانه وسیعی دارند. ساخت سازه بدون ستون، قابلیت ضد زلزله بودن بالا، نسبت دهانه به عمق خوب، هزینه حمل و نقل پایین، سازگاری با انواع زیاد پوشش، داشتن فرم های چهار وجهی سه بعدی، ظاهر زیبا و نمای قشنگ معماری، سبک با ساختار مستحکم، توزیع بار های متمرکز به صورت مساوی در سراسر ساختار و خواص آکوستیکی خوب برخوردار است.