مهندسی معماری پارچه
1
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
مهندسی معماری پارچه
مقدمه سازه هاي پارچه اي به لحاظ كيفيت و فرم فضايي گزينه هاي بسيار متنوعي در اختيار طراحان و مهندسان قرار مي دهند .اين سازه ها به كمترين ميزان عناصر صلب براي ايستايي خود نيازمندند .از ديدگاه مهندسي ،سازه هاي پارچه اي پوشش هايي نازك و پايدار در برابر تغيير شكل و شكست هستند كه مقاومت خود را از طريق پيش تنيدگي پوسته كسب مي كنند. با آنكه تاريخ استفاده از چادر به گذشته هاي بسيار دور باز مي گردد ،اصول سازه هاي پارچه اي در قرن نوزدهم ميالدي پايه ريزي شد .ماشين هاي نساجي بشر را آماده ساخت تا چادرهايي با قابليت جابجايي براي برگزاري سيرك ها توليد كند. ميراث احداث اين چادرها دو فاكتور از فاكتورهاي اساسي سازه هاي پارچه اي مدرن است :تغيير شكل پذيري و پيش تنيدگي.
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
2
مهندسی معماری پارچه
هنر معماري سبك پوشش پارچه اي درسال 1950توسط فراي اتو و با كف صابون آغاز شد .پيدا كردن فرم به شيوه خودزا فلسفه ي جديد مدرسه ي وي بود .او بناهايي با سازه هاي پارچه اي مدرن را بر اساس ايده ي پوشش هاي مينيمال با هدف به دست آوردن كمترين سطح الزم و احتياج به كمترين ميزان فعاليت براي به دست آوردن فرم مورد نظر طراحي كرد.
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
3
مهندسی معماری پارچه
فراي اتو به همراه رلف گوتنبرد اولين تجربه ي خود را در طراحي سازه اي با شبكه هاي كابلي در اكسپو مونترال در سال 1967به نمايش گذاشت .اين بنا هم از نظر معماري و هم از نظر سازه اي ،حركتي كامال نوگرايانه بود .پالني با فرم آزاد كه به دور درياچه اي موجود در سايت مي چرخيد .در چنين پالن بي قاعده اي ،شبكه اي از كابل بر روي تيرهايي با ارتفاعات متفاوت قرار گرفته بود كه نيروها در نوك اين تيرها متمركز بودند و به حلقه هايي كه به سطح شبكه يا پوسته اتصال داشتند ،منتقل مي شدند .مهندسي اين بنا بر عهده شركت آندرا و لئونهارت بود كه در پروژه ي بعدي ،بناي بازي هاي المپيك مونيخ 1972را اجرا كرد .به دليل مقياس و اهميت اين پروژه ،براي اولين بار از نرم افزار كامپيوتري جهت تحليل رفتارهاي سازه و حتي تعيين خطوط برش پارچه استفاده شد. Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
4
مهندسی معماری پارچه
5
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
مهندسی معماری پارچه
دسته بندی سازه های پارچه ای به لحاظ عملکرد سازه هاي پارچه اي براساس معيارهاي متفاوتي دسته بندي مي شوند كه از اين ميان مي توان به موارد زير اشاره كرد: عملكرد ساختمان ،عملكرد پوسته ي كششي (استفاده از نور روز، حفاظت در برابر باران ،حفاظت در برابر خورشيد ،عايق حرارتي ،عنصر تعريف كننده ي فضا و ،)...اندازه ،تغيير شكل ،درجه ي محصور بودن، مدت زمان استفاده از بنا و... سازه هاي پارچه اي به لحاظ عملكرد پوسته به پنج دسته ي اصلي تقسيم مي شوند: .1ساختمان هاي پارچه اي .2پوسته ي بيروني ساختمان .3پوسته ي داخلي ساختمان .4سقف .5نما هر يك از اين دسته ها مي توانند به شكل كامال محصور ،باز و بسته شونده و يا باز مورد استفاده قرار گيرند.
دسته بندي سازه هاي پارچه اي به لحاظ عملكرد
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
6
مهندسی معماری پارچه
.1ساختمان های پارچه ای - 1.1ساختمان هایی با پوسته ی قابل کشش کامالً بسته ( محصور ) ساختمان با پوسته ي كششي كامالً محصور مانع نرمي را در برابر شرايط محيطي پيرامونش ايجاد مي كند.
Seto Ohashi Bridge Expo1988 (Shikoku) Air Ocean Dome Akita Kawabe Koygo Dome Chemical Research Center in Venfaro
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
7
مهندسی معماری پارچه
فضاي داخلي براي راه رفتن از ميان مجسمه Dreamspaceكه توسط Maurice Agisطراحي شده است .پالت رنگ هاي استفاده شده ،يك روشنايي داخلي ايجاد كرده كه به دست آوردن آن با مواد ديگر ممكن نبوده است .اين مجسمه ي موقتي -قابل حركت -زودگذر و فاني است. پوشش هاي پارچه اي مي توانند در يك سطح شبكه اي كوچك گنبدي شكل تحت كشش قرار بگيرند .حمل و نقل اين سقف ها به سادگي صورت مي پذيرد. Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
8
مهندسی معماری پارچه
سازه هاي بادي كه با تيرهاي پر از هوا و اجزاي بالشتكي ساخته مي شوند ،از باال يا پائين تحت فشار هستند.
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
9
مهندسی معماری پارچه
- 1.2پوسته ی قابل کشش انعطاف پذیر
ساختمان هاي پوسته اي كاملي وجود دارد كه انعطاف پذير هستند .پوشش استخر شنا در Unterlussشامل دو اليه پارچه با هواي مياني 3سانتيمتر (به شكل بالشتك هوا) است .فشار داخلي بين دو اليه مي تواند براي كنترل و پايدار كردن سازه باز و بسته شونده مورد استفاده قرار بگيرد .وقتي پوشش بسته مي شود ،با فشار داخلي معين به حالت پايدار مي رسد.
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
10
مهندسی معماری پارچه
ايده ي مشابه به همراه حركت لغزشي براي تئاتر در هواي آزاد در Tecklenbargمورد استفاده قرار گرفت .سقف شامل 6بالشتك پوسته اي است كه مي توانند در طول 2ريل حركت كنند .وقتي كه سقف بسته است بالشتك ها بصورت اتوماتيك با هوا پر مي شوند تا پارچه ها در برابر باد پايدار شوند .وقتي كه سقف مورد استفاده قرار نمي گيرد، پوشش پارچه اي كنار مي رود.
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
11
مهندسی معماری پارچه
بالون هاي قارچي كه در نمايشگاه جهاني در اوزاكا ساخته شدند .اين بالون ها مخروط هاي سروته شده اي هستند كه از ديرك هايي با كابل نگه داشته شده اند و از داخل با طناب هايي حمايت مي شوند .آنها سايزهاي متفاوتي با قطر 15متر و ارتفاع 15متر ،قطر 20متر و ارتفاع 19متر ،قطر 30متر و ارتقاع 29متر دارند .عمليات باز و بسته شدن همزمان با وزش باد به داخل بالون ها انجام مي شود؛ به هنگامي كه كابل هاي معلق شل و رها مي شوند و يا با بيرون دادن هواي بالون زماني كه طناب ها بسته و سفت مي گردند.
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
12
مهندسی معماری پارچه
- 1.3پوسته های قابل کشش باز ساختمان هاي با پوسته ي باز به طور كلي بنا را از باران و خورشيد محفاظت مي كنند و در شكل ها و موقعيت هاي متفاوتي مورد استفاده قرار مي گيرند .و در عين حال كه مي توانند به عنوان نشانه عمل كنند ،سايبان هاي مناسبي هستند؛ چتر هايي كه به صورت گروهي مورد طراحي و استفاده قرار مي گيرند و براي آب و هواي گرمسير طراحي شده اند از تهويه ي طبيعي بهره گيري مي كنند .اليه ي بااليي منعكس كننده ميزان احساس راحتي را در داخل فضا افزايش مي دهد.
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
13
مهندسی معماری پارچه
سقف هاي عريض ،سبك وزن و شفاف مي توانند سكوهاي بزرگ را در استاديوم هاي مهم پوشش دهند؛ مانند استاديوم .Gottlieb Daimlerسيستم سازه اي معموال بر اساس اصل و قاعده ي چرخ هاي دوچرخه طراحي مي شود.
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
14
مهندسی معماری پارچه
سازه هاي كششي تركيبي مي توانند اجزاي سازه هاي متفاوت را تركيب كنند؛ براي نمونه آنتي كالستيك هاي بادي مي توانند با سطح كششي قوس تركيب شوند.
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
15
مهندسی معماری پارچه
.2پوسته ی بیرونی ساختمان -2.1پوسته ی بیرونی کامال بسته پوسته ي بيروني از ساختمان در برابر باران و خورشيد محافظت Chemical Research مي كند. Center in Venfaro
در بلوك هاي ساختماني در داخل مركز تحقيقات شيمي در Venafroكه احتياج به سطح بااليي از كنترل آب و هوايي داشت ،از ويژگي محافظت بيروني پوسته ها استفاده شد. Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
16
مهندسی معماری پارچه
پروژه ي فولر براي پوسته محافظ بر روي منهتن يك مقياس بزرگ از اين نوع است.
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
17
مهندسی معماری پارچه
كريستو ،رايشتاگ در برلين را به عنوان يك مجسمه ي موقتي در لفافه كرد و پنهان نمود.
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
18
مهندسی معماری پارچه
- 2.2پوسته ی بیرونی انعطاف پذیر پوسته ي بيروني انعطاف پذير مي تواند مي تواند بر اساس تفاوت هاي فصلي و نوسانات شب و روز شرايط محيطي متفاوتي در داخل ساختمان به وجود آورد.
سقف غرفه ي ونزوئال در نمايشگاه هانوور گل مصنوعي غول پيكري بود كه براساس شرايط آب و هوايي باز و بسته مي شد.
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
19
مهندسی معماری پارچه
- 2.3پوسته ی بیرونی دوم باز جدا كردن سقف پوسته اي كششي از ساختمان اصلي مي تواند گزينه اي براي بدست آوردن ساختماني سبك وزن تر باشد .اين اصل 35سال پيش مورد استفاده قرار گرفته و هنوز در مناطق گرمسير و مناطقي كه زمستان هاي سرد و تابستان هاي معتدل دارند به كار مي رود.
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
20
مهندسی معماری پارچه
.3پوسته ی داخلی ساختمان - 3.1پوسته ی دوم کامالً بسته در داخل اضافه كردن اين پوسته در داخل مي تواند راه حلي باشد براي مشكالت حرارتي و يا اكوستيكي ساختمان باشد. براي تبديل يك ساختمان صنعتي به يك دفتر از يك پوسته ي داخلي استفاده شد .اين پوسته از دو اليه ورق شفاف ساخته شده بود كه راحتي داخل را افزايش داد و اكوستيك را بدون كاهش نور تأمين كرد.
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
21
مهندسی معماری پارچه
- 3.2پوسته ی داخلی انعطاف پذیر حفاظ هاي نيمه شفاف داخلي مي توانند به عنوان پرده اي در برابر آفتاب ،براي تأمين پوشيدگي و دوري از درخشندگي بكار روند.
- 3.3پوسته ی دوم باز در درون حفاظ هاي بادباني براي سقف هاي شفاف با قرار گرفتن در داخل مي توانند ميزان درجه حرارت را كاهش دهند و از تأثير نور مستقيم روز جلوگيري كنند.
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
22
مهندسی معماری پارچه
پنل هاي پارچه اي معلق سين كالستيك همانند سيستم هاي پيش تنيده از يك اليه پاييني آنتي كالستيك و تايل هاي آكوستيك و اليه موازي بااليي پارچه اي تشكيل شده اند.
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
23
مهندسی معماری پارچه
.4سقف - 4.1سقف های پوسته ای بسته براي يك مركز خريد تركيب استفاده از انرژي خورشيدي و نور روز طبيعي سودمند است .تركيب شيشه و پارچه هاي اندود شده بارها استفاده شده تا عالوه بر ايجاد امكان استفاده از نور روز ،از درخشندگي زياد و افزايش درجه حرارت جلوگيري شود.
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
24
مهندسی معماری پارچه
-4.2سقف پوسته ای انعطاف پذیر معروف ترين مثال از اين نوع ،سقف تئاتر باز بر روي ويرانه هاي كليساي دانشكده Bad Hersfeldاست كه توسط Frei Ottoدر سال 1968طراحي و در سال 1993بازسازي شده است .در تابستان كه هوا مساعد است ،پوسته در اطراف يك دكل خارجي بسته و باال زده مي شود و هنگامي كه باران مي بارد در عرض چند دقيقه باز مي گردد.
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
25
مهندسی معماری پارچه
بخشي از حياط داخلي تاالر شهر وين با يك سازه ي پوسته اي قابل تغيير پوشانده شده است .چين و شكن ها از فرم نئوگوتيك گذرگاه طاقي شكل تاالر پيروي مي كند .سازه از كابل هاي طولي قابل حركتي تشكيل شده است كه در قسمت پاييني چين و شكن ها ،توسط لوله هاي شعاعي و طولي به پروفيل سازه محكم شده اند.
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
26
مهندسی معماری پارچه
- 4.3سقف پوسته ای باز اين سقف ها بطور عمده تعريف كننده ي فضا هستند و براي كاركرد هاي مختلف مانند مسيرهاي پياده روي ،تراس ها، فضاهاي نمايشگاهي و ...مورد استفاده قرار مي گيرند.
سقف فضاي عمومي در مركز سوني در برلين به گونه اي طراحي شده است تا امكان استفاده از فضاي عمومي را در هنگامي كه شرايط جوي مناسب نيست به وجود آورد .اين پوشش فرمي چتر مانند دارد.
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
27
مهندسی معماری پارچه
.5نما - 5.1نماهای دوتایی از آنجاييكه اين پوسته در پشت پوسته ي خارجي شرايط نيمه داخلي به وجود مي آورد از اين رو يك محافظ آب و هوايي است. نماي خارجي ساختمان ارفورت از شيشه و پنل هاي پارچه اي اندود شده ساخته شده است .اين پارچه ها كه اليه اليه هستند و عايق شفافي در ميان دارند اجازه مي دهند نور روز منتشر شده و به داخل راه يابد.
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
28
مهندسی معماری پارچه
- 5.2اجزای انعطاف پذیر با توجه به اينكه شرايط جوي همواره در حال تغيير است ،پوسته هايي كه شرايط محيطي داخل ساختمان را تنظيم مي كنند كاربردي بسياري دارند. در اسكانديناوي و مناطق مديترانه اي طرح محافظ هاي انعطاف پذير از فضاهاي داخل در برابر تغييرات جوي محافظت مي كند.
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
29
مهندسی معماری پارچه
- 5.3اجزای کششی نما پرده هاي عمومي در سايز بزرگ بطور موقت و يا دائم مي توانند در نماهاي ساختمان ها مورد استفاده قرار گيرند.
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
30
مهندسی معماری پارچه
قرار گرفتن سايبان پارچه اي در باالي ورودي اصلي يك ساختمان در عين فريبندگي مي تواند راهي براي حفاظت بازديد كنندگان از باران و آفتاب باشد.
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
31
مهندسی معماری پارچه
پوشش پارچه اي مي تواند سطح گسترده اي از بيرون ساختمان را بپوشاند.
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
32
نمونه هایی ازکاربرد سازه های غشائی در ابنیه تاریخی
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
33
نمونه هایی ازکاربرد سازه های غشائی در ابنیه تاریخی
بازسازی و محافظت از ابنیه تاریخی سازه های غشائی می توانند راه حلهای زیبا و مناسبی جهت محافظت از بناهای تاریخی باشند.
مزایای استفاده از سازه های غشایی: جلوگيري از ايجاد بار و فشار اضافي براي بنا قابليت باز و بسته شدن در فصول مختلف هماهنگي بصري با بنا
محافظت از بنا در برابر عوامل طبيعي
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
34
نمونه هایی ازکاربرد سازه های غشائی در ابنیه تاریخی
35
The open-air Theatre at Bad Hersfeld Germany 1968 Area:800m2 Architect: Frei Otto Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/ Material: PVC
نمونه هایی ازکاربرد سازه های غشائی در ابنیه تاریخی
36
The open-air Theatre at Bad Hersfeld Germany 1968 Area:800m2 Architect: Frei Otto Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/ Material: PVC
نمونه هایی ازکاربرد سازه های غشائی در ابنیه تاریخی
37
The open-air Theatre at Bad Hersfeld Germany 1968 Area:800m2 Architect: Frei Otto Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/ Material: PVC
نمونه هایی ازکاربرد سازه های غشائی در ابنیه تاریخی
38
The open-air Theatre at Bad Hersfeld Germany 1968 Area:800m2 Architect: Frei OttoHttp://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/Material: PVC
نمونه هایی ازکاربرد سازه های غشائی در ابنیه تاریخی
39
Plaza of Al-Hussein Mosque, 16x16 umbrellas, Cairo, Egypt 2000 Area:768m2 Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/ Architect: SL-Rash GmbH Material: PTFE
نمونه هایی ازکاربرد سازه های غشائی در ابنیه تاریخی
40
Covering on Tekie of Bam Old Citadel 2006 Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/ Area:600m2 Architects: Miss Cont & Diba tensile structures
Material: HDPE
نمونه هایی ازکاربرد سازه های غشائی در ابنیه تاریخی
41
Covering on Tekie of Bam Old Citadel 2006 Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/ Area:600m2 Architects: Miss Cont & Diba tensile structures
Material: HDPE
نمونه هایی ازکاربرد سازه های غشائی در ابنیه تاریخی
42
Covering on Tekie of Bam Old Citadel 2006 Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/ Area:600m2 Architects: Miss Cont & Diba tensile structures
Material: HDPE
نمونه هایی ازکاربرد سازه های غشائی در ابنیه تاریخی
43
Covering on Tekie of Bam Old Citadel 2006 Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/ Area:600m2 Architects: Miss Cont & Diba tensile structures
Material: HDPE
نمونه هایی ازکاربرد سازه های غشائی در ابنیه تاریخی
44
Covering on Tekie of Bam Old Citadel 2006 Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/ Area:600m2 Architects: Miss Cont & Diba tensile structures
Material: HDPE
نمونه هایی ازکاربرد سازه های غشائی در ابنیه تاریخی
45
Covering on Tekie of Bam Old Citadel 2006 Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/ Area:600m2 Architects: Miss Cont & Diba tensile structures
Material: HDPE
اصول طراحی
46
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
اصول طراحی
اصول طراحی سازه های پارچه ای سازه هاي غشائي در برابر نيروهاي باد و برف با استفاده از انحناي دوجهته خود و نيز پيش تنيدگي مقاومتمي يابند.
پيش تنيدگي به دو صورت ايجاد مي شود:مكانيكي نئوماتيك (از طريق فشار هوا) توزيع نيروها در سايه غشائي بر اساس هندسه آنها مشخص مي شود. غشاها (همانند كابل ها) تنها مي توانند نيروهاي كششي را تحمل كنند.نيروهاي فشاري ،پيچشي و خمشي تنها به وسيله مصالحي چون پروفيل هاي فوالدي ،بتن مسلح ،چوب چند اليه و ...قابل تحمل است. Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
47
اصول طراحی
A sagging cable carries „downward directed loads“: • snow loads • wind pressure
48
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
اصول طراحی
A „standing“ cable carries „upwards directed loads“: • wind suction • excess pressure under the roof
49
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
اصول طراحی
Since both load directions appear in each structure, each point on the roof has to be stabilized in both directions, upward directed loads and downward directed loads.
50
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
اصول طراحی
51
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
اصول طراحی
تنوع فرم سازه هاي پارچه اي شكل هاي بي نهايت متنوعي دارند .فرآيند دستيابي به فرم مناسب ،بر شناخت و درك فرم هايي كه سازه هاي پارچه اي حاصل گسترش و بسط آنها هستند استوار است.اين فرآيند با طرح بندي لبه ها و مكان يابي تيرك ها براي رسيدن به تعادل آغاز مي گردد .طرح بندي لبه منجر به طرح بندي فرم مي شود. انحناي پارچه ،استقامت و استحكام پارچه را تأمين مي كند .هر چه قطر منحني بزرگتر باشد ،بار مرده ي كمتري دارد و هر چه بار مرده كمتر باشد ،سازه سبك تر است .از اين رو در طراحي سازه هاي پارچه اي بايد از ايجاد سطوح تخت جلوگيري شود تا سازه در برابر باد جابجا نشود و در زير فشار برف تغيير شكل ندهد. با توجه به اينكه سه بعدي بودن پارچه هاي انحنا يافته طراحي آنها بر روي كاغذ را غير ممكن مي سازد ،طراحي با ساخت ماكت صورت مي پذيرد .اين ماكت به طراحان كمك مي كند تا درك بهتري از فرم و فضا داشته باشند و به تعادل در سازه دست يابند. ماكت هاي كف صابون و پارچه اي از تكنيك هاي مفيد ماكت سازي در اين زمينه اند .مدل هاي كامپيوتري بر اساس نقاط اتصال پارچه به سازه و يا با تعيين لبه ها شكل مي گيرند. فايل ديجيتال پوشش نهايي ،براي تحليل كامپيوتري سازه به كار مي رود .پس از مهندسي سازه ،اين فايل ها مي توانند مستقيما براي توليد سازه پارچه اي به كمك كامپيوتر مورد استفاده قرار گيرند .در واقع به دليل وابستگي فرم و سازه به يكديگر ،پوشش بر اساس متد خودزايي چه به صورت فيزيكي و چه به كمك كامپيوتر طراحي مي شود. سازه هاي كششي به دو دسته تقسيم مي شوند: -1آنتي كالستيك كه در آن پارچه كشيده شده و با پيش تنيدگي استوار شده است. -2سين كالستيك كه فشار نئو ماتيك يا هيدروليك در جهت عمود بر سطح پارچه وارد مي شود( .سازه هاي بادي) Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
52
اصول طراحی
سازه های کششی پارچه ای آنتی کالستیك يك عنصر فيزيكي را مي توان با استفاده از نيروهاي كششي از چهار جهت محور مختصات در فضا متعادل ساخت .اين اصل آغازين در ايستايي سازه هاي پارچه اي است .مقاومت اين پوشش ها در مقابل نيروهاي خارجي توسط فرم صورت مي گيرد نه توسط حجم. پوشش پارچه اي اصلي ترين عنصر سازه است .اين پوشش توسط كابل ها و تسمه هاي تقويت كننده در لبه ها سازمان مي يابد و به تعادل مي رسد .براي پوشش يك سطح وسيع مي توان از تركيب عناصر سازه اي كمك گرفت و به فرم هاي بسيار متنوعي دست يافت .دو شيوه در طراحي پايه براي يك سقف پارچه اي وجود دارد: -1آزادي عمل در تنظيم تكيه گاه هاي داخلي و خارجي و لبه ها براي ايجاد تعادل در فرم مورد نظر ،ابداعات معمارانه بي نظيري را به وجود مي آورد. -2استفاده مدوالر از پنل هاي پارچه اي براي مقياس هاي بسيار بزرگ. سازه هاي آنتي كالستيك سازه هايي هستند كه در آنها غشاء در دو جهت داراي انتهاست ولي در يك جهت انحنا محدب و در جهت ديگر مقعر است .ابتدايي ترين سازه آنتي كالستيك فرم زين اسبي است .سازه هاي زين اسبي به صورت تكي يا مدوالر در مسيري مدور يا صاف ،در يك يا چند سطح با ارتفاع متفاوت و به صورت متقارن يا در يك سيستم آزاد طراحي مي شوند. سازه ها با فرم آزاد رفتارهاي بسيار پيچيده تري از خود نشان مي دهند و به طرح جزئيات بيشتري نياز دارند .فرم سازه هاي پارچه اي به ابعاد ساختمان نيز بستگي دارد ،زيرا پارچه ي كششي به فضاي كافي جهت گسترده شدن و انحنا يافتن احتياج دارد .پوشش زين اسبي از سودمندترين و سبك ترين گزينه ها براي دهانه هاي 15تا 20متري هستند. در صورت وسعت بيش از حد سازه هاي زين اسبي ،ارتفاع آنها و ميزان تجمع نيروها در تكيه گاه ها افزايش مي يابد و در نتيجه احتمال دارد سازه خاصيت معمارانه خود را از دست بدهد .براي سازه هاي وسيع لبه هاي خطي مثل فرم هاي قله و دره مناسب تر هستند .پاسخ هاي معمارانه بايد با عملكرد بنا متناسب باشد .در مسائل سازه اي ،نمود فرمال و مسائل اقتصادي و رعايت اصول طراحي مينيمال ،به انتخاب ساده ترين پاسخ مي انجامد كه در بيشتر موارد سود مندترين است. Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
53
اصول طراحی
سازه های کششی پارچه ای سین کالستیك فرم سازه هاي سين كالستيك در تمام نقاط خود داراي انحناست و در تمامي جهت ها انحنا به يك سمت است .اين نوع پوشش ها بر اساس فشار سياالت دروني آنها به تعادل مي رسند .نيروها در اين پوشش در تناسب با انحناي آن هستند به صورتي كه با افزايش قطر كشش ،نيرو بيشتر مي شود. تغييرات فشار روي سطوح سازه هاي سين كالستيك ،بدون نياز به عناصر و تكيه گاه هاي صلب مثل ستون ها ،ديوارها و طاق ها صورت مي گيرد. اين ويژگي ،سازه هاي بادي را به سبك ترين سازه موجود تبديل مي كند .اين سازه ها به لحاظ تئوري توانايي پوشش سطوح چند كيلو متري را دارند .با اين حال مي توان از پوشش هاي زين اسبي نيز براي اتصال سازه ها استفاده كرد .از سوي ديگر مي توان سازه هاي بادي را به گونه اي طراحي كرد كه توسط نيروي منفي هوا به تعادل دست يابند .در اين حالت هواي درون سازه به صورت مكانيكي تخليه مي شود تا با افت فشار داخل به پايداري برسد.
بالشت های بادی در طراحي سازه هاي بادي مي توان از تفاوت فشار هواي بيرون و درون براي ايجاد تعادل استفاده كرد .تك بالشت ها يا تركيبي از آنها مي توانند هم در سقف و هم در نما به كار روند. اين بالشت ها معموال از ورق هاي ETFEتهيه مي شوند تا سقفي گرم با شفافيت باال به دست آيد .افزايش تعداد اليه هاي دروني ،جريان انتقال انرژي حرارتي را كاهش مي دهد. Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
54
اصول طراحی
55
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
اصول طراحی
56
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
اصول طراحی
سه اصل بنيادين كه طراحي سازه هاي پارچه اي به آنها وابسته است عبارتند از: انتخاب شكل سطح -پوشش ميزان پيش تنيدگي انعطاف پذيري و تغيير شكل شکل سطح –پوشش اكثر پوسته هاي پارچه اي امروزه آنتي كالستيك اند .در اين نوع پارچه ها عناصر كششي با قوس هاي محدب روي عناصر كششي با قوس هاي مقعر قرار مي گيرند كه در نتيجه پارچه از هر دو طرف كششي است. منحني قوس هاي مقعر نيروي وارده بر اثر برف و منحني قوس هاي محدب نيروي حاصل از باد را تحمل مي كنند. پوشش هاي آنتي كالستيك به چهار فرم اصلي تقسيم مي شوند: مخروطي (خيمه اي) زين اسبي هذلولوي قله و دره اي طراح بيشتر به امر تعيين لبه ها و مكان ستون ها ،تيرها ،كابل ها و ...مي پردازد و در كل فرم يك سازه پارچه اي كامال وابسته به تعريفي است كه طراح از لبه ها به او ارائه مي دهد.
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
57
اصول طراحی
Basic membrane surface shapes
Red = wind suction direction
Saddle surface
Blue = snow load and wind pressure direction
Arch surface
The saddle surface is created by at least two highpoints and two low-points
High-point
The arched surface The high-point is is a saddle created by a surface created pulling at least by arches of the one point out of supporting the flat area structure over which the membrane is tensioned. All other membrane shapes are developed from these basic shapes
58
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
اصول طراحی
پیش تنیدگی پيش تنيدگي سبب مي شود تا سازه در مقابل نيرو هاي وارد بر آن مقاومت كند و از تغيير فرم شديد جلوگيري شود. در سازه هاي پارچه اي از نوع زين اسبي و هذلولوي فرمول زير صادق است. نيروهاي وارد بر پوسته = Pقطر منحني پوسته = Rكشش پوسته =T=R*P T البته هيچ گاه -حتي زماني كه محاسبات بسيار دقيق باشند -نمي توان با استفاده از اين فرمول به طراحي سازه پرداخت .در سازه هايي كه بيشترين و كمترين نيروي وارد بر يك قسمت سازه ،اختالف عمده داشته باشد ،اقتصادي تر آن است كه در جايي كه Pزياد است R ،كمتر و جايي كه Pكمتر استR ،بيشتر باشد.
انعطاف پذیری و تغییر شکل بر عكس اغلب ساختمان ها ،تغيير شكل پذيري يكي از مهم ترين شاخصه هاي سازه هاي پارچه اي است و به دليل انعطاف پذيري اين سازه ها -چه در پالن و چه در حجم -تغيير شكل هندسي پوشش ،شكل ابتدايي توزيع نيروهاي وارده است. با وارد آمدن نيرو در قسمتي از سازه تغييرات به صورت خطي در يك بخش صورت نمي پذيرد ،بلكه اين تغييرات در سازه پخش مي شود. يكي از خطراتي كه اين سازه ها را تهديد مي نمايد ،جمع شدن برف در بخشي از پوشش است كه فرورفتگي ايجاد مي كند و پس از آب شدن برف و يخ زدن آب ،آن سازه آسيب مي بيند .سازه هاي با فرم قله و دره اي راه حل خوبي براي اين مشكل هستند.
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
59
اصول طراحی
The grade of curvature determines the forces in a cable s=qxr s =membrane tension q =pressure applied normal to the surface r =radius of the curvature of the surface Little curvature = large radius = high membrane or cable force This is one item how architecture and design could influence the price of a structure 60
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
منابع:
کتاب سازه در معماری دکتر گالبچی و با تشکر بسیار از شرکت سازه های پارچه ای دیبا
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir/
61
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir /
62
ارگ قدیم بم
تکیه قبل از ساخت سیستم چادری
63
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir /
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir /
64
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir /
65
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir /
66
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir /
67
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir /
68
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir /
69
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir /
70
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir /
71
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir /
72
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir /
73
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir /
74
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir /
75
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir /
76
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir /
77
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir /
78
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir /
79
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir /
80
details
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir /
81
parking
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir /
82
parking
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir /
83
parking
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir /
84
shads
Http://Modiriatsakht.Persianblog.Ir /
85