سازه های پارچه ای کششی، آخرین روش‌های طراحی و ساخت و اجرا
سازه های پارچه ای راه حلی مدرن برای طراحی و ساخت فرم های حجمی چشم‌نواز توسط معماران است. در این نوشتار تلاش شده تا به آخرین روش‌های طراحی، ساخت و اجرای سازه های پارچه ای کششی بپردازد. کاربرد سازه های پارچه ای کششی سابقه زیادی در کشور نداشته لیکن با توجه به ویژگی‌های این تیپ از سازه‌ها، بسیاری از طراحان و معماران کشور بدان توجه نموده و در اکثر پروژه‌ها و به فرم های مختلف از آن استفاده می‌نمایند. از اینرو این نوشته تلاش دارد تا به شکلی ساده سازه های پارچه ای کششی را معرفی نماید. فناوری های نوین همواره در گسترش و پویایی صنعت ساختمان نقش به سزایی داشته که در این گذر، نقش سازه های چادری از جایگاه ویژه ای برخوردار است.
اگرچه پوشش سرپناه ها در دوران کهن و یا خیمه ها و چادرهای اقوام کوچ نشین در روزگاران گذشته را می‌توان مبنایی برای کسب ایده در طراحی سازه های پارچه ای دانست، لیکن این گزینه از صنعت ساختمان از سال 1960 پا به عرصه گذارد و از سال 1970 میلادی بطور جدی کاربرد وسیعی بخصوص در بناهای ورزشی بدست آورد.
جهت دیدن پروژه‌های اجرا شده توسط شرکت سازه‌های پارچه‌ای اطلس سان بر روی لینک زیر کلید کنید.
این پوشش های پارچه ای با داشتن خواص منحصر به فرد خود توانسته جسارت خاصی را به طراحان و معماران دنیا ببخشد تا آنها بتوانند با خلق اشکال گوناگون چشم نواز، برای سایر نیازهای کاربردی و عملی طرح نیز به پاسخ های مناسبی دست یابند. در این راستا تولیدکنندگان بنام دنیا هم تلاش دارند در عرصه رقابت تجاری، هر روز بر کیفیت، کارایی و تنوع محصولات خود بیافرایند.
سازه های پارچه ای، تلفیقی از عناصر صلب سازه ای ساخته شده از مصالح فلزی و بتنی و حتی چوبی با نوعی صفحات انعطاف پذیر است که بطور عمده از الیاف پلی استر با روکش PVC ساخته می شوند. کارایی و شکل پذیری این صفحات در خلق آثار و اشکال متنوع در قالب شکل های پایه‌ای مانند خیمه (Cone) و زین اسب (Saddle)، توانسته این امکان را برای معماران بوجود آورد تا پوشش‌های خاصی را طرح نمایند که ضامن تأمین زیبایی از دید عوام و پایداری از نظر متخصصین امر باشند. علاوه بر این، انعطاف‌پذیری مصالح اصلی این سازه ها سبب گردیده تا میان طراحان سازه و معماری همکاری بیشتری مصداق یافته تا حدی که در این وادی شاید نتوان با خطوطی پر رنگ، مرزبندی خاصی بین این دو تخصص ترسیم نمود.
پروژه ورزشگاه اختصاصی فولاد خوزستان با سقف پارچه ای که در شهر اهواز توسط شرکت سازه های پارچه ای اطلس سان ساخته شده است
ویژگی های پوشش‌های کاربردی در سازه های پارچه ای
علاوه بر شکل‌پذیری و انعطاف بالای سازه های پارچه ای که بر اساس تجربه و مهارت طراح، خلق هر شکل منطقی را میسر می‌سازد، بدلیل کاربردی ضروریست مصالح اصلی آن از ویژگی‌های دیگری نیز برخوردار باشد.
مهمترین خاصیت پارچه های کششی کاربردی، داشتن مقاومت مناسب در برابر بارهای وارده می‌باشد. در این خصوص با عنایت به ابعاد آزاد پوشش و یا درجه اهمیت فضای مورد نظر با تنوع وسیعی از نظر مقاومت در تولیدات کارخانجات بزرگ دنیا روبرو بوده که انتخاب مناسب و بهینه در جهت رعایت صرفه و صلاح اقتصادی را تضمین می‌نماید.
علاوه بر موارد فوق، مقاومت در مقابل پدیده‌هایی نظیر عوامل جوی، اشعه خورشید، عدم مشارکت در حریق، حفظ مقاومت اولیه، سبکی وزن، انعکاس بخش عمده ای از نور خورشید، جلوه‌های ویژه در نورپردازی و قابلیت بازیافت در راستای حفظ محیط زیست از مقوله‌هایی بشمار می‌روند که تولیدکنندگان را در جهت ارتقای کیفی ترغیب می‌نماید.
فرم های سازه پارچه ای
فرم های سازه پارچه ای بطور کلی به سه دسته خیمه ای (Cone)، قوسی (Arc) و زین اسبی (Saddle) تقسیم می‌شوند و طراحان با تجسم و تلفیق این سه شکل پایه، می‌توانند در وسعتی بزرگ‌تر به فرم های زیبا و تحسین برانگیز دست یابند.
مهمترین ملاحظات در طراحی سازه های پارچه ای، متوجه خاصیت انعطاف‌پذیری مصالح اصلی آن بوده که طراح را به سمت اشکال قوسی و حتی المقدور با گوشه‌های غیر همتراز سوق می‌دهد. این فرم‌ها عمدتاً بر پایه انحنا در دو جهت متکی بوده که تضمین کننده پایداری سقف پارچه ای در مقابل نیروهای خارجی وارده نظیر نیروی باد و برف و یا هر بار مرده و زنده‌ای می‌باشد.
به عبارت دیگر با نگرشی عمیق به هر سازه چادری می‌توان رد پایی از این ترکیبات اصلی را جستجو نمود. علاوه بر شرح فوق، طراح می‌تواند با بکارگیری شرایط تکیه‌گاهی مختلف در تنوع بخشی به شکل ترسیم شده کمک شایانی بنماید. به عبارت دیگر هنر اصلی در طراحی سازه های پارچه ای نیازمند درکی عمیق از قوس و انحنا در ابعاد مختلف است. لازم بذکرست که قوس و انحنا در سطوح افقی و قائم علاوه بر خلق زیبایی، به شکل بسیار سودمندی در انتقال نیروها به عناصر سازه ای نقش دارند.
تحلیل و طراحی سازه پارچه ای
پس از شکل‌دهی به سازه پارچه ای، تحلیل و طراحی آن از اهمیت بسزایی برخوردار است. در این رابطه استفاده از نرم افزارهای ویژه ضروری بوده که از مدت‌ها قبل به وسیله متخصصین امر تهیه و در اختیار طراحان قرار گرفته است. نرم افزارهای فوق بر پایه درک صحیح و ساده از قوانین مربوط به عملکرد سقف های پارچه ای و مقاومت کششی آن استوار بوده که پس از قطعی شدن شکل و بارگذاری، در مرحله نخست نیروهای وارده به پارچه، تکیه‌گاه و کابل‌ها را بدست خواهند داد و برنامه‌های پیشرفته‌تر امکان طراحی عناصر سازه‌ای را نیز پشتیبانی می‌نمایند. نتایج حاصله از این مرحله علاوه بر امکان بخشی به طراحی عناصر صلب سازه ای، انتخاب نوع پارچه با مقاومت مناسب را نیز میسر می‌سازد.
نرم افزارهای EASY ، FORTEN و NDN از جمله برنامه هایی هستند که کاربران زیادی در دنیا دارند. شرکت سازه های پارچه ای اطلس سان نیز با بهره بردن از نرم‌افزار Easy شرکت Technet آلمان توانسته در پروژه های شاخص کشور کار تحلیل و طراحی سازه پارچه ای را مطابق با آخرین تکنولوژی جهانی به انجام برساند.
تهیه الگوی پوشش سازه پارچه ای
تهیه الگوی پوشش سازه پارچه ای آخرین و مهمترین مرحله از طراحی سازه پارچه ای است که جایگاه خاصی در شکل‌دهی به سازه های چادری دارد. در این مرحله براساس شکل‌دهی اولیه و اطمینان از پایداری و مقاومت اجزای مختلف منجمله پارچه، تهیه الگوی برش ضروریست زیرا کلیه پارچه‌های تولیدی در دنیا دارای طول و عرض محدودی بوده که می‌بایست در تولید الگوی برش مد نظر طراح قرار گیرد. اگرچه نرم افزارهای پیش گفته توانایی ارائه الگوی لازم را دارند، لیکن تبحر و تجربه طراح در این قسمت به وضوح ضامن رعایت صرفه و صلاح اقتصادی است. زیرا در صورت عدم استفاده از حداکثر مساحت پارچه مصرفی، میزان دور ریز و به دنبال آن، با عنایت به بهای گزاف پارچه، هزینه تمام شده طرح بشدت افزایش خواهد یافت.
از دیگر نکات اساسی در تهیه الگوی پارچه رعایت همنشینی تار و پود پارچه در مجاورت خط دوخت یا جوش قطعات الگو بوده که با توجه به عدم یکسان بودن مقاومت پارچه در طول و عرض، می‌بایست در تهیه الگو حتماً مورد توجه قرار گیرد.
آماده سازی پوشش پارچه ای
در مرحله آماده سازی پوشش پارچه ای، بر اساس مشخصه پارچه، معمولاً اتصال قطعات الگوی تهیه شده بوسیله حرارت صورت می‌گیرد. بدین منظور تجهیزات مختلفی وجود دارد که با ایجاد حرارت از طریق هوای گرم (Hot Air) و یا فرکانس بالا کار جوش (HF Machine) و اتصال قطعات را میسر می‌سازند.
برای اتصال پوشش تولید شده به سازه نگهدارنده مجموعه ای از قطعات فلزی با اشکال خاص، کابل های فلزی، پیچ و مهره و سایر قطعات مورد نیاز به آن اضافه می‌گردد.
نصب سازه پارچه ای
پس از اجرای سازه نگهدارنده و آماده سازی پوشش پارچه ای به شرح پیش گفته، پوشش مورد نظر به تکیه‌گاه‌های از پیش تعیین شده متصل می‌گردد. در این رابطه تجهیزات معمول برای بالابری، کشش و یا ابزارآلات ویژه برای نصب کاربرد دارند.
در زیر تصویر نصب سایبان‌های پروژه رواق‌های نمایشگاه بین المللی شهر آفتاب را ملاحظه می‌کنید. این پروژه با متراژ 14,000 مترمربع جز یکی از پروژه‌های بزرگ اجرا شده در کشور است. پروژه سایبان‌های رواق‌های نمایشگاه بین المللی شهر آفتاب توسط شرکت سازه های پارچه ای اطلس سان در سال 1395 طراحی و اجرا شده است.
سایبان‌های پارچه‌ای رواق‌های نمایشگاه بین المللی شهر آفتاب
نگهداری از سازه پارچه ای
نگهداری مناسب از سازه پارچه ای مقوله‌ای است که در ایران به آن کمتر پرداخته می‌شود. اگرچه قابلیت ترمیم پوشش های پارچه ای همواره وجود داشته و از سوی دیگر تمامی تولیدات‌کنندگان بزرگ پارچه محصولات خود را بین 5 تا 15 سال گارانتی می‌نمایند، اما ذکر این نکته ضروریست که سازه پارچه ای بدلیل انعطاف پذیر بودن پارچه پوشش همچون موجود زنده رفتار نموده و لذا پس از نصب، حفاظت از پوشش اجرا شده در برابر آسیب‌های احتمالی، نظافت و بازدید دوره ای از آن ضروری است، زیرا این کار از یکسو بر حفظ لایه های حفاظتی PVC و دوام و پایداری آن نقش موثری داشته و از سوی دیگر موجبات برقراری گارانتی پیش گفته را میسر می‌سازد.
تمامی پارچه‌های کششی استفاده شده در پروژه‌های مختلف اجرا شده توسط شرکت سازه‌های پارچه‌ای اطلس سان از دو برند بسیار معتبر جهانی سرج فراری فرانسه (Serge Ferrari) و ورساداگ آلمان (Verseidag) هستند.
کلیه پارچه های استفاده شده در پروژه های شرکت اطلس سان دارای برند سرج فراری فرانسه و ورساداگ آلمان هستند
نیازهای سازه پارچه ای
به دلیل نو بودن فناوری سازه پارچه ای از یکسو و رفتار پیچیده آن در برابر بارهای وارده، در حال حاضر نه در کشور و نه در دنیا ضوابط، دستورالعمل و یا آئین نامه های مدونی جهت هدایت و ضابطه مند نمودن طراحی این نوع سازه ها در دسترس نیست و معمولاً طراحان نرم افزار مرتبط به سازه های پارچه ای، با ارائه تجارب جمع آوری شده و یا دانسته‌های خود، پیشنهاداتی در این خصوص ارائه و یا اینکه با صرف هزینه های گزاف از تونل باد برای بررسی بهتر استفاده می‌نمایند. به نظر می رسد فقدان این ضوابط ، دور ماندن از بهینه شدن طرح از نظر اقتصادی از یکسو و غفلت از پایداری کافی سازه های فوق از سوی دیگر را به دنبال داشته باشد.