سازه های چادری و متریال به کار رفته جهت استحکام بیشتر

سازه های چادری ساخته شده عمدتا به عنوان سازه های سرپناهی بسیار موقت خدمت می کنند. تکنیک های نصب استفاده شده نشان دهنده کاربرد سبک تر آنها و ماهیت کوتاه مدت نصب است.

سيستم ساختار چادرها

ساختار پارچه کششی

ساختار پارچه کششی از زمان مغول ها که از دشت ها خارج می شدند، همراه با یورت های خود به عنوان محل اقامتی قابل حمل در طول شب ها استفاده می کردند. شواهدی وجود دارد مبنی بر اینکه رومی ها حتی Colosseum را با سایبان های عظیم که توسط یک سیستم پیچیده قرقره برداشته شده بودند، پوشانده اند. تا انسان ها را از خطرات محافظت کنند.

آنها واقعاً در نیمه ی آخر قرن بیستم هنگامی که طرح هایی مانند Frei Otto در آلمان انجام شد، شیوه که پیش گرفته بودند را تغییر دادند.

سیستم چادر ساز یک غشاء و یا یک سطح نازک و انعطاف پذیر است که از طریق توسعه نیروهای تنشی بارهای زیادی را تحمل می کند.

ویژگی های بارز سیستم چادر ساز:

سازه های کششی سبک، قوی و با دوام سیستم هایی هستند که به معماران انعطاف پذیری رسمی را به روش هایی که دیگر مصالح ساختمانی نمی توانند ارائه دهند، می دهند. جذاب ترین ویژگی های پارچه شامل انتشار نور، میرایی صوتی و توانایی دهانه مناطق بزرگ بدون وقفه است.

از دیگر ویژگی های این سیستم:

نگه داشتن نیروی تنش، بقایای ساختمانی کمتر پس از تخریب، طرح های منحصر به فرد، سبک و انعطاف پذیر است و نصب چادر سریع و آسان برای استفاده کوتاه مدت هم مناسب است.

سازه های چادری:

تکنیک های نصب سازه ها:

چادرها به طور معمول به زمین چسبانده نمی شوند. آنها از بندهای چرخ دار برای پایین آمدن پارچه برای صاف کردن چین و چروک و نگه داشتن پارچه در محل استفاده می کنند. برای چادرهای بزرگتر ، نصب کننده ها معمولاً قبل از اضافه کردن هر پارچه ، قوس ها یا قسمت خوبی را بلند می کنند، یا ممکن است پارچه را با قاب روی زمین نصب کرده و پاها و قله را که با سیستم لولا کار می کنند، بلند کنند.

این تکنیک ها نصب های سریع و ارزان را ایجاد می کنند، اما از نظر یکپارچگی ساختاری ، چادر زنگ زده و به دور خود حرکت می کند. بنابراین ، چادرها بیشتر برای استفاده کوتاه مدت و یک رویداد مناسب هستند و برای مقاومت در برابر فشارهای زمان ، آب و هوا یا استفاده از وسایل سنگین طراحی و نصب نشده اند.

ایده ساخت سازه های چادری:

با الهام از نظر تاریخی از نخستین پناهگاه های ساخته شده توسط انسان، مانند چادرهای سیاه که ابتدا با استفاده از چرم شتر توسط عشایر صحرای عربستان سعودی و ایران ساخته شده اند، همچنین ساختارهایی که قبایل بومی آمریکایی بکار می گرفتند، ساختارهای کششی را ارائه می دهند. طیف وسیعی از مزایای مثبت در مقایسه با سایر مدل های ساختاری را در بر داشته است .

ساختار کششی:

ساختار کششی اصطلاحی است که معمولاً برای ساخت سقف ها با استفاده از غشایی که روی کابل های فولادی در محل قرار گرفته است، به کار می رود. خصوصیات اصلی آنها روش کار تحت کشش استرس، سهولت در پیش ساخته، توانایی پوشاندن دهانه های بزرگ و چسبندگی آنها است.

این سیستم ساختاری به لطف استفاده از بوم های نازک، مقدار کمی از مواد را فراخوانی می کند، که در صورت کشش با استفاده از کابل های فولادی سطحی را ایجاد می کنند که می تواند بر نیروهای تحمیل شده بر آنها غلبه کند.

تاثیر فناوری جدید در سازه های چادری:

ساختمان های دیجیتال:

فناوری جدید در ساختمان دیجیتال ، به ویژه سیستم های کنترل عددی رایانه ای (CNC)، در ترکیب سازه های چادری با چوب روش طراحی و ساخت سازه های چوبی را تغییر می دهد. دقت بالای آنها این امکان را می دهد مونتاژهای کاملی بدون پیچ و فلز قابل مشاهده طراحی کرد که منجر به سازه هایی با دوام ، آسان برای ساخت و بسیار منظم می شود.

سازه های پارچه کششی:

این سازه ها مدت طولانی در قالب پناهگاه های ساده چادر مانند وجود داشته اند. طناب ها و قطب های چادر ، پیش تنشی را به پارچه می دهند و باعث می شود ساختار بیشتر بتواند بارهای باد ، باران و برف را تحمل کند.

از زمان اختراع اولیه چادرها کارها خیلی طولانی شده است. با کار سخت و تحلیل معماران مانند فری اتو که “وسواس ساختارهای کششی” داشتند، همراه با پیشرفت پایدار تکنولوژیکی ایجاد انواع هندسه های پارچه ای مبتکر بسیار آسان تر شده است. به نوبه خود، ساختارهای کششی در مقیاس بزرگ از نظر محبوبیت و پیچیدگی در طی چند دهه گذشته افزایش یافته است.

نقش ساختار های پارچه کششی در پیشرفت معماران:

معماران امروزی که در این پیشرفت ها واقع شده اند ، از ساختارهای پارچه کششی به شکل سقف های جارو ، سایبان های دراماتیک و غرفه های قابل تخریب و جابجایی استفاده می کنند.

در حالی که طراحان و معماران با مرزهای خلاقانه این اشکال آزمایش می کنند، سازه های پارچه کششی همچنان بر روی پروفایل های منحنی تکان دهنده ، لکه دار و گرد و همچنین ترکیب های جدید و غیرقابل تصور از این اشکال ادامه می گیرند.

سیستم های پارچه کششی سازه های چادری:

ساختار کششی پارچه ای

این ساختار با کشش سیستم غشایی پارچه ، با استفاده از کابل، سیم، فولاد یا هر شکل دیگر از سیستم پشتیبانی مشخص می شود. با تنگ کردن پارچه، نه تنها چین ها از بین می روند، و باعث ایجاد نمای تمیز می شوند بلکه مواد نیز برای مقاومت در برابر شرایط آب و هوایی یا آسیب های احتمالی غنی شده است.

مشتقات ساختارهای پارچه کششی

در حالی که اشکال نمایشی بی پایان ممکن است ، بسیاری از ساختارهای پارچه کششی مشتقات دو شکل هستند:

زین و مخروط. زین یک پارابولوئید بیش از حد است ، به این معنی که سطح پارچه با دو قله بلند و تا نقاط پایین مشخص می شود.

به عبارت دیگر ، زین را می توان به عنوان یک شبکه مستطیل پیچ خورده مفهومی کرد. مخروط شبیه یک آتشفشان است و توسط رادیان های انباشته شده و حلقه ها مشخص می شود. این دو شکل می توانند برای ایجاد تعداد نامحدودی از جابجایی ها ، مانند دایره و مربع با معماری کلاسیک ترکیب شوند.

روش هایی برای تثبیت غشا یا سطح خالص سیستم چادر ساز:

استفاده از یک چارچوب پشتیبان سفت و محکم داخلی

برخوردن سطح توسط:

• نیروی خارجی (چادر)

• فشار داخلی (ساختار پنوماتیک)

تصورات غلط معمول :

سازه های پارچه ای نمی توانند شرایط جوی سنگین را تحمل کنند ، در صورتی که پارچه هایی که برای این سیستم استفاده می شوند ماهیت آنها بر اساس الاستیک و کشش است و از استحکام کششی بالایی برخوردارند و طی چند سال استفاده تنها چند درصد خم می شوند.

انواع ترکیب چادر سازه پارچه:

سقف زین:

• طرح سقف و پیکربندی و اجزای آن که مستقیماً از نقشه های مهندسی سازه گرفته شده است.
• سقف زین شکل به شکل لانه های زیر سطح سقف سالن پروژه را پوشش می دهد.
• این نوع سقف از قاب های خمیده و کابل های ایستاده که آنها را عقب نگه می دارد.
• به همراه کابل های شعاعی که بخشی از واحدهای چادر است تشکیل شده اند.
• تمامی موارد ذکر شده به وضوح قابل رویت هستند.
• سه پایه های گوشه ای  که هر یک از یک دکل عمودی و دو کابل شیب دار تشکیل شده است.
• لنگرهای بتونی که از زمین برخواسته اند متصل می شوند.
• به عنوان مثال از سقف های سالن اجتماعات می توان نام برد.

قوس پشتیبانی:

• از نظر ظاهری مانند چادر سازه های پشتیبانی شده از دکل معمولاً دارای یک یا بعضی اوقات چندین قله هستند.
• توسط دکل های داخلی یا محیطی پشتیبانی می شوند.
• پارچه توسط اتصالات مخصوصی که معمولاً یک حلقه بیس یا حلقه کابل است به دکل داخلی متصل می شود.
• همچنین ساختمان های مجاور نیز می توانند از ساختارهای پشتیبانی شده پشتیبانی کنند.
• قله های سازه تحت پشتیبانی دکل با طرح و نحوه چسباندن پارچه مشخص می شوند.
• دهانه ها به طور معمول بیضوی هستند. که برای سقف های با طول طولانی مناسب هستند.
• از قوس متقاطع برای پایداری جانبی استفاده می شود.

قطعات و مواد تشکیل دهنده این سیستم

1. صفحه پایه
2. اتصال به غشاء ستون بتنی محوطه سازه را تشکیل می دهند.
3. اتصالات را می توان چسبانید و از جوش استفاده کرد.
4. پلی استر با روکش PVC (پلی وینیل کلراید)
5. شیشه روکش شده با سیلیکون
6. شیشه پوشیده شده با تفلون PTFE (پلی اتیلن پلی تترا فورو) صفحه حلقه
7. غشاء و فرآیندهای غشایی: ایجاد ارتباط بین غشاها و عناصر ساختاری
8. حلقه های پایه مورد استفاده در بالای اشکال مخروطی

انواع غشاء پارچه سازه های چادری :

پارچه های روکش دار و مش

پارچه های کششی نوآورانه امروز را می توان به طور گسترده ای به پارچه های روکش دار و مش تقسیم بندی کرد.

پارچه های کششی روکش دار

• این نوع پارچه ها به صورت پارچه ای بافته ساخته می شوند که با یک پوشش محافظ در همه جهات تثبیت می شوند.
• این پارچه ها به طور معمول برای مصارف خارجی هستند و بنابراین محور اکتشاف این مقاله هستند.

پارچه های کششی مش

• پارچه های مش نیز نوعی پارچه روکش دار هستند.
• بین بسته های نخ فاصله کمی وجود دارد و از این رو در بین کاربردهای داخلی سایه بان آفتاب رایج است.

دو مورد از پارچه های متداول دارای روکش پارچه ای وینیل کلرید (PVC) با روکش پلی استر و پلی تترا فلورو اتیلن (PTFE) پارچه شیشه ای است.

پلی استر روکش شده با PVC:

سازه پارچه کششی دائمی و موقت

پلی استر روکش شده با PVC می تواند یک انتخاب عالی برای هر دو سازه پارچه کششی دائمی و موقت باشد. پلی استر روکش PVC به دلیل مقاومت عالی، انعطاف پذیری، شفافیت و قیمت مناسب در مقایسه با پارچه شیشه ای با روکش PTFE و ETFE شناخته شده است.

مواد تشکیل دهنده روکش PVC

روکش PVC که در پلی استر اعمال می شود شامل تثبیت کننده های UV ، مواد افزودنی مقاوم در برابر آتش و ضد قارچ کش ها است.

پارچه های پلی استر با روکش PVC دارای طول عمر ساختاری بیش از 20 سال است. با این وجود ممکن است زودتر از 20 سال برخی از ناسازگاری های بصری را تجربه کنید زیرا تمیز کردن سطح با گذشت زمان سخت تر می شود. به همین دلیل ، تولید کنندگان ممکن است فقط طول عمر 10-15 سال را اعلام کنند.

معایب روکش PVC

علی رغم دوام و قیمت پایین PVC ، برخلاف بسیاری از پلیمرهای دیگر ، PVC حاوی کلر است که اثرات سلامتی منفی بر روی انسان اثبات کرده است. مواد افزودنی شیمیایی آن همچنین می تواند تأثیر بسیار منفی بر روند بازیافت مواد PVC داشته باشد. به همین دلیل ، معماران و همچنین سیستم های پیشرو رتبه بندی مواد می گویند که تنها راه جلوگیری از خطرات سلامتی مرتبط با PVC ، از بین بردن کامل آن است.

پارچه شیشه ای PTFE:

ویژگی های ساختار پارچه شیشه ای:

پارچه شیشه ای PTFE در دهه 1960 توسط DuPont ساخته شد و از اوایل دهه 1970 برای ایجاد ساختارهای پارچه کششی استفاده شده است.

در اصل ، طول عمر 25 سال بود. با این حال ، این قبلاً فراتر رفته است، با انتظارات امروزی جایی بین 30 تا 50 سال است. امروزه در صورت تمایل به ماندگاری طولانی و نگهداری کم ، بالاترین کیفیت برای ایجاد غشاهای پارچه ای کششی و بهترین انتخاب محسوب می شود.

خصوصیات PTFE

• یکی از قابل توجه ترین خصوصیات PTFE این است، که به طور فعال توسط اشعه ماوراء بنفش سفید می شود.
• و این بدان معنی است که در طی دهه ها می توان ظاهر سفید روشن و واضح را حفظ کرد.
• قبل از نصب ، PTFE در واقع یک رنگ نامنظم خارج از سفید یا کمی قهوه ای دارد که نتیجه این روند ساخت است.
• این پوشش در برابر ایجاد آلودگی محیط زیست مقاومت می کند و به طور طبیعی در اثر باران پاک می شود.

استحکام پارچه شیشه ای با روکش PTFE

پارچه شیشه ای با روکش PTFE در محدوده استحکام مختلفی موجود است. به طور معمول ، پارچه های ضخیم تر استحکام کششی و سرعت انتقال نور کمتری دارند ، در حالی که پارچه های درجه یک سبک تر استحکام کششی کمتری دارند اما تأثیر روشنایی و روشنایی روز بیشتر دارند.

ETFE:

در حالی که ETFE یک فیلم است نه یک پارچه ، ارزش لمس کردن آن را دارد زیرا معمولاً به عنوان جایگزینی برای شیشه سازه استفاده می شود و به سرعت در برنامه های کاربردی خود در حال رشد است. اگر عایق حرارتی اولویت پروژه شما باشد ETFE یک انتخاب عالی است.

زیبایی شناسی پارچه کششی در ساخت سازه های چادری:

اندازه:

• پارچه کششی تقریباً در هر اندازه و شکل قابل تولید است.
• هنگام فکر کردن در مورد اندازه ، مهم است که در هنگام کشش پارچه ها کشیده شود تا تنش ایجاد شود.
• اندازه هر پانل به طور معمول از یک مدل تولید رایانه گرفته می شود.
• که پس از آن اصلاح می شود تا نحوه تغییر پارچه را در حین نصب تغییر دهد.

رنگ:

• وقتی از پارچه های کششی استفاده می شود، رنگ سفید،  رنگ استاندارد صنعت است.
• با استفاده از پارچه ای با رنگ روشن می توانید میزان گرمای جذب شده در ساختمان را بطور موثری کاهش داده

        و آن را به انتخابی پایدار تبدیل کنید.

• هنگام کار با PTFE ، رنگ سفید می تواند یک انتخاب مفید از نظر عملکرد باشد.
• زیرا این ماده به طور طبیعی توسط نور UV سفید می شود.
• بسیاری از تولید کنندگان پارچه های کششی را در طیف گسترده ای از رنگ های پر جنب و جوش ارائه می دهند.

شفافیت:

• پلی استر با روکش PVC با سطوح مختلف شفافیت و انتقال نور تولید می شود.
• از شفافیت گرفته تا کاملاً مات. PTFE در شفافیت متفاوت است.

با انتقال نور معمولاً بین 7٪ تا 15٪. کیفیت نوری که منتقل می شود ، متعادل رنگ ، پراکندگی و عاری از سایه ها و تابش خیره کننده است. در بسیاری از موارد ، ETFE بسیار شفاف است و 85٪ انتقال نور تقریبی دارد.

با این حال ، فویل ETFE را می توان به طور مشابه با محصولات شیشه ای روکش شده ، خرد کرد تا فضای بیشتری برای کدورت فراهم شود. به طور کلی می توان از غشاهای پارچه شفاف استفاده کرد تا نور را نرمی پخش کند و فضاهای طبیعی خیره کننده ای ایجاد کند.

آکوستیک:

• مشابه عایق حرارتی ، سازه های پارچه کششی با آستر آکوستیک در دسترس هستند. که می تواند به طور موثری زمان واژگونی را تغییر داده و قابل فهم گفتار را در یک فضا افزایش دهد.

نگهداری:

• ساختارهای پارچه کششی به دلیل سهولت در نگهداری آنها مورد ستایش قرار می گیرند.
• برای اطمینان از عملکرد صحیح هر قسمت باید سازه های پارچه تحت بازرسی سالانه قرار بگیرند.

آب باران:

سازه های پارچه ای کششی باید به گونه ای طراحی شوند که آب را به محیط منتقل کرده و به طور طبیعی از بین بروند. بسیاری از تولید کنندگان همچنین می توانند ناودان هایی را نصب کنند ، که هرگونه آب را به زمین و به دور از ساختار هدایت می کند.

برف:

بارندگی برف می تواند جنبه ای چالش برانگیز از ساختار کششی داشته باشد ، زیرا برف به همان شکلی که آب می خواهد به بیرون از ساختار منتهی نمی شود. برخی از سازه ها ، که مستعد تأسیسات گرمایش یکپارچه هستند ، برای ذوب هر نمایشگاهی که می خواهند در آن مستقر شوند ، ذوب می شوند.