سازه های پارچه ای و روش های ترکیبی

سازه های پارچه ای ماهوت

سازه های پارچه ای

بهترین روش، استفاده از مدل سازی فیزیکی برای تعیین شکل اولیه و آزمایش چشمی طرح وتحلیل رایانه ای جهت تعیین دقیق شکل نهایی، و اعتبار بخشی به پایداری طرح تحت کلیه شرایط بارگذاری و ایجاد الگوهای برش پارچه می باشد. در ضمن مرحله آخر باید فوق العاده دقیق اجرا شود.

تنظیم دقیق شکل حاصل از تئوری 

گرچه ممکن است اشکال به دست آمده از روش مدل سازی آزمایشگاهی یا محاسبه رایانه ای به طور مطلوب کلیه تنش های سازه ای را تحمل نمایند ولی امکان دارد همچنان دلایل عملی وجود داشته باشد که بخواهیم، شکلی را که بدین ترتیب طراحی شده است ، اصلاح نماییم. این دلایل می تواند شامل موارد زیر باشد:

 توزیع بار برف

در اقلیم های سرد، ممکن است توده ای از برف از سطوح شیب درا تر سایبان پارچه ای لغزیده و روی سطوح مسطح تر قرار گرفته و سبب یک پایین افتادگی شدید گردد.این تغییر شکل ممکن است بعداً به برکه ای پر از آب تبدیل شده با ورود جریان بیشتر آب حاصل از ذوب برف، بیشتر افت پیدا کرده و سرانجام به فروپاشی غشا منجر گردد به همین دلیل باید از ایجاد سطوح مسطح افقی اجتناب کرد و یا این که با استفاده از واشرهای لاستیکی یا کتانی تعبیه شده در پارچه آب جمع شده را تخلیه نمود.

توزیع آب باران

 باز هم باید در نظر داشت که آیا ممکن است روی طرحی که به صورت نظری به دست آمده برکه آب درست شودیا خیر.

 نمود ظاهری

شکل حاصل از تئوری ممکن است«خوش جلوه» نباشد و به اصلاح مکرر واحتمالاً استفاده از مدل های فیزیکی بزرگ مقیاس، جهت ایجاد یک نیم رخ«خوش منظره» نیاز داشته باشد.

 مشکلات اجرایی

از قبیل اتصالات یا ایجاد پیش تنیدگی، مخصوصاًدر قسمت های نوک تیز.

درمورد سازه های پارچه ای یا سایبان های عظیم که ممکن است دست خوش تنش های غیر عادی گردند، ممکن است یک مدل تمام مقیاس جهت آزمایش و تشخیص رفتار سازه ای مورد نیاز باشد، همان گونه که برای سایبان عظیم حج در عربستان سعودی عمل گردید.

شرایط لبه

هر بام پارچه ای کششی باید یک مرز پیوسته داشته باشد. نیازی نیست که این مرز مسطح باشد اما باید عاری از هر گونه شکستگی و اعوجاج باشد همان گونه که با رویه صابونی نشان داده شد، در صورت وجود هرگونه اعوجاج درقابی که در آن نگه داشته شده، رویه صابونی بلافاصله گسیخته می شود.

این مرز به تعیین شکل سایبان کمک کرده و نواحی که در آن بارها از غشا گرفته شده و به سازه صلب منتقل می شوند را فراهم می سازد  مرز سایبان ممکن است انعطاف پذیر یا صلب باشد. وقتی که یک لبه مستقیم مورد نظر است، راه حل آن استفاده از یک لبه (غلاف دار) صلب است که به وسیله ورق های گیردار یا کشویی داخل شیار آلومینیومی، به لبه تیر پیچ می شود.

اغلب لبه های سایبان های پارچه ای،انعطاف پذیر بوده واز یک کابل یا یک کمربند محیطی که در غلاف لبه پیوسته غشا قرار دارد تشکیل می شوند.و یا این که کابل به خارج از غشا هدایت شده و به وسیله حلقه هایی به آن متصل می شود. در این حالت لبه سایبان، یک سری منحنی های پشت سر هم را تشکیل می دهد که این منحنی ها شکل کنگره دار به غشا داده و کابل یا کمر بند محیطی، در فواصل مناسب توسط حلقه هایی در نقاط مهاری، جمع آوری می شود . در این نقاط بارها به خارج از غشا برده شده و سپس به سازه محیطی بر می گردند.

دو موضوع مهم وجود دارد که در اینجا باید مد نظر قرار گیرند:

  •  هرچه انحنای محیطی لبه کمترباشد، باید کشش کابل محیطی و در نتیجه کشش مهارهای نگهدارنده کابل بیشتر باشد. کشش های بسیار بالا می تواند هزینه ها را افزایش دهد و ممکن است به گونه ای ناخوشایند باعث گردد به سیستم های نگهدارنده ضخیم نیازمند گردیم.
  •  اگر بخواهیم غشا چروک نخورد یا پاره نشود، نقاط اتصال محیطی به توجه و مراقبت ویژه در مقابل جابجایی نیاز داشته و تقویت پارچه و اقداماتی نظیر آن ضروری اند. رعایت توصیۀ کارشناسان در این زمینه بسیار لازم و ضروری است .

طرح های متداول سازه های پارچه ای

دو گروه از اشکال خالص غیر متقارن وجود دارند: اشکال «هذلولی سهموی» و اشکال حلقه ای مضاعف.  این شکل های ایده آل، که در آن ها کشش غشا در تمام جهات یکنواخت و مساحت حداقل است(درست مانند پوسته صابونی)، را می توان با در وارد کردن شکل قله ها،کوهان شتر و گُرده ها،به حوزه هندسی اصلاح نمود. در موارد اخیر، رویه غشایی دیگر به طور یکنواخت تحت تنش قرار نمی گیرد و ممکن است به اتصال کابل یا مسلح نمودن پارچه در نقاط تمرکز تنش، نیاز داشته باشد، این اشکال را نمی توان با پوسته صابونی  (که در صورت داشتن اعوجاج بلافاصله تخریب می شود) مدل سازی کرد، ولی می توان با پارچه های کششی مدلشان را نشان داد.

طرح ها

  • هذلولی سهموی
  • شکل های حلقه ای مضاعف
  • شکل کله قندی
  • اشکال کوهاندارگرد
  • اشکال رأس کوهاندار

هذلولی سهموی

 این شکل یک شکل سایبان ساده و جذاب است،که بین دو نقطه بالا و دو نقطه پایین ، ایجادمی گردد.

شکل های حلقه ای مضاعف

این نوع سایبان ها که شامل مخروط ها نیز  می شوند، از یک حلقه بیرونی بزرگ و یک حلقه درونی کوچکتر تشکیل  می گردند که حلقه درونی برای تشکیل رأس بالا برده می شود.این طرح نمونه دیگری از یک شکل خالص و اصیل است.یک نمونه از شکل حلقه مضاعف،جایگاه «موند استند» در زمین بازی کریکت لردها در لندن است در برخی موارد، یک مخروط پارچه ای اضافی بر فراز حلقه فوقانی تشکیل شده است. این مخروط اضافی برای جلوگیری از ورود نزولات جوی تعبیه گردیده و درعین حال شکل رضایت بخش تری از مخروط ناقص ارائه می دهد.به طور کلی سقف جایگاه «موند استند» به عنوان نمونه ای از طراحی سایبان های سبک در عالی ترین شکل در نظر گرفته می شود. جایگاه «ساسن استند» در پیست مسابقه « گودوود» نیز نمونه زیبای دیگری است.

نمونه های دیگری از سازه های پارچه ای مخروطی مستقر برروی کابل های شعاعی، پوشش مدرسه سنت و چادر «بَس پانروما) و چادر باغ فستیوال لیورپول در انگلستان است.

شکل کله قندی

اشکال کله قندی نوک تیز می توانند بسیار جذاب باشند. ولی یک غشای واقعی نمی تواند روی یک نقطه تکیه نماید، همان گونه که نمی توان پوسته صابونی را روی یک سوزن نگه داشت.چرا که تمرکز نیروها فوراً سبب ترکیدن آن می شود.برای مقابله با تمرکز تنش درهر تیزه باید روش خاصی اتخاذ کرد.یک روش خوب برای انجام این کار ترکیب کردن تعدادی از کابل های رأس  در انتهای ستون برای تبدیل بار متمرکز ستون به تنش یکنواخت پارچه است و این در حالی است که در طرح های کوچکتر ممکن است تقویت موضعی پارچه به وسیله یک کلاهک قیفی شکل در رأس ستون کفایت کند از نمونه های سایبان نوک دار می توان چادر « رأس بانداستند شهر ادینبورگ» در اسکاتلند و نمونه کارشده شرکت سارک در گرینویچ – لندن رانام برد.

اشکال کوهاندارگرد

این طرح ها اشکالی می باشند که نمی توان مدلشان را با پوسته صابونی ساخت و کشش غشا در آن ها یکنواخت نیست.نقاط مشخصی از سطح رویه غشا توسط قاب های چتری شکل به سمت بالا برده شده و پارچه رویه با تکیه به هر کدام از چنین گنبدهایی از طریق تغییر آرایش بافت به یک سطح منحنی مضاعف تغییر شکل می دهد.به عنوان مثالی از این نوع سازه های پارچه ای  می توان از چادر نمایشگاه« بریتیش جنیوس» در پارک «باترسی» و « قرارگاه های تخیل» هردو در لندن نام برد. مورد آخر که بخشی از آن به صورت کروکی در آمده است به هیچ وجه سایبان نبوده ولی بام یک ساختمان الحاقی است ودر هر صورت نمونه خوبی از این فرم را ارائه می دهد. جزئیات یک چتر فشاری را که شکل گنبدی را در غشا به وجود می آورد،نشان می دهد.

اشکال رأس کوهاندار

در سازه های پارچه ای اگر برآمدگی در میان یک سطح به وجود آید، این همان تغییر شکل و مدل است که در بالا توضیح داده شد، با این تفاوت که ازیک خط قوسی به عنوان تکیه گاه موضعی استفاده می کند نه از یک گنبد مدور. نمونه ای از این طرح دفتر بلیط فروشی کاخ باکینگهام در لندن است.در این نوع برجستگی ها، غشا بیشتر از سمت بالا و از طریق گیر دادن درزها بین صفحات چوب لباسی شکل که از یک کابل رأس که بین دو دکل مرتفع آویزان است تشکیل می شود تا با فشار ازپایین.اگر برآمدگی ها تشکیل دهنده مرزهای بین سطوح مجاور هم درغشا بوده و در یک سطح مستقل به وجود نیایند، هر سطح می تواند یک شکل مستقل با تنش یکنواخت با حداقل مساحت باشد که به وسیله پوسته های صابونی قابل مدل سازی است.

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

برداشت : کتاب سایبان های سبک

نوشته : ماریتز وندنبرگ