سازه غشایی به انگلیسی (Membrane structure) نوعی سازه از پارچه یا امثال آن استسازه‌های غشایی که سازه چادری یا سازه پارچه‌ای نیز نامیده می‌شود، زیرمجموعه‌ای ازسازه های فضا کار هستند و به دلیل سبکی، شفافیت و انعطاف در خلق فرم‌های زیبا و بدیع، گسترش روزافزونی در ساخت بناهایی با عملکردهای مختلف تجاری، اداری، ورزشی و… یا به شکل سایه بان در فضاهای عمومی و شهری داشته‌اند.

ویژگی‌های مذکور ارتباط مستقیم با خواص مواد  سازنده غشاهای این نوع سازه‌ها دارد. ساخت و تولید مواد کامپوزیت از الیاف و پلیمرها با طیف وسیعی از خواص فیزیکی، مکانیکی و سازه‌ای امکانات متعددی را پیش روی طراحان قرار داده است.

سازه غشایی چیست؟

به طور کلی سازه غشایی یک نوع ساختار نوین با مواد سازنده بسیار متفاوت نسبت به دیگر سازه های موجود می باشد. طرز تشکیل و رشد و توسعه این نوع سازه چادری ریشه تاریخی در فرهنگ و ساختار اقوام باستان دارد. همین چادرهای عشایری الهام بخش سازه های چادری موجود در دنیا می باشند. استفاده از مواد سازنده مرغوب در این سازه ها و ویژگی هایی مانند ساخت و ساز سریع، قابلیت جمع شوندگی و بازشوندگی سازه چادری و قیمت ارزان نسبت به دیگر سازه ها و طول عمر مفید سازه های چادری نسبتا قابل قبول و مقاوم در برابر اشعه آفتاب میباشد.

جهت استعلام قیمت و سفارش سازه غشایی یا سایبان، با سایه سازان آوید (کلیک کنید) تماس بگیرید.

مواد تشکیل دهنده سازه‌ غشایی

غشا ورقه‌ای نازک از ماده است که تنها دربرابر کشش مقاومت دارد و دربرابر فشار و خمش هیچ مقاومتی ندارد، پارچه را می‌توان بهترین نمونه ازغشاها و سازه چادری نام برد. سازه چادری از دو جزء تشکیل شده‌است؛

پارچه: پوسته کششی نازکی است که نیروی کششی را انتقال می‌دهد.

عناصر فشاری: قوس‌ها و ستون‌ها که نیروی فشاری را انتقال می‌دهند. لبهٔ چادر همواره تمایل به لرزیدن در مقابل نیروی باد وسایر نیروها را دارد، به همین علت معمولاً لبه چادر را به صورت مقعر می‌سازند که همواره درکشش باقی بماند و از پارگی آن جلوگیری شود.

استحکام سازه غشایی

برای سالیان سال استفاده از سازه های غشایی همیشه محدود به فرم چادر بوده است که در این فرم ما بین نقطه اتصال طناب به زمین و عَلَمِ وسط چادر، در غشا و پارچه، کشش ایجاد شده و این کشش امکان مقاومت سازه در برابر بار باد، باران و برف را فراهم می کند.

این نوع سازه ها زیرمجموعه­ ای از سازه­ های فضایی هستند و به دلیل سبکی، شفافیت و انعطاف در خلق فرم­ های زیبا و بدیع گسترش روزافزونی در ساخت بناهایی با عملکردهای مختلف داشته اند. سازه­ غشایی ورقه­ های نازکی از ماده هستند که تنها در برابر کشش مقاومت دارند و در برابر فشار وخمش مقاومتی از خود نشان نمی­ دهند.

پارچه را می­توان بهترین نمونه از غشاها و سازه چادری را بهترین مثال از سازه­ های غشایی نام برد.

اجزای سازه چادری یا همان غشایی

اجزای سازه­ای در سازه­ های چادری شامل غشا و تکیه­ گاه می­ باشد.

غشا:

غشاها به سه دسته تقسیم بندی می­ شوند پارچه­ ها فیلم­ ها و فیلم­ های تقویت شده .

غشا­ی مورداستفاده عمدتا از جنس PVC /PVDF/PTFE/SILICON و در هر طرح با توجه به نیاز محیطی و سازه نوع خاصی از آنها انتخاب می­ شود. از بین موادی که به عنوان روکش استفاده می­ شود می­توان به روکش­های پلی­ استری پلی­ وینیل کلرید و پشم شیشه اشاره کرد.

ار آنجایی ­که پلی استر از نظر مقاومت دوام هزینه و ایجاد کشش به مراتب بهتر از سایر مواد است بیشترین کاربرد را در ساخت سازه­ های پارچه­ ای دارد. معمولا مواد پلی استری که روکش پی وی سی دارند از هزینه کمتری برخوردارند.

تکیه­ گاه:

بخش دیگری از سازه­ های غشایی عناصری هستند که وظیفه انتقال بار غشا به زمین را برعهده دارند.این عناصر عمودی تکیه­ گاه نامیده می­ شوند. سقف‌های پارچه‌ای چون بر مبنای کشش‌ کار می‌کنند، نیازمند عناصر فشاری و خمشی هستند که آن‌ها را نگه دارند و نیروهایشان را به زمین منتقل کنند. تکیه‌گاه‌ها معمولا وسیله‌ای برای اعمال کشش به پارچه نیز هستند.

بتنِ مسلح، چوب و فلز از مصالحی هستند که کشش و مقاومت خمشی لازم را به صورت مقرون به صرفه فراهم می‌کنند و هر یک در تکیه‌گاه‌های سقف‌های پارچه‌ای کاربردی دارند.

با این حال، در تکیه‌گاه‌های بیشتر سقف‌های پارچه‌ای از سازه‌ی فولادی استفاده می‌شود؛ زیرا فولاد دارای مقاومت خمشی و فشاری بالا است و به سادگی و با قیمت مناسب در دسترس است.

جهت استعلام قیمت و سفارش سازه غشایی یا سایبان، با سایه سازان آوید (کلیک کنید) تماس بگیرید.

طراحی سازه‌های چادری

طراحی ساختمان با سازه چادری با طراحی ساختمان‌های ساده بسیار متفاوت می‌باشد. درطراحی این سازه‌ها نمی‌توان ابتدا پلان بنا را کشید و سپس آن را اجرا کرد. در این نوع سازه‌ها، درگام اول طرح اولیه‌ای متناسب با عملکرد ارائه می‌شود، درگام بعدی با ساخت ماکتی، شکل کلی آن را پیدا می‌کنند و سپس به تحلیل کلی سازه می‌پردازند و در نهایت تمامی جزئیات سازه را طراحی می‌کنند.

 به فرایندی که منجر به طراحی پوشش چادری می‌شوداصطلاحا form finding اطلاق می‌شود. امروزه این کار توسط نرم افزارهای تخصصی طراحی سازه چادری انجام می‌شود.

در طراحی ‌سازه‌های غشایی چهار عامل مورد توجه قرار دارند. فرم غشا، طراحی تکیه‌گاه‌ها، انتخاب مصالح مناسب و طراحی دقیق لبه‌ها و مرز‌ها، امری هستند که فرآیند طراحی ‌سازه‌های غشایی را تشکیل می‌دهند.

در ‌سازه‌های غشایی، فرم معماری و عملکرد سازه‌ای یکی هستند. در نتیجه مهندسی ساختمان و معماری جدا نشدنی بوده و درک رفتار سازه‌ یک ابزار اساسی در طراحی این نوع از سازه‌ها است.

طراحی ساختمان با ‌سازه‌های غشایی با طراحی ساختمان‌های ساده بسیار متفاوت است در طراحی این سازه‌ها نمی‌توان ابتدا پلان بنا را کشید و سپس آن را اجرا کرد. در این نوع سازه‌ها، در گام اول طرح اولیه‌ای متناسب با عملکرد ارائه می‌شود، درگام بعدی با ساخت ماکتی شکل کلی آن را پیدا می‌کنند و سپس به تحلیل کلی سازه می‌پردازند و در نهایت تمامی جزئیات سازه را طراحی می‌کنند. در حالت کلی در این نوع سازه‌ها غالباً چادر توسط ستون مرکزی نگاه داشته می‌شود. در این حالت برای جلوگیری از پارگی در پارچه ستون بصورت قارچی اجرا می‌شود. درحالت‌های دیگر از قوس‌ها، کابل‌های زنجیرواره، ترکیب سیستم فشاری و کابل‌های زنجیر واره نیز دیده می‌شود.

هندسه صفحات چادری اندکی با هندسه‌ صفحات زین اسبی تفاوت دارد. در این صفحات سازه‌ چادری به واسطه‌ی کشش به سمت خارج در حداقل یک نقطه از سطح صاف ایجاد می‌شود. به این صورت انحنای دوگانه متشکل از  تار و پودهایی فرضی در راستاهای شعاعی و محیطی‌ است. تارهای شعاعی این بار در مقابل بار برف و فشار هوا مقاومت می‌نمایند و پودهای محیطی حلقه‌ای، در مقابل جهت مکش باد مقاومت می‌نمایند.

انتخاب فرم ‌سازه‌های غشایی، بسته به نیازهای معمارانه و نیز ظرفیت‌ها، یکی از مهم‌ترین تصمیمات معمار در فرآیند طراحی و ساخت سازه‌های چادری ست. در واقع طراح، با انتخاب فرم پایه‌ی سازه‌ی غشایی، و با تبین فرم‌ پیچیده‌ی مورد نظر و ترجمه‌ی آن به الگو‌های پایه، منطق باربری، محل استقرار تکیه‌گاه‌ها و نوع آن‌ها و مصالح ممکن برای اجرای سازه را نیز مورد بررسی و فرآیند تصمیم‌گیری قرار می‌دهد.

‌سازه‌های غشایی به دلیل منطق سازه‌ای روشن و رفتار کششی قابل درکی که دارند و نیز به دلیل توجه روز افزون به بهره‌گیری از ظرفیت‌های موجود در مصالح کششی، هر روز در پهنه‌ی وسیع‌تری از کاربرد معمارانه آزموده می‌شوند. از آن‌جا که در این سازه‌ها میان فرم ‌معمارانه و رفتار سازه‌ای دوگانگی وجود ندارد، طراح لازم است تا به منظور طراحی فرم معمارانه‌ی مورد نظر خود، فرمی مناسب برای رفتار سازه‌ای موجود در سازه‌های چادری را انتخاب نماید و این مساله منجر به نیاز دانش ‌ و اندک‌  سازه‌ای در میان طراحان معمار سازه‌های چادری می‌شود.

فرم دهی در سازه های غشایی به چه صورت است؟

همان طور که گفتیم ورقه غشاء به آسانی در برابر نیروی بار خم می شود و تکیه گاه ها موظف به حفظ غشا در فرم مشخصی هستند و نیروی وارد بر آن را به زمین منتقل می کنند. بنابراین طراحی و حفظ فرم سازه بر عهده ستون ها و قوس های تکیه گاه است.

مهم ترین مسئله هنگام ایجاد فرم کلی سازه در نظر گرفتن نقاطی برای انتقال نیروی بار به زمین می باشد که این نقاط معمولا با قوس هایی عمود بر هم به وجود می آیند. فرم دهی به سازه غشایی به طور کلی در سه حالت رخ می دهد که به سطوح زین اسبی، خیمه و آرک مشهور هستند. در واقع می توان اظهار داشت اغلب سازه های پارچه ای در دنیا با ترکیبی از این سطوح طراحی و اجرا می شوند. در ادامه برخی از ویژگی های مهم هر یک از این فرم ها بیان می کنیم:

انواع فرم های سازه های غشایی

سطح زین اسبی

طراحی سطح زین اسبی که به آن Hyperbolic نیز گفته می شود به گونه ای است که دو گوشه آن به سمت بالا و دو گوشه دیگر به سمت پایین انحنا دارند. این امر کمک می کند که هر یک از گوشه ها نیروهای مخالف جهت خود را کنترل نموده و به زمین منتقل کنند. به عبارت دیگر گوشه های پایینی قادر هستند نیروهای به سمت بالا همچون نیروی باد را دفع نموده و گوشه های بالا برای کنترل نیروهای به سمت پایین مانند فشار ناشی از برف تلبار شده بر سطح غشا مورد استفاده قرار می گیرند.

سطح خیمه

در سازه غشایی با فرم سطح خیمه طوری ستون ها و قوس ها طراحی می شوند که تمام نیروهای وارد بر سطح به دو سمت لبه های پایینی و بالایی منتقل شده و از این نقاط توسط ستون ها به زمین وارد شوند. سطح خیمه یا Conic یکی از فرم هایی است که در طول سالیان متمادی مورد استفاده بشر بوده است.

سطح آرک

سطح آرک نیز یکی از فرم های سنتی است که در گذشته برای سقف های طاق ضربی مورد استفاده معماران بوده است. این رویه شباهت بسیاری با سطوح زین اسبی دارد و نحوه انتقال نیروی آن نیز همچون رویه زین اسبی است با این تفاوت که در سطوح آرک (Arch)  گوشه های بالا و پایین در کنار یک دیگر واقع شده اند.

جهت استعلام قیمت و سفارش سازه غشایی یا سایبان، با سایه سازان آوید (کلیک کنید) تماس بگیرید.

مزایای سازه‌های غشایی

دوام وطول عمربالا در شرایط جوی مختلف، برای متریال‌های مرغوب پارچه تا 35 سال

در هنگام آتش‌سوزی، باعث کاهش گسترش آتش‌سوزی می‌شود

می‌توان آن را متناسب با شرایط جوی هراقلیم طراحی کرد

سرعت اجرا بالا

وزن متوسط

دارای سطحی براق وصیقلی مناسب برای انعکاس اشعه‌های آفتاب وسایه اندازی خوب

معایب سازه‌های غشایی

کم دوامی (نهایتا 20 سال)

آسیب پذیری در مقابل آتش سوزی

نکات مهم سازه غشایی

سازه غشایی به دلیل سبکی، شفافیت و انعطاف در خلق فرم‌های زیبا و بدیع، گسترش روز افزونی در ساخت بناهایی با عملکردهای مختلف تجاری، اداری، ورزشی و… و یا به شکل سایه بان در فضاهای عمومی و شهری داشته‌اند و از این نظر کاربردی هستند.

نکته بسیار مهم در مورد ‌سازه‌های غشایی یا کششی این است که همیشه باید در کشش باشند‌. در غیر این صورت با وزش باد، مانند پارچه‌ای لخت و رها‌، چین و چروک برداشته و قسمت‌های مختلف آن‌، آنچنان به هم کوبیده می‌شوند که از بین بروند. در سازه‌های غشایی وجود چروک نشانه عدم وجود کشش، و وجود پارگی نشانه وجود کشش بیش از حد است. تاثیر باد را در طول بر پایی سازه‌های غشایی و تثبیت وضعیت پایداری نهایی آن نباید نادیده گرفت‌.

جهت استعلام قیمت و سفارش سازه غشایی یا سایبان، با سایه سازان آوید (کلیک کنید) تماس بگیرید.

کاربرد سازه های غشایی در معماری بناها چیست؟

سازه غشایی در کنار مزایای متعددی که دارد از زیبایی خاصی نیز برخوردار است که این امر آن را به یکی از انتخاب های اصلی معماران به خصوص در دنیای مدرن تبدیل نموده است. فرم های به خصوص و چشم نواز در این سازه ها در کنار ویژگی هایی همچون فراهم آوردن سایه و نور به صورت همزمان موجب شده این سازه های غشایی در بناهایی همچون ورزشگاه ها، سالن های نمایش، ورودی برخی از پاساژها، ترمینال های مسافربری، فرودگاه ها و … به عنوان سایه بان های مدرن مورد استفاده قرار گیرند.

مراحل سفارش سازه های غشایی

تماس با کارشناسان سایه سازان آوید و درخواست مشاوره خرید (جهت تماس کلیک کنید)

ارسال کارشناس حضوری جهت بررسی فضا

طراحی و اجرای فنداسیون

آماده سازی متریال مورد نیاز

طراحی و پیش ساخت سازه مورد نظر

طراحی و ساخت اتصالات

رنگ آمیزی و بسته بندی

انتخاب و آماده سازی تجهیزات نصب

نصب و تحویل پروژه

سایه سازان آوید آماده ارائه بهترین خدمات مربوط به سایبان و انواع پوشش های استخر و انبارهای فصلی است

با ما تماس بگیرید.

09123688189