سازه‌های چادری که در کشور ما گاهی هم تحت عنوان سازه‌های کششی یا سازه‌های چادری کششی مورد خطاب قرار می‌گیرند در واقع یک عنصر ساختمانی هستند که تنها قادر به تحمل کشش بوده و قادر به تحمل نیروی‌های فشارشی یا خمشی یا پیچشی نیستند. سازه‌های چادری یکی از روش‌های و فناوری‌های ساخت و ساز مدرن است. پارچه‌های به کار رفته در این سازه دارای خواص منحصر به فردی مانند انحنا، شفافیت و سبک وزن بودن هستند. در این مطلب ویکی‌ساختمون مروری بر انواع سازه‌های چادری، مراحل ساخت و نصب و اهمیت آن‌ها خواهیم داشت.
پیشینه
این صورت از سازه‌ها از اواخر قرن بیستم بود که توجهات را به خود جلب کردند و به طور گسترده و دقیق مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. سازه‌های کششی چادری سالیان سال است که در چادرهای سنتی مورد استفاده قرار گرفته‌اند که در آن‌ها طناب‌های مهار و قطب‌های چادر تحت تأثیر پیش کشش، مقاومت و استحکام لازم را به چادر می‌دهند.
یک مهندس روسی به نام ولادیمیر شوکوف اولین کسی بود که محاسبات عملی و مهمی را در خصوص تنش‌ها و تغییر شکل‌های سازه‌های کششی و غشایی صورت داد. شوکوف در نمایشگاه صنعتی روسیه در سال 1869، هشت ساختار کششی چادری را طراحی و اجرا کرد که در کل مساحتی برابر با 27000 متر مربع را پوشش می‌دادند. جایگاه موسیقی مایر سیدنی یکی دیگر از شاخص‌ترین و اولین سازه‌های چادری کششی است که افتتاح آن به سال 1958 بر می‌گردد.
آنتونیو گاودی به طور عکس از مفهوم سازه‌های کششی استفاده کرد تا بتواند یک سازه صرفاً فشارشی را برای کلیسای گوئل کلونیا طراحی کند. مفهوم توسعه داده شده توسط گاودی بعد‌ها توسط معماری آلمانی به نام فری اوتو تکمیل شد. فری اوتو از این ایده برای اولین بار در ساخت نمایشگاه اکسپو 67 در مونترال استفاده کرد. اوتو در پروژه بعدی خود یعنی استادیم المپیک در بازی‌های المپیک تابستانی سال 1972 در مونیخ آلمان برای بار دوم این ایده و مفهوم را به کار گرفت.
از دهه 1960 به بعد و با شروع به کار گیری سازه‌های کششی چادر، طراحان و مهندسان بسیاری مانند اوو آروپ، بیورو هاپولد، والتر بیرد، فری اوتو، محمود بودو راش، ائرو سارینن، هورت برگر، ماتیو نویکی، جورج سالیش و نیکولاس گولداسمیت در توسعه مفهوم سازه‌های کششی چادری تلاش کردند.
انواع سازه‌های چادری
کشش در سازه‌های چادری به طور معمول با استفاده از سیم یا همان کابل حاصل می‌شود. سازه‌های تراکمی که در نقطه مقابل سازه‌های کششی چادری قرار دارند از فونداسیون، پی و تیر یا ستون برای تثبیت خود استفاده می‌کنند. یکی دیگر از روش‌های ایجاد کشش در سازه‌های چادری اعمال برآمدگی یا تورم است. سازه‌های چادری به عنوان یکی از انواع سازه‌های کششی سه‌بعدی دارای گنبد‌های طاقدیسی شکل و ناودیسی شکل هستند. سازه‌های چادری بر اساس نوع تکیه‌گاه به سه نوع زیر تقسیم‌بندی شده‌اند:
- سازه چادری با دیرک داخلی
- سازه چادری با دیرک خارجی
- سازه چادری با قوس داخلی
علاوه بر این، یک دسته‌بندی متداول‌تر هم از سازه‌های چادری وجود دارد که بر اساس شکل ظاهری صورت می‌گیرد:
مخروطی
از این نوع از سازه‌های چادری برای پوشش دادن محیط در برابر نفوذ آب استفاده می‌شود. این سازه چادری به دلیل شکل ظاهری و همچنین وجود مجرایی برای خروج آب در سقف در این کاربرد‌های اجرا می‌شوند. این نوع از سازه‌های چادری را می‌توان در اندازه‌های مختلف به کار برد.
زین اسبی
این نوع از سازه‌های چادری برای ایجاد سطح سایه در محیط‌های باز کاربرد وسیع‌تری دارد. سازه‌های چادری زین اسبی به دلیل شکل ظاهری که دارند بیشتر برای برپایی سالن‌های مورد استفاده قرار می‌گیرند البته از این نوع از چادر‌ها در مقیاس بسیار کوچک در فضاهای داخلی به عنوان یک المان طراحی نیز استفاده می‌شود.
کششی
این نوع از سازه به این دلیل کششی خوانده می‌شود که از جهت‌های مختلف توسط سیم‌ها و کابل‌ها یا دیگر روش‌ها کشیده می‌شوند و اشکال بسیار متنوعی را به خود می‌گیرند. این سازه‌ها به دلیل روش برپایی که از آن برخوردار است را می‌توان در اندازه‌های بسیار بزرگ هم به کار برد.
مصالح به کار رفته در سازه‌های چادری
سازه چادری در هر اندازه و با استفاده از هر مصالحی هم که ساخته شده باشد در کل از سه بخش اصلی ستون‌ها یا تیرها، سیم‌ها یا کابل‌ها، سقف یا گنبد ساخته شده است که در شکل زیر هم مشاهده می‌کنید.
تیرها را در جنس‌های مختلفی می‌توان به کار برد و برای انتخاب مصالح مناسب تیر باید اندازه و کاربری چادر را مد نظر قرار داد. تیر‌های از جنس فولاد، چوب و آلومینیوم از متداول‌ترین مصالح به کار رفته هستند. سیم‌ها و کابل‌های عمدتاً از جنس فولاد، مس و نخ هستند که فاکتور‌هایی همچون اندازه و کاربری را در انتخاب باید در نظر گرفت. گنبد چادر هم را می‌توان با استفاده از متریال‌های مختلفی همچون پارچه نخی یا پارچه پی‌وی‌سی به کار گرفت. انواع متریال‌های گنبد چادر را می‌توان در موارد زیر خلاصه کرد:
- پارچه پی‌وی‌سی (PVC) دارای یک روکش پلی‌استر با ویژگی مستحکم در فشارهای کششی و عدم شکستگی در خمش
- پارچه پی‌وی‌سی با روکش پلی‌استر و یک لایه اضافه دیگر در سطح بیرونی جهت جلوگیری از چسبندگی گرد و غبار روی سطح پارچه
- پارچه پی‌وی‌سی مجهز شده به یک لایه خاص در سطح بیرونی به‌منظور گریز پذیری از گرد و غبار و دارای قابلیت خود تمیز شدگی
- پارچه اچ دی پی ای (HDPE) دارای الیاف در هم تنیده شده جهت جلوگیری از تابش نور خورشید و ایجاد سطح سایه
- پارچه‌های مجهز شده به قابلیت‌هایی ماند مقاومت در برابر آتش و اشعه ماوراءبنفش
برای اتصال دادن سه جزء اصلی سازه های چادری از اتصالات متنوع و ویژه استفاده می شود که اصلی ترین آن ها را می توانید در شکل زیر مشاهده کنید.
برپایی سازه‌های چادری
اجرای سازه‌های چادری در هر مقیاسی که باشد شامل سه مرحله طراحی، ساخت و نصب می‌شود. تمامی مراحل اجرای یک سازه چادری را می‌توان به صورت فهرست وارد در موارد زیر خلاصه کرد:
- تشخیص و بررسی دقیق نوع کاربری سازه چادری
- بررسی مکان مورد نظر برای نصب چادر
- نقشه‌برداری از محل نصب چادر
- مدل‌سازی سازه چادری
- انتخاب فرم و شکل ظاهری مناسب با کاربری سازه
- صفحه گذاری جهت اتصال ستون‌ها و دیرک‌ها
- انتقال سازه چادر به محل نصب
- مونتاژ سازه چادر در محل نصب
- نصب پوشش روی سازه مونتاژ شده
نقاط قوت و ضعف استفاده از سازه‌های چادری
استفاده از سازه‌های چادری به مانند هر سازه و المان دیگری در صنعت ساخت و ساز با یک سری مزایا و معایبی همراه است که هر کدام از آن‌ها به طور جداگانه در زیر به صورت فهرست‌وار آورده شده‌اند:
مزایا
- سبک وزن بودن
- در دسترس بودن در رنگ‌ها و طرح‌های مختلف
- ساخته شده از فابریک‌های بسیار مقاوم و متنوع
- دارای ماهیتی چند کاربردی و تطبیق‌پذیر
- نیاز به نگهداری و محافظت کم
- مونتاژ و نصب آسان و کم هزینه
- ماندگاری و استقامت قابل قبول
- بهره‌گیری حداکثری از نور طبیعی
- قابلیت پوششی بسیار قابل توجه
معایب
- مقاومت نسبتاً پایین برخی از انواع سازه‌های چادری در برابر حرارت‌های بالا
- طول عمر نسبتاً کم در مقایسه با سایر سازه‌های ساختمانی
- مقاومت کم در برابر نیروهای فشارشی و خمشی
سخن آخر
سازه‌های چادری به عنوان یک نوع از سازه‌های کشیده از جمله فناوری‌های نوین ساختمانی هستند که چندی است در کشور ما هم رواج پیدا کرده‌اند. این سازه‌های نوین با تکیه بر ویژگی‌های منحصر به فردی که دارند در اشکال و صورت‌های متفاوت در دسترس هستند که خود مزیتی بزرگ برای آن‌ها محسوب می‌شود و می‌تواند نیاز‌های طیفی عمده‌ای از کاربران را برطرف کند. در انتخاب شکل و جنس مناسب باید در انتخاب سازه‌های چادری باید فاکتورهای زیادی را در نظر گرفت.
