سازه فضایی (سازه فضاکار) بهم پیوستن مجموعه ای از قطعات خرپایی و اتصالات سه بعدی با طراحی خاص است که در ساخت و ساز، صنعت خودرو سازی و… کاربرد و اهمیت ویژه ای دارد. قیمت آن ارزان است و به سرعت ساخته می شود (نیاز به جوشکاری ندارد)، برای همین طرفداران زیادی را به خود جذب کرده است.
سازه فضایی می تواند در هر نوع شکل و الگوی هندسی طراحی شود و کاملا مطابق با ظاهر دلخواه شما ساخته شود! در ادامه دراین باره توضیح داده ایم. سازه های فضاکار به دلیل وزن سبک و ساختار محکمی که دارند برای ساختن سوله های بزرگ اهمیت بالایی دارند.
تمام اجزاء سازه فضایی به شکل مثلث تخت یا سه بعدی به یکدیگر متصل می گردند که فشار و ضربه را مانند فنر به خود جذب می کنند و مانع ریزش و ضربه به ساختمان می شوند. این تنها یکی از ویژگی های منحصر به فرد سازه های فضایی است.
همچنین می توانید شیک ترین و جدید ترین طراحی های اجرا شده سازه فضایی را در Pinterest ببینید.
سازه فضاکار یا سازه فضایی (Space frame) به سازه ای گفته می شود که از یک شبکه سه بعدی یکپارچه با ترکیب و تکرار اشکال هندسی منظم تشکیل شده است.
این سازه ها به دلیل ساختار سه بعدی و پخش نیروها در جهات مختلف، ضمن داشتن استحکام بالا، سبک هستند و به همین دلیل از نظر اقتصادی نیز بسیار به صرفه اند. همچنین، به دلیل پیش ساخته بودن، سرعت تولید و نصب آن ها به طور قابل توجهی افزایش یافته است.
سازه های فضایی انواع مختلفی دارند و در شکل های متفاوت طراحی می شوند. همچنین از لحاظ مواد استفاده شده با یکدیگر متفاوت هستند ولی بیشتر آن ها از فولاد یا آلومینیوم ساخته شده اند، در گذشته از چوب و ساقه نی برای ساختن این سازه ها استفاده می شد. امروزه از سازه چوبی برای ساختن گلخانه های کوچک استفاده می شود.
سازه های فضایی و گنبد ژئودزیک به عنوان عناصر مهمی در علم و مهندسی، تأثیر بسزایی در طراحی و ساخت محیط های انسانی دارند. این سازه ها با ویژگی های خاص خود، قادر به تحمل بارهای مختلف و ایجاد فضاهای وسیع و کاربردی هستند.
مزیت های شگفت انگیز سازه فضایی و گنبد ژئودزیک
- زیبایی خاص و سه بعدی بودن
- اتصال آسان و سریع و بدون نیاز به هرگونه جوشکاری
- امکان همزمانی اجرا و ترکیب با دیگر ساخت و ساز ها
- با ایمنی بالا، سبک و انعطاف پذیر در جذب فشار و ضربه
- هزینه های پایین و سرعت بسیار بالا در اجرا و ساخت و ساز
- عبور آسان تجهیزات و تاسیسات از داخل آن، مانند لوله و کانال آب
- امکان باز و بسته کردن و سرهم کردن مجدد و انتقال سازه به مکانی دیگر
- استفاده بهینه از مصالح: طراحی فضایی موجب بهینه سازی استفاده از مصالح ساختمانی می شود
- قابلیت پوشش دهی فضاهای بزرگ: این سازه ها می توانند سطوح وسیع را پوشش دهند بدون نیاز به ستون های اضافی
- عایق حرارتی و صوتی: گنبدهای ژئو دزیک به دلیل طراحی خاص خود معمولاً عایق های بهتری در برابر حرارت و صدا هستند
قاب فضایی یا سازه فضایی، سازه ای است که از اجزای سبک و مقاوم با ساختار خرپایی تشکیل شده و پایه های آن در الگوی هندسی منظمی کنار هم قرار دارند. این قاب ها به منظور پوشش دهانه هایی با تکیه گاه های محدود مورد استفاده قرار می گیرند.
به دلیل بهره گیری از مثلث ها، مشابه خرپا، لنگرهای خمشی به صورت نیروهای کششی و فشاری به اعضای محوری منتقل می شوند، که این ویژگی به استحکام بالای قاب های فضایی کمک می کند.
سازه های فضایی به مجموعه ای از سازه ها اطلاق می شود که از اتصالات متعدد، معمولاً با استفاده از میله ها یا تیرک ها، تشکیل شده اند. این سازه ها به دلیل وزن سبک و استقامت بالا، به خوبی در فضای آزاد اجرا می شوند.
قاب فضایی با شبکه ای از میله ها و اتصالاتی ساخته می شود که هرگونه فشار را مانند فنر به خود جذب کرده و یا فشار را به خرپا منتقل می کند، همچنین این ساختار از قطعات و میله های آلومینیومی و فولادی بسیار سبک و محکم ساخته شده است، به همین دلیل در مقابل هرگونه فشار، طوفان و زلزله بسیار مقاوم است و در مقابل زلزله تخریب نمی شود.
تفاوت سازه فضایی با سازه فضاکار
به زبان ساده، سازه فضایی برای محیط های بیرونی و بزرگ استفاده می شود، محیط هایی همچون سقف استادیوم های ورزشی، اما سازه فضاکار برای محیط های کوچک همچون سایه بان پارکینگ، نمایشگاه های کوچک و… استفاده می شود.
گنبد ژئودزیک چیست؟
سازه سه بعدی یا سازه فضاکار با نام های گنبد ژئودزیک یا سازه خرپایی هم شناخته می شود.
گنبد ژئودزیک برخلاف سازه های فضایی که به هر شکل هندسی ساخته می شوند، این سازه تنها به شکل گنبد یا کره ساخته می شود و کاملا گرد است. این گنبد ها برای ساختن سازه های خیلی کوچک همچون کلبه و برای سازه های خیلی بزرگ همچون گلخانه ها، مراکز علمی و… مورد استفاده قرار می گیرد.
جالب است که بدانید مکان های علمی و پژوهشی در قطب شمال و جنوب با گنبد ژئودزیک ساخته می شوند چون می توانند گرما و حرارت را در خود حفظ کنند، در مقابل طوفان های شدید مقاوم هستند، و در مکان های صعب العبور همچون قطب که مصالح ساختمانی وجود ندارد، فوری و به راحتی ساخته می شوند.
اما چرا سازه فضایی گنبدی شکل، مقاومت بیشتری در مقابل طوفان های شدید دارد؟ به دو دلیل: شکل و ساختار آیرودینامیک، مقاومت بیشتر و پخش فشار وقتی که به حالت دایره و گنبد ساخته شوند.
شبکه و قاب فضایی (space frame) برای اولین بار توسط یکی از مخترعان به نام الکساندر گراهام بل در سال 1906 ساخته شد. گراهام بل برای ساختن کایت پرواز از سازه فضایی استفاده کرده بود و با این کار توانست نشان دهد که با منظم و صحیح قرار دادن سازه ها در کنار یکدیگر می توان سازه ای محکم و سبک ساخت.
ساده ترین نوع قاب های فضایی از هرم هایی با سقف تخت تشکیل می شود که با استفاده از میله های آلومینیومی یا فولادی ساخته شده اند.
این قاب ها اغلب شبیه بازوی افقی متحرک یک جرثقیل برجی در کنار هم قرار می گیرند. نوع دیگری از قاب های فضایی که استحکام بیشتری دارند، به صورت هرم های چهاروجهی متصل به هم ساخته می شوند؛ در این طراحی، طول تمامی اعضای محوری یکسان است.
از نظر فنی، این قاب فضایی مانند یک شبکه برداری یا خرپای هشت گانه عمل می کند. در برخی انواع دیگر قاب ها، با تغییر طول اعضای محوری، شکل کلی سازه به انحنا یا اشکال هندسی دیگر تبدیل می شود.
انواع سازه فضایی (شکل و ظاهر)
- تخت
- ترکیبی و آزادفرم
- گوی، گنبد و کروی
- چادری (تنسگریتی)
- هندسی و شکل های خاص
تماشای ویدئو یک نمونه از زیباترین مدل های سازه فضایی. 
مهم ترین مرحله اجرای سازه فضایی انجام طراحی، مدل سازی و محاسبات آن داخل کامپیوتر و نرم افزار است. طراحی و شبیه سازی اتصالات فضایی معمولا در نرم افزار 3DS MAX و نرم افزار AutoCAD انجام می شود.
گنبد ژئودزیک یکی از انواع سازه های فضایی است که به خاطر شکل خاص و ساختار منظمش مشهور است. این گنبدها با استفاده از مثلث ها و دیگر اشکال هندسی تشکیل می شوند.
سازه فضایی به شکل 3D (سه بعدی) ساخته می شوند اما سازه های مورب به همین شکل اما به شکل تخت و 2D نصب و سرهم می شوند.
قطعات سازه فضایی بدون نیاز به جوشکاری به یکدیگر متصل می شوند و کاملا محکم می شوند، این مزیت اجرا و نصب اتصالات فضایی را سرعت می بخشد و هزینه های ساخت و ساز را پایین می آورد. همچنین امکان باز و جدا کردن آن ها برای انتقال به مکان دیگری فراهم است چون بدون نیاز به جوشکاری متصل می شوند.
مکان هایی که با سازه فضایی ساخته می شوند
- پناهگاه ها
- پارک های آبی
- پارکینگ خودرو
- آشیانه هواپیما
- بازار و مراکز خرید
- ایستگاه قطار و مترو
- سالن سینما و تئاتر
- گلخانه ها و پارک ها
- سالن های نمایشگاهی
- سالن های فروشگاهی
- استادیوم و ورزشگاه ها
- سقف های بدون ستون
- برج و دکل های مخابراتی
- دکل های برق فشار قوی
- سالن همایش و سخنرانی
- بشقاب های مخابراتی و رادیویی
- آب انبار ها و برج های ذخیره آب
- رستوران و آشپزخانه های صنعتی
- ایستگاه اتوبوس و حمل و نقل شهری
- ایستگاه مسافربری در فرودگاه و راه آهن
- سوله و کارخانه، سالن های تولید و انبار
- ایستگاه های تحقیقاتی در قطب شمال و جنوب
- گنبد ژئودزیک برای نگهداری افراد و تجهیزات نظامی، چون یک پوشش محافظ رادار است
بیشتر ببینید: روان کننده بتن چیست؟
سازه فضایی بر خلاف دیگر بناهای ساختمانی، برای هر نوع منطقه آب و هوایی سازگاری کامل دارد. از جمله مکان های زلزله خیز، گرم و خشک، جنگل و مناطق بارانی، مناطق بادخیز و طوفانی، مناطق قطبی و سردسیر.
جالب است که بدانید که گنبد ژئودزیک یک سازه رادار گریز است! به همین دلیل برای نگهداری تجهیزات و نیرو های نظامی هم مورد استفاده قرار می گیرد.
سازه های فضاکار با استفاده از قطعات سبک و فولادی به یکدیگر متصل می شوند و محکم در جای خود می مانند. قاب فضایی، از سازه فضاکار برای ساخت و تولید انواع خودرو، موتورسیکلت و دیگر تجهیزات مدرن و جدید مورد استفاده قرار می گیرد. اینجا بیشتر می توانید درمورد سازه فضایی و گنبد ژئودزیک مطالعه کنید.
یک دلیل استفاده از سازه فضاکار در ساخت خودرو های پیشرفته، حالت انعطاف پذیری و فنر مانند سازه فضایی است، زیرا در تصادفات می تواند به حد زیادی ضربه وارد شده را دفع کند تا خودرو و راننده آن کمترین آسیب را ببینند.
نام گذاری “سازه فضایی” بیشتر به دلیل شباهت این نوع سازه ها به ساختارهای سبک و مقاومی است که در فضا استفاده می شوند. چون این سازه انعطاف پذیر است، سبک و مقاوم است و به صورت شبکه ای و سه بعدی ساخته می شود.
چه تضمینی هست که پیچ سازه فضایی، بعد از سرهم شدن، با فشار و ضربه به مرور زمان باز نشود؟
اتصالات سازه فضاکار، همزمان با امکان باز کردن مجدد برای جابجایی، به نحوی در یکدیگر قفل می شوند.
همچنین در مواردی که نیاز به باز کردن قطعات نیست، اتصالات به یکدیگر جوش داده می شوند یا با همان قالب ساخته می شوند مانند اسکلت خودرو و موتورسکلت.
در هر حالتی که باشد، شما اطمینان کامل از سازه فضایی خواهید داشت، مگرنه اصلا استفاده نمیشد آن هم به عنوان سازه مقاوم!
و اینکه اتصال سازه فضایی صرفا با پیچ و بست نیست، با هر روشی اتصال صورت می گیرد بهخصوص با جوشکاری.
چه خوبه که بدون جوشکاری هم وصل میشه
چون همون جوشکاری، به تنهایی کلی زمان و هزینه میگیره
کارگر بیشتری لازمه، خطرات و حوادثی که برای کارگر پیش میاد
و دیگه نمیشه سازه ها رو باز و جابجا کرد