طراحی سازه های غشایی

در طراحی سازه های غشایی چهار عامل مورد توجه قرار دارند. فرم غشا، طراحی تکیه گاه ها، انتخاب مصالح مناسب و طراحی دقیق لبه ها و مرز ها، امری هستند که فرآیند طراحی سازه های غشایی را تشکیل می دهند. در سازه های غشایی، فرم معماری و عمل کرد سازه ای یکی هستند. در نتیجه مهندسی ساختمان و معماری جدا نشدنی بوده و درک رفتار سازه یک ابزار اساسی در طراحی این نوع از سازه ها است.

طراحی ساختمان با سازه های غشایی با طراحی ساختمان های ساده بسیار متفاوت است در طراحی این سازه ها نمی توان ابتدا پلان بنا را کشید و سپس آن را اجرا کرد. در این نوع سازه ها، در گام اول طرح اولیه ای متناسب با عملکرد ارائه می شود، درگام بعدی با ساخت ماکتی شکل کلی آن را پیدا می کنند و سپس به تحلیل کلی سازه می پردازند و در نهایت تمامی جزئیات سازه را طراحی می کنند.

در حالت کلی در این نوع سازه ها غالباً چادر توسط ستون مرکزی نگاه داشته می شود. در این حالت برای جلوگیری از پارگی در پارچه ستون به صورت قارچی اجرا می شود. درحالت های دیگر از قوس ها، کابل های زنجیرواره، ترکیب سیستم فشاری و کابل های زنجیر واره نیز دیده می شود.هندسه ی صفحات چادری اندکی با هندسه ی صفحات زین اسبی تفاوت دارد.

در این صفحات سازه ی چادری به واسطه ی کشش به سمت خارج در حداقل یک نقطه از سطح صاف ایجاد می شود. 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 می نمایند و پودهای محیطی حلقه ای، در مقابل جهت مکش باد مقاومت می نمایند.

انتخاب فرم سازه های غشایی، بسته به نیازهای معمارانه و نیز ظرفیت ها، یکی از مهم ترین تصمیمات معمار در فرآیند طراحی و ساخت سازه های چادری ست. در واقع طراح، با انتخاب فرم پایه ی سازه ی غشایی، و با تبین فرم پیچیده ی مورد نظر و ترجمه ی آن به الگو های پایه، منطق باربری، محل استقرار تکیه گاه ها و نوع آن ها و مصالح ممکن برای اجرای سازه را نیز مورد بررسی و فرآیند تصمیم گیری قرار می دهد.

سازه های غشایی به دلیل منطق سازه ای روشن و رفتار کششی قابل درکی که دارند و نیز به دلیل توجه روز افزون به بهره گیری از ظرفیت های موجود در مصالح کششی، هر روز در پهنه ی وسیع تری از کاربرد معمارانه آزموده می شوند. از آن جا که در این سازه ها میان فرم معمارانه و رفتار سازه ای دوگانه گی وجود ندارد، طراح معمار لازم است تا به منظور طراحی فرم معمارانه ی مورد نظر خود، فرمی مناسب برای رفتار سازه ای موجود در سازه های چادری را انتخاب نماید و این مساله منجر به نیاز دانش و اندک سازه ای در میان طراحان معمار سازه های چادری می شود.