مدول های فلزی پیش ساخته کدامند ؟

مدول ها (سیستم های واحدی)

در دنیای معماری و ساخت و ساز مدرن، استفاده از مدول‌های فلزی به عنوان اجزای اصلی شبکه ‌های فضایی اهمیت ویژه‌ای یافته است. این مدول‌ها با طراحی پیشرفته، امکان ایجاد سازه‌هایی با مقیاس بزرگ و مقاومت بالا را فراهم می‌کنند. در سیستم‌های واحدی، به جای استفاده از اعضا و پیوندهای سنتی، از واحدهای پیش ساخته به شکل هرم چهاروجهی بهره می‌گیرند که با پیچ‌های بسیار مقاوم به یکدیگر متصل می‌شوند.

مدول ها و سازه فضا کار

فرم ‌های متنوع مدول‌ ها نیز در ایجاد ساختارهای فضایی نقش بسزایی دارند. رایج‌ ترین این فرم ‌ها، هرم با پایۀ مربع است که در ساخت خرپاهای فضای مدرن به کار می‌رود. علاوه بر آن، سیستم‌های مدولار دیگری وجود دارند که از قاب‌های فضایی با اتصالات صلب بهره می‌برند؛ در برخی موارد، استفاده از تیرهای عمودی با نبشی ناودانی یا ستون ‌های عمومی که به صورت مقاطع تو خالی طراحی شده‌اند، از نظر اقتصادی مزیت بیشتری به همراه دارد .

در همین راستا، شرکت آوش سازه با تکیه بر تجربه و تخصص مهندسین مجرب، در زمینه طراحی، ساخت و نصب سازه‌های فضایی فعالیت می‌کند. این شرکت با ارائه خدماتی با کیفیت بالا و قیمت‌های رقابتی، همواره تلاش کرده تا رضایت مشتریان خود را به ارمغان آورد و در پروژه‌های بزرگ و پیچیده جایگاهی ممتاز کسب کند. بهره‌گیری از فناوری مدول‌های فلزی و سیستم‌های پیش ساخته، آوش سازه را قادر ساخته تا پروژه‌های سازه فضا کار متنوع را با دقت و سرعت بالا به انجام برساند .

سازه فضاکار چیست؟

سازه‌های فضاکار، سازه‌هایی هستند که معمولاً با اتصالات صلب یا مفصلی تشکیل می‌شوند و به واسطه طراحی سه‌بعدی خاص خود، نیروها و بارهای وارد شده را به فضای اطراف منتقل می‌کنند. این ویژگی‌ها، سازه‌های فضاکار را گزینه‌ای مناسب برای پروژه‌های بزرگ با نیاز به استحکام، سبک‌وزنی و سرعت در نصب تبدیل می‌کند.

بهره گیری از مقاطع نبشی و ناودانی

به طور معمول سیستم های یونی بات ، اسپیس دک ، آبا دک اسپیس و مرو دی ایی از مدول های هرمی استفاده می کنند که از مقاطع نبشی و ناودانی به یکدیگر جوش شده و یک قاب با پایۀ مربع شکل را برای هرم به وجود می آورد. اعضای لوله ای جان بعداً به گوشه های قاب روی اقطار و همچنین به یک رأس عنصر اتصالی جوش می شوند.

استفاده از المان ها ( لوله ها )

از اعضای صاف یا لوله ای برای اتصال رئوس هرم و شکل دادن اعضای تحتانی یک شبکه سه بعدی استفاده می شود . سیستم های دیگر از مدول خرپای صاف با اشکال مختلف که بسته به نوع سیستم با روش های متفاوت نصب می شود نیز می توانند استفاده کنند . برای مثال ممکن است ، برای شکل دادن یک شبکه ی فضایی مربع دوطرفه ، از مدول های پایه ای خرپای مستطیلی صاف که به وسیله گره های صفحه ای در شبکه فوقانی و تحتانی به یکدیگر متصل شده اند ، استفاده کرد .

اسپیس دک

این سیستم توسط شرکت انگلیسی اسپیس دک طراحی شده از سال ۱۹۵۴ در ساخت سازه فضایی به کار میرود هزاران مثال از سازه های اسپیس دک در نقاط مختلف جهان وجود دارد زیرا این سیستم مدولار از ۶۰ سال پیش تاکنون با همان فرم و فقط با تغییرات کوچکی در مصالح و ابعاد مدول ها مورد استفاده قرار گرفته است.

اجزای اسپیس دک

واحدهای هرمی تشکیل دهنده این سازه شامل ۴ عضو در قاعدۀ هرم با مقاطع نبشی فولادی و ۴ مهاربند قطری از لوله های مدور فولادی است این اعضا توسط پیچ ها و بسته ای کششی در پایین به یکدیگر متصل می شوند. تمامی اعضای هرم ها برای اطمینان از درستی ابعاد آنها در شرایط کارخانه ای به یکدیگر جوش می شوند.

ابعاد استاندارد

اندازه شبکه های مدول های استانداردی که تولید می شوند عبارتند از ۱۲۰۰ × ۱۲۰۰ میلیمتر با ارتفاع ۷۵۰ یا ۱۲۰۰ میلیمتر ۱۵۰۰×۱۵۰۰ میلی متر با ارتفاع ۱۲۰۰ و ۱۵۰۰ میلیمتر و همچنین ۲۰۰۰×۲۰۰۰ میلی متر با ارتفاع ۲۰۰۰ میلی متر مقاومت های متفاوت مدول ها بر اساس ابعاد کلی موجود است. تفاوت در مقاومت ناشی از ابعاد اعضای مهاری است. مقاطع قوی تر اساساً برای تطابق با نیروهای برشی بزرگ تری که در اطراف ستون های خرپای فضایی ظاهر می شود به کار می روند.

یونی بات

یکی از بزرگترین مبتکران در زمینه سازه های فضاکار ، معمار و مهندس استفان دوشاتیو بود به دنبال توسعه و بهسازی یک سیستم سیستم یونی بات در سال ۱۹۶۲ ایجاد شد این سیستم ترکیبی از مدول های هر می شکل است . واحدهای هرمی از چهار عضو در قاعده هرم و چهار مهاربند قطری تشکیل می شوند امکان اتصال واحد ها به یکدیگر با پیچ های اصطکاکی مقاومت بالا به واسطۀ چهار قطعه ریخته شده از فولاد در چهار گوشه قاعده و یک قطعه در رأس هرم فراهم می شود.

مقایسه اسپیس دک با یونی بت

شبکه اسپیس دک می تواند در لایه فوقانی یا تحتانی در یک الگوی منظم یا اتفاقی نگه داشته شود. نسبت دهانه به ارتفاع ضخامت ( مقطع ) معمول حدود ۲۵ تا ۳۰ برای بام هایی که در تمام لبه ها نگه داشته شده اند می باشد. هرچند این نسبت در صورتی که تکیه گاه ها فقط در گوشه ها باشند باید کاهش یابد پوشش ها ممکن است به صورت مستقیم بر روی مدول های خرپای فضایی که تکیه گاه مناسبی را در تمام لایه فوقانی شبکه به صورت هر ۱/۲ تا ۱/۵ متر و یا هر ۲ متر به صورت مرکز به مرکز دارند ثابت شوند. حمل و نقل خرپای فضایی اسپیس دک بسیار اقتصادی است، زیرا مدول های سبک وزن استاندارد به راحتی روی یکدیگر انبار و میله های مهاری به سادگی دسته می شوند.

اسپیس گرید

اسپیس گرید یک سیستم مدولار از خرپاهای فضایی است که بر پایه ی سیستم یونی بات توسعه یافت.

دلیل نام گذاری

نام اسپیس گرید برای این سیستم شاید چندان مناسب نباشد چرا که در آن هیچ گونه مدول یا گره استانداردی وجود ندارد این توسعه بر اساس ایده ای است که شبکه های فضایی باید مطابق با ابعاد پلان و بارگذاری انتخاب شوند. به علاوه بیشتر مقاطع اقتصادی برای اعضا مانند فولاد نورد گرم یا سرد یا آلومینیوم باید بر اساس نیروهایی که درون اعضا به وجود می آید انتخاب شوند.

کدام شبکه ها از اسپیس گرید استفاده می کنند ؟

رایج ترین شبکه هایی که از سیستم اسپیس گرید استفاده می کنند مربع قطری روی مربع همانند سیستم یونی بات است. مدولهای هرمی اغلب فقط توسط یک پیچ در گوشه های شبکۀ فوقانی متصل میشوند. اعضای تحتانی ممکن است شامل میله های منفرد بین گره های تحتانی و یا اعضای ممتد باشند. این امر نیاز به اتصال چندین عضو کششی در هر را کاهش می دهد زیرا با اعضای ،ممتد لازم نیست اتصالات برای کل نیروهای اعضا طراحی شوند.

سیستم آبا

سیستم از سال ۱۹۸۳ سازه فضایی آبا در در آفریقای جنوبی به صورت ساخت چندین سیستم ثانویه خرپای فضایی توسعه یافت . هزینه زیاد شبکه های فضایی سنتی متشکل از اتصال اعضای خطی که توسط گره های هم شکل ای اچ نوبل به یکدیگر متصل می شوند ، موجب شد که تحقیقی برای گزینه های اقتصادی انجام شود سیستم کیوبیک اسپیس توسط ABBA در سال ۱۹۸۳ توسعه یافت و شامل قاب های ثانویه مربع و مثلثی بود.

سازه ای با استفاده از آبا

در مرکز خرید های گیت در ژوهانسبورگ آفریقای جنوبی در سال ۱۹۸۵، سیستم کیوبیک اسپیس برای ساخت یک شبکۀ فضایی چندلایه به کار رفت و در سال ۱۹۸۶ سیستم مشابهی برای مرکز ژئوتکنیک در گلدفیلدز مورد استفاده قرار گرفت واحدهای شبکه ی فضایی منفرد در سازه دوم با استفاده از گره های هشت تایی که اساسا یک استوانه هشت وجهی با صفحات فوقانی و تحتانی بودند ، به یکدیگر متصل شدند . با نصف کردن هشت وجهی می توان قطعات را روی زمین نصب کرد .

سیستم دک اسپیس

سیستم دک اسپیس که در سال ۱۹۸۷ معرفی شد شامل واحد های هرمی با قاب های فوقانی از نبشی و اعضای قطری لوله ای است که برای اولینبار برای یک تاق گهواره ای به قطر ۳۲ متر در ساختمان تبلیغات پاپ در ورینگینگ به کار برده شد.

نحوه شکل گیری دک اسپیس

در سیستم اسپیس دک اولیه، هرم ها از طریق قاب هایی از نبشی به یکدیگر پیج می شدند . اما در این مورد آنها توسط اعضای لوله ای در شبکه ی تحتانی متصل شده بودند که متشکل از دو تاق گهواره ای مجزا بود که هر کدام با یک نیم گنبد خاتمه یافته و با یک واحد اداری جدا می شدند یک تاق گهواره ای به طول ۶۷/۵ متر و قطر ۱۵ متر نیز با استفاده از دک اسپیس در مرکز خرید ساوتگیت در ژوهانسبورگ ساخته شده است قوس این خرپای فضایی به ظاهر از حدود ۲۰۰۰ قوس یکسان ساخته شده است . برای حفظ کمترین تعداد هرم ها و موازی نگه داشتن اعضای تحتانی با اعضای فوقانی این نتیجه حاصل می شود .

محدودیت بکار گیری

مشکلات هندسه در تقاطع بین قوس گهواره ای و دیوار های عمودی به این معنی است که این اعضای متقاطع نباید به طور مستقیم به هم برخورد کنند. راه حل این بود که یک عضو از سوراخ دیگری عبور کند این آرایش در انتها برای تمام سازه مورد قبول واقع شده و بنابراین واحد های صلیبی با دو عضو لوله ای مستقیم جایگزین شدند.

قاب های عنکبوتی نیز از جمله واحد های مدولار هستند که در پروژه های کوچک به کار می روند بر اساس اسکلت مکعبی ، واحدهای عنکبوتی هشت بازو دارند که از یک گره با مقاطع لوله ای به سمت اعضای عمودی مکعب کشیده شده اند .

قاب فضایی کیوبیک

سیستم قاب فضایی کیوبیک در اواخر دهه ۱۹۷۰ توسط لیسزک کیوبیک و پسرش لسلی توسعه پیدا کرد و توسط کیوبیک اینتر پریسز به صورت تجاری درآمد از آنجا که این سیستم متشکل از احجام غیر مثلثی است اعضای عمودی و اصلی در برابر بارهای وارده به صورت رفتار قاب در برابر گشتاور خمشی و نیروهای برشی به علاوه نیروهای محوری مقاومت می کند .

تاریخچه

ایده قاب فضایی بر اساس روشی بود که توسط مهندسان در گذشته برای محاسبات دستی نیروها و گشتاورها در تیرهای اصلی ویرندیل به کار می رفت. اعضای فوقانی و تحتانی این شاه تیرها با فاصله از هم قرار دارند و فقط با گره ها صلب توسط اعضای عمودی جان به یکدیگر متصل شده اند. بنابراین به علت اینکه این شاه تیرها اعضای قطری جان را ندارند باید بر اساس عملکرد قاب به پایداری و مقاومتشان اعتماد کرد تقریبا در بین هر یک از اعضای عمودی شاه تیرهای ویرندیل نقطه خنثی گشتاور خمشی صفر در اعضای فوقانی و تحتانی وجود دارد .

محاسبات سازه

در روش محاسبات دستی اولیه برای تحلیل شاه تیرهای ویرندیل در مرکز هر دهانه شبکه اتصالات مفصلی کاملا آزاد دارای مقاومت خمشی (صفر) به منظور ساده کردن راه حل رفتار اعضا فرض شده است. اگر یک شبکه دولایه از برخورد شاه تیرهای ویرندیل تشکیل شود و آرایش در دو جهت عمود بر هم و اتصالات مفصلی فیزیکی در وسط اعضای فوقانی و تحتانی بین هر تقاطع شکل گرفته باشند. شبکه می تواند به مدول هایی که در پلان به شکل T ، X و L هستند، شکسته شود.

نمونه های بزرگ کیوبیک

مدول های بزرگتر مانند آن هایی که در سازه بام آشیانه هوایی FFV ” فرودگاه استنستد انگلستان” با طول اعضای فوقانی از ۳.۵ متر تا ۲ متر در دو جهت عمودی و افقی و ارتفاع ۴ متر و وزنی در حدود ۱ تن به کار رفته اند ، برای حمل و نقل آسان نیستند.

جزییات بیشتر

اجزای مخصوصی برای ساخت مدول های قاب مکعبی کیوبیک مورد نیاز نیست ، زیرا آنها از مقاطع فولاد نورد گرم شده استاندارد و ورق های جوش شده به یکدیگر در یک ترکیب مثلثی ساخته شده با به کار بردن برش های استاندارد سوراخ کردن و تکنیک های جوش زدن تشکیل شده اند. هر دو جهت عمود بر هم اتصالات گره ای تمام جوش شده که صلب فرض می شوند . در نقطه حداکثر گشتاور خمشی در هر مدول بوده و باید نیروهای محوری اعضای اصلی را در عرض نقاط متقاطع انتقال دهند.