الگوی سازه ای انواع سقف متحرک
سازه سقف متحرک به دلیل انعطاف پذیری در طراحی، نظر مهندسان، معماران و صاحبان فضاهای تجاری را جلب کرده است. استفاده از سقف متحرک موجب سازگاری فضاهای باز با شرایط محیطی و صرفه جویی در مصرف انرژی می شود. همچنین این سازه‌ها جوابگوی الزامات شهرداری و ساختمانی در راستای رفاه و آسایش کاربران شده است.
متقاضیان بکارگیری سقف متحرک :
1. فضاهای رستورانی
2. مراکز ورزشی مثل استخر ها و سالن های بدن سازی
3. هتل ها
4. مراکز تجاری
5. حتی ویلاها و خانه های
طراحی و تولید انواع سقف متحرک به دلایل زیبایی شناسی و سازهای به صورت منحنی شکل نیز انجام می شود. طراحی سقف متحرک به صورت منحنی به دلیل شکل ظاهری آن نسبت به سطح شیبدار دارای پیچیدگی بیشتر می باشد. این مقاله با هدف ارائه الگویی از مدل باز و بسته شدن سقف متحرک تهیه شده است. به همراه مجموعه ای از مکانیزم حرکتی و فرم سازه ای مناسب جهت پیکر بندی سازه ای.
مقدمه
سه بخش ساختمانی، صنعت و حمل در مصرف انرژی در جهان سهم عمده دارند. سقف به عنوان یک حائل بین فضاهای بیرون و درون ساختمان محصوب می شود. به صورت ثابت (استاتیک) و یا به صورت سقف متحرک (دینامیک) می تواند در نظر گرفته شود. که نوع جمع شونده و متحرک آن موجب افزایش راندمان مصرف انرژی در ساختمان می گردد. معماری متحرک به عنوان نماد فلسفه مدرن با موضوع انعطاف پذیری در معماری شناخته می شود. می تواند چهره شهرها و حتی سبک زندگی انسان ها را تحت تاثیر قرار دهد. همچنین بعد چهارم یعنی زمان را به ساختمان بیافزاید. بدین ترتیب هر بنایی این قابلیت را دارد که برای رسیدن به شرایط مطلوب تغییر کند.
یکی از بخش های ساختمان که می تواند به صورت انعطاف پذیر طراحی گردد، سازه سقف (سقف متحرک) می باشد. هرچند ممکن است هزینه اولیه تولید و ساخت این گونه سقف ها تا حدی بالا باشد. اما وسعت کاربری و امکانات جذابی که سقف متحرک می تواند به فضاهای ساختمانی بیافزاید. به حدی چشمگیر، که این هزینه را کاملا توجیه می کند. به کارگیری انواع سقف متحرک در این فضاها می تواند کاملا مطابق با آیین نامه های رایج صورت پذیرد. سازه سقف متحرک یا جمع شو ببرای دو وضعیت باز و بسته طراحی می شود.
نکات مهم :
نکته مهم در مورد هر نوع سقف متحرک در نظر گرفتن ملاحظات مکانیکی و معماری در حین حرکت می باشد. تامین امنیت سازه ای مناسب و دقیق از منظر ملاحظات حرکتی در مورد سقف جمع شو بسیار حائز اهمیت است. طراحی مکانیزم حرکتی و نحوه باز و بسته شدن یک سقف متحرک تا حد زیادی به شکل آن بستگی دارد. طراحی سقف متحرک با سطوح منحنی و قوس دار نسبت به سقف متحرک با سطح شیبدار بسیار پیچیده‌تر می باشد. سطوح منحنی مثل استوانه ای، نیم استوانه ای و مخروطی از جمله سطوح بسیار جذاب در هنر معماری می باشند. برای پوشش دهی بسیاری از فضاهای مورد توجه طراحان هستند.
به صورت کلی سازه هر سقف متحرک یا سقف جمع شو شامل پنج قسمت اصلی می باشد،
1. سازه نگهدارنده
2. سازه ستون یا پایه
3. مکانیزم حرکتی
4. پوشش (پارچه ای، آلومینیومی، شیشه ای)
5. مجموعه پروفیل های متحرک یا سازه متحرک
سازه نگهدارنده قسمتی از سقف متحرک می باشد که وظیفه انتقال وزن سقف جمع‌شو را به پایه بر عهده دارد. زمانی که سقف جمع‌شونده در وضعیت باز قرار میگیرد باید در فضایی نزدیک محل باز شدن به صورت پک شده در بیاید. در بیشتر مواقع، فضای لازم برای جمع شدن پوشش سقف متحرک فضایی محدود است. در طراحی سقف متحرک باید به حداقل رساندن فضای تجمیع برای پوشش سقف جمع شونده در نظر گرفته شود. فضای تجمع سقف (Packing area) فضایی است که در هنگام باز شدن سقف متحرک، حجم پارچه جمع شده اشغال میکند. میزان آن به المانهایی مثل نوع حرکت، جهت حرکت و نحوه تغییر حالت (معمولی، همپوشانی، تاشونده) در سقف متحرک بستگی دارد. در یک سقف متحرک، اگر اجزای پوشش دهنده به صورت همپوشانی برروی یکدیگر قرار گیرند فضای کمتری اشغال میگردد.
ایده کلی و ملاحظات طراحی
1. طراحی استراکچر سازه ای و مکانیزم حرکتی سقف متحرک اصلی ترین و مهمترین بخش طراحی می باشد. این موضوع یکپارچگی سقف متحرک و امنیت سازه ای را به ارمغان می آورد.
2. یکی از مواردی که باعث جذابیت بصری می گردد، تغییر شکل سقف جمع شونده در حین حرکت می باشد.
3. طراحی سقف متحرک باید به گونه ای باشد که کمترین فضا را اشغال نماید. چرا که این نکته موجب صرفه جویی اقتصادی نیز می گردد.
4. باید ملاحظات مکانیکی، معماری و سازهای شاما پس تنیدگی، خمش، آبروبام، بادشکن در اجرای سقف متحرک در نظر گرفته شود.
یکی از انواع فرم های سقف متحرک شکل شبه مخروطی باشد. این مدل سقف متحرک از اتصال خطوط مستقیم میان دو قوس غیر اندازه بدست می آید. با رسم کردن این خطوط صاف و مستقیم روی این گنبد، فکر اولیه مدل باز و بسته شدن سقف متحرک، خلق می شود.
با دوران دادن هر یک از این خطوط حول محور X و زاویه 90 درجه نسبت به نقطه برخورد آنها با کرو عمودی، سقف متحرک به حالت باز در می آید. محور دوران و نقطه دوران یکی از مواردی است که در مورد باز و بست شدن سقف متحرک با نوع حرکت دورانی باید بدان توجه کرد. چراکه تاثیر بسزایی روی یکپارچگی سازه و طراحی مکانیکی سقف جمع شونده دارد. مدل باز و بسته شدن سقف متحرک دورانی باعث می شود. نیاز به فضای اضافی جهت جمع شدن یا پک شدن سقف در هنگام باز شدن کامل وجود نداشته باشد.
دقت در طراحی اتصال مناسب برای میله های متحرک به همدیگر باعث جلوگیری از فروریختن سقف متحرک می شود. در سقف متحرک حرکت هریک از میله ها موجب به حرکت درآمدن پروفیل های متحرک دیگر می شود. نکته دیگری در سقف متحرک وجود دارد، تغییر فاصله بین پروفیل های پارچه در هنگام حرکت سقف متحرک است. زمانی که سقف جمع شونده در حالت کاملا باز قرار دارد، فاصله بین پروفیل ها بیشترین است. زمانی که سقف متحرک در حالت کاملا بسته قرار دارد، فاصله بین پروفیل ها در کمترین حالت ممکن خود می‌باشد.
برای حفظ یکپارچگی سازه در سقف متحرک با سطح مسطح یا غیر منحنی، از آنجاییکه فاصله میان میله ها در حین حرکت تغییر نمیکند، با استفاده از سازه ای در راستای عمود بر آنها می توان براحتی میله هارا به یکدیگر متصل کرد. ولی در سقف متحرک با سطح منحنی این امکان وجود ندارد. با تعریف مسیر دوران برای میله های متحرک در سقف متحرک منحنی شکل، می توان یکپارچگی سازه را حفظ کرد. اتصال فابریک پروفیل ها در سقف متحرک منحنی در جهت عمود به یکدیگر سبب ایجاد استراکچر مستحکم کل سازه شده. که این امر نقش مهمی در طراحی معماری و مکانیزم حرکتی این مدل سقف جمع شو ایفا می کند. اتصالات به وسیله پیچ و مهره و یا بصورت صلب، با استحکام بسیار بالا موجب تقویت سازهای سقف متحرک میگردد.
طراحی مکانیزم حرکتی در سقف متحرک
در یک سقف جمع‌شو طراحی مکانیزم حرکتی یکی از مهمترین بخش های فرآیند طراحی می باشد. چرا که در سقف متحرک مکانیزم حرکتی نه تنها وظیفه حرکت دادن پوشش را دارد، بلکه نقش سازه ای نیز ایفا می کند. همچنین نیروی وارد شده را به سازه زیر خود منتقل می کند. ایجاد امنیت سازه ای در یک سقف جمع شو به عهده این بخش می باشد.
استفاده از پیستون هیدرولیکی به منظور دوران فابریک پروفیل ها یکی از ایده های پیشنهادی جهت مکانیزم حرکتی در سقف برقی می باشد. به دلیل نوع حرکت تلسکوپی در این پیستونها، فابریک پروفیل ها حول محور قائم دوران می کنند.
در سقف برقی هر میله متحرک بروی یک مسیر منحنی خود حرکت می کند. درون این مسیر که توسط پروفیل ریل هدایت می شود مکانیزم چرخ‌ها قرار دارند. که می تواند مجهز به سیستم قفل شونده نیز باشند.
در شرایط بحرانی مثل زلزله می توان با استفاده از این سیستم قفل شونده سقف برقی را از حرکت بازداشت. مجموعه استراکچر سقف برقی به گونه ای طراحی شده است که مقاومت سازه ای در برابر نیرو های جانبی را تامین نماید.
فابریک پروفیل و پوشش پارچه ای در سقف متحرک
در سقف برقی هر فابریک پروفیل به طور کلی از سه بخش تشکیل شده است
1. قسمت اتصال به ریل های هدایت کننده سقف متحرک
2. قسمت اتصال به پوشش (پارچه ای یا آلومینیومی) سقف متحرک
3. قسمت اتصال لایتینگ و روشنایی سقف متحرک
در سقف متحرک منحنی شکل این میله ها دارای سطح مقطع متغیر هستند. به این صورت که در قسمت انتهایی خود کوچکترین سطح مقطع را دارند. در فاصله ها معینی توسط صفحات فولادی از نظر سازهای تقویت می گردند. استفاده تاز کابل های پس تنیده همچنین باعث افزایش مقاومت سازه ای در سقف برقی منحنی شکل میگردد.
