سازه کابلی (Cable Structure)

سازه کابلی چیست؟

سازه کابلی را می توان به عنوان سازه ای تعریف کرد که در آن از کابل یا سیستم کابل ها به عنوان عنصر سازه ای برای تحمل بار اولیه استفاده می شود. منظور از کابل هر عنصر سازه ای است که قطر آن نسبت به طولش بسیار کوچک است.

اگر مقطع یک کابل را در نظر بگیریم، تنش در تمامی سطح این مقطع یکسان است. به این نوع تنش اصطلاحا تنش خالص گفته می شود. یکی از دلایل بازدهی بالای این سازه ها تنش خالص کششی است. یکی از معایب سازه های کابلی مشکل لرزش و ارتعاش بر اثر باد و زلزله است. این مشکل به علت سبکی سازه ها در برابر تنش های جانبی مانند باد روی می دهد.

سازه های کابلی به دو دسته کلی پلهای کابلی و سقفهای کابلی تقسیم می شوند.

انواع سازه های کابلی 

پلهای کابلی معلق (Suspension Cable Bridges)

دسته اول پلهای کابلی پلهای معلق هستند. در پلهای معلق کابل اصلی به صورت افت یا به صورت انحنا اجرا می شود. مشکل اصلی پلهای معلق پیچش در برابر باد است. برای مقابله با پیچش از عرشه های خرپایی یا از عرشه های با مقطع آیرودینامیک استفاده می کنند. استفاده از این عرشه ها باعث مقاومت در برابر جریان باد می گردد.

پل کابلی معلق

پلهای متکی بر کابل(Cable Stayed Bridges)

دسته دوم پلهای کابلی، پلهای متکی بر کابل هستند. در این پلها، کابلها به صورت مستقیم و خطی به عرشه متصل می گردند. این پلها بر اساس آرایش به دو نوع چنگی و بادبزنی تقسیم می گردند. در پلهای کابلی چنگی، کابلها به صورت موازی هم نصب شده و در پلهای کابلی بادبزنی در یک نقطه به هم متصل شده اند و تنش در آن نقطه اتفاق می افتد.

پلهای متکی بر کابل(Cable Stayed Bridges)
پل کابلی چنگی و پل کابلی بادبزنی

سقفهای کابلی تک انحنایی

دسته اول سقفهای کابلی، سقفهای تک انحنایی هستند. مشکل اصلی این سقفها ارتعاش یا لرزش است. که بر اثر نیروهای جانبی مانند باد به وجود می آید. روشهایی برای مقابله با ارتعاش در این سازه ها پیشنهاد شده است.

  • افزایش بار مرده یا همان سنگین کردن سازه ها
  • سخت شدن سازه از طریق ساخت به عنوان قوس معکوس یا پیش تنیدگی (پیش تنیدگی به معنی ایجاد کشش اولیه در کابل می باشد)
  • گسترش بر خلاف کابل با انحنای معکوس
  • کشیدگی بر خلاف کابل با انحنای معکوس
  • اتصال با کابلهای عرضی مهار شده

سقفهای کابلی دو انحنایی

دسته بعدی سقفهای کابلی، سقفهای دو انحنایی هستند. سازه های دو انحنایی در یک جهت دارای انحنای مثبت، و در جهت دیگر دارای انحنای منفی هستند. به این سازه ها منحنی مضاعف یا شبکه کابلی نیز گفته می شود.

سازه کابلی شبکه ای (Cable net structure)

این سازه نمونه ای از  سازه کششی است، یعنی سازه ای که به جای فشرده سازی با کشش تثبیت می شود. این سازه ها به عنوان یک سیستم سازه ای مینیمالیستی در دهه های 1960 و 70 توسط Frei Otto توسعه داده شده و رواج یافت و برای اولین بار در استادیوم المپیک 1972 مونیخ اجرا گردید.

شبکه کابلی استادیوم المپیک 1972 مونیخ

در اوایل دهه 1990، یکی از معماران بزرگ به نام جان هلموت در طراحی هتل کمپینسکی مونیخ از ترکیب سازه شبکه ای و کرتن وال استفاده نمود.

در این سازه ها، برای افزایش قابلیت ارتفاع و بار  کابل های افقی را با کابل های عمودی ترکیب می نمایند. شبکه های کابلی می توانند سازه های بسیار ساده ای باشند. برای افزایش زیبایی و  امکان وسیع تر نمودن، می توان آنها را با سازه های مجاور ادغام کرد تا نیاز به تکیه گاه های مرسوم کاهش یابد.

در اجرای سازه کابلی به طور معمول، کابل ها در تقاطع های خود با استفاده از یک بست مخصوص قفل می شوند. سپس می توان از فرآیندهای پیچیده جک هیدرولیکی برای اعمال پیش تنیدگی کابل استفاده نمود.

شرکت آلوسیس، مجری سازه کابلی در ایران می باشد. برای اطلاعات بیشتر و دریافت مشاوره می توانید به صفحه تماس با ما مراجعه نمایید.

مطالب مرتبط