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.

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.

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.

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

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.

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.

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.

سازه کابلی دارای مزایایی است که آن را در برابر سایر نوع سازه‌ها جذاب و مورد توجه قرار می‌دهد. در زیر به برخی از مزایای سازه کابلی اشاره می‌کنم:

• مقاومت بالا: سازه کابلی به دلیل استفاده از کابل‌های فولادی قوی و مقاوم، می‌تواند بارهای سنگین را تحمل کند و در برابر زلزله و باد شدید مقاومت مطلوبی داشته باشد.
• زیبایی و استفاده از فضای آزاد: سازه کابلی به دلیل اینکه نیاز به تعداد بسیار کم پایه دارد، فضای آزاد بیشتری را برای کاربران فراهم می‌کند و به همین دلیل می‌تواند یکی از جذاب‌ترین نوع سازه‌ها در طراحی مراکز خرید، استادیوم‌ها و سایر سازه‌های بلند باشد.
• هزینه ساخت کمتر: سازه کابلی در مقایسه با نوع دیگری از سازه‌ها مانند پل‌های ترکیبی، هزینه ساخت کمتری دارد.
• زمان ساخت کوتاه‌تر: سازه کابلی به دلیل کاهش تعداد پایه‌ها و زمان ساخت کوتاه‌تر، می‌تواند جایگزین مناسبی برای نوع دیگری از سازه‌ها باشد.
• کشسانی بودن: سازه کابلی به دلیل استفاده از کابل‌های فولادی و سیستم سره‌ها، در برابر بارهای افقی و عمودی مقاومتی کشسانی دارد که در مقابل زلزله و باد شدید می‌تواند مزیتی باشد.

به طور کلی، سازه کابلی به علت مزایای فوق، در طراحی و ساخت بسیاری از سازه‌های بلند به کار گرفته می‌شود.

سازه کابلی دارای برخی معایب نیز می‌باشد که در بعضی شرایط ممکن است مشکل‌ساز باشد. به عنوان مثال:

• هزینه نگهداری بالا: سازه کابلی به دلیل استفاده از کابل‌های فولادی و سیستم سره‌ها، نیاز به نگهداری و نظافت دارد که هزینه‌ی بالایی را به دنبال دارد.
• آسیب‌پذیری در برابر زنگ زدگی: کابل‌های فولادی سازه کابلی در برابر زنگ زدگی آسیب‌پذیر هستند و باید به صورت دوره‌ای تعویض شوند.
• نیاز به تخصص و مهارت در ساخت: ساخت سازه کابلی به دلیل پیچیدگی و نیاز به تخصص و مهارت بیشتر، می‌تواند هزینه ساخت بیشتری را به دنبال داشته باشد.
• محدودیت در شکل و اندازه: سازه کابلی به دلیل نیاز به کابل‌های فولادی، محدودیت‌هایی در شکل و اندازه دارد و در برخی شرایط ممکن است نتواند جایگزین مناسبی برای سایر نوع سازه‌ها باشد.

به طور کلی، برای انتخاب نوع سازه مناسب باید مزایا و معایب آن را با یکدیگر مقایسه کرد و با توجه به نیازهای خاص پروژه، تصمیم‌گیری کرد.

سازه کابلی به دلیل مزایایی که دارد، در بسیاری از پروژه‌های ساختمانی و جاده‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در زیر به برخی از موارد استفاده از سازه کابلی اشاره می‌کنم:

۱. پل‌ها: سازه کابلی به دلیل مقاومت بالا و استفاده از تعداد کمی پایه، به عنوان یکی از گزینه‌های مناسب برای پل‌های بلند محسوب می‌شود. از جمله مشهورترین پل‌های کابلی می‌توان به پل میلائو در چین و پل گلدن‌گیت در سان فرانسیسکو اشاره کرد.

2. مراکز خرید و تجاری: در طراحی مراکز خرید و تجاری، سازه کابلی به دلیل فضای آزاد بیشتری که فراهم می‌کند و عدم نیاز به استفاده از ستون‌های بلند، به عنوان یکی از گزینه‌های مناسب محسوب می‌شود.

۳. استادیوم‌ها: در طراحی استادیوم‌ها، سازه کابلی به دلیل فضای آزاد بیشتری که فراهم می‌کند و عدم نیاز به استفاده از ستون‌های بلند، به عنوان یکی از گزینه‌های مناسب محسوب می‌شود. به عنوان مثال، استادیوم المپیک بکینگهام در لندن از سازه کابلی استفاده شده است.

۴. برج‌ها: در طراحی برج‌ها، سازه کابلی به عنوان یکی از گزینه‌های مناسب برای ساخت برج‌های بلند و پایدار محسوب می‌شود. به عنوان مثال، برج CN در تورنتو و برج ایفل در پاریس از سازه کابلی استفاده شده‌اند.