Ինչպես է տարածական շրջանակի տեխնոլոգիան բարելավում կառուցվածքային կայունությունը

Ինչն է դարձնում տարածական շրջանակի տեխնոլոգիան այդքան ուժեղ

Եթե դուք երբևէ մտել եք մեծ օդանավակայանի տերմինալ, սպորտային մարզադաշտ կամ հսկայական պահեստավայր և հարցրել եք, թե ինչպես է տանիքը մնում վերևում՝ առանց սյուների անտառի, որը խոչընդոտում է ձեր տեսադաշտը, ապա, ամենայն հավանականությամբ, դուք դիտում էիք տարածային շրջանակ (սփեյսֆրեյմ): Սա այն ճարտարագիտական լուծումներից է, որոնք անմիջապես հասկանալի են դառնում, երբ տեսնում եք, թե ինչպես է այն աշխատում: Ընդհանուր առմամբ, տարածային շրջանակը եռաչափ տրուսի նման կառուցվածք է, որը կազմված է միմյանց հետ միացված պողպատե խողովակներից կամ սյուներից, որոնք դասավորված են երկրաչափական նախշերով: Փոխարենը՝ մեկ կամ մի քանի ծանր մատիտների վրա հիմնվելու, տարածային շրջանակը բոլոր բեռնվածքները տարածում է շատ ավելի փոքր մասերի վրա, որոնք միասին աշխատում են ինչպես թիմ: Այստեղ է տեղի ունենում «մագիան»: Քանի որ բեռնվածքը միաժամանակ բաշխվում է մի քանի ուղղությամբ, ուստի որևէ մեկ մաս չի պետք կրի անհամեմատելի մեծ բեռնվածք: Դրա համար էլ տարածային շրջանակի տեխնոլոգիան դարձել է շենքերի համար այնպիսի համարյա հայտնի ընտրություն, որոնք պետք է ծածկեն մեծ բաց տարածքներ՝ առանց ներքին սյուների, որոնք խոչընդոտում են այդ տարածքների օգտագործմանը:

Նրա անճարտարապետական կայունության գաղտնիքը

Այսպես ինչպե՞ս է տարածական շրջանակի տեխնոլոգիան բարելավում կառուցվածքային կայունությունը։ Պատասխանը թաքնված է երկրաչափության մեջ։ Եռանկյունը շինարարության մեջ ամենաուժեղ ձևն է։ Փորձեք սեղմել քառակուսի շրջանակի վրա՝ այն հեշտությամբ կծալվի, սակայն սեղմեք եռանկյան վրա՝ և այն կմնա իր տեղում։ Տարածական շրջանակը վերցնում է այս գաղափարը և զարգացնում է այն՝ եռանկյունները միացնելով երեք չափումներով։ Յուրաքանչյուր միացման կետում միացված են մի քանի տարրեր, որոնք միմյանց վրա գործում են ձգողական կամ սեղմողական ուժերով, այդպես ուժերը փոխանցվում են ամբողջ ցանցով՝ այն փոխարեն, որ կենտրոնանային մեկ կետում կուտակվեին։

Մտածեք դա սարդի ցանցի նման։ Մեկ թելը ինքնին բավականին թույլ է, սակայն երբ հազարավոր թելեր եք միացնում և ստեղծում ցանց, ամբողջ կառուցվածքը դառնում է արտասովորապես ամուր և ճեղքվելու նկատմամբ դիմացկուն։ Տարածային շրջանակը (spaceframe) աշխատում է նույն սկզբունքով, սակայն երկաթից։ Ցանցի նման կառուցվածքը հավասարաչափ բաշխում է ծանրությունը բոլոր ուղղություններով, որի պատճառով տարածային շրջանակները կարող են լինել մոտավորապես 30 տոկոսով թեթև սովորական երկաթե կրող համակարգերից՝ միաժամանակ ավելի կայուն լինելով։ Սա շատ կարևոր է, քանի որ փոքր քաշը նշանակում է ավելի էժան հիմքեր, ավելի հեշտ տրանսպորտավորում և ավելի արագ մոնտաժ։

Մեկ այլ պատճառ, որով տարածային շրջանակները մնում են այսքան կայուն, այն է, որ դրանք կարող են դիմակայել բոլոր ուղղություններից առաջացող ուժերին: Ավանդական փողրակային և սյունային կառուցվածքները հիասքանչ են ուղղաձիգ բեռնվածքների դիմացումում, սակայն դժվարություններ են առաջանում, երբ քամին սկսում է կողային ճնշում գործադրել կամ երբ երկրաշարժի ժամանակ գետնի մակերևույթը սկսում է շարժվել: Տարածային շրջանակը չի կախված ուժի ուղղությունից: Նրա եռաչափ ցանցը ընդունում է բեռնվածքները վերևից, ներքևից և բոլոր կողմերից, ապա դրանք հավասարաչափ բաշխում ամբողջ կառուցվածքով, որպեսզի որևէ մեկ միացում չվերաբեռնվի: Այս բազմուղղային ամրությունը տարածային շրջանակները դարձնում է նախընտրելի երկրաշարժերի կամ հրաբուխների հաճախ տեղի ունեցող շրջաններում կառուցվող շենքերի համար:

Նյութերի խնայողություն՝ ամրությունը չկորցնելով

Թույլ տվեք ինձ բաժանել մեկ թիվ, որը կարող է զարմացնել ձեզ: Համեմատական ուսումնասիրություն է կատարվել երկու տարբեր եղանակներով երկար բացվածքով պահեստի տանիքի կառուցման վերաբերյալ: Մեկը օգտագործել է սովորական տրուս համակարգ, իսկ մյուսը՝ տարածական տրուս: Սովորական տրուսի համար աշխատանքի կատարման համար անհրաժեշտ էր 88 տոննա պողպատ, իսկ տարածական տրուսի համար՝ միայն 57 տոննա: Դա 35 տոկոսով պակաս նյութ է: Մտածեք, թե ինչ նշանակություն ունի դա ձեր բյուջեի համար: Պողպատի քանակի նվազեցումը նշանակում է նյութերի ավելի ցածր արժեք, ավելի թեթև հիմքեր և մոնտաժի համար ավելի փոքր կրանների անհրաժեշտություն: Եվ քանի որ տարածական կառուցվածքները սովորաբար պատրաստվում են գործարանում, այդ մասերը արդեն պատրաստ են միացման համար, ինչը զգալիորեն կրճատում է շինարարական ժամանակը:

Տարածային շենքերը նաև առատ ժամանակ շատ լավ են պահպանվում: Կոռոզիան միշտ մտահոգություն է առաջացնում ստալե շենքերի դեպքում, հատկապես ափամերձ տարածքներում, որտեղ աղի մառախուղը քայքայում է չպաշտպանված մետաղը: Սակայն, քանի որ տարածային շենքերը օգտագործում են շատ փոքր մասեր՝ փոխարենը մի քանի մեծ մասերի, ավելի հեշտ է ճիշտ ծածկույթներով պաշտպանել յուրաքանչյուր մակերես: Որոշ տարածային շենքերի համակարգեր օգտագործում են եռաշերտ պաշտպանության համակարգ, որը ներառում է ցինկով հարուստ պրայմեր, էպոքսիդային արգելափակիչ և ՈՒԼ-ի նկատմամբ դիմացկուն վերին շերտ: Այս տեսակի մշակումը կարող է շենքը 50 տարի կամ ավելի երկար պահել ամուր և կայուն նույնիսկ ծանր պայմաններում:

Որտեղ տեսնում եք տարածային շենքերի ամենօրյա աշխատանքը

Դուք, հավանաբար, ավելի շատ անգամներ եք անցել տարածային կառուցվածքի տակ, քան երբևէ երևակայել եք: Օդանավակայանները սիրում են դրանք, քանի որ թերմինալները պետք է ունենան մեծ բաց տարածքներ՝ որպեսզի ուղևորները ազատ շարժվեն առանց սյուների, որոնք կխանգարեն բեռնափոխադրման վագոնների, անվտանգության ստուգման գծերի կամ շարժվող հրապարակների աշխատանքին: Որոշ օդանավակայանների տարածային կառուցվածքներ հասնում են մինչև 300 մետր, որը մոտավորապես համարժեք է երեք ֆուտբոլային մարզադաշտի երկարությանը՝ մեկը մյուսի հետևից: Դա ամբողջովին սյուներից ազատ տարածք է:

Մարզադաշտերը մեկ այլ համապատասխան օրինակ են: Կալիֆորնիայում գտնվող SoFi մարզադաշտը, որտեղ անցկացվում են NFL-ի խաղեր, օգտագործում է հսկայական տարածային կառուցվածքի ենթակառուցվածք, որը ներառում է 55 000 մետաղաձուլված հանգույցներ: Յուրաքանչյուր հանգույց մետաղական միացման մաս է, որը հատուկ անկյուններով միացնում է մի քանի խողովակներ: Յուրաքանչյուր հանգույց ուներ իր սեփական մասի համարը՝ որպեսզի այն ճիշտ տեղում լինի: Այս մակարդակի ճշգրտությունն է, որը հնարավորություն է տալիս ստեղծել տարածային կառուցվածքներ: Դրանք չի կարելի միայն աչքով չափել: Բոլոր մասերը պետք է ճիշտ համապատասխանեն միմյանց, քանի որ ամբողջ համակարգը կախված է յուրաքանչյուր մասի ճիշտ աշխատանքից:

Պահեստները և գործարանները նույնպես մեծ օգուտ են քաղում տարածքային կառուցվածքի տեխնոլոգիայից: Երբ դուք շահագործում եք ավտոմատացված արտադրական գծեր կամ բեռնատար մեքենաներով պալետներ եք դասավորում, ձեր հարկի տարածքի մեջտեղում սյուն ունենալը վերջին բանն է, ինչը ցանկանում եք: Տարածքային կառուցվածքները թույլ են տալիս վերացնել այդ խոչընդոտները՝ այնպես, որ կարողանաք օգտագործել ձեր շենքի յուրաքանչյուր քառ. մետրը: Աֆրիկայում մեկ սննդամթերքի մշակման գործարան տարածքային կառուցվածքի օգնությամբ կառուցել է 60 մետր երկարությամբ սյուներից ազատ տանիք, ինչը նրանց հնարավորություն տվել է ավտոմատացված գծերը անխափան շահագործել՝ առանց այնպիսի անհարմար սյուների, որոնք խանգարում են աշխատանքին:

Նույնիսկ ինքնաթիռների հանգարները օգտագործում են տարածքային կառուցվածքներ: Ինքնաթիռը շենքի մեջ տեղավորելու համար անհրաժեշտ է մեծ բարձրություն և լայնություն: Ավանդական կառուցվածքների դեպքում այդ հեռավորությունը հաղթահարելու համար անհրաժեշտ են հսկայական սալեր և հաստ սյուներ, սակայն տարածքային կառուցվածքը դա իրականացնում է շատ ավելի քիչ նյութի օգտագործմամբ: Տանզանիայում մեկ հանգար կառուցվել է 68 մետր բացվածքով և տեղադրվել է ութ շաբաթից պակաս ժամանակում: Դա շատ արագ է այդպիսի մեծ շենքի համար:

Մի քանի բան, որի մասին պետք է մտածել

Իհարկե, որևէ շենքի կառուցման համակարգ չի կարող լինել կատարյալ բոլոր դեպքերում: Տարածային կառուցվածքները հիասքանչ են մեծ տարածքները փոքր թվով հենարաններով ծածկելիս, սակայն դրանք պահանջում են հատուկ ուշադրությամբ կատարված նախագծում և ճշգրիտ արտադրություն: Յուրաքանչյուր միացման կետ կարևոր է: Եթե միացման հանգույցները չեն արտադրվում ճշգրիտ սահմանված պահանջներին համապատասխան, ամբողջ կառուցվածքը կարող է ամբողջովին դուրս գալ ճշգրտությունից: Այդ պատճառով փորձառու պողպատե կառուցվածքների մատակարարի հետ աշխատելը այդքան մեծ տարբերություն է ստեղծում: Մեկը, ով այս ոլորտում 20 տարի է աշխատում, գիտի, թե ինչպես պետք է վարվել այն մանրամասների հետ, որոնք կարող են որոշել նախագծի հաջողությունը կամ ձախողումը:

Դուք նաև պետք է մտածեք կոռոզիայի դեմ պաշտպանության մասին, հատկապես եթե ձեր շենքը գտնվում է օվկիանոսի մոտ կամ խոնավ կլիմայում: Լավ պաշտպանիչ ծածկույթի համակարգը անպայման անհրաժեշտ է: Չնայած տարածային կառուցվածքները ընդհանուր առմամբ թեթև են համեմատած սովորական պողպատե կառուցվածքների հետ, դրանք այնուամենայնիվ պահանջում են ամուր հիմք: Դուք չեք կարող պարզապես դրանք գետնին դնել և այդ հարցը համարել լուծված:

Մեկ այլ բան, որը արժե հիշատակել, այն է, որ տարածային կառուցվածքները ոչ միայն ֆունկցիոնալ են, այլև շատ գեղեցիկ են թվում: Ճարտարապետների շատերը ընտրում են դրանք դիտարժան արժեքի համար: Բացահայտված ստալե խողովակները և հանգույցները ստեղծում են մի տեսակ արդյունաբերական արվեստ, որը չի ստացվում սովորական փոխանցիչներից և սյուներից կառուցված շենքերում: Որոշ շենքերում տարածային կառուցվածքը ամբողջովին բացահայտված է ներսում՝ որպես դիզայնի տարր, ինչը խնայում է առաստաղի նյութերի վրա ծախսվող միջոցներ և տալիս է տարածքին ժամանակակից, բարձր տեխնոլոգիական տպավորություն:

Ամփոփում

Այսպիսով՝ պատասխանելով սկզբնական հարցին. Ինչպե՞ս է տարածային շրջանակի տեխնոլոգիան բարելավում կառուցվածքային կայունությունը: Դա իրականացվում է եռանկյունների բնական ամրության օգտագործմամբ, բեռնվածքի տարածմամբ եռաչափ ցանցով և ցանկացած ուղղությունից առաջացած ուժերի դիմացումով՝ առանց որևէ դժվարության: Այն թեթև է ավանդական պողպատե համակարգերից, պահանջում է ավելի քիչ նյութ և կարող է ծածկել մեծ միջակայքեր՝ առանց սյուների, որոնք կարող են խանգարել տեսադաշտին: Օդանավակայաններից և մարզադաշտերից մինչև պահեստային շենքեր ու մեքենասարքավորումների շეնքեր՝ տարածային շրջանակները ամենօրյա ապացուցում են իրենց որպես մեծ, բաց տարածքներ կառուցելու ամենաիմաստուն եղանակներից մեկը, որոնք դիմանում են ժամանակի փորձարկմանը:

Եթե դուք պլանավորում եք նախագիծ, որն անհրաժեշտություն ունի մեծ բաց հատակային տարածքի և ամուր հուսալիության, ապա տարածային շրջանակի տեխնոլոգիան անշատ արժանի է լուրջ ուսումնասիրման: Ուղղակի համոզվեք, որ ձեր գործընկերները գիտեն, թե ինչ են անում: Ճարտարագիտական լուծումները հաստատուն են, սակայն իրականացումը պետք է համապատասխանի դրան: