تحلیل مکانیزم جابه‌جایی در سازه سقف های های تغییرفرم پذیر بر اساس بررسی نمونه های شاخص جهانی

در سال‌های اخیر استفاده از سازه‌های باز و بسته‌شونده به دلیل قابلیت آن‌ها در دستیابی به یک معماری پویا و انعطاف‌پذیر موردتوجه بسیاری از معماران و مهندسان قرارگرفته‌است. سقف‌های تغییرفرم‌پذیر با تامین شرایط مطلوب و متفاوت برای یک فضای مشخص و ایجاد پویایی و انعطاف‌پذیری برای بنا، جایگاه ویژه‌ای در بسیاری از پروژه‌های موفق جهانی دارد. در این پژوهش مکانیزم‌های حرکتی سقف‌های متحرک بررسی و تحلیل شده‌است. ساختار حرکتی سقف‌های تغییرفرم‌پذیر در چهارگروه مکانیزم صلب، غشایی، قیچی‌سان و چتری دسته‌بندی شده و ضمن تشریح جزئیات و نحوة تغییرفرم در هر مکانیزم، یک پروژه شاخص به عنوان مصداق هر گروه تحلیل شده‌است. سپس با بررسی مشخصات 60 پروژه شاخص جهانی که در حدود شش دهه اخیر احداث و در آن از سیستم سقف‌های تغییرفرم‌پذیر استفاده شده، ویژگی‌های مهم این سازه‌ها تحلیل و ارزیابی شده‌است. تحلیل‌ها نشان می‌دهد که استفاده از سقف‌های تغییرفرم‌پذیر در حدود دو دهه اخیر توسعه چشمگیری پیدا کرده و برای پوشش استادیوم‌ها و اماکن ورزشی به طور گسترده‌ای استفاده شده‌است. در بین مکانیزم‌های حرکتی، مکانیزم صلب و در مرحله بعد مکانیزم غشایی بیشترین کاربرد را داشته و سیستم سازه خرپا و سازه کابلی بیش از سایر سیستم‌ها استفاده شده‌است. این سقف‌ها برای پوشش دهانه‌های تا بیش از 300 متر نیز مورد استفاده قرار گرفته و نسبت طول دهانه به ضخامت سقف از حدود 30 تا 240 تغییر می‌کند و بیشترین مقدار آن برای مکانیزم غشایی است. برای پوشش سقف‌های متحرک در چهار گروه، عمدتا از مصالح سبک شامل تفلون، etfe و pvc استفاده شده است.

analysis of structural mechanisms in transformable roofs: prominent global examples

in recent years, the use of deployable structures has drawn the attention of many architects and engineers due to their flexibility. by providing favorable conditions for spaces and creating dynamics and flexibility in buildings, transformable roofs have been used in many global projects. in this research, the structural mechanisms of transformable roofs are investigated and analyzed. the transformation mechanism of these roofs is classified here into four groups: rigid, membrane, scissor, and umbrella mechanisms. while explaining the processes and the mode of movement in each mechanism, one prominent project is analyzed as an example of each group. then, 60 examples of transformable roof structures built around the world during the last six decades are briefly analyzed. the results of this study show that transformable roofs are used extensively in stadiums and sports centers. the rigid and membrane mechanisms are the most used mechanisms for transformable roofs and truss and cable structures are the most used systems. these roofs are used to cover spans of more than 300 meters. the span-to-thickness ratio of the roof changes from about 30 to 240, where the highest value is for membrane mechanisms. the cover material for retractable roofs in all four groups includes lightweight materials including teflon, etfe, and pvc.