با پیشرفت فناوری های ساخت و جابهجایی، امکان انتقال قطعات سنگین و حجیم سازه ها به صورت ایمن فراهم شده است. این قابلیت باعث شده تا ساخت و مونتاژ سازه ها و تأسیسات بزرگ، در محیط های کنترل شده مانند کارگاه ها و کارخانه ها انجام شود و سپس به محل نهایی منتقل گردد. استفاده از این روش در ساخت و جابهجایی سازه ها، نه تنها ایمنی ساخت را افزایش میدهد، بلکه هزینه ها را کاهش داده و قیمت تمام شده سازه فضایی را نیز بهینه میکند. مهندسان ژاپنی مانند موفقیت و ابتکار در زمینه های مختلف این بار در این حوزه بار دیگر توانایی خود را نشان داده اند که آن را برای شما توضیح خواهیم داد.
اهمیت پیش ساخته بودن
یکی از نکات کلیدی در طراحی و ساخت سازههای فضایی این است که بافت و مونتاژ آنها در تراز پایین صورت گیرد. این فرآیند، شرایطی فراهم میآورد که در آن ملزومات اقتصادی طرح بهتر رعایت شوند. همچنین، انجام بافت در سطح زمین امکان کنترل کیفیت سادهتر و دقیقتر را فراهم میکند. به عنوان نمونه، سازههای فضا کار و تأسیسات فرا ساحلی تا چندین ده هزار تن، در نزدیکی ساحل ساخته و با استفاده از شناور ها به محل نصب منتقل میشوند. این روش، صرفه جویی اقتصادی قابل توجهی به همراه دارد و تأثیر مستقیمی بر کاهش قیمت سازه فضایی دارد.
روش پانتادوم
روش پانتادوم یکی از شیوه های نوین و پیشرفته در زمینه ساخت و نصب سازه فضایی است. این روش، توسط مهندس ژاپنی، مائورو کاواگوچی ابداع شد و اولین بار در نمایشگاه اکسپو ۷۰ در اوزاکا به کار گرفته شد. پانتادوم به طور خاص برای سازه هایی با فرم های کروی و پیچیده طراحی شده است. یکی از چالشهای اصلی این نوع سازه ها، عدم امکان تا کردن ساده آنها به دلیل مقاومت بالا در برابر نیرو های مختلف است. کاوا گوچی برای حل این مشکل ، اعضای مداری خاصی را به طور موقت از سازه حذف کرد تا امکان انعطاف پذیری فراهم شود. در این روش، سازه در تراز پایین مونتاژ شده و سپس با استفاده از جک های هیدرولیک یا جرثقیل به موقعیت نهایی منتقل میشود.
فرآیند جابهجایی در روش پانتادوم
پانتادوم از ویژگی انعطافپذیری مکانیکی بهره می برد. در این روش، مقاطع بزرگ و پیچیده سازه به بخشهای کوچکتر تقسیم شده و مونتاژ اولیه آنها در سطح زمین انجام میشود. سپس با استفاده از سیستم های پیشرفته جابهجایی، این مقاطع به ارتفاع مطلوب منتقل میشوند.
مرحله آخر اجرا
در مرحله نهایی، بخشهایی از سازه که به صورت موقت حذف شده بودند، در جای خود نصب میگردند. این فرآیند، امکان ساخت شبکههای پیچیده در نزدیکی سطح زمین را فراهم میکند و باعث میشود سازه با دقت بیشتری تکمیل شود.
مزایای روش پانتادوم
روش پانتادوم چندین مزیت عمده دارد که آن را به یکی از کارآمدترین روشها برای ساخت سازههای فضایی تبدیل کرده است:
کاهش خطرات و افزایش ایمنی
انجام بافت و مونتاژ در سطح پایین، خطرات ناشی از کار در ارتفاع را به شدت کاهش میدهد.
صرفهجویی اقتصادی
کاهش نیاز به سازههای ثانویه و تجهیزات گرانقیمت، باعث کاهش قابلتوجه در قیمت سازه فضایی میشود.
مقاومت در برابر شرایط محیطی
این روش به دلیل مقاومت بالای سازه در برابر باد و زلزله، بهویژه در مناطق زلزلهخیز، بسیار مفید است.
بهبود کیفیت ساخت
امکان اعمال دقیقتر سیستم کنترل کیفیت در تراز پایین، بهبود کیفیت کلی سازه را تضمین میکند.
نمونههای موفق
اولین تجربه موفق این روش در سالن یادبود جهانی کوبه ژاپن بود. این ساختمان، که در پلان ابعادی برابر با ۱۱۰ متر در ۷۰ متر دارد، در یکی از شدیدترین زلزلههای ژاپن بدون هیچگونه آسیبی باقی ماند.
نمونه دیگر، استادیوم ملی سنگاپور بود که با طراحی کنزو تانکه ساخته شد. این استادیوم دارای ابعادی برابر ۲۰۰ متر در ۱۳۰ متر است و از فرم معماری خاصی برخوردار میباشد.
یکی دیگر از پروژههای بزرگ با استفاده از این روش، قصر بازیهای المپیک سنت جوردی در بارسلونا بود که برای المپیک ۱۹۹۲ ساخته شد. در تمامی این موارد، پانتادوم نشان داد که علاوه بر کاهش هزینه ساخت و مصالح مورد استفاده ، میتواند سازههایی با دوام و کیفیت بالا ایجاد کند.
گسترش کاربرد روش پانتادوم در جهان
روش پانتادوم نهتنها در ژاپن و کشورهای آسیایی، بلکه در سطح جهانی نیز مورد توجه قرار گرفته است. طراحی و ساخت سازههای فضایی با این روش در پروژههای گوناگون از جمله استادیومها، سالنهای نمایشگاهی، پلها و حتی تأسیسات صنعتی کاربرد داشته است. یکی از عوامل موفقیت این روش، انعطافپذیری آن برای انطباق با انواع پروژهها و نیازهای مهندسی است. در اروپا و آمریکا نیز نمونه های موفقی از این روش دیده شده است. در برخی از پروژه های بزرگ مانند سقفهای گسترده سالنهای کنفرانس یا نمایشگاهها، پانتادوم توانسته است علاوه بر کاهش زمان ساخت، پول لازم برای سرمایه گذاری در پروژه را به طور چشمگیری کاهش دهد.
اهمیت پانتادوم در سازه های نوین
در پروژههایی که سازههای بزرگ و با فرمهای خاص مورد نیاز است، روش پانتادوم میتواند نقش کلیدی داشته باشد. به عنوان مثال، در طراحی شهرهای هوشمند و ساختمانهای زیستمحیطی، سازههای فضایی با استفاده از این روش به عنوان یکی از بهترین گزینهها مطرح هستند.
سازه های موقتی
همچنین، در ساخت سازههای موقت و قابل انتقال، پانتادوم به دلیل امکان سرهمکردن سریع و جابهجایی آسان، روشی ایدهآل محسوب میشود. این ویژگیها، پانتادوم را به یکی از مهمترین روشها در مدیریت پروژههای بزرگ و پیچیده تبدیل کرده است.
بهجز روش پانتادوم و برخی روشهای دیگر که در ساخت و جابهجایی سازههای فضا کار مورد استفاده قرار میگیرند، روشهای متنوعی برای بافت و جابهجایی انواع دیگر سازههای فضایی نیز وجود دارد که هر یک بسته به شرایط خاص پروژه و نیازهای فنی متفاوت، قابل استفاده هستند. این روشها بهویژه زمانی که نیاز به انتقال سازههای پیچیده و با ابعاد بزرگ وجود دارد، نقش مهمی در تسریع روند ساخت و کاهش هزینهها ایفا میکنند.
روش های بافت و جابه جایی
در ادامه، به بررسی روش های عمده و اصلی برای بافت و جابهجایی سازه های فضایی با کمک این سیستم ژاپنی خواهیم پرداخت.
داربست موقت
در این روش، تمام مدولها یا اعضای مجرد شبکه فضایی در یک سطح یا بر روی داربست موقت (که معمولاً متحرک است) نصب میشوند و سپس، این سازهها به محل شکل دائمی خود منتقل میشوند. این روش زمانی استفاده میشود که جرثقیل با ظرفیت کافی در دسترس نباشد و امکان تهیه داربست موقت وجود داشته باشد.
مناسب برای شرایط دشوار
استفاده از داربست ها برای نصب سازهها میتواند پرهزینه باشد و بنابراین این روش تنها زمانی به کار میرود که هیچ راه حل جایگزین دیگری موجود نباشد. گاهی ممکن است برای اتصالات پی در پی مدول ها یا مقاطع از پیش نصب شده، از سازه های تکیه گاهی موقت در بخش های بزرگ سازه استفاده شود تا پایداری لازم فراهم گردد.
شیوه ی سریع و مطمئن
بخشی از سازه در این مدل در موقعیت خود تثبیت میشود و بقیه سازه به صورت طرهای و با استفاده از پایههای موقت ساخته میشود. در این حالت، بخشهای بافته شده به یکدیگر و به تکیهگاههای خود وصل میشوند. این روش امکان نصب بخشهایی از سازه را در ارتفاع فراهم میآورد و در صورتی که نیاز به نصب سریع و مؤثر قسمتهای مختلف سازه وجود داشته باشد، بسیار کارآمد است.
تطابق پذیری با امکانات
با کمک این سیستم می توان سازه را ، به نوارها یا بلوک های خودایستا تقسیم کرد که این تقسیم بندی بر اساس توان و ظرفیت تجهیزات در دسترس انجام میگیرد. سپس، هر نوار یا بلوک به طور جداگانه در تراز زمین ساخته میشود و پس از تکمیل، به محل نهایی خود منتقل میگردد. اتصال این بلوکها به مجموعه قبلی انجام میشود. این روش برای مواقعی که نصب کل شبکه به صورت یک قطعه کامل دشوار است، بسیار مؤثر میباشد. به ویژه زمانی که به دلیل کمبود فضا نمیتوان کل شبکه را در یک مرحله نصب کرد. در این روش، امکان ادامه کار به طور همزمان در زیر شبکه وجود دارد که به تسریع پروژه کمک میکند.
بافت روی زمین
در این کاربری، کل شبکه به صورت افقی در تراز زمین با رواداری قابل قبول بافته میشود و سپس به موقعیت نهایی خود منتقل میشود. این انتقال با استفاده از جکهای مستقر بر روی برجهای بالابر و کابلهای آویخته از آنها صورت میگیرد تا سازه به تراز مطلوب برسد. در این روش، میتوان از ستونها یا قابهای سیستم سازه تکیهگاهی برای استقرار جکها استفاده کرد، یا جکها را بر روی پایههای موقت مستقر ساخت. این روش برای پروژههایی که نیاز به نصب دقیق و هماهنگ سازه دارند بسیار مناسب است.
بافت مرحله ای
روش پنجم بافت نواری سازه در ارتفاع نهایی روی داربست و لغزاندن آن روی بستر تا فراهم شدن امکان بافت بخش بعدی بر روی داربست است. در این روش، بهطور پیوسته بخشهای مختلف سازه ساخته شده و پس از آن که بخش قبلی در موقعیت مناسب قرار گرفت، بخشهای جدید بر روی داربست به کار اضافه میشوند. این روش در مواقعی که سازه نیاز به نصب در موقعیت های خاصی دارد و باید بر اساس شرایط موجود پیشرفت کند، بسیار کارآمد است.
نتیجه گیری
شیوه های مختلفی برای بافت و جابهجایی سازههای فضایی وجود دارند که بسته به شرایط پروژه میتوان از هرکدام استفاده کرد. از روشهای استفاده از داربست های موقت گرفته تا نصب اجزاء به صورت طرهای یا تقسیمسازی سازهها به بلوکهای کوچکتر، هر یک از این روشها مزایای خاص خود را دارند. بسته به ابعاد پروژه، تجهیزات در دسترس و محدودیتهای فضایی، میتوان روشی را انتخاب کرد که سریع ترین، مقرون به صرفهترین، و ایمن ترین نتیجه را به همراه داشته باشد.