سیستم پیشرفته نودوس

پیونده ها و گره ها (اتصالات)در سازه

در این مطلب قصد داریم شما را با سیستم نودوس آشنا کنیم که یکی از پیشرفته ترین و کم نقص ترین نوع اتصالات و مدل گره ها در سازه ها به خصوص سازه فضا کار ها می باشد اما لازم می دانیم پیش از آن مطالبی را برای مقدمه این موضوع مورد بررسی قرار دهیم.

آشنایی با سازه فضایی

سازه فضایی (Space Frame Structure) به ساختارهای سه ‌بعدی گفته می‌شود که از شکل‌های هندسیِ منظم و تکراری تشکیل شده‌اند. این سازه‌ها با استفاده از اتصال اجزای کوچک به همدیگر، شبکه‌ای مستحکم و یکپارچه به وجود می‌آورند. یکی از ویژگی‌های مهم سازه‌ های فضا کار توزیع نیرو در جهات مختلف است که به آن‌ها استحکام بالا در عین سبکی می‌بخشد. سازه فضایی به دلیل استفاده گسترده از سیستم پیش‌ساخته، سرعت نصب و اجرای بسیار سریعی را دارند.

اهمیت گره ها

شاید بتوان گفت که یکی از مهم‌ترین بخش‌ها در سازه‌ های متداول، اتصالات (پیونده‌ها) و جزئیات مرتبط با آن‌ها است. این اهمیت از آن جهت است که انتقال نیرو در سازه‌ ها، عمدتاً از طریق این قسمت ‌ها صورت می‌گیرد. سازه فضایی نیز از این قاعده مستثنی نبوده و اتصالات در این نوع سازه ‌ها نقش بسیار مهمی دارند. وظیفه اصلی اتصالات در سازه ‌های فضاکار، نگهداری اعضا و انتقال نیروها بین آن‌ها به شکلی مطمئن و ایمن است.

یکی از نکات جالب توجه در مورد سازه‌ های فضا کار این است که تقریباً ۵۰ درصد از کل هزینه‌ های ساخت این سازه‌ها به اتصالات اختصاص دارد. این در حالی است که در سازه‌ های معمولی، این رقم به حدود ۲۰ درصد محدود می‌شود. بنابراین، می‌توان گفت که اتصالات مهم‌ترین اجزای سازه ‌های فضاکار محسوب می‌شوند .

خصوصیات اتصالات

سخت و مقاوم باشند؛

از نظر فرم و امکان برقراری اتصال ساده باشند؛

به سهولت ساخته شوند و قابلیت تولید صنعتی داشته باشند؛

برون محوری را به حداقل برسانند؛

به سهولت ،اصلاح تعمیر و نگهداری شوند؛

قابلیت پذیرش تعداد عضو لازم را داشته باشند؛

زاویه فضایی بین اعضا قابل توجه باشد .

این اهمیت بالا نه تنها در بحث قیمت سازه فضایی ، بلکه در تضمین ایمنی، پایداری و دوام سازه‌های فضاکار نیز نمود پیدا می‌کند. به همین دلیل، مهندسان و طراحان توجه ویژه‌ای به جزئیات طراحی و اجرای این اتصالات دارند. حال که با ویژگی ها بیشتر آشنا شدیم می خواهم دو مدل از متداول ترین نوع گره ها در سازه را برای شما شرح دهیم که زیر مجموعه گره های کروی می باشند.

گره های کروی

گره ها بر اساس کره هایی که احتمالا بیشترین مطلوبیت را از نظر زیبایی دارند، شکل گرفته اند. بسته به شکل اعضای مجاور ، می توانند ظاهر بسیار واضح و منظمی را در شبکه های سازه فضایی به وجود آورند. این گره ها می توانند زیر گروه های بیشتری از جمله توپر و تو خالی را داشته باشند.

گره های تو خالی

گره های تو خالی دو نوع هستند . تعدادی به صورت توخالی و ریخته شده و تقریبا کره کاملی هستند که در آن ها سوراخ هایی در نقاط از قبل تعیین شده ایجاد می شود ، مانند اسفروبات در فرانسه ،تیوبال در هلند و اوربیک در انگلستان . بقیه از دو نیم کره فولادی فشرده با یا بدون یک صفحه میانی مرکزی تشکیل شده اند مانند اس.دی.سی در فرانسه ، اوکتاپلت در المان و نودوس در انگلستان.

دلیل اهمیت نودوس

زیرا در میان تمام گره های کروی دارای ویژگی های متمایز و خاصی می باشد که دانستن آن برای پیمانکاران طراحی و تولید سازه فضایی لازم می باشد. پیش از پرداخت به این سیستم اتصالی لازم می دانیم کمی در مورد سازه فضایی و ویژگی های آن به شما توضیح داده شد شخصا مطالعات بیشتری داشته باشید که بتوانید هر چه بهتر و کامل تر از این مدل در سازه هایی که قصد اجرا و طراحی آن را دارید بهره برداری بفرمایید.

سیستم نودوس

پیونده نودوس یکی از نوآوری‌های برجسته در مهندسی سازه است که در اواخر دهه ۱۹۶۰ توسط بخش مقاطع لوله‌ای شرکت فولاد انگلیس طراحی و تولید شد. این سیستم در اوایل دهه ۱۹۷۰ به صورت تجاری معرفی و از سال ۱۹۸۵ توسط شرکت اسپیس‌دک خریداری و توسعه یافت. در طول زمان، این سیستم با اضافه شدن مجموعه‌ای از گره‌های استاندارد، انعطاف‌پذیری و کارایی بیشتری پیدا کرد. پیونده نودوس را می‌توان برای اتصال مقاطع لوله‌ای دایره‌ای و مستطیلی نیز به کار برد.

ویژگی بارز نودوس

یکی از مهم‌ترین مزایای سیستم نودوس، طراحی هم‌باد سطح پیونده و اعضای لوله‌ای است. این ویژگی باعث می‌شود که پوشش سقف بتواند مستقیماً به اعضا متصل شود، که این امر نه تنها اجرای سازه را تسهیل می‌کند بلکه هزینه‌ها را نیز کاهش می‌دهد. گره‌های نودوس از مجموعه‌ای از قطعات ترکیبی تشکیل شده‌اند که اتصالات انتهایی آن‌ها از فولاد ریخته‌گری ویژه ساخته شده و در کارخانه به اعضای فوقانی، تحتانی و مهاری جان جوش می‌شوند.

قسمت های اصلی نودوس

اجزای اصلی گره‌های نودوس شامل دو نیم‌لوله است؛ یکی مسطح و دیگری دارای انشعابات برای اتصال به اعضای مهاری جان. این دو نیم‌لوله از جنس گرافیت ساخته شده‌اند که دارای مقاومت ضربه‌ای بیش از ۴.۵ فوت‌پوند در دمای صفر درجه سانتی‌گراد هستند و مقاومت تنشی آن‌ها از ۱۹ تن بر مترمربع فراتر می‌رود. طراحی این مواد با در نظر گرفتن شرایط سخت محیطی و نیاز به دوام بالا، باعث شده است که پیونده نودوس انتخابی مناسب برای پروژه‌های پیچیده و با دقت بالا باشد.

نقش های مختلف در سیستم

برای اتصال اعضا به پیونده، واسط‌های اتصال در محل نصب به کمک پیچ‌های اصطکاکی با مقاومت بالا، واشرها و مهره‌های مخصوص به انتهای اعضای توخالی جوش داده می‌شوند. این پیچ‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که هنگام بسته شدن، دنده‌های انتهایی اتصالات اعضای فوقانی و تحتانی را بین دو نیم‌لوله به‌طور کامل محکم کنند. همچنین، اعضای مهاری جان به کمک میخ‌های فولادی به انشعابات روی گره‌های لوله‌ای متصل می‌شوند. این روش اتصال از استحکام و پایداری سازه اطمینان حاصل می‌کند.

دلیل منحصر بفرد بودن نودوس

در مجموع، سیستم نودوس با ترکیب مهندسی دقیق، استفاده از مواد باکیفیت و طراحی استاندارد، به یکی از پیشرفته‌ترین فناوری‌های سازه‌ای تبدیل شده است که کاربرد گسترده‌ای در پروژه‌های فضاکار دارد. این سیستم به دلیل مزایای قابل توجه در زمینه‌های اقتصادی، فنی و اجرایی، انتخابی محبوب در میان مهندسان و معماران به شمار می‌رود.

انشعابات گره

دو شکل از انشعابات در دسترسند یکی برای اتصال اعضای مهاری بر روی خطوط شبکه های مشابه به عنوان اعضا و دیگری با اعضای مهاری تحت زاویه ۴۵ درجه نسبت به اعضای شبکه لوله مسطح یک تورفتگی شش ضلعی برای قرار گرفتن سرپیچ در حالتی که بالاتر از سطح اعضای فوقانی نباشد دارد. بنابراین امکان ثابت کردن پوشش سقف به صورت مستقیم بر روی اعضا در حالتی که از قطعات مربع شکل توخالی استفاده می شود وجود دارد؛ در نتیجه ، صرفه جویی در مورد پرلین های ثانویه ای که ممکن است از این پس نیاز نباشد ، به وجود می آید که ناشی از شکل اتصالات است. همچنین اعضا را می توان برای خمش های موضعی در اثر بارهای پوششی سقف به صورت ممتد در نظر گرفت.

بررسی مقاومت اعضا

اعضا باز هم باید برای ترکیبی از اثر خمش موضعی و نیروهای محوری طراحی شوند. اتصال مفصلی اعضای مهاری، امکان تنوع در ارتفاع قاب فضایی را که توسط نیازهای کارایی سازه یا برخورد بین اعضا در محل گره ها محدود می شود ایجاد می کنند .

مقاومت گره ها

نتیجه نهایی حاصل از هندسه گره هایی که در آنها خطوط میانی اعضای مهاری و اعضای فوقانی و تحتانی شبکه در یک نقطه در محدوده گره یکدیگر را قطع نمی کنند، گشتاورهای خمشی ثانویه کوچکی است که در محدوده شبکه تولید می شوند. زاویه کوچکتر بین اعضای مهاری قطری و صفحۀ اعضا موجب بزرگتر شدن خروج از مرکز در نقطة تقاطع شده و در نتیجه گشتاورهای ثانویه بزرگتر و کارایی شبکه کمتر می شود.

محدودیت ها

از آنجا که اتصالات با انشعاباتی در دو جهت تولید می شوند، شکل های ممکن شبکه محدودتر می شود . با این محدودیت هنوز ایجاد سازه هایی با انحنای کم، طاق های گهواره ای و گنبد با استفاده از اتصالات استاندارد امکان دارد این سیستم به طور معمول در شبکه های دولایه به کار می رود .

راه آهن گتویک

سازه فضاکار سقف سالن انتظار ایستگاه راه آهن گتویک در انگلستان نمونه ای از این سیستم می باشد . این سازه فضاکار فضایی به ابعاد ۳۳×۶۳ متر را بدون استفاده از ستون های داخلی می پوشاند در طراحی سازه این سقف ، وجود شاخص های از پیش تعیین شده و نیاز به تلفیق طرح با شبکه و جهت گیری ساختمان مرکزی فرودگاه انگلیس که در تراز سالن انتظار قرار دارد گزینه های محدودی را پیش روی معمار و مهندسان قرار می داد .

دلیل استفاده از نودوس

یکی از مهمترین عواملی که موجب برتری سیستم نودوس بر سایر گزینه ها و انتخاب آن شد امکان اجرای آن با کمترین ایجاد مزاحمت برای مسافران و سیستم حمل و نقل راه آهن انگلیس بود در اجرای سازه به علت محدودیت فضای در اختیار بافت اجزا در تراز زمین و سپس بالا بردن سازه تا تراز سقف ممکن نبود، به همین دلیل سازه بر روی داربست اجرا شد.

قابل توجه : این مقاله یک رپورتاژ آگهی است و مجله خبری جوان آنلاین مسئولیتی در قبال محتوا یا خدمات معرفی شده ندارد.