راهنمای پارچه ساختار پشتیبانی شده از هوا: مواد، طراحی و کاربردها

هنگامی که یک بخش ورزشی شهرداری در یکی از شهرهای شمالی چین به یک مرکز تنیس سرپوشیده نیاز داشت، سه گزینه داشت: یک ساختمان با اسکلت فولادی سفت، یک سازه پارچه‌ای تنش‌دار، یا یک سازه هوادار. گنبد هوایی برنده شد زیرا می توانست 3200 متر مربع را بدون ستون پوشش دهد و در کمتر از شش هفته تحویل داده شود. بزرگترین دغدغه تیم انتخاب پارچه بود. این نگرانی موجه است: غشاء کل سیستم ساختاری است. هنگامی که پارچه پلی استر با روکش پی وی سی مناسب را انتخاب کردید، به بسیاری از سوالاتی که تعیین می کند سازه چقدر طول می کشد و هزینه اجرای آن چقدر است، پاسخ داده اید.

ساختارهای پشتیبانی شده از هوا چگونه کار می کنند

یک ساختار هوادار متکی به یک بالشتک هوای تحت فشار برای نگه داشتن پوشش پارچه ای در کشش است. فریم فلزی وجود ندارد. سقف و دیوارها یک غشای مهر و موم شده هستند که شکل خود را حفظ می کنند زیرا فشار هوای داخلی به سمت بیرون در برابر جو فشار می آورد. اکثر سازه های هوادار با فشار 250 تا 500 پاسکال بالاتر از فشار محیط کار می کنند که تقریباً 0.2 تا 0.6 درصد فشار معمولی اتمسفر است. همین تفاوت کوچک برای تحمل بارهای ناشی از برف، باد و تجهیزات معلق از سقف کافی است.

فشار و پایداری

مدیریت فشار مهمترین وظیفه روزانه است. اگر فشار کاهش یابد، غشا شروع به بال زدن می کند. چند ساعت بال زدن می تواند باعث ایجاد ترک های ریز در امتداد خطوط جوش شود که به آرامی تبدیل به نشتی می شوند. اپراتورهای خوب یک دمنده پشتیبان و یک هشدار فشار برای محافظت از سازه نصب می کنند.

شکل و توزیع بار

شکل یک سازه هوادار نیز بر بار پارچه تأثیر می گذارد. یک پروفیل قوسی یا گنبدی، کشش را به آرامی توزیع می‌کند، در حالی که صفحات مسطح، غلظت تنش را در درزها ایجاد می‌کنند. سطوح منحنی به سر خوردن برف کمک می کند و بار مرده روی غشاء را کاهش می دهد. در مناطقی که برف سنگین می‌بارد، مهندسان اغلب فشار داخلی را برای سفت کردن سقف افزایش می‌دهند، اما این نیز کشش بیشتری را روی پارچه ایجاد می‌کند. به همین دلیل است که مشخصات پارچه باید با فشار عملیاتی برنامه ریزی شده مطابقت داشته باشد، نه فقط دهانه ساختاری.

انتخاب پارچه غشایی برای گنبد هوایی

انتخاب پارچه با سیستم پوشش شروع می شود. پارچه پلی استر با روکش PVC استاندارد است زیرا استحکام، انعطاف پذیری و مقرون به صرفه بودن را ترکیب می کند. لایه پایه پلی استر بار کششی را حمل می کند، در حالی که پوشش PVC آب و هوا، UV و سایش را کنترل می کند. برای سازه‌های هوادار با عمر طولانی‌تر، روکش PVDF یک ارتقاء متداول است. PVDF به غشاء کمک می کند تا در برابر آلودگی سطح مقاومت کند، سرعت مهاجرت نرم کننده را کاهش داده و تمیز کردن را آسان تر می کند.

دو دسته محصول بر مشخصات گنبدهای بادی غالب هستند. غشای کششی 1100 گرم بر متر مربع PVDF یک انتخاب همه کاره برای سازه های با دهانه متوسط، سالن های ورزشی و انبارهای موقت است. پروژه ای با مساحت 2000 تا 4000 متر مربع با دهانه 25 تا 35 متر اغلب پس از محاسبه بار به این مشخصات می رسد. استحکام کششی و مقاومت در برابر پارگی غشا برای مناطق با باد و برف متوسط ​​کافی است و وزن آن هزینه را معقول نگه می دارد.

پارچه غشایی کششی 1100 گرمی PVDF برای گنبدهای هوایی با دهانه متوسط این غشای 1100 گرمی PVDF تعادلی بین استحکام و هزینه ارائه می‌دهد که برای سازه‌های با دهانه متوسط مانند سالن‌های ورزشی و انبارها مناسب است. با استحکام کششی 5500-6000 نیوتن و خاصیت خود تمیز شوندگی، ظاهر و دوام را در آب و هوای معتدل حفظ می کند. مشاهده محصول →

برای سازه های بزرگتر یا محیط های خشن تر، غشای معماری PVDF 1250 گرم بر متر مربع، گزینه سنگین تری است. استحکام شکست بالاتر و پایداری ابعادی بهتر تحت کشش مداوم را ارائه می دهد. امکانات ورزشی گنبد هوایی بزرگ، مراکز لجستیک و سکوهای کار صنعتی در آب و هوای شمالی تمایل به انتخاب این ماده دارند. وزن اضافی همچنین سفتی سازه را بهبود می بخشد، به این معنی که فشار هوا برای همان بار برف مجبور نیست به همان اندازه بالا فشار داده شود.

غشای معماری PVDF 1250 گرمی برای محیط های با دهانه بزرگ و سخت غشای سنگین تر 1250 گرمی PVDF استحکام شکست و پایداری ابعادی بالاتری را فراهم می کند که برای گنبدهای هوای بزرگ در شرایط سخت ایده آل است. پوشش دی اکسید تیتانیوم آن در برابر زرد شدن مقاومت می کند و استحکام کششی بالا بالاتر از 7000 نیوتن، قابلیت اطمینان در شرایط تنش را تضمین می کند. مشاهده محصول →

جدول زیر سه مشخصات رایج غشاء مورد استفاده در سازه های هوا را با هم مقایسه می کند.

علاوه بر وزن پارچه، خریداران باید به مشخصات جوش نیز توجه کنند. سازه های هوادار با اتصال پانل ها با جوش فرکانس بالا یا هوای گرم مونتاژ می شوند. استحکام جوش در حالت ایده آل باید حداقل 80 درصد مقاومت شکستگی پارچه پایه باشد. هنگامی که پارامترهای جوشکاری به دقت کنترل نمی شوند، خط جوش به ضعیف ترین نقطه در سازه تبدیل می شود. پارچه ای با استحکام کششی عالی و جوش ضعیف همچنان در درزهای اولیه شکست می خورد.

نحوه خواندن مشخصات پارچه

هنگامی که یک دیتاشیت غشایی را بررسی می کنید، با استحکام شکست در هر دو جهت تار و پود شروع کنید. استحکام کششی در جهت تار معمولاً بیشتر است زیرا پارچه در طول بافت فشرده تر است. استحکام پارگی برای سازه های هوادار به همان اندازه مهم است زیرا سوراخ می تواند تحت فشار به پارگی طولانی تبدیل شود. مقاومت پارگی 500 نیوتن یا بیشتر برای پارچه های غشایی در این کاربرد رایج است.

جایی که از سازه های هوادار استفاده می شود

دامنه کاربرد فراتر از چادرهای قابل حمل گسترش یافته است. سازه‌های پشتیبانی شده از هوا اکنون دارای امکانات ورزشی دائمی، استخرهای سرپوشیده، زمین‌های تنیس، و زمین‌های چمن مصنوعی هستند. در این تنظیمات، غشاء باید انتقال نور را برای استفاده در روز حفظ کند، در برابر اشعه ماوراء بنفش مقاومت کند و اجازه نصب تجهیزات تهویه یا گرمایش را بدهد.

اپراتورهای صنعتی از گنبدهای هوایی برای ایجاد انبارهای موقت، محوطه های ساختمانی و پناهگاه های کاری استفاده می کنند. یک کارخانه تولیدی که به فضای سرپوشیده برای خط تولید جدید نیاز دارد، ممکن است در زمانی که یک سالن دائمی در حال ساخت است، یک گنبد هوا نصب کند. سایت‌های معدن و میادین نفتی از سازه‌های پشتیبانی شده از هوا به‌عنوان محل نگهداری و پناهگاه تجهیزات استفاده می‌کنند، زیرا می‌توانند در زمان تغییر عملیات جابجا شوند.

برگزارکنندگان رویداد و نمایشگاه نیز از فضای روشن بزرگ بهره می برند. یک گنبد هوایی به عرض 40 متر فاقد ستون های داخلی است که پلان های انعطاف پذیری را برای نمایشگاه ها، بازارها و مسابقات ورزشی سرپوشیده ایجاد می کند. سازه را می توان در چند روز باد کرد، برای یک فصل از آن استفاده کرد و سپس تخلیه کرد یا تغییر مکان داد.

برای دیدن نمونه های واقعی پروژه، می توانید این موارد را مرور کنید ساختمان های محبوب فیلم هوا که انواع و کاربردهای مختلف را به نمایش می گذارد.

تصمیمات کلیدی خرید و مدیریت

تهیه یک سازه هوادار بیش از مقایسه قیمت پارچه است. شما باید بارهای باد و برف مکان، فشار عملیاتی و عمر مورد انتظار را تعیین کنید. از آن ورودی ها می توان مشخصات پارچه را محاسبه کرد.

چه چیزی را در مناقصه خود مشخص کنید

حداقل وزن پارچه، مقاومت کششی مورد نیاز و نوع پوشش را بنویسید. از فشار باد مخصوص سایت از کد ملی ساختمان استفاده کنید. اگر از خارج از کشور تهیه می کنید، هزینه های حمل و نقل دریایی و واردات را نیز لحاظ کنید. مهمتر از همه، از سازنده پارچه گارانتی جوش و کیت تعمیر بخواهید. حداقل، قبل از تماس با یک تامین کننده، این سه شماره را جمع آوری کنید:

• حداکثر سرعت باد برای مکان سایت، برگرفته از کد ساختمان محلی
• طراحی بار برف در هر متر مربع، از جمله ضریب ایمنی مورد استفاده مهندس سازه
• فشار عملیات داخلی برنامه ریزی شده در پاسکال، به علاوه مشخصات دمنده پشتیبان

هزینه های عملیاتی و نگهداری

یک سازه هوادار با برق کار می کند. دمنده ها به طور مداوم کار می کنند و در زمستان گرمایش و رطوبت زدایی می تواند سهم زیادی از هزینه های جاری را به خود اختصاص دهد. منبع تغذیه پشتیبان اجباری است زیرا کاهش تورم ناگهانی در طوفان می تواند به سازه آسیب برساند. در آب و هوای سرد، سیستم گرمایش داخلی نیز غشا را انعطاف پذیر نگه می دارد و از تشکیل یخ در سطح داخلی جلوگیری می کند.

بازرسی معمول غشاء به شناسایی اولین نشانه های فرورفتگی سطح یا مهاجرت نرم کننده کمک می کند. توجه سریع به سوراخ های کوچک از گسترش آنها به پارگی های بزرگ جلوگیری می کند. تمیز کردن غشا با مواد شوینده ملایم و برس نرم باعث حفظ پوشش و افزایش طول عمر آن می شود. برای مرور این موارد وقت بگذارید مراحل نگهداری چادرهای بادی همچنین به سازه های هوادار بزرگتر کمک خواهد کرد.

نتیجه گیری: تصمیم گیری در مورد مشخصات را زودتر بگیرید

ساختاری که از هوا پشتیبانی می‌کند فقط به اندازه غشای آن خوب است. 1100 گرم و 1250 گرم پارچه PVDF اکثر پروژه های متوسط و بزرگ را پوشش می دهد، اما انتخاب نهایی باید با شرایط سایت و بودجه مطابقت داشته باشد. هنگامی که مشخصات را زود تنظیم می کنید و با سازنده ای کار می کنید که می تواند داده های آزمایش و سازگاری جوش را ارائه دهد، ساختار چندین دهه پناهگاه قابل اعتماد ارائه می دهد. قبل از سفارش، نمونه‌های نمونه، گواهی‌های آزمایش و نمونه‌های جوش را بخواهید. این گام کوچک از گران‌ترین اشتباهی که یک پروژه گنبد هوایی می‌تواند مرتکب شود، جلوگیری می‌کند: انتخاب پارچه‌ای سبک وزن که پس از چند زمستان خراب می‌شود.