پت سنتر Patcenter

پت سنتر Patcenter

پت سنتر (1986: پرینستون، نیوجرسی، مهندس معمار: ریچارد راجرز و همکاران، مهندس سازه: اووه آروپ و همکاران) مرکز تحقیقات در زمینه فن آوری. P.A. است و با هدف ایجاد حداکثر انعطاف پذیری در ارتباطات داخلی، گردش فعالیت ها و استفاده از فضاها به عنوان دفاتر، آزمایشگاهها و سرویس های خدماتی طراحی شده بود. چنین هدفی با استفاده از یک شبکة وسیع سازه اتی از فضاهای آزاد بدون ستون تأمین گردید. سازة نمایان و آشکار این ساختمان کاملاً با نظریات کارفرما برای یک حضور بصری قوی، گرایش به فن اوری جدید را مورد تاکید قرار می دهد. طراح با ایجاد سازه ای که با تاکید بسیار بیان کنندة عملکرد سازه ای طرح در بخش خارجی ساختمان می باشد، در تضاد با فضای خشک و بی روح اطراف، وجود چنین مرکز تحقیقاتی را در اطراف پرنستون بخوبی مشخص می کند، بدین ترتیب به نیاز کارفرما پاسخ داده است. (بروکز و گرچ Brookes And Grech، 1990) (تصاویر 2-3 تا5-3). ایدة اصلی طرح استفاده از یک ستون فقرات مرکزی به عرض 5/29 فوت (9 متر) و ایجاد مجموعه ای از سازه های A شکل با نمای شیشه ای می باشد. سیستم های تأسیساتی ساختمان به طور مستقیم روی قسمت مرکزی ساختمان و قاب معلقی که از سازة اصلی ساختمان آویزان هستند، قرار گرفته اند.

دو طرف این ستون فقرات ارتباط مرکزی ساختمان را تامین می کند دو فضای بزرگ یک طبقه به ابعاد 74 236 فوت (5/2272) متر قرار گرفته اند که برای انجام تحقیقات مورد نظر به کار می روند. برای ایجاد انمعطاف پذیری لازم در بخش های تحقیقاتی، از یک سازة کابلی (با اعضای کششی فولادی باریک ویژه) با زیبایی های بصری که دهانه های سقف را می پوشانند و فضاهای وسیع و عریضی را در بین ستون ها فراهم می کند، استفاده شده است. در سازة اصلی یک قاب فولادی مستطیل شکل به عرض 6/24 فوت (5/7 متر) که به عنوان پایه ای برای تیر A شکل لوله ای بلند به طول 49 فوت (15 متر) عمل می کند، استفاده شده است. این سیستم تکیه گاه عمودی اصلی برای کل ساختمان می باشد.

از قسمت بالای سازة A شکل، کابل های فولادی مجزا در هر طرف به صورت قطری کشیده شده است تا به یک عضو کششی فولادی که چهار کابل کوچکتر را نگه می دارد (شبیه یک درخت معکوس) متصل گردد و بدین ترتیب سقف را در دو نقطة انتهایی و دو نقطه میانی تحمل نماید. اتصالات موجود در سازة A شکل و بین اعضای کششی اصلی و فرعی بام با دقت بسیار و به شکل صفحه ای فولادی مدور و توخالی (به شکل دونات) برای نگه داشتن کابل ها اجرا شده است.

کابل های عمودی متصل به پی در انتهای دهانه ها در برابر نیروی باد مقاومت می کند: عملکرد این مهارهای باریک و بلند به وسیلة جدا نمودن آنها از نمای بیرونی ساختمان مورد تأکید قرار گرفته است. ترکیب سازة A شکل فوق الذکر در هر 5/29 فوت (9 متر) و در مجموع 9 مرتبه تکرار می شود. برای حفظ وضوح بصری این سیستم، پایداری طولی نه تنها به وسیلة مهاربندی های ضربدری، بلکه به وسیلة اتصالات صلب بین تیرهای نگهدارندة سیستم های تاسیساتی و سازة A شکل ساختمان تأمین شده است. در نتیجه دکل ها هر یک به طور مستقل رفتار می نماید تا بدین وسیله انعطاف پذیری هر دهانه را مستقلاً فراهم نماید.

پل آلامیلو Alamillo Bridge

این پل زیبا، بدیع و قابل توجه (1992: سویل، اسپانیا، مهندس سازه: کالاتروا) برای نمایشگاه جهانی اکسپو 92 طراحی شد و نشان دهندة زیبایی و نیز ابداع، خلاقیت و مهارت در طراحی سازه و معماری یک پل توسط معمار مهندس اسپانیایی این پل می باشد. بخش سواره رو این پل دهانه ای برابر 656 فوت (200 متر) را می پوشاند و به وسیلة کابل های قطری موازی که همه آنها از یک دکل بلندی به ارتفاع 466 فوت (142 متر) آویزان هستند، نگاه داشته می شود. در اغلب دهانه های بزرگ اجرا شده با سازة سیستم کابلی، ترکیب متقارنی از مهارهای معلق از دکل یا دیرک با تکیه گاه مفصلی برای حذف خمش به چشم می خورد. این شیوة طراحی به علت اجرای کابل در یک طرف و ایجاد تعادل یک جانبه و نیز اتصال طره ای دکل در پی کاملاً غیر معمول است.

نیروی وارده از کابل ها به وسیلة وزن دکل های فولادی که با بتن پر شده اند، خنثی گردیده است. دکل ها با زاویه 58 درجه در جخت مخالف کابل ها قرار گرفته اند و نیاز به کابل مهارکننده در طرف دیگر را برطرف می نماید (تصاویر 10-3 تا 12-3). ستون فقرات اصلی سطح یک تیر فولادی جعبه ای با مقطع شش ضلعی است که به کابل های مهاری متصل شده است. سطح پل که دارای شش خط ماشین رو در هر طرف می باشد در طرفین این تیر اصلی به صورت طره ای اجرا شده است (فرامپتون و دیگران، Frampton، 1993).

تالار  Gund Hall

تالار  گاند (1972: کمبریج، ماساچوست، مهندس معمار: جان اندروز) فارغ التحصیلان مدرسه طراحی هاروارد را با برنامه هایی در معماری، طراحی فضای سبز و طراحی شهری در خود جای می دهد. مفهوم طراحی، فضایی وسیع در یک کارگاه که ارتباطی بهتر بین دانشجویان رشته های مختلف را فراهم می سازد.

اندروز چنین توضیح می دهد: «یک کارگاه بزرگ با فضاهایی کوچکتر که برای فعالیت های بخصوصی به هم پیوسته اند. برای ایجاد فضای لازم مورد نیاز، کارگاه ها شبیه سینی هایی روی هم ردیف گشته و به وسیلة یک سطح شیبدار پوشیده شده اند.» (تیلور و اندروز Taylor and Andrews، 1982)

هدف طراح استفاده از سیستم های مکانیکی و سازة بام به عنوان ابزار آموزش بوده است (تصاویر 13-4 تا 15-4). 9 عدد خرپای مسطح که در مرکز، فضایی برابر 24 فوت (3/7 متر) را اشغال کرده اند، دهانه ای برابر 134 فوت (41 متر) و ارتفاعی برابر 11 فوت (4/3 متر) دارند.

قطر میلة فوقانی خرپا 12 اینچ (300 میلیمتر) و دارای میلة تحتانی باریک تر و اعضا جان می باشد. خرپا به وسیله یک اتصال گیردار در بالا و یک اتصال ساده در پایین (امکان حرکت در اثر انبساط حرارتی و دیگر حرکات ضمنی) نگاه داشته می شود. اعضای لوله ای شکل برای امکان ساخت ساده تر (در مقایسه با اعضا بال پهن) و سهولت کاربری انتخاب شدند. روی لوله ها با یک لایه رنگ ضد آتش به ضخاممت 125/0 اینچ (3 میلیمتر) پوشانده شده است. مقاومت جانبی به وسیله گره های متقاطع در هر دو انتهای دهانه فراهم شده است.

میلة فوقانی خرپا از درون سقفی که برای استفاده از نور روز در نمای غربی به صورت پله ای طراحی شده، عبور می کند. چنین نورهایی از شیشه پلاستیکی شفاف و تقویت شده عبور می نمایند و در زیر سقف اعضای خرپا نمایان هستند. ]انتخاب بام پله ای نمای غربی، طراح بیشتر جنبه فرمال آن را مد نظر داشته است تا جنبه های تکنیکی. انرژی گرنایی به دست آمده از طریق شیشه های بدون سایه بیش از اندازه مورد نیاز است و سیستم گرمایش و سرمایش تهویه مطبوع (HVAC) به عنوان طراحی اصلی مکانیکی جهت ایجاد آسایش در نظر گرفته شده است[.

مرکز سنزبری Sainsbury Center

عملکرد اصلی این ساختمان (1978: نورویچ، انگلستان، مهندس معمار: فوستر و همکاران، مهندس سازه: هانت و همکاران) به عنوان گالری هنری بوده است ولی یک سوم ساختمان برای یک مدرسه هنری، اتاق چند منظوره و یک رستوران استفاده می شود (تصاویر 16-4 تا 18-4). فرم ساختمان به صورت یک مکعب ساده با دو وجه کاملاً شفاف است. این بخش ها با جزئیات بسیار دقیق به منظور حفظ سادگی فرم و سطح در نظر گرفته شده اند. نور روز تحت کنترل بوده و با پنجره های کرکره ای پخش می شود. به علت وسعت زیاد ساختمان که مربوط به کیفیت بالای آن را به عنوان یک شی می گردد. طراحی بسیار مهم است. اجزای ساختمان به صورت پیش ساخته با دقت زیاد برای ایجاد نمای مناسب، بخصوص خرپاهای فضایی و تطبیق با ستون های خراپیی، طراحی شده اند (اورتون، 1988).

سازة ساختمان بر اساس 37 عدد خرپا (در مقطع به شکل مستطیل) در طول 431 فوتی (4/131 متر) ساختمان با دهانه های 113 فوتی (4/34 متر) شکل گرفته است. هر خرپا 2/8 فوت )5/2 متر) ارتفاع و 9/5 فوت (8/1 متر) عرض دارد. هر یک با اتصال گیردار در بالای هر ستون خرپایی که از زمین طره شده اند، متصل هستند. (خرپاهایی که در قسمت انتهای دیوارهای شفاف قرار دارند سخت کننده های اضافی برای جلوگیری از ریزش تقسیمات شیشه دارند، اتصالات گیردار به پایین خرپا برای ایجاد رفتار قاب صلب با ستون ها و خرپا اضافه شده اند). روکش فلزی نهایی، ترکیبی از آلومینیوم توپر، مشبک و عایق یا پانل های شفاف که به یک شبکة مدولار با درزهای نئوپرن به ابعاد 9/59/3 فوت (8/12/1 متر) متصل شده اند، می باشد.

استادیوم ورزشی کرازبی کمپر Crosby Kemper Arena

این ساختمان چند منظوره (1974: کانزاس سیتی، میسوری، مهندس معمار و مهندس سازه: سی – اف – مورفی و همکاران) با خرپاهای فضایی عظیم روی بام، برای به حداقل رساندن حجم داخلی و حجم نمای بریونی که در عین حال به سازه نیرو می بخشد، طراحی شده است (تصاویر 19-4 و 20-4). سه خرپای عظیم فضایی که در مقطع به شکل مستطیل می باشند، یا دهانة 324 فوت (99 متر) و یک ستون فضایی به شکل قاب صلب با دو اتصال گیردار در هر پی، سازة ساختمان را تشکیل می دهند. هر خرپا 27 فوت (23/8 متر) ارتفاع دارد و از لوله های فولادی به قطر 4 فوت (22/1 متر) در بالای و دو لوله به قطر 3 فوت (914 میلیمتر) در پایین و اعضای جان به ضخامت 30 اینچ (762 میلیمتر ساخته شده است. این حالت از خرپای فضایی صلیب و مقاومت بالایی در برابر نیروهای عمودی، افقی و پیچشی دارد.

سایبان استادیوم ورزشی

به علت نیاز به چشم انداز و دید مناسب، طره ها از شرایط مناسبی برای ایجاد جهت محافظت از افتاب در استادیوم های بزرگ ورزشی برخوردار می باشند. مدارکی وجود دارد که رومیان قدیم از ترکیب Vela (سازه های سایبانی) در تعدادی از زمین هیا ورزشی استفاده می کردند. استفاده از فن آوری قایق های بادبانی در زمان های مختلف، پانل های تاشو که از تیرهای کوچک افقی که به سویلة مهارهای طنابی از بالای دیرک های عمودی نگاه داشته می شدند، آویزان شده بودند و در پشت محل استقرار آنها از دیوار حائل سنگی استفاده شده بود، متداول بوده است (تصویر 21-4).

استادیوم فوتبال سیدنی Sydney Football Stadium

استادیوم فوتبال سیدنی (1988: سیدنی، استرالیا، مهندس معمار: فیلیپ کوکس، مهندس سازه: اوو آروپ و همکاران) به عنوان استادیومی برای بازی فوتبال و راگبی با گنجانش 38000 تماشاجی که سایبان آن 65 درصد جایگاه را پوشش می داد، طراحی شد. جایگاه منحنی شکل استادیوم بر اساس دال های بتنی پله ای در سطح پایین تر برای نشستن و در سطح بالاتر برای ایستادن ساخته شده است و از بخش های بتنی پیش کشیده با دهانة 27 فوت (5/8 متر) بین تیرهای فولادی شیب دار که روی ستون های بتنی قرار می گیرند، تشکیل شده است (بروکز و گرچ 1992، جان 1991) (تصاویر 22-4 تا 25-4).

برای سایبان فلزی بام از خرپاهای فضایی فولادی که طول طره آن 96 فوت (30 متر) است، استفاده شده است. تمامی اعضای خرپا صلب هستند و می توانند نیروهای کششی یا فشاری را که به خرپاها امکان مقاومت در برابر نیروهای رو به بالای باد و نیروهای ناشی از وزن را می دهد، ایجاد نمایند. خرپاها، بار را به یک حلقه از ستون ها و دیوارهای بتنی که تیرهای نوک را در جایگاه به هم متصل می کنند، انتقال می دهند. سیستم سازه ای به وسیلة آزمایش برروی یک مدل با مقیاس 200:1 آنالیز گردید و سختی گردید و سختی اعضا با استفاده از تجزیه و تحلیل از مدل کامپیوتری تعیین گردید.

فضای مرکزی نمایشگاه اکسپو 70 Expo 70 Festival Plaza

در مرکز نمایشگاهی اکسپو 70 در اوزاکای ژاپن، بزرگترین سازة فضا کار با اجرای سقفی برروی فضای مرکزی نمایشگاه (مهندس معمار: کنرو تانگه و کوجی کامیا، مهندس سازه: سادوا هیراتا) بر پا شده است. طراحی، برای ایجاد هماهنگی در ساختار کل مجموعة نمایشگاه و برای فراهم کردن فضایی جهت توسعه و تحقیق زمینة اصلی نمایشگاه یعنی پیشرفت و هماهنگی می باشد. این فضای مرکزی (پلازا) به فضای اصلی نمایش متصل شده است و برای جای دادن و نشستن طیف های مختلف افراد از 1500 تا 30000 نفر بر اساس نوع عملکرد طراحی شده است. میدان اصلی نمایشگاه از طریق پوشش سازة فضاکار بام، یکپارچه می باشد (تانگه Tange، 1969) (تصاویر 6-5 و 7-5).

این سازة فضاکار از مدول های نیم هشت وجهی (هرم متساوی الاضلاع) با پلان مربع به ضلع 5/33 فوت (2/10 متر) و ارتفاع 3/29 فوت (9/8 متر) که فضایی به ابعاد 1082394 فوت (330120 متر) را می پوشانند تشکیل شده است (کنزو تانگه و همکاران، 1987). در سیستم مرو از گره فولادی توخالی با اعضای لوله ای شکل با انتهای مخروطی که به گره ها پیچ می شوند، استفاده می شود. پوشش کل بام از جنس پلاستیک شفاف باد شده به شکل متکا می باشد ککه به اعضای بالایی سقف محکم گردیده است. ابعاد تقریبی اجزا به قرار زیر است: قطر گره های فولادی 6/3 فوت (1/1 متر)، قطر یال بالا و پاییت اعضا فولادی 2/2 فوت (67 سانتیمتر) و قطر اعضای فولادی مورب 4/1 فوت (46 سانتیمتر). سازه، ابتدا روی زمین سر هم گردیده و سپس به وسیله جک های هوای فشرده به ارتفاع 100 فوت (30 متر) بالا برده می شود. وزن کل سازه 4700 تن (4260 تن متریک) می باشد که به وسیله 6 ستون نگاه داشته می شود و این سازه بعد از اتمام نمایشگاه جمع آوری می گردد.

به منظور رسیدن به این مقیاس بی نظیر، مهندسان به مشکلاتی از قبیل اندازه های سازه و دقت در ابعاد، زوایا و نیز محدودیت های ناشی از اجرای ساختمان در محل غلبه کردند. از آنجایی که رسیدن حبه دقت لازم در مراحل اولیه مشکل بوده، کل خطاهای حاصل با تنظیمات دوباره و استفاده از مدول های اضافی جبران می گردد.

مشکل نصب قطعات با ایجاد یک سوراخ اضافی در گروه کروی که اجازه می داد پیچ و مهره ها از طریق آن در جای خود قرار گیرند، حل گردید. این جزئیات اجازة تنظیزم انجام تنظیمات زاویه ای کوچک مابین اتصالات اعضا را فراهم می ساخت. به علاوه واشرهای گوه ای شکل مخصوص بین گره های کروی و اعضا امکان حداقل تغییر طول را فراهم می نمود. چنین ترکیبی مزان خطا در مجموعه را در شرایطی که سازه فضاکاری به این بزرگی برای اولین بار به طور عملی و اقتصادی اجرا می شد، محدود ساخت (ناشر، 1970).

مرکز انجمن جاکوب ک. جاویتس

Jacob K.Javist Convention Center

این ساختمان با طولی برابر 5 بلوک حتی بزرگتر از فضای مرکزی نمایشگاه تانگه (Tange’s Festival) نیز بزرگتر می باشد، مرکز جاویتس (1980: نیویورک، مهندس معار: آی ام. پی و همکاران، مهندس سازه: ویلدینگر و همکاران) با طول 1200 فوت (315 متر) در طول خیابان یازدهم و دوازدهم مانتهان و با عرض 600 فوت (157 متر) در کنار خیابان های سی و چهارم و سی و نهم قرار گرفته است. در مجموع، مساحت همکف آن 6/1 میلیون فوت مربع (148 هزار متر مربع) است. طراحان و کارفرما به طور جدی احساس می کردند که عمة مردم (کسانی که هزینه ساخت بنا را پرداخته بودند) باید به ساختمان دسترسی ساده و مستقیم داشته باشد. فضایی که به بخش عمومی با سالن بزرگ مربع شکلی به ضلع 270 فوت (82 متر) اختصاص یافته بود. با یک ورودی و جذاب و بدیع در خیابان یازدهم مشخص می گردید. ساختمان به وسیلة پلی به طول 360 فوت (110 متر) که مشرف به سالن اصلی نمایشگاه بود تا خیابان دوازدهم ادامه می یافت و به یک رستوران که چشم اندازی از رودخانة هودسون (Hudson River) داشت، منتهی می گردید و به حداکثر ارتفاع خود می رسید (ناشر، 1980) (تصاویر 8-5 تا 10-5).

در توصیف نمایشگاه، جیمز فرید (James Freed) به عنوان کسی که در طراحی همکاری داشته، آن را یک انبار می نامد که طراحان نمی توانستند به عملکردهای داخلی برای ایجاد توازن و تعادل در نمای آن متکی باشند. کلید حل این موضوع قرار دادن 5 بلوک شهری در زیر یک سازة فضاکار بود که دیوارها و سقف را نگاه می داشت. سطوح گوشه دار، محل قرارگیری ستون ها در طبقه بالاتر در فواصل 90 فوتی (28 متر) مشخص می کند.

پوشش شیشه ای نیمه منعکس کنندة ساختمان در طول روز، در اثر انعکاس نور آسمان مات به نظر می رسد. هنگام شب، در اثر نورپردازی داخلی، شیشه ها شفاف شده و دیوارها و سقف خرپای فضایی نمایان می گردند. ورودی شیشه های شفاف داشته و برای نورگیری از سقف (به وسیلة پتجره سقفی) به کار رفته، برای دیوارها و فضاهای نمایشگاه از شیشه های مات استفاده دشه است.

اندازة دهانة 90 فوتی (28 متر) سازه از ابعاد نمایشگاه تجاری متعدد با مدول استاندارد 30 فوت (9 متر) الهام گرفته شده است. دو ردیف غرفه به عرض 10 فوت (3 متر) که به وسیلة یک راهروی ارتباطی مبه عرض 10 فوت از یکدیگر جدا می شدند در آن طراحی شده است.

ستون های چهارگوش که سازة فضا کار سالن و فضای اصلی نمایشگاه را نگاه می دارند سبک و شفاف هستند. به نظر می رسد که سازة فضاکار از درون این ستون های به شکل درخت، به طور طبیعی رشد کرده است. ستون های اصلی، مرکب از 4 ستون فولادی لوله ای به قطر 5/1 فوت (55 سانتیمتر) می باشند که در رئوس یک مربع 5 فوتی (5/1 متر) قرار گرفته و با شبکه های فلزی به هم متصل شده اند. سر ستون های اصلی به شکل مربع و به ضلع 10 فوت (3 متر) عناصر قطری را نگاه می دارد و هنگامی که با سازة فضاکار بالایی یکی می شوند، اندازه شان کاهش می یابد. مدول استاندارد این سازة فضاکار مربعی به ضلع 10 فوت (3 متر) است. سازة فضاکار به وسیلة شرکت سازه های پی جی (PG Structures Inc.) ساخته شده است. انتخاب این سیستم بر اساس اظهار جیمز فرید نه به دلیل دالنش باک مینسترفولر (Backminster Fuller) صورت گرفته است و نه بخاطر هنر به کار رفته در معماری های تک “High Tech" انگلیسی بلکه به عنوان سیستمی انعطاف پذیر که می تواند شفافیت و بافت منتاسبی ایجاد نماید انتخاب گردیده است. استفاده از یک سازة فضاکار با این ساختار مبه سازة اصلی ساختمان ها محدود می شود، شمن آنکه داخل ساختمان با عناصر بتنی که نشان دهندة روش کار معمار طراح ساختمان (آی.ام.پی) است تقسیم بندی شده است (ناشر، 1986).

پوشش شیشه یا در جداره های عمودی و افقی ساختمان بیانی گرافیکی از سازة آن با پیروی کامل از چین و شکن های آن است. دیوارهای پرده ای در فاصله 15 اینچ (38 سانتیمتر) بریون سازة فضا کار آویزان شده اند. مدول شفاف مربع شکل در نما به ضلع 10 فوت (3 متر) به قطعات 5 فوتی (5/1 متر) تقسیم شده بودند.

توسعه موزه لوور Louver Museum

در مقایسه با دو پروژه قبلی، بخش الحاقی موزة لوور (1989: پاریس، مهندس معمار: آی.ام،پی و همکاران) یکی از مشهورترین و بحث انگیزترین نمونه ها با استفاده از سازة فضاکار است. در بخش الحاقی که سطحی برابر 650 هزار فوت مربع (60 هزار متر مربع) را در زیرزمین اشغال می کند، هرم اصلی بیشترین توجه را به خود معطوف داشته است. وضوح و روشنی هیجان انگیز و شبکة زیبای آن در عین نامریی بودن به قدری جسورانه و بارز است، که ساختمان را به مثابة یک نشان واقعی از جاه طلبی مدرنیسم برای غیرماید کردن دیوارها و از بین بردن مرز بین درون و بیرون متجلی می سازد. ظرافت شگفت انگیز و بدیع این ساختمان حاکی از پیشرفت فن آوری، در حدی است که اجازه داده است رویاهای مدرنیسم در اوایل دهة 1920 در طول دهة 1980 در این معماری عینیت بخشیده شود (کیم بال Kimball، 1989) تصاویر 11-5 تا 13-5). هرم اصلی 71 فوت (6/21 متر) ارتفاع دارد و هر ضلع آن برابر 115 فوت (35 متر) با شیبی برابر 51 درجه لست. سازة فضاکار متشکل از عناصر فشاری به صورت لوله ای (اعضای فوقانی و اعضای جان) و کابل های کششی (اعضای تحتانی) می باشد. عمق (ضخامت) سازة فضاکار هرم شکل از 6/5 فوت (7/1 متر) در مرکز به صفر در لبه ها می رسد. نتیجة آن انحنا و خمیدگی در عناصر تحتانی است، در حالی که عناصر فوقانی مستقیم می باشند و سطوح شیشه ای هرم مسطح هستند. به علاوه کابل ها برای مهاربندی ضربدری بین گره ها برای افزایش مقاومت جانبی نیز به کار رفته اند.

این سازة فضاکار از 600 عدد عضو لوله ای با قطری مابین 4/0 تا 2/3 اینچ (10 تا 80 میلیمتر) و بیش از 21 هزار گره، تشکیل شده استاتصالی آن شبیه اتصال طناب و دیرک بادبان قایق های بادبانی می باشد (ناشر، 1988). پوشش آبگینة مخصوص آن با قاب شیشه ای فرم الماس را داشته و وزنی برابر 95 تن (86 تن متریک) دارد.

گنبد سان کاست فلوریدا Suncoasta Dome

بزرگترین گنبد کابلی با سیستم گایگر (1989: سن پترزبورگ، فلوریدا، مهندس معمار: گروه طراحان مجموعه های ورزشی HOK، مهندس یازه: گایگر گوسن هامیلتون لیائو).

این سالن چند منظوره را می توان جهت استادیوم بیس بال (43 هزار محل نشستان)، فضایی بدون ستون برای نمایشگاه ]150 هزار فوت مربع (13490 متر مربع)[، یک سالن بسکتبال یا تنیس (10 هزار محل نشستن) یا یک سالن موسیقی (50 هزار محل نشستن) در نظر گرفت. گنبد این سالن به قطر 690 فوت (210 متر) دارای چهار حلقه است که با زاویه 6 درجه اجرا شده اند تا در ضمن تأمین روشنایی مورد نیاز سالن بیس بال، حجم دستگاه هواساز را به حداقل برسانند (رابینسون Robinson 1989، روسن بام Rosenbaum 1989) (تصاویر 21-5 تا 22-5).

گنبد جورجیا Georgia Dome

بزرگترین گنبد کابلی ساخته شده تا کنون (1992: آتلانتا، جورجیاؤ مهندس معمار: هیری اینترنشنال و تامپسون و نجولت استین بک، مهندسان سازه های گنبدی: ویدلینگر و همکاران).

این سازة عظیم به علت استفاده از هندسه سه وجهی باک مینستر فولر متفاوت با طرح های گوناگون گایگر است. سیستم آن به علت عدم نیاز به حلقه هیا مدور برای زمین فوتبال مناسب بوده و وزن کمتری دارد و بارهای نامتقارن را بهتر تحمل می کند.

با وجود این مزایا، طرح سه وجهی این گنبد بسیار پیچیده است و در گره ها به انتهای یک عنصر فشاری 6 کابل کششی متصل می گردد. لوی Levy 1991، لوی و دیگران 1994) (تصاویر 23-5 تا 25-5).

گنبد هایپار کش بستی (که به علت ترکیب سطوح سهموی هذلولی با کش بستی به این نام خوانده می شود)، در پلان از دو حلقه نیمدایره که در مرکز به وسیلة مقاطع پروانه ای شکل جدا می شوند، تشکیل شده است. پره های دو حلقة نیمدایره ای با یک خرپای مسطح که 184 فوت (56 متر) طول دارد به هم متصل شده اند. یک حلقة بیضوی فشاری برای تحمل نیروهای فشاری و خمشی بدلیل ترکیب غیر مدور گنبد طراحی شده است. کوتاه ترین دهانة این سقف بدون ستون 400 هزار فوت مربعی (37175 متر مربع) برابر 748 فوتی (228 متر) می باشد.

غرفه امریکا، نمایشگاه اکسپو 67

این ساختمان (1967: مونترال، مهندس معمار: فولر و سادائو، مهندس سازه: سیمپسون، گامپرتز و هگر) برای پذیرفتن تعداد قابل ملاحظه ای از بازدیدکنندگان در غرفه ایالات متحد امریکا طراحی شده است. گنبد سه – چهارم کره ای آن بزرگترین گنبد اجرا شده توسط فولر بود و یک نمایشگاه داخلی بدون ستون (معماران: شرکت گروه 7 کمبریج) را در خود جای داد.

داخل نمایشگاه مجموعه ای از سکوها در ترازهای مختلف که از طریق آسانسورها، پله های برقی و پل ها به هم مرتبط می شوند، قرار دارد. این ساختمان به عنوان نمایشگاه، برای هنر، علوم و فن آوری امریکا مورد استفاده قرار می گیرد (ناشر، 1966) (تصویر 14-6).

سازة دولایة گنبد از سه بخش تشکیل شده بود: لایة برونی که ترکیبی مثلثی شکل از اعضاست، لایه داخلی که از ترکیبات هشت ضلعی تشکیل می گردد و اعضای جان که لایه های بیرونی و درونی را به هم متصل می کنند. کنبدی که بدین ترتیب شکل می گیرد قطری برابر 250 فوت (76 متر) و ارتفاعی برابر 200 فوت (8/60) دارد. حجم آن برابر 7/6 میلیون فوت مکعب (190 هزار متر مکعب) و تقریباً برابر حجم ساختمان سیگرام در نیویورک است. اعضای آن از لوله های فولادی که به وسیله گره های ستاره ای شکل فولادی به هم متصل می شوند، تشکیل شده است. پوشش نهایی از آکریلیک شفاف به صورت قطعات هشت ضلعی است که به لایة داخلی اتصال دارد و به سمت لایه بیرونی ادامه می یابد.

برای کنترل نور گریزناپذیر خورشید، هر گنبد هشت ضلعی با 6 سایبان مثلثی شکل غلتکی پلاستیکی با روکش فلزی در اطراف آن کامل شده است. یک موتور که با فتوسل فعال می شود سایبان ها را هنگامی که نیاز به سایه است، به سمت مرکز می کشد. هر موتور 180 سایبان مثلثی را که سه ضلعی مجاور را می پوشانند، کنترل می کند. سایبان ها دینامیک هستند و به حرکت خورشید در آسمان واکنش نشان می دهند.

هر اندازه که استفاده از سیستم خورشیدی قاب سازه ای رضایت بخش است، حفاظت سازه فولادی آن در برابر آتش سوزی مورد سوال می باشد. آتش سوزی بزرگی در سال 1977 آن را به اسکلتی تبدیل کرد. بقایای ساختمان در سال 1994 تعمیر شد و به عنوان مرکز تحقیقات آب در کنار رودخانه سنت لورنس مورد استفاده قرار می گیرد. شیشه های شکسته از قاب ژئودزیک برداشته شده و تنها اثری از قاب اولیه باقی مانده است. فضای داخلی با ساختماین که دارای سازه ای متصل بود جایگزین شد (معماران: بلوئین فاشر آبرتین برودئور گائوتر (Blouin Faucher Aubertin Broder Guther) و به عنوان نمایشگاه، دفاتر، رستوران و دیگر عملکردها مورد استفاده واقع می شود (لگر Ledger، 1994).

انستیتوی سلک Salk

در این ساختمان (1965: لاجولا، کالیفرنیا، مهندس معمار: لویی کان، مهندس سازه: آ. کومندانت) کان، تیرهای مرتفع ویرندیل را در سازة کف آزمایشگاه ها برای جای دادن خدمات لازم جهت تحقیقات آزمایشگاهی و امکان بازسازی که در طول عمر چنین ساختمان همی افتد، به کار برد (تصویر 25-8). سیر تکاملی طراحی چنین سازه ای را کان این گونه توضیح می دهد:» آزمایشگاه ها به دو بخش سطوح کار و سطوح خدمات تقسیم شده است. هر سه سطح کار به باغ یا چشم اندازی از آن ارتباط دارند. فضای زیر هر آزمایشگاه، جایی که کارگران خدماتی می توانن وسایل مربوط به آزمایشها را کار گذاشته و تغییراتی در کانال ها و لوله ها به وجود آورند. چنین سیستمی نگرانی و نیاز تأمین فضاهای خدماتی لازم برای خدمات مکانیکی آزمایشها را برطرف می سازد. تشخیص ساختمان آزمایشگاه ها از فضای خدماتی لازم برای لوله ها تا حدی واضح و آشکار گردیده است که هدف اصلی از ساخت آن، رساندن خدمات به این مشخصه است و باعث به وجود آمدن سیستم سازه ای گردیده که از جذابیت کمتری برخوردار است ولی دارای مشخصه های عملکردی بیشتری است «رانر و دیگران، 1977».

استادیوم فوتبال باری Bari

یکی از مزایای سازه ای طرع قابلیت آن برای پایدار نگه داشتن سقف و در عین حال ایجاد دید بدون مانع به وسیلة ستون ها در یک سمت موی باشند. ساختمان استادیوم فوتبال باری (1989: باری، ایتالیا، مهندس معمار: رنزو پیالنو، مهندس سازه: اوو آروپ و همکاران) از طره ها به عنوان عوامل اصلی طراحی استفاده کرده است (تصاویر 33-8 تا 36-8). این استادیوم برای جام جهانی سال 1990 ساخته شد، عوامل اصلی در طراحی آن، هندسه تاکید شده متناسب با خطوط سایت و فواصل بصری بود.

تقسیم کردن جایگاه تماشاچیان به دو بخش با استفاده از طره های بالایی و پایینی امکان افزایش تعداد صندلی ها با رعایت فاصلة دید مناسب را فراهم نمود. به علاوه، این طرح نیاز به پوشاندن درصد بالایی از جایگاه با یک سایبان را دارد. برای رسیدن به این هدف از طره های با مقاومت بالا برای رسیدن به ردیف های بالایی و سایبان بدون ستون های تکیه گاهی در جایگاه که ممکن است خطوط دید را کور کند، استفاده شده است (بروکز و گرچ، 1992).

بخش بالایی جایگاه و سایبان بالایی آن از جفت ستون های بتنی حجیم که در پشت ردیف ثندلی های پایین تر قرار گرفته اند، طره شده اند. ابعاد هر ستون 3/36 فوت (8/11 متر) است. ردیف بالای صندلی ها به وسیله دو سری از تیرهای مسلح منحنی شکل نگاه داشته می شوند. این تیرهای منحنی، تیرهای بتنی با مقطع T شکل را نگاه می دارند (ترکیبی از بتن پیش ساخته و بتن اجرا شده در محل) که طره آنسوی هر انتها از تکیه گاه قرار دارد. هر تیر به مقطع T شکل از سه بخش پیش ساخته که در تکیه گاه تیرهای منحنی به هم متصل شده اند، پیش ساخته شده است. این اتصال با فولاد تقویتی از هر دو تیر تکیه گاهی شکل گرفته است و مقاطع T شکل تا اتصال ادامه می یابد که نتیجه آن یک اتصال صلب است. سایبان از جنس فولاد سبک و پیش ساخته است. تیرهای فولادی تکیه گاهی جعبه هایی با مقطع مخروطی شکل هستند که با اتصال گیردار پیچ و مهره به سمت بالا طره شده اند. تیرهای منحنی مخروطی شکل متناسب با افزایش فاصله تکیه گاه ها و کاهش گشتاور خمشی طراحی شده اند. این سازه فولادی به وسیله پوسته پارچه ای کشیدهع شده ای پوشانده شده است ]فیبر شیشه ای بافته شده از پارچه که با اشعه ماوراء بنفش (UV) مورد استفاده قرار گرفته است، پوشش مقاوم[.

ساختمان آبشار

یکی از مشهورترین ساختمان هیاذ طره ای ساختار آبشار است (1936: کانلس ویل، پنسیلوانیا، مهندس معمار: فرانک لوید رایت) (تصاویر 37-8 و 38-8). محل ساختمان صخره ای رویایی بر فراز یک کوه با جریالن آبی در زیر آن و در مکانی پر از درخت است. رایت این گونه توضیح می دهد: «صخره وسیع به علاوه جریان آب فضای زندگی در بالای رود با چندین تراس برای کسی که مکان خالص و بی ریا دوست دارد و کسی که به صدای آب عشق می ورزد، فراهم کرده است.» (سنداکر و اگن Sandaker and Eggen، 1992) (تصاویر 37-8 و 38-8).

ساختمان های با تراس های طره ای پیش آمده که به نظر می رسد در هوا شناور هستند تداعی کننده عبارت داستان «جعبه در حال انهدام» می باشند.

                                      «فرانک لوید رایت»

تراس بتنی مسلح شده اصلی طول طره ای برابر 16 فوت (5 متر) دارد. تیرهای کف و جان پناه توپر بتنی هر دو به افزایش مقاومت خمشی ساختمان کمک می کنند. آنچه که بیش از موفقیت هیا فنی در این ساختمان اهمیت دارد، شیوه ای است که رایت در استفاده از طره به کار گرفته است، اهمیت دادن به خطوط افقی قوی در یک زمین مشخص، برای ایجاد فرم های رویاریویی بصری که برای ایجاد احساس شناور بودن بر بالای آبشار که در زیر آن قرار دارد به کار می روند.

ساختمان بانک مرکزی هنگ کنگ

ساختمان بانک مرکزی هنگ کنگ (1986: هنگ کنگ، مهندس معمار: فوستر و همکاران، مهندس سازه: اووآروپ و همکاران) در 43 طبقه (به علاوه 4 طبقه زیرزمین) با ارتفاع 587 فوت (179 متر) اجرا شده است. نوع استفاده از فضا در طبقات مختلف فرق می کند. این ساختمان دارای یک سرسرای بزرگ در طبقة همکف و یک سالن مربوط به بانک در طبقة سوم، دفاتر کار محلی، دفاتر کار محلی، دفاتر کار اجرایی، دفاتر مرکزی با سوئیت ها و ساختمان های مسکونی رؤسا که در طبقه آخر قرار گرفته اند، می باشد. ترکیب اصلی در سرسرای بزرگ شامل یک آتریوم مرکزی دوازده طبقه می باشد که نور روز از طریق پنجره های انتهایی و یک منعکس کننده دارای انحنا در بالا بهره می گیرد. طرح، نیاز به حداکثر فضای باز و روشن در مرکز سطح طبقات و فضاهای خدماتی و ارتباطات عمودی در هر یک از دو طرف ساختمان دارد (اورتون، 1988) (تصاویر 39-8 تا 42-8). برای رسیدن به این هدف، یک سازة عمودی متشکل از هشت ستون عظیم به کار برده می شود. هر ستون متشکل از 4 ستون لوله ای گرد و مدور، که به شکل مربع قرار گرفته اند و به وسیلة مقاطع قوطی شکل در تراز هر طبقه به یکدیگر متصل شده اند، می باشد و مانند قاب ویرندیل سه بعدی رفتار می نمایند. از این ستون ها، خرپاها با 5 طبقه ارتفاع طره شده اند که بخوبی ساختمان را به 5 بخش سازه ای تقسیم می کنند. کف طبقات در هر 5 بخش از خرپاهای طره ای بالایی به صورت معلق قرار گرفته اند. این ساختار سازه ای به طور روشن در نمای خارجی دیده می شود. چنین ترکیبی در کل ساختمان چهار بار تکرار شده است. طبق گفتة فوستذ، «مسیر نیروی وزن، طبقات معلق، بازوهای کششی شیب دار و برج های تحمل کنندة نیروی عمودی به طور کامل در نما دیده می شود و همراه با آویزهای نگهدارندة سقف معلق عملکردهای خود را بخوبی مشخص می کند (تورنتون، 1993).

تیرهای ممتد

تیر ممتد، تیر منفردی است که برروی چند تکیه گاه قرار گرفته است. این نوع تیر در مقایسه با تیرهای تکیه گاهی ساده که بین دو تکیه گاه قرار گرفته اند رفتاری متفاوت دارد (تصویر 43-8). از آنجایی که تیر ممتد از روی یک تکیه گاه عبور می کند، باعث ایجاد کشش در بالا، فشار در پایین و یک خیز تغییر شکل با خیز منفی می گردد (مقعر به سمت پایین). در وسط دهانه، عکس این عمل اتفاق می افتد، کشش در بالا، فشار در پایین و تغییر شکل با خیز مثبت. بیشترین میزان گشتاور خمشی در بالای تکیه گاه و در وسط دهانه اتفاق می افتد، گرچه، گشتاور در هر نقطه ذکر شده کمتر از حداکثر گشتاور در یک تیر تکیه گاهی ساده می باشد (در وسط دهانه). به همین دلیل تیرهای ممتد می توانند سطح مقطع کوچکتری نسبت به تیرهای تکیه گاهی داشته باشند و از این تیرها معمولاً به منظور کاهش هزینه ساخت استفاده می شود.