โครงสร้างแรงดึงคืออะไร?

โครงสร้างแรงดึงนั้นถูกยึดเข้าด้วยกันด้วยผ้าที่แข็งแรงหรือเครือข่ายลวดหรือสายเคเบิล ความตึงเครียดที่องค์ประกอบเหล่านี้อยู่ภายใต้การสนับสนุนโครงสร้างทั้งหมด เฟรมหนักไม่จำเป็นและวัสดุค่อนข้างเบาดังนั้นจึงง่ายต่อการไปยังสถานที่ก่อสร้าง ด้วยวัสดุที่น้อยกว่าเมื่อเทียบกับการก่อสร้างในรูปแบบอื่น ๆ สามารถสร้างพื้นที่ภายในอาคารขนาดใหญ่ได้โดยไม่ต้องใช้คานและกรอบรองรับ โครงสร้างดังกล่าวสามารถใช้กับโดมจำลองใน geodesics หรือเป็นรูปกรวยหรืออาน

หลักการนี้ใช้เพื่อสร้างโครงสร้างถาวรหรือชั่วคราวหลายประเภท อาคารขนาดใหญ่เท่ากับสนามกีฬาและอาคารสนามบินถูกสร้างขึ้นโดยใช้ระบบโครงสร้างแบบยึดความตึงเครียด ห้างสรรพสินค้าได้รวมเอาไว้ด้วยเช่นกันและยังสามารถใช้โครงสร้างแรงดึงสำหรับเต็นท์ขนาดใหญ่เพื่อสร้างฝาครอบป้องกันและที่พักพิงและครอบคลุมขั้นตอนต่างๆ โครงสร้างผ้าสามารถครอบคลุมพื้นที่ได้สูงสุด 150 ฟุต (45.72 ม.) โดยไม่ต้องรองรับและโครงสร้างที่รองรับโดยสายเคเบิลความตึงเครียดสามารถครอบคลุมพื้นที่มากยิ่งขึ้น

ประเภทของผ้าที่ใช้ขึ้นอยู่กับการใช้งาน แต่มีหลายประเภทที่เหมาะสำหรับใช้ในโครงสร้างความตึงเครียด บางคนรวมถึงโพลีเอสเตอร์โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC), polytetrafluoroethylene (PTFE), พลาสติกเอทิลีน tetrafluoroethylene และผ้าแก้วพีวีซี แต่ละชนิดเหมาะสำหรับการใช้งานบางประเภทและตรงตามข้อกำหนดด้านไฟและความทนทาน วัสดุเหล่านี้จำนวนมากสามารถนำไปรีไซเคิลได้ซึ่งจะเพิ่มลักษณะที่ยั่งยืนต่อสิ่งแวดล้อมของโครงสร้างที่รองรับโดยความตึงเครียด

นอกจากโดมแล้วโครงสร้างแรงดึงอาจเป็นรูปทรงกรวยหรืออาน มีการใช้หลักการทางคณิตศาสตร์หลายอย่างในการออกแบบโครงสร้างรวมถึงความโค้งแบบเกาส์เซียน ความโค้งนั้นสามารถวัดได้โดยเฉพาะและค่าลบหมายถึงรูปร่างของอานในขณะที่ตัวเลขบวกบ่งบอกว่ามีเส้นโค้งที่มีจุดสูงสุด ในแง่ของคุณสมบัติทางกายภาพโครงสร้างดึงจะถูกดึงและองค์ประกอบทั้งหมดอยู่ในสมดุลคงที่กับแรงโน้มถ่วง ความล้มเหลวของชิ้นส่วนเล็ก ๆ เช่นสายเคเบิลหรือแผ่นผ้าจะส่งผลให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ที่นำไปสู่การล่มสลายของโครงสร้าง

โครงสร้างแรงดึงอาจประกอบด้วยอาคารจำนวนมากหรือถูกเพิ่มเข้าไปในอาคารที่มีอยู่เช่นส่วนหลังคาหลังคาโถงหลังคาหรือหลังคากลางแจ้ง โครงสร้างสามารถอยู่ได้นานหลายทศวรรษโดยไม่ต้องบำรุงรักษา หลักการออกแบบที่เกี่ยวข้องกับการสร้างแรงดึงมีมาตั้งแต่สมัยก่อนประวัติศาสตร์ วิศวกรสถาปัตยกรรมที่มีชื่อเสียงได้ปฏิวัติแนวคิดนี้โดยการสร้างสิ่งก่อสร้างที่เป็นที่รู้จักในสนามบินและสนามกีฬาใหญ่ ๆ ทั่วโลก