در دهانه های آزاد ( بیش از 10 متر ) برای پوشش سقف، نیاز به استراکچری یک پارچه است که نیروهای وارده همچون زلزله، باد، برف و تمامی نیروهای وارده ی احتمالی را تامین کند.
ضرایبی که در سازه یا ابنیه مورد نظر، از تنش و ارتعاشات جلوگیری می کند را در بر گیرد.
در این دهانه ها از خرپاهای تک لایه و چند لایه استفاده می گردد.
خرپای چند لایه همچون سازه های فضا کار می باشد که از لحاظ زیبایی بصری و شناخت منظر همیشه برای معماران و طراحان دلچسب نمی باشد.
تراکم بیش از حد اعضای آن در سقف باعث کنار گذاشتن این نوع خرپا توسط معماران شده است.
حال اینکه در صورت تامین جرم و مقطع کافی در جهات صحیح سازه ای می توان از خرپای تک لایه استفاده نمود.
قابلیت اصلی سازه های فری فرم نیز همین است.
اساس در سازه های فری فرم به گونه ای است که هر شکلی در فضا را می توان با این نوع سازه پوشش داد.
به عنوان مثال قاعده کار به صورت یک چند ضلعی منتظم یا غیرمنتظم یا حتی دایره، بیضی و هرگونه کلوتوئید ناهمگون می تواند باشد.
همانطور که در طبیعت نا همواری ها به صورت کوه ها دره ها و… دیده می شوند.
در علم نقشه برداری این ناهمواری ها را با مثلث بندی نمایش می دهند، این سطوح نیز از قاعده ای به نام مثلث بندی پیروی می کنند.
مثلث بندی تکنیک و روشی برای برداشت یا پیاده سازی سطوح ناهموار بوده که در علم ژئوماتیک به آن اشاره و تاکید بسیاری شده است و تمامی روش های محاسباتی آن مشخص می باشد.
حال بعد از به دست آوردن شکل هندسه سازه مذکور بر مبنای علم مثلث بندی در ژئوماتیک مشخصا سازه از تعدادی نُد (گره) در فضا و عضو ( المان) تشکیل شده است.
با نرم افزارهای مدل سازی سازه ای در سازه های فضاکار می توان مقطع و جرم مناسب برای عضوها را پیدا نمود.
زوایای صفحه ای چه در فضای دو بعدی و چه در فضای سه بعدی را برای اعضا مشخص نمود تا عینا شکل مورد نظر در مدل را بتوان روی دهانه پیاده سازی نمود.
در این گونه مونتاژها قطعات می بایست حتما به صورت صنعتی ساخته گردد و از دقت برش (CNC) لیزر و پیاده سازی با دقت دقیقه و ثانیه حاکم به علم نقشه برداری استفاده نمود تا در تئوری خطاها به مینیمم خطا رسید.
چرا که اگر سرشکنی درستی در طراحی و اجرا لحاظ نگردد به دلیل اکسپوز دیده شدن سازه تمام زیبایی مد نظر طراح در طرح مدرن و مینیمال به چالش کشیده خواهد شد.
در این سازه ها (فری فرم) ضرایب انبساط و انقباض و ارتعاشات شیشه بسیار حائظ اهمیت می باشد.
از این رو بهتر است المان ها از آلیاژ آلومینیوم ساخته گردد.
در غیر این صورت اگر از فولاد برای کم کردن هزینه ها استفاده می گردد باید دماغه ی آلومینیومی روی مقاطع سوار شود و رنگ الکترو استاتیکی به قسمت فولادی زده شود تا محل نشیمن شیشه از لحاظ فسفاته شدن و اکسید شدن ایمن باشد و انبساط و انقباض به حداقل برسد.
پس از تامین سازه ای طرح به مسائلی همچون نوع شیشه، نوع آب بندی باید توجهی ویژه نمود.
همانطور که می دانید در سطوحی که خطر شکستگی یا برخورد اجسام یا افراد و یا تنش بیش از حد سطح را تهدید می کند می بایست از شیشه نشکن (سکوریت) استفاده نمود.
حال آنکه برای ایمنی بیشتر این شیشه (سکوریت) به سطح دومی لمینیت می گردد. (یکپارچه سازی دولایه شیشه توسط یک لایه تلق پی وی بی یا رزین مخصوص را لمینیت میگویند)
باید توجه داشت به دلیل استفاده از سطوح شیشه در سطح تقریبا افقی در اسکای لایت ها نمی توان به یک شیشه سکوریت و لمینیت شده بسنده کرد چرا که در صورت شکستن شیشه نشکن ، قطعات شیشه به پیکسل های کوچکتر از 0.8 میلیمتر تبدیل شده و قطعا شکل شیشه به حالت خمیری(همانند شیشه ی جلوی خودرو) در خواهد آمد که در این صورت احتمال کنده شدن زوارهای اطراف شیشه و سقوط شیشه بسیار بالا خواهد بود.
برای این منظور از یک لایه نیم سکوریت جدید استفادده می کنیم تا شیشه از 3 لایه سکوریت-نیم سکوریت- سکوریت تشکیل شود.
لایه میانی یا همان نیم سکوریت در صورت تنش و شکسته شدن به دلیل تقسیم بندی به ابعاد بزرگ از خمیری شدن شیشه جلوگیری نموده و شیشه حتی در حالت شکسته شدن شکل خود را حفظ می نماید. این نوع شیشه در آئین نامه EC(یورو کد) به شیشهHS معروف می باشد.
در صورتی که شکل هندسی به گونه ای باشد که محل جدایی شیشه ها در راستای حرکت آب باشد.
از قطعه آلومینیومی استفاده می کنیم که روی دماغه آلومینیومی سوار می شود و ساختار کاملا مشابه کرت اند وال دارد.
در غیر این صورت می بایست از چسب های پایه WS یا سیکا UVدار استفاده نمود چرا که این چسب ها تا بیش از 30 سال قابلیت خود را در مقابل نور آفتاب از دست نمیدهند.
ضریب ارتجاعی 150% سطح انجام شده را دارا می باشند.
در مورد اجرای این نوع چسب ها به آیین نامه BS مراجعه شود.
