المنشآت القشرية و الخفيفة ( الفراغية ) Shell – Light Structure

هي عبارة عن منشآت قشرية خفيفة أو منشآت مكونة من وحدات صلبة قصيرة . و تصميم هذا النوع من المنشآت يحتاج إلى طرق حسابية و تفصيلية دقيقة .

القبو القشري Vault Shell

و لتدعيم القبو القشري يلزم عمل التالي :

1- أن تنتهي كلا حافتي القبو بكمرتين لتقاوم قوى الرفس الناتجة بالإضافة إلى عمل سمك مناسب للأعمدة الخارجية لمقاومة نفس القوى.

2- في حالة تشييد القبو من الخرسانة المسلحة فإنه يلزم أن لا تقل قشرية الخرسانة المسلحة عن 6.5 سم مع زيادة سماكتها عند الحواف .

3- قوى القص ( Shear ) و الانحناء ( Bending ) تؤثر تأثيراً كبيراً في مثل هذا النوع من القشريات و لذلك فإنه يلزم أن سمك قشريها إلى بحرها كبيراً
القبة القشرية Dome Shell

• تستخدم القبة القشرية لتغطية البحور الواسعة دون الحاجة لوجود أعمدة داخلها ( مثل المساجد و صالات المعارض … الخ)..

• القبة يمكن أن تكون من الخرسانة أو المعدن أو الخشب .

• القبة الخرسانة يجب أن لا يقل سمك القشرة بها عن 6.5 سم.

• يمكن دراسة سطح القبة ( Dome Surface ) كسطح غشائي ( Membrane )

عندما لا يزيد سمكه عن 2% من نصف قطره بمعنى أن القوى المؤثرة عليه ستكون قوى الشد ( Tension ) و قوى الضغط ( Compression ) الموحد خلال سمك سطح القبة .

و على ذلك لا يوجد قوى للعزوم فيها.

أما في حالة دعم هذه القبة غير المستمر على حوافها فإنه قد يحدث بعض العزوم ( Bending ) في هذا المناطق 

• قوى الرياح التي تتعرض لها القبة الخرسانية لا تمثل خطورة لها و لكن قد يظهر تأثيرها عند تعرض القبة ذات الإطارات المعدنية أو الخشبية لها ,

ذلك بسبب وجود فرق بين السلوك الإنشائي للمواد المشيدة منها هذه القباب.

• الكمرة الدائرية ( Ring Beam ) تقع عند حافة القبة و تقوم بمهمة مقاومة قوى الرفس الأفقية حيث أن أكبر قوى شد تقع دائما عند حافة القبة , لذا لابد من أن يكون سمك الكمرة الدائرية مناسباً لمقاومة هذه القوى

• و من أهم دعائم القبة القشرية 
الشبكات الإطارية الفراغية Space Frame Grid

• يستعمل هذا النظام لتغطية أسقف الفراغات ذات البحور الواسعة .

• الإطارات الهرمية ( Pyramid Frames ) هي الوحدة النموذجية المكونة لهذا النظام حيث أنها ذات قطاعات جديدة خفيفة.

• لهذا النظام عدة أشكال تتضح برسم البعد الثالث للوحدة المكونة لها و يطلق عليها الأسماء التالية .

• جمالونات فراغية Space Trusses

• منشآت اللاتس Lattice Structure

• الجمالونات ذات الأبعاد الثلاثة Three Dimensional Trusses كل عضو في الوحدة المكونة للإطار الفراغي تؤثر عليه قوتان إما بالشد ( Tension ) أو بالضغط ( Compression ) و ذلك عند وجود قوى الإجهادات ( Stresses ) المؤثرة على سطح الجمالون المستوي ( Plane Truss ) إلى وصلاته ( Joints ).

• تشيد هذه الإطارات الفراغية من الخرسانة المسلحة أو الحديد أو الألمنيوم. و الأعضاء الموجودة بكل وحدة يتم تحديد قطرها الخارجي و سمك جدارها بالاعتماد على معرفة القوى المؤثرة عليها.

• يتم تحديد و حساب القوى المؤثرة على مثل هذه الإطارات الفراغية بطرقة التحليل الإستاتيكي أو بطريقة الرسم البياني ( بطريقة ماكسويل كريمونا ).

• و من أنواع الإطارات الفراغية إطارات الأبراج الفراغية أو الجمالونات المعزولة. و إطارات الأبراج الفراغية يمكن تكوينها من وحدة المثلث أو المربع أو السداسي.