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Estructura espacial

Muchas aplicaciones requieren cubiertas o techos planos, o prácticamente planos. Las Estructuras espaciales proveen soluciones eficientes para estos requerimientos. La geometría más común para estructura espaciales es llamada "malla rectangular desfasada", "armadura espacial cuadriculada", o simplemente "cuadrícula".

Estructura del marco del espacio

Pero estas cuadrículas, aunque populares, tienen algunas características que limitan su uso cuando la luz es muy grande:

  1. 1. La carga debe desplazarse hacia los soportes de manera indirecta. Como las barras en las cuerdas superiores e inferiores de la armadura están acomodadas en un patrón cuadrado, la carga toma una ruta escalonada hacia los soportes, algo así como un taxi en el centro de la ciudad, intentando desplazarse de manera diagonal.
  2. 2. La profundidad de la cruadrícula está subordinada al ancho del módulo. Debido a que la "red" diagonal de barras conecta a los nodos vecinos en capas opuestas, incrementar la profundidad trae consigo nodos muy largos y redes pesadas.

Con el sistema Geométrica, se eliminan estas desventajas y es posible utilizar cuadrículas en áreas amplias al modificar las cuadrículas convencionales de la siguiente manera:

 

Estructura del diseño del marco espacialIncremento en la densidad de las cuerdas:: Para construir una malla cuadriculada que pueda transferir cargas diagonalmente, podemos tomar ventaja de la capacidad de la unión Geométrica para resistir los momentos de flexión. Las mallas cuadriculadas en cada capa de las cuerdas se refuerxan con elementos diagonales que no estén directamente conectados a las redes. Esto proporciona rigidez a la malla contra la torsión, incrementa la densidad de los elementos resistentes a la flexión, y permite cubrir áreas más amplias.

 

 

 

Construcción del marco del espacio

 

 

 

Profundidad variable:: La cuerda superior de las armaduras espaciales puede tener pendiente para lograr una sección de mayor profundidad al centro de la extensión así como un mejor drenaje.

 

Profundidad del marco del espacioProfundidad doble: La profundidad de la armadura puede incrementarse agregando otra capa de redes y cuerdas. La profundidad adicional incrementa el segundo momento de área de la armadura espacial, incrementando sustancialmente el área capaz de cubrir. Las cuerdas en medio de la armadura con doble profundidad pueden retirarse porque la unión Geométrica puede resistir la flexión. Como los miembros de la red en el sistema Geométrica pueden ser ligeros y delgados, la red incremental no resulta en un peso adicional significativo.

 

 

Camber Camber EspacioContraflecha: Una armadura espacial "plana" puede fabricarse con una pequeña deformación en la dirección contraria a la deflexión esperada bajo cargas de servicios. Esto elimina cualquier hundimiento posible en la estructura, particularmente en áreas amplias. Se puede aplicar en una o ambas capas de cuerdas de una armadura espacial.

 

 

Cualquier conjunto de modificaciones como las anteriores puede ser combinado en una armadura espacial fuerte, rígida y ligera. Por ejemplo, el hangar del "Swift Group" en Skyharbor, en Phoenix, está diseñado para cubrir 50m con una capa superior densa, variando la profundidad y la contraflecha.

 

Hangar Swift Aviation, Phoenix
Space Frame Swift Aviación Hangar

 

Otra armadura espacial comunmente utilizada es la malla triangular. Por sus patrones triangulares, estas mallas pueden resistir flexiones en plano. Pero como en las mallas cuadradas, sus profundidades están limitadas. En proporción a su longitud generalmente contienen más miembros en sus redes que los necesarios para resistir la carga. Para eliminar estas desventajas, las mallas triangulares también pueden beneficiarse de las modificaciones disponibles en las mallas cuadradas. En la sección de domos pueden verse algunas variaciones en mallas triangulares.