Quali sono le classificazioni comuni dei sistemi spaziali?
I. Classificazione per forma superficiale (la classificazione più intuitiva e fondamentale)
Questa è la classificazione primaria che determina l'aspetto e le proprietà meccaniche di base del telaio spaziale.
1. Cornice spaziale piatta
Caratteristiche: tutti i membri si trovano all'interno di uno o più piani paralleli e la forma è piatta.
Sollecitazione: una struttura a piastre spaziali sollecitata in due- direzioni, che sopporta principalmente carichi verticali.
Vantaggi: progettazione, produzione e costruzione relativamente semplici; adatto a varie forme planari (rettangolare, circolare, poligonale).
Applicazioni: grandi impianti industriali, magazzini, sale d'attesa, impianti sportivi multi-funzionali (tetti che coprono la sala gare).
2. Telaio spaziale curvo (guscio spaziale)
Caratteristiche: gli elementi formano una o più superfici curve, con una chiara forma spaziale.
Vantaggi: Migliori prestazioni meccaniche, consentendo campate più grandi con meno materiale; forme architettoniche ricche ed esteticamente gradevoli.
Tipi comuni:
UN. Guscio spaziale cilindrico: superficie curva unidirezionale, come un guscio cilindrico. Comunemente utilizzato nelle piattaforme delle stazioni ferroviarie e negli hangar degli aerei.
B. Guscio spaziale sferico (cupola): superficie sferica con doppia-curvatura. È la forma più classica ed efficiente di guscio spaziale, adatta per palestre, planetari e teatri.
C. Guscio spaziale paraboloide iperbolico (superficie a forma di sella-): la forma è dinamica e ha buone prestazioni di drenaggio.
D. Involucro spaziale di superficie a forma libera-: derivato da forme architettoniche complesse, un prodotto della moderna progettazione parametrica, con la massima difficoltà tecnica.
II. Classificazione per composizione della griglia (determina la disposizione interna dei membri)
Questa è la classificazione più importante per i telai a spazio piatto, che influisce direttamente sulle prestazioni di sollecitazione e sul consumo di acciaio.
1. Sistema di tralicci incrociati
Composto da capriate planari intersecanti.
2. Ortogonale/obliquo a due-direzioni: le capriate si intersecano verticalmente o obliquamente, adatte per piani rettangolari.
3. Intersezione a tre-vie: composta da capriate planari che si intersecano a 60 gradi. Distribuzione dello stress più uniforme, buona rigidità, adatta per piani circolari e triangolari di ampia portata.
4. Sistema piramidale a quattro lati-
L'unità di base è una piramide a quattro lati-rovesciata. Questo è attualmente il sistema a telaio spaziale piatto più utilizzato e tecnicamente maturo.
UN. Piramide ortogonale a quattro lati-: i quattro lati della base della piramide sono paralleli ai confini dell'edificio. Elevata rigidità, distribuzione uniforme delle sollecitazioni e meno tipi di membri. B. Piramide quadrangolare inclinata: i quattro lati della base della piramide formano un angolo di 45 gradi rispetto al confine dell'edificio. Ciò si traduce in una distribuzione della forza più razionale e in un risparmio di acciaio, ma il trattamento del contorno è leggermente più complesso.
C. Piramide quadrangolare scavata-/Piramide quadrangolare a forma di stella-: alcuni membri vengono rimossi dalla forma base per creare una griglia più ricca, adatta a campate medie per risparmiare sui materiali.
5. Sistema piramidale triangolare
L'unità di base è una piramide triangolare. Offre maggiore altezza strutturale, massima rigidità spaziale e prestazioni di carico-ottimi, rendendolo adatto per campate ampie o layout complessi, ma la costruzione del nodo è più complessa.
III. Classificazione per numero di strati strutturali
1. Space Frame a doppio-strato: il mainstream assoluto. Composto da uno strato di corda superiore, uno strato di corda inferiore e uno strato intermedio di elementi d'anima. Ha un'ampia gamma di campate economiche (30 m-120 m).
2. Triple-layer Space Frame: Adds an intermediate chord layer. Suitable for ultra-large spans (>100 m) o carichi pesanti, migliorando significativamente la stabilità e riducendo le dimensioni della griglia, ma la costruzione del nodo è complessa.
3. Space Shell a-livello singolo: nessun membro web; la superficie curva è formata da una griglia a-strato singolo. Ha un aspetto leggero ed esteticamente gradevole, ma richiede stabilità estremamente elevata e collegamenti a nodi rigidi, e viene spesso utilizzato per campate medio-piccole.
IV. Classificazione per tipo di nodo di connessione (influenza la produzione e l'installazione)
1. Telaio spaziale con giunto sferico imbullonato: i nodi sono sfere d'acciaio collegate da bulloni ad alta resistenza. Ha il più alto grado di prefabbricazione, l'installazione più rapida e un aspetto semplice. È la corrente principale per i telai spaziali piatti.
2. Telaio spaziale con giunto sferico saldato: i nodi sono sfere cave d'acciaio e i membri sono saldati alle sfere in loco. Ha un'elevata capacità di carico-e una forte adattabilità, adatta per ampie campate, carichi pesanti e complesse strutture a guscio spaziale curvo.
3. Telaio spaziale del nodo di intersezione (saldatura diretta dell'intersezione di tubi in acciaio): gli elementi vengono tagliati e saldati direttamente alle loro intersezioni, eliminando la necessità di giunti sferici. Ha un aspetto liscio e fa risparmiare acciaio, ma richiede un'altissima precisione nel taglio e nella saldatura. Spesso utilizzato in grandi strutture reticolari tubolari.
V. Classificazione per materiale utilizzato
1. Steel Space Frame: il mainstream assoluto, che utilizza acciaio strutturale al carbonio o acciaio strutturale a bassa-lega-acciaio ad alta resistenza. 2. Space frame in lega di alluminio: estremamente leggero, resistente alla corrosione-ed esteticamente gradevole, adatto per luoghi con requisiti speciali in termini di peso, resistenza alla corrosione o aspetto architettonico (come piscine, acquari e pensiline d'ingresso di edifici storici), ma il costo è elevato.
