Marco espacial
En arquitectura e ingeniería estructural , un marco espacial o estructura espacial (truss 3D) es una estructura rígida, liviana, similar a un truss construida a partir de puntales entrelazados en un patrón geométrico . Los marcos espaciales se pueden usar para abarcar áreas grandes con pocos soportes interiores. Al igual que la armadura , una estructura espacial es fuerte debido a la rigidez inherente del triángulo; Las cargas de flexión ( momentos de flexión ) se transmiten como cargas de tensión y compresión a lo largo de cada puntal.
Alexander Graham Bell de 1898 a 1908 desarrolló marcos espaciales basados en geometría tetraédrica. [1] [2] El interés de Bell estaba principalmente en usarlos para fabricar marcos rígidos para la ingeniería náutica y aeronáutica, siendo la armadura tetraédrica uno de sus inventos. Dra. Ing. Max Mengeringhausen desarrolló el sistema de cuadrícula espacial llamado MERO (acrónimo de ME ngeringhausen RO hrbauweise ) en 1943 en Alemania, iniciando así el uso de vigas espaciales en arquitectura. [3]El método comúnmente utilizado, todavía en uso, tiene miembros tubulares individuales conectados en las juntas de los nodos (en forma de bola) y variaciones tales como el sistema de cubierta espacial, el sistema de armadura de octeto y el sistema cúbico. Stéphane de Chateau en Francia inventó el sistema SDC tridireccional (1957), el sistema Unibat (1959), Pyramitec (1960). [4] [5] Se desarrolló un método de soportes de árboles para reemplazar las columnas individuales. [6] Buckminster Fuller patentó la armadura de octeto en 1961 [7] mientras se centraba en las estructuras arquitectónicas .
Los marcos espaciales generalmente se diseñan utilizando una matriz de rigidez . La característica especial de la matriz de rigidez en un marco espacial arquitectónico es la independencia de los factores angulares. Si las uniones son lo suficientemente rígidas, las deflexiones angulares pueden despreciarse, simplificando los cálculos.
La forma más simple de estructura espacial es una losa horizontal de pirámides cuadradas entrelazadas y tetraedros construidos con puntales de aluminio o acero tubular. En muchos sentidos, esto se parece a la pluma horizontal de una grúa torre repetida muchas veces para ensancharla. Una forma más fuerte se compone de tetraedros entrelazados en los que todos los puntales tienen una unidad de longitud. Más técnicamente, esto se denomina matriz vectorial isotrópica o, en una sola unidad de ancho, una armadura de octeto. Las variaciones más complejas cambian las longitudes de los puntales para curvar la estructura general o pueden incorporar otras formas geométricas.
Los marcos espaciales son una característica común en la construcción de edificios modernos; a menudo se encuentran en grandes vanos de techo en edificios comerciales e industriales modernistas .
Los grandes escenarios portátiles y los pórticos de iluminación también se construyen con frecuencia a partir de marcos espaciales y armazones de octetos.
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