Koje su uobičajene klasifikacije prostornih okvira?
I. Klasifikacija prema obliku površine (najintuitivnija i najosnovnija klasifikacija)
Ovo je primarna klasifikacija koja određuje izgled i osnovna mehanička svojstva prostornog okvira.
1. Okvir ravnog prostora
Značajke: Svi članovi se nalaze unutar jedne ili više paralelnih ravnina, a oblik je ravan.
Naprezanje: Dvo-napregnuta prostorna pločasta struktura, koja uglavnom nosi vertikalna opterećenja.
Prednosti: Relativno jednostavan dizajn, izrada i konstrukcija; prikladan za razne planarne oblike (pravokutni, kružni, poligonalni).
Primjena: velika industrijska postrojenja, skladišta, čekaonice, više-funkcionalna sportska igrališta (krovovi koji pokrivaju natjecateljsku dvoranu).
2. Zakrivljeni prostorni okvir (svemirska školjka)
Značajke: Članovi tvore jednu ili više zakrivljenih ploha, jasnog prostornog oblika.
Prednosti: Bolja mehanička izvedba, što omogućuje veće raspone s manje materijala; bogate i estetski dopadljive arhitektonske forme.
Uobičajene vrste:
a. Cilindrična svemirska ljuska: jednosmjerna zakrivljena površina, poput cilindrične ljuske. Obično se koristi u peronima željezničkih stanica i hangarima za zrakoplove.
b. Sferična svemirska ljuska (kupola): dvostruko-zakrivljena sferna površina. To je najklasičniji i najučinkovitiji oblik svemirske školjke, pogodan za dvorane, planetarije i kazališta.
c. Hiperbolična paraboloidna svemirska ljuska (površina u obliku sedla-): oblik je dinamičan i ima dobru drenažnu izvedbu.
d. Površinska svemirska ljuska-slobodnog oblika: izvedena iz složenih arhitektonskih oblika, proizvod modernog parametarskog dizajna, s najvećim tehničkim poteškoćama.
II. Klasifikacija prema sastavu mreže (određuje unutarnji raspored članova)
Ovo je najosnovnija klasifikacija u ravnim prostornim okvirima, koja izravno utječe na performanse naprezanja i potrošnju čelika.
1. Sustav križnih rešetki
Sastavljen od ravnih rešetki koje se međusobno presijecaju.
2. Dvo-smjerno ortogonalno/koso: rešetke se sijeku okomito ili ukoso, prikladno za pravokutne ravnine.
3. Tro-sjecište: Sastavljeno od ravnih rešetki koje se sijeku pod kutom od 60 stupnjeva. Ravnomjernija raspodjela naprezanja, dobra krutost, prikladno za velike kružne i trokutaste ravnine-.
4. Četverostrani piramidalni sustav
Osnovna jedinica je obrnuta četverostrana-piramida. Ovo je trenutno najrašireniji i tehnički zreliji sustav ravnog prostora.
a. Ortogonalna četverostrana-piramida: četiri strane baze piramide paralelne su s granicama zgrade. Visoka krutost, ravnomjerna raspodjela naprezanja i manje vrsta elemenata. b. Nagnuta četverokutna piramida: četiri strane baze piramide su pod kutom od 45 stupnjeva u odnosu na granicu zgrade. To rezultira racionalnijom raspodjelom sile i štedi na čeliku, ali je obrada ruba nešto složenija.
c. Izdubljena-četverokutna piramida/četverokutna piramida u-obliku zvijezde: neki su članovi uklonjeni iz osnovnog oblika kako bi se stvorila bogatija mreža, prikladna za srednje raspone radi uštede na materijalu.
5. Sustav trokutaste piramide
Osnovna jedinica je trokutasta piramida. Nudi veću strukturnu visinu, maksimalnu prostornu krutost i optimalnu izvedbu-nosivosti, što ga čini prikladnim za velike raspone ili složene rasporede, ali konstrukcija čvorova je složenija.
III. Klasifikacija prema broju strukturnih slojeva
1. Dvo-slojni prostorni okvir: apsolutni mainstream. Sastoji se od gornjeg sloja strune, donjeg sloja strune i međusloja mrežnog člana. Ima širok raspon ekonomičnog raspona (30m-120m).
2. Triple-layer Space Frame: Adds an intermediate chord layer. Suitable for ultra-large spans (>100 m) ili velika opterećenja, značajno poboljšavajući stabilnost i smanjujući veličinu mreže, ali je konstrukcija čvora složena.
3. Jedno-slojni Space Shell: Nema web članova; zakrivljenu površinu čini jedno-slojna mreža. Ima lagan i estetski ugodan izgled, ali zahtijeva izuzetno visoku stabilnost i krute čvorne veze, te se često koristi za male do srednje raspone.
IV. Klasifikacija prema vrsti priključnog čvora (utječe na proizvodnju i ugradnju)
1. Prostorni okvir kuglastog zgloba s vijcima: Čvorovi su čelične kuglice spojene vijcima visoke čvrstoće-. Ima najviši stupanj montaže, najbržu montažu i jednostavan izgled. To je mainstream za ravne prostorne okvire.
2. Zavareni okvir prostora kugličnog zgloba: čvorovi su šuplje čelične kuglice, a članovi su zavareni na kuglice na-licu mjesta. Ima visok-kapacitet nosivosti i snažnu prilagodljivost, pogodan za velike raspone, teška opterećenja i složene zakrivljene strukture svemirske ljuske.
3. Prostorni okvir križnog čvora (izravno zavarivanje presjeka čeličnih cijevi): članovi se izravno režu i zavaruju na svojim sjecištima, čime se eliminira potreba za kuglastim zglobovima. Glatkog je izgleda i štedi na čeliku, ali zahtijeva izuzetno visoku preciznost pri rezanju i zavarivanju. Često se koristi u velikim cjevastim rešetkastim konstrukcijama.
V. Klasifikacija prema korištenom materijalu
1. Čelični prostorni okvir: Apsolutni mainstream, koji koristi ugljični konstrukcijski čelik ili nisko{1}}legirani čelik-čvrstoće. 2. Prostorni okvir od aluminijske legure: Izuzetno lagan, otporan-na koroziju i estetski ugodan, prikladan za lokacije s posebnim zahtjevima u pogledu težine, otpornosti na koroziju ili arhitektonskog izgleda (kao što je plivanje) bazeni, akvariji i nadstrešnice ulaza u znamenite zgrade), ali cijena je visoka.
