Uzay çatı

Uzay çatı, mimarlık ve yapı mühendisliğinde bir uzay çerçevesidir. Uzay çatısı (3B kafes), geometrik bir desen ile birbirine kenetlenen desteklerden inşa edilen sert, hafif, kafes benzeri bir yapıdır. Uzay çatısı, birkaç iç destekle geniş alanlara yayılmak için kullanılmaktadır. Uzay çatının en önemli amaçlarından ilki geniş açıklıkları kolonsuz geçmekdir. Bu açıklıkları hafif bir taşıycı sistem ile geçebilmesi kullanıldığı alanlarda kolaylık sağlamaktadır. Uzay çatı sistemi düğüm noktalarından biribirine bağlanan doğrusal çubuklardan oluşan bir düzenektir.

Basitleştirilmiş yarım-sekiz yüzlü uzay çatı, mavi ile gösterilmektedir.

Mavi noktaya bir kuvvet uygulanırsa ve kırmızı çubuk mevcut değilse, yapının davranışı tamamen mavi noktanın bükülme sertliğine bağlıdır.Kırmızı çubuk mevcutsa ve mavi noktanın bükülme sertliği, kırmızı çubuğun katkıda bulunan sertliğine kıyasla ihmal edilebilir, sistem bir sertlik matrisi kullanılarak, açısal faktörleri ihmal ederek hesaplanabilir.

Tarihçesi

MERO

1898'den 1908'e kadar Alexander Graham Bell, dört yüzlü geometriye dayalı uzay çerçeveleri geliştirmiştir. Bell'in önceliği onları deniz ve havacılık mühendisliği için katı çerçeveler yapmak için kullanmaktı, dört yüzlü kafes onun icatlarından biridir. Dr. Ing. Max Mengeringhausen, 1943'te Almanya'da MERO (Geliştiren doktorun adının kısaltılması MEngeringhausen ROhrbauweise) adlı uzay ızgara sistemini geliştirdi ve böylece mimaride uzay kafeslerinin kullanımını başlatmıştır. Buckminster Fuller, mimari yapılara odaklanırken 1961'de sekizli makasın patentini almıştır.

Türler

Uzay çerçevesi anlamında, farklı olan üç sistem bulunmaktadır.

Eğrilik sınıflandırması

Boşluk düzlemi kapakları

Bu mekansal yapılar düzlemsel alt yapılardan oluşmaktadır. Davranışları, düzlemde sapmaların yatay çubuklardan kanallaştırıldığı ve kesme kuvvetlerinin köşegenler tarafından desteklenmesidir.

Namlu Tonoz

Bu tip tonoz, basit bir kemerin enine kesitine sahiptir. Genellikle bu tür boşluk çerçevesinin, desteğinin bir parçası olarak dört adet üçgensel yüzey modülleri veya piramitleri kullanılmamasıdır.

• Küresel kubbeler ve diğer bileşik eğrileri dört adet üçgensel yüzey modüllerin veya piramitlerin kullanımını ve ek destek gereklidir.

Eleman düzenlenme sınıflandırması

Tek Katmanlı Izgara

Tüm elemanlar, yüzeyde yaklaşık olarak bulunmaktadır.

Çift katmanlı ızgara

Elementler, birbirlerine paralel düzenlenir. Katmanların her biri, bir katmandaki düğümlerin çıkıntısının örtüşebileceği veya birbirine göre yerinden edilebileceği bir üçgen, kareler veya altıgenler bir kafes oluşturur. Çapraz çubuklar her iki katmanın düğümlerini uzayda farklı yönlerde bağlar. Bu tür ağlarda, elemanlar üç gruba bağlanır: Üst kordon, kordon ve kordon daha alçak köşegendir.

Üçlü katman ızgara

Elementler, köşegenlerle bağlantılı üç paralel katmana yerleştirilir. Neredeyse her zaman düzdür.

Uzay çerçeveleri olarak sınıflandırabilecek diğer örnekler bunlardır

Pileli Metalik Yapılar

Kalıp ve dökülen betonun sahip olduğu sorunları çözmeye çalışmak için ortaya çıkmıştır. Tipik olarak kaynaklı eklem ile prefabrik eklemleri artırabilir, bu da onları alan kafesleri yapan bir gerçektir.

Asma Kapaklar

Kablo Toyları, Omurga ve Katener Kemer Antifuniküler, Kuvvetleri teorik olarak başka bir alternatiften daha iyi kanal yapma kabiliyetlerini göstermektedir. Herhangi bir bitki kapağına kompozisyon ve uyarlanabilirlik için sonsuz bir olasılık yelpazesine sahiptir. Bununla birlikte, yüklü strandın (ideal olarak, ideal olarak şarj durumuna ideal olarak adapte olur) ve yayını beklenmedik streslere bükme riski, ön sıkıştırma öncesi ve öngerilim elemanları gerektiren sorunlardır. Çoğu durumda en ucuz ve kapaklı muhafazanın havalandırmasına en uygun olan teknik çözüm olma eğiliminde olmasına rağmen, titreşime karşı savunmasızdır.

Hava dolu boşluklu yapılar

Bu grupta basınçlı bir duruma maruz kalan kapatma membranları düşünülmektedir.

Uygulama alanları

• Endüstriyel binalar
• Fabrikalar
• Spor salonları
• Depolar
• Yüzme havuzları
• Konferans Salonları
• Sergi Merkezleri
• Stadyumlar
• Müze
• Alışveriş merkezleri
• Havaalanları
• Ahır

Yapı örnekleri

• Vodafone Park
• Medical Park Stadyumu
• Haydar Aliyev Uluslararası Havalimanı

Uçak

CAC CA-6 Wackett ve Yeoman YA-1 Cropmaster 250R uçağı, kabaca aynı kaynaklı çelik boru gövdesi çerçevesi kullanılarak inşa edilmiştir.

Yeoman YA-1 vs CA-6 Wackett frame

Araba

Uzay çerçeveleri bazen otomobil ve motosikletlerin şasi tasarımlarında kullanılır. Hem boşluk çerçevesinde hem de bir tüp çerçevesi kasasında, süspansiyon, motor ve gövde panelleri bir iskelet çerçevesine tutturulmuştur. Vücut panelleri çok az veya hiç yapısal fonksiyona sahip değildir. Buna karşılık, biryekpare veya kabuk gövde tasarımda, vücut yapının bir parçası olarak hizmet ediyordur. Tüp çerçevesi şasi öncesi uzay çerçevesi şasi ve önceki merdiven şasi sinin gelişimidir. Önceki açık kanal bölümlerinden ziyade tüpleri kullanmanın avantajı, burulma kuvvetlerine daha iyi dirençleridir. Bazı tüp şasileri, iki büyük çaplı boru ile yapılan bir merdiven kasasından, hatta bir omurga şasisi olarak tek bir tüpten daha fazladır. Birçok boru şasisi ek tüpler geliştirmiştir. Bu tüpler "uzay çerçeveleri" olarak nitelendirilse de, tasarımları nadiren doğru bir şekildedir. Gerçek uzay çerçevesinin ayrımı, her bir gerilimdeki tüm güçlerin gerilme veya sıkıştırma olması, asla bükülmemesidir.

İlk Gerçek Uzay Çerçevesi şasi, 1930'larda, Mimarlık veya Uçak Tasarımından Gerçek Uzay Çerçevesinin Teorisini Anlayan Buckminster Fuller ve William Bushnell Stout (Dimmaxion ve Stout Scarab) gibi tasarımcılar tarafından üretilmiştir.

Bir uzay çerçevesi denemek için ilk yarış arabası, 1946'da üretilen Cisitalia D46'siydir. Bu, her iki taraf boyunca iki küçük çaplı tüp kullanılmıştır. Ancak dikey daha küçük tüpler ile ayrılmıştır. Bu nedenle herhangi bir düzlemde köşegen yapı kullanılmamıştır. Bir yıl sonra Porsche, Type 360'larını cisitalia için tasarlamıştır.. Bu çapraz tüpler içerdiğinden, ilk gerçek uzay çerçevesi olarak kabul edilmiştir.

1959'daki Maserati Tipo 61'i (Birdcage) genellikle ilk olarak düşünülür, ancak 1949'da Dr. Robert Eberan-Eberhorst, Jowett Jüpiter'in o yıl Londra Motor Show'da sergilemiştir. Jowett, 1950 Le Mans 24 saat yarışını kazanmaya devam etmiştir. Daha sonra TVR 17 Mayıs 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi., küçük İngiliz otomobil üreticileri kavramı geliştirdi ve 1949'da ortaya çıkan çoklu tübüler bir kasa üzerinde bir alaşım gövdeli iki kişilik araç üretmişlerdir. Lotus'un Colin Chapman, 1952'de ilk 'üretim' arabasını, Mark VI'sini tanıtmıştır.

Motosikletler ve Bisikletler

İtalyan motosiklet üreticisi Ducati, modellerinde tüp çerçevesi şasiyi kapsamlı bir şekilde kullanıyordur.

Uzay çerçeveleri, Alex Moulton tarafından tasarlananlar bisikletlerde de kullanılmıştır.