Что такое космическая рамка?

Используемый главным образом в контексте строительства зданий и автомобилестроения, проектирование пространственного каркаса представляет собой технику для сборки конструкции с использованием каркасного подхода, в отличие от традиционной поэлементной или основанной конструкции. Преимущества конструкции пространственной рамы включают снижение веса, повышенную жесткость и большую долговечность по сравнению с обычными альтернативами. Хотя концепция восходит к 1900 году, космические кадры начали широко применяться на рубеже 21-го века.

Основное преимущество космических рам - их отличное соотношение прочности и веса - коренится, прежде всего, в естественной жесткости, предлагаемой угловыми конструкциями. Это понятие заимствовано у природы, так как, например, соты обладают огромной силой своей относительной массы. Александр Грэхем Белл был первым, кто попытался приспособить эту идею к искусственному строительству в 1900 году, особенно с целью создания более легких и более жестких летательных аппаратов. Хотя Белл в значительной степени потерпел неудачу в своем конкретном стремлении, другое великое имя в науке, Бакминстер Фуллер, взял корни теории космических каркасов и адаптировал их к проектированию зданий с гораздо большим успехом примерно в середине 20-го века.

В архитектуре космические каркасы чаще всего используются в больших крышах, хотя более экспериментальные здания, такие как геодезические купола, известные как Биосферы, расположенные в Оракуле, Аризона и Монреале, Квебек, построены полностью с использованием этой техники. Лучший способ думать о крыше с космическим каркасом - это расширенная версия портального крана с угловатыми перекрещивающимися стойками, идущими назад и вперед по горизонтальным балкам. Космические рамы, развернутые над футбольным полем или подобной планировкой типа арены, становятся экономически эффективным и более привлекательным решением по сравнению с использованием ряда опор или другой несущей техники. В дополнение к меньшему количеству необходимого материала, более простая конструкция требует меньшего количества труда и длится также дольше, с уменьшенной потребностью в текущем ремонте или обслуживании.

В автомобилестроении обрабатывающая промышленность обычно отбрасывает дизайн космической рамы в пользу монококового дизайна. Однако некоторые производители автомобилей высокого класса, в том числе Acura®, Audi® и Lamborghini®, все еще производят и разрабатывают новые автомобили с космическим каркасом. В автомобилях конструкция пространственной рамы состоит из размещения различных секций автомобиля на трубчатой ​​раме почти модульным образом. Это дает те же преимущества по сравнению с традиционным каркасным строительством, что и архитектура с пространственным каркасом по сравнению с традиционными зданиями. Monocoque остается в значительной степени школой дизайна автомобилей, однако, частично из-за соображений безопасности, которые не имеют отношения к архитектуре.