Le strutture a grande campata si riferiscono a edifici con campate superiori a 20 metri, dove la campata è la distanza tra i supporti, come la larghezza dell'edificio o la struttura del tetto. Questi edifici sono spesso definiti "a campata libera" o "a campata libera".
Che cosa è Clear Span?
La campata libera si riferisce a un progettazione strutturale in cui l'intero spazio tra i supporti rimane libero, eliminando la necessità di colonne interne o muri portanti. Questo approccio massimizza superficie calpestabile, rendendolo ideale per magazzini, hangar per aerei e arene sportive, dove lo spazio ininterrotto è fondamentale per la funzionalità. Travi reticolari in acciaio, telai rigidi e strutture a membrana tensionata sono comunemente utilizzati per ottenere campate libere, consentendo campate di 30 metri (100 piedi) o più in molte applicazioni.
Che cosa è Free Span?
La campata libera è strettamente correlata alla campata libera ma pone maggiore enfasi su la capacità di mantenere uno spazio aperto e ininterrotto su lunghe distanze. Viene frequentemente utilizzato in grandi impianti industriali, stadi e padiglioni fieristici, dove sono necessarie ampie aree libere da colonne per un movimento efficiente e flessibilità. Avanzato tecniche ingegneristiche, come tetti strallati, telai spaziali e travi in cemento armato precompresso, abilitare campate libere di oltre 100 metri (330 piedi), consentendo spazi ampi e multifunzionali senza limitazioni strutturali.
Quali sono i diversi tipi di strutture a lunga campata?
Le strutture a lunga campata sono disponibili in diverse forme, ciascuna adatta a diverse esigenze progettuali e prestazionali. Ecco le tipologie più comuni:
Le strutture a lunga campata sono disponibili in diverse forme, ciascuna adatta a diverse esigenze progettuali e prestazionali. Di seguito sono riportate le tipologie più comuni, inclusi i materiali, le applicazioni e le considerazioni costruttive:
1. Capriate
Una capriata è una struttura leggera e triangolare che distribuisce i carichi in modo efficiente, rendendola ideale per grandi campate e spesso utilizzata in edifici industriali e commerciali.
- Materiali: Acciaio, legno o cemento armato
- Casi d'uso: Ponti, coperture per palazzetti dello sport, magazzini
- Considerazioni sulla costruzione: Facili da realizzare e trasportare, richiedono però giunzioni precise. Le capriate sono convenienti per campate superiori a 30 metri.
- Vantaggi: Leggero, distribuzione efficiente del carico e versatile per vari tipi di campate.
2. Piatti piegati
Una piastra piegata è una superficie piana che viene piegata per creare un sistema strutturale rigido ed efficiente, comunemente utilizzato per spazi ampi e aperti.
- Materiali: Calcestruzzo o acciaio
- Casi d'uso: Coperture per grandi edifici commerciali, auditorium
- Considerazioni sulla costruzione: Richiede una fabbricazione accurata e punti di connessione robusti. Può essere complesso da progettare a causa della geometria di piegatura.
- Vantaggi: Offre sia rigidità strutturale che appeal estetico, in particolare per strutture industriali o commerciali.
3. Strutture a guscio
Le strutture a guscio sono costruzioni curve e sottili che offrono sia resistenza che un aspetto estetico gradevole, spesso utilizzate per spazi ampi e aperti.
- Materiali: Calcestruzzo, acciaio o materiali compositi
- Casi d'uso: Palazzi sportivi, padiglioni fieristici, aeroporti
- Considerazioni sulla costruzione: Difficile da progettare e costruire, richiede casseforme specializzate e competenze ingegneristiche.
- Vantaggi: Ideale per spazi ampi e aperti con supporto minimo, unisce resistenza ed eleganza visiva.
4. Cornici
I telai sono sistemi strutturali realizzati con travi e colonne interconnesse, che garantiscono versatilità e supporto per edifici di grandi dimensioni.
- Materiali: Acciaio, cemento
- Casi d'uso: Edifici alti, ponti, impianti industriali
- Considerazioni sulla costruzione: Relativamente facile da costruire e modificare, ma richiede un allineamento preciso delle connessioni per garantire la stabilità.
- Vantaggi: Altamente flessibile, facile da adattare a diverse tipologie di edifici e in grado di supportare ampie campate.
5. Strutture per tende
Le strutture a tenda sono sistemi leggeri, realizzati in tessuto, che sfruttano la tensione per coprire grandi distanze, ideali per applicazioni temporanee o semipermanenti.
- Materiali: Membrane in tessuto, cavi in acciaio
- Casi d'uso: Tende per eventi all'aperto, tetti di stadi, padiglioni espositivi
- Considerazioni sulla costruzione: Veloce da installare, ma potrebbe non essere adatto a edifici permanenti in climi rigidi. Richiede una manutenzione continua per prevenirne l'usura.
- Vantaggi: Leggero, conveniente e facilmente trasportabile per strutture temporanee.
6. Strutture di trazione
Le strutture di tensione sfruttano la tensione anziché la compressione e spesso utilizzano tessuti o membrane per creare spazi ampi e aperti.
- Materiali: Tessuto, cavi d'acciaio
- Casi d'uso: Stadi, pensiline, grandi sistemi di copertura
- Considerazioni sulla costruzione: Richiede un tensionamento accurato e una solida struttura portante. Ideale per strutture in cui sono richieste campate elevate e supporto minimo.
- Vantaggi: Leggero, conveniente e consente ampie campate aperte senza colonne interne.
7. Strutture spaziali
Le strutture spaziali sono strutture tridimensionali che offrono elevata ridondanza e supporto, rendendole ideali per grandi campate.
- Materiali: Acciaio, alluminio o materiali compositi
- Casi d'uso: Grandi tetti, edifici aerospaziali e industriali
- Considerazioni sulla costruzione: Altamente flessibile, anche se complesso da progettare e costruire a causa della geometria 3D.
- Vantaggi: Uso efficiente dei materiali, ottimo per coprire ampie aree con un minimo di materiale.
8. Strutture di cavi
Le strutture via cavo utilizzano cavi tesi per sostenere grandi campate, come spesso accade nei ponti strallati o nei grandi tetti.
- Materiali: Cavi d'acciaio, cemento armato
- Casi d'uso: Ponti, grandi tetti di stadi e alcune facciate di edifici
- Considerazioni sulla costruzione: Richiede un tensionamento preciso e un'attenta valutazione delle capacità di carico.
- Vantaggi: Efficiente per lunghe campate, soprattutto quando l'estetica e la costruzione leggera sono priorità fondamentali.
9. Strutture a membrana
Le strutture a membrana sono leggere e flessibili e vengono spesso utilizzate per grandi spazi aperti in cui è richiesto un supporto minimo.
- Materiali: Tessuto, materiali rivestiti in polimero
- Casi d'uso: Palazzi sportivi, sale espositive e strutture temporanee
- Considerazioni sulla costruzione: In genere è più facile e veloce da installare, ma potrebbe richiedere una manutenzione frequente a causa dell'usura dovuta all'esposizione ambientale.
- Vantaggi: Altamente flessibile, facile da montare e ideale per applicazioni temporanee o leggere su lunghe campate.
10. Strutture ibride
Le strutture ibride combinano materiali e sistemi diversi per ottimizzare le prestazioni e l'efficienza per applicazioni specifiche.
- Materiali: Un mix di acciaio, cemento, tessuto e altro ancora
- Casi d'uso: Edifici complessi come aeroporti, musei o complessi sportivi polivalenti
- Considerazioni sulla costruzione: Richiede un attento coordinamento tra diversi materiali e sistemi per garantire l'integrità strutturale.
- Vantaggi: Offre il meglio di più mondi, ottimizzando resistenza, costi e flessibilità.
11. Tetti convertibili
I tetti convertibili sono progettati per aprirsi e chiudersi, offrendo flessibilità per stadi e arene.
- Materiali: Acciaio, tessuto o una combinazione di entrambi
- Casi d'uso: Stadi, arene e grandi spazi per eventi
- Considerazioni sulla costruzione: Richiede sistemi meccanici avanzati per l'apertura/chiusura e deve resistere alle condizioni atmosferiche.
- Vantaggi: Consente flessibilità d'uso, migliorando la funzionalità dell'edificio.
Queste diverse forme strutturali aiutano architetti e ingegneri a creare ampi spazi aperti, garantendo al contempo efficienza, stabilità e appeal estetico in varie applicazioni.
Sistemi strutturali a lunga campata
Nella progettazione di strutture a lunga campata, la scelta tra Senso Unico E sistemi bidirezionali è fondamentale. Entrambi hanno i loro punti di forza unici e sono adatti a diverse applicazioni.
Sistema strutturale unidirezionale
UN sistema strutturale unidirezionale è progettato per si estende per oltre 60 piedi dove il carico viene trasportato principalmente in una direzione. Utilizza elementi lineari (travi o travicelli) per trasferire il carico alle travi o ai supporti primari.
Sistema strutturale bidirezionale
UN sistema strutturale bidirezionale distribuisce i carichi in direzioni multiple, rendendolo efficiente per spazi quadrati o quasi quadratiQuesto sistema è spesso utilizzato dove distribuzione uniforme del carico è necessario.
La tabella seguente fornisce un confronto più dettagliato tra sistemi unidirezionali e bidirezionali:
| Tipo di sistema | Sistema strutturale unidirezionale | Sistema strutturale bidirezionale |
| Uso ideale | Grandi campate di oltre 60 piedi, campate di intelaiatura rettangolari | Spazi ampi e aperti con distribuzione uniforme del carico |
| Vantaggi principali | Basso costo, facile da costruire, efficiente per grandi campate | Elevata ridondanza, distribuzione uniforme dei carichi, stabile |
| Svantaggi principali | Mancanza di ridondanza, suscettibile alle variazioni di temperatura, potenziale di ristagno | Costi più elevati, costruzione complessa, richiede una pianificazione dettagliata |
| Considerazioni sulla costruzione | Stabilità durante la costruzione, connessioni forti, movimento della temperatura | Pianificazione più dettagliata, elevata durabilità, progettazione del telaio spaziale |
| Applicazioni | Magazzini, ponti, coperture per grandi edifici | Edifici pubblici, grandi padiglioni, progetti industriali |
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