Po co budować kratownicę komórkową o kwadratowym przekroju zamiast trójkątnego?

Po pierwsze, schludny obraz z Wikipedii

kratowa wieża komórkowa o trójkątnym przekroju

Tutaj wieża komórkowa ma trzy pionowe (lub może nieco nachylone do wewnątrz) grubsze rury, które są umieszczone pod kątami trójkąta, a te trzy grubsze rury są połączone z wieloma cieńszymi rurami, co daje wieżę kratową o trójkątnym poziomym przekroju poprzecznym.

Oczywiście, aby tak się stało, potrzebujesz co najmniej trzech pionowych rur. Powyższy projekt o trójkątnym przekroju jest bardzo popularny.

Jednak czasami wieże komórkowe budowane są o kwadratowym przekroju - wykorzystują cztery pionowe rury umieszczone pod kątami kwadratu zamiast trzech rur. Wygląda jak marnotrawstwo stali i komplikacje projektowe - co może zrobić wieża o kwadratowym przekroju, czego nie może zrobić trójkątny przekrój?

Mogłem sobie wyobrazić, że była różnica, gdy wieża miała zauważalne obciążenie skoncentrowane w jednym kierunku. Pytam jednak o wieże komórkowe, które przewożą raczej lekki sprzęt i przede wszystkim muszą wytrzymać obciążenia wiatrem.

Dlaczego zamiast wież o przekroju trójkątnym stosuje się kwadratowe wieże komórkowe?

civil-engineering steel structures

— sharptooth
źródło

Nie lekceważ obciążenia wiatrem, zwłaszcza gdy wieża jest pokryta lodem, a przekrój wiatru jest znacznie więcej niż tylko gołymi metalowymi kawałkami.

— Olin Lathrop

@OlinLathrop Wiem, że obciążenie wiatrem może być poważnym problemem, ale jest równie prawdopodobne z każdej strony, więc przypuszczam, że wieża o trójkątnym przekroju poradzi sobie z nią tak dobrze, jak ta o kwadratowym przekroju.

— sharptooth

W rzeczywistości jest to jedna kwestia przekroju triagularnego. Różnica siły według kierunku różni się bardziej w zależności od trójkąta. Trójkąt musi być zbudowany w taki sposób, aby najsłabszy kierunek był w stanie poradzić sobie z maksymalnym obciążeniem projektowym, więc jest bardziej przebudowany w kierunku silniejszym niż przekroje o większej liczbie boków.

— Olin Lathrop

Masz rację, że trójkąt jest najbardziej wydajnym kształtem podstawowym. Gdy ogólny projekt będzie miał pewne ograniczenia, inne czynniki mogą mieć większy wpływ na ostateczny projekt.

Oto kilka uwag dotyczących projektu, które mogą sprawić, że kwadratowy przekrój będzie lepszy niż trójkątny:

Ograniczona powierzchnia gruntu - dla danego obszaru gruntu dostępna będzie większa ilość stali, a tym samym większa wytrzymałość, jeśli zostaną użyte 4 nogi zamiast 3. Zastosowanie 3 nóżek może wymagać odległości między każdą nogą, aby przekroczyć dostępną powierzchnię na ziemi.
Łatwość podłączania akcesoriów - Zwróć uwagę, jak dolny nadajnik na zdjęciu jest znacznie przekrzywiony w porównaniu do paska, do którego jest przymocowany. Dodanie innej strony do wieży może uczynić te połączenia bardziej kwadratowymi. Wpłynie to również na anteny na szczycie wieży. Przewidywane zastosowania wieży pomogą to ustalić.
Łatwość wykonywania połączeń krzyżulców - Każdy krzyżak musi być połączony z głównymi nogami wieży. Zazwyczaj w tej samej lokalizacji łączy się wiele nawiasów klamrowych. Przekrój wieży na kwadratowy pomoże wykonać te połączenia przy 90 stopniach, co może być łatwiejsze do zbudowania lub wytworzenia.
Kształt materiału zastosowanego na nogi - Nie wszystkie wieże używają okrągłych rur do pionowych nóg. W przypadku okrągłej rurki połączenie z nogą jest równie trudne w dowolnym kierunku. Jeśli używa się „L” lub kwadratowych kształtów, połączenia są znacznie łatwiejsze, jeśli wszystko jest kwadratowe.
Własne projekty - niektórzy producenci mogą budować tylko jeden kształt. Są przyzwyczajeni do projektu, który zazwyczaj wykonują.
Ciężar stali - Twój argument za tym, że przekroje trójkątne są najbardziej wydajne, zasadniczo dotyczy ciężaru stali. Rzeczywista waga materiału może nie być tak istotnym czynnikiem końcowego kosztu. Dodanie 25% do masy stali nie zwiększy ostatecznego kosztu wieży o 25%.

— Hazzey
źródło