Domos

Los domos son superficies que se curvan en dos direcciones. Los domos más comunes salen de una base circular, por ende, en Geométrica los llamamos "domos circulares" -aunque sus secciones en planos verticales no fuesen circulares. El término "domo circular" diferencía los domos de base circular, de domos que nacen con bases de otras formas, como los Freedome®.

Los domos circulares son superficies de revolución. Estas superficies son generadas al rotar una curva meridiana sobre un eje vertical. La curva meridiana es una mitad de la curva en la sección vertical, a través del centro del domo.

Meridiano

Meridian curve example

Las curvas meridianas son similares a las curvas de las secciones transversales de la bóvedas -- pueden ser optimizadas para ciertas cargas, o darles forma para "abrazar" cualquier gálibo. Por ejemplo, si hay grandes fuerzas en el ápice, una geometría aguda provee una pendiente positiva cerca del ápice, para resistir la carga; o en una aplicación de almacenamiento mediante equipo automatizado de apilamiento y reclamo de material, el meridiano puede empezar vertical, y luego convertirse en una pendiente suave, como en este domo que almacena azufre, de 133m.

Patrón

 Aunque las mallas cuadradas y las geometrías radiales (o sus combinaciones) son utilizadas ocasionalmente en domos, la geometría de la superficie del domo debería ser totalmente triangulada para desarrollar los beneficios completos de la acción tipo membrana. Un domo con patrones cuadrados sobre la superficie generalmente resultará en una solución más costosa. "Geodesic Dome" de R. Buckminster Fuller, probablemente sea la más famosa manera de subdividir una esfera en triángulos prácticamente iguales y equiláteros. Otras geometrías superficiales incluyen Lamella, Kiewitt, Schwedler y Lace™ (propia de Geométrica).

Lace™: Esta geometría es generada por una malla triangular uniforme, cortada en forma de dodecágono, y luego transformada para formar un círculo, que finalmente cubre una superficie en revolución. La geometría resultante es estructuralmente eficiente. También mantiene triángulos casi equiláteros, y tiene una base uniforme. Algunos de los domos más grandes del mundo, como el domo Ruwais de 133m en EAU, el domo San Cristobal de 142m en Bolivia, y el domo JEA de 122m en Florida, fueron construidos empleando geometría Lace™, o con una combinación de geometría Lamella y Lace.


Lamella: Los domos lamella son generados por anillos concéntricos, donde cada anillo subsecuente se rota medio módulo. Esto reduce la longitud de los tubos del anillo, mientras la geometría procede hasta el ápice. Cuando los tubos del anillo se hacen muy pequeños (usualmente al llegar a la mitad de la longitud del inicio) se baja la densidad de la malla en el siguiente anillo, conjugando cada dos barras en una sola. La separación entre anillos en domos Lamella se puede fijar de manera que cada anillo lo formen triángulos equiláteros. Así, como los tubos de cada anillo son iguales, el tiempo de fabricación es corto y el ensamble fácil. Los domos Lamella son hermosos y preferidos para aplicaciones arquitectónicas. Domos como el Hyatt Cancun y el Mustafa Center son ejemplos de geometría Lamella. 
  

Kiewitt: Los domos Kiewitt son generados mediante anillos concéntricos. La generación comienza desde la base con un número específico de divisiones, creando cada módulo en una longitud razonable. Los anillos subsecuentes reducen el número de divisiones por el número de segmentos en el domo. Generalmente el número de segmentos está entre 5 y 8. Como en los domos Lamella, los anillos Kiewitt horizontales proveen una revisión fácil durante la construcción, pero el patrón resulta en muchas partes diferentes. Los domos Kiewitt incluyen el domo Marchwood de 112m en el Reino Unido.


Geodesic: Un domo geodésico comienza con un poliedro regular (generalmente un icosaedro), y subdivide cada cara triangular para proyectar los nodos nuevos sobre la superficie de la esfera. Como en la geometría Lace, la geometría geodésica tiene triángulos casi equiláteros, pero la base del domo es generalmente no-uniforme, a menos de que el domo sea un hemisferio. Además, el patrón geodésico está limitado a domos esféricos.

Schwedler: Esta geometría es generada al trazar los principales miembros sobre los meridianos y anillos, y luego introducir diagonales para triangular los módulos rectangulares. Es fácil de generar, pero no muy eficiente. Los miembros diagonales son sustancialmente más largos que las barras de los meridianos o anillos, y por tanto deben ser más robustos para resistir las cargas de pandeo. Se encuentra su aplicación en domos de vidrio, como acristalamientos trapezoidales menos expansivos que triangulares. Para otros usos, esta geometría resultará en estructuras de 20 a 30% más pesadas que las geometrías alternativas.

Capas
 

Dependiendo del número de capas de elementos de cuerdas, los domos pueden ser de una capa, doble capa vierendeel, doble capa con diagonales, o de una capa con nervaduras:

Las geometrías de una capa se usan para extensiones moderadas, aplicaciones arquitectónicas, o para grandes claros cuando se usan con tubos ovalados o rectangulares.

Las geometrías Vierendeel se pueden usar para casi todos los domos circulares y Freedomes®. Estas son armaduras de doble capa con nodos paralelos en cada capa, conectados con miembros perpendiculares a la superficie del domo. La segunda capa incrementa la fuerza de flexión y la resistencia al pandeo sin introducir elementos de red innecesarios.

Las geometrías de doble capa con diagonales se utilizan cuando haya cargas amplias o concentradas, soportes de columna, o para grandes extensiones.

Las geometrías con nervaduras también se usan en domos. Son fáciles de instalar porque casi todo el trabajo de ensamble se puede hacer en el piso, y ser izado.

Los dos anteriores se pueden beneficiar de una mayor densidad de cuerda, donde no todos los nodos en la capa superior tienen diagonales.
 

El domo Marchwood es un ejemplo de un domo donde varias geometrías se combinan. Las geometrías acanaladas y sencillas se usan el los anillos de la parte inferior del domo, mientras que una geometría de doble capa se usa en las áreas principales.
 

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