Por que construir uma torre de treliça celular com seção transversal quadrada em vez de seção triangular?

Primeiro, uma imagem elegante da Wikipedia

torre de células treliçadas com seção triangular

Aqui a torre de células possui três tubos verticais (ou talvez levemente inclinados para o interior) que estão localizados nos ângulos de um triângulo e esses três tubos mais grossos são interconectados com vários tubos mais finos e isso gera uma torre de treliça com seção transversal horizontal triangular.

Claramente, você precisa de pelo menos três tubos verticais para fazer isso acontecer. O design acima com seção transversal triangular é muito popular.

No entanto, às vezes as torres de células são construídas com seção transversal quadrada - elas usam quatro tubos verticais localizados nos ângulos de um quadrado em vez de três tubos. Parece desperdício de aço e complicação de projeto - o que uma torre com seção quadrada faz o que uma torre com seção triangular não pode?

Eu poderia imaginar que havia uma diferença quando uma torre tinha uma carga notável concentrada em uma direção. No entanto, estou perguntando sobre torres de celular que transportam equipamentos bastante leves e, principalmente, precisam suportar cargas de vento.

Por que as torres de células de seção transversal quadrada são usadas em vez das torres de seção transversal triangular?

civil-engineering steel structures

— dente afiado
fonte

Não subestime a carga do vento, especialmente quando a torre está coberta de gelo e a passagem do vento é significativamente mais do que apenas as peças de metal vazias.

— precisa

@OlinLathrop Eu sei que a carga de vento pode ser um problema sério, mas é igualmente provável de qualquer lado, então meu palpite é que uma torre com seção triangular pode lidar com isso tão bem quanto uma com seção quadrada.

— sharptooth

Na verdade, essa é uma questão de cruzamento triagular. A diferença de força por direção varia mais com um triângulo. O triângulo deve ser construído com a direção mais fraca, capaz de suportar a carga máxima de projeto; portanto, é mais sobreposto na direção mais forte do que cruzamentos com mais lados.

— precisa

Você está certo de que um triângulo é a forma básica mais eficiente. Uma vez que o design geral apresenta algumas restrições, outros fatores podem influenciar mais o design final.

Aqui estão algumas das considerações de design que podem tornar uma seção transversal quadrada preferível a uma triangular:

Área limitada do solo - Para uma determinada área do solo, mais aço e, portanto, mais força estarão disponíveis se forem usadas 4 pernas em vez de 3. O uso de 3 pernas pode exigir que a distância entre cada perna exceda a área disponível no chão.
Facilidade de conexão dos acessórios - Observe como o transmissor inferior na sua imagem está bastante distorcido em comparação com a barra à qual está conectada. Adicionar outro lado à torre pode tornar essas conexões mais quadradas. Isso também afetará as antenas no topo da torre. Os usos previstos da torre ajudarão a determinar isso.
Facilidade de fazer conexões entre chaves - Cada uma das chaves precisa ser conectada às pernas principais da torre. Normalmente, existem várias chaves conectando no mesmo local. Tornar a seção transversal da torre quadrada ajudará a fazer essas conexões a 90 graus, o que pode ser mais fácil de construir ou fabricar.
Forma do material usado para as pernas - Nem todas as torres usam tubos redondos para as pernas verticais. Com um tubo redondo, a conexão com a perna é igualmente difícil em qualquer direção. Se forem usadas formas "L" ou quadradas, as conexões serão muito mais fáceis se tudo for quadrado.
Projetos proprietários - Alguns fabricantes podem criar apenas uma forma ou outra. Eles estão acostumados ao design que normalmente fazem.
Peso do aço - Seu argumento para que as seções transversais triangulares sejam as mais eficientes é basicamente uma consideração do peso do aço. O peso real do material pode não ser um fator tão grande no custo final. Adicionar 25% ao peso do aço não aumentará o custo final da torre em 25%.

— hazzey
fonte