Новости и блог
 

Купола

Купола - это конструкции, изгибающиеся в двух направлениях. Самые распространенные купола спроектированы на основе круглого основания и поэтому в Geometrica мы называем их "круглые купола", даже если их сечение не круглое. Таким образом, термин "круглый купол" отличает купола спроектированные на основе круговой базы от куполов Freedomes®, которые спроектированы на основе других форм.

 

Хотя база таких куполов круглая, они могут быть разнообразных форм и структур. Три основных геометрических параметра, которые определяют круглый купол - это меридиан, схема и слои.

Меридиан

Круглые купола - круговое покрытие. Эти поверхности проектируются посредством вращения кривой меридиана вокруг вертикальной оси. Кривая меридиан - одна половина кривой в вертикальном сечении через центр купола.

 

 

 

Кривые меридиана аналогичны кривым поперечного сечения сводов - они могут быть оптимизированы для определенных нагрузок или им может быть предана определенная форма, чтобы они могли "обнять" границу желаемого просвета. Например, если есть крутая вершина, то острая геометрия обеспечивает положительный наклон вблизи вершины, для противостояния нагрузке или, например, в планах строений, предназначенных для хранения с автоматизированными оборудованием укладчиков-регенераторов, меридиан может начинаться почти вертикально, а затем быстро перейти в более пологий склон, как в этом 133-метровом куполе-хранилище серы.
 

Схема

 

Хотя квадратная и лучевая геометрия (или их комбинации), иногда используются в куполах, внутренняя поверхность геометрии купола действительно должна быть полностью триангулированная для получения всех преимуществ такого покрытия. Купол с квадратной схемой обычно более дорогой в реализации. "Геодезический купол" Р. Бакминстера Фуллера (R. Buckminster Fuller's) возможно, самый известный способ разделить сферу на практически равные треугольники. Геометрия внутренней поверхности включает пластины, киевит (Kiewitt), шведлер (Schwedler) и личную геометрию Geometrica  Lace™ .

 

Lace™: эта геометрия спланирована  из однородной треугольной сетки обрезанной в форму двенадцатиугольника, растянутой до формы круга, и окончательно оформленной в поверхность вращения. В результате геометрия - структурно эффективна. Она также поддерживает почти-равносторонний треугольник и обладает равномерной базой. Некоторые из крупнейших куполов в мире, таких как: 133-метровый купол Руваис (Ruwais) в ОАЭ, 142-метровый купол Сан-Кристобаль (San Cristobal) в Боливии, а также 122-метровый купол Джеа (JEA) во Флориде строятся с геометрией Lace или в комбинации с геометрии пластин Lace.

​                                    ​​ 

 


Пластины: пластинчатые купола спроектированы с концентрическими кольцами, где каждое последующее кольцо обхватывает половину модуля. По мере приближения конструкции к вершине, длина кольцевых труб уменьшается. Когда трубы колец становятся слишком малы (обычно половина длины первого кольца), то они "консолидируются" к следующему кольцу, соединяя два отделения в один. Отделения между кольцами в пластинах куполов могут быть в форме равностороннего треугольника, формирующего каждое кольцо. Поскольку трубы в каждом кольце равны, то их быстро изготовить и легко собрать. Пластинчатые купола красивы и являются архитектурными фаворитами. При проектировании куполов, таких как Канкун Хаят (Cancun Hyatt) и Мустафа Центра (Mustafa Centre) использовалась геометрия пластин.
 
   

 

 

Киевит (Kiewitt): киевит (Kiewitt) купола также проектируются с концентрическими кольцами. Проектирование начинается от основания с определенным количеством отделений, для этого просчитываются модули подходящей длины. Затем последующие кольца умешают количество отделений на количество сегментов в куполе. Как правило, число сегментов находится между 5 и 8. Как и в пластинчатых куполах, горизонтальные кольца кивеит (Kiewitt) обеспечивают легкий контроль во время строительства, но в результате появляется много различных частей. Купол Kiewitt использовался при постройке 112-метрового купола Марчвуд (Marchwood) в Великобритании.

 
 

Геодезические: геодезический купол базируется на правильном многограннике (как правило, икосаэдра) и разделяет каждый треугольник, для того чтобы затем спроектировать новые узлы на поверхности сферы. Как и в геометрии Lace, геодезическая геометрия использует почти равносторонний треугольник, но основание купола, как правило, не равностороннее, за исключением если купол представляет собой полусферу. Кроме того, геодезическая схема ограничена сферическими куполами.

 

 

Шведлер (Schwedler): их геометрия образовывается путем выкладывания основных участков вдоль меридиан и колец, а затем введения диагоналей для деления прямоугольных модулей на треугольники. Проект легок в проектировке, но не очень эффективен. Диагональные участки существенно длиннее, чем кольцо или меридиан бруска, и, следовательно, должны быть более прочнымы, чтобы противостоять возрастанию нагрузки. Такие конструкции находят применение в куполах со стеклянным покрытием, так как трапециевидное остекление дешевле, чем треугольное. Для других целей эта геометрия проводит к утяжелению структуры на 20 - 30%, по сравнению с другими типами геометрических решений.

Слои

В зависимости от количества слоев связанных элементов, купола могут быть однослойными, двухслойными — вирендель (Vierendeel), двухслойной-балки или ребристые.
 
Однослойная геометрия слоя используется для средних пролетов и для архитектурных приложений.

Вирендель (Vierendeel) может быть использован для большинства круглых куполов и куполов свободной формы. Это двухслойные каркасы с параллельными узлами в каждом слое, которые соединены с другими участками перпендикулярно к поверхности купола. Второй слой увеличивает прочность на сгибе  и устойчивость конструкции без введения дополнительных элементов.

 

Двойной слой несущей конструкции используется при большой или концентрированной нагрузке, поддержке колонн или для очень длинных пролетов.

 

Ребристая геометрия также используется в куполах. Такие купола просты в установке, потому что большую часть монтажных работ можно сделать на земле, а затем поднять на необходимую высоту.

 

Для двухслойной балки и ребристой геометрии подходят увеличения плотности связки.
 
Марчвуд (Marchwood) купол - это  пример купола, где объединены различные типы конструкций. Ребристая и однослойная конструкции используются в нижних кольцах купола, а двойной слой используется в основных областях.