Ģeodēziskos kupolus 50. gados popularizēja Bukminstere Fullere. Kopš to ieviešanas ģeodēziskie kupoli ir būvēti daudzām vajadzībām, ieskaitot mājas, konteinerus un konstrukcijas kosmosam. Kupola nosaukums ir cēlies no struktūras akordiem, no kuriem veidojas lielas loka, kas pazīstams arī kā ģeodēzija. Kupola forma ir noderīga, jo tā ir aptuveni sfēriska un tai ir liels tilpums attiecībā pret tā virsmas laukumu. Turklāt struktūras akordi sadala slodzes pa iekšējo tilpumu, piemēram, kā apvalks. Ir daudz veidu ģeodēzisko sfēru, un katrai no tām ir unikālas ģeometriskās īpašības. Formulas lielākās daļas sfēru aprēķināšanai ir pārāk saistītas ar to iekļaušanu šeit, tāpēc, lai noteiktu konstrukcijas specifikācijas, izmantojiet sniegtās atsauces un resursus. Neskatoties uz to, zemāk ir doti divi ļoti populāri ģeodēzisko kupolu tipi.
Lietas, kas jums būs vajadzīgas
- Kalkulators
- Zīmulis
- Papīrs
- Balsa vai basswood nūjas
- Taisnas tapas
Plānošana un projektēšana
Nosakiet ģeodēziskā kupola mērķi un kāda izmēra kupolam vajadzētu būt. Tā kā kupola ir sfēriska, diametrs vai rādiuss ir piemērota metode, lai aprakstītu izmēru.
Pēc lieluma noteikšanas atrodiet vēlamo ģeodēziskā kupola veidu no norādēm un resursiem. Vienkāršības labad šeit aprakstīti divu veidu kupoli - ikosaedriskā un saīsinātā ikosaedriskā katedra. Abus tipus veido regulāri daudzstūri.
Ikozaedram ir 20 sejas, un to veido vienādmalu trīsstūri. Lai arī icosaedronu tas brīvi pielīdzina sfērai, to ir viegli uzbūvēt un tajā var iekļaut daudzas variācijas. Ikozaedriskā ģeodēziskā kupola no ikosaedra izlaiž 1, 5 vai 15 sejas, atkarībā no vēlamās formas.
Lai aprēķinātu horda garumu, nosakiet poliedrona maksimālo ārējo rādiusu vai minimālo iekšējo rādiusu. Maksimālais ārējais rādiuss norāda struktūras pēdas izmēru, bet minimālais iekšējais rādiuss apzīmē kupola izmantojamo tilpumu.
Maksimālajam ārējam rādiusam:
Akorda garums = maksimālais ārējais rādiuss / 0, 95106
Minimālajam interjera rādiusam:
Akorda garums = minimālais iekšējais rādiuss / 0.75576
Ikozaedriskajam ģeodēziskajam kupolam ir tikai viena akorda garums, tāpēc aprēķini ir pabeigti.
Pilnam ikosaedrim ir 20 sejas, 30 akordi un 12 virsotnes vai mezgli.
Ļoti populāra ģeodēziskā kupola forma ir saīsināts ikosaedriskais ģeodēziskais kupols. No sava nosaukuma izriet, ka šis ģeodēziskais kupola tips ir izveidots no modificēta ikosaedra. Atdalītam ikozaedrim ir 32 sejas, 90 akordi un 60 virsotnes vai mezgli. Atšķirībā no ikosaedra, nošķeltais ikosaedrs sastāv no divām formām - regulāriem sešstūriem un regulāriem piecstūriem.
Tāpat kā ikosaedriskā ģeodēziskā kupola gadījumā saīsinātā ikosaedriskā ģeodēziskā kupola horda garumu var atrast attiecībā pret rādiusu.
Akorda garums = maksimālais ārējais rādiuss / 2.47801
Minimālajam interjera rādiusam:
Akorda garums = minimālais iekšējais rādiuss / 2.42707
Lai arī nošķeltajam ikozaedrim ir tikai viena akorda garums, tiek ieteikts, ka parastie sešstūri un piecstūri ir trīsstūrveida. Vienkāršākais veids, kā to izdarīt, ir sešstūru un piecstūru konstruēšana ar vienādmalu trīsstūriem. Sešstūri neietekmēs vienādmalu trijstūru ieviešana, tomēr ar vienādmalu trijstūriem veidotie piecstūri paplašināsies trīsdimensijās, sadalot apkārtējās sfēras plakni. Ja tas nav vēlams, var ievadīt otru akorda garumu, lai pentagonu trīsstūrētu ar vienādsānu trijstūriem. Trijstūriem, kas nesadalīs piecstūra plakni, būs akorda garums:
Iekšējais Pentagona horda = Pentagona ārējais akords / 1.17557
Pretējā gadījumā horda garumi var tuvināt sfēras formu. Akordu garumi sešstūros un piecstūros būtu:
Iekšējā horda garums = ārējais rādiuss x [2 x grēks (loka leņķis / 2)]
Šī formula derēs akordiem ar jebkuru ģeodēzisko formu, kas tuvina sfēru.
Pēc akordu aprēķināšanas pārbaudiet aprēķinus, veicot ģeodēziskā kupola balsa vai basswood skalas modeli. Izmantojiet taisnas tapas virsotņu vai akordu krustojumos. Atcerieties, ka akordi ir aprēķināti kā līnijas bez izmēriem. Atrodiet savienojumu dziļumu no virsotnes un reiziniet šo dimensiju ar reizinājumu 2. Atņemiet to no aprēķinātā akorda garuma, un tas ir modelim sagrieztais mēroga garums.
