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如何建立一个Geodesic Dome,概述和介绍在简单的单词中,在简单的单词中,除了研究案例并使用这种结构设计研究中心

Maryam Ghorbananzadeh.1*

1伊朗Bojnord大学艺术学院建筑系。

DOI:http://dx.doi.org/10.12944/cwe.11.special-issue1.08.

测地线圆顶是一种由五种柏拉图几何体构成的球面结构,虽然圆顶的几何结构很复杂,但它们具有快速和简单的构造方法。在本文中,我们用一个简单的词来描述如何建造一个简单的圆顶测地线,即在任何空间和任何材料都有可能保持它的可能性。在本文的结尾处,作者设计了本卷的一个研究中心,并使用了文中描述的制造方法。


球型屋顶;快速施工方法;功能;案例研究

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如何建立一个测地线圆顶概述和介绍在一个简单的词,加上缀一个案例和设计一个研究中心的测地线圆顶。2016年Curr World Environ的特别问题; 11(特别问题1(2016)。DOI:http://dx.doi.org/10.12944/cwe.11.special-issue1.08.

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如何建立一个测地线圆顶概述和介绍在一个简单的词,加上缀一个案例和设计一个研究中心的测地线圆顶。《Curr World Environ 2016》第11期(2016年第1期)。可以从://www.a-i-l-s-a.com?p=928/


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收到: 2016-07-18
公认: 2016-08-15

介绍

测地线圆顶是一种空间结构,看起来像一个球或球体的一部分。这个仪器由三角形网格构成,最终形成一个球面。三角形的数量越多,球形圆顶的形状就越好。(Urner, 2016)三角形的硬度和稳定性的使用将导致穹顶的强度和各部分的整合将力扩散到整个球体,所以最终的网格穹顶是一个高效的结构。

在测地圆顶中,基于5塔尔连接固体形成,主要使用ICOSaheDron。

测地圆顶在内部的内部具有最高的比例空间,因此具有热损失的最小水平,并且在这种结构中,所有结构部件均匀扩散。

在测地圆顶中存在不同的三角形三角形,其取决于三角形的所有顶点的多面下部的分割频率大约在球体上。测地圆顶的横截面几乎是一个大圈子。

牛犊富勒被称为测地穹顶的发明者。

在图片中,提出了构建测地圆顶的阶段,我们继续制作它的制作。

由于材料的使用最小,因此与薄层相比,测地圆顶的结构具有高效的结构。

快速简便地安装和拆卸结构,并且由于它们的形状,它们的形状与静止的高风相牢固。由于圆顶的结构优势及其上诉形式,如果我们熟悉该技术,制造和安装这些结构,他们今天可以非常有用。本文为非专家提供了一般介绍了圆顶,并以简单的方式描述其安装。在最终作家,提供了根据此结构的项目。

本文的头条新闻如下:

  1. 介绍
  2. 历史
  3. 测地圆顶优势
  4. 力是如何在穹顶中传递的?
  5. 我们如何构建一个测地圆顶?
  6. 案例研究:Eden项目英国花园
  7. 设计一个具有网格圆顶的研究中心


结论

测地圆顶的历史


由沃尔特·布尔斯(Walter Bars)设计的第一个圆顶是由Walter Bars Feld设计的,它是为了容纳一个天文馆投影仪,这种设计是由Wydmann&Dykerhoff在德国的Zeiss厂屋顶进行的,它于1922年开幕。差不多30年后,1954年,Buckminster Fuller1,美国地质唯物主义提出了圆顶看似独立的想法,称为“Geodesic Dome”。

然而,在许多书中,他被称为测地圆顶的发明者。He first designed this dome, 17 meters high, for DOD at elevations that its wind speed reaches 360 kilometers per second, accessing to this technology which was during the Cold War led to president Nixon’s claim that: “We can create a roof on all American cities”.

在富勒的时间内完成这些结构完成,例如1800人的音乐厅建在48小时内!

Geodesic Dome的发明是由咖啡馆更富勒斯,近20年来建立了近20年的努力,本发明是他对能量和力的原则的辉煌显示,实际上,本发明可以解决建筑物中的许多问题。

魅力和施工速度是发展这些结构的原因。(GHORBANZADEH,2008)

测地线穹顶的优势

圆顶是一种非常坚固的结构,实际上随着它们变大,它们会变得更坚固,这与通常在建筑中发生的情况相反。(维基百科,2015)

Geodesic Domes主要结构可以在几小时而不是几个月或多年的和轻质零件中安装的主要结构非常快,可由小螺钉安装,大型圆顶50米,具有最小材料,可以使用最少的车间构建设备如起重机,除了这些圆顶外,还有空气动力学形式,可以承受非常强大的风。没有证据证明这些结构的问题也没有造成的风,风和台风造成的圆顶,这些圆顶以良好的方式设计。(Baldwin,2015)

如果我们使用透明封面,可以使用太阳的能量。

否则地震​​永远不会造成损坏结构,除非地球分手吞下整个建筑物!或者圆顶开始从南极圆顶等较低层分开的部分。

测地圆顶的主要优点是它们的曲率,其允许它们在单层中的可持续性,以覆盖具有非常薄层的大型位置。

图1:组合六边形来构建测地圆顶



图1:组合六边形来构建测地圆顶
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图2:如何用结合六边形和五角大楼构建测地圆顶



图2:如何建立一个测地圆顶
结合六边形和五边形

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图3:Geodesic Dome`s副本的图片,作者



图3.:网格圆顶复制品的图片,作者
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今天有这些结构中使用铝的辩论,这会产生对酸性环境的抗性,而这种酸性环境也将是不锈钢结构,而其低重量是翻倍的。(GHORBANZADEH,2008)

如今,许多公司出售圆顶安装的地图和材料,以便买家可以自己建造圆顶。(维基百科,2015)

实际上,测地圆顶是这个口号的象征“更少”,咖啡馆本人自己应用了“epherication”一词。(Baldwin,2015)

最后,我们应该提到,虽然测地圆顶结构是有利可图的结构,但它们也是巨大的建筑吸引力。

一般来说,测地线结构有以下优点:

  1. 由于工厂制造的速度和准确性
  2. 能够拆卸和重新安装
  3. 能够修理和轻松维护
  4. 独立于安装到天气条件
  5. 能够以不同的颜色运行
  6. 展览中的可用性 - 展示 -
  7. 耐腐蚀性
  8. 经济上可接受的-最低限度使用分期付款-
  9. 太阳能的可用性
  10. 能够覆盖最小厚度的大跨度


如何转移力量

测地圆顶是一种球形空间框架结构,该载荷被传递以通过在球面圆顶上的线性部件保持,并且所有部件都在相等的张力(拉动或压力)下[5]

位于在球体上的均匀负载下的半球形圆顶顶部的所有部件都在压力下,所有较低部件都在张力下,并且所有近垂直部件都在压力下。

Geodesic Dome不必是一个完美的球体,它可以是球体,半球或球体的一小部分的巨大部分。(GHORBANZADEH,2008)

如果测地线圆顶是一个半球,它大大减少了几乎等于零的浮力,因为轴承是相互放置的。

如果Geodesic Dome是球体的1/4(四分之一),则在这种情况下,脚圆顶依靠5点,在这种情况下,高浮力力将朝向外部。

如果Geodesic Dome是球体的3/4(四分之三),它仍然有5个点可以依赖于和浮力的力量向内并且也很激烈。(GHORBANZADEH,2008)

在结构建造方面,测地线圆顶远远超出了传统的建造方法(垂直梁和柱)。传统的构造方法非常低效,因为高材料,高体积和低静态使用。

我们如何制作一个测地圆顶?

为了形成一个由不同部分组成的规则化合物,并且为了保持它们的顶点在一个球体上(不是每种形状都可以使用),测地线圆顶由五个柏拉图式大小的单一形状组成:三角形或三维,立方体或四维,八角形或8维,十二面或12维,20面或20维。(摩尔,2008)

在该4卷中,所有多边形都是常规的,并且所有边相同,尺寸的数量等于顶点的数量。

最着名的测地圆顶形式是通过划分二十类体积的重复三元组​​而制成的足球。

然后我们试图用一个非常简单的材料和一点芦苇,粘合剂构建一个真正简单的测地圆顶。(Jonathan,2015)为此目的,使用浅竹子,您仍然可以使用它来在花园中居住。这种结构很轻,因此您甚至可以将其教授给您的孩子,以便在一小时内拥有它。

结构是爬成形的,这意味着它从底部到顶部排列,从地面生长,需要长度为约4英尺(约121cm)的大约35块竹子,以用红色条纹标记,并有助于建立圆顶。

小稻草约3英尺,6英寸(约106厘米)长,标有蓝色吧。(在印刷图片中,它们是黑色和白色的,蓝色罐头的颜色更强,而不是红色手杖)

图4:您可以使用花园中的一些吸管(Jonathan,2015)建立一个测地圆顶



图4.你可以用一些地构建一个测地圆顶
在你的花园里的吸管(Jonathan,2015)

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图5:上面的测地圆顶形式的图片(Jonathan,2015)



图5.测地圆顶形式的图片
以上,(Jonathan,2015)

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图6:本文提交的项目的复制品,作者



图6.呈现的项目的复制品
在本文,作者

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值得注意的是,建筑物结构可以更大或更小,但重要的是要注意,小部分的尺寸大约比大部件更大的11%。

因为结构依赖于其部件,所以几乎所有部件都有0。5英寸(1.3厘米)的厚度。

建造圆顶非常简单,形状很简单,所以建造圆顶会很容易,尽管这并不意味着建造圆顶会很容易。

下图显示了该平面圆顶中红色和蓝色稻草的位置,(在黑白打印中,蓝色手杖的颜色比红色手杖的颜色更强)

第1步:你要做的第一件事就是把10标为红色循环的稻草彼此相邻并将它们联系在一起。

第2步:这个阶段是你建造第一个三角形的时候这将使测地灭绝,以这种方式,在一对吸管的10个秸秆中的每一个结束时,吸管匹配在一起,使它们是红色和蓝色的另一个。从地面没有需要高度。

第3步:在这个阶段,将三角形连接顶点高从地面级别,使用蓝吸管。

第四步:在这个第二步的这个阶段三角形连接在一起。这样做是,如果你从上面看厄运,应该看到一个红星。支持性吸管是蓝色的,星吸管是红色的。

第5步:在这一阶段,圆丘近似开始塑造形状,在本节上,您将制作一个用红色吸管的5个形状,共同构建明星的顶点。

第6步:辉煌!高蓝色的屋顶安装,以用圆中心的蓝色吸管将它们连接在一起,吸管用来连接5条边的顶点。

这种方法在六个阶段实施,已经创造了一个有趣和美观的结构,大圆顶的美丽是当部件正确安装时,创建了刚性和强大的结构。

最后阶段覆盖圆顶,可以用箔进行,使用铝板的重量较轻,并且另外使用诸如ETFE(乙烯四氟乙烯,乙烯)的聚合物涂层,这是防水和轻质的。(GHORBANZADEH,2008)

图7:用红色吸管创建外圈



图7.用红色吸管创造外圈
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图8:建立三角形的第一部分



图8.建立三角形的第一部分
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图9:连接三角形的顶点



图9:连接三角形的顶点
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图10:创建上部三角形



图10:创建上部三角形
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图11:在上三角形上创建五边形



图11:在上三角形上创建五边形
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图12:制作天花板



图12:使天花板
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图13:如何用铝箔覆盖结构



图13:如何用铝箔覆盖结构
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1.项目名称:伊甸园项目地点:英国康沃尔郡
完成日期:2001
尺寸:23000平方米(247480平方英尺)
结构工程师:安东尼狩猎的工程师
服务工程师:ARUP
成本顾问:戴维斯兰顿和珠穆朗玛峰
Prime承包商:Mcalpine合资景观建筑:土地利用顾问(格里姆绍,2015)

伊甸园项目,是展示世界植物多样性的展览。它是一个测地圆顶结构。

该项目是一个最新的地方为这一目的,在形状和形式在过去一千年似乎非常创新。

该项目是世界上最大的温室和植物储藏室,也是以最清晰、最美丽同时也是最经济的方式建造的。

Nicholas Grimshaw和合作伙伴公司于1996年谈判在1996年在Waterloo国际终端项目设计中获得的声誉。它也是通过格里姆肖所做的。

在原型设计的螺旋和不对称形状的滑铁卢光束的灵感是有用的财政委员会千年。

However, during the detailed design had undertaken some little changes, due to uneven seabed pits (which was still like a mine in the early stages of designing the project and was not subjected to significant changes) couldn‘t easily adapt to different arcs, and the diverse span. Now that the project is completed, in terms of image and dreams of geodesic dome inventor Buckminster Fuller this project will offer maximum capacity on the ground surface that is really minimal.

外观上的球体是随机排列的七个网格穹顶,内部连接在地面上,它们覆盖了约2.2公顷的场地。

这些球具有不同的半径,对于具有不同高度的植物寿命,从18至65米的植物的寿命有用。

表格遵循职能,一个有形表达雇主的通用目的,以全球展示人类的生命依赖于植物。

事实上,这些球体实际上是一种动作,用于展示从构造视点的空间和建筑材料的高效率,它们中的每一个是两层空间框架,第一层是壳牌ICOSAHEDRAL Geodesic,该ID由6个角模块制成可变大小在5到11米之间。

每个模块由6根直压管组成,直压管外形光滑,体积较小,便于携带。这使得地面上的任何六面安装都可以放置在原来的位置,并且可以很容易地通过接头(节点)连接到六面周围。

顶层可安装到第二层,对角构件为圆形空心截面。

Shell行为和三维空间交叉圆顶保证该结构的静态行为。这种行为是由上层和下层铰链彼此铰链,即这些部件固定到球体周围的钢筋混凝土基础上,然后它将到达后层。

球体基础(测地线圆顶)是一个钢筋混凝土围绕球体,并到达基础的后墙。

该基金会宽约2米,厚5.1米,长约858米。

太阳的运动已经确定了这些球体的确切位置,它显示了一种高级技术,其中结构将是被动太阳能的主要受益者。

该项目的建筑师利用四氟乙烯将太阳能开发成球体。ETFE在广谱阳光下是完全透明的,被认为是一种非常轻的材料,用于结构和建筑,设计相当小,同时非常方便。

乙烯四氟乙烯的特征

乙烯:
  • 亮度(它是玻璃相同负载的1%)
  • 对紫外线辐射的高透明度
  • 避免阳光侵蚀
  • 灰尘的驱动力
  • 高隔离特性的玻璃
  • 可回收性
  • 能够加载其自身重量的400次


通过这种覆盖范围,我们可以确保最多的一天光线通过球体覆盖并喂养植物寿命。由于每帧覆盖在6侧三层中,因此可以保持球体的热量。

ETFE的死载是每块玻璃的1%的载荷的尺寸较小,而且它也很强,抗静电和可回收的,所以作为能量意识的球体目标的有形例子是现实。(休,2003)

阶段是2000年5月15日签订的游客中心的项目之一,截至2001年1月7日的491人213人差点,2001年3月17日,该网站的每年估计的总年度估计数为本2001年3月从项目诞生中,约有119亿人访问了它。

图14:植物伊甸园



图14:植物伊甸园
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图15:伊甸园中八个测地圆屋顶的几何形状



图15:伊甸园八个测地圆顶的几何
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图16:连接支持面板




图16:连接支持板
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图17:髓质的稳定性



图17:髓质的稳定性
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图18:现场工作设备



图18:现场工作设备
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图19:在球体内,热带温室



图19:在球体内部,热带温室
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图20:建筑物的盖子是乙烯四氟乙烯,乙烯



图20:建筑物的封面是
乙烯四氟乙烯,乙烯

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设计具有测地结构的研究中心

该项目由作者在设计技术(3)本科高级技术建筑学院德黑兰大学美术学院提交。在本工程的结构设计中,采用了测地线穹窿。

圆顶的施工方法在用几何足球之类的情况下解释。

圆顶依靠其4.3和5点,这五点坐在混凝土环上,然后将负载传递到地面,如下图所示。如上所述,作为环本身的4/3的测地圆顶结构的体积位于钢筋混凝土的环上,85cm的混凝土柱有助于环将负载传递给基础。地板采用一些混凝土板制成,具有混凝土柱的合作,将其负荷携带到基础。

该设计的主要思想是根据课程的主要目标进行,重点是该领域的可持续建筑。在设计方面,我们的普遍性地考虑到更详细,并且我们也关心建筑的潜力能够被用作建筑物的真实结构。

自该地球和可持续建筑的主要目标是基础思想的基础是基于地球的体积,这是一个石墨圆顶,即其所有零件的4/3(四分之三),最好的答案是概念2。

综合体内部空间:

设计内部基于物理计划提出,因为该综合体的参观者设定为三个社会阶级,内部空间按公共私营组织:

  • 一般年龄和社会阶层公共访客的底楼和地下室
  • 第一层和第二层专业爱好者
  • 新建技术专家的第三和第四层


当然,对于普通人公共设施通过玻璃电梯来到楼层,到达圆顶的最后一层(专家)提供给公众,并且由于证据证明,这不会对此产生任何干扰专家和专业人士的工作(注意四楼计划,公共空间与私人空间的无声的隔离分离)

我们在复杂内部考虑了一个全面的空隙,基于建筑原则,在这个地方考虑​​了绿色部分。

地面在1.5米左右的角落开放,允许自然通风和热交换,并使更多的空气符合可持续建筑的原则,充分和协调。

地下室空间有大堂,咖啡店和坐姿,以及圆形剧场,也是他们在礼堂的地方。这些设计使它们在视觉效果方面接受自然光线和原始体积的空调,乘以。

安装:在加热和冷却装置的情况下,地下室有一个足够大的厂房,为了方便运输设备,我们注意了场地的入口。由于我们考虑过二层和四楼的综合建筑的管道位于房间较远的地方,因此预计会有一个管道作为必要的交叉通道。虽然该设施的假天花板被认为是管道的关键,当然,假天花板与原始平面和空间几何形状设置相当相同的设计,以不损害整体空间和秩序。

视图:圆顶的视图为乙烯四氟乙烯,上面覆盖了一层防止紫外线辐射穿透的保护层。这一层在强光下会变暗,它有助于调节进入复合物的光量。这种观点是双重皮,保持设定的温度,并防止热交换与外部空气作为绝缘体的行为。在设计圆顶的景观时,我们试图完全保持透明,试图在项目上反映天空,这将有助于主要的想法。使用防静电面板,避免污染和吸收灰尘颗粒,在这种情况下,需要清洁面板减少,攀登者1只用于紧急情况!

图21:作者研究中心的网站计划



图21:研究中心平面图,作者
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图22:结构图



图22:结构示意图
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IGURE 23:底楼,作者



图23:底楼,作者
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IGURE 24:项目部分,作者



图24:项目的部分,作者
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图25:地下室,Authorq



图25:地下室,作者
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图26:提升产品,作者



图26:安装材料的标高及细部,作者
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结论

在当今世界,创造优美的风景和有趣的城市设计和建筑是不可避免的。很明显,熟悉这种结构的建筑和耐用的结构的建造技术和方法,可以为这种建筑的建造铺平道路,同时保持这个地方的美化。减轻这种结构的建造和设计方法对领先的工程师来说非常有用,并鼓励他们创造更多这样的结构。

由于测地线圆顶使用自支撑三角形,这是一种非常有利可图的结构,因此它的理论创造使用的材料最少。除此之外,它还满足了建筑设计中许多重要的视觉吸引力。

在这个体量内设计一个研究中心让这个问题变得很明显,使用设计原则,所有需要的计划都可以在圆形中创建。而景观和其他操作细节易于设计,使建筑和结构得到很好的回答,也吸收了一个美丽的体量,也体现了国家的设计和建设工程的力量。

一般来说,应注意的是,测地线结构是一种轻结构,易于实施,能够覆盖大跨度和高强度的建筑,将使建筑在视觉和结构上独特。

参考文献

  1. Urner,K.,Geodesic Domes几何,www.neubert.net-dr。Neubert网站,上次访问过:2016年4月/ 4月3日。
  2. Ghorbanzadeh,M.,课程笔记,先进建筑系统和施工系统课程的小册子,德黑兰大学建筑技术毕业,教授:Mahmoud Golabchi教授,2008
  3. Wikipedia,Geodesic Dome,免费百科全书,上次访问过:31 / Dec / 2015
  4. Baldwin,J.,Geodesic Domes,美国大师,十三媒体带有影响,2015年
  5. 摩尔,F,。了解Golabchi,M的结构。第67页,2008年
  6. Jonathan S.,《如何用纸板建造一个圆顶》,cat.org.uk/msc,上次访问:31/Dec/2015
  7. http://www.grimshaw-architects.com/index.html?project=6,上次访问:31 / Dec / 2015
  8. 《伊甸园的建筑》,天域出版社,2003年
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