Geodeziniai kupolai ir erdvės karkaso konstrukcijos

Encyclopaedia Britannica/Universal Images Group/Getty Images iliustracija (apkarpyta)

A geodezinis kupolas yra sferinė erdvės-rėmo struktūra, sudaryta iš sudėtingo trikampių tinklo. Sujungti trikampiai sukuria tvirtą struktūrinį, tačiau elegantiškai subtilų, tvirtą karkasą. Geodezinį kupolą galima pavadinti frazės „mažiau yra daugiau“ išraiška, nes minimalus geometriškai išdėstytų statybinių medžiagų kiekis užtikrina tvirtą ir lengvą dizainą, ypač kai karkasas yra padengtas modernios dailylentės medžiagos, tokios kaip ETFE. Konstrukcija suteikia masyvią vidaus erdvę be kolonų ar kitų atramų.

A erdvė-rėmas yra trimatis (3D) konstrukcinis karkasas, leidžiantis egzistuoti geodeziniam kupolui, o ne įprasto pastato dvimatis (2D) ilgio ir pločio rėmas. Šia prasme „erdvė“ nėra „išorinė erdvė“, nors susidariusios struktūros kartais atrodo taip, lyg būtų kilusios iš kosmoso tyrinėjimų amžiaus.

Terminas geodezinis yra iš lotynų kalbos, reiškiantis 'žemę dalijantis .' A geodezinė linija yra trumpiausias atstumas tarp bet kurių dviejų sferos taškų.

Geodezinio kupolo išradėjai:

Kupolai yra palyginti naujas architektūros išradimas. Romos Panteonas, atstatytas apie 125 m. po Kr., yra vienas seniausių didelių kupolų. Siekiant išlaikyti sunkių statybinių medžiagų svorį ankstyvuosiuose kupoluose, apačioje esančios sienos buvo labai storos, o kupolo viršus suplonėjo. Romos Panteono atveju atvira skylė arba okulis yra kupolo viršūnėje.

Idėją sujungti trikampius su architektūrine arka 1919 m. pradėjo vokiečių inžinierius dr. Waltheris Bauersfeldas. Iki 1923 m. Bauersfeldas suprojektavo pirmąjį pasaulyje projekcinį planetariumą Zeiss kompanijai Jenoje, Vokietijoje. Tai buvo R. Buckminsteris Fulleris (1895–1983), kurie sugalvojo ir išpopuliarino geodezinių kupolų, naudojamų kaip namai, koncepciją. Pirmasis Fullerio patentas geodeziniam kupolui buvo išduotas 1954 m. 1967 m. jo dizainas buvo parodytas pasauliui su 'Biosfera', sukurta Expo '67 Monrealyje, Kanadoje. Fulleris tvirtino, kad būtų įmanoma aptverti Manheteno miesto vidurį Niujorke dviejų mylių pločio temperatūros reguliuojamu kupolu, tokiu, koks buvo pristatytas Monrealio ekspozicijoje. Jis sakė, kad kupolas atsipirks per dešimt metų... vien dėl sutaupytų sniego valymo išlaidų.

Minint 50-ąsias geodezinio kupolo patento gavimo metines, 2004 m. R. Buckminsteris Fulleris buvo paminėtas JAV pašto ženkle. jo patentų indeksas galima rasti Buckminster Fuller institute.

Trikampis ir toliau naudojamas kaip priemonė architektūriniam aukščiui sustiprinti, kaip rodo daugelis dangoraižių, įskaitant Vienas Pasaulio prekybos centras Niujorke. Atkreipkite dėmesį į šio ir kitų aukštų pastatų masyvias, pailgas trikampes puses.

Apie erdvės rėmo struktūras:

Dr. Mario Salvadori primena mums, kad „stačiakampiai nėra iš prigimties standūs“. Taigi, niekas kitas, kaip Aleksandras Grahamas Bellas sugalvojo trianguliuoti didelius stogo rėmus, kad būtų padengtos didelės, be kliūčių vidaus erdvės. „Taigi, – rašo Salvadoris, – šiuolaikiška erdvės rėmas kilo iš elektros inžinieriaus proto ir sukūrė visą stogų šeimą, turinčią didžiulį modulinės konstrukcijos pranašumą, lengvą surinkimą, ekonomiškumą ir vizualinį poveikį.

1960 m. „Harvard Crimson“. apibūdino geodezinį kupolą kaip „konstrukciją, sudarytą iš daugybės penkių pusių figūrų“. Jei sukursite savo geodezinio kupolo modelį, suprasite, kaip trikampiai sujungiami, kad sudarytų šešiakampius ir penkiakampius. Geometrija gali būti surenkama taip, kad suformuotų visų rūšių vidaus erdves, pavyzdžiui, architektas I. M. Pei Luvro piramidė ir tinklelio formos, naudojamos Frei Otto ir Shigeru Ban tempiamajai architektūrai.

Papildomi apibrėžimai

„Geodezinis kupolas: struktūra, sudaryta iš daugybės panašių, lengvų, tiesių elementų (dažniausiai įtemptų), kurie sudaro kupolo formos tinklelį.
Architektūros ir statybos žodynas , Cyril M. Harris, red., McGraw-Hill, 1975, p. 227

„Erdvė-rėmas: trimatis karkasas, skirtas uždaroms erdvėms, kuriame visi elementai yra tarpusavyje sujungti ir veikia kaip vienas darinys, atlaikantis bet kuria kryptimi veikiančias apkrovas“.
Architektūros žodynas, 3 leidimas. Pingvinas, 1980, p. 304

Geodezinių kupolų pavyzdžiai

Geodeziniai kupolai yra efektyvūs, nebrangūs ir patvarūs. Gofruoto metalinio kupolo namai neužsivystytose pasaulio vietose buvo surenkami tik už šimtus dolerių. Plastikiniai ir stiklo pluošto kupolai naudojami jautriai radarų įrangai Arkties regionuose ir oro stotyse visame pasaulyje. Geodeziniai kupolai taip pat naudojami avarinei prieglaudai ir mobiliems kariniams būstams.

Geriausiai žinomas geodezinio kupolo būdu pastatytas statinys gali būti Erdvėlaivis Žemė AT&T paviljonas EPCOT Disnėjaus pasaulyje, Floridoje. EPCOT piktograma yra Buckminster Fuller geodezinio kupolo pritaikymas. Kitos tokio tipo architektūrą naudojančios struktūros yra Tacoma Dome Vašingtono valstijoje, Milvokio Mitchell parko konservatorija Viskonsine, St. Louis Climatron, Biosphere dykumos projektas Arizonoje, Greater Des Moines botanikos sodo konservatorija Ajovoje ir daugelis projektų, sukurtų kartu su ETFE, įskaitant Eden projektą Didžiojoje Britanijoje.

Šaltiniai

• Fulleris, Nervi Candela skaitys 1961–1962 m. Nortono paskaitų ciklą , „Harvard Crimson“. , 1960 m. lapkričio 15 d. [žiūrėta 2016 m. gegužės 28 d.]
• Carl Zeiss planetariumų istorija , Zeiss [žiūrėta 2017 m. balandžio 28 d.]
• Kodėl pastatai stovi, Mario Salvadori, Norton 1980, McGraw-Hill 1982, p. 162;