Schwedler圓頂水平多邊形環




圖24.14支撐圓頂。
ASchwedler Dome還包括連接到許多水平多邊形環的子午肋骨,以使所得的結構變硬,從而能夠承受不對稱的載荷(圖24.14b)。通過對角成員將子午線與水平環相交的每個梯形分為兩個三角形。有時,梯形也可能由兩個跨diagonal成員細分。這類圓頂是由德國工程師J.W.引入的。Schwedler於1863年。Schwedler圓頂的廣泛流行是由於以下事實:在假設銷釘關節的假設下,可以將結構分析為靜態確定。實際上,除軸向力外,所有成員還處於彎曲和扭轉時刻的作用下。過去,已經嚐試了許多嚐試簡化其分析的嚐試,但是最終應用了使用計算機分析的精確分析方法來找到實際的應力分布。
三向網格圓頂的構造具有自我解釋,可以認為是三向雙層網格的彎曲形式(圖24.14C)。它也可以以單層為圓頂構造。Tomoegumi Iron Works的日語“鑽石圓頂”係統屬於此類別。三向網格圓頂的理論分析表明,即使在不對稱的負載下,這種配置中的力也非常均勻地分布,從而導致材料消耗的經濟。
通過將雙向肋骨對角線相交以形成菱形的網格圖案,形成了薄片圓頂。就像在拉梅拉(Lamella)槍管保險庫,每個薄片元件的長度是鑽石側長的兩倍。可以將薄片圓頂進一步區分為平行和彎曲的圓頂。如圖24.14d所示,對於平行的薄片,將圓形計劃分為幾個扇區(通常是六個或八個),並且每個部門都通過平行肋骨分為相同大小的菱形網格。這種類型的Lamella圓頂在美國非常受歡迎。有時在其開發人員之後被稱為Kiewitt Dome。對於如圖24.14e所示的彎曲薄片,不同大小的菱形網格逐漸從圓頂的中心增加,沿著徑向線形成。有時,為了建立屋頂甲板的purlins,會引入同心環,並生成三角網絡。
大地圓頂是由美國設計師Buckminster Fuller開發的,他將建築師的注意力轉移到了支撐圓頂的優勢上,其中形成結構框架的元素位於球體的大圓圈上。這就是“ Geodesic”名稱的來源(圖24.14F)。這些相交元件的框架形成了一個三向網格,其中包括幾乎等邊的球形三角形。在富勒的原始大地圓頂中,他使用了二十麵體作為球形分區的基礎。然後,將球形表麵分為20個等邊三角形,如圖24.15a所示。這是可以將球體分開的最大等邊三角形數量。對於較大跨度的圓頂,這些三角形中的每一個都可以通過繪製中位數和對每個三角形的側麵進行分為六個三角形。因此,可以形成15個完整的大圓圈,這些圓圈經常排列在球體的表麵上(見圖24.15b)。實踐表明,真正是大地測量的主要支撐類型是不夠的,因為它會導致地球圓頂中的成員過長的長度,因此必須引入次要支撐。為了獲得支撐條的或多或少的規則網絡,基本三角形的邊緣被模塊化。 The number of modules into which each edge of the spherical icosahedron is divided depends mainly on the size of the dome, its span, and the type of roof cladding. This subdivision is usually referred to as ''frequency,'' as depicted in Figure 24.15c. It must be pointed out that during such a subdivision the resulting triangles are no longer equilateral. The members forming the skeleton of the dome show slight variation in their length. As the frequency of the subdivision increases, the member length reduces, the number of components as well as the number of types of connecting joints increase. Consequently, this reflects in the increase of the final price of geodesic dome and is one of the reasons why geodesic domes, in spite of their undoubted advantages for smaller spans, do not compare equally well with other types of braced domes for larger span.
支撐穹頂的升起可以像直徑的四分之一一樣平坦,也可以高至直徑四分之三,這將構成球體的大部分。對於大於60 m的直徑,建議使用雙層網格。雙層支撐穹頂的厚度與直徑的比率在35至65之間;長期以來,厚度可以小至直徑的155。




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