PRĘTOWE KOPUŁY GEODEZYJNE – PROPOZYCJE PRZEKRYĆ DUŻYCH POWIERZCHNI

W artykule przedstawiono propozycje przekryć dużych powierzchni w postaci zaprojektowanych ośmiu jednowarstwowych kopuł geodezyjnych. Kopuły te ukształtowanona podstawie opracowanych przez Fullera procedur podziału sfery na  trójkąty sferyczne. Korzystając z zaproponowanych przez Fullera metod podziału dwudziestościanu foremnego, zaprojektowano osiem zupełnie nowych jednowarstwowych kopuł prętowych, których wyjściowym wielościanem jest ośmiościan foremny. Zaprojektowane kopuły, których każda średnica jest równa 50m, różnią się między sobą stopniem zagęszczenia prętów. Porównano i zaprezentowano podstawowe parametry geometryczne wygenerowanych konstrukcji. Zwymiarowano je, zgodnie z wymaganiami normowymi, dobierając do każdej grupy prętów przekroje poprzeczne z rur okrągłych. Utworzone prętowe kopuły geodezyjne poddano obciążeniom stałym oraz zmiennym, tworząc różne kombinacje obciążeń. Przeprowadzono również szczegółową analizę statyczną. Analizowano i oceniano zależności powstałe między siłami osiowych, przemieszczeniami węzłów oraz naprężeniami normalnymi w prętach a przyjętymi kombinacjami obciążeń. Dla najbardziej niekorzystnych kombinacji obciążeń wyniki zestawiono w tabelach i zilustrowano na rysunkach. Przedstawione w artykule prętowe kopuły geodezyjne mogą stanowić oryginalne przekrycia kopułowe dużych powierzchni. Rozpięte na sferze siatki prętów mogą zapewniać geometryczną niezmienność struktury, charakteryzować się małą wrażliwością na przeskoki węzłów, a także posiadać optymalne własności technologiczno-ekonomiczne, czyli składać się z jak najmniejszej liczby elementów różnych i zużywać mało materiału (np. stali).

Pełny tekst (pdf)

[1] Bródka J. i inni.: Przekrycia strukturalne. Arkady, Warszawa 1985.

[2] Praca zbiorowa pod redakcją W.Boguckiego: Hale odużych rozpiętościach. Poradnik projektanta konstrukcji metalowych. (1st ed., Vol. 2). Warszawa: Arkady 1982.

[3] GeodesicDome, Pub. L. No. US2682235 A (1954). http://www.google.com/patents/US2682235?hl=pl&dq=2682235.

[4] Rębielak J., Mikołajewski J.: Analiza statyczna sferycznej formy struktury VA(TH)NO2, Czasopismo Techniczne, 2011r.  str.309-315.

[5] Tarnai, T. (1974). Spherical Grids of Triangular Network. ActaTechnicaAcademiaeScientiarumHungaricae, 76, 307–338.