Prętowe kopuły geodezyjne – propozycje przekryć dużych powierzchni

Type: paper published in a journal

Author

Pilarska, Dominika

Title variant

English

Geodesic bars' domes – propositions of large area covering

Publication date

2016

Published in

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury

Volume number

Issue

Number

1/I/16

Abstract

Polish
English

W artykule przedstawiono propozycje przekryć dużych powierzchni w postaci zaprojektowanych ośmiu jednowarstwowych kopuł geodezyjnych. Kopuły te ukształtowano na 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).

The article presents the proposals of the large areas coverings as the designed eight onelayered geodesic domes. The domes were shaped using the elaborated by Fuller procedures of the sphere division into spherical triangles. Using proposed by Fuller methods of the regular icosahedron division, eight completely new one-layered bars’ domes were designed, whose initial polyhedron was the regular octahedron. The developed domes, with the diameter 50m, have different compaction of bars. The basic geometric parameters of generated constructions were compared and presented. They were dimensioned, in accordance with thestandard requirements,choosing for each group of bars the cross sections of round pipes.The designed geodesic bars’ domes were subjected into fixed and variable impacts, creating different combinations of loads. The detailed static analysis was also performed. The dependencies of occurring axial forces, displacements of nodes, as well as normal stresses occurring in the bars of the adopted combinations of loads were analysed and evaluated. The results for the most unfavourable cases of the load combination were tabulated and presented in the figures. The presented in the article geodesic bars’ domes may constitute the original dome coverings of the large areas. The bars’ grids stretched on the sphere may ensure the geometric immutability of the structure, characterize the low sensitivity to nodes jumps, as well as have the optimal technological and economical properties, which consist of a minimum number of different elements and consume little amount of material (eg. steel).

Keywords