Купольная конструкция: Купольные конструкции от производителя, продажа, «Vitamin-Z» — Строим деревянные дома в Перми. Прикамский Деревянный Дом

Содержание

Интегрированные купольные конструкции Schuco (Шуко)

В наше время разнообразные купольные конструкции получили большую популярность. Эти конструкции применяются в коммерческих зданиях таких как торговые и бизнес-центры, а также в частном строительстве.

Купольная система может быть, как встроенной в структуру здания, так и пристроенной к нему. Применение у таких конструкций может быть самое разнообразное. Встроенная купольная система из алюминиевого профиля Шуко будет прекрасно смотреться в виде крыши для закрытого бассейна, ещё одним вариантом крыши для бассейна является пристроенный купол.

Другим вариантом применения пристроенного купола с теплым стеклопакетом может быть открытая гостиная, трапеза в которой принесёт большое удовольствие независимо от погодных условий и времени года. Кроме того, встроенный купол может быть в гостиной или спальне, что сделает дизайн дома неповторимым. Не менее интересным вариантом применения пристроенной купольной системы является комната отдыха или галерея с цветами. Таким образом применение встроенной или пристроенной купольной системы может быть самым разнообразным и зависит только от Вашей фантазии.

Компания MODUS Group предлагает для реализации в виде интегрированных купольных конструкций фасады Schuco (Шуко) FW 50+ и FW 50+ Si. Данные фасадные системы уже упоминались в предыдущих статьях, главной их особенностью является высокая теплоизоляция и совместимость со многими системами Schüco. Отличаются данные системы также возможностью простой реализации разнообразных светопрозрачных крыш со сложной геометрией.

Благодаря непревзойдённому немецкому качеству фасадов Schuco (Шуко) FW 50+ и FW 50+ Si Ваши купольные системы, независимо от их назначения, будут обладать максимальной надёжностью и комфортом.

Более подробную информацию Вы можете получить по телефону: +38 067 670-67-22

Хотите нас найти в сети? —
У Вас получится легко!
Наш позывной — всегда один:
Schuco, Schüco, Schueco и Шуко!

КРЕСТОВО-КУПОЛЬНАЯ СИСТЕМА • Большая российская энциклопедия

Авторы: М. В. Гринберг

КРЕСТО́ВО-КУ́ПОЛЬНАЯ СИСТЕ́МА, конструктивная система в сакральной архитектуре вост. христианства. Возникла в Византии. Вопрос о времени появления К.-к. с. остаётся спорным. По мнению А. И. Комеча, К.-к. с. существовала уже в 5 в. (ц. Осиос-Давид в г. Фессалоники, перестроена), сформировавшись на основе крестообразных в плане культовых центрич. построек (баптистериев, мартириев). Согласно др. точке зрения, она складывалась на протяжении 7–9 вв. в ходе эволюции купольной базилики, некоторое время сосуществуя с этим архит. типом, впоследствии вышедшим из употребления. Первый известный крестово-купольный храм этой линии развития – ц. Успения в Никее (кон. 7 в., не сохр.). К храмам зрелой К.-к. с. относятся ц. Св. Софии в г. Фессалоники (8 в.), сев. церковь мон. Константина Липса (907–908) и Мирелейон (Будрум-джами; ок. 920) в Стамбуле, и др. Крестово-купольные храмы были также распространены в архитектуре Древней Руси (Софийский собор в Киеве, 1030–1040-е гг.), Балкан, Кавказа и др. регионов визант. влияния.

Крестово-купольная система. План однокупольного храма.

Крестово-купольная система. Аксонометрический разрез однокупольного храма: 1 – подпружная арка; 2 – парус.

Квадратный (иногда – слегка вытянутый по оси запад–восток) план крестово-купольного храма разделён на 9 ячеек 4 опорами (прямоугольными или квадратными столбами, колоннами, иногда – выступами стен), образующими углы центр. подкупольного квадрата. Эти опоры связаны подпружными арками, пространство между которыми заполняют паруса, и несут высокий барабан, завершающийся куполом – композиц. и символич. центром здания. Расходящиеся от него 4 рукава «креста» конструкции перекрыты цилиндрич. сводами. Расположенные между ними угловые компартименты перекрыты сводами или меньшими куполами.

Параллельно с возникновением К.-к. с. разрабатывалась канонич. система декорации внутр. пространства храма: поверхности стен и сводов использовались для размещения монументальной живописи с чётко выработанной связью между сюжетами и их расположением в интерьере. Создающийся т. о. архит.-худож. комплекс отличается симметрией, простотой и ясностью членений, выступая символом христианского космоса.

Куполный дом — архитектура будущего!

Сравнительно новое направление в архитектуре – купольные дома. Конструкция и дизайн такого помещения требуют минимальных затрат, при этом обеспечивают высокую функциональность жилого пространства и отличную эстетику.

Особенности технологии постройки дома-купола

Как основу для проекта используют классическую геодезическую купольную конструкцию, возводимую по методу каркасного строительства. При этом обязательно учитывают обеспечение вентиляции кровли (изготавливают ее, используя керамопласт), гидроизоляцию здания, особенности установкидверных и оконных проемов. Обязательно применяют экологически чистый утеплитель.

Можно использовать один из четырех способов сооружения купола:
коннекторный – конструкция создается из заранее изготовленных заготовок при помощи коннекторов и бруса;
бесконнекторный – в этом случае купол создается при помощи панелей или брусьев, идеально подогнанных по размерам;
легкие сооружения, в основе которых металлопрокат или пластиковые трубы;

Несколько лет назад никто не верил в популярность таких домов, но, как показала практика, экономия при строительстве и эксплуатации превысила классические представления о внешнем виде дома.

Процесс возведения купольного дома

Прежде всего, заказчик оговаривает с исполнителем место размещение и размеры дома, составляют эскизный план, подбирают необходимые материалы. Каждый дом начинается с фундамента. Поскольку вес купольного сооружения на 30% ниже, чем вес обычного дома, то можно использовать облегченный фундамент ленточного типа. Параллельно подводятся необходимые инженерные коммуникации.

Выбор оптимальной частоты купола – важный момент строительного процесса, обычно руководствуются диаметром сооружения. Чем выше частота, тем более гладким будет дом, но при этом значительно увеличивается число составных элементов. Поэтому расчеты ведут, исходя из конкретного случая. Чаще всего строят дом, который будет иметь обычные вертикальные стены из кирпича или дерева, на которые крепится сама купольная конструкция.

Особенности дома позволяют использовать разнообразные виды оконных и дверных проемов. Целесообразно не поддаваться соблазну широкого остекления, поскольку это ведет к потере тепла и удорожанию проекта. На первом этаже можно установить треугольные окна, а на мансарде – стандартные прямоугольные проемы.

Благодаря наличию окон в кровле купола и в основе жилища, в установке специальной вентиляционной системы дом не нуждается. Устройство кровли достаточно простое – фанера накрывается гидроизоляционной пленкой, сверху укладывается черепица.

Утепление купольного дома достаточно просто выполняется, поскольку внутренние сегменты купола представляют собой ячейки, которые заполняет подходящий утеплитель.

Внутренняя отделка зависит от пожеланий заказчика, для этих целей используется гипсокартон, фанера или доска обрезная. Дом, построенный по образцу купола, дает пространство и воздух, позволяет существенно экономить и обеспечивает собственника действительно уникальным жильем.

Арочный купол – современная эффективная и экономичная конструкция жилого дома

Строительство арочного купола

Современные технологии создают новые возможности для самых старых и старинных типов конструкций в строительном деле. Материалы, способы их сочетания в конструкции, методы применения в дело позволяют получить новые качества зданий и сооружений, не теряя важных достоинств и проверенных историей преимуществ.

Модернизации подверглись многие традиционные технологии, даже такие консервативные, как каменная и кирпичная кладка. Вот только несколько примеров эффективного использования старинных конструкций и материалов:

Новые теплоизоляционные материалы органического происхождения, прошедшие современную обработку, в том числе – отходы сельскохозяйственного производства (солома, костра) – традиционные материалы самодеятельного строительства в старину

Современные деревянные клееные конструкции – балки, арки, фермы

Стальные конструкции высокой эффективности, например, профилированный настил.

Деревянные арки

Одно из направлений совершенствования строительных конструкций – применение склеивания в работе с пиломатериалами. Современные клеевые соединения не только значительно превышают прочность самой древесины во всех направлениях, но и становятся всё более доступными в технологическом и стоимостном отношении.

Склеивание, а ранее – другие виды сплачивания позволяет получить деревянные конструкции с новыми качествами, слишком дорогостоящими или просто невозможными для обычных пиломатериалов и изделий из натурального дерева. Одна из таких важных, перспективных и эффективных конструкций – арка.

Арочная система характерна наиболее близким приближением формы конструкции к условиям работы. Неспроста именно арки использовались для перекрытия пролётов и проёмов – от небольших окошек до больших расстояний между опорами мостов.

Современные клееные арки – изящные и красивые конструкции, способные удерживать значительные нагрузки, действующие в нескольких направлениях. Такие конструкции используются для сооружения объектов самых крупных размеров – бассейнов, зрелищных зданий, спортивных сооружений. Арки клееной конструкции используются и в жилищном строительстве.

Конструкция купола из арок

Современное жилищное строительство интересно новаторским использованием многих старых технологий и идей. Одна из таких строительных технологий – конструкция купола. Такая форма интересна многими уникальными свойствами:

Высокой эффективностью работы конструкций

Эффектным внешним видом и дизайнерскими качествами

Широкими возможностями реализации строительством.

Купола традиционно сооружают из штучного материала, монолита (бетона и железобетона), в виде каркасных систем. Арки – одна из таких конструктивных систем каркасного типа.

Арки и купола

Арочный купол представляет собой структуру на круглом плане. Арки устанавливают по кругу с небольшим шагом, в верхней точке купола эти конструкции сочленяются. Наиболее распространённая версия такого купола для объектов индивидуального жилищного строительства составляет комплект арок размером в16 штук.

Смонтированные арки слагают каркас купола, формируя его очертания. По аркам выполняют обшивку, завершающуюся внешней и внутренней отделкой.

Размеры таких куполов для сооружения индивидуального дома могут составлять до 12-13, а иногда — 15 и больше метров в диаметре. Циркульная конфигурация такой структуры означает высоту, составляющую половину диаметра, 6-7,5 м. купол может быть сооружен не только в виде сегмента сферы, но и в форме параболического очертания. Такая форма образуется вращением параболы вокруг вертикальной оси симметрии. В таком случае высота купола может достигать 10 метров и более при диаметрах до 13 – 15 м.

Архитектура арочного купола

Дизайнерские решения таких куполов сводятся к нескольким базовым приёмам:

Арки, составляющие каркас купола, могут быть оставлены видимыми или же скрытыми под конструкциями отделки интерьера и экстерьера

Возможно применение различных материалов в обшивке каркаса купола

Широкие дизайнерские возможности открывают разные способы устройства оконных и дверных проёмов.

Восприятие купола во многом определяется объемно-планировочным решением участка. Такое решение обеспечивает полноценную эксплуатацию здания, возможности сопротивления естественным угрозам окружающей среды и погоды, красивый вид здания и всего участка.

Статистика реализованных проектов купольных домов свидетельствует о запросе на все типы таких сооружений, а значит – на применение различных технологий и решений. Возможные версии представлены как скромно и лаконично отделанными объектами небольшого размера, так и крупными многокупольными композициями с обилием дополнительных форм.

Строительство купольной конструкции

Арочный купол может быть очень большим

Общественное внимание привлекают преимущественно технологии самодеятельного строительства купольных объектов. В самом деле, профессиональные строители используют свои каналы обмена информацией и методы повышения квалификации. Технологии возведения зданий этого типа представлены в доступном информационном поле в настолько обширном виде, что самостоятельное строительство такого дома воспринимается в качестве вполне решаемой задачи большинством индивидуальных застройщиков.

Особенности возведения купола из арок

Для успешного строительства купольного дома требуется обеспечить грамотное решение нескольких ключевых проблем такой операции:

Требуется правильно определить параметры купола

Необходим фундамент достаточной прочности и соответствующей структуры

Требуется обеспечить подъём арок в проектное положение и возможности их надёжного сплочения в верхней точке, а также – крепления к фундаменту или другой опорной конструкции

Должно быть предусмотрено работоспособное опирание других конструкций на арки – балок перекрытия 1 этажа, оконных и дверных блоков, труб дымоходов и вентканалов.

Важнейшим компонентом строительства такого объекта является достоверный контроль качества многих конструктивных элементов. Есть и ключевые, исключительно важные элементы таких конструктивных систем. Оценка качества должна производиться компетентно, а результаты должны фиксироваться в необходимом виде.

Технологии контроля качества

Наиболее надёжная технология оценки и проверки качества строительных конструкций и их узлов состоит в заказе такой экспертной операции специализированной (http://prokontrol.ru/) лаборатории неразрушающего контроля. Выгоды такой операции очевидны:

Технология работы специализированной лаборатории совпадает с особенностями разового выполнения строительной операции на любом объекте

Профессиональная организация компетентных специалистов обеспечит наиболее достоверные результаты любой проверки

Возможности аренды некоторых видов аппаратуры контроля качества и состояния объектов выгодны для застройщиков – индивидуалов, любителей самостоятельного труда.

Ключевые элементы купольной конструкции из арок

В конструкции купола из арок некоторые элементы имеют исключительно важное значение. Соответственно, достоверные данные о качестве таких элементов конструкции важны для безопасной эксплуатации всего здания. Вот эти элементы:

Узел опирания арки на фундамент и её крепления к нему

Конструкция связующего верхние концы арок специального элемента – коннектора

Общая точная геометрия купольной системы

Детали крепления к аркам других конструкций, передающих значительные усилия, например – балок перекрытия.

Для контроля таких узлов конструкции и выполнения соответствующих работ требуется применение специального инструмента, в частности – лазерной измерительной аппаратуры, ультразвуковых дефектоскопов, других инструментов проверки качества по необходимости.

Работы по разметке участка, вынесению осей будущего сооружения в натуру, определению нужных вертикалей и другие геометрические построения на строительной площадке обеспечат точное построение формы, недолгий срок возведения здания и решение многих задач монтажа и отделки. Некоторые такие измерительные операции выполнить без специальной аппаратуры нельзя.

Результат измерительных работ при подготовке купольного объекта включает точно отмеченное расположение опорного элемента каждой арки и точек совмещения их верхних концов. Эти разметочные работы отличаются сложностью, если здание размещается на рельефе, а для устройства купола возводится специальное перекрытие или соответствующие разновысокие опоры.

Конструкция коннектора, соединительного элемента верхних концов арок в единый компонент почти всегда является фирменной наработкой каждого профессионального предприятия, занятого возведением таких объектов. Обычная структура такой важной детали – круг или кольцевая форма небольшого размера, оснащённая крепёжными элементами для присоединения к телу арок. Основной метод изготовления такой детали – сварка, из-за чего высокие требования к качеству ответственных сварочных швов такой детали изначально известны.

Контроль сварочных швов осуществляется ультразвуковой аппаратурой. Возможно также использование капиллярной или магниторезонансной техники. Обнаруженные дефекты могут быть исправлены на месте, а коннектор обследован повторно.

Возможно, контроля потребуют монолитные железобетонные элементы и формы фундамента. Для легкого купольного объекта такие элементы могут быть представлены столбами или аналогичными небольшими формами. Распространённая конструкция для возведения купола – монолитная железобетонная плита, качество которой также может, а точнее — должно быть проверено неразрушающими методами.

Возведение арочной системы на надёжном основании представляет собой основной цикл работ по сооружению несущей основы купола, его каркаса. В крупных домах этого типа такая структура дополняется стоечно-балочной системой, монолитной плитой или другой конструкцией второго уровня. Крепёжные элементы такой конструкции также могут быть объектами контроля качества.

Отделка купольного дома

То, что арочная структура купольного дома отличается оперативностью сборки и простотой, является одним из важных достоинств этой строительной идеи. Такая простота конструкции обеспечивает реализацию других преимуществ купольных систем:

Устройство эффективной теплоизоляции

Возможности применения различных видов отделки

Разные идеи устройства окон и освещения дома

Интересные интерьерные композиции самого энергичного характера.

Замечено, что многие самодеятельные строители и домашние мастера с особенным энтузиазмом занимаются отделкой купольного дома. Распространена совместимая с такой самодеятельностью заказчиков форма строительного подряда, при которой профессионалы возводят на заказ только арочную систему, все остальные работы делает домашний мастер.

Выгодна более содержательная форма такого строительного заказа, когда специализированный подрядчик монтирует каркас, устанавливает элементы заполнения проёмов и выполняет наружную обшивку, играющую роль кровли. Эти работы, от которых требуется высокое качество, домашний мастер может дополнить мало чем ограниченным творчеством в интерьере. В итоге почти всегда получается интересная, самобытная, красивая и эффектная конструкция.

Свобода пространства для жизни и эстетика круглого дома – статья в журнале Likemyhome

Всем привет! Я Аня, адепт и менеджер по работе с клиентами Likemyhome. Обычно я не пишу статьи, но у меня есть мечта, которой мне захотелось поделиться и, быть может, заразить других.

Как истинный адепт Likemyhome, я люблю свой дом. Я про те чувства, которые дарит мне любимое пространство: комфорт, уют, безопасность, эстетическое наслаждение и жизненную энергию. Сейчас я активный житель мегаполиса, но в глубине души мечтаю о сельской размеренной жизни в окружении природы: всей семьей построить дом и жить в нем долго и счастливо… Дом у нас будет необычный — купольный.

Купольные дома бывают разные. Внешне они все имеют сферическую форму. Различаются по типу и форме купола, строительной технологии и применяемым материалам. Можно разделить на 3 вида:

Геодезические с каркасом из треугольников

Стратодезические с каркасом из согнутых под углом ребер

Бетонно-монолитные с каркасом из арматуры

Все эти типы хороши, но я хочу рассказать о купольных домах на примере геодезического дома. Именно эту конструкцию я считаю наиболее прочной. Такой дом также называют геодезический купол или геодом. Вот об этом интересном сооружении и пойдет речь.

Когда и как зародилась идея такого дома? Почему он так хорош в сравнении с классическим прямоугольным домом? Как обстоят дела с геодомами в России? Обо всем по порядку.

Что такое геодом?

Геодезический купол (геодом) — это полусфера, каркас которой сделан из множества граней, чаще всего треугольников. Геодезическим его назвали, потому что этот термин обозначает наикратчайшее расстояние между двумя точками на сфере. В нашем случае эти точки объединяет треугольник. И он был выбран неслучайно. Как известно, треугольник — это самая стабильная и прочная геометрическая фигура. Поэтому структура из треугольников (геокупол) считается очень прочной и обладающей самонесущими способностями.

Кое-что из истории о купольном строительстве

Сама идея купольного дома не нова. Если хоть немного углубиться в историю построек разных народностей, то у многих из них мы увидим строения сферической формы: юрты, чумы, яранги.

Если говорить о более современной конструкции, а именно, о геодезическом куполе из треугольников, то в 1926 году немецкий инженер Уолтер Бауэрсфельд по заказу легендарного производителя оптики компании Zeiss создал купол для планетария невиданного тогда размера — диаметром 25 метров. Именно Бауэрсфельд рассчитал и создал модель геодезического купола.
Этот планетарий до сих пор работает и принимает гостей.

Массовую же популярность купольные сооружения получили благодаря американскому изобретателю, архитектору и инженеру Бакминстеру Фуллеру. Он популяризировал идею купольных домов в 50-х годах в послевоенной Америке.

Перед Фуллером стояла задача — решить проблему жилищного строительства с ограниченным бюджетом и очень сжатыми сроками. Решение было блестящим — Фуллер предложил простую идею создания жилых домов купольного типа. Такие дома имели ряд преимуществ перед классическими домами прямоугольной формы. Купольный дом — прочная, легкая и сейсмоустойчивая конструкция. Такой дом быстро строится, буквально за пару недель можно возвести дом в 2 этажа. Количество материалов, затраченных на строительство купольного дома в несколько раз меньше, чем необходимо для возведения классического прямоугольного жилища. Ко всему этому купольный дом очень энергоэффективный, его легко отапливать, за счет естественной циркуляции теплого и холодного воздуха. Все эти неоспоримые преимущества привели к буму купольного строительства в Америке в 60-70-х годах. Кстати, еще немного о Фуллере, его изобретениях и последователях, можно прочитать на сайте
института Фуллера.

Еще позднее в 1987 году во Франции архитектор и основатель компании Domespace International Патрик Марсилли предложил свою модель стратодезического дома с гнутым каркасом для частного сектора. А в 1989 компания даже интегрировала механизм вращения дома, что позволяет регулировать поворот дома за солнцем для экономии энергии, да и менять пейзаж за окном вдобавок. С тех пор, одна только компания Domespace построила более 240 подобных домов по всему миру. И, кстати, даже в России уже есть их представительство.

Если вы уже задумались над строительством такого дома для себя, то предлагаю подробно рассмотреть преимущества и возможности таких домов. Недостатки также скрывать не буду.

Чем хорош геодом?

Прочность

Cфера — самая прочная геометрическая фигура. Конструкция в форме сферы обладает высокими показателями аэродинамики. Поэтому круглые дома выдерживают большую снеговую и ветровую нагрузку. А также эта конструкция очень сейсмоустойчивая. В ней нет отдельной крыши, стропильной системы и тяжелых перекрытий. Даже повреждение 35% конструкции не приведет к ее разрушению.

Экономичность

Затрат на возведение геодома значительно меньше, чем в случае с классическим прямоугольным домом. Это объясняется конструктивными особенностями сферы, которая состоит из каркаса множества треугольников. Такой каркас весит совсем немного и не требует дорогостоящего основательного фундамента. При строительстве купольного дома используется на 30% меньше строительных материалов, чем при строительстве дома прямоугольной формы одинаковой полезной площади.

Эффективность/энергосбережение

Геодом поражает своей энергоэффективностью. И опять же, все дело в форме. Сфера имеет меньшую площадь поверхности, чем прямоугольник при одинаковой величине объема пространства. Это означает, что прямоугольный дом теряет больше тепла из-за своих вертикальных стен, которые плюс ко всему прочему обладают большой парусностью — в них «врезается» ветер и выдувает теплую прослойку воздуха, окружающую любой прогреваемый предмет. Геодом огибается ветрами и не теряет тепло. Меньше тепла рассеивается зимой. Меньше тепла поглощается летом. Соответственно снижаются (до 30%) расходы на обогрев и кондиционирование. Поверхность внутри купола благодаря естественному искривлению благоприятствует природной циркуляции воздуха и воздухообмену в помещении. Движение воздушных потоков внутри купола происходит естественным кольцеобразным способом и воздух внутри геодома имеет одинаковую температуру по всей площади дома — от пола до вершины. В таком помещении всегда тепло и комфортно, много света и воздуха.

Экологичность

При строительстве купольного дома используются экологически чистые, нетоксичные материалы. Каркас состоит из деревянных блоков, соединенных между собой металлическими коннекторами. Утепляется каркас материалами из стекловолокна. Изнутри обшивается деревом, снаружи тоже деревом и гибкой черепицей. Такой дом можно смело назвать — экологически чистым.

Свобода пространства для жизни и эстетика

На мой взгляд, эстетическая привлекательность внутреннего пространства геодома является его основным преимуществом. Посудите сами: геокупол может иметь любое количество окон, даже остеклить его полностью — это почти не повлияет на его прочность. Высота потолков гораздо выше привычных нам 3 метров. Представьте сколько света и воздуха в таком доме. Отсутствие несущих стен дает больше свободы при внутренней планировке пространства, да и в целом геодом это бесконечный дизайнерский простор. Куполообразная форма дома идеальна с точки зрения биоэнергетики, она позволяет собирать и аккумулировать энергию внутри дома, улучшая и подпитывая энергетику жильцов. В таком доме гораздо больше плавных, изогнутых форм да и снаружи такое сооружение выглядит гармонично в природном ландшафте.

Есть ли недостатки у геодома?

Мир дуален. Как и у всего в этом мире, у геодомов есть как сильные «стороны», так и слабые. Хотя эти слабости, по моему мнению, не являются недостатками. Скорее особенностями. Но не сказать о них я не могу.

Итак, при строительстве купольного сооружения возникает больше отходов строительных материалов по сравнению с прямоугольными постройками. Связано это с тем, что строительные материалы поставляются в прямоугольном виде, а основной строительный «кирпич» купола — треугольник.

Необходимость применения, во многих случаях, нестандартных, специально изготовленных окон и дверей приводит к трудностям при поиске компаний изготовителей, а также удорожанию стоимости таких конструкций.

То же самое можно сказать и про мебель. Для эргономичного размещения в круглом доме нужна особая мебель, которая будет повторять изгиб стен и идеально впишется в пространство. Мебель придется делать на заказ. Но это сложно однозначно назвать недостатком. Для творческих натур и смелых дизайнеров это скорее повод применить свои знания и умения в поиске идеальной мебели под стать дому.

Как видим недостатков у геодома не так уж и много. И все они связаны с уникальностью и относительной редкостью выбора такой конструкции. Однако, рынок растет и развивается за счет популяризации информации о сферических домах.

Новая волна строительства купольных домов

Выбор в пользу круглого дома — смелое решение, достойное восхищения. Его неординарность и прогрессивность привлекает энтузиастов вроде меня. А некоторые из таких, уже реализовали строительство своих геодомов по всему миру. Причем не стану приводить примеры зарубежные. Как с геодомами обстоят дела в России?

Из всех таких смельчаков и наших с вами земляков, пожалуй, выделю такой интересный проект, как детский сад
«Садик-Шарик» в купольном доме. Меня воодушевил опыт ребят создать среду обитания для детей, в которой главной идеей будет гармония вокруг каждого и внутри каждого, а также нестандартный подход к развитию личности.

Может показаться, что такой проект — нечто новое и неизученное. Однако, на сегодняшний день вам уже даже не придется строить такой дом самостоятельно (хотя при желании можно). На рынке достаточно предложений по готовым купольным конструкциям. Причем доступны разные конфигурации, способы отделки и прочее. Ко всем плюсам производители таких домов гарантируют короткие сроки готовности. Ваш геодом будет готов от месяца до года, в зависимости от размера и начинки дома. А также не потребуется серьезных расходов на рабочую силу и технику.

Геодом — не мечта, а реальная цель

Для меня купольный дом — не что-то фантазийное, а вполне реальная цель. И он у меня будет.

Подводя итог, хочу сказать всем заинтересовавшимся купольными домами — не бойтесь смелых идей и творческого подхода в таком, казалось бы, ясном деле — постройке дома. Круглый дом — необычная, но очень гармоничная среда обитания, особенно для жителей мегаполисов. Желаю каждому, прочувствовать этот уникальный баланс энергетики и гармонии геодома.

Поделиться статьей

Мансардные, купольные конструкции, подвесные объемные фигуры

Натяжные потолки для мансарды

Натяжные потолки на мансарде – в современном мире это самое лучшее, практичное и недорогое решение для дома за городом. Закажите натяжной потолок для мансарды в компании Потолкофф и убедитесь в этом лично!

Сложная геометрия мансарды задает задачку тем, что взялся за отделку такого помещения. Как скрыть балки, коммуникации и прочую «начинку» крыши? Как сохранить максимум свободного места, которое скрадывается большинством технологий отделки сложных потолков? Натяжной потолок решит эти задачи разом! Кроме того, пленка ПВХ, используемая для создания таких конструкций, защитит помещение под крышей от протекания, плесени и грибка. А еще натяжные обладают дополнительными шумоизоляционными свойствами – тишина, покой и уют на вашей мансарде гарантированы.

Купольные конструкции

Подвесные объёмные фигуры

Подвесные конструкции различной формы можно использовать как элемент дизайна потолка в виде геометрических фигур, а также произвольной формы: облака, сердечки и т.д. Возможно использование данных конструкций для декорирования неисправимых дефектов уже имеющегося потолка.

Вызвать замерщика натяжных потолков

Вы уже готовы вызвать замерщика натяжных потолков? Введите свои данные в поля формы, и мы свяжемся с вами!

Запишись на замер сейчас и получи получи один из 4 подарков!

установка маскировочной ленты

скидка 10% на заказ

точечный светильник с лампой 6 вт на каждые 5м2 заказа

бесплатная установка люстры

Специалисты компании Потолкофф приедут к вам на дом и проведут необходимый замер, а также предложат вам ознакомиться с каталогом продукции и образцами полотен для натяжного потолка. Выберите желаемый материал, и очень скоро ваш дом преобразится!
Замер натяжных потолков производится последующему графику:
Пн.-Пт. с 10.00 до 20.00
Сб. с 10.00 до 14.00
По всем вопросам звоните по телефонам: 201-04-60, 8 (937) 982-25-01

Please complete all required fields!

Дополнительно

Неверный ввод

Купольный коттедж «Четвертьхаус» — как это сделано? — ТЕХНОНИКОЛЬ

Дом-четверть, или одна четвертая часть купола, — уникальный проект энтузиаста Артема Оганова. Вряд ли где-то еще в России, а может быть, и во всем мире найдется похожий дом.

Многодетная семья давно мечтала переехать из тесной однокомнатной квартиры в Москве за город — так и родилась идея строительства собственного дома. Огановы сразу приняли принципиальное решение самостоятельно строить идеальный дом, при этом никто из членов семьи не имел строительного или архитектурного образования. Несмотря на неординарность проекта, у Огановых был подробный план строительства и огромное желание его реализовать.

Артем Оганов: «Мы не архитектурные энтузиасты, просто это наш способ изменить свой мир без войн и революций. Ведь каждый новый человек, рождаясь, проводит лучшие годы в доме своих родителей, и от того, что он увидит и запомнит, зависит его мировосприятие. Это может быть темный подъезд городской многоэтажки или светлый предбанник маленького собственного дома. Мы убеждены, что каждый может поменять свой мир, и проект нашего дома — яркий пример. Мы объединили все свои увлечения в одной форме. Пещеры, горы, паруса, космос, шумные вечеринки, музыку и тишину, творчество и производство. Из всего, что мы умеем и любим, получился он — наш дом».

Проект «Четвертьхаус» представляет собой 1/4 часть сферического дома. Такое конструкторское решение продиктовано неправильной формой участка. Например, к нему невозможно подогнать большую строительную технику. Тип кровли — безопорный, несмотря на то, что высота дома составляет 10 метров. Кровля по фасадной стороне не опирается ни на что, кроме фундамента. Это дает возможность сделать свободную планировку внутри. Поскольку весь дом — это 1/4 часть сферы, внутри узловые элементы отсутствуют. Таким образом, ни одного сантиметра не потрачено на лишние конструкции. Более того, планировку дома можно поменять в зависимости от потребностей семьи в организации внутреннего пространства.

Особенность дома — его форма: огромный внутри, он не создает ощущения стены снаружи. Применяя стандартные строительные материалы, хозяин спроектировал дом таким, каким он хотел его видеть в окружающем ландшафте.

Отдельного внимания заслуживает философия семьи, лежащая в основе проекта. Огановы уверены, что идеальный дом не статичен. Так же как человек с возрастом меняет привычки, предпочтения, приобретает опыт, дом должен меняться. Человек стареет не с возрастом. «Старость — это внутренний отказ меняться и воспринимать новое», — говорит Артем. Дом должен быть живым, иметь возможность трансформироваться под изменившиеся нужды хозяев, менять функциональное назначение помещений. В то же время — это не значит жить в вечном ремонте.

Четвертькупольная конструкция, которую применил Артем Оганов, имеет значительные преимущества перед классическими архитектурными формами:

возможность организации безопорного перекрытия большой общественной зоны и второго света;

отсутствие угла дома в центре участка;

эффект «горы» (полная высота дома не ощущается с близкого расстояния).

Для данного проекта было разработано несколько принципиально новых решений, так как купольная часть получалась не замкнутой и, следовательно, не самонесущей.

Каждый этап строительства уникального дома «Четвертьхаус» заслуживает отдельного внимания. Мы же остановимся на подробном описании кровельных работ как наиболее сложного и необычного этапа строительства.Конструкция стропил выполнена из ЛВЛ бруса с сечением 50 × 200 и длиной ребер от 300 до 370 сантиметров. Вентиляционный зазор ничем не отличается от классического в домах со скатной кровлей. Поверх несущих стропил растянута мембрана. Она в свою очередь прижата брусками 50 × 50, пропитанными антисептиком. И уже брусок зашит треугольными листами фанеры (ФСФ 15 миллиметров), образуя вентзазор.

Конструкция кровли «Четвертьхауса» не подразумевает применения тяжелых материалов. По этой причине нельзя было использовать натуральную черепицу, сланец и «зеленую» кровлю. Не в последнюю очередь хозяев дома волновал вопрос пожаробезопасности, поэтому им пришлось отказаться от дранки. Поскольку автор проекта ранее имел опыт монтажа гибкой черепицы, выбор стал очевидным. Компания ТЕХНОНИКОЛЬ с радостью выступила партнером удивительной стройки и поддержала семью, предоставив кровельный материал — многослойную гибкую черепицу ТЕХНОНИКОЛЬ SHINGLAS, а коллекцию и цвет черепицы семья Огановых выбрала самостоятельно.

А. Оганов: «В принципе, гибкая черепица для частного застройщика почти безальтернативна. Обычная черепица дает слишком большую нагрузку на кровлю. В нашем случае это было бы 15 тонн материала. Есть вариант сделать кровлю из древесины, но в таком случае ее надо изготавливать на заказ, и, конечно, она более пожароопасна. Металлическая кровля, так называемая фальцевая, слишком трудозатратна. И пока вызывает вопросы мастерство производителей. До революции у нас прекрасно делали такие кровли, но, к сожалению, с тех пор это утрачено. И конечно, такая кровля будет не совсем бюджетна. Так что, повторюсь, кроме гибкой черепицы выбора, по сути, нет. Ее технические характеристики просто фантастические, а еще она дает стильный объемный эффект».

Гибкая черепица оказалась безальтернативным решением по совокупности факторов удобства, экономичности и практичности. Если в классической полусфере все пояса закольцовываются, то при построении усеченной сферы приходится уделять особое внимание точности и методам разметки. Так, уехавшая на 1 миллиметр широта может привести к ошибке от полуметра до метра к концу своей линии.

До укладки финишного покрытия требовалось смонтировать подкладочный ковер, оформить свесы и карнизы, а также установить пять глухих треугольных стеклопакетов. Работа на сферических крышах проводится с помощью организации точек навески и возможна только методами промышленного альпинизма. С точки зрения кровельных мастеров вся крыша дома Огановых — это одна сплошная ендова, и материалы нужно было подобрать соответствующие. Поэтому кровля закрыта самоклеящимся ендовным ковром. В верхней части были сделаны три выхода для подкровельной вентиляции и проходка трубой от камина.Следует отметить низкую отходность многослойной черепицы во время проведения кровельных работ. При площади крыши в 130 квадратных метров (за вычетом окон) на кровлю ушло 140 квадратных метров многослойной черепицы ТЕХНОНИКОЛЬ SHINGLAS коллекции «Джаз». То есть отходы составили всего 7,5 %.

А. Оганов: «Мы потратили много времени на выбор цвета многослойной черепицы. Естественно, в каждое время года актуален свой цвет, меняется освещение, настроение, погода. Поэтому каждый раз, когда заходил разговор о цвете, у нас был свой фаворит. В результате мы остановились на оттенке «Сицилия» из коллекции «Джаз». Он гармонично сочетается с окружающими природными красками и будущим оформлением фасада».

Для того чтобы подчеркнуть форму кровли и решить проблему отведения воды и снега, по периметру сделана оригинальная водосточная система собственного изготовления. Она позволяет собирать всю воду даже в ливневые дожди и легко самоочищается, так как ее контур не имеет узких мест. Водосточка получилась достаточно жесткой, что немаловажно, так как после ее монтажа еще необходимо передвигаться по кровле и контакт веревок с карнизами и водостоком неизбежен.

Строительство дома «Четвертьхаус» продолжается. Впереди отделка фасада, внутренние отделочные и инженерные работы, благоустройство придомовой территории и ландшафтный дизайн. Но уже можно смело утверждать, что мечта удивительной российской семьи сбылась. И это непосредственная заслуга и результаты тяжелого труда семьи Огановых. Их мастерство доказывает, что для человека не существует невыполнимых задач, главное — мечта и упорство на пути к ней.

Подробное описание конструктивных решений фундамента, стен и перегородок приведены в блоге А. Оганова и на сайте проекта.

Типы куполов — Designing Buildings Wiki

Купол имеет долгую историю использования в искусственной среде и был конструктивным элементом многих архитектурных сооружений по всему миру. Купола являются характерными чертами персидского, римского, византийского, исламского и итальянского стиля Возрождения.

Купол в простейшем виде представляет собой полый полусферический конструктивный элемент. Однако существует множество вариаций этой базовой формы, и «Справочник по строительству зданий» описывает купола как: «Оболочки двойной кривизны, которые могут быть образованы с вращением любой изогнутой геометрической плоской фигурой, вращающейся вокруг центральной вертикальной оси.’

Купола произошли от арок, изначально приспособленных только для небольших зданий, таких как хижины и гробницы; однако по мере развития методов строительства и проектирования они стали более популярными как средства демонстрации величественных сооружений, таких как соборы, законодательные здания и, в последнее время, здания для отдыха, такие как спортивные стадионы.

В терминах семиологии, усиливая центральность и сингулярность, форма купола явно выражает примат круга пространства, расположенного непосредственно под ним.

С исторической точки зрения, репрезентативная эффективность купола сделала его популярным среди тех, кто стремится укрепить понятие централизованной и единственной системы власти, будь то абсолютная монархия, монотеизм, гегемонистская диктатура, фашизм и так далее.

Некоторые термины, которые часто ассоциируются с куполами, включают:

Вершина: Самая верхняя точка купола (также известная как «корона»).
Купол: Небольшой купол, расположенный на крыше или башне.
Extrados: Внешний изгиб купола.
Окорок: Часть арки, которая находится примерно на полпути между основанием и верхом.
Intrados: Внутренний изгиб купола.
Пружина: точка, из которой поднимается купол.

Купола могут быть построены из различных материалов, от традиционной каменной кладки и бетона до чугуна, дерева и стали. В последнее время легкие материалы, такие как архитектурные ткани и кабельные конструкции, также использовались для создания «куполов»; по большей части это не настоящие купола, поскольку их составные части имеют антикластическую форму, однако надутые тканевые конструкции могут иметь форму купола.

Традиционные купола могут быть высокоэффективными конструкциями, подобными аркам. Они являются самонесущими, стабилизированы силой тяжести, действующей на их вес, чтобы удерживать их в сжатии. Они могут охватывать большие площади и не требуют промежуточных столбцов, создавая свободное пространство внизу.

Однако вес традиционных куполов вызывает толчки вниз и наружу. Нисходящая тяга должна передаваться на фундамент, в то время как толчок наружу должен выдерживаться, чтобы предотвратить обрушение купола.Это сопротивление может быть обеспечено массой опорных стен, контрфорсами или натяжным элементом, например кольцом по периметру, тросом или цепью.

[править] Купол Corbel

Возведенный в эпоху палеолита, это одна из самых ранних купольных форм, также известная как «купол улья». Это не купола в строгом смысле слова, так как они образованы горизонтальными слоями кладки, которые слегка консольны до встречи в центре.

[править] Хранилище монастыря

Монастырские своды, также известные как купольные своды, имеют многоугольную форму в горизонтальном поперечном сечении.Они выгнуты к центру от постоянной точки пружины вдоль стены.

[править] Купол скрещенной арки

Это один из самых ранних типов ребристых сводов, в которых ребра вместо того, чтобы встречаться в центре купола, переплетаются, образуя многоугольники, оставляя пустое пространство в центре. Самый ранний известный пример — Великая мечеть Кордовы в Испании, датируемая 10 веком.

[править] Геодезический купол

Геодезические купола представляют собой сферические конструкции, состоящие из сети треугольников, которые обеспечивают самоуравновешивающийся структурный каркас при использовании минимального количества материалов.Их разработал американский инженер и архитектор Бакминстер Фуллер в конце 1940-х годов.

Для получения дополнительной информации см. Геодезический купол.

[править] Монолитный купол

Это купольная конструкция, отлитая как одно целое.

[править] Луковый купол

Эти купола характеризуются тем, что они выступают за пределы диаметра основания и плавно сужаются в форме овала (S-образная кривая). Их высота обычно превышает ширину, часто они позолочены или ярко раскрашены.Они традиционно связаны с русской архитектурой, в частности с их многоглавыми церквями. Для получения дополнительной информации см. Собор Василия Блаженного.

[править] Овальный купол

Овальный купол можно определить как купол, план или профиль (или оба) которого имеют овальную форму. Геометрия определяется как использование комбинаций дуг окружности, переходящих в касательные точки.

[править] Вращающийся купол

Также известные как «полусферические купола», они представляют собой половину сферы, построенную на круглой кольцевой балке.

[править] Купол тарелки

С точки зрения площади это часто одни из самых больших куполов, и их профиль меньше, чем у куполов других форм.

[править] Купол зонтика

Также известен как «ребристый», «парашютный» или «зубчатый» купол. Они разделены на изогнутые сегменты, которые повторяют кривую отметки. Радиальные линии структуры, которые действуют как «ребра» купола, проходят вниз по пружине от вершины.

[править] Купол кабельной сети

Хотя купола не являются традиционными в том смысле, что они не являются конструкциями сжатия, а являются конструкциями натяжения, конструкции кабельной сети могут принимать общую куполообразную форму, хотя отдельные секции обычно имеют плоскую или антикластическую форму (а не синкластическую форму куполов сжатия).Купол тысячелетия в Лондоне представляет собой купол из кабельной сети и диаметром 320 м является одним из крупнейших куполов в мире.

[править] Надутые купола

Надутые конструкции образуются путем сжатия объема воздуха, заключенного в легкую тканевую мембрану. Надувные конструкции могут принимать куполообразную форму и обычно используются для пространств, требующих большого ограждения, не прерываемого колоннами, таких как обтекатели, склады, спортивные сооружения, стадионы и так далее.

Типы куполов — Designing Buildings Wiki

Купол имеет долгую историю использования в искусственной среде и был конструктивным элементом многих архитектурных сооружений по всему миру.Купола являются характерными чертами персидского, римского, византийского, исламского и итальянского стиля Возрождения.

Купол в простейшем виде представляет собой полый полусферический конструктивный элемент. Однако существует множество вариаций этой базовой формы, и «Справочник по строительству зданий» описывает купола как: «Оболочки двойной кривизны, которые могут быть вращательно образованы любой изогнутой геометрической плоской фигурой, вращающейся вокруг центральной вертикальной оси».

Некоторые термины, которые часто ассоциируются с куполами, включают:

Вершина: Самая верхняя точка купола (также известная как «корона»).
Купол: Небольшой купол, расположенный на крыше или башне.
Extrados: Внешний изгиб купола.
Окорок: Часть арки, которая находится примерно на полпути между основанием и верхом.
Intrados: Внутренний изгиб купола.
Пружина: точка, из которой поднимается купол.

[править] Купол Corbel

[править] Хранилище монастыря

[править] Купол скрещенной арки

[править] Геодезический купол

Для получения дополнительной информации см. Геодезический купол.

[править] Монолитный купол

Это купольная конструкция, отлитая как одно целое.

[править] Луковый купол

[править] Овальный купол

[править] Вращающийся купол

[править] Купол тарелки

С точки зрения площади это часто одни из самых больших куполов, и их профиль меньше, чем у куполов других форм.

[править] Купол зонтика

[править] Купол кабельной сети

[править] Надутые купола

Купольная конструкция — South Industries

Архитектурные купола издавна использовались для строительства важнейших зданий.От Кремля в Москве до Капитолия США в Вашингтоне, округ Колумбия, купола появляются на некоторых из самых знаковых правительственных зданий по всему миру. Точно так же купола часто используются в зданиях религиозного значения, включая луковичные купола собора Василия Блаженного в России, Дуомо (Флорентийский собор) в Италии, Купол Скалы в Иерусалиме и даже Тадж-Махал в Индии.

В то время как исторические купола продолжают использоваться для обозначения зданий, имеющих большое культурное значение, современные монолитные купольные конструкции образуют здания многих типов в США и во всем мире.Монолитные купола используются гораздо чаще, чем многие думают. Причина популярности монолитного купола кроется в фактической конструкции самого купола.

Как устроены купола?

Важно понимать форму купола, а также действующие на него силы природы, чтобы понять, как он работает. Проще говоря, купол — это самонесущая криволинейная конструкция, имеющая форму части сферы. Купол опирается на несколько существенных сил, чтобы поддерживать полусферическую крышу без колонн или другой опорной системы, поднимающейся из-под пола:

Нормальная сила — эта сила природы является опорной силой, оказываемой на конструкцию купола через контакт с основанием и землей, на которой опирается здание.Эта сила давит вверх от земли.
Гравитация — эта сила природы возникает из-за того, что земля притягивает все объекты к своему центру и тянет купол вниз. Гравитацию также можно описать как вес материалов, из которых изготовлен купол.
Сжатие — эта сила действует на каждый компонент купола, давя на него с обеих сторон. Представьте себе купол, построенный из кирпичей; каждый кирпич получает давление со стороны окружающих его кирпичей, чтобы удерживать его на месте.
Напряжение — эта сила действует извне от каждого компонента купола.В нашем примере с кирпичным куполом представьте, что каждый кирпич прижимается и поддерживает кирпичи рядом с ним.
Тяга — вышеупомянутые силы объединяются, чтобы давить вверх (нормальная сила) и тянуть вниз (сила тяжести), уплотняя купол и увеличивая сжатие и растяжение, которые стабилизируют изогнутую поверхность купола. Когда силы достигают этого равновесия, линия тяги обеспечивает его устойчивость.

Монолитные купола, хотя и не построены из отдельных кирпичей, используют те же принципы силы для создания исключительно прочной купольной конструкции.Сначала возводится бетонный фундамент кольцевой формы, армированный стальной арматурой. Затем пневматическая (заполненная воздухом) форма формирует следующий этап — изоляционный слой из пенополиуретана. Наконец, в зависимости от диаметра круга и высоты купола, арматурный стержень расширяется над слоем пенопласта, обеспечивая структуру, направляющую слой напыляемого бетона, который сформирует окончательную оболочку крыши купола.

Почему купольная конструкция выгодна?

Люди осознали преимущества купольных конструкций на протяжении тысячелетий.Купола меньшего размера использовались со времен появления некоторых из первых непещерных жилищ, известных человечеству, в виде куполообразных крыш глиняных хижин, иглу и т.п. Эти меньшие конструкции, естественно, поддались купольной конструкции из-за доступных материалов и инструментов — в основном природных элементов, рук и простых формующих инструментов. Более того, купола позволяли увеличить пространство внутри конструкции без необходимости использования внутренних опор.

Древние римляне тоже осознали преимущества отказа от традиционных опорных конструкций.Раньше и греческие, и римские архитекторы полагались на колонны для поддержки своих более крупных каменных зданий, даже когда римляне начали широко использовать арки в своем крупномасштабном строительстве. Когда стало ясно, что купольная конструкция (по сути, арка на 360 градусов) не требует внутреннего лабиринта колонн для ее поддержки, родилась купольная структура Пантеона.

Современные монолитные купольные конструкции обладают многочисленными преимуществами, намного превосходящими их предшественников, в том числе:

Прочность.Благодаря принципам силы, перечисленным выше, а также прочным материалам, используемым для создания монолитного купола, купола могут выдерживать невероятную силу и нести большие нагрузки. Сила, приложенная к вершине (наивысшей точке), распределяется по поверхности купола и вниз к бетонному основанию.
Прочность. Из-за этой прочности купольные конструкции обычно служат намного дольше, чем другие конструкции того же размера. Они устойчивы к ветру из-за своей изогнутой поверхности и довольно регулярно переносят сильные штормы без повреждений.Кроме того, монолитные купола водонепроницаемы и огнестойки благодаря своей конструкции.
Техническое обслуживание. По сравнению с традиционными черепичными, черепичными, металлическими и другими популярными промышленными и жилыми кровельными материалами, кладка или бетон купола требуют относительно небольшого ухода. В основном это связано с отсутствием таких вредителей, как термиты, а также с общей прочностью материалов.
Энергоэффективность. В то время как обширный характер купольной конструкции может показаться, что нагрев и охлаждение будет дорогостоящим, в случае монолитного купола верно обратное.По сравнению с деревянными конструкциями монолитный купол из пенобетона служит для идеальной теплоизоляции конструкции. Это позволяет кондиционированному воздуху циркулировать внутри, не выходя наружу, что снижает затраты на электроэнергию.
Космос. Наконец, наиболее заметным преимуществом купольной конструкции является огромное пространство, создаваемое внутри конструкции без необходимости в опорах, поднимающихся с пола под ней. Получающееся открытое пространство позволяет архитекторам проектировать помещения внутри купольной конструкции практически любой конфигурации и приводит к истинной индивидуализации интерьера.

Какие типы зданий могут получить выгоду от купольных конструкций?

Как уже упоминалось, купольные сооружения существовали на протяжении всей истории человечества, от мельчайших индивидуальных жилищ, таких как иглу и глиняные хижины, до самых важных правительственных зданий и религиозных соборов, когда-либо созданных человеком. Современный монолитный купол, который несколько отличается от кирпичных, глиняных и снежных куполов прошлого, может похвастаться таким же разнообразием.

Многие типы зданий могут воспользоваться преимуществами купольных конструкций, в том числе:

Школьные здания: Большой объем универсального внутреннего пространства и общая долговечность купольной конструкции хорошо подходят для такого долговечного здания, как школьное здание.Кроме того, как постоянные посетители, так и местные жители получают преимущества в области энергоэффективности и экономии средств.
Промышленные здания: Монолитные купольные конструкции используются во всем мире для хранения промышленных материалов, таких как песок, соль, известь и т. Д. Долговечность и низкие эксплуатационные расходы купольных конструкций защищают находящиеся внутри материалы, не требуя особого ухода.
Коммерческие здания: Предприятиям многих отраслей требуются большие открытые пространства, не прерываемые внутренними опорами.Независимо от того, построено ли здание для размещения автопарка или внутреннего пространства для собраний, купольные конструкции чрезвычайно полезны для коммерческого использования.
Общественное здание: Купольные конструкции могут принести пользу общественным зданиям, церквям, конференц-центрам и местам для собраний всех видов, обеспечивая большое количество внутреннего пространства. Эти конструкции также полезны для сообществ, поскольку они не требуют обслуживания или высоких затрат на электроэнергию для поддержки в течение долгого срока службы.

Первое имя в монолитных купольных конструкциях

South Industries уже давно считается ведущим новатором в области монолитных купольных конструкций. Основатели Рэнди, Барри и Дэвид Саут разработали уникальный метод строительства монолитного купола, описанный выше, чтобы решить несколько проблем, создаваемых традиционной архитектурой, и воспользоваться многими преимуществами купольных конструкций. Для получения дополнительной информации о нашем процессе, преимуществах, которые монолитная купольная конструкция может иметь для вашей организации, или для того, чтобы запланировать экскурсию по проекту купола рядом с вами, свяжитесь с South Industries сегодня.

Ресурсов:

https://www.penn.museum/documents/education/penn-museum-china.pdf

https://www.products.pcc.eu/en/blog/how-monolithic-domes-are-created-a-few-facts-about-modern-construction/

https://concretedomestructures.weebly.com/analysis-of-domes.html

https://www.physicsclassroom.com/class/newtlaws/Lesson-2/Types-of-Forces#:~:text=The%20normal%20force%20is%20the,the%20weight%20of%20the%20book .

https://www.nationalgeographic.org/hires/domed-buildings/

https://www.pbs.org/wgbh/buildingbig/dome/basics.html

границ | Сравнительное исследование структурных характеристик различных типов сетчатых куполов, подверженных распределенной нагрузке

1. Введение

Сетчатые купола (т. Е. Купола, состоящие из стержней) с различными узорами (рис. 1) были построены для перекрытия больших поверхностей, что демонстрирует эффективность их использования.Геодезический купол часто считается лучшим, потому что его патентообладатель Ричард Бакминстер Фуллер утверждал, что полученный каркас будет характеризоваться более равномерным напряжением отдельных элементов, чем это возможно с любой конструкцией, ранее известной (патент США 2,682,235A). . Это непроверенное утверждение подразумевает, что это полностью напряженная конструкция, которая является мерой для оптимального использования материала в определенных условиях (Patnaik and Hopkins, 1998).

Рисунок 1 .В этой статье сравниваются три обычно построенных типа куполов: (A) купол Шведлера, (B) купол Кевитта, (C) геодезический купол. Каждый тип описывается параметрически как повторение одного подразделяемого модуля, который выделен на рисунке.

В последние десятилетия несколько авторов изучали оптимальную конструкцию сетчатых куполов: Liu and Ye (2014) применили метаэвристический алгоритм (GASA) для оптимизации распределения жесткости полусферических куполов, подверженных сейсмической нагрузке, чтобы купола не разрушались. из-за поломки материала без четких предварительных предупреждений.Сака (2007a, b) минимизировал вес геодезического купола при вертикальной точечной нагрузке, Каве и Талатахари рассмотрели оптимизацию Kiewitt (Kaveh and Talatahari, 2011), Schwedler и ребристых куполов (Kaveh and Talatahari, 2010a), Kaveh и Razaei оптимизировали различные типы однослойных (Kaveh and Razaei, 2016a, b) и двухслойных (Kaveh and Razaei, 2018) куполов, как arbas, так и Saka (2012), а также Kaveh и Talatahari (2010b) провели сравнительное исследование различных типов куполов. сетчатые купола. Однако эти исследования не являются окончательными, поскольку разные типы куполов не подвергались одинаковым нагрузкам.Более того, часто применялись нереалистичные нагрузки: распределенные нагрузки не рассматривались в большинстве исследований, хотя они являются преобладающей нагрузкой для решетчатых куполов.

Цель данной статьи — определить, какой тип сетчатого купола лучше, путем сравнительного исследования минимального веса куполов Кевитта, Шведлера и геодезических куполов с пролетом 16 м и гравитационной нагрузкой 2 кНм ⁻². Количество колец, подразделений вдоль каждого кольца и сечения всех стержней варьируются, чтобы минимизировать общий вес каждого варианта с учетом напряжений и ограничений потери устойчивости.Полное перечисление используется для дискретных переменных (количество колец, подразделений вдоль каждого кольца,…), в то время как алгоритм на основе градиента используется для непрерывных переменных (частей-членов).

Эта статья структурирована следующим образом: во втором разделе обсуждаются структурные модели, определяющие, какие топологии, граничные условия и нагрузки учитываются. В третьем разделе формулируется задача оптимизации. В четвертом разделе представлены результаты с некоторыми заключительными замечаниями.

2. Структурные модели

Конструкции тестового примера в этом сравнительном исследовании представляют собой полусферические купола диаметром 16 м. Купола состоят из полых круглых стержней с переменным внешним диаметром d ^e и толщиной стенки, равной f × d ^e, где f — фиксированное отношение 0,04. Материал моделируется как сталь с модулем упругости E = 210 ГПа, пределом текучести f _y = 235 МПа и плотностью ρ = 7 850 кгм ⁻³.

2.1. Планировка

В этой статье сравниваются три общих типа куполов: купол Шведлера, купола Кевитта и геодезический купол.

2.1.1. Купол Шведлера

Рисунок купола Шведлера характеризуется меридиональными ребрами и кольцевыми кольцами, которые скреплены диагональными стержнями (рис. 1A). Следовательно, шаблон описывается двумя частотами деления: s _m определяет количество сегментов вдоль меридиональных ребер и, следовательно, количество горизонтальных колец, а s _c определяет количество сегментов вдоль каждой окружности. звенеть.На рисунке 1A показан купол Шведлера с частотами деления с _м = 5 и с _c = 10, выделив один сегмент.

2.1.2. Kiewitt Dome

Узор купола Кевитта состоит из серии разделенных треугольников вдоль окружности, которые имеют общую вершину в короне купола (рис. 1B). Таким образом, шаблон также характеризуется двумя частотами разделения: s _c определяет количество треугольников вдоль окружного направления, а s _t определяет количество подразделений вдоль каждого края его треугольников.На рисунке 1B показан купол Кивитта с частотами деления s _c = 5 и s _t = 4, и выделен один из треугольников, повторяющихся по его окружности.

2.1.3. Геодезический купол

Образец геодезического купола создается путем разделения граней правильного многогранника и проецирования разбитого многогранника на поверхность его описанной сферы (рис. 1C). Многогранник, который использовался в этом исследовании, представляет собой икосаэдр (правильный многогранник с 20 треугольными гранями), как и в случае вышеупомянутого патента Ричарда Бакминстера Фуллера.Этот шаблон характеризуется только одной частотой разбиения s _t, которая определяет количество разбиений вдоль каждого края треугольных граней. На рисунке 1C показан геодезический купол с частотой деления s _t из 4, выделяя одну из его исходных треугольных граней.

2.2. Граничные условия

Граничные условия моделируют общие условия опоры из практики строительства: купола поддерживаются штифтовыми опорами по их периметру.Следовательно, все переводы у основания куполов ограничены (Рисунок 2).

Рисунок 2 . Граничные условия предотвращают любые перемещения узлов в основании куполов.

2.3. Загрузка

Все нагрузки, действующие на купола, объединяются в единую гравитационную нагрузку 2 кНм ⁻², измеренную на единицу площади триангулированной поверхности куполов (Рисунок 3). Чтобы распределить эту распределенную нагрузку между узлами, по поверхности куполов определены треугольные элементы оболочки с нулевой жесткостью.Функции формы этих элементов оболочки затем используются для определения эквивалентных узловых нагрузок (Bathe, 1996).

Рисунок 3 . Гравитационная нагрузка 2 кНм ⁻² назначается узлам с использованием функций формы треугольных элементов оболочки.

3. Методология

Чтобы определить, какой тип купола лучше с точки зрения эффективности использования материалов, минимальный вес каждого варианта сравнивается для различных частот разделения. Полный перечень используется для оценки всех частот деления в пределах реалистичного диапазона, тогда как алгоритм на основе градиента используется для определения самых легких секций стержня с учетом ограничений по напряжению и продольному изгибу.Задача оптимизации состоит в нахождении размеров элементов, которые минимизируют общий вес W конструкции при соблюдении ограничений по напряжению и продольному изгибу. Поскольку купола состоят из круглых стержней, диаметры стержней d ^e служат в качестве переменных конструкции. Эти диаметры рассматриваются как непрерывные переменные и могут иметь любое значение в заранее определенном диапазоне. Этот диапазон ограничен нижней границей d _min, чтобы предотвратить числовые нестабильности (сингулярные или плохо обусловленные матрицы жесткости), и верхней границей d _max, чтобы гарантировать реалистичность результатов.Ограничения потери устойчивости предписывают, что осевая сила N ^e в каждом элементе не должна превышать критическую компенсационную нагрузку Эйлера Ncre, в то время как ограничения напряжения ограничивают напряжения σ ^e до верхнего и нижнего предельных значений, σ _max и σ _min соответственно. Рассматриваемые здесь предельные значения равны пределу текучести (235 МПа), деленному на коэффициент безопасности 1,15. Задача оптимизации формулируется следующим образом:

mindeW = ∑e = 1nelemρeAeLe s.t. − Ne≤Ncree = 1,…, nbar σe≤σmaxe = 1,…, nbars −σe≤σmine = 1,…, nbarsanddmin≤de≤dmaxe = 1,…, nbars (1)

Проблема оптимизации реализована в MATLAB и решена с использованием метода внутренней точки (IP) для задач, в которых все члены ограничены, чтобы иметь одинаковый размер, и последовательного квадратичного программирования (SQP) для задач, в которых рассматриваются различные размеры элементов, как поясняется ниже. . И IP, и SQP — решатели на основе градиента, которые доступны в панели инструментов MATLAB Fmincon. Решатели требуют чувствительности, производных функций цели и ограничений, чтобы эффективно обновлять проектные переменные на каждой итерации процесса оптимизации.Аналитические выражения получены для всех значений чувствительности, чтобы исключить ошибки усечения и другие типы ошибок, обычно связанные с численными и полуаналитическими методами (Barthelemy and Haftka, 1988). Чувствительность была подтверждена путем сравнения аналитических выражений с приближением конечных разностей для репрезентативного тестового случая.

4. Результаты

Все результаты были получены с использованием значений по умолчанию для параметров алгоритма оптимизации, за исключением допуска ограничения и максимального количества итераций.Последние два параметра были установлены на 10 ^-10 и 50 соответственно, чтобы ограничить общее время вычислений, не влияя на результаты. В исходной структуре все стержни имеют внешний диаметр 50 мм, хотя точное значение этой начальной точки не оказывает заметного влияния на результаты.

4.1. Одинарные профили

В этом подразделе рассматривается случай, когда все элементы купола должны иметь одинаковый размер. Оптимизированные конструкции, полученные для купольных конфигураций на Рисунке 1, показаны на Рисунке 4 вместе с нормальными силами, действующими во всех их элементах.Из-за ограничения, заключающегося в том, что все стержни должны иметь одинаковое сечение, всем стержням назначается размер самого большого элемента, т. Е. Стержня с наибольшей нагрузкой при продольном изгибе или текучести, как это четко видно на рисунке 4. Следовательно, купола с однородным На распределение сил это ограничение влияет меньше, чем на купола с неравномерным распределением сил.

Рисунок 4 . Оптимизированная конструкция (вверху) и силы стержня (внизу) (A) купола Шведлера, (B) купола Kiewitt и (C) геодезического купола, если все элементы имеют одинаковый размер.Сжимающие силы на стержнях показаны красным, а растягивающие — синим.

Как показано на рисунке 4, внутренние силы оптимизированных структур позволяют четко разделить их на две группы: структуры с ортогональной сеткой, такие как купол Шведлера, и структуры с трехсторонней сеткой, такие как купол Кевитта и геодезический купол. Ортогональная сетка меридиональных и окружных стержней купола Шведлера напоминает основные ориентации напряжений в непрерывном куполе, и силы действуют соответственно: меридиональные ребра испытывают сжимающую силу, которая увеличивается от короны к основанию, в то время как окружные кольца испытывают сжатие вблизи наверху и с натяжением у основания (рис. 4А).Кевитт и геодезический купол имеют трехстороннюю сетку, что приводит к более сложному и равномерному распределению сил. Наивысшие сжимающие и растягивающие силы стержня в куполе Кевитта и геодезических имеют одинаковую величину, тогда как самые высокие сжимающие силы стержня в куполе Шведлера до 3 раз выше, чем самые высокие силы растягивающего элемента. Это подтверждает утверждение Ричарда Бакминстера Фуллера о равномерном напряжении.

Далее рассматривается большое количество куполов с разной частотой деления.На рис. 5 показан минимальный вес каждой конфигурации купола в зависимости от общей длины стержней куполов. Общая длина стержня купола получается сложением длин всех его элементов. Вес всех типов куполов обычно уменьшается с увеличением общей длины стержня, что соответствует большему количеству элементов и, следовательно, более высокой частоте разделения. Чем больше количество элементов, тем меньше длина продольного изгиба каждого элемента, следовательно, улучшаются характеристики. Практически для всех частот деления купола Кевитта и геодезические работают лучше всего, потому что их внутренние силы более однородны, чем в куполе Шведлера (рис. 4).Более того, при строго вертикальной нагрузке диагональные элементы купола Шведлера являются избыточными в том смысле, что они не несут внутренние силы. Следовательно, присвоение одной и той же секции всей конструкции, эти элементы вносят значительный вклад в общий вес конструкции, не обеспечивая каких-либо конструктивных преимуществ. В то время как на рис. 5 показан минимальный вес только куполов с радиусом 8 м, аналогичные результаты были получены для куполов с другим радиусом.

Рисунок 5 .Минимальный вес куполов Шведлера, Кевитта и геодезических, если все их элементы имеют одинаковый размер поперечного сечения.

4.2. Регулируемый профиль стержня

В этом подразделе рассматривается случай, когда диаметр каждого элемента может изменяться независимо. На рисунке 6 показаны оптимизированные конструкции для тех же конфигураций купола, которые были показаны на рисунках 1, 4. Купол Шведлера имеет очень четкий рисунок, в котором меридиональные ребра увеличиваются в размере от короны к основанию, а окружные стержни имеют наибольшие сечения около корона и основание.Элементы, несущие небольшие силы на стержнях, такие как диагональные стержни, имеют значительно меньшие размеры. Напротив, Kiewitt и геодезический купол имеют более однородную компоновку и распределение сил из-за их трехсторонней сетки, как обсуждалось выше. Сравнение компоновки и сил стержня показывает, что размер каждого элемента пропорционален внутренним силам, присутствующим в этом элементе, как и следовало ожидать.

Рисунок 6 . Оптимизированная конструкция (вверху) и силы стержня (внизу) (A) купола Шведлера, (B) купола Kiewitt и (C) геодезического купола, если размер каждого элемента индивидуален.Сжимающие силы на стержнях показаны красным, а растягивающие — синим.

На рис. 7 показан минимальный вес каждой конфигурации купола в зависимости от общей длины стержней куполов. Купол Schwedler теперь работает значительно лучше, чем два других типа куполов. Однако купола Шведлера и Кевитта с низкой частотой меридионального / треугольного деления работают плохо, даже если частота периферического деления высока. Такие купола имеют меньше окружных колец и, следовательно, более длинные меридиональные стержни, что делает их восприимчивыми к короблению.Аналогичные результаты были получены для куполов с разными радиусами, как и в случае описанной выше проблемы с одним стержнем.

Рисунок 7 . Минимальный вес Шведлера, Кевитта и геодезических куполов, если каждый элемент имеет индивидуальный размер.

5. Заключение

В своем патенте Ричард Бакминстер Фуллер утверждал, что геодезический купол будет характеризоваться более равномерным напряжением отдельных элементов, чем это возможно с любой ранее известной конструкцией (патент США 2,682,235A).Это утверждение предполагает, что геодезический купол представляет собой полностью напряженную конструкцию, которая является мерой для оптимальной эффективности использования материалов при определенных условиях.

В этой статье было подтверждено, какой тип сетчатого купола является наиболее эффективным с точки зрения материалов, путем сравнительного исследования минимального веса полусферических куполов Кевитта, Шведлера и геодезических куполов с пролетом 16 м и гравитационной нагрузкой 2 кНм ⁻². Количество колец, подразделений вдоль каждого кольца и сечения всех стержней было изменено, чтобы минимизировать общий вес каждого варианта с учетом напряжений и ограничений потери устойчивости.Полный перечень использовался для дискретных переменных (количество колец, подразделений вдоль каждого кольца,…), в то время как алгоритм на основе градиента использовался для непрерывных переменных (разделы-члены).

Результаты подтверждают утверждение о равномерном напряжении в геодезическом куполе: если всем элементам назначен одинаковый размер, геодезический купол будет более равномерно напряжен и, как правило, легче, чем другие типы куполов аналогичного размера. Однако, если все элементы имеют индивидуальные размеры, купол Schwedler работает значительно лучше, потому что его ортогональная сетка напоминает основные ориентации напряжений в непрерывном куполе, что приводит к эффективной передаче сил на опоры.Хотя эти результаты были показаны для куполов с радиусом 8 м, те же выводы справедливы для любого другого выбора радиуса.

Заявление о доступности данных

Наборы данных, созданные для этого исследования, доступны по запросу соответствующему автору.

Авторские взносы

WG и MS контролировали CM и TR, которые реализовали первую версию компьютерного алгоритма на основе набора инструментов, разработанного MS и сотрудниками. Затем CM и TR собрали данные и составили отчет по данным.WG повторно оценила данные, подготовила все соответствующие выходные данные и написала рукопись. М.С. задумал проект, руководил его выполнением и прокомментировал написанную рукопись.

Финансирование

WG был докторантом Исследовательского фонда Фландрии (FWO) (номер гранта 11D7118N). Благодарим за финансовую поддержку.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Список литературы

Бартелеми, Ф. Б., и Хафтка, Р. Т. (1988). Анализ точности полуаналитического метода расчета чувствительности формы. мех. На основе Des. Struct. Маха . 18, 407–432. DOI: 10.2514 / 6.1988-2284