Нет комментариев Разное

Каркас купола из дерева: Купольные каркасы​ из дерева, купить каркас геодезического купола

Опубликовано

Содержание

Инструкция к калькулятору для расчёта купольных конструкций

Данная страница — инструкция к калькулятору для расчёта купольных конструкций, в том числе купольных крыш и купольных домов.

Страница с калькулятором находится по ссылке: калькулятор.

По умолчанию выставлен русский язык интерфейса. Его можно сменить, выбрав нужный в выпадающем списке «Язык».

выбор языка интерфейса

Инструкция к калькулятору

Исходные данные.

Область «Исходные данные» предназначена для задания геометрии каркаса. Можно изменять параметры в следующих полях:

«Многогранник» — многогранник на основание которого строится вся конструкция. Возможны два варианта: икосаэдр и октаэдр.

«Частота, V» — количество разбиений вершин. При увеличении  частоты, увеличивается количество вершин и ребер соответственно. Чем больше это значение, тем больше форма каркаса приближается к сфере и тем меньше длина рёбер.

Икосаэдр — многогранник, у которого значение частоты разбиения V равно 1. Октаэдр — многогранник, у которого значение частоты разбиения V равно 1.

Значение частоты разбиения равное единице соответствует конструкции в виде икосаэдра или октаэдра в зависимости от того какой многогранник задан в графе «многогранник». При увеличении частоты происходит разбиение рёбер многогранника на части. Количество рёбер, составляющих разбитое ребро, равно частоте разбиения.

Частота разбиения икосаэдра.

«Класс разбиения» — этот пункт отвечает за выбор способа разбиения, а следовательно и формы конечной конструкции.

При частоте разбиения равной двум и более возможны различные варианты каждого разбиения. Эти варианты делятся на классы. Если спроецировать разбиение на грань икосаэдра, то все возможные классы разбиения икосаэдра можно представить в виде схемы.

Классы разбиения купольных конструкций.

В калькуляторе римскими цифрами обозначены основные классы, всего их три. Арабскими цифрами обозначены вариации основных классов.

Аналогично способы разбиения задаются для октаэдра.

«Метод разбиения» — позволяет сделать выбор между «Равные хорды», «Равные дуги», «Мексиканец» и «Крушке».

«Осевая симметрия» — выбор оси симметрии, которая учитывается при отсечении части купола от сферы и выстраивании купола по вертикали. Возможные варианты:

  • Pentad — ось симметрии проходит через вершину, в которой сходится 5 рёбер для икосаэдра или 4 ребра для октаэдра.
  • Cross — ось симметрии проходит через вершину, в которой сходится 6 рёбер.
  • Triad — ось симметрии проходит через грань.

«Фулерен» — выбор формы купола в виде фулерена, который вписывается («вписанный») в сферу, или описывает её («описанный»). Поле «Фулерен» не доступно при выборе варианта соединения «Joint».

купол в форме фулерена

«Выравнивание основания» — позволяет выравнивать основание относительно плоскости основания за счет изменения длин рёбер у основания купола. Поле «Выравнивание основания» не доступно при выборе способа соединения «Cone» или выборе формы фулерена.

Функция «выравнивание основания» изменят длину рёбер у основания купола таким образом, что вершины купола на внешней его поверхности располагаются в плоскости основания.  Вершины купола на внутренней поверхности купола в общем случае не располагаются в плоскости основания, а строятся по общему принципу — к центру купола от его внешней поверхности.

При включении «выравнивания основания» рёбра своей широкой стороной лежат в плоскости горизонта в случае, когда в поле «часть сферы» выбрано 1/2. В остальных случаях, они не лежат в плоскости горизонта.

«Часть сферы» — выбор части сферы, из которой будет состоять купол. Для куполов разной частоты возможны различные пропорции отсечения.

Размеры и способ соединения

Поле «размеры и способы соединения» позволяет задать размеры сферы и выбрать способ соединения ребер купола. Параметры поля:

«Радиус сферы, м» — задается радиус сферы в метрах.

«Способ соединения» — выбор способа соединения рёбер.

Более подробно о способах соединения можно посмотреть в статье: Виды соединения и коннекторы (соединители) для купольных конструкций.

В выпадающем списке можно выбрать следующие варианты соединений:

  • «Piped» — способ соединения с использованием коннекторов. При выборе данного способа соединений появляется дополнительное  поле, в котором можно задать диаметр трубы, составляющей коннектор.
  • «GoodKarma» — безконнекторный способ соединения, при котором каждое ребро составляют два бруса. При выборе данного способа соединения появляется дополнительное поле, в котором можно задать способ соединения рёбер по часовой стрелке или против часовой стрелки.
  • «Semikone» —  безконнекторный способ соединения, при котором каждое ребро составляют два бруса.
  • «Cone» — безконнекторный способ соединения, при котором каждое ребро состоит из одного бруса.
  • «Joint» — безконнекторный способ соединения, при котором каждое ребро состоит из одного бруса. При выборе данного способа соединения появляется дополнительное поле, в котором можно задать способ соединения рёбер по часовой стрелке или против часовой стрелки.
    Способ «Joint» не доступен для купола в форме фулерена.
  • «Nose» — безконнекторный способ соединения, при котором каждое ребро состоит из одного бруса. Возможность выбора данного способа соединения предусмотрена только для купола в форме фулерена. Чтобы данный способ соединения появился в списке вариантов соединения, нужно предварительно задать форму купола в виде фулерена в поле «Фулерен» в разделе «Исходные данные». Для этого в поле «Фулерен» нужно выбрать один из вариантов: «Вписанный» или «Описанный». При выборе данного способа соединения появляется дополнительное поле, в котором можно задать способ соединения рёбер по часовой стрелке или против часовой стрелки.

Для всех способов соединения рёбра у основания купола состоят из одного бруса.

Размеры рёбер

В этом поле задаются ширина и толщина рёбер в миллиметрах.

Внешний вид купола

В центральной области калькулятора чуть правее полей с исходными данными выводится изображение купола. Поле с визуальным отображением купола содержит меню со вкладками. В зависимости от выбранной вкладки меняется выводимая на экран картинка. Во всех случаях купол можно вращать во всех плоскостях, увеличивать и уменьшать. Возможен выбор следующих вкладок меню.

План

На плане приведена проекция вершин купола на плоскость проходящую через основание купола.

Во вкладке «План» можно увидеть проекцию нижних рёбер конструкции на плоскость в основании. А также размеры от центра сферы до концов проекций и высоту концов рёбер.

Выделив отдельные рёбра, можно увидеть аналогичную информацию для любого ребра купола.

Повторный щелчок по ребру снимает выделение.

Если во вкладке «Кровля» исключена грань купола, то при переходе на вкладку «План» автоматически подсвечиваются рёбра этих граней.

Чтобы увидеть план основания полностью, нужно вращать схему курсором.

Каркас

Выбор вкладки «Каркас» позволяет увидеть весь каркас купола, включая невидимую его часть (ту что на заднем плане).

Схема

На схеме купола показаны обозначения рёбер, граней и вершин.

Во вкладке «Тент» есть дополнительные кнопки управления:

Кнопки управления в меню «Тент».

1. Смена режима отображения тента между кровлей купола и раскроем тента.

2. Кнопка выбора файла с картинкой.

Результаты измерений

Содержимое блока «результаты измерений» становится видимым при щелчке по заголовку этого блока «результаты измерений».

Блок с результатами измерений

Название каждого поля отвечает само за себя.

В блоке «Размеры» указано количество размеров и количество самих элементов:

«Граней» — первое число указывает количество размеров, второе число показывает количество граней. На схеме грани одного размера показаны одним цветом.

«Ребер» — первое число указывает количество размеров, второе число показывает количество рёбер. На схеме рёбра одного размера показаны одним цветом и обозначены одинаковыми буквами.

«Вершин» — первое число указывает количество вершин к которым подводятся разные рёбра без учета того, что к вершинам у снования подводится меньше рёбер. Второе число показывает количество вершин.

Рёбра

В блоке рёбра показаны вид, размеры и количество всех рёбер рассчитанного купола.

На схеме используются следующие обозначения:

Обозначения на чертежах рёбер.
  1. Индекс ребра и его цвет в «каркасе», «схеме», плане и других блоках калькулятора. В качестве индекса используются латинские буквы.
  2. Количество рёбер данного типа (индекса).
  3. Кнопка смены (поворота) вида на ребро.
  4. Значение двугранного угла между внешней плоскостью ребра (по отношению к куполу) и плоскостью отреза.
  5. Числовое обозначение вершины, в которую ребро упирается данным торцом.
  6. Значение двугранного угла между плоскостью ребра и прилегающей к нему гранью купола.

Если правая сторона рёбер выводится не корректно, то следует увеличить ширину окна браузера, в котором открыт калькулятор. Рекомендуемая ширина 1920 пикселей.

По умолчанию представлен вид на ребро с внешней стороны купола, на котором видна его «толщина».

Для типов соединения GoodKarma и Semicone доступна функция просмотра рёбер под другим углом — с «ширины» ребра с длинной его стороны. Для смены вида предназначена кнопка смены (поворота) вида. На получаемом виде используются следующие обозначения:

Вид ребра после поворота.

Обозначения:

  1. Индекс ребра и его цвет в «каркасе», «схеме», плане и других блоках калькулятора. В качестве индекса используются латинские буквы.
  2. Количество рёбер данного типа (индекса).
  3. Кнопка возврата (поворота) вида к начальному.
  4. Значение двугранного угла между широкой плоскостью ребра и плоскостью отреза.
  5. Числовое обозначение вершины, в которую ребро упирается данным торцом.

Для возврата к прежнему виду предназначена кнопка возврата к виду поумолчанию.

При распиле рёбер торцовочной пилой иногда удобно ориентировать ребро широкой стороной вниз. Тогда углы поворота пилы отличаются от получаемых в калькуляторе поумолчанию. Для их пересчёта можно воспользоваться функцией поворота ребра или отдельным калькулятором углов торцовочной пилы.

Грани

В блоке грани показаны вид, размеры и количество всех граней рассчитанного купола.

Обозначения на гранях.

Обозначения:

  1. Числовой индекс грани и его цвет на «схеме».
  2. Количество граней данного типа (индекса).
  3. Числовое обозначение вершины грани.
  4. Обозначение ребра и двугранного угла между широкой плоскостью ребра и прилегающей к нему гранью (для двух прилегающих граней угол одинаков).
  5. Значение высоты грани.
  6. Длина отрезка от вершины грани до точки пересечения высоты с ребром.

Вершины

Для типов соединения «Piped», «Cone» и «Nose» доступен блок «Вершины».

В блоке вершины показаны вид, размеры и количество всех вершины рассчитанного купола.

Обозначения вершин.

Обозначения:

  1. Числовой индекс вершины, используемый в «схеме» и других блоках.
  2. Количество вершин данного типа (индекса).
  3. Буквенный индекс ребра.
  4. Значение угла между соседними ребрами. Угол приведен в проекции на плоскость перпендикулярную прямой, проходящей через центра купола и вершину.
  5. Значение угла торца ребра. Угол приведен в проекции на плоскость перпендикулярную прямой, проходящей через центра купола и вершину.

В текущей версии калькулятора углы при вершинах корректно вычисляются для икосаэдра.

Результаты конструирования

Чтобы сохранить результаты конструирования можно воспользоваться адресом страницы калькулятора, который автоматически меняется в зависимости от введенных данных.

Получившуюся ссылку удобно использовать для передачи другим людям.

Скачать модель получившейся конструкции  в формате .obj можно с помощью кнопки «выгрузить». Она расположена после результатов вычислений в нижней части страницы в блоке полезных ссылок.

Блоки калькулятора

Открывая страницу калькулятора на устройствах с самым популярными размерами экранов, можно увидеть только верхнюю область калькулятора. В ней обычно видны блоки:

  • «Исходные данные»
  • «Результаты и способы соединения»
  • «Размеры ребер»
  • «Результаты измерений»
  • Схема купола
  • Кнопки переключения вкладок: «Каркас», «Схема», «Кровля», «План».

Чтобы увидеть блоки с чертежами рёбер и схемами граней и вершин, нужно прокрутить страницу вниз.

Общий вид страницы калькулятора.

Теплица геодезический купол: пошаговая технология возведения

В последнее время на дачных участках можно все чаще увидеть удивительной красоты теплицы – округлые, состоящие из соединенных между собой теругольников. Мобильные и легкие (относительно пропорция веса и внутреннего объема), они достаточно практичны, и, как ни странно, подлежат монтажу и демонтажу. Это – геодезические теплицы, настоящее произведение искусства, созданное буквально из подручных средств. И повторить такие шедевры можно и на своем участке, затратив на все минимум средств – в ход пойдут самые обычные недорогие материалы, такие, как поливинилхлоридные трубы, деревянные рейки или металлические прутья.

По сути, геодезический купол – это особый каркас, который поддерживает оболочку. Такие купола в архитектуре существовали еще со времен Первой мировой войны, а изобрел такое чудо американский архитектор Ричард Фуллер. Он много лет трудился над своим детищем и мечта решить таким образом жилищную проблему жителей США. Но геодома стоили так дорого, что подобные сферические сооружения применяться стали только под оранжереи и теплицы. Сегодня же многими фирмами геодезические купола поставляются любого размера и любой формы. В такой форме даже строят целые дома, не уступающие прямоугольным «коробкам»-многоэтажкам ни в крепости, ни в долговечности, ни в уюте. А благодаря легкости самой конструкции геокупола (удивительный парадокс: чем больше по объему такой купол, тем в пропорциональном отношении он легче), такие дома сегодня легко устраивают даже не деревьях.

Чем хороша такая конструкция?

Благодаря особой сферической структуре, теплицы в виде геодезического купола практически не восприимчивы к агрессивному воздействию внешней среды. Такие теплицы прекрасно выстаивают в сильные ветра, хорошо переносят землетрясения. Воздух, циркулирующий внутри купола, поддерживает внутреннюю температуру постоянно, а сама необычная форма теплицы позволяет экономить до 30% пространства. Единственный недостаток геодезической теплицы в том, что на ее пологие стены трудно мостить стеллажи.

В основе конструкции геодезического купола – треугольник, самая устойчивая и прочная геометрическая фигура. Самый главный плюс геодезической теплицы – в ее мобильности, ведь все эти треугольники можно разбирать и снова собирать вместе, как конструктор. И такими треугольниками может послужить даже нарезанный по соответствующим размерам поликарбонат. Главное – абсолютно все детали должны быть одинаковой длины, чтобы быть взаимозаменяемыми и чтобы демонтаж и монтаж на новом месте теплицы не превратился в сложнейшую головоломку.

Грядки в геодезической теплице традиционно разбивают вдоль стен. По центру же обычно размещают либо высокое экзотическое дерево, либо резервуар с водой, либо искусственный пруд с рыбками, отходы жизнедеятельности которых хорошо подходят в качестве удобрений для растений. Ко всему геодезическая теплица – прекрасное украшение окружающего ландшафтного дизайна, этакая его фишка и козырь.

Технология самостоятельного строительства

Построить теплицу-геокупол своими руками вполне возможно. Состоять геодезический купол может из отрезков пластмассовых труб, металлических стержней или деревянных брусьев, которые имеют точно рассчитанную длину и соединены между собой под определенными углами.

Этап I. Подготовительные работы

Итак, геокупол всегда строится с выбора участка и подготовки земли. Землю нужно выровнять, убрав для этого в сторону всю лишнюю почву, которая понадобится уже после завершения строительства теплицы.

Первым слоем нужно уложить защитный нетканый материал – для того, чтобы в теплицу не прорастали сорняки. Поверх этого материала следует засыпать много гравия и проверить всю поверхность – достаточно ли она ровная и плоская для строительства теплицы.

Этап II. Сборка каркаса

Произвести расчет геодезического купола и собрать теплицу не сложно – главное, чтобы все ее составляющие детали были одинаковой величины, а схема поможет разобраться с ее монтажом.

После того, как каркас теплицы будет готов, можно приступать к остеклению теплицы или покрытию ее поликарбонатом.

Этап III. Обустройство внутреннего пространства

Когда работы по покрытию теплицы будут закончены, можно приступать к обустройству ее внутреннего пространства: системы вентиляции, обогрева и полива. Так, внутри следует разместить тепловой резервуар с водой, который обеспечит значительное количество тепла благодаря аккумуляции солнечной энергии днем и излучения ее по ночам. Устанавливать резервуар нужно на северной стороне теплицы, желательно под светоотражающий алюминиевый материал с теплоизоляционными свойствами, который занимать будет 20% от всей площади купола. К слову, прикреплять этот материал можно только ко внутренней поверхности купола.

По периметру купола желательно обустроить высокую и удобную грядку, максимально задействовав при этом южную сторону купола – чтобы наиболее эффективно задействовать при этом положение Солнца и его энергию.

Рабочая дорожка в геодезической теплице обычно делается широкая, до 1,5 м в ширину. Возле самих грядок как бортики можно сделать такие крепкие и выступающие, что на них можно было бы сидеть, отдыхая периодически от прополки и полива.

Особенности конструкции геодезической теплицы позволяют в случае поломки одной из ее деталей заменить на подобную, не разбирая и не демонтируя при этом всю конструкцию.

Под самими грядками, по всему периметру основания, нужно проложить трубы для обогрева, чтобы поддерживать оптимальную температуру для выращивания растений. А в центре теплицы желательно установить короб с вентилятором, который гонял бы вниз, прямо в трубы подпочвенного обогрева, нагретый за целый день воздух. Питаться такой вентилятор может от современной солнечной батареи на крыше. Чтобы обеспечить вентиляцию внутри теплицы, используются боковые форточки. После чего теплицу-купол можно считать полностью оборудованной и готовой к посадке растений.

В общей сложности, строительство на своем участке геодезической теплицы позволяет увеличить вегетационный период растений с 80 дней до целых 10 месяцев в году. Работать в такой теплице и удобно, и приятно, а ее конструктивные особенности позволяют выдерживать на себе и тонны снега, и целые шквалы. Главное, о чем следует позаботиться, если конструкция теплицы-купола не из стекла, а из поликарбоната – это тщательная герметизация всех возможных стыков и просветов. Тогда такая теплица прослужит верой и правдой не один год.

  • Автор: Константин