Геометријска и структурна трансформација геодезијских купола из услова индустријске префабрикације грађења

Abstract

Геодезијска купола припада широј групи полиедарских куполастих структура. Њену структуру чини триангулисана мрежа штапова, која, заједно са сферном формом, чини основу њене крутости и стабилности. С друге стране, полиедарска куполаста структура са странама које нису у облику троугла, може бити стабилна уколико је формирана од површинских конструктивних елемената или од таквих конструктивних склопова линијских елемената, који њеним странама обезбеђују стабилан и недеформабилан облик. У том контексту, обликовање страна полиедарске куполе своди се на генерисање конструктивног склопа који је стабилан у својој равни. Разматран конструктивни склоп формиран је од крутих штапова и меких затега, постављених у два појаса и раздвојених разупирачем. Променом дужине разупирача формирани конструктивни склоп се преднапреже, чиме му се, поред већ евидентне стабилности, обезбеђује и потребна крутост. Наведени конструктивни склоп представља функционални елемент, који може бити произведен у условима индустријске производње, чиме се постиже већа прецизност и квалитет у његовој изради и који може бити рационалан у градњи куполастих структура. Даља рационализација примене функционалних елемената у градњи полиедарских структура омогућена је трансформацијом њене геометрије. Полиедарска структура, формирана од функционалних елемената, захтева дефинисање посебних принципа обликовања и функционалне организације. Геометрија полиедарске куполасте структуре се може генерисати мултипликацијом једног полигона или групе полигона, око другог. Различити облици и комбинације наведених полигона могу генерисати различиту геометрију полиедарских купола...

The geodesic dome belongs to a wider group of polyhedron dome-shaped structures. Its structure contains triangulate mesh of members, which forms the basis of its stiffness and stability, together with the spherical form. On the other hand, a polyhedron dome-shaped structure with sides that are not in triangular form can be stable if it is formed from surface structural elements or from such a structural configuration of linear elements, which provides its sides a stable and undeformable shape. In this context, the formation of the polyhedron dome sides comes down to generating a stable structural system in its plane. The considered structural system is formed from rigid members and soft suspension rods arranged in two layers and separated by a span piece. By changing the length of the span piece, the formed structural system is prestressed. The necessary stiffness is obtained, as well as the evident stability. Aforementioned structural system represents a functional element, which can be industrially produced. Thus greater precision and quality is achieved in its production and it may be rational in the construction of the dome structures. Further rationalisation of the application of functional elements in the construction of polyhedron structures is enabled by the transformation of its geometry. The polyhedron structure formed of functional elements requires defining the specific principles of design and functional organisation. The geometry of the polyhedron dome-shaped structure can be generated by multiplying a polygon or a group of polygons around another polygon. Various forms and combinations of those polygons can generate different geometry of polyhedron domes. V Generating polyhedron domes geometry is enabled by the analysis of knowledge so far in the field of generating forms (tessellation of the Euclidean plane) and polyhedron systems, with regular polygons. This creates the basis for further research and extension of the classification of polyhedron dome irregularly formed...