测地穹顶与空间框架结构

测地线穹顶是由复杂的三角形网络组成的球形空间框架结构。连接的三角形创建了一个自支撑框架,结构坚固但优雅精致。测地线穹顶可以被称为“少即是多”这一短语的体现,因为几何排列的建筑材料最少,确保设计既坚固又轻便,特别是当框架覆盖有ETFE等现代壁板材料时。这种设计允许巨大的内部空间,没有柱子或其他支撑。...

测地线穹顶是由复杂的三角形网络组成的球形空间框架结构。连接的三角形创建了一个自支撑框架,结构坚固但优雅精致。测地线穹顶可以被称为“少即是多”这一短语的体现,因为几何排列的建筑材料最少,确保设计既坚固又轻便,特别是当框架覆盖有ETFE等现代壁板材料时。这种设计允许巨大的内部空间,没有柱子或其他支撑。

Illustration of Geodesic Dome Illustration of Geodesic Dome

空间框架是使测地穹顶得以存在的三维(3D)结构框架,与典型建筑的长度和宽度的二维(2D)框架相反。从这个意义上讲,“空间”不是“外层空间”,尽管由此产生的结构有时看起来像是来自太空探索时代。

测地线一词来自拉丁语,意思是“地球分割”。测地线是球体上任意两点之间的最短距离。

测地穹顶的发明者:

穹顶是建筑学中一项相对较新的发明。罗马的万神殿建于公元125年左右,是最古老的大型穹顶之一。为了支撑早期圆顶中重型建筑材料的重量,下面的墙变得非常厚,圆顶顶部变得更薄。在罗马万神殿的例子中,圆顶顶部有一个开口或圆孔。

1919年,德国工程师沃尔特·鲍尔斯菲尔德博士率先提出了将三角形与建筑拱门相结合的想法。1923年,鲍尔斯菲尔德为位于德国耶拿的蔡司公司设计了世界上第一个投影天文馆。正是R.Buckminster Fuller(1895年至1983年)构思并推广了测地穹顶用作住宅的概念。富勒的第一个测地穹顶专利于1954年发布。1967年,他的设计向世界展示了为加拿大蒙特利尔67年世博会建造的“生物圈”。富勒声称,有可能用一个两英里宽的温控穹顶将纽约市中心曼哈顿围起来,就像蒙特利尔博览会上展示的那样。他说,这座圆顶将在十年内自食其力……只需节省除雪费用。

在获得测地穹顶专利50周年之际,R.Buckminster Fuller于2004年在美国邮票上被纪念。他的专利索引可以在巴克明斯特富勒研究所找到。

三角形继续被用作加强建筑高度的手段,许多摩天大楼都证明了这一点,包括纽约市的一个世贸中心。请注意这座和其他高层建筑上巨大、细长的三角形侧面。

关于空间框架结构:

马里奥·萨尔瓦多里博士提醒我们,“矩形并不是天生僵硬的。”因此,正是亚历山大·格雷厄姆·贝尔(Alexander Graham Bell)提出了将大型屋顶框架三角化以覆盖大型无障碍室内空间的想法。“因此,”萨尔瓦多写道,“现代空间框架从一位电气工程师的头脑中诞生,并产生了一整套屋顶,具有模块化结构、易于组装、经济和视觉冲击的巨大优势。”

1960年,《哈佛红字》将测地穹顶描述为“由大量五边形组成的结构”。如果你建立自己的测地穹顶模型,你就会了解三角形是如何组合成六边形和五边形的。几何结构可以组合成各种内部空间,如卢浮宫建筑师贝聿铭的金字塔和弗雷·奥托(Frei Otto)和Shigeru Ban(Shigeru Ban)的张力式建筑所用的网格壳形式。

附加定义

"Geodesic Dome: A structure consisting of a multiplicity of similar, light, straight-line elements (usually in tension) which form a grid in the shape of a dome." Dictionary of Architecture and Construction, Cyril M. Harris, ed., McGraw- Hill, 1975, p. 227 "Space-Frame: A three-dimensional framework for enclosing spaces, in which all members are interconnected and act as a single entity, resisting loads applied in any direction." Dictionary of Architecture, 3rd ed. Penguin, 1980, p. 304

测地线穹顶示例

测地线穹顶是高效、廉价和耐用的。波纹金属圆顶房屋在世界上不发达的地区组装起来只需数百美元。塑料和玻璃纤维圆顶用于北极地区的敏感雷达设备和世界各地的气象站。测地穹顶也用于紧急避难所和移动军事住房。

以测地穹顶的方式建造的最著名的结构可能是太空船“地球”,AT&位于佛罗里达州迪斯尼世界埃普科特的T馆。EPCOT图标是Buckminster Fuller的测地穹顶的改编。使用这种建筑类型的其他建筑包括华盛顿州的塔科马穹顶、威斯康星州密尔沃基的米切尔公园温室、圣路易斯Climatron、亚利桑那州的生物圈沙漠项目、爱荷华州的大得梅因植物园温室,以及许多由ETFE创建的项目,包括英国的伊甸园项目。

来源

  • Fuller,Nervi Candela将发表1961-62年诺顿系列讲座,哈佛大学深红,1960年11月15日[于2016年5月28日查阅]
  • 蔡司卡尔蔡司天文馆的历史[查阅日期:2017年4月28日]
  • 马里奥·萨尔瓦多里(Mario Salvadori),诺顿1980,麦格劳·希尔(McGraw Hill)1982,第。162;

  • 发表于 2021-10-21 02:06
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  • 分类:科学

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