بخشی از مقاله
خلاصه
گنبد ژئودزیک یک سازه کروی شکل است که از هندسه 5 شکل افلاطونی در ساخت استفاده می کند، اگرچه ظاهرا این گنبدها هندسه پیچیده ای دارند ولی از ساخت آسان و سریع بهره مندند. در این مقاله روش ساخت یک گنبد ساده ژئودزیک به زبان ساده شرح داده شده است، که امکان برپایی آن در هر فضایی و با مصالح اندک ممکن است.گنبدهای ژئودزیک امکانات معماری زیادی در اختیار ما قرار می هند، در انتهای این مقاله یک مرکز تحقیقات در داخل این حجم توسط نگارنده طراحی شده است و از روش ساخت شرح داده شده در مقاله برای ساخت آن استفاده شده است.
کلمات کلیدی: گنبد ژئودزیک، روش ساخت سریع، قابلیتها، نمونه موردی
.1مقدمه
گنبد ژئودزیک یک نوع سازه فضا کار2 است که شبیه یک بخش از یک توپ یا کره است. این سازه از یک شبکه از مثلث ها درست شده است که نهایتا یک سطح کروی را شکل می دهند. هر چه تعداد مثلث ها بیشتر باشد شکل گنبد بیشتر به شکل یک کره نزدیک می شود. >1@ استفاده از سختی و ایستایی مثلث باعث استحکام گنبد است و یکپارچگی اعضا باعث پخش نیروها در تمام سطح کره می شود و گنبد ژئودزیک را یک سازه پربازده می سازد. درگنبدهای ژئودزیک که بر اساس 5 حجم اصلی افلاطونی 3 شکل می گیرند، از بیست وجهی 4 بیشتر استفاده می شود. گنبدهای ژئودزیک بیشترین نسبت فضای داخلی به سطح خارجی را دارا می باشند، و بنابراین کمترین سطح را برای از دست دادن گرما دارند، و در آنها همه اعضای سازه به طور مساوی نیروها را پخش می کنند. اندازه های متفاوتی از مثلث ها در یک گنبد ژئو دزیک وجود دارد که به چگونگی تناوب تقسیم بندیهای مجددِ چند وجهی های زیرین بستگی دارد، رئوس همگی این مثلثها تقریبا بر سطح کره واقع است. مقطع عرضی از یک گنبد ژئو دزیک تقریبا یک دایره بزرگ است.
باک مینستر فولر1 را به عنوان مخترع گنبد ژئودزیک میشناسند. در شکل زیر مراحل ساخت این گنبد را به شکل ساده ای دیده می شود که در ادامه مقاله توضیح داده خواهد شد. گنبدهای ژئودزیک از جمله سازه های پر بازده هستند، به دلیل شکل -2 روش ساخت یک گنبد ژئودزیک از ترکیب 5 ضلعیها و 6 استفاده اندک از مصالح، وزن کمی دارند و دهانه های وسیعی را در مقابل ضخامت کم پوشش می دهند.این سازه ها قابلیت نصب و برچیدن سریع و آسان دارند و به دلیل فرم کروی در مقابل بادها ایستایی بالایی دارند.با توجه به مزایای سازه ای این گنبدها و فرمهای جذابی که دارند، در صورت آشنایی با تکنولوژی ساخت و نصب آنها می توانند امروزه بسیار مورد استفاده قرار گیرند.این مقاله در واقع یک آشنایی کلی از گنبدها را برای افراد غیر متخصص ارائه می دهد و روش ساخت و نصب آنها را به طریقه ساده و قابل فهم توضیح می دهد. در انتها یک طرح از نگارنده با استفاده از این سازه ارائه شده است.
رئوس مطالب این مقاله به شرح ذیل است:
1. مقدمه
2. تاریخچه
3. مزایای گنبدها
4. چگونگی انتقال نیرو در گنبدها
5. چگونه می توان یک گنبد ژئودزیک ساخت؟
6. مطالعه موردی: پروژه باغ بهشت2
7. طراحی یک مرکز تحقیقات با گنبد ژئودزیک
8. نتیجه گیری
.2 تاریخچه گنبدهای ژئودزیک
اولین گنبدی که می توان آن را تحت عنوان ژئودزیک شناخت، توسط والتر بارس فلد و برای جا دادن به یک پروژکتور افلاک نما طراحی شد، که این طرح توسط واید من و دیکرهاف1 در آلمان به عنوان سقف کارخانه زایس اجرا شد و در 1922 افتتاح شد، تقریبا 30 سال بعد در سال 1954، باک مینستر فولر2، مصالح شناس آمریکایی ایده به ظاهر مستقلی برای این گنبد ها داد و آن را Geodesic Dome نامید. به هر حال در بسیاری از کتابها او را به عنوان مخترع گنبد ژئودزیک میشناسند. او اولین بار این گنبد را، به ارتفاع 17 متر، برای وزارت دفاع آمریکا در ارتفاعاتی که سرعت وزش باد در آنها به 360 کیلومتر در ثانیه میرسد، طراحی کرد، دستیابی به این تکنولوژی در دوران جنگ سرد بود که باعث این ادعای نیکسون رئیس جمهور آمریکا شد که: ما میتوانیم شهرهای آمریکا را سقف بزنیم.
در زمان فولر کارهای دیگری هم با این سازه انجام شد، مثلا سالن کنسرتی در 48 ساعت برای 1800 نفر ساخته شد! اختراع گنبد ژئودزیک در طول تلاش 20 ساله باک مینستر فولر برای ساختمان سازی برای بشریت صورت گرفت، این اختراع یک نمایش درخشان از اصول او در مورد انرژی و پخش نیرو است، و به واقع این اختراع می تواند بسیاری از مشکلات را در ساختمان سازی حل کند. جذابیت و سرعت ساخت باعث گسترش استفاده از این سازه شد. >2@
.3 مزایای گنبدهای ژئودزیک
گنبدها سازه های بسیار مستحکمی هستند که عملا با بزرگتر شدن ، استحکام بیشتری می یابند، این مساله بر خلاف آن چیزی است که در ساخت و ساز های معمولی اتفاق می افتد. >3@ در گنبدهای ژئو دزیک سازه اصلی می تواند بسیار سریعB فقط در چند ساعت به جای ماهها یا سالهاB و با قطعات سبک وزن و توسط پیچهای کوچک نصب شود، گنبدهایی با بزرگی 50 متر در قطر با کمترین مصالح و حداقل امکانات از نظر تجهیزات کارگاهی Bمانند جرثقیلB قابل ساختند، ضمنا گنبدها فرمی آیرودینامیکی دارند و بنابر این در برابر نیروهای باد تاب مقاومت بالایی دارند، تا کنون خبری مبنی بر آسیب رساندن بادها یا طوفانها به گنبدهایی که درست و با قاعده طراحی شده اند منتشر نشده است. >4@ در گنبدها در صورت استفاده از پوشش های نورگذر می توان انرژی خورشید را مورد استفاده قرار داد. زمین لرزه به هیچ عنوان آسیبی به گنبد ژئودزیک نمی رساند، مگر آنکه زمین باز شود و فونداسیون آن را قورت بدهد!B یا اینکه گنبد از سطح زیرین شروع به خراب شدن کند، نظیر گنبد قطب جنوبB
