Patente de estructura de tensegridad
En geometría espacial
¡Una esfera sin aristas ni esquinas
es la más perfecta!
La energía potencial superficial de una esfera es mínima, por eso las burbujas, los globos, las estructuras inflables e incluso los cuerpos celestes son esféricos.
La bola de vela espacial del satélite "Instituto Tecnológico de Beijing 1"
La bola de vela espacial: después de que el satélite entra en órbita normalmente, libera material flexible y se expande hasta adoptar una forma esférica. , como una bola abierta, una "vela" se puede utilizar como panel solar para un satélite y como antena grande para comunicaciones por satélite.
En mecánica, cuando una esfera se somete a una tensión o presión uniforme, solo soporta tensión o presión axial. La cáscara esférica es una forma estructural muy eficiente, al igual que nos resulta difícil romper una fina cáscara de huevo con las manos.
Pabellón de Estados Unidos en la Exposición Universal de Montreal, Space Sphere, 1967.
Los recipientes a presión que almacenan gases y líquidos a menudo se diseñan en forma esférica. Dado que el área de superficie es la misma, la carcasa esférica tiene el mayor volumen. La carcasa esférica tiene las características de peso ligero y alta eficiencia. .
Tanque de almacenamiento esférico
Bajo el mismo diámetro y presión de trabajo, el espesor de la placa es solo la mitad que el del tanque de almacenamiento cilíndrico.
Debido a la forma única, la eficiente capacidad de carga y el encanto de la esfera, existen muchos casos excelentes en el diseño arquitectónico. Actualmente, el equipo de XiaoI está diseñando una estructura esférica. Este artículo aprovecha esta oportunidad para compartir con usted los casos que hemos recopilado.
Forma de rejilla de concha esférica
Las formas de rejilla de la concha de celosía esférica incluyen: cúpula de rejilla geodésica, cúpula de nervaduras con anillo de nervaduras, cúpula de placa delgada combinada, cúpula de Schwedler, cúpula de Kaiwit, etc.
Cúpula nervada con anillo nervado
Cúpula de placa delgada en forma de barco de loto
Cúpula de Schweidler (sin latitud oblicua)
Fuller y la cúpula geodésica
Alrededor de 1927, Fuller desarrolló una nueva estrategia de mapeo proyectivo y topografía esférica llamada mapa Dymaxion, que transformaba el terreno esférico en una serie de triángulos y cuadrados planos. "Al controlar la distorsión causada por el dibujo proyectado, el tamaño de la tierra en el mapa se puede escalar con mayor precisión con la realidad. Debido a que estos elementos geométricos se pueden reorganizar, podemos 'pelar' la tierra de innumerables maneras diferentes".
Mapas más completos y demaxianos (1945)
Ilustraciones más completas de Kyle Van Hemert.
Fuller combinó las ideas de los mapas de Dymaxion con la geometría energética para inventar la cúpula geodésica. Una geodésica es la línea recta más corta que conecta dos puntos de una superficie.
Fuller - Patente de cúpula geodésica
En la Exposición Internacional de Montreal de 1967, Fuller y Shoji Sadao diseñaron un edificio esférico de 3/4 con un diámetro de 76 m: su exterior. La superficie está cubierta con láminas acrílicas transparentes. Esta sala de exposiciones se ha convertido en un símbolo de la tecnología avanzada estadounidense y ha atraído la atención mundial.
Fuller y el Pabellón de Estados Unidos en la Exposición Universal de Montreal (1967)
En 1976, la cúpula sufrió un incendio durante su reconstrucción.
La decoración exterior fue quemada y la estructura expuesta se hizo más visible.
Además del Pabellón de Estados Unidos en Montreal, Fuller diseñó una serie de estructuras esféricas, incluida la Fly's Eye Dome y la estructura esférica de tensegridad.
Fly's Eye Dome diseñado y construido por Fuller, 1965.
Icosaedro basado en estructura de cúpula geodésica
Fuller creía que "existe un sistema en la naturaleza que puede proporcionar la máxima resistencia con la menor cantidad de material. Las unidades básicas son la pirámide cuadrangular y la pirámide de ocho lados se convertirá en la estructura espacial más eficiente".
Casualmente, en 1985, H.W. Kroto y R.E. Smalley descubrieron la tercera forma cristalina del carbono (las dos primeras fueron el diamante y el grafito). En honor a la primera conjetura de Fuller, se le llamó "fullereno" - C60. Su estructura molecular es esférica con 32 lados y los átomos de carbono están conectados por 20 anillos de seis miembros y 12 anillos de cinco miembros, y tiene una fuerte estabilidad molecular.
Los fullerenos, los balones de fútbol y las pelotas de malla tienen estructuras similares.
Una esfera puede estar compuesta por hexágonos regulares y pentágonos regulares.
El número de pentágonos debe ser 12.
La nave espacial Tierra de Orlando Disney fue diseñada para que los pasajeros viajaran a través de una máquina del tiempo, también en forma de cuadrícula de corta distancia.
Nave Espacial Tierra
La diferencia es que la Nave Espacial Tierra es una esfera completa, que utiliza una estructura de una sola capa en lugar de una estructura de dos capas, con un diámetro de 50 m, y está soportada por tres enormes columnas inclinadas. La superficie de la esfera está cubierta con placas de aluminio plegadas, lo que le da una apariencia más texturizada.
Placa de aluminio plegable cubierta esférica
***3840 nodos, placa de aluminio 11324.
Amazon Sphere
Amazon gastó mucho dinero para construir tres esferas de vidrio en su sede de Seattle, llamadas Amazon Sphere. Cientos de plantas exuberantes están plantadas dentro del edificio esférico, creando una versión interior de la "Selva Amazónica" en el área central de la metrópoli.
Amazon Spheres*** cuenta con 2.643 muros cortina de vidrio. Las cuatro capas de vidrio ultrablanco se utilizan para reducir la radiación térmica del sol y garantizar la luz necesaria para la fotosíntesis de las plantas.
La longitud total del edificio es de unos 40 metros y el diámetro de la esfera es de unos 24-29 m, como tres burbujas que interfieren.
El material estructural es una combinación de estructuras de vidrio y acero. El equipo de diseño utilizó un método de cuadrícula único para dividir la esfera.
Un marco estructural orgánico para el futuro.
También se pueden ver vagamente rastros de pentágonos y hexágonos regulares.
El modelado de cuadrículas parece complicado, pero su lógica de generación proviene de cuadrículas de fullereno o de fútbol regulares. El proceso de generación de malla consiste en dividir el pentágono en cinco partes y fusionarlo con los hexágonos adyacentes para formar una unidad básica, luego dividir la unidad básica en cinco partes con el punto central como centro y fusionar los límites de la unidad básica adyacente; unidades para obtener Malla estructural de la esfera amazónica.
Lógica de generación de cuadrícula estructurada de Amazon Spheres
Aunque Amazon Spheres se ha convertido en un nuevo lugar de registro de celebridades en línea en Seattle, tiene que hablar sobre el diseño de su panel de muro cortina. Como se puede ver en la imagen de arriba, la estructura de acero tiene tanto la sensación orgánica de curvas dinámicas como un diseño lógico claro. Sin embargo, después de cubrir toscamente el muro cortina de vidrio triangular, el efecto arquitectónico se reduce considerablemente.
La estructura de acero tiene líneas suaves.
El marco principal está conectado mediante placas de acero para mejorar la integridad de la estructura.
Detalles del módulo esqueleto de estructura de acero
Sala de Conferencias Nido de Pájaro Suspendido
Existe una zona de descanso en la planta superior donde la iluminación es mejor. Toma una siesta al sol, despierta y vuelve a trabajar lleno de energía.
Cúpula nervada con aro nervado
El aro nervado tiene una forma sencilla y una estructura sencilla. Hay muchos ejemplos de este edificio esférico.
Ericsson Globe
Ericsson Globe, Ericsson Globe, 1989
El Ericsson Globe en Estocolmo, Suecia, por Jia Yizun Berg y Lars Diseñado por Fred Blade, Puede ser el edificio esférico más grande del mundo. Tiene un diámetro de 110 metros, una altura interior de 85 metros, un volumen de 600.000 metros cuadrados y tiene capacidad para 16.000 espectadores para representaciones.
Sección transversal de la estructura del edificio
El lugar de actuación y las gradas en la parte inferior del edificio son estructuras de hormigón armado, y el techo semiesférico superior es una estructura de rejilla de doble capa en el forma de anillo costal. La superficie está cubierta uniformemente con una placa de metal blanco, como una pelota de golf.
El teleférico periférico inaugurado en 2010, llamado Tianjing.
Nuevo edificio del Reichstag
La cúpula nervada también se eligió para la reconstrucción del edificio del Reichstag diseñado por Norman Foster, que llegó a ser tan importante como un faro en el horizonte de la ciudad de Berlín. puntos de referencia.
La renovación se inspira en la arquitectura original. Por un lado, conserva el antiguo letrero del cantero y los lemas dejados por el Ejército Rojo soviético en 1945 como su propio museo de historia, por otro lado, bajo el pesado armazón se esconde un interior ligero y transparente, y una perspectiva de 360 grados; revela la belleza de Berlín, que es similar a Los edificios antiguos están en marcado contraste. El ámbito público del edificio se extiende desde el techo hasta la terraza del restaurante y la cúpula, con pasajes en espiral que conducen a la gente hasta la cúpula y la plataforma de observación.
La estructura de celosía de acero de la cúpula es lo más transparente posible, y la expresión de los componentes y los nodos detallados también es muy delicada. Aunque la estructura en sí no es muy difícil ni innovadora, se han logrado buenos resultados gracias a la exquisita expresión de la propia estructura de acero expuesta.
Cúpula de placa delgada de concha esférica cuadrada
En los primeros días del proyecto Amazon Spheres presentado anteriormente, la cúpula de laminillas también se consideró en el plan de diseño, pero no era tan expresiva como el plan posterior.
El plano inicial de concha esférica cuadrada de la Esfera Amazónica
Entre los edificios esféricos que se han construido, Union Square rara vez se utiliza. La razón principal es que el tamaño de la cuadrícula del cubo es bastante diferente, con las varillas en la parte superior de la esfera densamente conectadas, mientras que el centro de la esfera es escasa y las varillas tienen diferentes longitudes. La retícula diferenciada dificulta el uso de componentes unificados para la estructura y el muro cortina, aumentando los costos de construcción.
Plan conceptual de Dubai Technology Ball
Limitados por limitaciones de espacio, los siguientes casos no se discutirán en detalle. En resumen, la arquitectura esférica es una forma arquitectónica con un potencial de diseño ilimitado.
La Géode es un cine esférico diseñado por el arquitecto Adrien Fainsilber y el ingeniero Gérard Chamayou. El acero inoxidable tipo espejo refleja el hermoso paisaje urbano de París en la superficie del edificio.
Edificio esférico de acero inoxidable con espejos LaGéode
Museo de Ciencia y Tecnología de China Edificio esférico de acero inoxidable con espejos
Dos edificios esféricos en el Centro Internacional de Convenciones de Shanghai
Junto con la adyacente Torre de la Perla Oriental, forma una escena de perlas grandes y pequeñas inyectadas en una placa de jade.
Varias estructuras de teatro con cúpula
Varias radomos
Innovadora rejilla de concha esférica
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