- Сегмент шара
- Геодезический купол. Об устройстве и моем опыте расчетов
- Немного истории
- Как правильно производить расчет длин стропильных частей?
- Рейтинг блогов и записей Живого Журнала
- Купольные дома: примеры и обзор технологий строительства
- Дом сфера – прихоть архитектора или подсказка природы?
- Примеры и разновидности купольных конструкций
- Особенности строительства
- Достоинства и интерьер купольных домов
- Калькулятор расчета площади шарового сектора
- 📽️ Видео
Видео:ОГЭ. ПРО ЗОНТИКСкачать
Сегмент шара
Вычисление площади поверхности и объема шарового сегмента или шарового слоя.
Сегмент шара
Сферический сегмент
Шаровым сегментом называется часть шара, отсеченная от него плоскостью.
Формулы:
— площадь боковой поверхности
— площадь основания
— формула объема
Видео:9кл.Огэ.Вася предположил, что купол зонта имеет форму сферического сегмента. Вычислите радиус RСкачать
Геодезический купол. Об устройстве и моем опыте расчетов
Видео:9 кл.Огэ.Вася нашел площадь купола зонта как площадь поверхности сферического сегмента по формулеСкачать
Немного истории
Геодезические купола — архитектурные сооружения с несущей сетчатой оболочкой впервые появились в конце 40-х годов прошлого века. Патент на это изобретение получил американец Ричард Фуллер. Необычные строения должны были решить проблему быстрого возведения недорогого комфортабельного жилья. Для массовой застройки идея не прижилась, но активно используется для строительства футуристических кафе, бассейнов, стадионов.
Не менее популярны сферы и среди ландшафтных дизайнеров. Такие строения достаточно просторны и могут быть использованы для самых разных целей. Их необычный вид сразу притягивает внимание, они становятся центром пейзажной композиции.
Геодезический купол обладает большой несущей способностью, к тому же его можно построить из простых материалов в самые короткие сроки без привлечения бригад специалистов и техники. Так, купол высотой в 50 метров можно построить силами трех человек без привлечения строительного крана.
Видео:КАК НАЙТИ ПЛОЩАДЬ ПОВЕРХНОСТИ КУБА, ЕСЛИ ИЗВЕСТНО РЕБРО? Примеры | МАТЕМАТИКА 5 классСкачать
Как правильно производить расчет длин стропильных частей?
Обязательно обратите внимание, при пользовании калькулятором, на то, что использование коннектора другого вида, который отличается от представленного в видеоролике, может повлечь за собой необходимость в изготовлении стропильных частей других длин.
Всё будет зависеть от того, какое расстояние между болтовыми соединениями стропильных частей, исходя из этого, уже и следует производить правильный расчет длины.
Также обратите внимание и на то, что коннекторы могут быть пятилучевыми или шестилучевыми, все зависит от места их размещения в конструкции самого каркаса купольного дома и от того, сколько стропил, они будут соединять.
На въезде вашей территории загородного дома мы рекомендуем установить ворота с автоматикой и аксессуарами безопасности. Такими автоматическими воротами будет не только комфортно управлять, но и совершенно безопасно.
Видео:Длина окружности. Площадь круга - математика 6 классСкачать
Рейтинг блогов и записей Живого Журнала
Расчет геодезического купола производится по заданному радиусу (площади поверхности основания), с целью получить:
- Расчетные размеры ребер и их количество
- Количество и тип требуемых коннекторов
- Значения углов между ребрами
- Требуемые высоту, общую площадь постройки
- Площадь поверхности купола
Площадь основания купола ассчитывается по заданному радиусу S=π *R2. При этом надо учитывать, что реальная площадь получится несколько меньше, вследствие того, что радиус купола считается, обычно, по внешней поверхности полусферы (по «вершинам»), и стенки купола имеют также определенную толщину.
Геодезический купол — не чистая сфера, апроксимация приводит к тому, что в основании лежит не круг, а многоугольник, вписанный в заданную окружность. Площадь такого многоугольника заведомо меньше площади круга. |
Высота геодезического купола пределяется по заданному диаметру, и может быть для четной частоты разбиения 1/2, 1/4 диаметра (при большой частоте может быть и 1/6, 1/8). Для нечетной — 3/8, 5/8 диаметра (и т.д.).
4V, 1/4 сферы | 4V, 1/2 сферы |
Площадь поверхности геодезического купола ассчитывается по известной формуле расчета площади сферы S=4π *R2. Для купола, равного 1/2 сферы, формула будет иметь вид S=2π *R2. В более сложному случае, когда речь идет о площади сегмента, сферы, формула расчета S=2π *RH, где H — высота сегмента.
Расчет конструктивных элементов геодезического купола ожно производить с использованием готовых таблиц, в которых заданы:
- Количество ребер купола одинаковой длины — ребра A, B, C, D, E, F, G, H, I. У купола с частотой 1V одно ребро — A. У купола с частотой 2V два ребра — A, B. У купола с частотой 3V три ребра — A, B, C. И т.д.
- Количство и тип используемых коннекторов — 4-х конечные, 5-ти конечные, 6-ти конечные.
- Коэффициенты пересчета длин ребер купола на радиус купола. К примеру, если вы хотите построить купол с частотой 2V высотой 1/2 и радиусом 3,5 метра, вам надо величину радиуса (3,5) умножить на коэффициент 0,61803 для определения длины ребра А, и умножить на коэффициент 0,54653 для определения длины ребра B. Получим: А=2,163м, В=1,912м.
1V купол
Ребра | Коэффициенты | Количество |
A | 1.05146 | 25 |
5-ти конечный коннектор | 6 | |
4-х конечный коннектор | 5 |
2V купол
Ребра | Коэффициенты | Количество для 1/2 |
A | 0,61803 | 35 |
B | 0,54653 | 30 |
4-х конечный коннектор | 10 | |
5-ти конечный коннектор | 6 | |
6-ти конечный коннектор | 10 |
3V купол
Ребра | Коэффициенты | Количество для 3/8 | Количество для 5/8 |
A | 0,34862 | 30 | 30 |
B | 0,40355 | 40 | 55 |
C | 0,41241 | 50 | 80 |
4-х конечный коннектор | 15 | 15 | |
5-ти конечный коннектор | 6 | 6 | |
6-ти конечный коннектор | 25 | 40 |
4V купол
Ребра | Коэффициенты | Количество для 1/2 |
A | 0,25318 | 30 |
B | 0,29524 | 30 |
C | 0,29453 | 60 |
D | 0,31287 | 70 |
E | 0,32492 | 30 |
F | 0,29859 | 30 |
4-х конечный коннектор | 20 | |
5-ти конечный коннектор | 6 | |
6-ти конечный коннектор | 65 |
5V купол
Ребра | Коэффициенты | Количество для 5/8 |
A | 0,19814743 | 30 |
B | 0,23179025 | 30 |
C | 0,22568578 | 60 |
D | 0,24724291 | 60 |
E | 0,25516701 | 70 |
F | 0,24508578 | 90 |
G | 0,26159810 | 40 |
H | 0,23159760 | 30 |
I | 0,24534642 | 20 |
4-х конечный коннектор | 25 | |
5-ти конечный коннектор | 6 | |
6-ти конечный коннектор | 120 |
6V купол
Ребра | Коэффициенты | Количество для 1/2 |
A | 0,1625672 | 30 |
B | 0,1904769 | 30 |
C | 0,1819083 | 60 |
D | 0,2028197 | 90 |
E | 0,1873834 | 30 |
F | 0,1980126 | 60 |
G | 0,2059077 | 130 |
H | 0,2153537 | 65 |
I | 0,2166282 | 60 |
4-х конечный коннектор | 30 | |
5-ти конечный коннектор | 6 | |
6-ти конечный коннектор | 160 |
Углы между ребрами между «лепестками» коннекторов) легко вычисляются по заданным сторонам треугольников.
Приблизительные значения углов апроксимации, в которых сходятся ребра геодезического купола на его вершинах:
- 1V купол — А=32º
- 2V купол — A=18º, B=16º
- 3V купол — A=10º, B=12º, С=12º
- 4V купол — A, B, С, D, E, F — 7-9º
- 5V купол — A, B, С, D, E, F, G, H, I — 6-7º
- 6V купол — A, B, С, D, E, F, G, H, I — 5-6º
Калькуляторы on-line:
Acidome calculator толковый российский on-line калькулятор
Geo-Dome
Tags: купол
Видео:Площадь круга. Математика 6 класс.Скачать
Купольные дома: примеры и обзор технологий строительства
В представлении большинства людей жилой дом – прямоугольная коробка под скатной крышей.
К конструкциям сферического и купольного очертания отношение двоякое. Привлекая внимание необычным «космическим» видом у многих они вызывают сомнения в надежности и удобстве проживания.
Преодолеть сложившийся «кубический» стереотип, объективно изучить достоинства и недостатки купольных домов, оценить возможность их самостоятельного строительства вам поможет эта статья.
Дом сфера – прихоть архитектора или подсказка природы?
Начнем с того, что многие выдающиеся изобретения человек позаимствовал у природы, наблюдая за жизнью животных. Давайте обратим внимание на «технологии», используемые птицами при строительстве своих жилищ. Нетрудно заметить, что здесь нигде нет прямых углов. Полусферы, шары, окружности – только такие формы признает природа. Получается, что столь любимая нами жилая «коробка» вовсе не является венцом творения.
Обратив внимание на этот природный феномен, инженеры исследовали механические свойства сферических и купольных конструкций. Оказалось, что они не только обладают отличной аэродинамикой, но и намного прочнее прямоугольных.
Энергетически сферическая поверхность безупречна. При максимальном внутреннем объеме она имеет минимальную площадь. Поэтому в купольном строении потери тепла во внешнюю среду в несколько раз меньше, чем в обычном доме. Не зря обитатели арктики эскимосы веками строили сферические домики «иглу» из снега. Практический опыт подсказал им, какой должна быть ветростойкая и энергоэффективная конструкция.
В наши дни сферические дома из области теоретики перешли в разряд практических технологий экологического строительства. Тысячи людей во всем мире успели оценить их преимущества и не жалеют о своем выборе.
Примеры и разновидности купольных конструкций
Сферическую конструкцию можно построить двумя способами:
- В виде геодезического купола (собирается из треугольных каркасных ячеек, стыкуемых с помощью узловых элементов — коннекторов).
- Из гнутых стоек или сегментов арочной формы, соединяемых вершинами (стратодезический купол).
Гнутоклееные деревянные стойки для сборки стратодезического купола
По технологии стратодезического купола собирают «маковки» православных храмов. Геодезический купол пришел к нам из Америки. Его изобретателем считают инженера Фуллера.
Несмотря на различия во внешнем виде, эти конструкции отличаются минимальным весом, высокой жесткостью и устойчивостью.
Дома в форме сферы можно строить из любого материала, начиная от пенопласта и заканчивая бетоном. Выбор конкретного варианта зависит от технической оснащенности исполнителя. Для возведения жилых зданий чаще всего используют конструкции с деревянным каркасом.
Причин для этого несколько. Древесина – экологичный и прочный материал, обладающий высокой упругостью. Геодезические купола собирают из деревянных балок, соединяя их стальными коннекторами.
Каркас дома на основе геодезического купола
Стратодезические жилые конструкции строят из гнутоклееных балок.
Каркас здания на основе стратодезического купола
Японская технология сферических зданий основана на использовании гнутых пенопластовых блоков с замками. Из них собирают небольшие одноэтажные постройки. Пенопласт в таком доме выполняет сразу две функции: конструкционного материала и утеплителя.
Современный домик-«иглу» строится не из снега, а из пенопластовой «скорлупы»
Минимальный вес дома-сферы позволяет возводить его на мелкозаглубленном ленточном или свайном фундаменте. Для утепления секций используют минвату, солому, эковату или пенопласт.
Наиболее распространенный вид кровельного покрытия – мягкая битумная черепица. Этот материал идеально ложится на криволинейные поверхности.
Дом-сфера, покрытый битумной черепицей
Сторонники экостроительства делают выбор в пользу деревянного гонта – тонких дощечек, образующих оригинальное чешуйчатое покрытие.
Деревянный гонт естественно смотрится на сферическом здании Двухуровневый дом на основе стратодезического купола с гонтовой облицовкой
Недавно на рынке появились новые материалы, идеально адаптированные для создания бесшовного кровельного ковра. Это «жидкая пробка» (частицы пробкового дерева в акриловом полимере) и жидкая резина.
Как мы уже говорили, материал для строительства сферического дома может быть разнообразным. Если вам больше нравится бетон, нет проблем.
Используя технологию набрызга, можно возводить купольные постройки из легкого бетона
Современные технологии позволяют строить такие дома с помощью пневмоопалубки из ПВХ, на которую наносится вспененный утеплитель. Затем по утеплителю ставят арматурный каркас и наносят на него бетонную смесь методом торкретирования.
Из одних соломенных блоков дом-сферу не построишь. Этот материал используют как утеплитель. Солому плотно набивают в ячейки из досок и собирают из них купол.
Пространственный каркас выполнен из деревянных ячеек, наполненных соломой
Особенности строительства
Еще совсем недавно дом-купол был строительной экзотикой. За его возведение брались энтузиасты экологического движения и любители оригинальных конструкций. Сегодня интернет наполнен заводскими комплектами сферических домов. Необычное жилище на основе геодезического купола и стратодезическую конструкцию можно купить, не выходя из городской квартиры.
Тем же, кто предпочитает все делать собственными руками, мы рекомендуем остановиться на геодезическом куполе. В сборке он немного сложнее дома-сферы из полуарок, но зато не требует сложного оборудования для гнутья и склеивания древесины.
Самый ответственный узел конструкции – коннектор. От точности его изготовления зависит пространственная стыковка всех элементов. Поэтому для работы лучше купить готовый заводской комплект.
Следующий шаг – подготовка ребер каркаса из деревянных брусков толщиной 50 мм. Их ширина должна быть равной толщине утеплителя (минимум 10 см). Длину ребер выбирают, ориентируясь на сборочную схему геокупола.
Необходимое пояснение: в расчетах купольных каркасов используется термин «частота» или «сечение», обозначаемые символом V. Им определяется плотность разбивки поверхности купола на треугольники. Чем больше частота, тем менее «угловатой» и более шарообразной получается купольная конструкция.
Однако, увеличение частоты вызывает рост количества ребер и коннекторов, существенно усложняя конструкцию. Поэтому на практике чаще всего строят купольные дома с частотой 2V.
Частота разбивки (V) поверхности купола – базовый элемент расчетов
Кроме частоты нужно определиться с диаметром купола и его высотой. Если вы купите готовый комплект коннекторов, то пользоваться онлайн калькулятором для расчета длин ребер вам не придется. Изготовитель делает коннекторы для сборки каркаса заданной высоты и диаметра.
Как показывает практика, купол диаметром 8 метров и высотой 4 метра оптимален для сооружения двухуровневого дачного дома общей площадью 64 м2, зимнего сада или сауны.
Для того, чтобы построить купольный дом своими руками нужно выполнить несколько операций:
- Разметить на участке фундамент под каркас (ленточный, столбчатый, «шведская плита» или свайный).
- На стадии бетонирования заложить в фундамент анкера. Они нужны для крепления подкладочного бруса, к которому фиксируют первый ряд «треугольников» каркаса.
- Сборку ведут параллельными рядами, связывая ребра каркаса в пространственную конструкцию с помощью коннекторов.
- Завершив монтаж, купол изнутри обшивают деревянной вагонкой или гипсокартонном.
- В ячейки каркаса закладывают утеплитель, накрывают его ветрозащитной мембраной и обшивают снаружи плитой Изоплат или OSB.
- В местах установки окон обшивку не делают. В зоне установки дверей каркас «разрывают», оставляя в нем нишу нужного размера. Жесткость геодезического купола очень высокая, поэтому дверные проемы не могут ее существенно уменьшить.
Двухуровневый дом-сфера на стадии наружной обшивки плитой OSB
Некоторые застройщики делают первый этаж в виде многогранника, а второй венчают геокуполом.
Дверной проем идеально вписывается в дизайн сферического здания. А вот треугольные окна и доборные элементы дверной коробки обходятся дороже обычных. Их приходится заказывать как нестандартные изделия.
Достоинства и интерьер купольных домов
Кроме упомянутых преимуществ – уникальной прочности и ветростойкости, сферические строения обладают и другими достоинствами:
- экономичностью (за счет легкого фундамента, сборки без привлечения кранов, использования эффективного утеплителя);
- возможностью свободной планировки жилого пространства благодаря отсутствию внутренних стен;
- отличными звукоизоляционными качествами;
- привлекательным внешним видом и уникальным интерьером.
Внутри круглые здания на удивление вместительны и красивы. Большая высота позволяет без проблем размещать в них второй этаж.
Даже под небольшим 4-х метровым куполом можно разместить комфортную баню. Сферическая форма и центральное расположение печи обеспечивают экономию тепла и равномерный прогрев помещений.
Сауна под куполом – компактно и удобно
Характер отзывов о купольных домах в большинстве своем положителен. Владельцам нравится оригинальная форма, комфорт и вместительность этих построек.
Экономия энергоносителей, низкие затраты на строительство сферических зданий также часто упоминаются в комментариях их хозяев.
Из субъективных положительных эмоций следует отметить покой и умиротворенность, ощущаемые человеком в таком доме.
Видео:Лучший способ найти площадь кругаСкачать
Калькулятор расчета площади шарового сектора
Инструкция по использованию: введите радиус шара (R), основания сегмента/конуса (r) и его высоту (h), затем нажмите кнопку “Рассчитать”. В результате будет вычислена площадь (S) шарового сектора (боковой и полной поверхности).
Примечание: если результаты окажутся равными нулю, возможно, это следствие округления – попробуйте увеличить количество знаков после запятой.
Формулы расчета
Sполн. пов. сект. = 2πRh + πrR = πR(2h+r)
📽️ Видео
Площадь сферыСкачать
ОГЭ 2022. Задача про зонт. Ященко 36 вариантов. Вариант 1.Скачать
ОГЭ 2022 Зонтики Задание № 3 и № 4 Вариант 9 Зонтики. Математика. Тесты ОГЭ 2022 под ред. ЯщенкоСкачать
Задания 1-5 Задача про зонтСкачать
Задания 1-5 | ОГЭ 2024 Математика | Про зонтСкачать
Длина окружности. Математика 6 класс.Скачать
Площадь треугольника. Как найти площадь треугольника?Скачать
Разбор Варианта ОГЭ Ларина №294 (№1-25) обычная версия ОГЭ-2022.Скачать
ОГЭ по математике: Практико-ориентированные задачи | Зонт, №1-5Скачать
Площади фигур. Сохраняй и запоминай!#shortsСкачать
ОГЭ по математике 2024 разбор 29 варианта Ященко / ПДФ решение + формулы / МатТаймСкачать
ОГЭ математика 2024 Ященко вариант 29. Полный разбор.Скачать
Площадь прямоугольника. Как найти площадь прямоугольника?Скачать