هندسة هيكلية

كيف تعمل القباب الجيوديسية - الهندسة الجيوديسية

كان الناس يبنون القباب منذ قرون. طبقت الشعوب القديمة مثل الرومان مهاراتهم في البناء - ومعرفتهم بالقوس - لإنشاء قباب ضخمة. لكن تلك القباب كانت بحاجة إلى جدران داعمة كبيرة بنفس القدر تمنع الهيكل بأكمله من الانهيار على الأرض. باختصار ، كانت القباب القديمة الضخمة ثقيلة ومن المحتم أن تفشل في مرحلة ما.

القباب الجيوديسية مختلفة. فهي لا تدمج فقط قوة شكل القوس القوي ، ولكنها تتكون أيضًا من العديد من المثلثات. قم بإقران القباب بالمثلثات ، وستحصل على هيكل واحد متين للغاية. المثلثات هي أقوى شكل لأن لها زوايا ثابتة.

الإعلانات

الإعلانات

ينتج الكثير من هذه المتانة عن خصائص المثلثات ، وهي الأبطال الخارقين للأشكال. المثلثات هي أقوى شكل لأنها لها زوايا ثابتة ولا تتشوه بسهولة.

يقول مايكل بوسنيك ، مالك شركة American Ingenuity ، التي تبيع المنازل ذات القبة ، إن المثلثات هي المفتاح لتقوية القباب. "(القباب) عبارة عن هياكل ثلاثية الأبعاد تستخدم مثلثات مستقرة تقترب من الكرات لإنشاء مسارات متعددة للحمل من نقطة الحمل إلى نقطة الدعم. المثلث هو الترتيب الوحيد للأعضاء الهيكلية المستقرة داخل نفسه دون الحاجة إلى وصلات إضافية في نقاط التقاطع لمنع التواء الهندسة. "

بعبارة أخرى ، قم بالضغط على حافة واحدة من المثلث ، ويتم توزيع هذه القوة بالتساوي على الجانبين الآخرين ، والتي تنقل الضغط بعد ذلك إلى المثلثات المجاورة. هذا التوزيع المتتالي للضغط هو كيف توزع القبب الجيوديسية الضغط بكفاءة على طول الهيكل بأكمله ، تمامًا مثل قشرة البيضة.

يعتبر نمط هذه المثلثات أمرًا بالغ الأهمية في بنية القباب الجيوديسية. لفهم السبب ، فكر أولاً في مربع أساسي من أربعة جوانب. إذا وضعت العديد من المربعات بشكل متعامد (بزوايا قائمة) على بعضها البعض ، فيمكنها وضعها بدقة في مستوى مسطح.

الشيء نفسه لا ينطبق على البنتاغون أو السداسي. حاول وضع هذه الأشكال بشكل مسطح بنفس طريقة المربع ولن تعمل. لكن قم بإمالة هذه الأشكال إلى الداخل إلى شكل كرة أو كرة وتتطابق الجوانب بشكل جيد مثل الفسيفساء ، وهي ببساطة أنماط يمكن تكرارها لإنشاء شكل آخر دون تداخل أو مسافات بين الأشكال. ويحدث أن الخماسيات والسداسيات يمكن تقسيمها بدقة إلى مثلثات ، أساس القباب الجيوديسية ، لذا فهي أيضًا قوية للغاية.

ينتج عن الفسيفساء المختلفة تصميمات مختلفة لمباني القبة. في الصفحة التالية ، ستقرأ المزيد حول كيف تجعل التصميمات من السهل - أو الأصعب بكثير - تجميع القباب.